背景

1. 描述与项目研究内容紧密相关的公司实际生产力水平和今后的发展方向；

广东省已经启动碳排放交易试点工作，但是对于电力行业的碳排放水平还是利用经验公式计算，不同电厂机组容量、燃料品质、机组效率、负荷率均不相同，这些因素对碳排放量影响很大，经验公式难以较准确地计算。目前一般从投资与运行费用两个角度对碳排放与控制进行评价，缺乏对煤质、负荷率、实际设备特性的考虑，仅从投资与运行费用两个角度也很难对一电厂碳排放水平与减排潜力进行评估。更无法对设备与运行情况相差较大的电厂进行横向比较。同时缺乏可有效对具体电厂碳排放进行评估的软件系统。对此，首先建立综合考虑各因素的碳排放评估指标体系，对省内典型电厂每年碳排放特性进行研究，并火电站碳排放特性监控与诊断软件系统，对典型火电厂碳排放特性进行诊断，确定近期与较远期碳减排的路线与方向。

2. 阐述项目成果对该现状和技术发展的作用；

建立的综合考虑各因素的碳排放评估指标体系，为广东省内电厂碳排放监测与诊断提供了依据。拟开发的火电站碳排放特性监控与诊断软件系统则为实际电厂碳排放水平与减排潜力评估提供了手段，使得设备与运行情况相差较大的电厂进行横向比较成为可能，为电厂近期与较远期碳减排的路线与方向提供依据。

3. 分析成果应用和推广的途径；

项目拟建立的碳排放评估指标体系不仅可用于燃煤电站碳排放评估，也为其它燃烧技术碳排放评估提供思路。拟开发的火电站碳排放特性监控与诊断软件系统则不仅可用于广

东省内电站，完全可以向国内其它电站推广。

4. 分析成果推广后的直接和间接效益。

1）建立的综合考虑各因素的碳排放评估指标体系具有创新性，拟开发的火电站碳排放特性监控与诊断软件系统，使得对不同火电站碳排放特性比较成为可能，为电厂制定碳控制和减排规划提供有力的技术支持和数据基础。

2）可以实现火电站碳排放特性监控与诊断，为电力企业提供近期与较远期碳减排的路线与方向，大大提高电厂运行效率，解决我国电厂在碳减排方面的技术难题，其经济效益及社会效益巨大。推广使用，年经济效益在1千万元以上。

二、项目研究的背景

1. 国内外研究水平的现状和发展趋势

随着经济全球化的快速发展以及人们生活水平的提高，各个国家对能源的消耗越来越多，因此，碳排放问题越来越引起人们的重视，随着全球温室效应的影响逐渐加强，各个组织和国家将目光投向了温室气体排放这个问题上，二氧化碳作为温室气体中一种最主要的也是最大量的气体，更是备受关注，碳排放问题已经成为国内外学术界和各国共同关注的焦点[1]。

2003年2月24日，英国首相布莱尔发表了题为《我们未来的能源——创建低碳经济》的，首次提出低碳经济概念，计划到2010年CO2排放量在1990年水平上减少20%，到2050年减少60%，建立低碳经济社会。2008年7月，G8峰会上八国表示将寻求与《联

合国气候变化框架公约》的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少 50%的长期目标。2008年5月31日至6月8日，英国伯明翰举办了第一届国家气候变化节，发布了《气候变化战略》，提出了“后碳时代城市”目标，明确提出到2026年减少二氧化碳排放60%、人均排放从6.6吨下降到2.8吨等。欧盟承诺到2020年将可再生能源占能源消耗总量的比例提高到20%，将煤炭、石油、天然气等一次能源的消耗量减少20%，将生物燃料在交通能耗中所占的比例提高到10%。2009年1月25日，美国白宫发布了一份奥巴马总统论述“美国经济恢复和再投资计划”的报告，在能源方面，奥巴马提出，为了加速推进清洁能源经济，美国在未来3年内将把风能、太阳能和生物燃料等可再生能源的生产能力再提高1倍，将开始建造新的长达4800公里的传输电网，以方便传输这种新的能源，到2012 年，美国发电量的10%将来自可再生能源(这个指标到2025年将达到25%)。

我国作为世界第一大能源消费国、第一大二氧化碳排放国，高度重视全球气候变化问题，并为应对气候变化做了大量减排方面的工作。我国先后于1998年签署、2002年批准了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》；“九五”计划、“十五”计划和“十一五”规划都把降低能耗和主要污染物排放作为重要指标；2007 年中国发布了《中国应对气候变化国家方案》，确定了中国长期应对气候变化的框架。节能减排已成为一项重要任务，国家制定的《单位GDP能耗考核体系实施方案》明确提出，对各省级要实行节能减排的问责制和一票否决制。2009年底，我国在哥本哈根世界气候变化大会前夕公布温室气体减排计划，承诺到2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%—45%。“十二五规划”也指出大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。大力增加森林碳汇，争取到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。

目前，关于碳排放的研究国内正处于一个起步阶段，而在国际上这也是一项新的课题。

研究碳排放问题，制定碳排放指标，可以借鉴的理论研究和减排路径实际经验也很少，大量的学者投入了二氧化碳排放的研究工作，关于碳排放问题的研究成果很多，涉及到的方法和模型也较多且复杂不一致[2]。

2. 国外研究机构对本项目的研究情况

国外学者对碳排放进行了大量研究，主要由模型和情景分析两种方法，Richard York（2003）在文章中比较了STIRPAT模型、IPAT模型和ImIPAT模型的不同，STIRPAT模型是在传统的经济模型EE的基础上产生的，随着近几年来对碳排放模型的研究，将STIRPAT模型运用到碳排放问题上，使之发展成IPAT模型和ImIPAT模型，但是在不同的地区不同经济背景下，这三种模型各有优势，需要在具体数据拟合中仔细分析[3]。YingFan(2006)运用STIRPAT模型分析了1975-2000年收入水平不同的国家碳排放受到各种因素的影响情况，发现在低收入国家人均GDP水平对碳排放的影响较大，在中等收入国家中能源强度对碳排放的影响较大，在高收入国家中影响碳排放的各个因素有很大的正相关关系[4]。Shoufu Lin（2009）基于STIRPAT模型对中国环境影响进行了分析，根据对温室气体的主要排放源能源消费进行的分析，通过STIRPAT模型对中国1978-2006年数据的研究，发现对中国环境影响的因素是人口、城市化水平、人均GDP、工业水平和能源强度，在这些因素中人口对环境的影响作用最大，其次为城市化水平、工业水平、人均GDP和能源强度[5]。BrantLiddle（2010）基于STIRPAT模型从人口、人均财富及能源强度三个方面分析了一些发达国家的碳排放情况，通过分析发现影响这些国家的碳排放因素不止这三方面，另外能源结构、居民能源消费及城镇化率也是碳排放的重要因素，文章最后指出在研究不同的国家碳排放时应对STIRPAT模型做一些调整[6]。Huanan Li(2011)文章通过研究表明影响中国碳排放的主要五个因素是人均GDP（A）、工业结构（IS）、人口（P）、城市化率（R）和技术水平（T），而且这五种因素对碳排放的影响程度是A>T>P>R>IS的，在节能减排中提高技术水平T是最有效的途径[7]。

3. 国内研究机构对本项目的研究情况

煤电是我国电力碳排放的主要来源，其机组碳排放指标是实施低碳规划和运行的基本依据。在排放额度日益成为稀缺资源的形势下，作为目前最大的温室气体排放国，我国的节能减排形势不容乐观,国内大量的学者投入了碳排放的研究工作，关于碳排放问题的研究成果很多，涉及到的方法和模型较多且复杂不一致。

现有碳排放测算方法包括实测法、物料平衡法、排放系数法、生命周期法、模型法和决策树法，主要侧重于宏观经济活动统计和预测。涉及电力行业碳排放测算的方面，文献

[8]采用燃料平均排放因子计算我国火力发电的生命周期排放；文献[9]考虑电厂建设引起的

间接排放，计算我国煤电、核电和水电的生命周期排放系数；文献[10]基于锅炉燃烧反应的质量平衡与设备运行参数，导出 CO2计算公式，并制成线算图；文献[11]通过入炉煤元素分析和发热量的软测量实时监测技术，间接获得电站锅炉碳排放系数；文献[12]以统计规律和燃烧机制为基础，建立电站锅炉 CO2排放量的预测模型；文献[13]考虑机器设备故障、人为操作失误等引起的意外排放，建立碳排放预测云模型；以上方法广泛适用于工业锅炉，不局限于电厂。文献[14]利用烟尘在线监测技术，选取我国 30 台具有代表性的火力发电机组，实测 CO2和 N2O 的排放强度，具有精度高的优点，但烟尘在线监测成本高昂，尚不具备推广条件，实用性不足；文献[15]利用电厂已有数据计算机组碳排放率，并提出相应的负荷调度策略，方法具有较强的实用性，但对机组碳排放的影响因素分析不足。

4. 项目研究的技术关键与难点

课题拟对各个典型火电厂设备、燃料、负荷率及碳排放数据进行收集，对采集资料进行规划分析，提出考虑综合因素的碳排放评估指标。利用所建立指标体系，对各个电厂碳排放特性进行对比分析，进而开发火电站碳排放特性监控与诊断软件系统。建立碳排放评

估指标体系具有创新性，也是本课题的一个研究难点。拟开发火电站碳排放特性监控与诊断软件系统运行效果是课题进行的另一关键点。