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追踪碳足迹
2024年12月31日•新闻资讯

从采油到集输再到注水,开采1吨原油的碳排放是多少?

在中国石化碳资产管理平台上,原油开采流程中隐形的“碳”在平台上留下了“足迹”,油气产品生产全过程碳排放“有迹可循”。早在2016年,集团公司就搭建了碳资产管理平台,统计企业碳排放数据和产品的碳排放,集合了集团公司上、中、下游90多家企业的碳排放数据,并进行统计核算。

胜利油田安全环保质量管理部能源环境办公室副经理王贵生说,碳足迹核算,向内,可以摸清碳排放家底,厘清企业的减排潜力,有的放矢制定有针对性的降碳方案;向外,可以提升产品品牌价值,引导消费者形成低碳消费理念。

碳足迹的物理边界

碳足迹是人类在生产生活中直接或间接排放二氧化碳和其他温室气体的总量,研究对象包括产品、个人、家庭、机构、企业和国家。

胜利油田技术检测中心能源低碳监测中心主管师岳宇说,企业的石油、煤炭等化石资源消耗越多,二氧化碳排放量越大,碳足迹也就越大。

产品的碳足迹是一件产品在原料、制造、运输、销售、使用、废弃和回收等全生命周期中所产生的碳排放,不仅包括产品本身,也包括其产业链、供应链等关联范围的碳排放。

推动经济社会发展绿色化、低碳化,是建设人与自然和谐共生现代化的内在要求。党的二十届三中全会提出,构建碳排放统计核算体系、产品碳标识认证制度、产品碳足迹管理体系,健全碳市场交易制度、温室气体自愿减排交易制度,积极稳妥推进碳达峰碳中和。

2024年10月,国家发展改革委等8部门联合印发《完善碳排放统计核算体系工作方案》,聚焦电力、钢铁、有色、建材、石化、化工等重点工业行业,开展碳排放核算工作,解决行业间碳排放核算范围不明确的问题,加快构建形成系统完备的碳排放统计核算体系。

计算碳足迹,首先要明确产品的物理边界。根据国际标准,产品的碳足迹分为三个范畴:一是直接排放,企业使用石油、天然气等能源产生的温室气体排放;二是间接排放,企业外购电力、蒸汽等产生的间接排放量;三是产业链中产生的其他间接排放量,比如企业上游物资的采购、运输和配送,下游售出产品的使用、废弃和回收等。

根据不同类型,产品碳足迹可选择“从摇篮到大门”“从大门到大门”和“从摇篮到坟墓”三个过程作为物理核算边界。岳宇说:“由于供应链碳足迹数据缺失,加之原油无法作为最终产品面向消费者出售,因此,胜利油田选用的是‘从大门到大门’作为核算边界,即从勘探开发、原油开采、原油处理到长输储运过程作为核算边界。”而汽柴油、润滑油等终端产品通常以“从摇篮到坟墓”为核算边界。

为实现产品全生命周期碳足迹的监测与管理,2024年,中国石化依托碳资产管理平台,以胜利油田为试点开发了原油、天然气产品碳足迹核算功能,实现了油气产品全生命周期碳足迹数字化管理。

一道复杂的数学题

核算油气产品的碳足迹并非简单将碳排放总量除以原油产量,而是一道复杂的数学题。

作为碳足迹核算员,胜利油田技术检测中心能源低碳监测中心检测四室经理刘心颖需要分析油气开采全流程,拆分注采输工艺流程,甄别每个环节生产原油或天然气产生的碳排放,对油气生产环节的碳排放进行分摊。

孤东采油厂是胜利油田首个油气产品碳足迹核算试点开发单位。2023年,胜利油田对孤东采油厂原油、天然气全生命周期内能源获取、运输、生产过程,以及污染物和废气处置环节的产品碳足迹进行核算,不仅涵盖了采油厂自身开采工艺流程的碳排放,还囊括了外部承包商的能源消耗、车辆运输等活动产生的碳排放,涉及内外部承包商数据13000余条,核查盖章凭证690余项。

胜利油田技术检测中心能源低碳监测中心经理马坤说:“确保一个数据的准确性,至少需要两个数据交叉复核、相互印证;只有检定合格的仪表,计量的数据才是有效的。同样是抽油机,生产制造工艺不同,核算的标准、方法不同,即使同一台抽油机,应用场景不同,碳排放亦不同。”数据收集、现场核实、工艺确认……历时两个月,经第三方机构认证,2023年,孤东采油厂获中国石化首张油气产品碳足迹评价证书。

孤东采油厂油气产品碳足迹核算边界是“从摇篮到大门”。根据刘心颖对孤东采油厂原油产品碳足迹的统计,上游供应链的碳排放占原油产品碳足迹的10%。虽然供应商的碳排放占比不高,但这个环节追溯起来非常复杂,层层统计需要非常高的时间成本。

2024年,在碳资产管理平台的赋能下,胜利油田完成了现河采油厂、桩西采油厂等7家油气开发单位的油气产品、石化总厂汽柴油、船燃产品的碳足迹核算。

碳足迹,这道数学题并非千篇一律。油藏类型不同,碳足迹不同;同样的油藏类型,工艺流程不同,碳足迹不同。稠油油藏比稀油油藏的碳足迹大;同样是稀油油藏,陆地油田比海上油田的碳足迹大,因为陆地油田普遍是长流程、大循环,而海上油田是短流程、小循环。

算碳排放量的目的是为了减碳。碳足迹核算不仅仅是出具一个数据,更重要的是对产品碳足迹进行敏感性分析,确定生产过程中影响产品碳足迹的关键环节,进而找到减排的潜力和方向。

原油产品碳足迹核算不仅可以摸清油田碳排放情况和减排潜力,让减排看得见、控排有抓手,也可为石化行业开展中下游产品碳足迹核算提供数据基础。

刘心颖说,相比上游石油企业,中游炼化企业生产流程长、工艺多,生产汽柴煤油的过程通常伴随乙烯、丙烯、硫黄等副产品,根据产品的共生关系分配碳排放,碳足迹核算更复杂。

胜利油田作为集团公司油气田产品碳足迹核算功能建设试点单位之一,已经完成了原油、天然气产品碳足迹核算信息化建设,初步实现了产品全过程碳足迹显现化。下一步,胜利油田将深化原油、天然气产品碳足迹敏感度分析,实现对碳排放的精准控制和碳损失的精准溯源,为碳减排工作提供依据。

从有没有到好不好

据统计,目前,我国共出台了128项产品碳足迹相关标准,其中团体标准110项、地方标准15项、国家标准3项。

从标准类别来看,主要包括通则类、标识标签类、产品碳足迹评价类、核算与报告类;从行业来看,主要集中在电子电器、农产品、纺织产品、建材产品、轻工产品;从层级上看,团体标准居多,国家、行业标准较少,而多数团体标准不符合国际标准要求,无法指导第三方或企业自行开展碳足迹研究。

标准是建设碳足迹管理体系的重要支撑。2024年6月,生态环境部等15部门联合印发《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》,分阶段明确碳足迹管理体系的建设目标:到2027年,碳足迹管理体系初步建立,制定出台100个左右重点产品碳足迹核算规则标准;到2030年,碳足迹管理体系更加完善,制定出台200个左右重点产品碳足迹核算规则标准。

2024年8月,我国发布《温室气体产品碳足迹量化要求和指南》国家标准(简称:《通则标准》),明确了产品碳足迹核算边界、方法、数据质量要求和溯源性要求等,填补了国内产品碳足迹核算通用标准的空白。

《通则标准》只是一个指导性、纲领性文件,相当于给了一个框,在产品碳足迹核算方法、排放因子数据库等方面,依然有许多空白需要填补和完善。

不过,《通则标准》向前迈进了一步。“毕竟,当务之急是先解决标准有没有的问题,才能解决标准好不好用的问题。”马坤说。

2024年,中国石化印发了《中国石化产品碳足迹管理体系建设实施方案(2024-2027年)》,明确了今后一个时期中国石化产品碳足迹管理体系建设的“任务书”:到2025年,力争制定成品油、乙烯、醋酸乙烯、PVA(聚乙烯醇)、合成氨、甲醇、氢等10个重点产品碳足迹核算标准;2026~2027年,力争每年制定20个产品碳足迹核算标准,加快形成涵盖全产品的标准体系,推动建立石油化工产品碳足迹标准体系。

最近,马坤正在系统总结盘点胜利油田碳足迹管理经验,编制《石油天然气生产企业原油、天然气产品碳足迹核算指南》,指导中国石化国内上游企业开展碳足迹核算。

时任胜利油田技术检测中心党委书记、中石化(山东)检测评价研究有限公司执行董事,现任胜利油田天然气销售有限公司执行董事、党委书记齐光峰表示,企业进行产品碳足迹分析,既可以全面、客观地审视产品全生命周期过程中的能源与环境问题,挖掘碳减排潜力,为企业改进工艺措施、开发低碳技术提供内在支撑,又可以将产品的碳足迹信息以标签的方式告知公众,从而引导消费者的低碳购买行为,从需求端撬动供应端,还可以应对日益严峻的国际贸易壁垒。

给产品贴上低碳标签,成为越来越多企业营销的新卖点。岳宇说,这就像购买高能效的家电一样,用起来能耗低、成本低。

碳标签,正逐步成为出口产品的绿色通行证。2023年8月,欧盟《电池与废电池法规》(新电池法)正式生效。按照新电池法的要求,电池产品全生命周期碳足迹超标将面临高额关税。同年10月,全球首个“碳关税”——欧盟碳边境调节机制正式实施,对没有碳标签或碳标签没有达到标准的产品,征收碳关税。

合规的碳足迹直接影响产品在国际市场的竞争力。在法国,产品的碳排放越低,中标可能性越大;在韩国,只有低碳的产品才能拿到政府补贴;在挪威、意大利等国,碳足迹报告被列为进口强制要求。

原油是化工产品的原料。齐光峰说,只有加快建立与国际标准接轨的碳足迹管理体系,在规则制定上掌握一定的话语权,才能应对复杂多变的政策风险和市场风险。

新闻会客厅

赵鲁苏 碳产业科技股份有限公司碳资产运营部高级经理

问:石油石化行业在碳足迹管理方面有哪些特点?企业如何通过碳足迹管理实现高质量发展?

答:石油石化行业碳足迹相对复杂,原料含碳、过程排碳、产品含碳。碳排放过程特别复杂,每个过程都可能吸收或释放热量、能量,排放二氧化碳或吸收二氧化碳。

目前常用的质量法较适用于油品,但对炼厂副产氢气的评价,结果准确性差;以工艺装置为单元的碳足迹颗粒度较粗,不利于深入指导实际生产和企业低碳升级;以单个产品核算碳足迹,无法对炼厂整体进行碳足迹核算。所以需要建立以总流程为基础、工艺装置为单元和产品质量为分配规则的综合性碳足迹评价方法。控制企业碳排放的过程,就能加速实现技术的进步,一般认为,同类工艺的同类产品碳排放低的工序就是技术先进的工序。企业可以通过技术手段分析碳排放情况,降低每个阶段的碳排放水平,减小商品的碳足迹。

这同时要求油田企业提供更低碳排放的原油,油田企业需要采取减少开采过程中的甲烷排放、原油损耗、能源消耗等措施,以减小原油的碳足迹;要求设备制造商提供更低碳排放的设备,这包括制造设备时的碳排放和设备使用中的碳排放,推动设备生产及设备运行相关低碳技术的进步。通过降低供应链上每个组成部分的碳排放,整体降低行业碳排放强度,从而为全社会降低碳排放作出贡献。

近年来,越来越多的国际贸易规则将碳排放数据作为必要的考核指标,比如现在推行的欧洲碳边境调节税(CBAM),是对出口到欧洲的相关产品征收碳关税。通过碳足迹管理,可以有针对性地降低产品的碳排放,降低出口成本,有效应对国际碳壁垒,增强产品的国际竞争力。

问:在碳足迹管理过程中,有哪些起到关键作用的技术创新?未来,技术创新如何推动碳足迹管理水平提升?

答:可再生能源的高效利用、不同产品碳足迹标准及数据库的建立、CCUS(碳捕集、利用与封存)技术的进步,都会对减小碳足迹起到关键作用。

可再生能源的利用过程中不产生或者仅产生少量的碳排放,从根本上减小了产品的碳足迹。各个行业相继发布碳足迹核算方法,从碳排放的角度思考工艺过程、管理工艺过程、逐步建立行业的数据库,有利于有针对性地推进技术进步,降低碳排放。单纯依赖传统路径,如节能减排、提高能效等,在技术进步到一定程度后,较难进一步降低碳排放,其脱碳过程需要CCUS技术的配合才能够实现。

未来,将实现碳足迹数智化,每个企业通过数智化手段管理自身的碳排放,更易于明确某个工艺过程、某个设备碳排放超过同行多少,可以采取什么措施降碳。

齐光峰 胜利油田天然气销售有限公司执行董事、党委书记

问:油田企业如何减小原油产品碳足迹?

答:对于油田企业来说,主要有四条路径减小原油产品的碳足迹。

一是以提能量、提产能、控含水、控递减为指引,优化产液结构、产量结构,源头压减低效无效液量、控减低效无效水循环。

二是注采输一体化节能降碳,采油环节优化井筒工艺、提升地面机采,实施地面地下一体化技术降电治理,提升机械采油系统效率;注入环节优化区域注水管网、大小泵组合,推广注水系统闭环控制、注水井智能分注,降低注水能耗;集输环节实施地面流程简化优化,采用短流程一体化预分水、高效油水分离、全流程经济管输等工艺技术,优化降低加热负荷和集输系统单耗。

三是采用“光热+”“光伏+”“余热+”多种能源综合利用模式,替代传统化石能源加热模式,推动风电、光伏、光热、地热、余热等多能高效集成与耦合应用,构建多能互补、协同高效的能源体系。

四是推进甲烷控排,推广应用密闭装卸、高效压缩机和先进密封件技术设备,推进试气放空天然气、油井伴生气应收尽收,加强单井拉油、常规火炬气、原油储罐甲烷泄漏逸散治理,减少甲烷排放,降低甲烷排放强度。

过去,油田企业注重的是过程降碳,利用绿色低碳技术优化生产工艺流程,提高能源的利用效率和减碳水平;未来,油田企业应该更加注重源头降碳,利用风光、地热、余热等清洁能源替代化石能源,提高能源的供给质量,进而实现“增产不增能、增能不增碳、增能不增费”。

4年来,胜利油田优化能源消费结构,大力发展新能源产业,建成光伏发电装机规模350兆瓦,年发绿电4亿千瓦时。

问:目前产品碳足迹核算存在哪些问题?

答:“碳基础设施”尚不完善是行业普遍面临的痛点。

首先,部分活动数据质量有待提升。目前碳计量器具配备、数据管理等制度和技术标准缺失,部分碳计量核查数据颗粒度粗,无法穿透至设备级,数据溯源困难,排放核算准确度低;关键点位温室气体排放缺乏直接测量装置。

其次,碳排放因子库尚不健全。我国的排放因子库主要来自文献和国家部门统计数据,部分引用文献年代久远,且仅针对单个企业典型工艺开展研究,缺乏普适性和代表性;借鉴国外碳排放因子库不完全符合中国国情,若使用这些数据,碳排放可能比实际情况偏高,如果选择实测,需要付出较高的时间成本。

最后,缺乏统一规范的产品碳标识认证制度。目前,国际上已发布的产品类别计量准则、标准、算法、数据等都与我国实际应用场景存在一定差异,适配性差,我国产品类别规则和核算指南标准少,难以指导推进企业开展相关研究。

问:我国油气企业建立健全碳足迹管理体系,需要从哪几个方面发力?

答:加快碳计量数据平台建设,实现计量数据的可追溯、可对比、可复证;编制发布油气产品碳足迹核算规则标准,明确产品碳足迹核算边界、核算方法、发布形式、数据质量要求和溯源性要求等,统一产品碳足迹核算规则标准;针对行业特点、产品生产工艺流程、原辅料供应类型,建立完善油气产品碳足迹因子数据库,推动油气产品全生命周期碳排放因子数据库建设;建立油气产品碳标识认证制度,增强消费者对油气产品低碳的认知和信任。

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