欧盟火电厂二氧化碳排放在线监测质量保证体系对中国的启示

 

2.1 监测范围与方法

 

欧盟委员会自2005 年启动欧盟碳排放交易系统（European Union emission trading scheme，EUETS)，正式开展监测CO2 排放量。监测范围覆盖欧盟28 个成员国和冰岛、挪威、列支敦士登3 个欧洲国家总计超过1 万家的能源企业，涉及欧盟CO2 排放总量的50%。其中，火电企业中规模超过20 MW 的机组在2 0 0 5 — 2 0 0 7 年的EU ETS第1 阶段就已纳入管控范围。采用的监测方法包括核算法和利用CEMS 开展的实测法，目前22 个欧洲国家中大约有140 台机组采用实测法。

 

2.2 法规标准体系

 

为保证EU ETS 的正式运行，欧盟形成了一套“指令–规范–标准”的系统性管理模式。2003 年颁布的《2003/87 号指令》（Directive 2003/87）对温室气体进行全面管理，该指令包括监测方法的说明、质量控制总体原则。在总体原则基础上，制定了专门的指南、条例，具体指导CO2 监测质量保证的实施。质量保证体系的所有环节使用的方法统一依据欧盟标准、国际标准化组织（ISO）标准和行业最佳实用导则。整个过程中涉及的法律法规和标准见表1。

 

 

随着监测技术的不断进步，根据实施过程中遇到的状况，欧盟委员会及时调整、充实、完善条例和法规。《温室气体排放核算与报告指南》（monitoring and reporting guidelines，MRG，包括MRG2004 和MRG2007）历经2 个阶段的调整，从MRG2004 修正形成MRG2007。2012 年，欧盟第3 阶段出台了《监测及报告条例》（monitoring andreporting regulation， MRR） 和《认证及审核条例》（AVR）2 项新的规则，形成监测、报告、验证（mnitoring、reporting、verification）体系。至此，2 项法规替代《2003/87 号指令》和MRG，在欧盟初步形成了质量保证体系。以上3 个阶段分别从提出质量控制概念、完善具体要求以及细化管理这3 个角度完成了质量控制体系的建设，更加明确了CEMS 在CO2 排放监测的地位。第1 阶段引入了数据质量等级的概念，提出在能够证明监测系统的数据质量高于核算的前提下可采用CEMS 进行监测。第2 阶段完善了质量控制和质量保证的要求；根据机组类型和排放量进行分类细化，规定了不同的数据质量等级；增加了对数据不确定性分析的审核步骤。第3 阶段不再需要证明CEMS 的数据质量等级高于核算法，同时增加了数据不确定性分析和风险评估的要求。

 

2.3 质量保证要求

 

欧盟的质量控制主要执行EN 14181《固定源排放―自动测量系统的质量保证》，此标准是欧洲标准化委员会有史以来制定的最重要、要求最高的标准之一，此标准奠定了欧盟CEMS 质量保证体系的基础，对监管机构、设备制造商和流程运营商提出了更高的要求。标准执行初期，存在内容繁复，不易操作的问题。为了让标准快速实施，欧盟各成员国根据新电厂和现有电厂的排放水平、燃烧技术、电厂类型、燃料类型编制指导性文件，对4 个级别的质量保证分别做了简单、明确的说明，包括测试时间、频率、主管部门和对应的相关标准。通过指导，操作人员能够快速掌握质量保证程序，确保计量设备的正常校准、调整和校验，保证数据质量。

 

2.4 指标数据的分级管理

 

欧盟对CEMS 需达到的数据质量要求做了明确规定， 选取不确定度作为反映数据质量的指标，同时根据电厂年度CO2 排放量对数据质量分级管理。

 

国际上反映数据质量的常用参数有精度、准确度和不确定度3 种。不确定度综合了精度和准确度2 个概念，既能反映数据的真实性又考虑了其可重复性。

 

考虑到监测成本和数据质量的必要性，按年度CO2 排放量确定数据质量的层级。数据质量等级共分为4 级，排放量越少层级越低，数据质量要求也越低。在确保数据达标的情况下尽力减少企业的成本。表2 给出了各层级数据允许的最大不确定度。

 

 

2.5 数据质量的持续管控

 

欧盟的质量控制共包含3 个质量保证级别（quality assurance levels，QAL）和1 个年度监视测试（annual surveillance test，AST），从仪器的安装到年度的检测， 欧盟对数据进行持续性把控，确保数据质量始终处于规定的不确定度范围内， 及时调整仪器， 减少系统误差。各质量保证级别测试时间、频率、主管部门和相关标准见表3。

 

 

CEMS 安装前进行适用性评估，保证安装后仪器性能正常、稳定、连续、准确地上传数据。适用性试验包括实验室测试和至少3 个月的现场测试。实验室测试的目的是确保受控条件下仪器满足相关性能要求，现场适用性检测确保仪器的稳定性、工作的连续性以及在现实苛刻工况中的技术性能。检测的主要性能指标包括仪器反应指标（ 响应时间、零点、量程点的重复性标准偏差）、环境影响指标（温度、样气压力、电压变化、振动、干扰物交叉敏感度的影响）、实验室和现场条件拟合指标（ 线性、零点和量程的漂移、现场条件下的再现性）等。

 

安装后或监测数据偏离监测准确范围时需要进行QAL2 评估，此项评估的目的一是确定仪器功能持续性正常，二是校准和验证仪器，及时调整仪器，减少系统误差。经过国家认证的实验室负责评估，将监测数据与一系列使用已批准的标准参考方法（standard reference method, SRM）进行的测量结果进行比较[12]，根据结果评估校准。

 

正常运行的过程中，为确保运行的CEMS 数据质量持续稳定，CEMS 质量保证程序包括QAL3和年度监视测试（AST）两部分。通常情况下，QAL3使用质量控制图对CEMS 周期性零点和跨距检查的结果进行评估，预测仪器失控的可能，从而对CEMS 进行调整或运营维护。每年定期由认可的验室依照EN14181 开展AST，此测试是对仪器校准功能可变性和有效性的测试，以证明仪器设备功能完备、性能有效，校准功能没有发生改变。

 

2.6 中立性和客观性要求

 

为保证CEMS 系统建设和运营维护的中立性和客观性，欧盟层面规定第三方核查机构应独立于运营商；同时，要建立起一套申请、建设、实施和维护的标准流程，定期检测核查人员的绩效情况，以确保核查人员的能力保持一定水平并实现稳定提升。除此以外，成员国层面要建立技术人员认证机构，定期对技术人员进行测评。

 

3 启示与建议

 

中国碳市场即将全面实施，CEMS 质量控制体系的建设任重而道远， 应基于国情、借鉴经验、尽早规划安排，形成具有中国特色的质量控制体系。针对中国质量控制体系的建设提出以下建议。 本*文`内/容/来/自:中-国-碳^排-放“交|易^网-tan pai fang . c o m