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海上油气开采行业碳排放配额分配方法研究

日期:2020-07-03    来源:现代化工  作者:郭雪飞等

国际节能环保网

2020
07/03
09:01
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关键词: 海上油气开采业 碳排放配额 配额分配方法

研究制定适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法,对全国统一碳市场的建立及油气开采行业配额分配方案的确定具有重要参考价值。通过分析海上油气开采行业的碳排放特点,研究了现有碳排放配额分配方法对于该行业的适用性,提出了适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法:在碳市场初期,可暂时采用历史强度下降法进行配额分配,当积累到一定量的数据基础后,再逐渐转为基准线法;基准线法是碳市场配额分配方法的发展趋势,海上油气田开采行业应设置单独的行业基准线;鉴于海上油/气田资源特点、开采方式和处理工艺的不同,基准值建议分为海上油田、气田和高含二氧化碳气田三个类型分别设定,并引入修正系数;结合技术的不断进步,适时对基准线进行修正和调整。

我国已将建立全国统一碳市场、推行“碳排放权”交易制度作为一项控制碳排放的重要任务,希望以经济手段控制碳排放、淘汰落后产能、促进经济结构调整和产业转型升级。

碳排放权交易是利用市场手段实现温室气体减排的措施之一,政府在总量控制的前提下将排放权以配额方式发放给各企业,减排成本高的企业可通过购买其他企业富余配额或核证自愿减排量的方式,以较低成本完成排放履约。碳排放配额分配方法是构建公平、有效碳交易市场的关键因素,企业可获得的碳排放配额量将直接影响企业的碳排放成本,因此,配额如何合理分配显得犹为重要。

在行业碳排放配额分配方法的研究方面,国内外学者做了很多工作,如:朱德臣等研究了不同国家和地区的碳市场及其配额分配方法,针对电力行业碳排放配额初始分配方法的利弊进行了分析,提出配额分配科学合理性需借鉴国际碳市场经验,同时也要保证配额分配关键参数需结合国情;王北星等对炼油行业的碳配额分配方法进行了研究,分析了欧盟炼油行业的基准线分配方法和我国炼油行业配额分配的能量因数法,对我国炼油行业如何完善基准线分配方法以及选择合适的配额分配方法提出相关建议;张宁等进行了区域电力行业碳排放强度分析与基准线设置研究,针对天津市案例进行了3种基准线情景设置,提出了天津市的电力行业基准线的设定方法;常莎莎等研究了供热行业的碳排放配额分配方法,并针对沈阳地区该行业的碳排放基准线进行了预测。

然而,目前全国统一碳市场刚启动,碳市场的相关政策和法律还不健全,石油天然气开采行业的配额分配方案尚未确定,油气开采行业碳排放配额分配方法研究仍属空白。特别是海上油气开采行业,具有与陆上油气开采方式不同的碳排放特点。因此,应针对该行业的碳排放特征,研究制定适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法,不仅有利于结合行业排放特点更高效地开展碳减排工作,同时对全国统一碳市场的建立尤其是油气开采行业配额分配方案的确定具有重要参考价值。

1  国内外现有配额分配方法分析

碳排放配额分配方式包括无偿和有偿分配两个基础类型。常用的分配方式分为免费分配法、拍卖法及“免费分配为主,拍卖为辅”的混合分配法。目前,国际上大多数碳排放交易体系在运行初期均采用无偿模式分配配额,在无偿分配模式中,如何制订公平、高效的配额分配方法意义重大,已经采用的无偿分配方法主要分为历史法(Grandfathering,包括历史总量下降法和历史强度下降法)、基准线法(Benchmarking)和协商分配法(Gaming)。

1.1  国外配额分配方法

迄今为止,共有欧盟、瑞士、新西兰、美国等十几个国家和地区建立了碳排放权交易体系。表1列出了主要国家和地区碳市场的配额分配方法。当前国际上常见的配额分配方法主要是以无偿模式为主、公开拍卖或固定价格出售为补充的混合模式。以最早开展碳市场的欧盟为例,其免费配额分配方法在第一、第二阶段已实现历史法向基准线法的过渡,并进入了以“拍卖”等有偿分配方法为主的第三阶段。由于前期积累了良好的数据基础,欧盟碳市场共设计开发了52个产品基准线方法,但其中暂无针对油气开采行业产品设定的基准值。

1.2  国内配额分配方法

随着“五市两省”碳交易试点先后启动,我国碳排放权交易体系的构建有了实质性进展。由于我国现正处在碳排放权交易体系的建立初期,各试点碳市场都采取了无偿模式分配配额,采用的配额分配方法如表2所示,除重庆市采取自主申报的分配方法外,其他试点均采用了基准线法和历史法相结合的方式。对于新建设施,均采取基准线法。其中纳入油气开采行业的试点碳市场较少,仅有天津碳市场纳入了油气开采企业,采用的配额分配方法为历史总量下降法。

表2  我国试点碳市场的配额分配方法汇总

采用“企业自主申报排放量-主管部门确定配额量-主管部门调整配额量(审定排放量与申报排放量相差8%以上)”的方式分配配额

2017年5月,国家发改委制定的《全国碳交易市场配额分配方案(讨论稿)》公开并征求意见,明确了采用“基准线法为主,强度下降为辅”的配额分配方案,目前已公开了电力、水泥和电解铝三个行业的配额分配方案讨论稿,但尚未公布海上油气开发行业的配额分配方案。

2   主要配额分配方法比较研究

3种常用的配额分配方法中,历史法与基准线法最具代表性,而协商分配法较少用到。表3对比分析了历史法与基准线法的特点及适用行业。

通过比较可以看出:

(1)历史法依据的是企业的历史排放水平,方法简单易行,对数据要求低,易于调整,操作简单,适用范围广,特别适用于生产工艺产品特征复杂的行业。为进一步完善配额分配量的计算,通常会以历史排放量为基数,在其后乘以多项调整因子或特殊系数。第一类是企业修正系数,通常在0~1之间,作用是当企业运行状态不同时,以协调初始分配配额与未来实际排放量相差较大的矛盾;第二类是行业减排系数,如天津市油气开采行业的控排系数为0.98。但企业的初始配额分配仍绝大部分取决于基准年期间的历史排放,各类修正因子的作用十分有限。

碳减排初期推行历史法计算碳配额,方法比较简单,可操作性强,各控排企业更容易理解,执行和交易成本较少,配合度较高,有利于快速推动碳排放交易市场的建立和运行,同时也让企业在前期有更长的缓冲期适应碳市场规则。因此,碳市场的建立初期大多采用历史法,但历史法不利于激励控排企业的节能减排行为,不适合长期作为配额分配计算方法使用。

(2)基准线法体现的是整个行业的排放先进水平,能够充分激励企业促进减排,但其所需数据量大,真实的企业数据获取比较困难,工艺边界的界定也存在技术难点,前期需要投入大量的时间开展研究;另外,由于行业与产品种类非常多,生产流程差异较大的行业确定基准值较难,因此该法更适用于生产流程及产品样式规模标准化的行业。

基准线法也需要以企业的历史排放数据为基础,但基准线法更侧重不同设施之间的效率比较,按照行业平均先进水平确定基准值水平,更加注重排放效率的公平性,是碳市场配额免费分配方法的主要发展趋势。

3  适用于海上油气开采行业的配额分配方法

3.1  海上油气开采行业碳排放强度特点分析

对于海上油气开采行业,碳排放强度的影响因素非常复杂,与油气田的性质、开采方式、处理工艺和开发阶段均密切相关。总的来说,是由于海上油气田油气藏特点及产品性质的不同,使其开采方式和处理工艺存在差异,随着开发阶段的变化,碳排放强度也随之变化。

(1)开采方式

①海上气田一般采用自喷衰竭式和循环注气式两种形式进行开采。自喷衰竭式在开发过程中能耗强度最低,因此碳排放强度也较低;循环注气式能耗强度较高,碳排放强度也偏高。

②海上油田开发的前期一般为自喷式,中后期随着地层压力的降低,一般均采用注水开发,开采方式为电潜泵采油,产品为轻质原油的油田开发过程中能耗和碳排放强度均较低;随着原油密度的升高,产品为重质原油的海上油田,可能会采取注汽开采的开发方式,需消耗大量能源用于加热,因此开采和输送过程中能耗会明显升高,导致碳排放强度也会随之升高。

(2)处理工艺

油气处理过程中,高含二氧化碳气田的脱碳工艺碳排放量较大,导致高含二氧化碳气田的碳排放强度非常高。

(3)开发阶段碳排放特点

不同开发阶段的油气田温室气体排放强度有差别,随着开发年限增长,油田和气田碳排放强度均呈逐渐增长的趋势。油田开发时,随着开发年度增加碳排放强度增长较明显,主要是后期油田产量递减,采出液含水率上升,单位产品能耗升高导致排放强度增大;气田开发时,随着开发年度增加碳排放强度略有增长,主要由于气田开发末期产量下降,能耗也随之有所降低,仅导致排放强度略有增大。

3.2  配额分配方法适用性分析

从配额分配的角度分析海上油气田开发碳排放的特点,可以看出:

(1)油气产量的变化对海上油气生产的碳排放总量影响较大,在年产量变化的情况下,碳排放总量较难维持在恒定的水平,也很难实现碳排放总量的逐年下降。

(2)海上油气生产的碳排放强度与能耗强度之间有较高的契合度。因此,海上油气生产可通过提升能效水平等手段,有效减少温室气体的排放,实现碳排放强度的逐年下降。

(3)从海上油气田开发的整体层面来看,随着海上油田开采时间的延续和周边海域油气资源的滚动开发,海上油气生产碳排放强度变化趋势相对平稳;但对于具体的作业项目层面,处于不同开发阶段的油气田碳排放强度有差别,随着开发年限增长,油气田碳排放强度均呈逐渐增长的趋势。但中国碳市场的履约主体是以独立法人企业或视同法人的独立核算单位,在这个层面的总体碳排放强度变化是相对平稳的。

(4)对于海上油气开采行业,产品主要为原油和天然气,产品种类较为简单;海上油气开采方式分类也不复杂,主要分为自喷式和人工举升两种;产品处理工艺流程相似度比较高。因此,基准的分类标准较容易设立。

综上所述,对于海上油气开采行业,历史总量下降法适用性不强,而历史强度下降法与基准线法都有较好的适用性。在碳市场初期,行业基础数据不全时可暂时采用历史强度下降法;基准线法是碳市场配额免费分配方法的主要发展趋势,其中基准线的设置方法对企业有相当大的影响,海上油气开采企业应积极制定本行业的基准线,为全国统一碳市场行业碳排放基准线的研究提供良好的数据支撑。

3.3  基准线法初步研究

根据海上油气开采行业碳排放特点,在基准线的设定过程中应考虑以下因素:

(1)海上油气开采行业的基准值宜采用产品产出基准,由于开采方式和处理工艺不同,海上油田、海上气田和海上高含二氧化碳气田开采过程温室气体排放强度差异较大,因此可考虑将基准值分为海上油田、气田和高含二氧化碳气田三个类型分别设定。

(2)为体现整个行业的真实碳排放强度,基线期的宽度应覆盖海上油气开采的全生命周期,同时建议根据不同生产阶段的碳排放强度变化趋势,引入生产阶段修正系数,使配额的分配更加公平合理。

(3)由于海上油田含水率的高度差异性,单位采液量的碳排放强度更能直接体现油田的碳排放水平,可以考虑引入含水率修正系数或根据采液量制定基准线,进一步完善配额的分配。

(4)结合技术的不断进步,为鼓励行业减排,应随时对基准线进行修正和调整。

4  结论与建议

配额分配是碳排放交易体系中的重要环节。通过对海上油气开采行业碳排放特点的研究,提出了适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法:

(1)历史强度下降法与基准线法配额分配方法都有一定的适用性,但基准线法更为科学合理。在碳市场初期,可暂时采用历史强度下降法进行配额分配,当积累到一定量的数据基础后,再逐渐转为基准线法。

(2)基准线法是碳市场配额分配方法的发展趋势,海上油气田开采行业应设置单独的行业基准线,建议尽快研究制定本行业的基准线,为配额分配全面采取基准线法做好准备。

对于海上油气开采行业基准线的设立,提出了以下建议:

(1)鉴于海上油田、气田资源特点、开采方式和处理工艺的不同,排放的基准值建议分为海上油田、气田和高含二氧化碳气田三个类型分别设定,并结合技术的不断进步,适时对基准线进行修正和调整。

(2)可根据海上油气开采行业的碳排放特点,通过引入生产阶段修正系数、含水率修正系数、根据采液量制定基准线等方式,进一步完善基准线法,使配额的分配更加公平合理。


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