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CDM方法学AM0072在我国地热供暖中的应用分析王侃宏1 张永新2 肖静静1（1.河北工程大学城市建设学院，2.冀中能源邯郸矿业集团科迈工程设计有限公司）摘要：地热供暖替代我国传统的依赖燃煤供暖将有效减少温室气体的排放，将地热供暖项目开发为CDM项目，可通过出售经核证的减排量获得额外的经济收益。本文以我国三个地热供暖CDM项目为例，详细分析影响此类CDM项目减排量的主要因素。对比发现我国地热供暖类CDM项目，每万m2每年的减排量约为430tCO2。为我国地热资源的经济利用、参加国际合作及地热供暖类CDM的推广提供依据。关键字：CDM AM0072 地热供暖 应用分析1. 引言观测显示，地球正在变暖，20世纪90年代非常有可能是仪器记录有史以来最热的十年1，而在2009年12月8日世界气象组织在哥本哈根大会公布的一份报告显示：2000年至2009年已成为自1850年有准确气象记录以来最热的十年2。绝大多数被观测到的全球平均地面温度的升高“非常可能（大于90%）”是因为观测到的人为排放的温室气体（GHG，Greenhouse Gas）3。地热作为一种可再生的清洁能源，用于供暖以替代化石燃料的燃烧，可有效减少温室气体的排放，将产生深远的社会效益和环境效益。清洁发展机制（CDM，Clean Development Mechanism）是一种“双赢机制”：一方面，发展中国家通过合作可以获得节能减排方面的资金和技术，有助于实现自己的可持续发展；另一方面，发达国家利用合作可以大幅度降低在国内实现减排的高昂费用4。建设地热供暖项目，既可以解决小城镇民用采暖问题，又能够实现节能减排的国家目标。作为一种丰富的可再生能源，如何将地热能的利用项目开发成为CDM项目，成为CDM相关各方关注的焦点57。目前为止，地热能CDM项目的开发主要是停留在地热发电项目上，但受当地的地质条件等因素的限制较大，相对来说，受地质条件限制较小的地热供热CDM项目还没有得到开发。基于此，2008年9月21日至26日，在EB（执行理事会，Executive Board）42会议上通过了方法学AM0072（第1版）“利用地热能替代化石燃料的燃烧来供暖”8。第1版方法学是源于石家庄地热供暖项目，并由亚洲开发银行资助的。2009年10月13日至16日，在EB50会议上通过了方法学AM0072的第2版，有效起始日期是2009年10月30日9。我国CDM市场潜力巨大，同时有着丰富的地热资源，作为一种可再生的清洁能源，地热可以用来区域供暖，地热供暖技术在我国正迅猛发展，将其开发为CDM项目将产生深远的社会效益、经济效益和环境效益。2 三个地热供暖CDM项目简介截至目前，我国涉及使用AM0072的地热供暖项目共有三个，分别为河北省A县县城区地热供暖项目（A项目）、河北保定地热区域供暖项目（B项目）和陕西咸阳地热区域供暖项目（C项目），现分别介绍如下：2.1 河北省A县县城区地热供暖项目（A项目）河北省A县，拟采用地热供暖，为该地10个小区进行供暖。拟打地热井20眼，铺设管道87 000m，购置配套设施20套（地热井配套设施10套，回灌井配套设施10套），铺设供暖管网87 000m，建设商务综合楼一栋5 000m2（含配套设施380m2）。项目建成后达到供暖面积为150万m2（每眼井供热面积可达15万m2），项目占地规模50亩（33 333m2）。表1 事前估计减排量年份基准线排放量估计值（tCO2e）项目排放量估计值（tCO2e）泄漏排放量（tCO2e）减排量估计值（tCO2e）第一年81876.7120 636061 240.71第二年81876.7120 636061 240.71第三年81876.7120 636061 240.71第四年81876.7120 636061 240.71第五年81876.7120 636061 240.71第六年81876.7120 636061 240.71第七年81876.7120 636061 240.71总计573 136.9144 4520428 684.9注：表中tCO2e为吨二氧化碳当量（tones of carbon dioxide equivalent）。2.2 保定地热区域供暖项目（B项目）拟建的区域供暖项目位于保定市雄县。项目的主要目的是利用地热区域供暖替代当前雄县城乡所用的燃煤锅炉和室内采暖炉。拟建地热区域供暖项目将当地的区域供暖面积扩大至1 650 000m2。拟建项目活动建设四座换热站，管线长55 000m，其中供热管线长18 140m，通过11口取水井和10口回灌井，每年将开发利用450万m3的地热水。表2 保定区域供暖项目建筑类型项目活动的规划供暖面积（m2）热指标（w/m2）热负荷（GW）每年供暖时间（hr/yr）第y年总的供热量（TJ）居民区1 027 004.03500.05141 880347.5382公共建筑470 064.93600.02842 880292.418工业区152 931.041000.01531 80099.09931共计1 650 0000.0948739.0555表3 保定项目事前估计减排量年份基准线排放量估计值（tCO2e）项目排放量估计值（tCO2e）泄漏排放量（tCO2e）减排量估计值（tCO2e）第一年303 241.332 289.240300 952.09第二年303 241.332 289.240300 952.09第三年303 241.332 289.240300 952.09第四年303 241.332 289.240300 952.09第五年303 241.332 289.240300 952.09第六年303 241.332 289.240300 952.09第七年303 241.332 289.240300 952.09第八年303 241.332 289.240300 952.09第九年303 241.332 289.240300 952.09第十年303 241.332 289.240300 952.09总计3 032 413.322 892.403 009 520.92.3陕西咸阳地热区域供暖项目（C项目）此项目是一个对现有地热区域供暖系统进行扩建的项目，由咸阳市绿源地热能源开发有限公司所有及运作。城市东区地热区域供暖系统包括地热水系统，调峰锅炉系统、热力枢纽系统和输配系统。其中地热水系统包括：4口产热井，提供200l/s的热水，2口回灌井完全回灌，系统的最大容量是38MW，地热源设备的利用率每年大概是3 500小时，每年将开采250万m3的地热水，为超过240公顷的124万m2的居民建筑进行供热。表4 咸阳项目事前估计减排量年份基准线排放量估计值（tCO2e）项目排放量估计值（tCO2e）泄漏排放量（tCO2e）减排量估计值（tCO2e）第一年20 0721 877018 194第二年20 0721 877018 194第三年20 0721 877018 194第四年20 0721 877018 194第五年20 0721 877018 194第六年20 0721 877018 194第七年20 0721 877018 194总计140 50113 1400127 3613 三个项目减排量的对比分析从表1，表3，表4可知，A，B，C三个项目在供暖面积相差不大（分别为1 500 000m2，1 650 000m2，1 241 100m2）的情况下，减排量的差距悬殊。之所以出现这种情况，原因是多样的，现分析如下：3.1 A项目基准线情景是现行供暖设备的继续运行，即锅炉房中的燃煤锅炉，通过供热管网对一些建筑物供热。燃煤锅炉所用燃料为沥青煤，在95%置信区间有效CO2排放因子的较低值为=89 500kg/TJ；基准线损失=0；基准线供暖系统所用技术i的年净产热量为777.6 TJ/yr；项目供电量的平均技术性输配损失=20%；组合边际排放因子为=0.86855tCO2/MWh；项目耗电量=19 800MWh/yr。3.2 B项目基准线情景是现行实践的延续，即采用燃煤采暖炉和无烟煤锅炉进行取暖。本项目的燃煤取暖炉的效率为32%，数据源于可持续发展能源（Vol. No3，2004.09）“促进中国家用采暖炉改造的项目评估”；无烟煤锅炉效率为69%，数据源于中国国家标准：GB/T 10820-2002生活锅炉热效率及热工试验方法。燃煤锅炉所用燃料为无烟煤，在95%置信区间有效CO2排放因子的较低值为=98 300kg/TJ；基准线损失=157.05TJ/yr；基准线供暖系统所用技术i的年净产热量为674.39TJ/yr；项目供电量的平均技术性输配损失=3%；组合边际排放因子为=0.97tCO2/MWh；项目耗电量为=2 291.3MWh/yr。3.3 C项目基准线情景是现行供暖设备的继续运行，即锅炉房中的燃煤锅炉，通过供热管网对一些建筑物供热。新建燃煤锅炉的热效率为85%。此项目是在原有地热供暖的基础上新打地热井，对原供暖系统进行扩建，以满足更多用户取暖的需求。燃煤锅炉所用燃料为沥青煤，在95%置信区间有效CO2排放因子的较低值为=89 500kg/TJ；基准线损失=0；基准线供暖系统所用技术i的年净产热量为190.62TJ/yr；项目供电量的平均技术性输配损失=20%；组合边际排放因子为=0.8712tCO2/MWh；项目耗电量为=4489.3MWh/yr。三个项目减排量的详细对比见表5所示，可见B项目年减排量最大，C项目年减排量最小。之所以如此是因为B项目在计算减排量时，其基准线热效率远低于A项目和C项目，且在计算过程中，B项目的基准线技术类型i所占比重并未给定，而全部按照=1计算，亦即=674.3998.31/0.32+674.3998.31/0.69=303 214.3 tCO2/yr。这种计算方法是错误的，应为：=674.3998.3/0.32+674.3998.3/0.69，其中为基准线中取暖炉占整个供暖面积的比重，为基准线中燃煤锅炉占整个取暖面积的比重，且+=1。此外，A项目耗电量要比B项目和C项目大，也在一定程度上减少了A项目的排放量。C项目是在原有地热供暖系统的基础上进行扩建的项目，因而在计算基准线情景时要减去原有地热供暖的供热量，通过计算可知项目活动的项目排放量权重因子=0.4：式中：=新建地热井抽取的热量，为23.260MW；=基准线地热井设计取热量，为34.895MW。式中：=1=601.97TJ=8.33%=50.14TJ=0解得=551.82TJ。式中：=基准线地热井的取热量，计算得361.20TJ。解得=20 072tCO2/yr。解得=1 877 tCO2/yr。由式3-9可得=18 194 tCO2/yr。由上面的分析可知，当项目活动的供热量占整个供暖量比例较小时，项目减排量并不可观；基准线情景的热效率是影响减排量的主要因素，这就要求项目开发者要熟悉当地的生产生活状况，严格按照AM0072所述的步骤，识别出真实可信的基准线情景，从而尽量减少减排量的偏差。表5 三个项目减排量的对比项目EFCO2,ikg/TJBLiHSBLi,yTJ/yrTDLj,yEFEL,j,ytCO2/MWhA项目89 50085%777.620%0.8685B项目98 30032%（采暖炉）69%（燃煤锅炉）674.393%0.97C项目89 50085%551.8220%0.8712ECPJ,j,yMWh/yrBEytCO2e/yrPEytCO2e/yrLEytCO2e/yrERytCO2e/yrA项目19 80081 876.7120 636061 240.71B项目2 291.3303 241.332 289.240300 952.09C项目4 489.320 0721 877018 194注：表中LEy为项目泄漏排放量，对于低温地热系统，LEy为0 tCO2e/yr。4 估算单位供热面积的年减排量为了能体现出地热供暖类CDM项目的减排能力，根据三个项目的供暖面积和减排量，算出单位供热面积的年减排量。对于A项目：=61 240tCO2e/yr，供暖面积为150万m2，合每万平米的供暖面积减排量为408tCO2/yr。对于B项目：假设=0.5；=85%，解得=75 702tCO2e/yr，供暖面积为165万m2，合每万平米的供暖面积减排量为459tCO2e/ yr。对于C项目：假设项目活动包含先前已经完工的地热供暖系统，则=58103tCO2e/yr，=4 693tCO2e/yr，故=53 411tCO2e/yr，供暖面积为124.1万m2，合每万平米的供暖面积减排量为430tCO2e/yr。通过上述分析，可知对于地热供暖类CDM项目，每万m2每年的减排量约为430tCO2e，若能顺利签发，以每吨8欧元的价格换算，每万m2每年可获益3.2万元，相当于每m2每年将会得到3.2元的收益，此数据可为此类项目的开发提供指导，同时也表明只有当项目达到一定规模时，将其开发为CDM项目才能获得良好的收益。假设只有当1.5万tCO2时，才有开发意义的话，那么，地热供暖面积最少应为35万m2。5 结语方法学AM0072拓宽了我国CDM领域，开发成地热供暖的CDM项目可出售经核证的减排量，既减少了温室气体的排放，又获得了额外的收益。地热供暖CDM项目的实施，促进我国地热能的开发利用、技术进步和产业发展，确保国家减排目标的实现。通过我国三个地热供暖CDM项目的对比可知，影响项目减排量的主要因素是基准线情景供热技术的热效率。在我国，此类项目每年每万m2的减排量约为430tCO2e，为同类项目的开发提供参考。同时，地热供暖推广和设计人员可通过向项目业主展示项目的减排量，增强企业的竞争力。参考文献1 Intergovernmental Panel on Climate Change. 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