CCER對(duì)垃圾焚燒發(fā)電的影響

近期，首創(chuàng)證券發(fā)布《環(huán)保行業(yè)2021年中期策略報(bào)告：聚焦碳減排、減量化與資源化》，本文選取了其中3.3部分，分享CCER 對(duì)垃圾焚燒發(fā)電的影響。

垃圾焚燒發(fā)電參與CCER

垃圾焚燒發(fā)電是環(huán)保領(lǐng)域參與碳排放交易最重要的細(xì)分領(lǐng)域，其CCER 涉及的主要方法學(xué)名稱為“多選垃圾處理方式”和“垃圾填埋氣項(xiàng)目”。

01 垃圾焚燒發(fā)電可實(shí)現(xiàn)溫室氣體(GHG)減排

生活垃圾焚燒發(fā)電通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)溫室氣體(GHG)減排:

(1)替代填埋方式處理生活垃圾，避免了垃圾填埋產(chǎn)生以甲烷為主的溫室氣體排放;

(2)利用垃圾焚燒產(chǎn)生熱能進(jìn)行發(fā)電，將替代以火力發(fā)電為主的電網(wǎng)同等的電量，屬于可再生能源發(fā)電項(xiàng)目。

不同項(xiàng)目每噸垃圾的溫室氣體減排量有較大差異。不同的第三方機(jī)構(gòu)對(duì)位于遼寧大連、福建龍巖和云南曲靖垃圾焚燒發(fā)電廠的溫室氣體排放量進(jìn)行核證，采用的方法學(xué)都為“多選垃圾處理方式”。我們計(jì)算得到噸垃圾CO₂ 減排量和單位度電減排量分別為0.09~030tCO₂e噸垃圾和352~12521CO₂e/KWh，發(fā)現(xiàn)不同項(xiàng)目之間的差異極大。核證機(jī)構(gòu)采用的方法學(xué)是相同的，全國生活垃圾的性質(zhì)也是相近的，項(xiàng)目之間的噸垃圾 CO₂減排量理應(yīng)是近似相同的，但核證結(jié)果并非如此，其背后的原因值得討論，因?yàn)闇p排量的核證對(duì)未來全國的焚燒發(fā)電廠參與碳排放交易有較大影響。

表3:焚燒項(xiàng)目的每噸垃圾溫室氣體減排量有較大差異

資料來源:生活垃圾焚燒處理(發(fā)電)項(xiàng)目減排量核證報(bào)告，首創(chuàng)證券

02 減排量通過方法學(xué)測算

(1)基準(zhǔn)線排放量

焚燒發(fā)電項(xiàng)目基準(zhǔn)線排放包括替代垃圾填埋產(chǎn)生的CH4排放以及替代火力發(fā)電相同電量產(chǎn)生的排放，共2個(gè)要素。

a.甲烷基準(zhǔn)線排放

溫室氣體減排量核證機(jī)構(gòu)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目核證所采用的方法學(xué)為“多選垃圾處理方式”，通常假定基準(zhǔn)線排放量的計(jì)算情境為:在垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目實(shí)施之前，服務(wù)區(qū)對(duì)于生活垃圾的處理方式均為運(yùn)輸至填埋場填埋，且填埋場沒有沼氣收集利用的裝置填埋所產(chǎn)氣體直接排放至空氣中。建立焚燒發(fā)電項(xiàng)目后可以取代原有的簡易填埋處理方式，減少垃圾填埋場甲烷的排放。

b.電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放

利用垃圾焚燒產(chǎn)生熱能進(jìn)行發(fā)電，屬于可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，將替代以火力發(fā)電為主的電網(wǎng)同等的電量，從而實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排。

(2)焚燒項(xiàng)目排放量

項(xiàng)目排放包括項(xiàng)目消耗的電量產(chǎn)生的排放、摻燒化石燃料產(chǎn)生排放、垃圾焚燒產(chǎn)生的溫室氣體CO₂、焚燒產(chǎn)生的N₂O、CH₄氣體和廢水管理產(chǎn)生的排放，共5個(gè)要素。

a.電力消耗排放

生活垃圾焚燒發(fā)電停爐或停機(jī)檢修期間需耗用外購電力。焚燒發(fā)電項(xiàng)目從化石燃料電廠或從電網(wǎng)輸入的電量，結(jié)合項(xiàng)目消耗電量對(duì)應(yīng)的排放因子(tCO₂e/MWh)，可以計(jì)算出焚燒相關(guān)的電力消耗產(chǎn)生的項(xiàng)目排放量。

b.化石燃料消耗排放

焚燒啟爐期間及焚燒期間為提高垃圾熱值需耗用外購煤、柴油汽油等，燃燒化石燃料會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放。

c.燃燒產(chǎn)生CO₂的項(xiàng)目排放

生活垃圾中的紡織品、橡膠、塑料含有一定比例的化石碳，在被焚燒時(shí)會(huì)一定量的溫室氣體。

d.燃燒產(chǎn)生N2O、CH₄ 的項(xiàng)目排放

生活垃圾焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生極少量的N₂O、CH₄，采用《IPCC 國家溫室氣體排放清單指南》中的參數(shù)來計(jì)算燃燒產(chǎn)生N₂O、CH₄ 的項(xiàng)目排放。

e.排放廢水管理產(chǎn)生的排放

若項(xiàng)目產(chǎn)生的排放廢水采用有氧處理方式，則廢水處理產(chǎn)生的項(xiàng)目排放為0tCO₂e;若項(xiàng)目經(jīng)厭氧處理或未經(jīng)處理直接排放，則排放廢水管理會(huì)產(chǎn)生一定量的 CH₄排放。

圖9:生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目溫室氣體減排量計(jì)算方法

資料來源:《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目審定與核證指南》，首創(chuàng)證券

焚燒項(xiàng)目所在的氣候區(qū)顯著影響減排量

01 “甲烷基準(zhǔn)線排放”是造成差異的關(guān)鍵要素

為了明確不同項(xiàng)目的噸垃圾溫室氣體減排量的有差異的原因，我們對(duì)溫室氣體減排量的計(jì)算公式進(jìn)行分解，算出了每個(gè)要素的噸垃圾CO₂排放當(dāng)量，找出差異最大的關(guān)鍵要素。然后，再進(jìn)一步根據(jù)關(guān)鍵要素的計(jì)算公式，最終確定影響項(xiàng)目減排量的關(guān)鍵變量?？梢钥吹?，“甲烷基準(zhǔn)線排放”要素在三個(gè)項(xiàng)目中差異最大，其排放量分別為0.086、0.1993和0.2566 tCO₂e / t 垃圾，“龍巖”項(xiàng)目約為“大連”項(xiàng)目的 3 倍。

表4:“甲烷基準(zhǔn)線排放”的噸垃圾溫室氣體排放差異最大

資料來源:生活垃圾焚燒處理(發(fā)電)項(xiàng)目減排量核證報(bào)告，首創(chuàng)證券

02 焚燒項(xiàng)目所在的氣候區(qū)會(huì)顯著影響“甲烷基準(zhǔn)線排放”

為確定影響“甲烷基準(zhǔn)線排放”的關(guān)鍵變量，進(jìn)一步地，我們通過“甲烷基準(zhǔn)線排放”的計(jì)算公式列出了所有可能影響其差異的變量，并把三個(gè)項(xiàng)目的變量值用表格的形式展示出來，來進(jìn)行對(duì)比分析。由表4可知，所有變量值中有差異的為垃圾的降解速率 kj，尤其是食物垃圾的降解速率差異最大，分別為0.06，0.185和0.4，龍巖地區(qū)的食物垃圾降解速率高達(dá)大連的6倍。

按照方法學(xué)“多選垃圾處理方式”中的說明，在計(jì)算填埋場產(chǎn)甲烷的基準(zhǔn)線排放時(shí)，由于不同地區(qū)的溫度和濕度差異，會(huì)影響到填埋場微生物的活性，進(jìn)而對(duì)生活垃圾的降解速率產(chǎn)生顯著差異。大連屬于溫帶偏干氣候，曲靖屬于溫帶濕潤氣候，龍巖屬于熱帶濕潤性氣候，隨著溫度和濕度的升高，微生物活性增強(qiáng)，垃圾的降解速率也顯著升高。

因此我們可以得出結(jié)論，按照“多選垃圾處理方式”中的方法，在計(jì)算“甲烷基準(zhǔn)排放”時(shí)，需要根據(jù)不同地區(qū)的溫度濕度差異來選取不同的降解速率值，這會(huì)使我們計(jì)算的噸垃圾溫室氣體減排值在不同地區(qū)有顯著差異(三地分別為0.0860.0.19930.2566 tCO₂e/t垃圾)。

03 相同焚燒項(xiàng)目在我國南北方地區(qū)的減排量核證將會(huì)有顯著不同

以上關(guān)于“甲烷基準(zhǔn)線排放”的差異性分析發(fā)現(xiàn)，在實(shí)施焚燒項(xiàng)目之前，假設(shè)以生活垃圾全部填埋作為焚燒項(xiàng)目減排的基準(zhǔn)線時(shí)，核證的焚燒項(xiàng)目所在地的氣候因素差異會(huì)對(duì)甲烷排放基準(zhǔn)線的理論計(jì)算值產(chǎn)生較大差異，造成“龍巖”焚燒發(fā)電項(xiàng)目被核證的處理一噸垃圾的溫室氣體減排量是“大連”項(xiàng)目的三倍之多。

假設(shè)有兩個(gè)焚燒發(fā)電項(xiàng)目，在設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)(焚燒鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī))、處理的垃圾量、生活垃圾的組成等理化性質(zhì)均完全相同的情況下，在核證機(jī)構(gòu)采用完全相同的方法學(xué)對(duì)這兩個(gè)焚燒項(xiàng)目的溫室氣體減排量進(jìn)行核證時(shí)，在我國南方溫度、濕度高的地區(qū)的焚燒項(xiàng)目，其核證的溫室氣體減排量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國北方的寒冷干燥地區(qū)如東北地區(qū)的減排量。

垃圾焚燒發(fā)電作為環(huán)保領(lǐng)域參與碳排放交易最重要的細(xì)分領(lǐng)域，若參與未來的全國碳排放權(quán)交易，按照目前的方法學(xué)來核證溫室氣體減排量，則南方地區(qū)焚燒項(xiàng)目通過碳排放權(quán)交易獲得的利潤要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于北方地區(qū)的焚燒項(xiàng)目。

CCER 對(duì)垃圾焚燒發(fā)電的盈利貢獻(xiàn)

我們對(duì)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行碳交易的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測算。關(guān)鍵假設(shè):

(1)噸垃圾碳減排量行業(yè)均值為0.25噸，噸垃圾發(fā)電上網(wǎng)電量300kwh。

(2)原煤電全國平均標(biāo)桿電價(jià)0.4元/kwh，補(bǔ)貼后的垃圾發(fā)電電價(jià)0.65元/kwh。

計(jì)算得到，CCER交易價(jià)格為80元/噸CO₂時(shí)，售電收入可增加0.05元/kwh，收入增厚可達(dá)7.7%。

在焚燒發(fā)電的全生命周期小時(shí)數(shù)內(nèi)，焚燒發(fā)電廠仍享受國家發(fā)電補(bǔ)貼，垃圾發(fā)電電價(jià)0.65元/kwh，再加上CCER的交易收入，焚燒發(fā)電總的售電收入會(huì)呈增加趨勢。

圖 10：CCER 價(jià)格對(duì)售電收入的增厚貢獻(xiàn)

資料來源:首創(chuàng)證券

在焚燒發(fā)電的全生命周期小時(shí)數(shù)之外，焚燒發(fā)電廠不享受國家發(fā)電補(bǔ)貼，售電收入為煤電全國平均標(biāo)桿電價(jià)0.4元/kwh，為了能同樣達(dá)到含發(fā)電補(bǔ)貼時(shí)的“0.65元/kwh+70元/噸垃圾”總收入，如果垃圾處理費(fèi)保持不變?yōu)?0元/噸垃圾，CCER交易價(jià)格需高達(dá)300元/噸CO₂才能達(dá)到與0.65元/kwh補(bǔ)貼相同的營收水平，未來市場的CCER 交易價(jià)格顯然不會(huì)如此高的?；蛘呤巧险{(diào)垃圾處理費(fèi)至130元/噸垃圾，CCER 交易價(jià)格為60元/噸CO₂也同樣可以達(dá)到與0.65元/kwh補(bǔ)貼相同的營收水平。

對(duì)于CCER對(duì)垃圾焚燒發(fā)電盈利的貢獻(xiàn)，有兩點(diǎn)值得關(guān)注:

(1)近10年內(nèi)，在焚燒發(fā)電仍享受國家發(fā)電補(bǔ)貼的全生命周期小時(shí)數(shù)內(nèi)，通過 CCER交易會(huì)獲得額外收入，售電收入增厚為5~10%。

(2)約10年后，焚燒發(fā)電貼取消，單純依靠CCER交易不能完全覆蓋補(bǔ)貼退坡風(fēng)險(xiǎn)，未來需要上調(diào)垃圾處理費(fèi)以對(duì)抗補(bǔ)貼退坡。