0 引言

       中國碳市場將于2020 年進入全面實施階段，連續排放監測系統（continuous emission monitoringsystem，CEMS）對火電廠碳排放的實時監測能夠為碳交易提供準確、完整、及時的數據。數據的質量既關系到單個企業的排放情況、行業整體排放水平及減排效果的客觀真實性，又關系到碳市場的建設、交易履約和穩定運行。因此，CEMS 的質量保證尤為重要。嚴格的標準、完善的法律框架及*進的技術為歐盟在CEMS 質量保證體系建設方面打下堅實基礎，中國應借鑒其經驗，建立完善的質量保證體系，推動全國碳市場發展。

1 中國現行火電行業二氧化碳排放核算方法

       目前，國際上有2 種監測火電廠溫室氣體排放量的方法， 即核算法和測量法。基于“ 十二五”時期提出的碳市場交易體系建設要求、電廠建設的硬件條件及儀器制造的客觀水平，2013 年國家發展和改革委員會發布了《發電行業溫室氣體排放核算方法與報告指南》，規定電力行業溫室氣體監測采用核算法中的排放因子法。該方法通過活動數據（ 包括燃料消耗量、燃料發熱量、原材料使用量等）、排放因子（包括單位熱值含碳量或元素碳含量、氧化率等）計算CO2 排放量，為中國建設碳排放監測體系打牢基礎。通過近幾年的研究表明，隨著監測體系的完善、技術的發展，使用CEMS 方法進行測量可以提供更加精準的數據，能夠更好地彌補因子法中人為干擾多、誤差較大、成本高等缺點，為數據質量提供更多的保障。

       使用CEMS 對火電廠CO2 排放量進行監測，只需直接測量煙氣流速、CO2 濃度和濕度等參數即可得到排放量，數據準確度大大提高，方法直接、簡單，優勢明顯。與此同時，中國火電廠基本已安裝了CEMS，具備使用CEMS 對CO2 排放量進行監測的基礎，建立完善的在線監測質量保證體系對推動中國碳市場具有積*意義。

2 歐盟火電二氧化碳在線監測系統質量保證經驗

2.1 監測范圍與方法

       歐盟委員會自2005 年啟動歐盟碳排放交易系統（European unio emission trading scheme，EUETS)，正式開展監測CO2 排放量。監測范圍覆蓋歐盟28 個成員國和冰島、挪威、列支敦士登3 個歐洲國家總計超過1 萬家的能源企業，涉及歐盟CO2 排放總量的50%。其中，火電企業中規模超過20 MW 的機組在2 0 0 5 — 2 0 0 7 年的EU ETS*1 階段就已納入管控范圍。采用的監測方法包括核算法和利用CEMS 開展的實測法，目前22 個歐洲國家中大約有140 臺機組采用實測法。

2.2 法規標準體系

       為保證EU ETS 的正式運行，歐盟形成了*套“指令–規范–標準”的系統性管理模式。2003 年頒布的《2003/87 號指令》（Directive 2003/87）對溫室氣體進行全面管理，該指令包括監測方法的說明、質量控制總體原則。在總體原則基礎上，制定了專門的指南、條例，具體指導CO2 監測質量保證的實施。質量保證體系的所有環節使用的方法統*依據歐盟標準、國際標準化組織（ISO）標準和行業*佳實用導則。整個過程中涉及的法律法規和標準見表1。

       隨著監測技術的不斷進步，根據實施過程中遇到的狀況，歐盟委員會及時調整、充實、完善條例和法規。《溫室氣體排放核算與報告指南》（monitoring and reporting guidelines，MRG，包括MRG2004 和MRG2007）歷經2 個階段的調整，從MRG2004 修正形成MRG2007。2012 年，歐盟*3 階段出臺了《監測及報告條例》（monitoring andreporting regulation， MRR） 和《認證及審核條例》（AVR）2 項新的規則，形成監測、報告、驗證（mnitoring、reporting、verification）體系。至此，2 項法規替代《2003/87 號指令》和MRG，在歐盟初步形成了質量保證體系。以上3 個階段分別從提出質量控制概念、完善具體要求以及細化管理這3 個角度完成了質量控制體系的建設，更加明確了CEMS 在CO2 排放監測的地位。*1 階段引入了數據質量等*的概念，提出在能夠證明監測系統的數據質量高于核算的前提下可采用CEMS 進行監測。*2 階段完善了質量控制和質量保證的要求；根據機組類型和排放量進行分類細化，規定了不同的數據質量等*；增加了對數據不確定性分析的審核步驟。*3 階段不再需要證明CEMS 的數據質量等*高于核算法，同時增加了數據不確定性分析和風險評估的要求。

2.3 質量保證要求

       歐盟的質量控制主要執行EN 14181《固定源排放―自動測量系統的質量保證》，此標準是歐洲標準化委員會有史以來制定的*重要、要求*高的標準之*，此標準奠定了歐盟CEMS 質量保證體系的基礎，對監管機構、設備制造商和流程運營商提出了更高的要求。標準執行初期，存在內容繁復，不易操作的問題。為了讓標準快速實施，歐盟各成員國根據新電廠和現有電廠的排放水平、燃燒技術、電廠類型、燃料類型編制指導性文件，對4 個*別的質量保證分別做了簡單、明確的說明，包括測試時間、頻率、主管部門和對應的相關標準。通過指導，操作人員能夠快速掌握質量保證程序，確保計量設備的正常校準、調整和校驗，保證數據質量。

2.4 指標數據的分*管理

       歐盟對CEMS 需達到的數據質量要求做了明確規定， 選取不確定度作為反映數據質量的指標，同時根據電廠年度CO2 排放量對數據質量分*管理。

       國際上反映數據質量的常用參數有精度、準確度和不確定度3 種。不確定度綜合了精度和準確度2 個概念，既能反映數據的真實性又考慮了其可重復性。

       考慮到監測成本和數據質量的必要性，按年度CO2 排放量確定數據質量的層*。數據質量等*共分為4 *，排放量越少層*越低，數據質量要求也越低。在確保數據達標的情況下盡力減少企業的成本。表2 給出了各層*數據允許的*大不確定度。

2.5 數據質量的持續管控

       歐盟的質量控制共包含3 個質量保證*別（quality assurance levels，QAL）和1 個年度監視測試（annual surveillance test，AST），從儀器的安裝到年度的檢測， 歐盟對數據進行持續性把控，確保數據質量始終處于規定的不確定度范圍內， 及時調整儀器， 減少系統誤差。各質量保證*別測試時間、頻率、主管部門和相關標準見表3。

       CEMS 安裝前進行適用性評估，保證安裝后儀器性能正常、穩定、連續、準確地上傳數據。適用性試驗包括實驗室測試和至少3 個月的現場測試。實驗室測試的目的是確保受控條件下儀器滿足相關性能要求，現場適用性檢測確保儀器的穩定性、工作的連續性以及在現實苛刻工況中的技術性能。檢測的主要性能指標包括儀器反應指標（ 響應時間、零點、量程點的重復性標準偏差）、環境影響指標（溫度、樣氣壓力、電壓變化、振動、干擾物交叉敏感度的影響）、實驗室和現場條件擬合指標（ 線性、零點和量程的漂移、現場條件下的再現性）等。

       安裝后或監測數據偏離監測準確范圍時需要進行QAL2 評估，此項評估的目的*是確定儀器功能持續性正常，二是校準和驗證儀器，及時調整儀器，減少系統誤差。經過國家認證的實驗室負責評估，將監測數據與*系列使用已批準的標準參考方法（standard reference method, SRM）進行的測量結果進行比較[12]，根據結果評估校準。

       正常運行的過程中，為確保運行的CEMS 數據質量持續穩定，CEMS 質量保證程序包括QAL3和年度監視測試（AST）兩部分。通常情況下，QAL3使用質量控制圖對CEMS 周期性零點和跨距檢查的結果進行評估，預測儀器失控的可能，從而對CEMS 進行調整或運營維護。每年定期由認可的驗室依照EN14181 開展AST，此測試是對儀器校準功能可變性和有效性的測試，以證明儀器設備功能完備、性能有效，校準功能沒有發生改變。

2.6 中立性和客觀性要求

       為保證CEMS 系統建設和運營維護的中立性和客觀性，歐盟層面規定*三方核查機構應獨立于運營商；同時，要建立起*套申請、建設、實施和維護的標準流程，定期檢測核查人員的績效情況，以確保核查人員的能力保持*定水平并實現穩定提升。除此以外，成員國層面要建立技術人員認證機構，定期對技術人員進行測評。

3 啟示與建議

       中國碳市場即將全面實施，CEMS 質量控制體系的建設任重而道遠， 應基于國情、借鑒經驗、盡早規劃安排，形成具有中國特色的質量控制體系。針對中國質量控制體系的建設提出以下建議。

     （1）借鑒歐盟經驗，加強火電廠CO2 排放在線監測法規標準體系建設。

       **，明確CO2 在線監測技術的法律地位。中國現行獲取CO2 排放數據的方法僅有核算法，考慮到在線監測CO2 技術成熟可行，且參考歐盟關于在線監測CO2 的政策經驗，建議在推進中國碳市場制度建設時應將在線監測技術納入其中。

其次，完善中國火電廠CO2 排放在線監測的技術標準及配套政策。當前，針對CO2 在線監測的基本技術規定僅有HJ 75—2017《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續監測技術規范》、H J 7 6 — 2 0 1 7《固定污染源（SO2、NOx、顆粒物） 排放連續監測系統技術要求及檢測方法》和HJ 870—2017《固定污染源廢氣二氧化碳的測定非分散紅外吸收法》，缺乏監測校驗、獎懲規定等技術細節有關內容，無法支撐該方法有效實施。建議將火電廠CO2 排放在線監測方法列入國家環境標準管理計劃，在國家、行業層面上盡快制定支撐性技術標準，對火電廠CO2 在線監測從安裝、運營維護、監管、數據處理等方面進行詳細規定，打牢法律依據和標準基礎。

     （2）充分利用現有CEMS 建設、管理基礎，降低CO2 排放監測成本。

       在中國廣泛利用CEMS 監測大氣污染物的基礎上，利用現有在線監測系統的安裝條件可以較為便捷地增設CO2 監測模塊，可大大減少軟硬件投資。同時，根據CO2 監測特點，在建立、完善相關質量控制體系時， 優化碳市場監管程序與CEMS 質量控制程序中諸如核查、監管等交叉部分的管控，提**率、降低運行成本，減少不必

要的監管步驟和行政管理開支。

     （3）充分利用自動數據處理工具，實現數據自動化質量控制。

       充分利用質量控制圖等質控工具， 開發簡單、便捷的自動化數據校準工具、現場校核工具，減少儀器人工維修成本和審核成本，在有效預防系統故障的同時減輕企業負擔，便于管理，達到低成本實現質量控制的目標。

    （4）建立質量可控的CO2 排放數據信息平臺，納入現行環保監管體系。

       中國應形成統*要求的質量控制規范體系，建立火電企業“自行監測、實時報送”的行業、省*CO2 排放數據信息平臺，數據準確形成統*規范，真實反映碳排放量的實際情況，有效減少

       數據造假情況的發生，為建立健康的碳排放和碳交易市場提供有力技術支撐。若條件成熟，建議將火電廠CO2 在線監測和管理納入環境監管系統，企業利用現有在線監測系統、平臺報送數據，政府利用現有環境管理、執法隊伍實現監管，既減輕企業負擔，也減少環境行政管理成本。

4 結語

       2020 年，中國將要正式啟動碳市場，CO2 在線監測系統的數據質量對碳市場的建設至關重要。本文對歐盟火電廠CO2 排放在線監測系統質量保證體系進行了梳理和總結，中國應借鑒其經驗，建立完善的質量保證體系，推動全國碳市場發展。