CBAM過渡期各行業(yè)的核算方法（二）
——氫行業(yè)
CBAM已于今年10月1日正式進入過渡期。根據(jù)CBAM法規(guī)，第一次申報將于2024年1月31日前完成。CTI華測認證針對CBAM過渡期法規(guī)要求，分析各行業(yè)碳排放計算的核算方法，并以系列文章的形式發(fā)布。作為系列文章的第二篇，本次是對氫行業(yè)的核算方法分析。
確定實際特定內含排放量的步驟如下：
1.將設備拆分為生產過程及其相關的系統(tǒng)邊界
2.確定相關參數(shù)和方法，并進行監(jiān)測
3.將排放歸因于生產過程，然后歸因于產品
4.加上相關前體的特定內含排放量
5.確定CBAM產品的特定內含排放量
一、CBAM涵蓋的氫的產品類別及檢測和報告的范圍
根據(jù)歐盟CBAM實施條例(The CBAM Regulation (EU) 2023/956)中Annex I 和II所列的商品和溫室氣體清單。
表1：CBAM范圍下的CN代碼與綜合產品類別的對應關系
CN代碼 |
綜合貨物類別 |
溫室氣體 |
280410000 |
氫 |
二氧化碳 |
參考文獻：The CBAM Regulation, Annex I; Implementing Regulation, Annex II.
CBAM僅考慮純氫或可用于氨生產的氫、氮混合物的生產。煉油廠或有機化學設施生產合成氣或氫氣時，由于所生產的氫氣僅用于工廠內部，并不用于生產歐盟CBAM的實施條例的Annex I所列貨物，因此無需考慮。氫以質量單位噸(純氫)表示，并且按設備或生產過程分別報告。
在正式階段氫需要監(jiān)測和報告的溫室氣體僅有二氧化碳，在過渡期則必須考慮直接排放和間接排放，且間接排放應單獨報告。
二、Step 1和Step 2：依據(jù)CBAM過渡期法規(guī)要求確定不同生產工藝的系統(tǒng)邊界及需要監(jiān)測的相關參數(shù)
氫可以從包括塑料廢物在內的各種原料中產生，但目前主要來自化石燃料。氫氣生產設備通常集成到較大的工業(yè)過程中，例如用于生產氨的。
氫被定義為簡單產品，因為在其制造過程中使用的原材料和燃料內含排放為零。氫沒有相關前體，但是氫可能是其他過程的相關前體。在一些生產過程中，它被用作原料，如：氨的生產，生鐵的生產，直接還原法生產鐵(DRI)。
在CBAM規(guī)定中，氫的直接排放和間接排放的監(jiān)測和量化的方法與水泥行業(yè)相同，可以參考《CBAM過渡期各行業(yè)的核算方法(一)——水泥行業(yè)》一文。
制氫生產工藝包括蒸汽重整、碳氫化合物部分氧化制氫、水電解、氯堿電解或氯酸鈉生產。CBAM的過渡期法規(guī)對于不同的生產工藝分別規(guī)定了系統(tǒng)邊界。
（一）蒸汽重整工藝
1.確定與生產過程相關的系統(tǒng)邊界
蒸汽重整工藝流程為天然氣原料通過一次和二次蒸汽重整轉化為CO2和氫氣。反應大量吸熱，熱量由天然氣或其他氣體燃料的燃燒提供。在此過程中，產生的CO幾乎全部轉化為CO2.
確定了蒸汽重整的單一的生產過程。生產過程中輸入天然氣和電能，天然氣既作為該工藝的原料也作為燃料。輸出的氫產品和熱量輸出到設備的其他部分或區(qū)域供熱網絡。直接排放來自燃料燃燒和蒸汽重整過程，間接排放來自生產過程中消耗的電力。輸出的熱量可以為外部供熱，抵減了整個生產過程的碳排放，因此需要確定與熱量輸出相關的排放當量，并從歸因排放量中減去。
系統(tǒng)邊界包括：
原料預處理：天然氣脫硫;
蒸汽重整：一次和二次重整，生成 H2和CO;
變換轉化：CO轉化為CO2;
分離和凈化：去除CO2.現(xiàn)有的分離工藝包括低溫、吸附、吸收、膜、氫化(甲烷化);
排放控制：處理向空氣、水或土壤的排放物。
2. 確定需要監(jiān)測的相關參數(shù)
CBAM的實施條例Annex II第 3 節(jié)規(guī)定了蒸汽重整生產路線排放監(jiān)測的系統(tǒng)邊界。
a. 直接排放監(jiān)測包括：
所有與氫氣生產和煙氣凈化直接或間接相關的工藝;
制氫工藝中使用的所有燃料(無論用于能源或非能源用途)，以及用于其他燃燒過程的燃料，包括用于生產熱水或蒸汽的燃料。
b. 間接排放包括：
生產過程中的電力消耗。
（二）碳氫化合物的部分氧化
1.確定與生產過程相關的系統(tǒng)邊界
氫氣是通過碳氫化合物的部分氧化(氣化)產生的，通常來自重質原料，如殘余重油或煤，甚至廢塑料。該工藝產生的CO幾乎全部轉化為CO2.
系統(tǒng)邊界包括：
空分設備：為部分氧化步驟生產氧氣;
氣化：生成H2和CO;
合成氣清理：去除煙灰和硫磺;
轉換：CO轉化為CO2;
分離和凈化：去除CO2.分離過程包括低溫分離(液氮);
排放控制：處理向空氣、水或地下的排放物。
2.確定需要監(jiān)測的相關參數(shù)
CBAM的實施條例Annex II第 3 節(jié)規(guī)定了碳氫化合物部分氧化生產路線排放監(jiān)測的系統(tǒng)邊界。
a. 直接排放監(jiān)測應包括：
所有與氫氣生產和煙氣凈化直接或間接相關的工藝;
制氫工藝中使用的所有燃料(無論用于能源或非能源用途)，以及用于其他燃燒過程的燃料，包括用于生產熱水或蒸汽的燃料。
b. 間接排放包括：
生產過程中的電力消耗。
（三）水的電解
1.確定與生產過程相關的系統(tǒng)邊界
水的電解是一種獨立的、非集成的生產工藝，可產生高純度的氫氣流。該工藝的直接排放極少，間接排放來自該工藝消耗的電力。
系統(tǒng)邊界包括：
水的電解：水的電解、氫氣的生成和收集;
氣體的冷卻、脫氧和干燥：降低氣體溫度，去除氫氣中的氧氣，對氫氣干燥純化。
2.確定需要監(jiān)測的相關參數(shù)
a. 直接排放監(jiān)測應包括(若相關)：
所有與氫氣生產工藝直接或間接相關的燃料使用和煙氣凈化產生的排放
b. 間接排放：
如果電力經歐盟委員會授權法規(guī)第2023/1184號規(guī)定認證為可再生能源生產，則電力的排放因子可為零。
（四）氯堿電解和氯酸鹽生產
1.確定與生產過程相關的系統(tǒng)邊界
氫氣是電解鹽水時產生的副產品，同時還產生氯氣和氫氧化鈉。氯堿工藝有三種基本技術：汞電解槽、隔膜電解槽和膜電解槽。這三種電解槽技術都能產生氫氣，氫氣在電解槽陰極形成，離開電解槽時純度非常高。產生的氫氣經過冷卻、干燥和凈化，以除去水蒸氣和其他雜質(有時可能包括氧氣)，然后進行壓縮、儲存或出口。
確定了氯堿電解的單一生產過程。輸入的是作為原料的鹽和用于電解的電能。副產物為氯，燒堿和氫。沒有直接排放，也沒有需要監(jiān)測的源流。
系統(tǒng)邊界包括：
鹽水電解：鹽水制備、電解、副產品氫氣的生成和收集;
氣體的冷卻、干燥和凈化：去除氫氣中的水蒸氣、氫氧化鈉、鹽、氯和氧氣。
2.確定需要監(jiān)測的相關參數(shù)
a. 直接排放監(jiān)測包括(若相關)：
所有與制氫工藝直接或間接相關的燃料使用和煙氣凈化產生的排放物。
b. 間接排放包括：
如果電力經歐盟委員會授權法規(guī)第2023/1184號規(guī)定認證為可再生能源生產，則電力的排放因子可為零。
三、Step 3：碳排放歸因
氫的碳排放歸因也可參考水泥行業(yè)。CBAM過渡期實施條例對水的電解、氯堿電解和氯酸鹽生產幾種制氫工藝的產品排放歸因的規(guī)定了特殊要求。
（一）水的電解
若水的電解工藝排放副產物包括氧氣，則生產工藝中的所有排放均應歸因于氫氣。
若副產品氧氣被用于設施中其他生產工藝或被出售，且直接或間接排放量不為零，則生產工藝的排放量應根據(jù)摩爾比例歸因于氫氣，方程式如下：
（二）氯堿電解和氯酸鹽生產
由于在氯堿電解和氯酸鹽生產工藝中，氫氣被視為副產品，因此整個工藝中只有摩爾比例的氫氣應歸因于在該設施中出售或用作前體部分的氫氣。
若直接或間接排放不為零，則生產工藝的排放應歸因于上述所使用或銷售的氫氣，排放量計算方程式如下：
氯堿電解：
氯酸鈉的生產:
四、Step 4和Step 5：氫的前體及氫產品的特定內含排放
氫沒有相關前體，因此當氫作為產品出口至歐盟時，氫產品的特定內含排放為總歸因排放與生產的氫產品總量的比值。
當氫作為其他過程的相關前體，且最終產品作為出口到歐盟的CBAM貨物時，則需計算氫作為前體的特定內含排放，并計入到最終產品的排放中。
參考文件
REGULATION (EU) 2023/956 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL
COMMISSION IMPLEMENTING REGULATION (EU) 2023/1773 of 17 August 2023
GUIDANCE document ON CBAM IMPLEMENTATION FOR INSTALLATION OPERATORS OUTSIDE THE EU
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