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                      “雙碳”背景下優化調整電網碳排放因子的思考

                      中國電力企業管理發布時間:2022-10-14 15:47:47  作者:張森林

                        2021年8月,國家碳達峰碳中和工作領導小組辦公室成立碳排放統計核算工作組,負責統籌做好碳排放統計核算工作,加快建立統一規范的碳排放統計核算體系,彰顯了我國對碳排放數據核算及數據質量的高度重視。在企業溫室氣體排放核算實務中,對于購入使用電力產生的二氧化碳排放核算最常用的是排放因子估算法,即用購入使用電量乘以電網碳排放因子得出對應的碳排放量。因此,電網碳排放因子作為連接電力消費量與碳排放量的重要參數,其使用是否合理、取值是否恰當,極大程度影響著溫室氣體排放的核算質量,對于能否精準評估各地區、各企業、各項目的碳排放量(或碳減排量),以及能否制定高質量的碳達峰、碳中和實施方案具有重要意義。當前,電網碳排放因子存在更新不及時、時空分辨率體現不夠、綠色環境價值尚未體現、無法引導企業主動調整用電行為等問題,亟需建立客觀、直觀、精準的電網碳排放因子體系,為監測碳排放動態、落實減碳行動提供科學數據參考。

                        碳排放核算主要方法

                        碳排放核算可以直接量化碳排放數據,還可以通過分析各環節碳排放數據,找出潛在的減排環節和方式,對碳資產管理和碳市場建設至關重要。目前,碳排放核算主要有兩種方法:碳計量和碳監測。碳計量數據是基于現有數據計算而來,碳監測數據是直接從排放端測量而來。相對而言,碳計量是目前發展相對成熟的碳排放核算方法,國家發展改革委發布的24個行業排放核算報告指南僅包含“基于計算”的碳計量法,“基于測量”的碳監測法是未來的發展趨勢,可以避免核算過程人為因素干擾造成的數據失真。

                        碳計量計算方式可以概括為兩種:排放因子法(Emission-Factor Approach)和質量平衡法(Mass-Balance Approach)。排放因子法是聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)提出的一種碳排放估算方法,可以簡單理解為能源消耗量附加一個排放因子,排放因子是與能源消耗量相對應的系數。在碳質量平衡法下,碳排放由輸入碳含量減去非二氧化碳的碳輸出量得到。相對而言,排放因子法是目前適用范圍最廣、應用最為普遍的方法。

                        企業間接碳排放概念

                        根據2012年世界可持續發展工商理事會和世界資源研究所發布的《溫室氣體核算體系:企業核算與報告標準(修訂版)》(以下簡稱《企業標準》)、2018年國際標準化組織ISO發布的《ISO 14064-1:2018組織層面溫室氣體排放及消減的量化及報告指導性規范》(以下簡稱ISO 14064-1)定義,依據企業是否擁有或控制排放源,溫室氣體排放可以分為直接排放和間接排放。其中,直接排放被劃定為范圍一排放,指由企業直接控制或擁有的排放源所產生的排放。間接排放是指由企業活動導致的、但發生在其他企業擁有或控制的排放源的排放?!镀髽I標準》將間接排放進一步區分為范圍二排放和范圍三排放。范圍二排放是指企業外購的電力、蒸汽、熱力或冷力產生的溫室氣體排放(在ISO 14064-1中稱為“能源間接排放”),范圍三排放則包括其他所有間接排放(ISO 14064-1中稱為“其他間接排放”)。

                        《企業標準》和ISO 14064-1要求企業核算范圍一和范圍二排放,因此外購電力排放因子(即范圍二電網碳排放因子)是企業進行溫室氣體核算時必不可少的關鍵數據。

                        電網碳排放因子分類

                        電網碳排放因子指電網覆蓋區域單位電量的碳排放水平。根據使用場景和管控目的不同,主要分為兩類:第一類是計算溫室氣體排放量,采用的排放因子為電網年平均排放因子。該因子主要有三種:全國電網排放因子、區域電網排放因子、省級電網排放因子。第二類是計算溫室氣體減排量,采用的排放因子為區域電網基準線排放因子。

                        全國電網排放因子

                        全國電網排放因子指全國范圍內電網平均排放因子,該數據主要用于核算納入全國碳市場的企業履約邊界的電力間接排放。2017年12月,國家發展改革委辦公廳印發《關于做好2016、2017年度碳排放報告與核查及排放監測計劃制定工作的通知》(發改辦氣候〔2017〕1989號),在附件“重點企業2016(2017)年溫室氣體排放報告補充數據表”中,明確2015年全國電網排放因子為0.6101噸二氧化碳/兆瓦時,這是國家部委層面首次公布全國電網排放因子取值。此后,我國八大行業的碳核查從2016年開始一直沿用該數值至2020年。全國采用統一的平均排放因子,主要是為了參與全國碳市場交易的企業能夠在公平的場景下交易,避免不同區域的企業由于排放因子不同而造成不公平的情況。

                        2021年12月,生態環境部辦公廳印發《關于公開征求企業溫室氣體排放核算方法與報告指南發電設施(2021年修訂版)》(征求意見稿)》(環辦便函〔2021〕547號),全國電網平均排放因子調整為0.5839噸二氧化碳/兆瓦時。2022年3月,生態環境部應對氣候變化司印發《關于做好2022年企業溫室氣體排放報告管理相關重點工作的通知》(環辦氣候函〔2022〕111號),并以附件形式更新了《企業溫室氣體排放核算方法與報告指南發電設施(2022年修訂版)》,全國電網排放因子調整為0.5810噸二氧化碳/兆瓦時。這是繼2017年國家部委層面公布全國電網排放因子以來的第一次正式更新,引起社會高度關注。

                        電網排放因子與可再生能源、火電機組單位供電標煤耗密切相關。從理論上講,可再生能源比例越高,火電機組單位供電標煤耗越低,電網排放因子越小。近年來,我國可再生能源發電裝機容量和消納比例不斷提升,截至今年5月底,我國可再生能源發電總裝機達到11億千瓦,同比增長15.1%,占總裝機規模的45.5%;其中,風電、光伏、生物質發電等新能源發電裝機突破7億千瓦。今年1~5月,全國可再生能源發電新增裝機4349萬千瓦,占全國發電新增裝機的82.1%,已成為我國發電新增裝機的主力?;痣娖髽I持續進行節能改造,供電標準煤耗不斷降低,2021年全國供電標準煤耗302.5克/千瓦時,較2011年下降26.5克/千瓦時。0.6101噸二氧化碳/兆瓦時反映的是2015年單位用電量蘊含的二氧化碳排放,與當前實際情況出入較大。將全國電網排放因子調整為0.5810噸二氧化碳/兆瓦時,體現出近幾年我國風電、光伏等清潔能源的迅猛發展和火電廠平均供電標準煤耗的不斷降低,更符合當前我國電力結構的實際情況,能夠及時、準確、客觀評估企業消耗電力的實際碳排放水平。

                        區域電網排放因子

                        從理論上說,電網覆蓋范圍越小,相應的電網排放因子越接近單位電力實際間接排放。區域電網排放因子將全國電網劃分為六個區域電網,其計算方法為區域電網本地所有發電廠化石燃料碳排放與凈調入電量、凈進口電量蘊含的碳排放之和除以區域電網總供電量。

                        2013年10月,國家發展改革委應對氣候變化司、國家氣候戰略研究和國際合作中心首次發布2010年區域及省級電網平均排放因子,旨在為地區、行業、企業及其他單位核算電力調入、調出及電力消費所蘊含的二氧化碳排放量提供參考。2014年9月,國家發展改革委應對氣候變化司、國家氣候戰略研究和國際合作中心再次發布2011年和2012年區域電網排放因子。區域電網排放因子相比全國電網排放因子而言,更能反映不同區域電量構成的差異,但在發布2010~2012三個年度后,至今沒有更新。

                        省級電網排放因子

                        省級電網排放因子是按照省級行政區域邊界將全國電網進行劃分,計算思路與區域電網排放因子大致相同。主要用于計算各省的調入電量和調出電量排放,也有部分省份用于計算企業級別的排放。2013年10月,國家發展改革委應對氣候變化司、國家氣候戰略研究和國際合作中心首次發布的2010年電網平均排放因子中就包括省級電網排放因子。2016年5月,國家發展改革委應對氣候變化司發布2012年省級電網排放因子。2019年4月,生態環境部印發《關于商請提供2018年度省級人民政府控制溫室氣體排放目標責任落實情況自評估報告的函》(環明傳〔2019〕6號),以附件形式列出2018年省級電網排放因子。

                        以上海為例,2010年、2012年和2018年省級電網排放因子分別為0.7934噸二氧化碳/兆瓦時、0.6241噸二氧化碳/兆瓦時和0.5641噸二氧化碳/兆瓦時。需要說明的是,上海作為我國試點碳市場之一,電網排放因子一直取值0.788噸二氧化碳/兆瓦時(根據上海2010年能源平衡表和溫室氣體清單編制數據計算獲得)。2022年2月,上海市生態環境局印發《關于調整本市溫室氣體排放核算指南相關排放因子數值的通知》(滬環氣〔2022〕34號),核算使用外購電力所導致的碳排放時,電網排放因子由0.788噸二氧化碳/兆瓦時調整為0.42噸二氧化碳/兆瓦時,體現上海近十年清潔能源和可再生能源電力占比提升的顯著成效。

                        區域電網基準線排放因子

                        區域電網基準線排放因子表示新能源電力設施生產一度電對應減少的溫室氣體排放,主要用于核算CDM、CCER項目實際產生的減排量,其最新計算方法是根據聯合國氣候變化框架公約下清潔發展機制執行理事會(CDM EB)頒布的最新版《電力系統排放因子計算工具》(07.0版)。區域電網基準線排放因子由國家發展改革委應對氣候變化司發布,從2006年開始每年更新,目前最新的是生態環境部應對氣候變化司于2019年發布的數據。

                        基準線排放因子由所在區域電網的電量邊際排放因子(OM)和容量邊際排放因子(BM)兩個因子計算而來。電量邊際排放因子等于本地電廠的單位電量排放因子與凈調入電量的單位電量排放因子以電量為權重的加權平均值;容量邊際排放因子對選定的若干個新增機組樣本的供電排放因子以電量為權重進行加權平均求得。

                        電網碳排放因子存在的問題

                        以上幾種“電網碳排放因子”名稱相近但用途根本不同,由于對其內涵、外延理解得不夠全面和深刻,在使用電網碳排放因子時往往存在一些誤區,這會導致產生錯誤的減排標桿和信號,并由此產生一些不利影響,包括無法準確反映各地區可再生能源電力發展的客觀情況,誤導政府部門對制定碳減排措施和評估效果的分析,影響減排政策的公平性和公正性;誤導企業對生產模式的選擇,弱化來自能源結構較為優化地區的企業的國際競爭力等。即使使用正確,也存在以下四個方面問題。

                        一是數據更新不及時。在企業溫室氣體排放核算實務中,電網碳排放因子主要采用國家發布的區域電網排放因子,目前仍沿用若干年前國家公布的數據,相對滯后,且更新周期長,不利于動態反映我國電力系統綠色低碳發展的趨勢,也不利于客觀評估我國碳減排成效及科學推進碳減排工作。

                        二是時空分辨率體現不夠。電網碳排放因子通常以年為發布周期,計算時長一年內只有一個指標值,取值相對固定,且僅能體現省級及以上的電碳耦合情況。

                        三是清潔電力綠色環境價值尚未體現。電網碳排放因子將電力相關碳排放平攤至全部電量,無法區分不同類型電源及外送電力的綠色環境價值,無法帶動全社會消納綠電的積極性,不利于推動構建新型電力系統以及碳達峰、碳中和目標的實現。

                        四是無法有效促進電碳市場融合發展。電網碳排放因子無法影響企業的用電行為及其在電力市場、碳市場的交易行為,無法帶動企業靈活選擇更具有清潔能源優勢的生產模式。

                        優化調整電網碳排放因子的有關建議

                        當前,我國正在構建以新能源為主體的新型電力系統,電網碳排放因子的時空差異性愈發顯著??煽紤]對電網碳排放因子在時空維度進行精細化核算,提供更加清晰及時的信號指引,使企業公平公正承擔碳排放責任。時間維度上,新能源發電具有較強的隨機性、波動性和間歇性,在大規模、高比例新能源接入背景下,電網碳排放因子在不同時間尺度“峰谷差”越來越明顯??臻g維度上,東西部地區資源稟賦、能源結構差異明顯,特別是隨著近幾年跨省跨區輸電規模不斷擴大,區域間的發電裝機、發電量在規模和結構上變化更加顯著,電網碳排放因子在不同空間尺度“地域差”越來越顯著。未來可基于新能源發電裝機容量的實際情況,探索構建區域動態電網碳排放因子,并逐步精確到省、市,這樣可以有效引導用戶通過調整用電時序實現主動碳響應,同時促進清潔能源消納,進一步提高全社會碳效水平。

                        電力大數據實時性、精準性和普遍覆蓋的優勢,在碳排放核算中具有不可替代的價值,可為監測碳排放動態、落實減碳行動提供重要的科學參考。在構建動態電網碳排放因子基礎上,未來可以利用電力大數據來強化碳排放核算。通過云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術賦能電網,利用數字電網對電能生產、傳輸、使用全環節的碳流進行精準監測、追蹤和溯源,充分發揮電力數據要素在“雙碳”目標實現過程中的獨特價值。更進一步,可以考慮構建電力系統源網荷全鏈碳計量體系。建立以電碳流分析為基礎的電碳核查標準,建設全面覆蓋的電碳監測計量體系,實現碳排放量的實時跟蹤和計量,推動構建與國際銜接互認的電碳認證技術與標準體系。

                        “雙碳”及構建新型電力系統的背景下,我國將加快實施能源綠色低碳轉型,風電、光伏等新能源發電比例將進一步提升,電網碳排放因子應隨著電力結構的變化及時優化調整。未來可依托電力市場交易區分用戶的綠色電力消費量和化石能源電力消費量,將綠電部分核算為零排放,這樣既可以充分體現綠電的環境價值,也可以進一步提升綠電采購需求,從而建立電碳市場相互促進的紐帶關系。

                        國際碳市場在碳排放量化和配額分配環節中不考慮間接排放,以避免總量重復計算。歐美發達國家具備比較健全、成熟的電力市場和碳市場交易體系,能夠將碳價傳導至火電發電成本和批發電價,影響終端用戶用電成本,從而為用戶端節電提供有效激勵,實現用戶端驅動的電力系統碳減排。當前我國電力市場與碳市場均處于逐步推進、逐步完善的階段,短期內轉嫁碳成本的時機和能力難以實現,何時轉嫁、如何轉嫁、轉嫁多少,需要系統思維、科學論證。未來隨著全國統一電力市場體系逐步建立、碳市場的逐步完善,電力市場全面放開,碳價充分有效傳導,特別是碳價隨著配額需求提高和減排成本上升而逐步走高,碳市場為碳減排提供經濟激勵、降低全社會減排成本作用充分發揮時,可以考慮適時將電力間接排放從全國碳市場覆蓋排放范圍中排除。(張森林)

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