電力碳排放計量技術(shù)現(xiàn)狀及展望

[摘 要]電力碳排放計量技術(shù)對于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)至關(guān)重要。該技術(shù)有助于評估不同地區(qū)和行業(yè)的碳排放量，并為制訂減排策略提供重要依據(jù)。文章分析了我國電力碳排放計量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了其未來發(fā)展方向，以期為我國電力行業(yè)的環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]電力碳排放；計量技術(shù)；碳交易；低碳調(diào)度

[中圖分類號]X773 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）06–0151–03

Current Status and Prospects of Electricity Carbon Emission Measurement Technology

XU Wenbiao，JIANG Ning

[Abstract]Electricity carbon emission measurement technology is very important to achieve the goal of \"dual carbon\". This technology helps to assess the carbon emissions of different regions and industries， and provides an important basis for formulating emission reduction strategies. This paper analyzes the development status of carbon emission measurement technology of electric power in China， and discusses its future development direction， in order to provide reference for the environmental protection and sustainable development of electric power industry in China.

[Keywords]power carbon emissions；measurement technology； carbon trading； low-carbon scheduling

1 概述

2017年12月19日，我國全國碳排放交易體系正式啟動，這是我國應(yīng)對氣候變化和推動低碳發(fā)展的重要舉措。電力行業(yè)作為我國碳排放的最大來源，其碳排放量超過全國總排放量的50%，凸顯了該行業(yè)在碳排放控制和碳減排工作中的核心地位[1]。為了實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的長遠(yuǎn)目標(biāo)，我國正積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和轉(zhuǎn)型，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能等清潔能源，以減少對化石燃料的依賴。這一轉(zhuǎn)型不僅有助于減少溫室氣體排放，還為能源供應(yīng)的可持續(xù)性和安全性提供了保障[2]。然而，這一轉(zhuǎn)型過程中，傳統(tǒng)的化石能源行業(yè)，尤其是煤炭行業(yè)，面臨著市場需求減少和經(jīng)濟(jì)虧損的雙重壓力。在此背景下，將強(qiáng)制性的碳減排政策與碳市場有效結(jié)合，不僅能夠促進(jìn)電力市場的綠色發(fā)展，還能夠通過市場機(jī)制激勵企業(yè)采取更加積極的減排措施。

目前，碳排放交易已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)廣泛認(rèn)可的一種創(chuàng)新機(jī)制，旨在應(yīng)對溫室氣體排放問題，減緩全球氣候變化。該方法通過市場機(jī)制來控制和減少溫室氣體排放，為電力企業(yè)提供了減排的經(jīng)濟(jì)激勵[3]。通過設(shè)定排放上限并允許排放權(quán)的交易，碳排放交易體系鼓勵能夠高效減少排放的實體獲得經(jīng)濟(jì)利益，同時推動排放較高的實體采取措施減少排放。我國對于建立和完善碳排放交易體系給予了高度重視[4]。2011年10月，我國政府發(fā)布《關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知書》。這份通知書標(biāo)志著我國正式啟動碳排放交易政策。根據(jù)該通知，北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東及深圳7個省市被選為試點(diǎn)地區(qū)。這些城市率先開展碳排放交易的嘗試政策，為后續(xù)全國碳市場的建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。電力行業(yè)作為我國碳排放的主要來源，其在碳排放交易市場中的作用不容忽視。2017年12月，電力行業(yè)正式啟動了碳交易，這對于推動整個行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型具有里程碑意義。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年電力行業(yè)的碳排放總量約為36億t，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源需求的增長[5]，預(yù)計未來這一數(shù)字將進(jìn)一步上升，可能達(dá)到45億至50億t。因此，電力行業(yè)在碳排放交易中的表現(xiàn)將直接影響我國實現(xiàn)碳減排目標(biāo)的進(jìn)程。

2 電力碳交易現(xiàn)狀

在電力行業(yè)的碳排放研究領(lǐng)域，研究者重點(diǎn)研究“碳排放強(qiáng)度與基準(zhǔn)線”標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)準(zhǔn)確的碳排放核算方法，并且提出2種碳排放核算方法[6]：“自上而下”和“自下而上”。具體見表1。

研究者強(qiáng)調(diào)，電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展與碳交易體系的緊密結(jié)合極為關(guān)鍵。碳排放交易模式融合了市場機(jī)制與宏觀調(diào)控。該交易市場的構(gòu)成多元，涵蓋參與者、監(jiān)管者、市場運(yùn)營及系統(tǒng)管理等方面。參與碳排放交易有助于電力企業(yè)根據(jù)自身情況采取減排技術(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化管理。為了實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，電力行業(yè)需要利用碳市場的靈活性進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整，并通過市場形成的碳價來促進(jìn)行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

3 電力碳排放計量技術(shù)現(xiàn)狀

碳排放計量，也稱為碳審計或溫室氣體清單編制，涉及評估企業(yè)和政府活動對大氣的溫室氣體排放。在電力領(lǐng)域，碳排放源自發(fā)電、輸電及用戶用電，對這3個領(lǐng)域的碳排放進(jìn)行全面計量即可得到碳排放計量。鑒于碳排放中有大量間接且不易觀察的成分，計量工作通常需要依賴復(fù)雜的計算方法。碳排放計量主要采用3種方法：排放系數(shù)法、物料衡算法及實測法。排放系數(shù)法是我國最常用的方法，通過IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）等國際機(jī)構(gòu)獲取排放因子數(shù)據(jù)。物料衡算法基于質(zhì)量守恒原則，適用于實物產(chǎn)品的碳排放計量。實測法通過監(jiān)測手段直接測量排放流速、流量及濃度，盡管成本和難度較高，但可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

目前，國際上尚無統(tǒng)一的電力碳排放計量方法和評價標(biāo)準(zhǔn)。我國的計量方法在數(shù)據(jù)管理上比美國和歐盟更加靈活和細(xì)致。準(zhǔn)確的碳排放計量有助于企業(yè)和政府更好地管理碳排放，促進(jìn)節(jié)能減排政策的實施，并優(yōu)化溫室氣體排放政策，推動生態(tài)環(huán)境改善。國內(nèi)外碳排放計量的主要方法見表2。

3.1 發(fā)電側(cè)碳排放計量

發(fā)電環(huán)節(jié)是電力行業(yè)碳排放的主體，其準(zhǔn)確的碳排放計量對行業(yè)的碳管理極為關(guān)鍵。目前，發(fā)電側(cè)碳排放的測量主要依賴排放系數(shù)法、物料平衡法及直接測量法等技術(shù)。但這些技術(shù)在實施過程中遇到諸多挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)采集的困難和測量精度不足等問題。此外，發(fā)電側(cè)碳排放信息的透明度不足，由于缺乏統(tǒng)一的企業(yè)規(guī)范和完善的信息披露體系，導(dǎo)致我國多家發(fā)電企業(yè)在碳排放數(shù)據(jù)的披露上存在不一致性。這種狀況造成了碳排放計量過程中數(shù)據(jù)差異大、信息碎片化、缺乏整體性及操作難度增加等問題。

3.2 電網(wǎng)側(cè)碳排放計量

電網(wǎng)企業(yè)的碳排放涉及CO2和SF6。SF6排放主要源自設(shè)備的更換、退役或檢修時的泄漏，而CO2排放則由輸配電過程中的電能損耗造成。電網(wǎng)企業(yè)的總碳排放量是這兩種氣體排放量的合計。在碳排放計量中，SF6排放需轉(zhuǎn)換成CO2當(dāng)量進(jìn)行統(tǒng)計。SF6排放量的計算分為設(shè)備更換和檢修兩種情形，分別通過減去剩余或殘留量來確定。CO2排放量則基于輸配電損耗電量與相應(yīng)區(qū)域的電力碳排放因子計算得出，而各地的電力碳排放因子需根據(jù)官方發(fā)布的數(shù)據(jù)確定。

3.3 用戶側(cè)碳排放計量

碳排放核算的關(guān)鍵在于明確邊界和識別排放源。我國企業(yè)多樣且差異較大，導(dǎo)致核算邊界難以統(tǒng)一劃定，使得國內(nèi)碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)制定尚處于初期，未與國際標(biāo)準(zhǔn)對齊。確定碳排放計量的適用范圍復(fù)雜，因為包含所有用戶排放雖理想但成本過高，特別是對排放量小的氣體而言。

用戶側(cè)的活動數(shù)據(jù)難以獲取，這對碳排放計量至關(guān)重要。我國缺乏統(tǒng)一的企業(yè)數(shù)據(jù)要求和協(xié)調(diào)機(jī)制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)透明度不足，且數(shù)據(jù)校驗體系不完善，難以確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。此外，企業(yè)用戶的電力碳排放因子標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，多數(shù)企業(yè)依賴國際數(shù)據(jù)庫或國內(nèi)有限的排放因子數(shù)據(jù)，造成碳排放數(shù)據(jù)不一致和適用性問題。

4 電力碳排放計量技術(shù)發(fā)展展望

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境問題凸顯，全球日益重視限制碳排放，推動環(huán)保和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)策略。我國將完善碳排放標(biāo)準(zhǔn)化管理，加強(qiáng)信息披露，調(diào)整電力行業(yè)碳排放指標(biāo)，提高計量客觀性和說服力。未來，將改進(jìn)電力碳排放計量模型，豐富數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。企業(yè)可能自建碳排放監(jiān)測系統(tǒng)，助力生產(chǎn)調(diào)整和政策制訂。國家將培養(yǎng)碳排放計量人才，促進(jìn)校企科研合作，建立全行業(yè)碳排放數(shù)據(jù)庫。政府將建立權(quán)威碳排放計量機(jī)構(gòu)，支持相關(guān)人才積極推進(jìn)研究。

5 結(jié)束語

電力碳排放計量技術(shù)是實現(xiàn)電力行業(yè)低碳發(fā)展的重要手段。當(dāng)前，我國電力碳排放計量技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。未來，需要更加重視電能計量技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，不斷提升電能計量技術(shù)的水平和能力，為我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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