綠電溯源運行模式及技術(shù)路徑研究

丁智華 李樹德 韓偉吉 王一杰 苗立帥

（1 國網(wǎng)福建省電力有限公司 福建福州 350003 2 國網(wǎng)英大碳資產(chǎn)管理（上海）有限公司 上海 200125 3 上海交通大學(xué)中英國際低碳學(xué)院 上海 201306）

0 引言

能源問題是世界各個國家關(guān)注的焦點，傳統(tǒng)能源的日益枯竭與環(huán)境保護和社會經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益顯著。為尋求解決辦法，世界各國從20 世紀(jì)中后期開始不斷探索可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟和環(huán)境效益。最近三四十年以來，依靠技術(shù)革新，可再生能源發(fā)電（又稱綠色電力或簡稱“綠電”）正開始逐步替代傳統(tǒng)化石能源發(fā)電。我國在綠色電力發(fā)展和交易方面已布局多年，配額制、綠證交易以及綠電交易等市場機制也在近些年逐步推出和實施。

我國自2017 年開始對綠電市場進行探索，并設(shè)立了可再生能源配額制，2019 年發(fā)展為可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重制。作為可再生能源配額制的衍生物，我國2017 年也開始運行綠色電力證書（簡稱“綠證”）交易市場，通過綠證的自由認(rèn)購，幫助可再生能源消納主體完成相應(yīng)的配額目標(biāo)。2022 年南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)相繼推出綠電交易實施細(xì)則，標(biāo)志著綠電交易在全國范圍內(nèi)的正式開展。

根據(jù)北京電力交易中心2022 年5 月印發(fā)的《北京電力交易中心綠色電力交易實施細(xì)則》，當(dāng)前的綠色電力產(chǎn)品是指符合國家有關(guān)政策要求的風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量。綠色電力交易是指以綠色電力產(chǎn)品為標(biāo)的物的電力中長期交易，用以滿足發(fā)電企業(yè)、售電公司、電力用戶等市場主體出售、購買綠色電力產(chǎn)品的需求，并為購買綠色電力產(chǎn)品的電力用戶提供綠證。綠證是國家對發(fā)電企業(yè)每兆瓦時非水可再生能源上網(wǎng)電量頒發(fā)的具有唯一代碼標(biāo)識的電子憑證，是綠色環(huán)境權(quán)益的唯一憑證。2022 年8 月15 日，國家發(fā)展改革委、國家統(tǒng)計局、國家能源局《關(guān)于進一步做好新增可再生能源消費不納入能源消費總量控制有關(guān)工作的通知》 進一步指出要將綠證核發(fā)范圍覆蓋所有可再生能源發(fā)電項目，建立全國統(tǒng)一的綠證體系。以上綠電和綠證市場機制的建立，為在用戶側(cè)追溯可再生能源發(fā)電的來源，也就是開展綠電溯源，提供了可能性。

開展綠電溯源具有多方面的意義，可以應(yīng)用于多種場景。在可再生能源消納責(zé)任權(quán)重制下，綠電溯源可以作為認(rèn)定核算各綠電消納責(zé)任主體配額要求的重要手段。在綠電交易市場，記錄綠電的生產(chǎn)、交易、使用等信息進行追溯管理，既方便數(shù)據(jù)查驗，又能保證綠電和綠證交易的可靠性。在用戶消費方面，綠電溯源結(jié)果可以幫助用戶感知綠電來源，提升用電體驗，推動形成綠色低碳消費理念。在進出口貿(mào)易方面，綠電溯源可以推動國內(nèi)綠證的國際認(rèn)證，有助于幫助外貿(mào)出口企業(yè)減少碳關(guān)稅，降低成本，增強產(chǎn)品競爭力。

綠電溯源在我國開展的時間還比較短，尚存在諸多難點亟需深入研究，包括到底追溯綠色電力的何種屬性、應(yīng)該選擇何種溯源模式、需要通過怎樣的技術(shù)路徑來實現(xiàn)等關(guān)鍵問題。綠電本身具備多種屬性，不同的屬性對應(yīng)不同的價值，分別在各自對應(yīng)的市場進行交易。針對綠電的不同屬性進行追溯，需要設(shè)計不同的綠電溯源方式，技術(shù)方法框架和實現(xiàn)路徑也有所不同。

因此，本文將綜合調(diào)研國內(nèi)外的綠電交易和溯源概況，深入剖析綠電的不同屬性與交易機理，系統(tǒng)梳理綠電溯源的不同模式及其技術(shù)框架，并對綠電溯源相關(guān)問題進行分析展望。該研究將對我國綠電溯源的設(shè)計和改進具有重要的指導(dǎo)意義。

1 國內(nèi)外綠電交易及溯源綜述

綠電溯源和綠電交易、綠證交易密切相關(guān)，因此，將首先針對世界各國的綠電交易和溯源機制進行綜合調(diào)研分析。

1.1 北美綠電交易和溯源

美國的電力市場是管制市場和放松管制市場協(xié)調(diào)運行，在綠電交易方面，主要存在強制性的可再生能源配額制和自愿性的綠電交易市場［1］。

可再生能源配額制度最早起源于20 世紀(jì)90 年代的加利福尼亞州，之后世界各國都在發(fā)展類似制度，該項制度后來成為可再生能源發(fā)電能力增長的主要驅(qū)動力之一［2］。雖然各國可再生能源配額制度的具體內(nèi)容不盡相同，但其基本內(nèi)涵是一致的，即由中央政府或地區(qū)政府以法律的形式對可再生能源發(fā)電市場份額進行強制性規(guī)定。為滿足配額要求，電力供應(yīng)商一方面可以提高自身綠電供應(yīng)比例，另一方面可以購買可再生能源證書（Renewable Energy Certificate，REC）。

REC 作為表征可再生能源屬性所有權(quán)的金融工具，是美國綠電交易市場的重要組成部分。北美除墨西哥外都在使用REC 來代表可再生能源效益，盡管美國各州對可再生能源證書使用不同的名稱，但REC 普遍指的是合格的可再生能源產(chǎn)生1 MWh 電力的可交易證明（亞利桑那州和內(nèi)華達(dá)州除外，其定義為千瓦時）［3］。REC 具有行業(yè)范圍內(nèi)的權(quán)威性，受到各國政府、非政府組織、行業(yè)協(xié)會以及法律的支持。REC 在可再生能源電力的生產(chǎn)、使用、結(jié)算和跟蹤中發(fā)揮著重要作用，可用于跟蹤可再生能源電力從發(fā)電到消費的全過程。

美國能源追蹤系統(tǒng)主要有2 大類，一類是全能源追蹤系統(tǒng)（All-generation tracking systems），另一類是僅針對可再生能源的追蹤系統(tǒng)（Renewable-only tracking systems）［4］。在北美各區(qū)域的可再生能源追蹤系統(tǒng)中，比較典型的有M-RETS（中西部可再生能源跟蹤系統(tǒng)），WREGIS（加州可再生能源信息系統(tǒng)），都是基于可再生能源證書來開展綠電溯源。

1.2 歐洲綠電交易和溯源

歐盟的綠色電力交易市場與美國稍有不同，歐盟成員國的可再生能源證書或綠色電力證書自愿市場與配額強制市場并行，相互獨立且范圍不交叉［5］。歐盟的可再生能源證書或綠色電力證書的正式名稱為Guarantees of Origins（GO），歐盟的GO 交易市場即綠證自愿認(rèn)購市場。而對于配額強制市場，挪威、瑞典等國家同時建立了有配額義務(wù)的綠證強制市場，它們與GO 系統(tǒng)是相互獨立的，且明確GO 不能用在管控特定電力消費者的配額機制上。

歐洲的電力追溯系統(tǒng)指的是用于計算特定發(fā)電量及其發(fā)電屬性的所有機制，例如用于發(fā)電的能源和技術(shù)、相關(guān)的二氧化碳排放等。使用電力追溯系統(tǒng)的主要目的有2 個：①電力供應(yīng)商向其消費者披露他們所供應(yīng)電力的來源，包括用于發(fā)電的能源、相關(guān)的二氧化碳排放量和產(chǎn)生的放射性廢棄物等；②為考核各國政府的可再生能源份額指標(biāo)提供數(shù)據(jù)支撐?；贕O 的綠電溯源系統(tǒng)是歐洲最廣泛、最重要的電力追溯系統(tǒng)，以可轉(zhuǎn)讓的電子證書的形式實施［6］。GO 作為證明電力來源的追蹤工具，為將GO 覆蓋的電力生產(chǎn)與其他發(fā)電分開提供了可能性。因此，控制GO 的信息準(zhǔn)確性至關(guān)重要。一些獨立的機構(gòu)（例如電力監(jiān)管機構(gòu)或輸電系統(tǒng)運營商）通常被授予針對給定領(lǐng)域的權(quán)限。

1.3 我國綠電交易和溯源

近些年，我國也開始逐步開展綠電交易和綠電溯源，涉及的市場機制主要有可再生能源消納責(zé)任權(quán)重制、綠證交易市場和綠電交易市場。

2005 年，在《可再生能源法》起草過程中，首次提出了可再生能源配額制的概念。2010 年，在《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中，提出實施新能源配額制，落實新能源發(fā)電全額保障性收購制度。2016 年2 月29 日，國家能源局發(fā)布 《關(guān)于建立可再生能源開發(fā)利用目標(biāo)引導(dǎo)制度的指導(dǎo)意見》，提出了各行政區(qū)非水可再生能源電力消納比重指標(biāo)。2018 年3 月23 日，國家能源局綜合司下發(fā)《關(guān)于征求可再生能源電力配額及考核辦法（征求意見稿）》，提出實施可再生能源電力配額，包括“可再生能源總量配額”和“非水電可再生能源電力配額”。在3 次征求意見稿下發(fā)后，2019 年5 月10 日，在國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》中，提出建立可再生能源電力消納保障機制，設(shè)定可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重，按省級行政區(qū)域?qū)﹄娏οM規(guī)定應(yīng)達(dá)到的可再生能源電量比重。

我國綠證交易市場在綠電溯源相關(guān)的市場機制中實施較早。2017 年2 月3 日，國家發(fā)改委、財政部、國家能源局聯(lián)合下發(fā) 《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認(rèn)購交易制度的通知》，提出在全國范圍內(nèi)試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)和自愿認(rèn)購。綠色電力證書的內(nèi)容通常包括：發(fā)電企業(yè)的名稱、可再生能源的種類、發(fā)電的技術(shù)類型、生產(chǎn)日期、證書交易的范圍、用以標(biāo)識的唯一編號等。綠證認(rèn)購市場在實施之初是為了配合以上介紹的可再生能源配額制，解決可再生能源電力補貼短缺的問題，核發(fā)對象為國家可再生能源電價附加資金補助目錄內(nèi)的陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電（不含分布式光伏）項目。享受可再生能源電價補貼的企業(yè)可以申領(lǐng)綠證，如果將綠證出售后，相應(yīng)的電量不再享受國家可再生能源電價附加資金的補貼，此類綠證可稱為替代補貼綠證［7］。為鼓勵可再生能源平價項目開發(fā)建設(shè)，按照國家發(fā)展改革委、國家能源局在2019 年發(fā)布的《關(guān)于積極推進風(fēng)電、光伏發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》，平價上網(wǎng)項目和低價上網(wǎng)項目按照國家可再生能源綠證管理機制和政策也可以獲得可交易的綠證，又稱為平價綠證［8］。

在我國綠電溯源相關(guān)的各項市場機制中，綠電交易市場的建立時間最晚，直到2022 年，南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)才相繼出臺了綠色電力交易實施規(guī)則，兩者主體內(nèi)容相似，也存在部分差異。值得注意的是，在以上綠電交易的實施細(xì)則中明確認(rèn)定了綠色電力的綠色環(huán)境權(quán)益，并由綠證所標(biāo)識，該綠色環(huán)境權(quán)益在綠色電力交易的同時由發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)移至電力用戶，綠色環(huán)境權(quán)益應(yīng)確保唯一，不得重復(fù)計算或出售。此外，南方電網(wǎng)的綠電實施規(guī)則中也指出發(fā)電企業(yè)綠色電力賬戶中已核發(fā)但未劃轉(zhuǎn)的綠證在注銷前可以在綠證交易市場自由認(rèn)購。因此，標(biāo)識綠電環(huán)境權(quán)益價值屬性的綠證既可以隨綠電交易同時劃轉(zhuǎn)，也可以在綠證交易市場自由認(rèn)購。

與歐美國家的實踐類似，我國當(dāng)前的綠電溯源在相關(guān)市場機制支撐下，也主要是基于綠證標(biāo)識的綠電發(fā)電信息來開展。

2 綠電溯源模式劃分

通過對國內(nèi)外綠電交易和綠證交易等的綜合梳理，可以看出綠色電力至少具備2 方面的屬性，除了像其他傳統(tǒng)發(fā)電類型一樣具備提供能量的物理電能屬性，綠電還具有清潔能源的綠色環(huán)境屬性。綠電溯源到底需要追溯綠電的何種屬性，不同屬性是否需要綁定，它們的追溯有何區(qū)別與關(guān)聯(lián)，這些都是研究綠電溯源需要解決的關(guān)鍵問題。對應(yīng)綠色電力的物理電能屬性和綠色環(huán)境屬性，綠電溯源可以劃分如圖1 所示的2 類模式。

圖1 綠電溯源兩類模式劃分

2.1 綠電溯源模式1：環(huán)境屬性認(rèn)定核算

綠電溯源模式1 是專門針對綠電產(chǎn)生的環(huán)境效益，即綠電環(huán)境屬性的認(rèn)定核算。由于綠電本身可以看成普通電能附加了綠色環(huán)境屬性，因此該模式將綠電的“綠色環(huán)境屬性”與“物理電能屬性”相互剝離。綠電的電能屬性可以和其他傳統(tǒng)形式電能一樣上網(wǎng)輸送給用戶，而其綠色環(huán)境屬性則被綠色電力證書，也就是綠證來量化標(biāo)識。

綠證可以在綠電交易市場隨綠電的電能屬性交易同時劃轉(zhuǎn)，也可以在綠證市場單獨進行認(rèn)購。例如，在電力交易市場中，綠色電力的生產(chǎn)者（新能源電廠）與消費者（用電企業(yè)）直接簽訂交易合同、履約執(zhí)行、完成結(jié)算，實現(xiàn)了綠電生產(chǎn)、傳輸、消費全流程閉環(huán)，交易過程中的綠電和綠證價格分別體現(xiàn)了電能價值和環(huán)境價值。用戶在執(zhí)行交易、使用電能的同時，也獲得綠色環(huán)境權(quán)益，由持有的綠證來認(rèn)定。當(dāng)綠電生產(chǎn)者所生產(chǎn)的電能未由綠電買家購買或未與綠電買家達(dá)成收購協(xié)議時，為了不浪費新能源發(fā)電，這部分綠電的電能屬性也可以先像普通電能一樣平價上網(wǎng)，暫不附帶綠色環(huán)境屬性，與此同時，這些單獨剝離出來的環(huán)境屬性可以兌換成相應(yīng)數(shù)量的綠證，再通過綠證交易市場進行自由認(rèn)購。因此，綠電消納用戶在綠電交易中同時劃轉(zhuǎn)的綠證和從綠證交易市場直接購買的綠證所標(biāo)識的綠電消納總量都可納入可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的考核范圍，幫助其完成責(zé)任主體的配額指標(biāo)。

這類針對綠電環(huán)境屬性認(rèn)定核算的溯源模式主要基于綠證所標(biāo)識的綠電環(huán)境屬性來開展，關(guān)鍵在于記錄和追蹤綠證的核發(fā)、流轉(zhuǎn)、核查、注銷等信息。該類模式的優(yōu)勢在于不受電網(wǎng)潮流實時分配的約束就可以達(dá)成基于交易消納綠電的意愿，綠電的環(huán)境屬性價值也在綠電和綠證交易中得以兌現(xiàn)。

2.2 綠電溯源模式2：綠電消納物理溯源

綠電溯源模式2 主要是針對綠電的物理電能屬性進行追溯，在該模式下，綠電的“綠色環(huán)境屬性”與“物理電能屬性”始終綁定。具體來說，在時間尺度上，通過智能電表等數(shù)據(jù)計量和采集工具，記錄、計算、分析用戶所消納的綠色電力的實時占比，以此來還原用戶的能源消費結(jié)構(gòu)。更進一步可以在空間尺度上繼續(xù)追蹤用戶所消納綠電的種類、來源電廠的名稱、甚至發(fā)電機組編號等信息。

該類溯源模式主要依托電網(wǎng)中電力潮流的實時分布，優(yōu)勢在于追蹤了用戶實時的用電構(gòu)成以及其中綠電消納份額的物理來源，溯源結(jié)果也可以潛在地用于完成可再生能源消納責(zé)任制的配額指標(biāo)。

2.3 綠電溯源模式的對比關(guān)聯(lián)

這2 類溯源模式的本質(zhì)區(qū)別在于是否將綠電的環(huán)境屬性與電能屬性相剝離，導(dǎo)致2 類模式的溯源結(jié)果可能不一致，兩類模式的對比關(guān)聯(lián)如圖2 所示。

圖2 綠電溯源2 類模式的對比關(guān)聯(lián)

模式1 中的環(huán)境屬性認(rèn)定核算主要基于綠證上記錄的綠電來源、屬性及電量等信息來開展。如前所述，這里的綠證既包括隨同綠電交易劃轉(zhuǎn)的綠證，也包括從綠證交易市場上認(rèn)購的綠證。前一種綠證只與交易合同綁定，由于電網(wǎng)潮流的擴散，并不要求實現(xiàn)買賣雙方之間綠電電能的完全直接物理傳輸；后一種綠證反映的是純粹的綠電環(huán)境屬性交易，也不涉及綠電電能的物理傳輸。因此綠電溯源模式1 可以確保核算的綠電環(huán)境屬性總量與用戶購買的綠電和綠證合同總量相匹配，但無法保證綠證持有者真正完全消納了綠證所對應(yīng)的物理電能。

模式2 中的綠電消納物理溯源由于實現(xiàn)了綠電電能屬性和環(huán)境屬性的實時綁定，可以確保溯源結(jié)果與用戶實際物理消納的綠電總量相互一致，但由于模式2 只關(guān)注物理層面的綠電電能傳輸分配，該類溯源結(jié)果很可能與用戶參與的綠電和綠證交易合同量不匹配。造成這種不匹配的主要原因在于電網(wǎng)潮流的實時分配，很有可能出現(xiàn)電網(wǎng)中的各個可再生能源發(fā)電廠給所有電氣連接的用戶輸送綠電的情況，用戶之間的分配比例會有差別且實時變動［9］。

以圖3 中的IEEE9 節(jié)點系統(tǒng)［10］為例，分析2 類綠電溯源模式所獲取結(jié)果的不一致性。假設(shè)可再生能源電廠G1 與負(fù)荷用戶5 在月初簽訂了綠電月度交易合同，月底順利供應(yīng)綠電合同電量E1，同時劃轉(zhuǎn)交易等量綠證。如果采用綠電溯源模式1，我們可以直接基于用戶5 持有的綠證進行環(huán)境屬性認(rèn)定核算，總量即為E1。如果采用綠電溯源模式2，由于電網(wǎng)內(nèi)各個節(jié)點的電氣連接，本月內(nèi)可再生能源電廠G1 供應(yīng)給用戶5 的綠電量E1 有可能部分傳輸?shù)狡渌麤]有與其簽訂綠電合同的關(guān)聯(lián)用戶，比如用戶1 和4；用戶5 本月消納的部分綠電總量也有可能來源于G1 之外的其他新能源電廠，比如G2。也就是說，基于潮流分析計算，本月內(nèi)從電廠G1 到用戶5 實際輸送的綠電電能屬性總量（即模式1 的溯源結(jié)果）很有可能與隨綠電合同劃轉(zhuǎn)的環(huán)境屬性總量E1（即模式2 的溯源結(jié)果）不一致。

圖3 包含G1 和G2 2 個新能源電廠的IEEE9 節(jié)點系統(tǒng)

由于模式不同導(dǎo)致的綠電溯源結(jié)果差異容易造成綠電消納量核算不清的問題，會產(chǎn)生誤導(dǎo)效果，不利于促進綠電的消納。例如，如果沒有與電廠G1 簽訂綠電合同的用戶4 被動消納了G1 發(fā)出的綠電，那用戶4 是否需要向G1 支付這部分綠電的環(huán)境屬性價值，也就是是否需要向G1 補購綠證。

為進一步解決以上溯源結(jié)果的分歧，如圖2 中的虛線框所示，可通過在用戶側(cè)把綠電的環(huán)境屬性剝離后再重新分配來實現(xiàn)2 類模式溯源結(jié)果之間的相互關(guān)聯(lián)?；谀Ｊ? 中的綠電消納物理溯源，在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)傳輸以及用戶側(cè)都需要保持綠電電能屬性與環(huán)境屬性的實時綁定，因此用戶先按照實際物理消納的綠電電量支付對應(yīng)的環(huán)境屬性價值，即購買相應(yīng)數(shù)量的綠證，然后在各電力用戶之間組織僅針對綠證的進一步轉(zhuǎn)讓交易（不涉及電能轉(zhuǎn)送），最終使得各個用戶持有的綠證總量與其簽訂的綠電和綠證交易合同量相互匹配。例如，如果圖3 中用戶4 沒有與發(fā)電廠G1 簽訂綠電合同卻被動消納了來自G1 的綠電電量E2，用戶4 首先向G1 補購這部分綠電電量對應(yīng)的環(huán)境屬性價值（即對應(yīng)E2 的綠證單位數(shù)量），然后再把這些綠證轉(zhuǎn)讓交易給已與G1 簽訂綠電交易合同購買E2 的用戶5，從而確保用戶5 最終持有的綠證數(shù)量與其簽訂的綠電合同量一致。

以上是在綠電通過潮流分配到達(dá)用戶側(cè)后再進一步將環(huán)境屬性剝離出來轉(zhuǎn)讓交易，而之前介紹的綠電溯源模式1 是在發(fā)電端就把綠電的環(huán)境屬性與電能屬性相互剝離。因此，如圖3 所示，只有剝離了綠電的環(huán)境屬性允許其單獨交易，才能確保用戶的環(huán)境屬性核算量（即綠證總量）與其簽訂的綠電和綠證合同總量保持一致。由此，2 類綠電溯源模式得以關(guān)聯(lián)，也再次揭示了它們的本質(zhì)區(qū)別就在于綠電的環(huán)境屬性能否與其電能屬性相互剝離。

3 綠電溯源技術(shù)框架

厘清了綠電溯源的2 類模式及其關(guān)聯(lián)關(guān)系后，可以看出溯源模式1 主要依托綠電和綠證交易市場來開展，而模式2則主要通過對電網(wǎng)潮流的計算分析來追溯綠電來源。無論是國外的配額強制市場、自由交易市場，還是國內(nèi)的綠電交易市場、綠證交易市場，都開始把綠電的環(huán)境屬性與電能屬性分開交易，因此針對綠電環(huán)境屬性認(rèn)定核算的模式1 成為當(dāng)前國內(nèi)外主流的溯源模式。

3.1 綠電溯源模式1 技術(shù)框架

在溯源模式1 下，終端用戶可以不用關(guān)心物理電能在電網(wǎng)中的實際傳輸調(diào)度，也不考慮物理層面上真實消納了多少綠電，而只關(guān)注綠電的環(huán)境屬性，也就是用戶持有的綠證總量，可以直接從獲取的綠證上讀取所消納綠電的來源電廠、綠電屬性、發(fā)電項目、發(fā)電月份、消納電量以及減排量等。因此，需要建立1 個平臺來實現(xiàn)對綠電生產(chǎn)、交易、消費、結(jié)算等全生命周期的追蹤溯源，為發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司和電力用戶提供動態(tài)的綠電查證服務(wù)。該平臺依托統(tǒng)一的綠證制度，基于電網(wǎng)企業(yè)的計量裝置、交易機構(gòu)的技術(shù)支持系統(tǒng)以及涵蓋發(fā)電、輸電、配電和用電交易結(jié)算等的信息共享聯(lián)動機制，實現(xiàn)對綠證的生成、流轉(zhuǎn)及注銷等操作。

鑒于以上平臺需求，當(dāng)前國內(nèi)外綠電溯源模式1 的技術(shù)框架通?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)建立。綠電交易涉及多主體、跨區(qū)域交易，交易系統(tǒng)面臨信任和效率的雙重挑戰(zhàn)［11］，而區(qū)塊鏈具有多方共識、不可篡改、智能合約自動執(zhí)行、全程可追溯的特點［12］，因此，區(qū)塊鏈的技術(shù)特征與綠電溯源的理念吻合，有潛力成為能源追溯方面的重要技術(shù)解決方案之一。

近幾年國內(nèi)外也基于區(qū)塊鏈技術(shù)提出了一系列與綠電溯源模式1 相關(guān)的專利。專利［13］提出了1 個基于區(qū)塊鏈和默克爾樹哈希結(jié)構(gòu)的可再生能源追蹤系統(tǒng)框架，專利［14］介紹了1 種基于區(qū)塊鏈的新能源電力溯源方法及系統(tǒng)，通過打通交易、調(diào)度各環(huán)節(jié)，將物理的電力數(shù)字化映射到區(qū)塊鏈上，變成數(shù)字化可追溯的1 種商品，從而達(dá)到對可再生能源電力精確溯源的目的。

目前，國家電網(wǎng)基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建了“e-交易”電力市場服務(wù)平臺，在該平臺中各市場主體可以靈活自主地進行綠電交易，交易及使用數(shù)據(jù)將被存儲于區(qū)塊鏈上，交易完成后，通過對綠電交易數(shù)據(jù)進行分析處理，即可實現(xiàn)模式1 中對綠電環(huán)境屬性的追蹤與溯源。文獻(xiàn)［11］中詳細(xì)介紹了該綠電交易平臺的交易機制和設(shè)計方案，提出了數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層的整體架構(gòu)。

為了合理評估綠電溯源機制是否滿足設(shè)計要求，以及能否高效運行，需要設(shè)立合理的評價標(biāo)準(zhǔn)。最新的綠電溯源專利和實踐都是基于區(qū)塊鏈技術(shù)，因此，文獻(xiàn)［9］和［11］中采用區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)性能、執(zhí)行智能合約代碼的計算成本、平臺能力等性能指標(biāo)來對綠電溯源機制進行評價。

3.2 綠電溯源模式2 技術(shù)路徑

在綠電交易和綠證交易市場未建立之前，可考慮采用溯源模式2 作為過渡。該模式主要關(guān)注綠電的物理消納，可幫助用戶弄清楚實時的用電消費結(jié)構(gòu)，也可輔助用戶可再生能源責(zé)任權(quán)重配額的考核。

為了實時精確地追蹤綠電在電網(wǎng)中的傳輸調(diào)配，需要針對整個電網(wǎng)進行潮流計算和分解。模式2 中基于電力潮流計算的綠電消納物理溯源仍可沿用以上基于區(qū)塊鏈的技術(shù)架構(gòu)，與模式1 的主要區(qū)別是引入了實時電力潮流數(shù)據(jù)的計算和存儲，例如，該項功能可以放在文獻(xiàn)［11］中區(qū)塊鏈總體架構(gòu)的數(shù)據(jù)層。綠電溯源模式2 可以描述電力潮流在電源和負(fù)荷之間傳輸?shù)臅r空對應(yīng)，但是需要收集各節(jié)點與支路的測量數(shù)據(jù)，復(fù)雜度和計算成本會隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷上升［9］。此外，綠電與其他類型電能在輸送過程中的多級分解、網(wǎng)損計算分?jǐn)傄约霸诮K端用戶間的分配等關(guān)鍵問題仍有待深入研究，這些會直接影響綠電溯源模式2 的技術(shù)可行性。

4 綠電溯源相關(guān)問題分析展望

在我國綠電溯源的發(fā)展中，需要考慮若干密切相關(guān)的重要問題。在設(shè)計層面，需要考慮對市場規(guī)模發(fā)展的適應(yīng)性，對區(qū)塊鏈的技術(shù)改進和監(jiān)管等；在應(yīng)用層面，也要探索如何通過綠電溯源推動我國綠證的國際化，如何與碳排放交易相融合等問題。

4.1 適應(yīng)綠電規(guī)模擴大

目前國內(nèi)外主流的綠電溯源模式1 主要基于綠電和綠證交易信息來開展，我國當(dāng)前的綠電和綠證交易市場規(guī)模還在不斷擴大，溯源機制的設(shè)計容量及性能需要做好提前規(guī)劃以擬合未來的交易市場規(guī)模。隨著國家雙碳目標(biāo)的臨近，參與綠證交易的用戶數(shù)將迎來快速增長，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠電交易及溯源應(yīng)充分考慮未來用戶群體數(shù)量，預(yù)測未來綠電交易高峰，搭建起與不斷增長的市場規(guī)模相匹配的區(qū)塊鏈系統(tǒng)維護中心以應(yīng)對突發(fā)情況。

4.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與監(jiān)管

我國現(xiàn)行的綠電交易和溯源平臺架構(gòu)基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建，應(yīng)在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、安全性的前提下加快交易確認(rèn)速度，對于不同的共識機制優(yōu)缺點有明確的認(rèn)知，以具體交易市場的參數(shù)為指標(biāo)評估各個技術(shù)環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化能源追溯機制，根據(jù)需求選擇最優(yōu)方案。區(qū)塊鏈的法律監(jiān)管也有待完善，能源關(guān)系國計民生，綠電交易需嚴(yán)格監(jiān)管，然而目前針對區(qū)塊鏈技術(shù)的監(jiān)管體系仍待進一步構(gòu)建，并且，區(qū)塊鏈還存在智能合約的責(zé)任主體缺失問題［15］。智能合約簽訂主體往往是虛擬的賬戶而不是自然的人，所以有一系列倫理問題，比如合同授權(quán)、違約責(zé)任方的追責(zé)等。未來區(qū)塊鏈在綠電交易中的應(yīng)用需要引入數(shù)字身份認(rèn)證服務(wù)，另外也需要政策的保障和監(jiān)管，保證區(qū)塊鏈主體的合法性和合理性。

4.3 推動綠證國際化

在國際貿(mào)易方面，準(zhǔn)確的綠電溯源有助于推動國內(nèi)綠證獲得國際認(rèn)證，消解國際碳稅貿(mào)易壁壘，幫助出口企業(yè)降低成本，增強產(chǎn)品競爭力。2019 年，歐盟率先提出引入碳邊境調(diào)節(jié)機制（CBAM）。CBAM 是歐盟針對碳排放密集型進口產(chǎn)品征收的特定碳關(guān)稅，是歐盟借助“氣候外衣”而構(gòu)筑的綠色貿(mào)易壁壘，勢必將影響我國出口產(chǎn)品的競爭力。我國的綠證未來要走向國際化，提高國際認(rèn)可度和接受度至關(guān)重要［16］。目前國內(nèi)綠證的唯一性、有效性還很難獲得國際社會認(rèn)可，同時由于國內(nèi)綠證主要為補貼項目綠證，平均成交價格較高，導(dǎo)致缺乏國際競爭力，不利于國內(nèi)與國際市場間的綠色數(shù)據(jù)認(rèn)證［17］。因此未來發(fā)展中，基于區(qū)塊鏈技術(shù)提供的透明可靠的綠電溯源結(jié)果，有關(guān)部門應(yīng)盡快加強認(rèn)證監(jiān)督及國際互認(rèn)機制的建設(shè)，推動國內(nèi)綠證的國際化認(rèn)證。同時還要繼續(xù)發(fā)展國內(nèi)非補貼項目綠證，推動國內(nèi)平價綠證交易，從價格上提升國內(nèi)綠證的競爭優(yōu)勢。

4.4 與碳排放交易融合

每兆瓦時綠電對應(yīng)的二氧化碳減排量基本是確定的，用戶持有的綠證所記載的綠電屬性信息可以精確衡量二氧化碳的減排量，與碳排放交易體系可以形成天然的銜接［18］。綠電溯源關(guān)注的是綠電消納的確權(quán)問題，碳排放市場聚焦于溫室氣體排放的計量問題。在碳排放市場中，可交易的碳排放權(quán)主要有2 個品種，一個是碳排放配額（CEAR），另一個是國家核證自愿減排量（CCER）。在碳減排量的對應(yīng)層面，雖然綠證上也注明了二氧化碳和其他溫室氣體的減排量，但目前這一減排量并不像CCER 一樣具有抵消企業(yè)碳減排總量的作用，也無法進入碳交易市場。在我國碳排放權(quán)交易機制的設(shè)計中，建議基于精確的綠電溯源結(jié)果明確綠證背后所代表的碳減排權(quán)益歸屬，推動綠證參與碳排放交易。

5 結(jié)論

本文聚焦于我國近些年開始逐步開展的綠電溯源，基于綠色電力自身的不同屬性，揭示了綠電溯源的2 種典型運行模式，并深入剖析了2 類綠電溯源模式的區(qū)別和關(guān)聯(lián)。由于本質(zhì)上是針對綠電的不同屬性進行追溯，2 類綠電溯源模式的結(jié)果并不相容，各自適用于不同的市場發(fā)展階段。依托于綠電和綠證交易市場，針對綠電環(huán)境屬性認(rèn)定核算的模式1 成為當(dāng)前國內(nèi)外主流的綠電溯源方式。在市場尚未建立的初期階段，針對綠電消納物理溯源的模式2 可以作為過渡，溯源結(jié)果也可以為可再生能源消納責(zé)任配額的考核等提供量化依據(jù)。

最新的國內(nèi)外綠電交易平臺和綠電溯源技術(shù)框架主要基于區(qū)塊鏈技術(shù)來搭建，充分利用區(qū)塊鏈多方共識、不可篡改、智能合約自動執(zhí)行、全程可追溯的特點，依據(jù)記錄的綠電交易申報、合同、執(zhí)行、結(jié)算、綠證劃轉(zhuǎn)等信息，可以實現(xiàn)模式1 中對綠電環(huán)境屬性的認(rèn)定核算。基于該技術(shù)框架，在模式2 對應(yīng)的市場發(fā)展階段，也可以引入實時電力潮流數(shù)據(jù)的計算和存儲，開展綠電消納的物理溯源。

總體來說，我國的綠電溯源及綠電和綠證交易市場尚處在初期階段，還有若干關(guān)鍵問題需深入研究。本文針對綠電溯源設(shè)計和應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題也進行了分析展望，提出了對應(yīng)的發(fā)展建議。