黨的二十大報(bào)告指出，“要積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”“逐步轉(zhuǎn)向碳排放總量和強(qiáng)度‘雙控’制度”。我國(guó)碳排放主要來(lái)源于能源活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其中能源活動(dòng)占到總碳排放的88%，而電力行業(yè)碳排放占能源活動(dòng)碳排放的41%，做好電力碳排放統(tǒng)計(jì)核算工作至關(guān)重要。近日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門印發(fā)《完善碳排放統(tǒng)計(jì)核算體系工作方案》，提出“建立基于電力大數(shù)據(jù)的碳排放核算機(jī)制，完善‘電-碳’分析模型”。

 

  電力碳排放因子（以下簡(jiǎn)稱“電碳因子”）反映了電力系統(tǒng)中用戶單位耗電的含碳量，是開展電力碳排放核算的重要參數(shù)，也是核算產(chǎn)品生命周期電力間接碳排放的基本依據(jù)，其覆蓋范圍和隨時(shí)間變化的特性對(duì)核算產(chǎn)品碳足跡的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。隨著清潔能源發(fā)電比例的提升，電力系統(tǒng)發(fā)電結(jié)構(gòu)不斷變化，碳排放隨之動(dòng)態(tài)變化，需要我們進(jìn)行更高時(shí)空分辨率的電碳因子計(jì)算研究。

 

分區(qū)分時(shí)，構(gòu)建電碳因子發(fā)布體系

 

  當(dāng)前，國(guó)際上較為主流的電力碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)《溫室氣體排放核算體系范圍二指南》（GHG Protocol Scope 2 Guidance）正在進(jìn)行新一輪修訂工作，探討納入高時(shí)空分辨率的電力碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并指導(dǎo)國(guó)際綠色貿(mào)易規(guī)則的實(shí)施。國(guó)際方面，歐盟、美國(guó)等能源主管機(jī)構(gòu)正大力推動(dòng)高時(shí)空分辨率的電碳因子計(jì)算和發(fā)布機(jī)制，一些國(guó)家和地區(qū)的官方能源機(jī)構(gòu)已陸續(xù)發(fā)布小時(shí)級(jí)乃至分鐘級(jí)分區(qū)分時(shí)因子。

 

  我國(guó)資源稟賦特點(diǎn)導(dǎo)致各區(qū)域的碳排放差異較大。清潔能源資源主要分布在西北部，而電力負(fù)荷需求集中在以火電為主的東部沿海地區(qū)。為解決能源生產(chǎn)消費(fèi)不均衡的問(wèn)題，我國(guó)積極推動(dòng)特高壓建設(shè)，開展跨區(qū)、跨省電力輸送。伴隨著跨區(qū)跨省電力轉(zhuǎn)移，電力消費(fèi)所對(duì)應(yīng)承擔(dān)的碳排放責(zé)任也在實(shí)時(shí)變化，僅計(jì)算發(fā)電端電力碳排放無(wú)法真實(shí)反映各類主體的碳排放責(zé)任。按照區(qū)域電網(wǎng)、省級(jí)電網(wǎng)設(shè)置平衡區(qū)，有利于支持地方政府發(fā)布低碳政策，落實(shí)降碳責(zé)任到相應(yīng)主體，并符合當(dāng)前的電網(wǎng)調(diào)度方式。

 

  2024年4月，生態(tài)環(huán)境部、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布了2021年我國(guó)電力二氧化碳排放因子，分為全國(guó)、區(qū)域、省級(jí)電網(wǎng)三個(gè)范圍，計(jì)算時(shí)段為一年。隨著清潔能源發(fā)電比例不斷提高，發(fā)電結(jié)構(gòu)的時(shí)變性特點(diǎn)越發(fā)顯著，政府、企業(yè)對(duì)于電碳因子的計(jì)算需求已經(jīng)從簡(jiǎn)單的大面積、年度平均值方法，變化為分地區(qū)、分時(shí)段的更加精細(xì)的計(jì)算方法。

 

  當(dāng)前仍以年為時(shí)間尺度發(fā)布電碳因子，無(wú)法準(zhǔn)確反映電力碳排放的實(shí)時(shí)變化，也無(wú)法反映清潔能源低碳價(jià)值，不能為用戶側(cè)低碳場(chǎng)景建設(shè)提供引導(dǎo)，也難以為低碳政策的制定實(shí)施提供參考。

 

結(jié)合系統(tǒng)和市場(chǎng)規(guī)則，完善電碳因子計(jì)算方法

 

  計(jì)算分區(qū)分時(shí)電碳因子需要提升空間和時(shí)間分辨率，即提高空間分辨率、縮短時(shí)間尺度。

 

  我國(guó)電網(wǎng)采用分層分級(jí)調(diào)度方式，電力市場(chǎng)采用“統(tǒng)一市場(chǎng)，兩級(jí)運(yùn)作”運(yùn)行模式。電力合約是發(fā)用電雙方通過(guò)協(xié)商達(dá)成的具有法律效力的協(xié)議，適合用來(lái)明確用電碳排放責(zé)任，因此，計(jì)算高時(shí)空分辨率的電碳因子需要緊密結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行方式、電力市場(chǎng)運(yùn)行規(guī)則。具體計(jì)算可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)。

 

  計(jì)算發(fā)電側(cè)實(shí)時(shí)電力碳排放時(shí)，由于電力碳排放的源頭為發(fā)電機(jī)組的能源消耗，因此分時(shí)因子計(jì)算需要實(shí)現(xiàn)在更高頻度上對(duì)區(qū)域發(fā)電機(jī)組碳排放進(jìn)行量化。目前，發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)碳排放監(jiān)測(cè)計(jì)算主要可以采用連續(xù)監(jiān)測(cè)法或物料平衡法，若兩者都不具備條件則可通過(guò)數(shù)學(xué)模型法建立機(jī)組負(fù)荷與碳排放之間的模型關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組碳排放的監(jiān)測(cè)和量化。

 

  結(jié)合轉(zhuǎn)移電力碳排放及本地發(fā)電側(cè)電力碳排放，可計(jì)算得到分區(qū)分時(shí)因子。在此過(guò)程中，除了本地發(fā)電機(jī)組碳排放外，還需要考慮跨省跨區(qū)輸送電力帶來(lái)的轉(zhuǎn)移碳排放。這就要結(jié)合省間現(xiàn)貨市場(chǎng)和省間中長(zhǎng)期市場(chǎng)、省內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)的銜接機(jī)制，完成各類電量屬性的溯源追蹤。此外，還需要考慮輔助服務(wù)市場(chǎng)和應(yīng)急調(diào)度對(duì)因子的影響，明確參與輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)組和應(yīng)急調(diào)度電量碳排放的分?jǐn)?，以及傳輸線路的網(wǎng)損碳排放分?jǐn)倖?wèn)題。

 

  國(guó)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心研究團(tuán)隊(duì)依托電力大數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，積極研究分區(qū)分時(shí)因子計(jì)算與預(yù)測(cè)方法，通過(guò)計(jì)算區(qū)域內(nèi)發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的直接碳排放量，將發(fā)電側(cè)碳排放按照區(qū)域間電力交換情況分?jǐn)傊粮饔秒妳^(qū)域，得到分區(qū)分時(shí)因子，從而指導(dǎo)市場(chǎng)主體將碳排放因素作為參數(shù)指標(biāo)引入電力市場(chǎng)報(bào)價(jià)策略，引導(dǎo)低碳需求響應(yīng)，推動(dòng)電碳協(xié)同應(yīng)用，促進(jìn)清潔能源消納，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。

 

推動(dòng)場(chǎng)景應(yīng)用，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)

 

  結(jié)合電力市場(chǎng)開展分區(qū)分時(shí)因子的計(jì)算與預(yù)測(cè)，形成發(fā)布機(jī)制和數(shù)據(jù)庫(kù)，建立核算標(biāo)準(zhǔn)體系并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)互認(rèn)，能夠有效支撐碳核算體系建設(shè)，推動(dòng)低碳場(chǎng)景應(yīng)用，促進(jìn)清潔能源消納和電力保供，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)降碳，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。具體而言，形成分區(qū)分時(shí)因子發(fā)布體系有以下幾方面的意義。

 

  一是為低碳政策規(guī)劃實(shí)施提供參考。當(dāng)前，我國(guó)落實(shí)低碳政策的責(zé)任主體僅能分解到區(qū)域?qū)用?，無(wú)法進(jìn)一步落實(shí)到用戶主體。通過(guò)計(jì)算并發(fā)布分區(qū)分時(shí)因子，能夠反映我國(guó)各地區(qū)在不同時(shí)間尺度下的電力碳排放水平，為國(guó)家及各級(jí)地方政府制定碳排放約束性目標(biāo)提供參考，將降碳目標(biāo)落實(shí)到各類用戶主體，切實(shí)推動(dòng)全社會(huì)降碳工作。

 

  二是為新型電力系統(tǒng)建設(shè)和清潔能源消納提供支撐。新型電力系統(tǒng)建設(shè)重點(diǎn)需要實(shí)現(xiàn)安全—經(jīng)濟(jì)—低碳的協(xié)調(diào)平衡，隨著全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的建設(shè)，推動(dòng)清潔能源跨區(qū)跨省消納越來(lái)越重要。通過(guò)發(fā)布分區(qū)分時(shí)因子，可以將碳排放因素納入電力市場(chǎng)報(bào)價(jià)策略，以市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的方式逐步淘汰低效火電機(jī)組，激勵(lì)低碳需求用戶綠色電力消費(fèi)。

 

  三是為低碳電力需求響應(yīng)提供引導(dǎo)。抽水蓄能、新型儲(chǔ)能和新能源車等新興業(yè)務(wù)具備良好的低碳屬性和削峰填谷響應(yīng)能力，可以有效促進(jìn)白天光伏大發(fā)時(shí)段的電力消納，緩解晚間火電頂峰壓力。通過(guò)發(fā)布分區(qū)分時(shí)因子，可指導(dǎo)企業(yè)、居民等電力用戶根據(jù)自身低碳需求調(diào)整用電行為，在低碳時(shí)段增加電力使用，高碳時(shí)段減少電力使用，實(shí)現(xiàn)清潔能源消納與電力保供的協(xié)調(diào)平衡。

 

  【作者系國(guó)家電網(wǎng)有限公司大數(shù)據(jù)中心主任、黨委書記】