實現(xiàn)碳中和的根本在于減少碳排放，要為碳減排提供相應(yīng)的政策支撐，重要依據(jù)之一就是碳排放的統(tǒng)計核算。2021年9月，國家碳排放統(tǒng)計核算工作組成立，負責組織協(xié)調(diào)全國及各地區(qū)、各行業(yè)碳排放統(tǒng)計核算等工作，顯示了我國對碳排放數(shù)據(jù)核算及數(shù)據(jù)質(zhì)量的高度重視。

對電力行業(yè)而言，用電側(cè)碳排放因子是連接電力消費與碳排放量的關(guān)鍵橋梁，其計算方式是否合理、取值是否準確，對于能否精準評估各地區(qū)、各行業(yè)、各企業(yè)的碳排放量，制定合理可行的碳達峰、碳中和實施路徑都具有重要意義。

用電側(cè)碳排放因子現(xiàn)狀及存在問題

01

國內(nèi)現(xiàn)有用電側(cè)碳排放因子

目前，國內(nèi)主要有兩大類用電側(cè)碳排放因子。第一類排放因子用于計算每消費1千瓦時電產(chǎn)生的碳排放，被稱為電網(wǎng)用電排放因子或耗電排放因子，通過電網(wǎng)轄內(nèi)所有電廠的總碳排放與總發(fā)電量相除得到，主要有區(qū)域電網(wǎng)平均碳排放因子和省級電網(wǎng)平均碳排放因子兩種，目前最新的數(shù)據(jù)為國家氣候中心在2012年公布。第二類排放因子用于計算新能源電力設(shè)施每發(fā)1千瓦時電對應(yīng)減少的碳排放，主要用于核算CDM、CCER項目實際產(chǎn)生的減排量，目前采用的是生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對氣候變化司于2019年發(fā)布的區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子。本文主要針對第一類排放因子進行討論。

02

現(xiàn)有用電側(cè)碳排放因子的應(yīng)用領(lǐng)域

作為經(jīng)濟活動最重要的二次能源，用電側(cè)碳排放因子在眾多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，主要歸納為以下三個方面：

用于編制溫室氣體清單

2010年，國家發(fā)改委氣候司發(fā)布的《省級溫室氣體清單編制指南》采用了2005年區(qū)域電網(wǎng)平均碳排放因子作為核算電力調(diào)度產(chǎn)生的碳排放。此外，部分省市也在積極推進溫室氣體清單編制工作，例如廣東省生態(tài)環(huán)境廳于2020年6月發(fā)布的《廣東省市縣(區(qū))級溫室氣體清單編制指南》采用了廣東全省以及各地級市2015—2018年的電網(wǎng)平均碳排放因子。這些編制指南有助于地方政府制定更加科學合理的碳減排戰(zhàn)略規(guī)劃。

用于制定企業(yè)溫室氣體排放核算方法

從2013年開始，國家發(fā)改委先后出臺了二十四個行業(yè)的企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南，除了直接相關(guān)的發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)，鋼鐵、化工、電解鋁等重點高排放行業(yè)也涉及用電產(chǎn)生的二氧化碳排放，幫助控排企業(yè)核算自身的碳排放量，以應(yīng)對碳配額履約、參與碳市場交易。

用于制定產(chǎn)品碳足跡核算方法

碳足跡是指產(chǎn)品在其全生命周期中產(chǎn)生的碳排放，而用電產(chǎn)生的碳排放是其重要組成部分。近年來，國內(nèi)在產(chǎn)品碳足跡核算通則的制定方面正逐漸豐富完善，例如中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會在2018、2019年先后發(fā)布了電視機、微型計算機等多種電器電子產(chǎn)品的碳足跡評價通則，北京市在2021年6月發(fā)布了《電子信息產(chǎn)品碳足跡核算指南》等。碳足跡核算方法的不斷完善為產(chǎn)品的碳標簽認證，以及未來應(yīng)對歐美國家的碳關(guān)稅都具有重要意義。

03

現(xiàn)有用電側(cè)碳排放因子存在的問題

盡管目前用電側(cè)碳排放因子在許多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但仍存在三個方面的問題，影響了它的實際使用效果：

數(shù)據(jù)過于陳舊

電網(wǎng)平均碳排放因子在2012年之后便未更新，現(xiàn)已不具有時效性。這既不利于各省市制定碳達峰、碳中和規(guī)劃方案，也不利于控排企業(yè)進行履約和交易。

沒有反映時空特性

電網(wǎng)平均碳排放因子無法區(qū)分不同行業(yè)、企業(yè)的用電特征，例如季節(jié)特性、分時特性、區(qū)域聚集特性等，這些區(qū)別將對各行業(yè)企業(yè)的碳排放計量產(chǎn)生顯著影響。

無法促進多市場協(xié)調(diào)發(fā)展

電網(wǎng)平均碳排放因子的取值相對固定，無法影響企業(yè)的用電行為和在電力市場、碳市場上的交易行為，難以有效促進電碳聯(lián)動，也難以促進碳市場與電力市場(包括綠電市場)的有機結(jié)合與協(xié)調(diào)發(fā)展。

基于電力流的用電側(cè)碳排放因子體系架構(gòu)

隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)目標的提出，未來風電、光伏占比將會大幅提高。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)中電源出力的間歇性、隨機性都將顯著增加。不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同天氣、不同時段的電源發(fā)電結(jié)構(gòu)均存在較大差異，繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的電網(wǎng)平均碳排放因子顯然已無法滿足精準計量用電側(cè)碳排放的需求，因此有必要建立新的用電側(cè)碳排放因子體系。

由于電網(wǎng)企業(yè)具有海量的發(fā)用兩側(cè)分時段電量數(shù)據(jù)，也有較為全面的發(fā)電企業(yè)能耗數(shù)據(jù)，可充分利用這些數(shù)據(jù)，給出準確的具有時空特性的用電側(cè)碳排放因子。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，可構(gòu)建以下基于電力流的電網(wǎng)碳排放因子體系：

01

地域級用電碳排放因子

地域級用電碳排放因子主要用于在宏觀層面評估所在地區(qū)統(tǒng)計周期內(nèi)總體用電碳排放情況。其具體的應(yīng)用場景和計算原則如下：

一是計算各省區(qū)內(nèi)溫室氣體排放清單中電力調(diào)入調(diào)出的二氧化碳間接排放量，充分考慮統(tǒng)計周期內(nèi)所在省區(qū)各類型發(fā)電機組上網(wǎng)電量比例計算度電碳排放量，為當?shù)卣堤紲p排提供參考依據(jù)。

二是預估各省區(qū)碳達峰方案中電力調(diào)入調(diào)出的二氧化碳間接排放量，充分結(jié)合所在省區(qū)電源電網(wǎng)規(guī)劃情況，根據(jù)規(guī)劃年份中各類型發(fā)電機組預估上網(wǎng)電量比例計算度電碳排放量，為各省區(qū)碳達峰方案提供準確的數(shù)據(jù)支撐。企業(yè)(行業(yè))用電碳排放因子

企業(yè)(行業(yè))用電碳排放因子用于在微觀層面精準計量與調(diào)控企業(yè)碳排量和行業(yè)碳配額基準排放量確定。其具體應(yīng)用場景和計算原則如下：

一是計算企業(yè)用電產(chǎn)生的間接碳排放量，充分考慮不同企業(yè)所在位置、負荷特性等因素，實現(xiàn)對企業(yè)用電負荷電力流的追蹤，從而準確掌握各企業(yè)的真實碳排放水平，引導企業(yè)在清潔資源豐富地區(qū)和新能源大發(fā)時段用電，提升購買和使用清潔能源的意愿，促進清潔能源消納。

二是確定各行業(yè)碳配額基準中用電產(chǎn)生的間接碳排放量，以不同行業(yè)控排企業(yè)按上述原則計算出的用電碳排放因子平均水平為參考，計算各行業(yè)度電碳排放量，從而制定更符合各行業(yè)實際用電行為的碳排放配額。

基于電力流的企業(yè)用電排放因子計算思路

上述基于時空分布的電碳排放因子體系，關(guān)鍵是計算企業(yè)用電碳排放因子，難點是如何追蹤企業(yè)用電來源。由于電力從發(fā)電側(cè)上網(wǎng)后是同質(zhì)的，無法直接通過物理手段區(qū)分用戶的用電來源，因此首要問題是要解決企業(yè)用電負荷電力流的追蹤。本文提供兩種基于電力流的用電負荷認定與追蹤的思路，一是基于“電力潮流”追蹤，二是基于“電力交易流”追蹤。

基于“電力潮流”追蹤的電碳排放因子計算

潮流追蹤是輸電費用分攤的常用方法，也可用來作為電力碳排放追蹤。其核心原則是比例分享原則，即出線支路的功率由各進線支路按功率比例提供，進線支路的功率也由各出線支路按功率比例分配。清華大學康重慶教授團隊曾基于潮流追蹤提出碳排放流的概念。

通過潮流追蹤，可得出各企業(yè)所消耗的電力來源，再根據(jù)各時段發(fā)電、用電數(shù)據(jù)和各支路功率分布，即可計算出各節(jié)點消耗單位電量對應(yīng)的碳排放量，也即該時段處于該節(jié)點位置企業(yè)的用電碳排放因子。

該方法可有效反映不同時間、不同節(jié)點的電力碳排放情況，且計算過程較為清晰，通用性好。但此方法中企業(yè)僅能通過改變用電行為(如用電節(jié)點和用電時段)來控制自身的電力碳排放量，難以與電力市場(包括綠電市場)形成有效銜接，企業(yè)無法通過市場化交易的手段降低電力碳排放。

基于“電力交易流”的電碳排放因子計算

在電力市場中，不同用電主體與發(fā)電主體之間通過各類型交易形成的交易合同，也存在其用電量在結(jié)算層面的認定問題，需要約定好用電側(cè)各類合同電量、偏差電量的結(jié)算方式，實現(xiàn)電量在結(jié)算層面的解耦。因此根據(jù)各企業(yè)各時段用電量在市場結(jié)算中的劃分，也可確定虛擬的“電力交易流”，從而實現(xiàn)其對應(yīng)的發(fā)電來源追蹤。

具體而言，通過雙邊協(xié)商交易(包含綠電交易)形成的合同電量可直接根據(jù)交易對手的發(fā)電類型確定該合同的度電碳排放量，若購買了綠電，則其對應(yīng)的碳排放量可記為零；通過集中交易形成的合同電量可根據(jù)所有參與該集中交易且出清的發(fā)電主體加權(quán)形成度電碳排放量，偏差電量可采用全市場加權(quán)或其他合理方式計算度電碳排放量。在形成電費結(jié)算清單的同時，也同步出具各企業(yè)用電碳排放因子。

該方法可有效促進碳市場與電力市場的聯(lián)動，引導用電側(cè)在市場中積極尋找低碳甚至零碳電源，促進用電側(cè)通過參與綠電交易來減少自身碳排放，體現(xiàn)清潔能源的環(huán)境價值。同時對新能源、低碳電源形成正向激勵，促進清潔能源發(fā)展。但是，目前全國不同地區(qū)電力市場化進程差異較大，交易規(guī)則也不盡相同，即便是開展電力市場交易的地區(qū)，也存在如何區(qū)分市場與非市場用戶用電來源、厘清售電公司與零售用戶用電歸屬等問題，需對不同市場模式、不同市場規(guī)則下的企業(yè)給出差異化的用電碳排放因子計算方法。

結(jié)論

當前階段，用電側(cè)排放因子存在更新不及時、無法反映時空特性、無法促進多市場聯(lián)動等問題。電網(wǎng)企業(yè)具有海量豐富的發(fā)用電企業(yè)的電力數(shù)據(jù)和發(fā)電企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)，可充分挖掘電力數(shù)據(jù)的作用，通過構(gòu)建基于電力流的用電側(cè)碳排放因子體系，協(xié)同綠電市場與碳市場，實現(xiàn)各地區(qū)用電碳排放實際情況的精準計量，為地方政府更加合理地制定碳達峰方案、對重點控排企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)進行更準確的計算與核查提供有效支撐，充分發(fā)揮新型電力系統(tǒng)在全社會降碳減排過程中“電—碳平臺”的作用，助力國家碳達峰、碳中和目標的順利達成。

代姚 別佩 陳政

(作者代姚為南方電網(wǎng)公司創(chuàng)新部高級經(jīng)理，別佩為廣東電力交易中心專責；陳政為南網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與政策研究所所長)