思考 | 电力碳排放核算与监测体系亟待升级
发布者:admin | 来源:中国能源报 | 0评论 | 711查看 | 2021-09-22 18:59:05    

7月16日,全国碳排放权交易市场正式启动,标志着我国碳达峰、碳中和目标落实进入新阶段。目前,首批纳入全国碳排放权交易市场的2000多家企业均为发电企业,电力作为我国碳排放占比最大的单一行业,减排效果对实现碳达峰、碳中和目标至关重要。2020年电力行业碳排放总量约36亿吨,预计未来将达45亿-50亿吨,在碳达峰、碳中和目标下,需要更有效地推进可再生能源对化石能源的替代,降低电力行业碳排放。其中,电网是连接发电侧与用电侧的枢纽,在推动新型电力系统建设和电力行业低碳转型中将发挥越来越重要的作用。


可分别从发电侧、电网侧、用电侧降碳


发电侧碳减排。过去10年,单位火电发电量二氧化碳排放强度约下降至838克/千瓦时,可再生能源装机占比达40%左右,发电行业低碳转型成果显著,但减排潜力仍很大。为此,一是通过化石能源节能减排创新技术开发与应用实现降碳减排;二是通过提升对可再生能源的消纳,推动可再生能源对化石能源的替代。据统计,2020年南方电网通过可再生能源发电增量与节能发电调度产生的环境效益相当于减排二氧化碳约2.2亿吨,未来可通过新型电力系统建设更有效地推进可再生能源对化石能源的替代,进一步挖掘发电侧减排潜力。


电网侧碳减排。电网企业自身碳排放主要来自于两方面:一是广泛应用于断路器、电流互感器等开关设备的六氟化硫,其温室效应相当于二氧化碳的23900倍,现阶段主要通过建设六氟化硫气体回收和净化设施进行回收处理,作为替代的氟酮混合气体也正在部分电气设备中推广;二是电能输送产生的线路损耗,这是电网碳排放的主要来源,也是电网企业自身低碳转型的重点。


目前南方电网线损率为5.59%,2020年通过降低线损率实现二氧化碳减排约1050万吨。此外,电网企业在低碳智慧园区、低碳节能建筑、低碳数据中心等方面的探索和实践,也能促进自身碳减排。


用电侧碳减排。构建清洁低碳、安全高效的能源消费体系,是推动能源系统低碳转型发展的重要内容。我国终端能源消费中化石能源占比高,清洁低碳转型压力大,因此,需高度重视能源的高效利用,充分发挥电力在能源转换利用、传输分配和高效配置中的关键作用,通过“以电代气”“以电代油”等方式大力提升能源消费侧电气化水平和节能降耗水平,促进终端用户消费的可再生能源替代和以电为中心的能源系统转型。


前提是做好电力碳排放核算与监测


由此可见,电力行业低碳转型是一项具有宏观性、全局性的战略工作。要顺利推进能源低碳转型与电力碳减排,前提是扎实做好电力碳排放核算与监测,主要包括以下内容:


选用适合实际情况的电网碳排放因子。电网碳排放因子是指电网覆盖区域单位电量的碳排放水平。显然,区域内的火电比例越高,碳排放因子越大;可再生能源比例越高,碳排放因子越小。


目前我国采用的区域电网因子,是由国家发改委应对气候变化司组织国家应对气候变化战略研究和国际合作中心根据2012年的发电量、发电燃料消费量及发电燃料平均低位发热值等数据加权测算得到的,经过“十三五”期间可再生能源的大幅增长与传统火电企业的降碳改造,该数值与实际情况已有较大差异。如南方电网的非化石能源装机量占比从2017年的50.2%提升到2020年的55.6%,2018-2020年通过西电东送累计减少超过1.6亿吨标煤燃烧,平均每年减少约1.4亿吨二氧化碳排放。如何选用适合实际情况的碳排放因子,以尽可能及时、准确、客观评估电力行业碳排放水平,是亟待解决的问题。


科学评估电网碳减排成效。根据《中国电网企业温室气体排放核算办法与报告指南(试行)》,电网企业碳排放主要在于六氟化硫排放和输电线损。实际上,电网企业的六氟化硫回收和循环利用率不断提升,可进一步挖潜的空间有限;电网线损率已接近甚至达国际领先水平,且随着我国工业化、城镇化进一步发展,全社会用电量将进一步提升,通过技术和管理手段降低线损的难度也越来越大。


同时,电网在消纳可再生能源方面发挥着不可替代的作用,对风电、光伏发电等出力具有随机性、波动性、间歇性的新能源而言,电网需配套建设送出工程、提升智能化水平和运行灵活性及配置储能等灵活性调节资源。在这种情况下,如何在电网碳排放的核算边界中明确由此产生的减排成效,值得进一步探讨。


电网碳减排方法学的适用性。随着全国碳市场启动,与电网企业相关的CCER(核证自愿减排量)方法学再度受到关注。现有的CCER方法学大部分源于《京都议定书》中引入的清洁发展机制,与国内实际情况存在一定差距。以可再生能源并网发电的CCER方法学(CM-001-V02)为例,一方面,该方法学形成的减排碳资产全部归属于可再生能源发电端,没有考虑电网在输电中发挥的作用;另一方面,由于风电、光伏发电的成本大幅降低,可再生能源发电项目将产生一定收益,导致CCER项目的额外性论证存在困难。因此,需选用更科学、适用的方法学,开展电网碳减排核算,以利于电网企业通过全国碳排放权交易市场提升碳资产的管理和运营能力,进而推进电网对可再生能源的消纳。


需充分发挥电网的平台、网络效应


由此可见,电网企业降碳减排将对整个电力行业低碳转型产生显著的综合作用,有必要优化当前电网的碳排放核算体系,充分发挥电网在电力行业低碳转型过程中的平台效应与网络效应,以提高可再生能源消纳、推动绿色生产生活方式作为电力行业实现碳达峰、碳中和的路径与抓手。具体应从以下三个方面入手:


构建适用于电力碳排放的核算标准与方法学。新的核算标准与方法学应聚焦三个方面:一是充分体现电网对发电侧可再生能源消纳的贡献,以及对用电侧电能替代的引导效果,合理划分电力碳资产的核算边界;二是基于可再生能源装机容量的实际情况,重新测算区域电网碳排放因子,并逐步精确到省、市,以便为各地方政府制定更加科学的碳减排规划提供依据;三是改良CCER方法学中的额外性认定,减少项目可行性与额外性的论证矛盾,使CCER项目更符合电网实际。


发挥电网大数据优势,构建电力碳监测与追踪平台。电力碳排放核算是一项系统工程,基础在于准确掌握电力系统实时的碳排放数据,因此需通过大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术赋能电网,对风、光、水、火、气等不同能源发电、输电、用电全环节的碳排放数据精准进行监测与追踪,以实现对电力系统碳排放趋势的预测、碳达峰路径的评估。目前,南网电网已启动该项工作,将在电力碳足迹的数字化平台建设方面率先突破。


探索建立碳排放权交易市场、可再生能源绿证交易市场、电力交易市场的联动机制。从欧美国家节能减排发展历程来看,可再生能源配额与碳配额、绿证市场与碳市场应形成相辅相成的联动机制。目前国内可再生能源绿证交易市场尚未完全形成,电网对可再生能源的超额消纳不能直接核算为电网企业的碳资产,可再生能源配额与碳配额可能会对发电企业形成重复约束。未来应着力探索上述市场的联动机制,使发电企业、电网企业的碳资产核算更合理、碳配额与CCER的交易价格更准确,并通过多个市场的联动促进可再生能源并网消纳,进而推动整个电力行业低碳转型。


注:本文作者马溪原系南方电网数字电网研究院绿色能源团队负责人;陈彬系南方电网公司数字化部大数据管理处负责人;盘和林系中南财经政法大学数字经济研究院执行院长、教授;黄彦璐系南方电网数字电网研究院绿色能源团队研究员。

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