實(shí)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(jì)核算。2021年9月，國(guó)家碳排放統(tǒng)計(jì)核算工作組成立，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)全國(guó)及各地區(qū)、各行業(yè)碳排放統(tǒng)計(jì)核算等工作，顯示了我國(guó)對(duì)碳排放數(shù)據(jù)核算及數(shù)據(jù)質(zhì)量的高度重視。

對(duì)電力行業(yè)而言，用電側(cè)碳排放因子是連接電力消費(fèi)與碳排放量的關(guān)鍵橋梁，其計(jì)算方式是否合理、取值是否準(zhǔn)確，對(duì)于能否精準(zhǔn)評(píng)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(dá)峰、碳中和實(shí)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(wèn)題

01

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有用電側(cè)碳排放因子

目前，國(guó)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(jì)算每消費(fèi)1千瓦時(shí)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(guò)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(jí)電網(wǎng)平均碳排放因子兩種，目前最新的數(shù)據(jù)為國(guó)家氣候中心在2012年公布。第二類排放因子用于計(jì)算新能源電力設(shè)施每發(fā)1千瓦時(shí)電對(duì)應(yīng)減少的碳排放，主要用于核算CDM、CCER項(xiàng)目實(shí)際產(chǎn)生的減排量，目前采用的是生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對(duì)氣候變化司于2019年發(fā)布的區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子。本文主要針對(duì)第一類排放因子進(jìn)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(jì)活動(dòng)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?dú)w納為以下三個(gè)方面：

用于編制溫室氣體清單

2010年，國(guó)家發(fā)改委氣候司發(fā)布的《省級(jí)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(jìn)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(jí)溫室氣體清單編制指南》采用了廣東全省以及各地級(jí)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(xué)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(kāi)始，國(guó)家發(fā)改委先后出臺(tái)了二十四個(gè)行業(yè)的企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)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(diǎn)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(duì)碳配額履約、參與碳市場(chǎng)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(lái)，國(guó)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(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)在2018、2019年先后發(fā)布了電視機(jī)、微型計(jì)算機(jī)等多種電器電子產(chǎn)品的碳足跡評(píng)價(jià)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(biāo)簽認(rèn)證，以及未來(lái)應(yīng)對(duì)歐美國(guó)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(wèn)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(gè)方面的問(wèn)題，影響了它的實(shí)際使用效果：

數(shù)據(jù)過(guò)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(shí)效性。這既不利于各省市制定碳達(dá)峰、碳中和規(guī)劃方案，也不利于控排企業(yè)進(jìn)行履約和交易。

沒(méi)有反映時(shí)空特性

電網(wǎng)平均碳排放因子無(wú)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(shí)特性、區(qū)域聚集特性等，這些區(qū)別將對(duì)各行業(yè)企業(yè)的碳排放計(jì)量產(chǎn)生顯著影響。

無(wú)法促進(jìn)多市場(chǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展

電網(wǎng)平均碳排放因子的取值相對(duì)固定，無(wú)法影響企業(yè)的用電行為和在電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)上的交易行為，難以有效促進(jìn)電碳聯(lián)動(dòng)，也難以促進(jìn)碳市場(chǎng)與電力市場(chǎng)(包括綠電市場(chǎng))的有機(jī)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(biāo)的提出，未來(lái)風(fēng)電、光伏占比將會(huì)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(jī)性都將顯著增加。不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同天氣、不同時(shí)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(wú)法滿足精準(zhǔn)計(jì)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(shí)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(zhǔn)確的具有時(shí)空特性的用電側(cè)碳排放因子。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)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(jí)用電碳排放因子

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

一是計(jì)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(jì)周期內(nèi)所在省區(qū)各類型發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電量比例計(jì)算度電碳排放量，為當(dāng)?shù)卣堤紲p排提供參考依據(jù)。

二是預(yù)估各省區(qū)碳達(dá)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(jī)組預(yù)估上網(wǎng)電量比例計(jì)算度電碳排放量，為各省區(qū)碳達(dá)峰方案提供準(zhǔn)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(zhǔn)計(jì)量與調(diào)控企業(yè)碳排量和行業(yè)碳配額基準(zhǔn)排放量確定。其具體應(yīng)用場(chǎng)景和計(jì)算原則如下：

一是計(jì)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(fù)荷特性等因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)用電負(fù)荷電力流的追蹤，從而準(zhǔn)確掌握各企業(yè)的真實(shí)碳排放水平，引導(dǎo)企業(yè)在清潔資源豐富地區(qū)和新能源大發(fā)時(shí)段用電，提升購(gòu)買和使用清潔能源的意愿，促進(jìn)清潔能源消納。

二是確定各行業(yè)碳配額基準(zhǔn)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(jì)算出的用電碳排放因子平均水平為參考，計(jì)算各行業(yè)度電碳排放量，從而制定更符合各行業(yè)實(shí)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(jì)算思路

上述基于時(shí)空分布的電碳排放因子體系，關(guān)鍵是計(jì)算企業(yè)用電碳排放因子，難點(diǎn)是如何追蹤企業(yè)用電來(lái)源。由于電力從發(fā)電側(cè)上網(wǎng)后是同質(zhì)的，無(wú)法直接通過(guò)物理手段區(qū)分用戶的用電來(lái)源，因此首要問(wèn)題是要解決企業(yè)用電負(fù)荷電力流的追蹤。本文提供兩種基于電力流的用電負(fù)荷認(rèn)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(jì)算

潮流追蹤是輸電費(fèi)用分?jǐn)偟某Ｓ梅椒?，也可用?lái)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(jìn)線支路按功率比例提供，進(jìn)線支路的功率也由各出線支路按功率比例分配。清華大學(xué)康重慶教授團(tuán)隊(duì)曾基于潮流追蹤提出碳排放流的概念。

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

該方法可有效反映不同時(shí)間、不同節(jié)點(diǎn)的電力碳排放情況，且計(jì)算過(guò)程較為清晰，通用性好。但此方法中企業(yè)僅能通過(guò)改變用電行為(如用電節(jié)點(diǎn)和用電時(shí)段)來(lái)控制自身的電力碳排放量，難以與電力市場(chǎng)(包括綠電市場(chǎng))形成有效銜接，企業(yè)無(wú)法通過(guò)市場(chǎng)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(jì)算

在電力市場(chǎng)中，不同用電主體與發(fā)電主體之間通過(guò)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(rèn)定問(wèn)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(shí)現(xiàn)電量在結(jié)算層面的解耦。因此根據(jù)各企業(yè)各時(shí)段用電量在市場(chǎng)結(jié)算中的劃分，也可確定虛擬的“電力交易流”，從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)的發(fā)電來(lái)源追蹤。

具體而言，通過(guò)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(duì)手的發(fā)電類型確定該合同的度電碳排放量，若購(gòu)買了綠電，則其對(duì)應(yīng)的碳排放量可記為零；通過(guò)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(chǎng)加權(quán)或其他合理方式計(jì)算度電碳排放量。在形成電費(fèi)結(jié)算清單的同時(shí)，也同步出具各企業(yè)用電碳排放因子。

該方法可有效促進(jìn)碳市場(chǎng)與電力市場(chǎng)的聯(lián)動(dòng)，引導(dǎo)用電側(cè)在市場(chǎng)中積極尋找低碳甚至零碳電源，促進(jìn)用電側(cè)通過(guò)參與綠電交易來(lái)減少自身碳排放，體現(xiàn)清潔能源的環(huán)境價(jià)值。同時(shí)對(duì)新能源、低碳電源形成正向激勵(lì)，促進(jìn)清潔能源發(fā)展。但是，目前全國(guó)不同地區(qū)電力市場(chǎng)化進(jìn)程差異較大，交易規(guī)則也不盡相同，即便是開(kāi)展電力市場(chǎng)交易的地區(qū)，也存在如何區(qū)分市場(chǎng)與非市場(chǎng)用戶用電來(lái)源、厘清售電公司與零售用戶用電歸屬等問(wèn)題，需對(duì)不同市場(chǎng)模式、不同市場(chǎng)規(guī)則下的企業(yè)給出差異化的用電碳排放因子計(jì)算方法。

結(jié)論

當(dāng)前階段，用電側(cè)排放因子存在更新不及時(shí)、無(wú)法反映時(shí)空特性、無(wú)法促進(jìn)多市場(chǎng)聯(lián)動(dòng)等問(wèn)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(guò)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(chǎng)與碳市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)各地區(qū)用電碳排放實(shí)際情況的精準(zhǔn)計(jì)量，為地方政府更加合理地制定碳達(dá)峰方案、對(duì)重點(diǎn)控排企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的計(jì)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(huì)降碳減排過(guò)程中“電—碳平臺(tái)”的作用，助力國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的順利達(dá)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(jí)經(jīng)理，別佩為廣東電力交易中心專責(zé)；陳政為南網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與政策研究所所長(zhǎng))