电力是现代社会使用的最重要的二次能源。随着国家3060目标的提出,发电活动是中国碳排放最大的部门,对电力排放的核算和管控是国家双碳行动的重要一环,同时,作为消费端的各行各业的企业也需要计算清楚由自身用电产生的间接排放。本文梳理了常见的几种排放因子的适用情景,以供参考。
- 区域电网平均排放因子
该数据用于计算企业的电力隐含二氧化碳排放。
企业的外购电力排放首先推荐采用电力来源/供应商的具体排放因子,但由于发电厂一般不直接给用户供电,而是将电力输送到地区电网,大多数情况下,终端用户使用的是电网上这种同质化的电力,很难追溯到具体来源。这时,一般采用区域电网平均排放因子。
国内电网分为华北、东北、华东、华中、西北、南方六个区域电网,这六个区域一般情况下尽量满足区域内电力生产和消费自给自足,有电力盈余或缺口时,再在区域之间调度电力,因此这六个区域的电网可以说是相对独立的电网。
表格来源:生态环境部
区域电网排放因子的计算方法为区域电网本地所有发电厂化石燃料碳排放与净调入电量、净出口电量隐含的碳排放之和除以区域电网总供电量。目前我国区域电网排放因子更新到2012年,由国家气候战略中心发布。
表格来源:国家气候战略中心
区域电网排放因子主要在企业和地区两个层面使用。企业层面有两种用途,一是我国核算指南规定法人边界应当采用国家主管部门最近年份公布的区域电网排放因子计算净购入电力隐含的碳排放;二是在2013-2015年八大行业碳排放核查中,补充数据表边界曾采用区域电网排放因子计算电力间接排放(自2016年开始,更改为采用全国电网排放因子计算)
地区层面,区域电网排放因子主要被用于在早些年的温室气体清单编制工作中核算电力调入调出的排放量。2011年发布的《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐采用2005年区域电网平均供电排放因子计算电力调入调出排放,但由于该排放因子过于滞后,2010-2012年区域电网排放因子便在实践中成为了一种替代选择。
2.省级电网平均排放因子
该数据主要用于支撑各级政府“十二五”和“十三五”时期碳强度下降目标考核,在使用上存在争议。
省级电网平均二氧化碳排放因子是按照省级行政区域边界将全国电网进行划分,计算思路与区域电网排放因子大致相同。目前公开发布的省级电网排放因子有2010、2012和2016三个年度。目前,针对省级电网平均排放因子的使用存在争议,一部分人认为电网覆盖范围越小,相应地电网因子越接近单位电力实际间接排放;另一部分人认为省级电网在建设和电力调度时没有考虑自给自足,没有明确的电网边界,所以省级电网不能算真正意义上的独立电网,其排放因子不能真实反映在该省用一度电的排放。
据了解,生态环境部在其制定的达峰指南中核算电力间接排放时,并未采用任何电网排放因子,而是根据各省调入煤电、气电电量和国家推荐的煤电、气电二氧化碳排放因子计算。2021年8月,碳排放统计核算工作组(国家发改委、国家统计局是牵头部门)正式成立,负责组织协调全国及各地区、各行业碳排放统计核算等工作。据悉,碳排放统计核算工作组在研究制定各省电力净调入(调出)碳排放核算方法时也采用了与生态环境部相同的思路。
从上述政策动向来看,各省电力调入调出的间接排放可能将不再采用省级电网排放因子,转而采用更加直接的化石能源电量省间调入调出数据。总体核算框架基本确定,但仍有部分细节有待完善和明确,比如电网公司与统计年鉴公布的数据存在差异。这一方法的准确度也在较大程度上取决于各省电量调入调出数据是否按照符合实际情况的口径统计并被正确采用。
3. 全国电网平均排放因子
该数据主要用于计算参与全国碳市场交易的企业的排放。
该数据来源于温室气体排放补充数据表,是全国企业统一采用的平均排放因子,为的是参与全国碳市场进行碳交易的企业能够在一个公平的情景下进行交易,以避免不用区域的企业由于排放因子不同而造成不公平的情况。
2021年12月,生态环境部办公厅发布的《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施(2021年修订版)》首次对全国电网平均排放因子进行了更新,由0.6101tCO2/MWh (2015年度值)调整为最新的0.5839tCO2/MWh, 下降约4.3%。这代表着我国风光等可再生电力的飞速发展以及火电机组单位供电标准煤耗持续下降。
此次更新的全国电网平均排放因子仅适用于全国碳排放权交易市场的发电行业重点排放单位(含自备电厂)使用燃煤、燃油、燃气等化石燃料及掺烧化石燃料的纯凝发电机组和热电联产机组等发电设施的温室气体排放核算。在以往企业碳核算工作中,企业因外购电力产生的间接排放均有外购电量和当地所在的区域电网平均排放因子计算得出。但由于全国碳交易市场建立并逐步统一后,各地的重点排放单位如继续沿用当地区域因子,可能会在一定程度上影响到公平性。因此,全国碳市场中的企业被允许使用全国电网平均排放因子计算外购电力产生的排放。
4. 区域电网基准线排放因子
该数据仅适用于CDM、CCER、VCS等减排项目使用。
电量边际排放因子(OM)是已建装机排放情况,等于本地电厂的单位电量排放因子与净调入电量的单位电量排放因子以电量为权重的加权平均值。计算OM所用到的发电量、发电燃料消耗量以及发电燃料的低位发热值等数据分别来源于《中国能源统计年鉴》和《公共机构能源消耗统计制度》。厂用电率数据来源于《中国电力年鉴》,电网间电量交换数据来源于《电力工业统计资料汇编》,燃料的CO2排放因子来源于《2006年IPCC国家清单编制指南》
容量边际排放因子(BM)是新建装机排放情况,等于对选定的m个新增机组样本的供电排放因子以电量为权重进行加权平均求得。计算BM需要用到历年各省、自治区、直辖市分技术的新增机组装机容量、发电利用小时数等数据主要来源于《中国电力年鉴》,新增机组的供电煤耗数据来源于《电力工业统计资料汇编》。
目前,减排项目中国区域电网基准线排放因子更新到2019年,针对不同的减排项目,OM和BM以一定的权重相乘结合城CM (Combined margin),减排项目就用这个CM作为排放因子,对于风电和光伏发电项目,考虑到其间歇性和不可调度性,OM和BM的比重取0.75:0.25,对于所有其他类型减排项目,OM和BM的权重取0.5:0.5。从2006年来,OM和BM的数据都成下降趋势,这意味着,假设CCER项目重启,新项目认定的减排量会比暂停之前少一些。
为了便于中国CDM和CCER发电项目确定基准线排放因子,将电网边界统一划分为华北、东北、华东、华中、西北和南方区域电网。上述电网边界的基准线排放因子如下图:
表格来源:生态环境部
5. 电力碳足迹排放因子
该数据主要用于不同发电技术全生命周期碳排放核算。
电力碳足迹排放因子是指采用生命周期评价(LCA)方法核算不同发电技术单位发电量产生的碳排放。与其他排放因子不同的是,其核算范围包含了电厂设备的生产运输、建造、燃料开采运输、废弃物处理等环节,用于计算产品碳足迹。几种常见发电技术的碳足迹排放因子见下图:
图片来源:中创碳投
参考文献:
- 汪军. 碳中和时代:未来40年财富大转移[M]. 北京:电子工业出版社,2021:129-133.
- 马翠梅,李士成,葛全胜. 省级电网温室气体排放因子研究[J]. 资源科学,2014,36(05):1005-1012.
- 中创碳投. 如何正确计算电力间接排放
[…] 区域电网组合边际CO2排放因子需要根据国家发改委公布的区域电网基准线排放因子以及方法学中规定的太阳能发电项目中电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重来计算。(请看往期文章:电网二氧化碳排放因子,该怎么选?) […]