电网碳排放因子计算的九个“奇技淫巧”
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财经
2024-04-15 09:33
美国
最近生态环境部和国家统计局发布了2021年全国、区域和省级电力平均二氧化碳排放因子，并提出后续将及时更新和定期发布电力二氧化碳排放因子。借此机会分享最近发表的一篇的关于企业范围二电力排放的计算的文章：Schäfer, M., Cerdas, F., & Herrmann, C. (2024). Towards Standardized Grid Emission Factors: Methodological Insights and Best Practices. Energy & Environmental Science.一个用电企业计算用电产生的排放，最重要的就是需要电力二氧化碳排放因子。电力二氧化碳排放因子有两种计算方式，第一个是基于位置/物理，看实际上用什么电，因此关键的是电网的平均排放因子，今天文献主要关注这种方式；第二个是基于市场的方法，这种方法应用在用电企业从特定发电厂买电的情况，其中当然也有很多计算的“奇技淫巧”。电网平均排放因子的计算非常无聊繁复。文章作者详细总结了九个常见的电网排放因子计算中的“奇技淫巧”：1. 温室气体排放范围：只有二氧化碳排放，还是考虑其他温室气体；如果考虑其他温室气体，用全球变暖潜势GWP100还是GWP20。2. 核算系统边界：只考虑电力的运行排放，还是考虑电力生命周期的碳足迹，这次生态环境部也提出正在组织开展电力碳足迹因子研究，成熟后将进一步发布电力碳足迹因子。3. 如何核算热电联产：分配热电联产的总排放进入热和电可以用很多办法，如基于经济成本分配、基于㶲、基于能量等等。在热电联产较多的区域，核算热电联产的方式一变，电力排放因子变化也会很大。4. 是否包括自备电厂：如果存在自备电厂（煤电、气电、可再生），这些电力不进入电网，计算电网碳排放的时候是否考虑这部分电厂。5. 是否包括电厂厂用电率：计算排放因子的时候是总排放除以总发电量，这个发电量要不要包括电厂的自用电。中国目前大型煤电厂厂用电率在4%，这个因素对电网因子大小因此也有影响。6. 如何核算电网间交易：从消费侧核算电网因子时，一般需要考虑电网的直接交易（也有些MRIO的方法同时考虑间接交易）。当然也可以不考虑交易情况，直接按本地物理排放因子计算。在考虑电网交易的过程中，按年度整体计算和按小时、分钟尺度计算也会有差异。
7. 是否考虑储能损失：抽水储能、电池等等在未来应用会持续增加，这部分的电力损失是否考虑。
8. 是否考虑传输、配电损失。目前电网综合线损率在5%左右，这部分计算不计算也会对电网因子有影响。
9. 按年尺度计算、小时尺度计算还是分钟尺度。这一点目前国内以年为主。但试想同样用电1万度，一个企业主要在白天，并一个主要在夜晚，如果当地光伏电很多，那么其电网排放相差很大，但是在年尺度的计算无法体现。
本次公布的计算说明中，针对上述九点，部分明确了采用的是哪种方法，其他几点则还没有明确。这次发布因子可防止企业利用上述技巧减排。作者进一步考察哪些因素对电网的排放因子的计算影响最大，蓝色是之前的关于德国电网研究的文献，橘色是作者自行的计算。可以看到不同方法下，电网排放因子完全可以相差几倍，并且同时有理有据。
作者提出的排放计算电网排放因子最佳实践方法：采用GWP100、全生命周期、基于㶲分配热点联产、不考虑自备电厂、考虑厂用电率、考虑储能损耗、考虑输配损耗、考虑电力交易、采用高频度电网数据。当然，这样最佳实践所需要的数据即使在电力数据建立比较早的国家和地区也不一定都能拿到。
