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的政策支撐，重要依據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)據核算及數(shù)據質量的高度重視。

對電力行業(yè)而言，用電側碳排放因子是連接電力消費與碳排放量的關鍵橋梁，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。

用電側碳排放因子現(xiàn)狀及存在問題

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國內現(xiàn)有用電側碳排放因子

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

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現(xiàn)有用電側碳排放因子的應用領域

作為經濟活動最重要的二次能源，用電側碳排放因子在眾多領域具有廣泛應用，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)域電網平均碳排放因子作為核算電力調度產生的碳排放。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，除了直接相關的發(fā)電企業(yè)和電網企業(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，以應對碳配額履約、參與碳市場交易。

用于制定產品碳足跡核算方法

碳足跡是指產品在其全生命周期中產生的碳排放，而用電產生的碳排放是其重要組成部分。近年來，國內在產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《電子信息產品碳足跡核算指南》等。碳足跡核算方法的不斷完善為產品的碳標簽認證，以及未來應對歐美國家的碳關稅都具有重要意義。

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現(xiàn)有用電側碳排放因子存在的問題

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

數(shù)據過于陳舊

電網平均碳排放因子在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)的碳排放計量產生顯著影響。

無法促進多市場協(xié)調發(fā)展

電網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)的有機結合與協(xié)調發(fā)展。

基于電力流的用電側碳排放因子體系架構

隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設目標的提出，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)電結構均存在較大差異，繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的電網平均碳排放因子顯然已無法滿足精準計量用電側碳排放的需求，因此有必要建立新的用電側碳排放因子體系。

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

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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)計周期內總體用電碳排放情況。其具體的應用場景和計算原則如下：

一是計算各省區(qū)內溫室氣體排放清單中電力調入調出的二氧化碳間接排放量，充分考慮統(tǒng)計周期內所在省區(qū)各類型發(fā)電機組上網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。

二是預估各省區(qū)碳達峰方案中電力調入調出的二氧化碳間接排放量，充分結合所在省區(qū)電源電網規(guī)劃情況，根據規(guī)劃年份中各類型發(fā)電機組預估上網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。其具體應用場景和計算原則如下：

一是計算企業(yè)用電產生的間接碳排放量，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)電側上網后是同質的，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，再根據各時段發(fā)電、用電數(shù)據和各支路功率分布，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算層面的認定問題，需要約定好用電側各類合同電量、偏差電量的結算方式，實現(xiàn)電量在結算層面的解耦。因此根據各企業(yè)各時段用電量在市場結算中的劃分，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所有參與該集中交易且出清的發(fā)電主體加權形成度電碳排放量，偏差電量可采用全市場加權或其他合理方式計算度電碳排放量。在形成電費結算清單的同時，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，引導用電側在市場中積極尋找低碳甚至零碳電源，促進用電側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。

結論

當前階段，用電側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。電網企業(yè)具有海量豐富的發(fā)用電企業(yè)的電力數(shù)據和發(fā)電企業(yè)的能耗數(shù)據，可充分挖掘電力數(shù)據的作用，通過構建基于電力流的用電側碳排放因子體系，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公司創(chuàng)新部高級經理，別佩為廣東電力交易中心專責；陳政為南網能源研究院能源戰(zhàn)略與政策研究所所長)