北极星智能电网在线讯:党的二十大报告指出，“要积极稳妥推进碳达峰碳中和”“逐步转向碳排放总量和强度‘双控’制度”。我国碳排放主要来源于能源活动和工业生产过程，其中能源活动占到总碳排放的88%，而电力行业碳排放占能源活动碳排放的41%，做好电力碳排放统计核算工作至关重要。近日，国家发展改革委等部门印发《完善碳排放统计核算体系工作方案》，提出“建立基于电力大数据的碳排放核算机制，完善‘电-碳’分析模型”。
电力碳排放因子（以下简称“电碳因子”）反映了电力系统中用户单位耗电的含碳量，是开展电力碳排放核算的重要参数，也是核算产品生命周期电力间接碳排放的基本依据，其覆盖范围和随时间变化的特性对核算产品碳足迹的准确性至关重要。随着清洁能源发电比例的提升，电力系统发电结构不断变化，碳排放随之动态变化，需要我们进行更高时空分辨率的电碳因子计算研究。分区分时，构建电碳因子发布体系
当前，国际上较为主流的电力碳排放核算标准《温室气体排放核算体系范围二指南》（GHG Protocol Scope 2 Guidance）正在进行新一轮修订工作，探讨纳入高时空分辨率的电力碳排放核算标准规范，并指导国际绿色贸易规则的实施。国际方面，欧盟、美国等能源主管机构正大力推动高时空分辨率的电碳因子计算和发布机制，一些国家和地区的官方能源机构已陆续发布小时级乃至分钟级分区分时因子。
我国资源禀赋特点导致各区域的碳排放差异较大。清洁能源资源主要分布在西北部，而电力负荷需求集中在以火电为主的东部沿海地区。为解决能源生产消费不均衡的问题，我国积极推动特高压建设，开展跨区、跨省电力输送。伴随着跨区跨省电力转移，电力消费所对应承担的碳排放责任也在实时变化，仅计算发电端电力碳排放无法真实反映各类主体的碳排放责任。按照区域电网、省级电网设置平衡区，有利于支持地方政府发布低碳政策，落实降碳责任到相应主体，并符合当前的电网调度方式。
2024年4月，生态环境部、国家统计局发布了2021年我国电力二氧化碳排放因子，分为全国、区域、省级电网三个范围，计算时段为一年。随着清洁能源发电比例不断提高，发电结构的时变性特点越发显著，政府、企业对于电碳因子的计算需求已经从简单的大面积、年度平均值方法，变化为分地区、分时段的更加精细的计算方法。
当前仍以年为时间尺度发布电碳因子，无法准确反映电力碳排放的实时变化，也无法反映清洁能源低碳价值，不能为用户侧低碳场景建设提供引导，也难以为低碳政策的制定实施提供参考。
结合系统和市场规则，完善电碳因子计算方法
计算分区分时电碳因子需要提升空间和时间分辨率，即提高空间分辨率、缩短时间尺度。
我国电网采用分层分级调度方式，电力市场采用“统一市场，两级运作”运行模式。电力合约是发用电双方通过协商达成的具有法律效力的协议，适合用来明确用电碳排放责任，因此，计算高时空分辨率的电碳因子需要紧密结合电力系统运行方式、电力市场运行规则。具体计算可以分为两个环节。
计算发电侧实时电力碳排放时，由于电力碳排放的源头为发电机组的能源消耗，因此分时因子计算需要实现在更高频度上对区域发电机组碳排放进行量化。目前，发电机组实时碳排放监测计算主要可以采用连续监测法或物料平衡法，若两者都不具备条件则可通过数学模型法建立机组负荷与碳排放之间的模型关系，实现对机组碳排放的监测和量化。
结合转移电力碳排放及本地发电侧电力碳排放，可计算得到分区分时因子。在此过程中，除了本地发电机组碳排放外，还需要考虑跨省跨区输送电力带来的转移碳排放。这就要结合省间现货市场和省间中长期市场、省内现货市场的衔接机制，完成各类电量属性的溯源追踪。此外，还需要考虑辅助服务市场和应急调度对因子的影响，明确参与辅助服务市场机组和应急调度电量碳排放的分摊，以及传输线路的网损碳排放分摊问题。
国网大数据中心研究团队依托电力大数据优势，积极研究分区分时因子计算与预测方法，通过计算区域内发电侧产生的直接碳排放量，将发电侧碳排放按照区域间电力交换情况分摊至各用电区域，得到分区分时因子，从而指导市场主体将碳排放因素作为参数指标引入电力市场报价策略，引导低碳需求响应，推动电碳协同应用，促进清洁能源消纳，保障电网安全运行。推动场景应用，助力新型电力系统建设
结合电力市场开展分区分时因子的计算与预测，形成发布机制和数据库，建立核算标准体系并与国际标准实现互认，能够有效支撑碳核算体系建设，推动低碳场景应用，促进清洁能源消纳和电力保供，实现全社会降碳，助力新型电力系统建设。具体而言，形成分区分时因子发布体系有以下几方面的意义。
一是为低碳政策规划实施提供参考。当前，我国落实低碳政策的责任主体仅能分解到区域层面，无法进一步落实到用户主体。通过计算并发布分区分时因子，能够反映我国各地区在不同时间尺度下的电力碳排放水平，为国家及各级地方政府制定碳排放约束性目标提供参考，将降碳目标落实到各类用户主体，切实推动全社会降碳工作。
二是为新型电力系统建设和清洁能源消纳提供支撑。新型电力系统建设重点需要实现安全—经济—低碳的协调平衡，随着全国统一电力市场的建设，推动清洁能源跨区跨省消纳越来越重要。通过发布分区分时因子，可以将碳排放因素纳入电力市场报价策略，以市场竞争的方式逐步淘汰低效火电机组，激励低碳需求用户绿色电力消费。
三是为低碳电力需求响应提供引导。抽水蓄能、新型储能和新能源车等新兴业务具备良好的低碳属性和削峰填谷响应能力，可以有效促进白天光伏大发时段的电力消纳，缓解晚间火电顶峰压力。通过发布分区分时因子，可指导企业、居民等电力用户根据自身低碳需求调整用电行为，在低碳时段增加电力使用，高碳时段减少电力使用，实现清洁能源消纳与电力保供的协调平衡。
（作者系国家电网有限公司大数据中心主任、党委书记）
