问题欲管理, 先测量, 企业无论是根据政府要求采取减排行动, 还是自愿进行温室气体管理, 首先都需要核算企业的温室气体排放企业温室气体排放量化最常用的是排放因子估算法, 即用活动水平数据乘以排放因子得出对应的排放量因此, 量化时使用的排放因子是否准确恰当, 极大地影响着温室气体排放的核算质量

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军彭
7 years ago
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1 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析 Getting Every Ton of Emissions Right: An Analysis of Emission Factors for Purchased Electricity in China 宋然平朱晶晶侯萍王洪涛著执行摘要目前, 在计算和使用企业外购电力的温室气体排放因子时广泛存在一系列的误区, 这些误区影响了企业温室气体核算的质量根据本文的计算, 若使用错误的因子, 部分地区企业核算 2010 年外购电力排放量时可出现高估 49.3% 排放的误差核算结果误差导致产生错误的减排标杆和信号, 将由此产生重大的不利影响, 包括误导政府部门对评估现状制定措施和评估效果的分析, 影响减排政策的公平性和公正性, 削弱地方政府发展低碳电力的积极性, 误导企业对生产技术的选择以及弱化来自能源结构较为优化地区的企业的国际竞争力等针对存在的误区, 本文围绕企业核算温室气体排放的外购电力排放因子进行探讨, 提出了应使用电力供应排放因子, 在计算时应考虑涵盖全部电力类型应考虑电网的划分和电网间电力交换应对热电联产的排放在热力和电力之间进行分配等意见在此基础上, 作者列出了具体计算公式, 并根据公开数据计算出一套适用于中国企业的分区域分年限 (2006 年 ~2011 年 ) 外购电力排放因子最后, 本文作者对政府和研究机构计算外购电力排放因子, 以及企业选取外购电力排放因子提出了具体的建议 Disclaimer: WRI working papers contain preliminary research, analysis, findings, and recommendations. They are circulated to stimulate timely discussion and critical feedback and to influence ongoing debate on emerging issues. Most working papers are eventually published in another form and their content may be revised. 引用建议 : 宋然平朱晶晶侯萍等. 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析. 工作论文. 北京 : 世界资源研究所 org/publication/analysis-of-emission-factors-forpurchased-electricity-in-china

2 问题欲管理, 先测量, 企业无论是根据政府要求采取减排行动, 还是自愿进行温室气体管理, 首先都需要核算企业的温室气体排放企业温室气体排放量化最常用的是排放因子估算法, 即用活动水平数据乘以排放因子得出对应的排放量因此, 量化时使用的排放因子是否准确恰当, 极大地影响着温室气体排放的核算质量目前, 在计算和使用外购电力排放因子时存在一系列误区, 包括采用清洁发展机制 (CDM) 项目的电量边际排放因子 (OM) 或组合边际排放因子 (CM), 将电网输配损耗的排放量计入终端用电企业的清单, 不考虑电网净受入电力的排放, 或者忽视热电联产情况下电力和热力的排放分配等问题有意见认为, 只要一个国家或区域内的企业统一使用一套外购电力排放因子, 即使排放因子本身有问题, 也无伤大雅但本文作者认为, 使用不恰当的外购电力排放因子, 将导致温室气体测量报告核查的失真, 产生错误的减排标杆和信号, 有重大的不利影响主要影响包括 : 误导政府部门对评估现状制定措施和评估效果的分析不同行业不同企业不同技术和不同产品的直接排放 ( 如燃煤等 ) 和能源间接排放 ( 用电等 ) 1 的比例是不同的例如, 使用高炉炼铁的企业和使用电炉炼铁的企业, 即使规模相当, 用电量也会有较大差距若使用不恰当的外购电力排放因子, 会误导政府对这两种企业温室气体排放量的认识影响减排政策的公平性和公正性如果实施碳排放权交易或征收终端碳税等政策, 并将用电等能源间接排放划入交易或税收边界 2, 不恰当的外购电力排放因子将直接影响这些政策的公平性和公正性不利于低碳电力发展若在评估地区电力低碳发展情况时使用不恰当的排放因子, 其结果无法准确反映各地区可再生能源电力发展的客观情况 3, 不利于调动地方政府的积极性支持低碳电力的发展误导企业对生产技术的选择由于不同企业直接排放和间接排放的比例不同, 使用不恰当的电力排放因子将直接影响企业了解自身排放情况和识别减排重点的准确性, 从而可能误导企业的减排行动不利于能源结构较为优化地区的企业的国际竞争国际客户和采购商对气候变化问题越来越重视, 对供应商生产运营过程的温室气体排放也非常关心对于能源结构较为优化地区的企业, 使用不恰当的排放因子核算得到的温室气体数据有可能高于实际值 4, 使其在竞争中处于不利地位本文围绕企业核算温室气体排放时一类重要的排放因子外购电力排放因子进行探讨, 提供了一套 (2006 年 ~2011 年 ) 适用于中国企业的外购电力排放因子, 并对政府和研究机构计算排放因子以及企业选取排放因子提出了建议本文所述的排放因子以世界资源研究所和世界可持续发展工商理事会开发的温室气体核算体系 : 企业报告与核算标准 ( 简称企业标准 ) 和国际标准化组织开发的 ISO :2006 组织层面温室气体排放及消减的量化及报告指导性规范 ( 简称 ISO ) 的要求作为准则这两个标准对使用恰当的外购电力排放因子都作出了要求, 并且采用一致的核算框架国内研究机构以企业标准和 ISO 为基础开发针对地区或行业的企业温室气体核算和报告方法或核算外购电力所导致的排放时, 均可以参考本文的结论本文不涉及企业购买可再生能源电力证书的排放量核算问题, 有兴趣的读者可以参考世界资源研究所即将出版的相关指南 5 范围的定义与属性要核算外购电力所带来的排放, 首先要澄清企业温室气体核算中范围的概念根据企业标准和 ISO 的定义, 依据企业是否拥有或控制排放源, 温室气体排放可以分为直接排放和间接排放其中, 直接排放被划定为范围一排放, 指由企业直接控制或拥有的排放源所产生的排放间接排放是指由企业活动导致的但发生在其他公司拥有或控制的排放源的排放企业标准将间接排放进一步区分为范围二排放和范围三排放范围二排放是指企业外购的电力蒸汽热力或冷力产生的温室气体排放 ( 在 ISO 中称为能源间接排放 ), 范围三排放则包括其他所有间接排放 (ISO 中称为其他间接排放 ) 企业标准和 ISO 要求企业核算范围一和范围二排放, 因此外购电力排放因子 ( 即范围二电力排放因子 ) 是企业进行温室气体核算时必不可缺的数据由于范围是根据排放源的控制权或所有权而划分的, 因此某个能源生产企业的范围一排放就会是另外一个企业的范围二或者范围三排放例如, 发电产生的排放, 对电厂来讲是范围一排放, 但对使用该电厂电力的用户来说则是范围二排放根据企业标准, 电网企业在输配电过程中的电力损失, 被看作是电网企业使用的外购电量, 归入电网企业的范围二进行核算图 1 的案例展示了电力生产企业电网企业和用电企业之间的排放核算关系在图 1 例子中, 发电企业 A 在范围一报告电力生产的直接排放 80 吨,A 出售给电网企业 B 的 100MWh 电力已经扣除了 A 的厂自用电 B 购入 100MWh 电力, 在输配过程中损耗 5MWh 电力, 则这部分损耗对应的 4 吨排放计入 B 的范围二, 余下的 95MWh 电力出售给最终用户 C, 对应的 76 吨排放计入 C 的范围二中 2

3 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析图 1 电力生产传输和使用的范围一和范围二排放核算范围一排放 ( 直接排放 )=80 吨范围二 ( 能源间接排放 )=4 吨 5MWH 范围二 ( 能源间接排放 )=76 吨 95MWH 100Mwh 95Mwh 发电企业 A 电网企业 B 用电企业 C = 80 /100mwh = 0.8 /100mwh = 80 /100mwh = 0.8 /100mwh 由上述定义可以推导出, 所有发电企业的范围一排放, 等于所有电网和用电企业范围二排放的总和对于一个企业而言, 同一排放不会在该企业的不同范围内重复出现, 即若某部分排放被核算为企业的范围一, 则不会在本企业的范围二或三中再包含这部分排放对于范围一和范围二, 同一排放在同一个范围内, 只会出现在一家企业里而不会重复出现在不同企业中例如发电的直接排放, 只会出现在某发电企业的范围一中, 而不会重复出现在其他企业的范围一中同理, 使用外购电力带来的范围二排放, 只会出现在使用该电力的企业的范围二中, 而不会重复出现在其他企业的范围二中值得注意的是, 同一排放可以重复出现在多家企业的范围三中范围三排放不是企业标准和 ISO 中要求的核算内容, 本文只关注范围二电力排放因子, 在此不赘述范围三排放因子, 有关内容可以参考温室气体核算体系 : 企业价值链 ( 范围三 ) 核算与报告标准外购电力排放因子的计算范畴在厘清了范围的概念之后, 为了做到正确计算外购电力排放因子, 还需要在以下几个方面进一步澄清外购电力排放因子的具体计算范畴电力供应排放因子与电力消耗排放因子电网输配电时会产生电力损耗, 而使用不同类型的电力排放因子会导致输配电损耗的范围二排放由输配电企业承担或由用电企业承担企业标准附录 A 核算外购电力的间接排放中列举了两种电力排放因子, 分别为电力供应排放因子和电力消耗排放因子电力供应排放因子等于电力生产的直接温室气体排放量除以供电量供电量指电厂发电量扣除厂用电量后向电网输送的净供电量 6 电力消耗排放因子等于生产电力的直接温室气体排放量除以终端用户消耗的电量两者的关系可以用下式表示 : 电力消耗排放因子电力消费量 = 电力供应排放因子电力供应量 = 电力供应排放因子 ( 电力消费量 + 输配损耗量 ) 根据企业标准第四章中对范围二的定义, 电力输配损耗应由拥有或控制电力输配业务的企业核算范围二排放使用电力供应排放因子, 可以比较简便地将电力消费和输配损耗的范围二排放分开因此企业标准附录 A 核算外购电力的间接排放中指出, 应选用电力供应排放因子作为外购电力排放因子进行企业的范围二排放核算热电联产的排放分配对于热电联产设施, 一部分排放归因于热力生产而非电力生产, 因此应在电力和热力产品之间进行排放分配, 然后将这两部分排放量分别用于计算电力排放因子和热力排放因子排放在供热和供电间的分配可以反映出热电联产设施 ( 电厂层面或机组层面 ) 比单一发电电厂能源总体转换效率高能源产品 ( 供热或发电 ) 排放因子低的特点, 同时也避免下游用户重复计算范围二排放例如, 美国环保署的 egrid 数据库中记录的

4 发电排放是已经减去供热排放仅针对电力的排放数据 7 国内外对热电联产总能耗所采用的分配方法包括热量法实际焓降发作功能力法等 8, 相关机构可以统一使用符合实际情况的方法, 依据能耗分配的结果分配排放量某些地区的热电厂在全部发电厂中的比例很低, 可能将热电联产的排放全部归于发电或者供热, 以简化数据处理过程, 但这样会不同程度地增加排放因子与真实情况的偏差涵盖的电力类型根据 ISO 中 b 的要求, 企业使用的排放因子对于其购买的电力类型 ( 排放源 ) 应是恰当的如果企业从电网购电, 无法识别购买的电力具体来自何种类型的发电设施, 则电网内所有类型的电力都应考虑在内目前, 国内很多企业核算范围二电力排放时采用国家发展和改革委员会 ( 以下简称国家发改委 ) 定期公布中国区域电网基准线排放因子 ( 以下简称基准线排放因子 ) 中的电量边际排放因子 (OM) 容量边际排放因子(BM) 或组合边际排放因子 (CM) 本文作者认为这是不恰当的 OM 指现存电厂群的边际排放因子,BM 指未来可能兴建的电厂群的边际排放因子, 而 CM 则代表电网基准情景 (Baseline Scenario) 的边际排放因子, 由 OM 和 BM 的加权平均得来 9 基准情景指在不考虑气候减缓行动的情况下, 未来最可能发生的假设性排放情况 10 由于企业温室气体核算的对象是历史上已经发生的客观排放, 所以代表未来可能兴建电厂群排放的 BM 和代表电网未来假设性排放的 CM 都不能恰当地反映企业核算中范围二外购电力的排放情况就概念而言,OM 反映的是现存边际 ( 即在项目增加用电需求时最后开始供电, 在项目减少用电需求时最先停止供电 ) 的电厂的排放情况 11 由于 OM 的计算比较复杂, 而通常认为燃料成本较高的电厂如火电厂较易受到 CDM 项目的影响 12, 因此基准线排放因子根据电力系统排放因子计算工具 ( 版 ) 中步骤 3(a) 简单 OM 方法中选项 B 计算出来的 OM 只计算了火力发电量, 将水电风电太阳能和核电等低成本或必须运行的电厂 / 发电机组的供应的电量排除在外 13 如果使用 OM 作为外购电力排放因子, 即认为企业所用的电力全部来自于火电等非低成本或非必须运行的电厂 / 发电机组, 这样扭曲了企业外购电力温室气体排放的客观事实, 尤其是当企业所在地区水电风电核电的发电量比例相对较高时, 使用 OM 因子更容易高估企业的范围二排放量, 因此是不恰当的根据 ISO 中 e 的要求, 排放因子与温室气体清单的预定用途应该是一致的基准线排放因子是为了准确方便地开发 CDM 项目而计算得来的, 一些数据取值的合理性源专栏 1 ISO 中对温室气体排放或移除因子的要求如使用活动水平数据量化温室气体排放或移除, 核算单位选择或编制的排放因子和移除因子应符合 : a) 由受认可的来源推导而来 b) 对于考虑的温室气体源和汇是恰当的 c) 在量化时是最新更新的 d) 将量化的不确定性考虑在内, 计算方式能产生准确和复制的结果 ; 和 e) 与温室气体清单的预定用途一致的核算单位应解释其选择或编制的排放因子的恰当性, 包括确定其来源和与温室气体清单预定用途的恰当性如果核算单位之前使用的排放因子或移除因子发生变化, 核算单位作出解释, 并在适当情况下重算基准年的温室气体清单来源 : 翻译自 ISO :2006 英文版于项目层面核算的 CDM 方法学要求, 预定用途并非企业组织层面的核算比如, 除了只考虑火电发电量外, 简单 OM 因子使用 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南中化石能源的 CO2 排放因子 95% 置信区间最低值 14 取置信区间最低值的作法可能系统地导致相关计算结果偏低作为估算基准情景的参数, 较低的计算结果使 CDM 项目减排量估算趋于保守 ( 即较小的减排量 ), 符合 CDM 的保守性原则但在企业层面进行核算时, 取排放因子最低值趋于低估企业带来的影响, 不符合企业温室气体核算中的准确性原则 15 因此从这个角度看, 使用 OM 计算企业排放也不符合 ISO 的要求美国企业核算外购电力排放时通常使用美国环保署发布的 egrid 数据库 16 ; 英国企业则通常使用英国环境食品和农业事务部以及能源和气候变化部共同发布的英国电力排放因子 17 这些因子都将太阳能风能核能地热和火电一起等纳入计算, 再次印证了外购电力排放因子应包括火电水电风电核电以及其他可再生能源电力的结论电网的划分和电量交换根据企业标准第六章的指南, 范围二排放主要由供应商特定的本地电网或其他主体发布的排放因子计算而来在大多数情况下, 如果特定来源或者特定设施的排放因子可得, 一般优于宽泛或通用的排放因子 18 结合 ISO 中 b 的要求, 可以理解成若企业采购的电力有明确的供应商, 企业清单 4

5 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析编制中使用的外购电力排放因子应为该供应商的电力供应排放因子, 即电力排放因子越有针对性, 计算得到的排放量越能准确反映企业的范围二排放影响例如某些油田或工业园区的的用电全部来自于区域内非本企业的电厂, 这些用电企业或设施计算范围二排放时应使用该电厂的供电排放因子若企业从电网公司采购电力, 无法追溯这部分电力具体来自哪个发电厂, 这种情况下使用的电力排放因子应反映电网所供电力的整体排放情况若不同电网间存在电量交换, 交换电量显著且各电网的电力生产排放情况显著不同, 那么计算电网的电力排放因子时应考虑交换电量对排放因子的影响此时, 需要清晰地界定一个电网的区域界线以及确定电网间的电量交换电网的区域界线划分涉及在国家跨省区域省地县哪个层面上计算电力排放因子上述层面的选择需要分析数据可得性排放因子用途 ( 用于全国省级还是市级的温室气体报告或排放交易 ) 数据管理和更新的可持续性等因素根据 ISO 中 b 和企业标准第六章的指南, 理论上可以在任何层面上划分电网区域例如, 可以根据一个城市的能源平衡表和温室气体清单数据计算出该市电厂的排放, 加上受入电量的对应排放量, 然后除以该市的总供电量, 计算出本市的企业外购电力排放因子然而在实际操作中, 不同用电企业各自使用电网区域划分不一致的电力排放因子容易产生混淆, 也不利于客观一致地统计用电企业的范围二排放因此, 如表 1 所示, 一些国家的管理部门一般会提出推荐性或强制性使用的电网划分范围和相应的排放因子, 如美国环保署推荐企业使用 egrid 数据库中 26 个次区域对应的排放因子 19 此外, 受到数据和执行层面的限制时, 在电网间交换电量不大的情况下, 也存在核算上忽略电网间电量交换的例子 ( 参见表 1) 在中国, 电网实行统一调度分级管理, 电网主要由国家 23 电网和南方电网组成, 分别由国家电网公司和南方电网公司运营然后根据电网公司的组织结构, 国家电网可以划分为东北华北西北华中华东五大分部, 在五大分部下可进一步划分各省市的电网 ( 例如北京市电力公司经营管理的北京电网 ) 从 24 电网公司组织结构的角度, 除了少数情况外, 各级电网公司的经营区域和行政区域有着确定和清晰的对应关系基准线排放因子按行政区域地界, 将全国电网划分为西北东北华北华中华东南方等六大区域电网, 同时考虑了区域电网间的电量交换本文作者认为这样的划分是恰当的首先, 除少数情况之外, 区域电网的划分与国家电网公司和南方电网公司的企业结构相对应与国家层面排放因子 ( 即全国一个排放因子 ) 或电网公司层面排放因子 ( 即国家电网公司和南方电网公司两个排放因子 ) 相比, 区域电网层面的排放因子更贴近用电企业范围二排放的实际情况其次, 据本文作者计算,2006 至 2011 年各区域电网的电力自给率 25 最低为 93%, 说明各区域电网之间具有相对独立性, 适合分开进行计算最后, 区域电网使用行政区域作为边界划分, 与能源年鉴和电力工业统计资料汇编等数据源的统计口径一致, 可以提供较好的数据计算基础 26 表 1 部分国家计算企业外购电力排放因子的电网区域划分国家和排放因子开发机构排放因子的区域划分是否考虑电网间电量交换及原因美国环保署 egrid 数据库将美国的电力市场划分为 26 个次区域 (subregion), 每个次区域是基于电力公司或电网公司的管理和运营区域来划分的, 因此次区域的边界并不严格和行政区域边界对应 20 排放因子未考虑不同次区域间电力调配 egrid 未考虑次区域间电量交换的主要原因是数据不足, 但次区域的划分已经最小化了区域间电量交换的问题 21 英国环境食品和农业事务部 / 英国能源及气候变化部全国电网 2010 年之前不考虑从国外调入的电量, 从 2011 年起考虑从法国净输入的电力澳大利亚能源与气候变化部按州或领土或主要电网划分, 一共 7 个区域考虑了电网间电量交换和相应的排放

6 图年区域电网的净电力交换方向示意图西北电网华中电网南方电网东北电网华北电网华东电网除了电量交换的流向和数量, 电力的性质也是一个重要因素例如华中电网向华东电网和华北电网输送三峡地下电站的电力, 而从华北和西北受入的电力主要是火电理论上, 应追溯电网间送出受入的电力的性质, 以客观地将排放归因于具体的电力消耗由于数据的局限性, 本文未对交换电量的性质进行细分, 只考虑净电量交换和电网平均排放情况图 2 为 2011 年各区域电网净电力交换示意图西北电网和东北电网为净送出电网, 因此先计算这两个电网的电力排放因子, 然后计算华北电网自身的排放以及从西北电网东北电网受入的电力对应的排放, 把这两部分排放加和后除以华北电网的总供电量, 得到华北电网的电力排放因子其他区域电网的计算以此类推, 具体计算公式参见第四章内容计算公式应用结果及数据质量说明根据上文结论, 企业外购电力的排放核算应使用电力供应排放因子, 即不应将电力传输过程中的线损电量排除在外企业外购电力排放因子的计算应 (1) 涵盖各种电力类型, 即考虑火电水电风电核电在内的电力供应数据 ;(2) 考虑电网的划分和电网间的电力交换这需要综合计算两个电网之间一年的电力交换, 受入电量大于送出电量的电网为此组电网中的净受入电网, 然后据此总结出目标年份的区域电网间电力净流向图 ( 参考图 2) 先计算无净受入电量的区域电网, 然后依次计算有净受入电量的区域电网的排放因子 ;(3) 对热电联产的排放在热力和电力之间进行分配, 即选用的能耗数据应反映热力和电力产品的能耗分配计算结果的准确性依赖于使用合理的公式, 并选用合适的电网边界计算顺序和数据源外购电力排放因子计算公式电力系统排放量和电网排放因子的计算公式如下文所示公式一电网经营区域内电力系统的直接排放量 Wgrid, GHG, y = i (FCi,y LHVi,y EFGHG,i,y) 100 式中 W grid, GHG, y FC i, y LHV i, y EF GHG, i, y 第 y 年本电网经营区域内的电力系统的温室气体直接排放量, 吨第 y 年本电网发电系统燃料 i 的消耗量, 万吨或亿立方米第 y 年燃料 i 的平均低位发热量, 兆焦 / 吨或兆焦 / 万立方米第 y 年燃料 i 的温室气体排放因子注 : 对于 CO 2, 选用公式二进行计算 ; 对于 CH 4 和 N 2 O, 采用缺省值, 单位为克 CH 4 / 兆焦或克 N 2 O/ 兆焦 GHG i y 温室气体种类, 包括 CO 2 CH 4 和 N 2 O 第 y 年本电力系统消耗的矿物燃料种类取第 y 年一年的数据 100 单位转换系数 6

7 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析公式二燃料的二氧化碳排放因子式中 EFCO2, i, y = Carboni,y ORi,y 公式四存在净受入电力情况下的电网温室气体排放因子 EFgrid, GHG, y = 式中 Wgrid, GHG, y + j (EFgrid, GHG, y, j EGy, j) EGy + j EGy, j EF CO2, i, y 第 y 年燃料 i 的温室气体排放因子, 克 CO 2 / 兆焦 EF grid, GHG, y 第 y 年本电网的温室气体排放因子, 吨 CO 2 / 万千瓦时或吨 CH 4 / 万千瓦时或吨 N 2 O/ 万千瓦时 Carbon i, y 第 y 年燃料 i 的单位热值含碳量, 克碳 / 兆焦 OR i, y 第 y 年燃料 i 的氧化率,% 碳转变到二氧化碳的系数 W grid, GHG, y EF grid, GHG, y, j 第 y 年本电网经营区域内的电力系统的温室气体直接排放量, 吨第 y 年向本电网净送出电力的电网 j 的温室气体排放因子, 吨 CO 2 / 万千瓦时或吨 CH 4 / 万千瓦时或吨 N 2 O/ 万千瓦时注 : 本参数计算方法参照公式三或四 EG y, j 第 y 年电网 j 向本电网净送出的电力, 万千瓦时公式三无净受入电力情况下的电网温室气体排放因子注 : 当电网 j 从本电网净受入电力时,EG y, j 记为 0 j 向本电网净送出电量的其他电网式中 EF grid, GHG, y EFgrid, GHG, y = Wgrid, GHG, y EGy 第 y 年本电网的温室气体排放因子, 吨 CO 2 / 万千瓦时或吨 CH 4 / 万千瓦时或吨 N 2 O/ 万千瓦时 EG y 第 y 年本电网经营区域内所有电力系统的供电量, 万千瓦时外购电力排放因子计算公式的应用及结果根据上文结论, 本文沿用基准线排放因子的区域电网划分, 统一划分为东北华北华东华中西北和南方六大区域电网, 不包括西藏自治区香港特别行政区澳门特别行政区和台湾省 2009 年之前, 海南省为孤立岛屿电网, 因此 2006 年 2007 年和 2008 年海南电网的排放因子单独计算, 自 2009 年开始海南省纳入南方电网, 采用南方电网的排放因子上述电网的地理范围如图 3 所示 27 : 图 3 区域电网覆盖范围西北区域电网华中区域电网南方区域电网东北区域电网华北区域电网华东区域电网海南电网

8 图 4 中国区域电网间电量交换净流量方向示意西北电网华中电网南方电网东北电网华北电网华东电网西北电网华中电网南方电网东北电网华北电网华东电网西北电网华中电网南方电网东北电网华北电网华东电网

9 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析图 4 框中表示计算区域电网排放因子的顺序一般情况下电网间的交换电量净流向较为稳定, 但历年来电量交换的净流向也发生了一些变化针对区域电网之间的电量交换, 参照第三章的结论公式和图 4 的内容, 首先计算不存在净受入电量的西北电网和东北电网的电力供应排放因子, 然后选择只从这两个电网净受入的电网进行计算, 依次计算出其他电网的电力供应排放因子基于 2006 年电力工业统计资料提要和年电力工业统计资料汇编中提供的电网间电量交换数据厂自用电率, 年中国电力年鉴提供的各省发电量厂自用电率, 年中国能源统计年鉴中各省火力发电的燃料消耗量, 省级温室气体清单编制指南( 试行 ) 中的矿物燃料 CO2 排放因子缺省值, 中国能源统计年鉴重点用能单位能源利用状况报告和公共机构能源资源消耗统计制度中矿物燃料默认热值, 以及 IPCC 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南中能源行业矿物燃料 CH4 与 N2O 的排放因子缺省值 28, 计算出可用于企业范围二排放核算的外购电力排放因子计算 CO2 当量使用的是气候变化 2007: 联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告中提出的 100 年全球变暖潜势值表 2 为 2011 年中国各区域电网电力排放因子计算结果, 其他年份的计算结果可以参照本文附录 1 外购电力排放因子数据质量说明图 5 为本文计算得到的企业外购电力排放因子 ( 以下简称本文排放因子 ) 和基准线排放因子中简单 OM 因子的三年加权平均值 ( 以下简称简单 OM 因子 ) 比较的结果由于简单 OM 因子只包括 CO2, 比较中只选取本文排放因子的 CO2 排放数据图 5 数据详见附录 2 计算表本文排放因子在大多数区域电网中比简单 OM 因子要低, 图 5 中的柱状分布显示 2008 年至 2010 年, 西北电网华中电网华东电网和南方电网的排放因子均小于简单 OM 因子主要是因为简单 OM 因子排除了火电以外的其他类型供电量, 而在华东华中南方和西北等地区, 水电核电和风电等低成本或必须运营机组供电量占总供电量比例较大例如 2008 年华中电网的本文排放因子和简单 OM 因子的差别比例达到 59.8%, 除了两套因子运算中使用的单位热值含碳量氧化率等数值有差异的原因外, 主要是由于该年华中电网的水电风电核电供电量占本地电厂供电总量的比例达到了表年中国区域电网企业外购电力排放因子区域电网 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北电网西北电网华中电网华北电网华东电网南方电网图 5 本文排放因子和简单 OM 因子的比较 ( 差别比例,%) 60% 40% 20% 0-20% 59.8% 59.4% 49.3% 49.6% 42.7% 40.3% 22.2% 21.9% 18.2% 5.7% 4.9% 6.6% 1.6% 4.2% -3.8% -2.2% -10.4% -7.3% -8.1% 东北电网西北电网华中电网华北电网华东电网南方电网海南电网 OM OM

10 41% 而在部分电网的某些年份, 如东北电网 ( ) 和华北电网 ( ), 本文的排放因子较高, 主要原因是在东北和华北地区, 水电风电和核电的供电量占该区域电网供电量的比例较低与此同时, 导致计算结果差异的另一个主要因素是燃料参数取值不同本文采用了国家发改委发布的省级温室气体清单编制指南 ( 试行 ) 的燃料碳含量排放因子, 以及中国能源统计年鉴和重点用能单位能源利用状况报告中提供的燃料热值, 而简单 OM 因子使用的则为 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南提供的化石能源的 CO2 排放因子 95% 信度区间最低值此外, 本文排放因子为当年数据, 而简单 OM 因子为简单 OM 的三年加权平均值尽管本文使用了尽可能精确的方法进行排放因子计算, 仍有下列不确定因素本文计算采用的数据来源广泛, 包括来自电力工业统计资料汇编和中国能源统计年鉴的活动水平数据, 来自中国能源统计年鉴省级温室气体清单编制指南 ( 试行 ) 重点用能单位能源利用状况报告 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南和公共机构能源资源消耗统计制度的计算参数等数据来源的数据质量会直接影响本文排放因子的计算结果本文假设中国能源统计年鉴和电力工业统计资料汇编已将热电联产和回收余热余压等发电上网的电量计入火电, 同时假设其对应的燃料消耗已进行分配并计入火力发电的燃料消耗 29 能源统计年鉴中对生产电力投入的其他能源并没有清楚定义, 无法确定其他排放因子, 因此本文未计算由其他能源生产电力导致的排放按热值计算, 估算出从 2006 年至 2011 年, 火力发电中其他能源分别占总发电燃料热值的 0.34%~0.45%, 因此不会对本文得出的计算结果产生显著影响本文假设风电核电和水电的发电过程没有产生任何温室气体直接排放, 这样可能会低估电力生产导致的排放由于电力工业统计资料汇编统计口径的变化, 本文附带的计算表格在计算输入电网的电量时, 不包括其他类型的电力, 这样很可能低估供电总量排除其他类型电力的原因有二 : 一是 2006 年至 2011 年, 其他电力约占全国发电量的 0.004% 至 0.117% 之间, 影响有限 ; 二是其他电力缺乏排放因子和厂用电率数据此外能源统计年鉴中未对生物质燃料作单独统计, 因此目前的计算中并不包括生物质燃烧的温室气体排放 30 本文对火电和水电的厂用电率取 6000kW 及以上机组的平均值, 可能会与实际情况有所偏差部分省市某些年份的火电水电核电的厂用电率不可得, 只能使用最近年份或省市的数据代替各省市的风电厂用电率数据是根据 2008 年龙源集团风电综合厂用电率 4.22% 取值 31 此外, 本文的供电量基于发电量和厂用电率计算而得, 应用综合厂用电率然而由于数据可得性原因, 本文使用中国电力统计年鉴及电力行业统计资料汇编中的厂用电率 ( 生产厂用电率 ) 替代结论和建议本文根据企业标准和 ISO 的要求, 详细解析了企业温室气体核算的外购电力排放因子的概念和计算范畴, 列举公式并计算了中国区域电网企业外购电力排放因子, 适合中国企业核算时使用对于政府机构和参与政府机构决策研究的单位, 本文建议 : 为了增强企业温室气体核算数据的一致性, 政府机构宜尽快制定并发布用于企业层面核算的外购电力排放因子, 并设立定期更新制度排放因子电网区域的划分可参照区域电网的划分方法, 也可以更小的地域范围 ( 省市 ) 或根据电网企业实际地理覆盖边界 ( 如蒙东蒙西 ) 进行划分, 但划分方法应具有一致性无论是计算区域电网排放因子还是更小区域范围的电网排放因子, 都应以供电因子作为企业外购电力因子涵盖所有电力类型考虑电网间的电力交换并对热电联产的排放在热力和电力之间进行分配同时, 应统一热电联产企业分配热力和电力产品排放的方法, 以确保数据的一致性和准确性参照国际经验, 建立电厂层面的温室气体报告机制, 采用自下而上的途径, 综合电厂级报告数据制定外购电力排放因子这样既加强了排放因子的数据质量, 也为电力行业减排提供了更细致的数据基础对于进行企业温室气体核算的企业咨询公司认证服务公司和支持企业温室气体核算的研究单位, 本文建议 : 中国区域电网基准线排放因子中的电量边际排放因子 (OM) 容量边际排放因子(BM) 或组合边际因子 (CM) 不适用于企业层面的温室气体核算在国家或地方政府机构发布用于企业层面的范围二电力排放因子之前, 企业可以根据用电设施的具体地理位置, 使用本文附录 1 中列出的因子为增强企业温室气体核算的一致性, 当国家或地方政府机构发布针对用电设施所在地理区域的适用于企业层面核算的范围二排放因子时, 企业宜使用国家或地方政府发布的排放因子在数据条件允许的前提下, 在国家或地方政府机构发布用于企业层面核算的外购电力排放因子前, 核算企业可以计算或使用对于用电设施更具针对性的覆盖区域比区域电网更小的外购电力排放因子计算排放因子时应将本文第三章中列举的因素都纳入计算范畴根据企业标准和 ISO 中对于企业温室气体核算的透明性原则, 无论企业使用何种因子, 都应给予清楚说明 10

11 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南电网海南省年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南电网海南省

12 2008 年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南电网海南省年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南省

13 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析 2010 年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南省年电网覆盖范围 CO 2 排放因子 t CO 2 /10MWh CH 4 排放因子 g CH 4 /10MWh N 2 O 排放因子 g N 2 O/10MWh CO 2 当量排放因子 t CO 2 e/10mwh 东北区域电网辽宁省吉林省黑龙江省西北区域电网陕西省甘肃省青海省宁夏回族自治区新疆维吾尔自治区华中区域电网河南省湖北省湖南省江西省四川省重庆市华北区域电网北京市天津市河北省山西省山东省内蒙古自治区华东区域电网上海市江苏省浙江省安徽省福建省南方区域电网广东省广西壮族自治区云南省贵州省海南省

14 2 1 直接排放与能源间接排放的定义见第二部分本文使用的中国区域电网企业外购电力排放因子计算表可从以下网址下载 : 2 如北京的碳排放权交易试点将用电间接排放划入交易范围 3 例如, 使用 CDM 的 OM 排放因子将水电核电风电和太阳能等电量排除在外, 导致地方发展可再生能源的成果无法体现 4 详见本文图 5 的比较 5 更多信息, 可参考网址 : 6 企业标准英文原文为 Emissions Factor from Generation( 产电排放因子,EFG) 是对产电量定义的不同理解企业标准第四章的专栏 3 中显示,Generated Electricity ( 产电量 ) = 电网购买并在传输过程中消耗的电量 + 终端消费者使用的电量此外, 第四章图 4 以供电量计算 EFG, 可见企业标准中的 Generated Electricity 产电量实为扣除综合厂用电量后的净产电量, 即国内所指的供电量,EFG 实际为国内概念中的供电量排放因子 7 The Emissions & Generation Resource Integrated Database for 2012 (egrid2012) Technical Support Document. April 参见第 12 页对 Adjusted Emission Estimates 的解释热电间的排放分配使用电力分配系数 (electric allocation factor), 具体说明见第 14 页 8 方常. 热电联产热电分摊方法探讨. 热电技术 2010 年第 3 期 ( 总 107 期 ) 9 CDM Executive Board. Tool to Calculate the Emission Factor for an Electricity System (Version ): 最后访问 2013 年 4 月 1 日 10 World Resources Institute, World Business Council for Sustainable Development. The GHG Protocol for Project Accounting, 2004:P88 11 World Resources Institute, World Business Council for Sustainable Development. The GHG Protocol for Project Accounting, 2004:P13 12 刘德顺. 经批准的可再生能源发电并网项目整合的基准线方法学 (04 修正版 ) 要点分析国家发展和改革委员会应对气候变化司.2012 中国区域电网基准线排放因子. 最后访问 2013 年 4 月 2 日 14 国家发展和改革委员会应对气候变化司.2012 中国区域电网基准线排放因子. 最后访问 2013 年 4 月 2 日 14

15 准确核算每一吨排放 : 企业外购电力温室气体排放因子解析 15 在 ISO 和企业标准中, 都明确将准确性作为企业核算应遵守的原则之一 16 美国 egrid 说明详见链接 : 最后访问 :2013 年 4 月 22 日. 17 Department of Energy & Climate Change, Department of Environment and Rural Affairs Guidelines to Defra/DECC s GHG Conversion Factors for Company Reporting: Methodology Paper for Emission Factors. government/publications/2012-guidelines-to-defra-decc-s-ghg-conversion-factorsfor-company-reporting-methodology-paper-for-emission-factors. 最后访问 : 2013 年 4 月 22 日 18 World Resources Institute, World Business Council for Sustainable Development. GHG Protocol A Corporate Reporting and Accounting Standard P42 19 egrid 数据涵盖锅炉层面电厂层面电力管理区域 (Power Control Area) 等多个层面的排放数据,EPA 推荐使用次区域层面的排放因子用于企业范围二排放核算, 参见 egrid 2012 Version 1.0 Year 2009 GHG Annual Output Emission Rates, 链接 : GHGOutputrates.pdf 20 TranSystems E.H. Pechan. The Emissions & Generation Resource Integrated Database for 2012 (egrid2012) Technical Support Document. April P24 29 工业企业对生产过程中产生的余热进行回收发电, 应基于物理或经济等指标在工业产品和余热发电产品间进行排放的分配 30 计算电力排放因子时, 关于生物质燃烧发电的 CO2 排放在不同的国家有不同的处理方法美国 egrid 数据库和英国 Defra 文件的处理方法是将生物质燃料的 CO2 排放按零计对于垃圾填埋场和废水处理产生的甲烷回收发电的情况,eGRID 认为这些甲烷即使不用于发电也会被收集后点火处理, 或者认为生物分解过程即使不产生甲烷也会产生其他温室气体, 因此将这部分可再生甲烷发电的排放记为零 ; 英国 Defra 将来自生物气 ( 原文为 biogas, 例如来自污水处理的气体 ) 和生物燃料的直接 CO2 排放设置为零鉴于目前中国能源年鉴中未对生物质燃料数据作单独记录 ( 包括在其他能源这一项中 ), 因此本文将这部分 CO2 排放按零核算具体信息参见 (egrid 2012) Technical Support Document 以及链接 : Filter.aspx?year=27 31 在 2010 年和 2011 年的电力工业统计资料汇编中无省级的风电厂用电率数据, 只有风电厂用电率数据, 此外也有一些风电厂无此厂级数据同一省市的该数据范围可能较大, 例如,2010 年内蒙古的风电厂用电率为 0.6% 至 6.6% 因此本文作者采用龙源集团 2009 年报告的用电率 4.22% 代替 2009 年该集团风机装机约占全国的四分之一, 是较具代表性的数据龙源集团风电装机容量突破 3000MW. 华北电力技术,2009,8: Art Diem. Guidance on the Use of egrid Output Emission Rates, Presentation on 18th International Emission Inventory Conference Session 5: National Greenhouse and Energy Reporting System Measurement: Technical Guidelines for the estimation of greenhouse gas emissions by facilities in Australia. July P 年, 国家电网公司和南方电网公司经营区域的装机容量占全国装机容量的 95% 以上该数据根据南方电网基本情况 ( csg.cn/gynw/gsjj/201108/t _30678.html) 国家电网公司 2011 年电力市场交易年报 2011 电力工业统计资料汇编计算而得 24 部分地区存在独立电网, 例如蒙西地区电网不属于国家电网, 国网东北分部不完全负责所有内蒙古行政区内所有的电力传输 25 电力自给率 = 本地电厂供电量 /( 本地电厂供电量本地送外地电量 + 外地送本地电量 ) 26 因为以省级为单位进行统计的能耗和电力供应数据最为完备, 所以对蒙西地区电网等少数电网公司与行政区域不一致的, 仍按行政区域划分入对应的区域电网 27 宋然平, 杨舒, 孙淼. 能源消耗引起的温室气体排放计算工具指南 (2.0 版 ). 北京 : 世界资源研究所 P 计算参数的取值请见附录 2 提供的 EXCEL 表格

16 关于作者宋然平是世界资源研究所中国气候与能源团队主管, 负责气候与能源领域 ( 非城市 ) 相关战略的设计执行以及日常管理作为温室气体核算的专家, 他同时也支持温室气体核算体系在中国工作的开展邮件 :rsong@wri.org 朱晶晶是世界资源研究所中国气候与能源项目的研究助理, 主要参与电力行业温室气体排放核算项目及供应链温室气体管理项目邮件 :jzhu@wri.org 侯萍是亿科环境科技有限公司 LCA 分析师,GHG Protocol 产品碳足迹培训师从事生命周期评价与研究, 参与中国核心生命周期数据库 CLCD 和软件工具 ebalance 的开发邮件 :hp@itke.com.cn 王洪涛是四川大学建筑与环境学院副教授, 从事生命周期评价研究与应用近 20 年, 主持开发了中国生命周期核心数据库 (CLCD) 生命周期节能减排评价方法(ECER) 等担任联合国环境署 (UNEP) 生命周期倡议能力建设工作组主席, 国际环境毒理与化学学会 (SETAC) 亚太理事会执行委员, 中国低碳产品认证技术委员会委员等邮件 :wanght@scu.edu.cn 致谢关于世界资源研究所世界资源研究所致力于研究环境与社会经济的共同发展我们将研究成果转化为实际行动, 在全球范围内与政府企业和公民社会合作, 共同为保护地球和改善民生提供革新性的解决方案解决紧迫的可持续性难题正因为可持续发展对满足人类今天的需求和实现明天的愿望至关重要, 世界资源研究所为保护地球, 促进发展, 促进社会公平提供锐意进取的解决方案制定切实战略迎接变革为应对变革, 世界资源研究所制定了切实可行的战略并辅以有效的实现工具, 以此推动进步我们促进政府转变工作方式出台新的政策 ; 企业改变经营方式开发新的产品 ; 人们改变行为模式接受新的做法, 并以此来衡量我们是否成功全球行动今天人类面临的问题是无国界的, 因此我们在全球开展行动我们热心于沟通, 是因为世界各地的人们都因思想得到启发, 因知识获得力量, 并因更深入的了解而产生改变我们通过准确公正独立的工作为地球的可持续发展开拓创新之路在此向为本文的编写提供了宝贵深入专业的建议和意见的专家和同行们表示诚挚的感谢 ( 按拼音顺序 ): 刘佳孙国忠田文婷邢璐上海市信息中心通标标准技术服务有限公司莱茵技术 ( 上海 ) 有限公司国网能源研究院在本文编写的过程中, 世界资源研究所各位领导和专家大力支持并给予指导在此特别向世界资源研究所科学与研究副主席 Janet Ranganathan 中国区首席代表李来来, 以及房伟权尹蕾蒋小谦徐嘉忆宋婧和 Hyacinth Billings 等同事表示感谢 w i t h s u p p o r t f r o m : This report is made possible by the generous support of the American people through the United States Agency for International Development (USAID). The contents are the responsibility of the authors and do not necessarily reflect the views of USAID or the United States Government. Copyright 2013 World Resources Institute. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivative Works 3.0 License. To view a copy of the license, visit org/licenses/by-nc-nd/3.0/ G Street, NE Washington, DC

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