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032-035【封面策划】市场要互通,高质量数据是基础

发布时间:2024-01-04 作者:

/赵俊华   王馨蕾 

电、碳市场的有效衔接,可以促进两个市场的良性互动,对于客观反映市场供求水平、生态价值及环境效益具有重要意义。同时,科学、精准、系统性的碳排放数据也是“双碳”目标顺利实现的基础和前提。

在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会(COP28)的“中国角”边会上,国家气候战略中心总经济师张昕表示,中国生态环境部高度重视全国碳市场数据质量,将数据质量管理制度视作全国碳市场的生命线,并将其设置为基础制度。

因此,立足电、碳市场协同,高质量实现企业碳排放的精准核算是行业未来的重要发展方向。

 

数据精准是电、碳市场协同的前提

我国碳排放交易市场是全球最大的碳交易系统之一,旨在通过市场机制减少温室气体排放以实现“双碳”目标。自2011年起,我国在北京、上海、广东、天津、重庆、湖北、深圳等地启动区域碳交易试点。2021年7月,全国碳市场正式运行,市场初期仅覆盖电力行业。在履约期内,若控排企业实际排放量超过免费配额量,则该企业需要在碳市场购买额外的配额以协助其履约。因此,市场监管者评估企业是否履行减排承诺,需要掌握企业准确、全面的碳排放数据。

科学、精确、系统性的企业碳计量对碳市场的运营至关重要,有助于合理核查企业减排目标的实现情况,确保市场的公平性和透明度。自全国碳市场启动以来,我国政府已研究并编制一系列企业及行业碳核算指南。国家发展改革委在2013年至2015年间先后公布了针对24个行业的企业温室气体排放核算方法与报告指南,支撑工业及其他高排放行业碳计量。2021年3月,生态环境部印发《企业温室气体排放报告核查指南(试行)》,规定重点排放单位温室气体排放报告的核查原则和依据等内容。2022年8月,国家发展改革委、国家统计局、生态环境部公布《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》,全面部署全国碳排放核算体系建设。2022年12月,生态环境部正式印发《企业温室气体排放核算与报告指南 发电设施》《企业温室气体排放核查技术指南 发电设施》,对全国碳市场控排主体的碳计量方法和核查技术进行规范和指导。

目前,我国碳市场对于企业碳排放数据的核算与监管,主要基于数据监测、报告及核查(MRV)体系,即控排企业需要每年向市场主管部门提交其上一年度的温室气体排放报告,报告内容包括企业年度能源消耗、生产过程等详细活动数据和排放信息,再经由第三方核查机构对企业提交的碳排放报告开展核查。排放报告中,企业碳计量方法为自下而上(Bottom-Up)的排放因子法。排放因子法是指基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的指南和政策标准,使用特定活动数据(如燃料消耗量)乘以相应的排放因子(每单位活动产生的碳排放量)来估算企业总排放。其中,企业排放包括企业直接排放的温室气体(如发电过程中的燃料燃烧排放等企业拥有或控制的排放源产生的直接排放量),以及间接排放的温室气体,即核算企业所消耗的外购电力、外购热力产生的温室气体排放,基于热力/电力消耗量和对应排放因子核算具体排放量。

此类碳计量方法虽然简单明确,但对企业自我报告的能源信息和环境数据质量要求更高。在实施过程中,企业也面临数据收集成本高、排放因子不确定、排放计量复杂度高的挑战。同时,全国碳市场数据质量管理也存在一定局限,例如企业自我披露数据质量低、核算边界不清晰、核算数据不全面等。部分核查机构甚至出现碳排放报告数据作假、核查流程不规范等问题,全国碳市场碳排放核算质量控制体系亟待健全。

基于企业自我报告数据的排放因子法,虽为当前电、碳市场提供了碳计量的基础框架,但在未来电、碳市场协同发展的背景下,该计量技术仍存在一定局限:

第一,基于自我报告数据的排放因子法无法确保企业生产数据和排放数据的准确性、完整性和高频性,特别是在目前全国碳市场缺乏严格核查机制的情况下。第二,企业排放年度报告的时滞性和排放因子的泛化性无法充分反映发电企业的实时排放数据以及其他特定情况,一定程度上将影响碳市场的实时决策。此外,这种方法在应对电力市场的动态性和复杂性方面也显示出不足。电力市场的供需和价格波动需要更灵活和实时的碳计量方法,以准确反映发电企业的实时发电成本和排放成本,然而目前市场的碳计量技术很难实时对企业碳排放进行计量,无法将机组排放成本实时传导到电价,难以提供足够的信息来支持发电企业制定电、碳市场交易决策。

因此,为了更有效地满足电、碳市场协同的需求,需要采用更先进、更实时的监测技术,建立更严格的核查和验证机制,并发展更灵活和动态的碳计量方法,以确保电、碳市场的有效和高效运作。

 

国际碳核算,经验有哪些?

欧美发达国家在绿色低碳转型和碳排放核算体系方面的经验,为我国在碳计量核算体系建设和电、碳市场协同方面提供了可借鉴的案例和策略。

在碳排放核算体系建设方面,欧美国家通常依据国际标准(如联合国气候变化框架公约下的指导原则)和本国制定的详细规则来核算碳排放。政府间气候变化专门委员会第十二届会议通过的1996年修订版《IPCC国家温室气体清单指南》提供国家层面的温室气体排放和清除可采用的碳计量方法,该指南主要从能源、工业过程和产品使用、农业、林业和其他土地利用、废弃物五个方面进行温室气体排核算,核算方法包括了排放因子法和质量平衡法。此后多项国际应对气候变化会议和诸多国际机构均开始提出碳计量相关原则,《IPCC国家温室气体清单指南》成为各个国家减排的依据。

在世界资源研究所(WRI)和世界可持续发展工商理事会(WBCSD)的联手建立下,《温室气体核算体系:企业核算与报告标准(修订版)》是企业标准中最有影响力的标准之一,该标准对碳排放的测算从运营边界的角度明确定义了三个范围,即企业直接温室气体排放、间接温室气体排放以及其他间接温室气体排放。其中,其他间接温室气体排放包含如供应链、价值链、产业链排放等其他排放。其他间接温室气体排放的核算和报告可以参照低碳认证体系(ISO14064-1)或《温室气体核算体系:企业价值链(范围三)核算与报告标准(2011)》开展。

此外,欧美国家还有一批碳核算公司,为企业提供碳排放核算领域的各种咨询、碳排放量化与报告服务。

在电、碳市场协同方面,欧美国家电力市场与碳市场的建设相对成熟,碳价可通过电价有效传导,两个市场衔接顺畅。目前,欧美国家的研究重点在于电力市场与碳市场的互动影响研究和电、碳市场用户行为的建模。

作为世界上最大的碳市场之一,欧盟碳排放交易体系于2005年建立,采用了严格的排放核算和配额管理体系,已开展包括电力交易与碳交易之间的交互影响机理的研究,研究电力调度方式的潜在发展模式,实现了电力交易机制与碳交易机制的建模仿真,建立了碳价与电价的有效传导机制。美国的区域温室气体倡议和加州碳市场实现了区域间碳市场的有效协同。美国芝加哥气候交易所调研了碳交易市场的现有参与者以及潜在参与者,分析影响市场参与者决策的关键驱动因素,研究电、碳市场决策行为模块与仿真技术。

 

人工智能技术支撑精准碳核算

当前,人类活动所产生的碳排放的量化数据主要通过统计基础上的碳排放核算来实现,在可靠性、及时性及时空分辨率上亟待提高,技术手段和研究范式亟待革新。

由于卫星遥感具有高精度、大范围和能够重复观测等优点,基于温室气体卫星的遥感探测网络现在正逐步成为国际认可的新一代碳盘点方法。目前国际上提出了基于碳卫星和人工智能结合的多模态区域碳计量方法——碳网络模型(CarbonNet Model),即利用碳卫星遥感技术监测大气中的二氧化碳浓度,考虑到风速、风向等气象因素,提取并溯源卫星数据中由于人类活动所产生的排放数据,基于高分辨率数据实现更准确的区域碳排放估算和溯源。

针对高污染、高排放的工业行业或企业,可以基于其历史生产和用电数据,应用人工智能(AI)和大数据分析精确预测行业碳排放,如基于企业实时用电数据或基于人工智能模型对企业用电设备进行识别和分类,计量用电企业直接碳排放和间接碳排放,实现企业级排放实时计量。

此外,还可以利用多模态数据交叉验证企业自我披露的碳排放信息,结合卫星数据与地面监测、历史排放数据、企业用电数据等多种信息源,利用人工智能、物联网、大数据等先进技术进行企业级别碳排放的实时监控,大幅度提高排放数据的精确度,为企业和区域碳减排提供更有力的数据支持。

同时,在工业领域实现集成碳捕集和存储技术(CCS),也有助于企业积累高质量排放数据,如在发电厂、钢铁厂、化工厂等工业排放源集成CCS技术,连续监测获取二氧化碳排放数据。未来,我国将持续加大对碳监测和核算的前沿技术的研究,不仅可以提升碳监测的准确性,还能提高企业的减排效率。

 

电、碳市场协同,需打通三大环节

电力市场和碳市场的建设目标相同,都是为了推动高效、低碳排放和低成本资源的利用。随着新能源发电量占比的提升,除了逐步提升碳监测技术和数据质量,电、碳市场协同发展还有三大关键环节需要打通:

首先,系统研究电、碳市场的耦合关系。随着新型电力系统的建设,电力市场以光伏为代表的新能源发电的渗透率快速增加,这将对电力市场和碳市场的设计和运行产生明显影响,需要系统地研究和分析电力市场和碳市场之间的复杂交互影响。

其次,新能源发电与碳减排的协同机制还需厘清。从顶层设计上,协同优化全国碳市场、绿电交易市场、绿证交易和中国核证自愿减排量(CCER),做好多市场交易的衔接,制定和实施协调一致的政策和法规,明确不同市场之间的界限和相互关系,解决重复计算问题。

最后,碳计量方法需标准化、公开化以及与国际接轨。有效实现电、碳市场协同,关键在于如何准确、实时地量化并监测控排主体的碳排放量,因此,制定科学、严谨、信息透明的碳监测标准尤为重要。标准化是打造碳市场和实施碳关税的基石,没有统一和科学的企业碳认证标准,企业各类碳排放无法得到准确的量化。数据公开化决定企业和市场监管者能否制定有效的减排政策,影响企业碳交易、绿证交易等减排政策的公平性。同时,随着欧盟碳关税(CBAM)的推进,为减少碳关税对出口产品的影响,需要确保国家层面的碳计量方法和企业碳核算标准与国际标准兼容。

(作者分别供职于香港中文大学、悉尼大学)