发布日期：2021-12-16
本文转载自迈能科技微信公众号（原创：黄宇宸、韩昊）
【引言】
2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向国际社会作出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺，在2020年12月12日气候雄心峰会上提出了具体目标，在党的十九届五中全会、2020年中央经济工作会议上分别作出了相关工作部署。这一系列的工作，都表明了我国对实现双碳目标的坚定决心，在此前提之下，如何一步步实现双碳目标将是未来10年、甚至40年内的关键所在。
【道】
电力生产是碳排放最主要来源之一。目前，我国电力行业的碳排放量约占能源行业碳排放量的41%，火力发电是最主要的碳排放源头。要达到“3060”双碳目标必须首要考虑电力行业的的发展，也正因如此，火力发电成为首批纳入全国碳市场的重点控排行业。2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上，强调实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，并首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统。
“双碳”目标的本质，既是环保问题，也是发展问题。现代工商业发展离不开能源的供应保障，盲目追求碳减排对社会经济的发展会产生消极影响。在完成碳中和任务的同时，也不能忽视经济发展的重要性，不以牺牲经济增长为代价，同时注重生态文明建设、降低污染物与温室气体排放，才是实现碳中和的正确之道。
随着国家能耗双控政策的贯彻执行，各地市在政策解读及政策执行层面均有不同侧重，部分地方政府仍以片面追求经济数据为主，忽视减碳减排任务的急迫性。伴随着对“能耗双控”阶段性成果的考核验收，使得一些地方政府面临巨大的考核压力，同时国际能源行业不稳定的大环境因素，导致部分地区生产生活用能乱象频发。在保障当地经济发展的前提下，如何合理分解双碳任务，更加合理的制定适应当地实际情况的目标，通过怎样的结构性调整和计划性引导达成双碳目标，成为决策者在制定科学合理的减排任务，统筹协调发展及环保之时需要长远思考并慎重决策的重要问题。
【法】
政策制度的完善和体系标准的建立是降碳目标制定和量化的重要依据。目前电力行业碳排放监测和核算工作中存在着排放因子公布不及时、电碳数据转化方法不统一、低碳发展指标不明确、等情况，难以支撑政府、电网企业和终端用户掌握实际碳排情况、制定相应策略。
构建适应当地电网的电网动态排放因子。基于当地电源结构、含碳电厂排放水平构建不同颗粒度的电网动态排放因子，体现全区电网在不同时间维度的整体排放水平，为碳排放的统一计算和评估提供计算依据，为后续构建电碳数据转换和低碳发展评估指标提供基础。
目前，我国重点排放单位碳核查所用的电力排放因子，统一规定使用所在区域的电网的电力排放因子。区域电网排放因子由国家发改委进行统一组织计算，并向社会公布，但由于公布时间较为滞后，各区域发电所用化石燃料种类、水电及新能源发电量占比在滞后期间会产生变化，导致了碳排放计算时的较大偏差，严重影响政府和电网企业对区域碳排放情况态势的认知。因此需要通过构建符合当地实际环境情况的电网动态排放因子，周期性进行调整，以最大程度体现排放水平。
统一电碳数据转换方法。碳排放量难以直接监测，需要通过电-碳数据进行转化。但电碳数据转化所需的数据来源复杂，计算方式多样。在对发电企业、电网企业、用户碳排放量和碳减排量进行核算时会由于数据来源不同，计算依据不同，影响后续的碳排情况的评估工作，在政府侧统一电碳数据转换方法，有利于统一碳减排量化标准，便于最终数据的核算和减排进程评估。
完善低碳发展评价指标，衡量各区域双碳进程。全国各省区的碳排放监测和核算工作仍在初期探索阶段。由于缺乏全国统一的低碳发展评价指标，各省区的评价方法各不相同。因而难以从全国角度对各省区的碳排控制情况进行合理评价，难以体现不同省区在碳中和进程中的贡献价值。
构建绿电指标评价体系。基于区域自身电源结构、绿电利用率、送电过程线损、动态排放因子、外送电通道情况等形成绿电评价指标。绿色电力发展水平利用绿电指数GEPI评价，可包括绿电开发指数、绿能共享指数和绿色生活指数，共15项三级指标。
【术】
双碳任务的根本解决之道在于完成零碳新能源对传统化石燃料的替代。为了保证这个过程的顺利过渡，首先需要掌握整体发用电量以及新能源在其中的占比，在这些数据的基础上量化碳排放，完成源端、网端以及荷端的碳减排评估，分析误差原因并纠偏，以保障政策制定和引导的合理性和科学性。
数据层：
打破数据孤岛：现阶段我国电力市场化改革已进入深水区，电力交易平台需要与调度、营销、财务系统进行大量数据交互。由于交易系统以往在数据交互方面采取各自为主的策略，缺乏整体的规划、统一的模型标准，没有形成统一标准的数据接口，系统间数据难以贯通，导致电力交易技术支撑系统与调度、营销有关的业务数据无法实现关联。因此，从交易系统未来发展角度出发，亟需建设存算一体基础设施，实现多元数据协同管理。
统筹数据治理：主要包括元数据管理、质量规则定义、质量检查引擎及质量分析追踪四部分。通过数据的整合、流程整合、服务整合推进数据治理,实现面向数据管理及服务为目标，对交易集成或分散的数据资产进行梳理、建模、整合、评价、控制，制定数据标准和工作规范，提升数据共享效率，完善数据管理体系对学校数据进行监督和控制，建立严格的数据质量管理流程体系，加大跨部门数据质量管控力度与支撑各相关业务高效运行，支持管理者及业务人员方便、安全、快速、可靠地利用数据进行决策。
基于上述数据治理过程，实现对所有数据进行统一管理，形成统一数据模型和接口，实现数据资源整合，同时可以针对海量历史数据从多维度、多角度进行高效交互、统计分析等，从多方面进行数据挖掘与分析，深挖数据价值。
业务层：
从“源-碳”角度构建碳排放计算和评估，将电力数据转化为碳排放数据。根据不同地区各类能源装机情况和清洁能源发电量占比情况，计算传统火力发电产生的碳排量，并结合清洁能源发电的碳减排效果，评估当地发电侧的碳排放综合情况，掌握全区碳电、绿电发展态势，规划各类能源装机，并对碳指标超标情况进行监测，辅助政府制定碳排双控目标。
从“网-碳”角度探索低碳减排路径，主要从配电网线损治理和电网低碳办公两个角度出发，实现对清洁能源消纳、自身办公碳排的监测和评价，有利于进行清洁能源的统筹规划和调度，辅助管理人员制定低碳办公合理化策略。基于当地网架结构，多途径降低配电网的线损进而减少输电过程中碳排放，为国网的电网规划和建设配套设施提供参考依据；另外，针对电网内部的办公用电，探索合理的低碳办公措施。
从“荷-碳”角度评价终端在低碳转型中的建设成效，通过对重点用能企业耗电量的监测及企业能效管理的实施情况，客观评估高能耗企业的碳排放情况及节能减排空间。另外，通过对用户侧用电监测，分析企业绿色低碳转型的减排贡献，为后续项目规划提供参考。
【器】
通过信息化手段，创新“电与碳”的有效互动，实现对全区电力系统碳中和的全面感知，为电力行业实现绿色低碳转型提供可靠的决策依据。
电网数据中台
支持接入多个数据平台，制定数据标准及规范，降低系统之间的耦合性。完成数表自动合并、实时更新，统一设计应用，统一规划数据来源，有效避免重复建设和投入。通过该平台，可以实时获取区域当前发用电详情，以及月度、年度统计数据，计算新能源发用电量及占比，支持进一步计算分析碳排放量。
碳排放分析系统
通过建立绿电评价指标，评估当地绿电发展情况及“碳中和”进程。通过数据平台的发电和装机数据，可获取各地区清洁能源的发电量和装机容量的变化趋势，宏观反映当地绿电发展水平变化趋势，以及风、光利用率及其变化趋势，为政府侧全面掌握当地绿电发展情况及出台相关政策，提供了直观的参考依据。
省间碳转移
通过分析省间现货交易和中长期交易情况，了解坚持全国一盘棋的双碳目标发展详情。
省间碳转移可通过各省份间电力交易情况及绿电交易情况，折算出省间二氧化碳转移量，从而将全国的碳转移数据进行可视化展示，便于进一步从全局分析减排潜力和制定电力交易方案，也为政府间合理规划减排目标提供合理的参考依据。
碳排放规模
系统基于电力大数据，展示近年来，相应地区内各类能源发电详情。并依照国家各项标准，建立电厂碳排放监测与核算模型，宏观反映发电侧二氧化碳排放详情及变化趋势。
电厂碳历史重点展示相应地区内电力碳排放整体情况。对比展示近些年总发电量及绿电占比，反映地区内的碳电与绿电变化趋势及消纳比例；通过各行政区火电厂的各类机组装机容量变化趋势以及碳排量的变化，展示各区域的碳排放的整体增势。计算人均碳排量、碳排强度等指标综合排名各行政区域碳排量情况，直观的反应降碳空间较大的区域。此外，系统通过对不同类型火力发电厂碳排量的计算分析，为相关部门进行碳配额分配提供强有力的数据支撑，也为政府制定相关的减排政策提供数据来源。
电厂碳排放监测展示相应地区目前各类能源发电厂的分布、发电及装机情况。对比呈现了近些年各类能源发电量的整体变化趋势，反映当地绿电占比增长趋势。通过对比传统火电厂和清洁能源电厂，展现当地通过发展清洁能源发电带来的实际减排效益。
此外，基于电厂碳排放监测功能，可将该功能适配应用到各重点排放企业中，辅助各企业进行自身碳排放实时监测，同时，还可以关联企业在电力市场中的购电信息、碳市场实时价格等，基于预设模型，综合计算不同目标的方案下碳减排成本，帮助重点排放企业进行决策。
【结语】
“以道驭术”——
双碳背景下电力系统的下一步发展，必将迎来新一轮技术的进化潮。未来随着数据的进一步积累和沉淀，面临的最大的挑战将来自于数据本身的安全性和业务逻辑分析的可靠性，滥用数据或将业务分析导向其他方向，将不可避免的影响整个体系的建立。
“以法固道”——
双碳相关所有的理念,都需要通过制度的保障,才能持之以恒得到贯彻、落实以及巩固。碳减排标准和政策的制定需要处理好“发展”与“环保”的矛盾关系，在保证社会生活经济发展的前提下，尽最大可能降低碳排放对自然环境的影响，因此只有良好向善的政策制定和标准建立，才能有效助力双碳目标的达成。
“以器载道”——
用数字化工具承载双碳理念。数字化工具配合实际业务的使用，在不断发展和完善的同时，将大大提高电力系统业务水平能力和系统运营效率，使得双碳目标的达成事半功倍。
道不易,法简易,术变易,器快易,势趋易。双碳的实践之路，务必以道为根本,讲究方“法”,注意方式,利用规律,善用工具,巧用技术。合理制定减碳目标是务实践行双碳要求的起始，未来双碳的践行之路依旧漫长，而向善的政策制定，新技术的发展，数据的支撑，数字化工具的使用，将有效提升双碳目标达成和产业转型速度，为未来地球生命共同体的繁荣长久贡献不可磨灭的力量。