我國正處于碳達峰攻堅的關鍵階段，電力行業(yè)碳排放占全國總量約40%，是實現(xiàn)減碳目標的重點領域。然而，我國當前缺乏高時空分辨率、可溯源的碳排放追蹤與核算技術手段，導致電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)碳排放責任難以合理劃分，制約了電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型進程。
同時，我國碳排放管理體系仍面臨標準體系尚未統(tǒng)一、基礎數(shù)據(jù)精度不足且覆蓋維度單一等問題，嚴重制約了產(chǎn)品碳足跡信息的透明化、準確性及國際互認能力，影響我國在全球綠色供應鏈中的競爭力。
為破解上述難題，本技術體系提出并構(gòu)建以碳排放全路徑追蹤與碳足跡全生命周期核算為核心的電力碳排放溯源體系，實現(xiàn)“源—網(wǎng)—荷”全過程碳排放的動態(tài)監(jiān)測與可視化，并搭建覆蓋多場景、可復制推廣的省域碳溯源平臺，服務“雙碳”目標和應對國際綠色貿(mào)易新要求。
碳標簽邁向國際互認
電力碳因子成關鍵短板
在“雙碳”目標驅(qū)動下，我國碳排放管理體系正從定性分析走向定量測算，從合規(guī)走向履約。產(chǎn)品碳足跡作為綠色制造、綠色消費與綠色貿(mào)易的重要憑證，正逐步走向強制化和標準化，成為支撐綠色供應鏈以及碳邊境調(diào)節(jié)機制(CBAM)對接的關鍵基礎。
然而，我國當前碳足跡核算所采用的電力排放因子，仍主要基于省級年度平均值。這種“年度均值+省級平均”的粗時間/空間分辨率方法，在實際應用中存在顯著偏差，難以反映用電時間、電網(wǎng)路徑、電源結(jié)構(gòu)等動態(tài)因素的影響，導致“每一度電從哪里來、碳從何處排、由誰承擔”的核心問題難以厘清。這不僅削弱碳足跡結(jié)果與實際排放的關聯(lián)性，也嚴重制約碳標簽的準確性、可比性和可信度。
在國際上，以ISO14025為基礎的Ⅲ型環(huán)境聲明(Environmental Product Declaration,EPD)已構(gòu)建出一套系統(tǒng)化、標準化的信息披露體系。其核心是基于生命周期評價(Life Cycle Assessment,LCA)方法，并通過生命周期影響評價(Life Cycle Impact Assessment,LCIA)指標，按照產(chǎn)品類別規(guī)則(PCR)設定統(tǒng)一的核算邊界、分配方式與功能單位，確保不同產(chǎn)品之間具備橫向可比性。同時，EPD體系強調(diào)全過程數(shù)據(jù)透明與第三方驗證機制，支持碳足跡、酸化潛能、富營養(yǎng)化等多個環(huán)境指標的披露，廣泛應用于歐盟主導的權威環(huán)境產(chǎn)品聲明注冊平臺(ECO-Platform)等綠色認證平臺。
對比之下，我國當前碳標識體系在方法體系上彈性空間過大、邊界定義不清，且缺乏高質(zhì)量、可溯源的能源端碳因子支撐，在數(shù)據(jù)完整性、核算一致性、國際互認性等方面均存在明顯差距。若要推動我國碳足跡體系實現(xiàn)從“粗估”向“精算”、從“自用”向“互認”的轉(zhuǎn)變，亟需以電力系統(tǒng)碳排放溯源為突破口，構(gòu)建覆蓋全過程、具備動態(tài)響應能力、可驗證、可溯源的數(shù)據(jù)邏輯鏈條，為碳標識賦予可信、可比、可接軌的核心能力。
標準模糊與數(shù)據(jù)斷點
掣肘碳足跡可信化進程
近年來，伴隨“雙碳”目標持續(xù)推進，產(chǎn)品碳足跡標識逐漸成為低碳制造、綠色消費及國際貿(mào)易的重要通行證。我國雖已出臺《產(chǎn)品碳足跡標識認證通用實施規(guī)則(試行)》等政策文件，但仍面臨標準細化不足與數(shù)據(jù)可信性較弱的雙重挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下三個方面：
一是能源端碳因子精度不足。碳足跡核算普遍采用靜態(tài)的省域年均碳排放因子，忽視電力調(diào)度的實時動態(tài)、跨區(qū)輸電引發(fā)的碳責任傳導(指伴隨跨區(qū)域電能流動而產(chǎn)生的碳排放責任歸屬與轉(zhuǎn)移機制)、電源結(jié)構(gòu)持續(xù)演化等關鍵因素。此法雖簡化核算流程，卻使核算結(jié)果與實際碳強度存在顯著偏差，難以支撐綠色用能及區(qū)域低碳轉(zhuǎn)型。
二是缺乏全鏈條碳數(shù)據(jù)傳導機制。從發(fā)電側(cè)、輸變電環(huán)節(jié)到終端用戶，我國尚未建立一套完整的碳排放數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與歸集體系，數(shù)據(jù)鏈條存在斷點，電力碳排放責任難以穿透至產(chǎn)品環(huán)節(jié)，不具備支撐綠色調(diào)度、責任分攤、碳足跡認證等多場景應用的能力。
三是產(chǎn)品碳足跡缺乏高分辨率電力支撐數(shù)據(jù)。企業(yè)在碳足跡認證中，往往面臨間接排放數(shù)據(jù)難以獲取、缺少可信電力碳因子服務體系的問題，只能依賴粗略的自估方法及默認值。缺少標準字段、接口封裝以及可審計的過程數(shù)據(jù)，嚴重制約我國碳標簽在國際綠色貿(mào)易中的可信度。
相比之下，EPD體系所要求的“生命周期—多指標—強驗證”三大核心機制，中國當前碳標識體系尚未建立起精準、高頻、可追溯的能源端數(shù)據(jù)支撐底座，亟需通過數(shù)據(jù)基礎重構(gòu)，補齊“數(shù)據(jù)鏈、標準鏈、信任鏈”。
省域電力系統(tǒng)碳排放溯源
打通碳數(shù)據(jù)邏輯鏈
針對上述碳足跡核算面臨的標準模糊、數(shù)據(jù)碎片化、責任歸屬不清等系統(tǒng)性難題，省域電力系統(tǒng)碳排放溯源技術提出了一套系統(tǒng)化、平臺化的解決方案。該技術以分鐘級時間粒度、以電網(wǎng)實際運行路徑為邊界，構(gòu)建覆蓋“源—網(wǎng)—荷”全過程的動態(tài)碳因子體系，實現(xiàn)“每一度電都有碳履歷”。
上述三類能力，正是為精準解決前文所述碳足跡核算的三大瓶頸，構(gòu)建起從電力系統(tǒng)到產(chǎn)品層面的碳排放全鏈路溯源體系。其核心主要包括以下三方面：
一是動態(tài)因子建模，精準反映時空變化。該模型基于大語言模型和圖神經(jīng)網(wǎng)絡，融合碳足跡動態(tài)模型等系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)，并覆蓋火、風、光、水、核、生6類電源。構(gòu)建全生命周期電力系統(tǒng)碳足跡精細化動態(tài)核算建模技術，打破傳統(tǒng)靜態(tài)模型的邊界局限，精準刻畫碳因子的節(jié)點級、路徑級時空演變特征，響應電源結(jié)構(gòu)、調(diào)度策略及負荷變化的秒級動態(tài)。
二是碳流路徑追蹤，厘清責任與屬性歸屬。基于母線—支路電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建碳排放自發(fā)電端至終端用戶的傳導鏈，實現(xiàn)跨區(qū)域輸電路徑識別、碳責任映射及區(qū)域碳強度動態(tài)識別，為綠色調(diào)度、差異化電價、碳責任分攤提供數(shù)據(jù)支撐。
三是平臺化數(shù)據(jù)服務封裝，支撐多元應用場景。通過構(gòu)建多源時空數(shù)據(jù)底座，結(jié)合雙因子在線計算方法，厘清節(jié)點碳量軌跡和區(qū)域電碳地圖，實現(xiàn)溯源認證和全動態(tài)協(xié)同服務與生態(tài)。平臺以統(tǒng)一接口和標準化封裝，將碳排放數(shù)據(jù)嵌入綠電交易、碳標簽認證、園區(qū)能碳監(jiān)測等多類場景。進一步支持電網(wǎng)低碳調(diào)度、區(qū)域和企業(yè)碳預算管理、低碳電網(wǎng)規(guī)劃等延伸應用，實現(xiàn)碳排放數(shù)據(jù)的動態(tài)溯源、分區(qū)統(tǒng)計與智能管理。
基于上述技術成果，項目擬在廣西率先開展示范應用，預期將電力碳排放核算的時空分辨率提升到機組分鐘級分辨率，實時當量碳排放監(jiān)測不確定度≤±5%，構(gòu)建“廠—區(qū)—市—省”四級聯(lián)動的電力碳排放因子地圖，為企業(yè)、園區(qū)及政府部門提供差異化碳分析支持，完善電力行業(yè)碳排放核算機制，并探索應對跨境電碳轉(zhuǎn)移及產(chǎn)品碳關稅等國際需求。
EPD體系引領綠色
碳數(shù)據(jù)體系協(xié)同升級
要推動我國碳足跡體系全面對接國際EPD標準，未來需以電力碳因子為突破口，構(gòu)建結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、邊界明確、第三方可驗證的“電碳一體”數(shù)據(jù)標準體系。
在動態(tài)碳因子基礎上，該體系將逐步拓展至水資源消耗、電解污染、土地利用等多維環(huán)境參數(shù)，建立支持酸化潛能、富營養(yǎng)化潛能等LCIA指標的“多指標—多階段”協(xié)同模型，實現(xiàn)“能—碳—環(huán)”一體化核算，顯著提升綠色信息披露的完整性。這一多因子協(xié)同模型不僅深化碳排放核算的科學性，也為企業(yè)及相關方提供覆蓋更廣環(huán)境要素的決策基礎。
在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，系統(tǒng)將模塊化對接EPD模板，依據(jù)“功能單位—系統(tǒng)邊界—分配規(guī)則”的國際標準對省域電力碳因子進行結(jié)構(gòu)化封裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)字段靈活調(diào)用、計算規(guī)則全鏈條溯源以及邊界定義的國際化映射。通過規(guī)范化處理，能夠顯著提升我國碳數(shù)據(jù)對接ECO-Platform等國際平臺的兼容性及互認度，為全球綠色供應鏈提供標準化的中國數(shù)據(jù)底座。
結(jié)合ISO14067、EN15804等國際碳足跡標準，將建立從建模、核算到審計的完整驗證技術路線，推動權威第三方機構(gòu)納入核查流程，加快國際互認機制建設。隨著“雙碳”目標加速以及全球綠色貿(mào)易壁壘提升，碳數(shù)據(jù)正在演變?yōu)榫G色競爭力的重要基礎資產(chǎn)。構(gòu)建全鏈條、全生命周期的省域電力碳履歷體系，不僅提升碳標識的公信力，更為“中國制造”在全球綠色供應鏈中贏得新的標準話語權與市場通行力。
碳排放管理正在經(jīng)歷從“估值”向“精算”、從“報表填報”向“履約兌現(xiàn)”的深刻轉(zhuǎn)型。這一變革離不開能源系統(tǒng)碳排放的精細感知與動態(tài)核算能力的持續(xù)提升。對于謀求在全球綠色供應鏈中占據(jù)主動的中國而言，補齊數(shù)據(jù)底座、夯實技術標準，已成為實現(xiàn)碳標簽國際互認與綠色競爭力提升的關鍵所在。
省域電力系統(tǒng)碳排放溯源技術，作為支撐精細化碳管理和可信碳足跡的基礎平臺，正為中國碳治理體系現(xiàn)代化及深度參與全球綠色治理奠定堅實的數(shù)據(jù)基石。
林溪橋
(作者系廣西電網(wǎng)規(guī)劃研究中心新型電力系統(tǒng)研究團隊經(jīng)理、高級研究員、三級領軍專業(yè)技術專家)
