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2024光储端信|| 电科院碳中和中心苗博:电力设备产品碳足迹工作实践

作者:中国储能网 来源:中国储能网 发布时间:2024-05-07 浏览:

中国储能网讯:4月27-28日,由中国化学与物理电源行业协会主办的中国光储端信协同发展大会在重庆国际博览中心召开。

此次大会以“协同创新 融合发展”为主题,设置开幕式暨碳达峰高峰论坛、工商业储能与车网互联专场、光储氢协同发展专场、储能系统集成与智能安全预警系统专场、人工智能与碳足迹专场五个专场论坛。

来自行业主管机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的300余家产业链供应链企业参加了本次大会对话与交流。

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国储能网与中国储能网联合承办,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会提供学术支持。

4月28日下午,中国电力科学研究院电力系统碳中和研究中心主任工程师苗博受邀在人工智能与碳足迹专场分享主题报告,报告题目《电力设备产品碳足迹工作实践》。以下为报告主要内容:

苗博:大家下午好!我们会场的主题是人工智能和碳足迹专场。在整个双碳路径过程当中,能源是主战场,电力是主力军,人工智能技术在电力行业很多领域都已经开展了前瞻性的研究和应用,包括智能巡检、负荷分析等等。今天我们大会要讨论的人工智能和碳足迹这个命题非常新颖,或许未来在碳足迹这个细分领域,很多环节都需要引入人工智能技术来解决数据缺失或者数据模糊的问题,我们也在思考人工智能和碳足迹两者能碰撞出怎样的火花。

我今天汇报的主题是《电力设备产品碳足迹工作实践》。碳足迹是指由于人类活动,或者在产品、服务的生产、提供和消耗过程中释放的二氧化碳和其他温室气体的总量,也就是⼈们常说的 “碳耗用量”。产品碳足迹是指某一产品在其生命周期过程中所导致的直接和间接的CO2及其他温室气体(以CO2排放当量的形式表示)排放总量。目前产品碳足迹计算多采用生命周期分析方法,意即评价一种产品从“摇篮到坟墓”全过程总体环境影响,从区域、国家乃至全球的广度及其可持续发展的高度来观察问题。

碳足迹这个概念发源比较久,2007年英国首推碳足迹标签制度,随后美国、德国、法国、日本等陆续推出了自己的碳标签制度。我国也是在最近几年相继发布了一系列政策,包括在《2030年前碳达峰行动方案》中,提出建立重点企业碳排放核算、报告、核查等标准,探索建立重点产品全生命周期碳足迹标准。随后在2022年4月《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》中,提出要建立比较健全的碳足迹核算方法。2023年11月份发改委联合多部门发布《关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》,这个文件首次在真正意义上梳理了产品碳足迹的整体框架,布局了未来的重点任务和发展方向,紧接着在2024年3月政府工作报告中部署政府工作任务,提出提升碳排放统计核算核查能力,建立碳足迹管理体系。从这几年相关文件的措辞不难看出,从一开始的“探索建立”到后面发布针对于碳足迹工作的专项文件,再到体现在政府工作任务中,碳足迹这项任务的重要性和紧迫性不言而喻。

解读一下去年11月《关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》,文件中明确了五大任务,对于核算规则标准、背景数据库建设、产品碳标识认证制度、应用场景丰富以及国际衔接与互认均提出了具体要求,并且给出了到2025年、2030年具体的可量化的目标,可以说这份文件对于我国未来产品碳足迹这项工作要怎么做、要做到什么程度,给出了非常详细的指导和路径。

第一,制定产品碳足迹核算规则标准。国标方面,加快研制产品碳足迹核算基础通用国家标准。团标方面,按照团体标准先行先试、逐步转化为行业标准或国家标准的原则,研究制定重点产品碳足迹核算规则标准。采信方面,由行业主管部门会同发改委等部门发布规则标准采信清单。电力行业未来也势必将加快电工装备产品碳足迹核算规则多层级标准体系布局,服务电力行业低碳标准化生态建设。

第二,加强碳足迹背景数据库建设。这里主要提到建立相关行业碳足迹背景数据库,为企业开展产品碳足迹核算提供公共服务;鼓励科研单位依法合规收集整理本行业相关数据资源,发布细分行业领域产品碳足迹背景数据库;鼓励国际碳足迹数据库供应商按照市场化原则与中国碳足迹数据库开展合作,据实更新相关背景数据。具体到电力行业,未来也将考虑国际权威碳排放因子数据库适用性,结合新型电力系统发展态势和自研因子,着力打造电力行业本土产品碳足迹排放因子数据库。

第三,建立产品碳标识认证制度。国家层面建立统一规范的产品碳标识认证制度,明确标注产品碳足迹量化信息。国家发展改革委等部门研究制定产品碳标识认证管理办法,有序规范和引导各地区各层级探索开展产品碳足迹管理相关工作。具体到电力行业,未来的趋势也是积极参与产品碳标识/碳足迹认证制度制定工作,引导电工装备链上企业开展自愿产品碳标识认证工作,推进产业绿色低碳化。

第四,丰富产品碳足迹应用场景。将产品碳足迹水平作为重要指标,支持企业开展工艺流程改造、强化节能降碳管理,挖掘节能降碳潜力;鼓励龙头企业根据行业发展水平和企业自身实际建立产品碳足迹管理制度,推动供应链整体绿色低碳转型;适时将碳足迹管理相关要求纳入政府采购需求标准。

第五,推动碳足迹国际衔接与互认。当然衔接与互认可以理解为广义层面,不仅包括认证方面,也包括模型之间的互通,数据库的互认等等,这就要求我们要加强国际碳足迹方法学研究,跟踪国际碳足迹管理制度、认证规则及实施成效,有序转化;加强与国际相关方的沟通对接,积极参与国际碳足迹相关标准规则的制修订,推动国际互认;积极参与碳足迹相关国际活动和学术交流,与外方在方法学研究、技术规范制定、专业人才培养等方面加强交流合作等一系列举措。

中国电科院作为国网公司直属科研单位,更多的还是立足自身科研优势,发挥长处,在产品碳足迹评价这一技术领域,搭建了“以碳监测和核算为基础,以评估为手段,以审定核查为核心,以标准为保障,以碳足迹试验能力为载体的”的总体研究框架,围绕低碳转型、绿色发展为国网公司碳排放评估赋能,形成“三层四维”的总体架构,“三层”是指的模型库层、平台方法层、实验室层三个层次;“四维”是指新型电力系统碳评估实验室、一体化碳评估平台、碳核算方法、碳评估模型库四个维度。

列举一个在模型方面我们做的工作,我们分析电力装备全生命周期的二氧化碳排放特征,以采购、使用、对外贸易等不同需求为导向,提出了碳足迹评价系统边界。针对电力装备产品特点及能源使用情况,建立了LCA量化分析模型,提出了产品碳足迹评价工作流程,明确了数据收集与处理的具体要求,制定了分配方法与计算原则。我们希望的是不仅仅为企业的产品出具一份报告,告诉企业整个产品全生命周期碳排放量是多少,我们更希望是提出同类产品的可比性分析方法,通过对数据的深入挖掘,更进一步的分析出其关键排放点在哪里、高排放环节是否具备减排潜力,或者通过哪些工艺可以实现减排等等,最终让其企业向着更绿色低碳、更高效节能的方向去改善生产工艺和流程,这是我们希望最终达到的效果。

当然,在我们的研究过程中,确实面临着一些技术痛点。

第一,研究电力装备产品复杂生产过程。很多产品在同一生产线会涉及到主副产品的分配问题,如果粗略去建模,很可能把其他产品的排放量计算在了主产品身上,这就要求针对关键电力装备使用情况,梳理识别全生命周期碳排放源及在典型能耗场景下的能耗特征及过程,建立碳足迹基础信息清单,根据物质流与能量流参数特点与边界范围内碳足迹约束条件构建量化模型,综合评价方法学、设备类型、约束条件等各要素建立适用于国内电力装备通用的碳足迹核算方法。

第二,废弃处置和回收利用阶段碳足迹核算建模。需要针对典型电力装备产品废弃回收阶段碳排放,研究废弃物料回收再利用的开环循环系统产品碳足迹核算、可循环废弃物料回收再利用闭环循环系统核算、废弃物拆分处置循环再利用网络等关键核心模型,为电力装备废弃回收阶段碳排放精准核算奠定基础。

第三,电力装备碳排放评价方法与指标体系构建。现存指标体系更多的从碳排放量单一维度去考虑,我们希望把体系做得更丰富,更有层次,研究各环节关键影响因素对产品碳足迹计算结果的影响,梳理影响因素与碳排放间的关联关系,从数据源、排放源及碳排放结果分析等角度,针电力装备建立多维度、多层次的碳排放评价指标,构建电力装备产品碳排放评价指标体系。

中国电科院建有国网公司级实验室新型电力系统碳评估实验室。围绕“算碳、测碳、降碳”核心关键技术,已初步构建具有3大功能、5大实验区、N个系统的“3+5+N”整体架构,开发并完成部署了碳排放监测系统,全环节碳排放追踪与仿真系统和电力装备产品碳足迹评价系统等,具备新型电力系统全景碳流与演化路径分析能力。依托新型电力系统碳评估实验室研发的碳足迹评价系统,针对电力装备开展全生命周期产品碳足迹量化与评估,系统提供产品建模、生命周期清单分析、影响评价分析、数据库接入、碳足迹评价报告等主要功能,并开展实景和背景数据库建设。

实验室目前依托“算、测、降”试验能力积极走出去,不断扩大碳评估实验室“1+N”运营模式,已与多家单位达成实验室共建协议,我们希望在未来不断推进分中心建设,打造“1+N”实验室体系。

总结一下,随着国家“双碳”目标的逐步落地,开展供应链上下游设备碳排放管理将是各行各业实现节能降碳的关键措施。目前国内针对企业、活动、产品或个人的碳足迹评价逐渐成为热点,很多工作需要逐步完善:比如推进产品碳足迹核算方法的统一性和规范性,以及关键技术布局;碳足迹基础数据库、因子库建设;碳足迹标准研制及国际互认等等。中国电科院非常希望与各位同仁一道,共同努力,把碳足迹这项工作做扎实,为国家产品碳足迹管理体系的建立贡献一份力量。

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关键字:电力设备 人工智能 碳足迹

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