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2024 12/18

來源:碳課公眾號

碳排放因子解析:概念、應(yīng)用、分類及相關(guān)要點(diǎn)

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摘要:介紹碳排放因子概念、量化方式、分類(直接 / 間接等)及不同應(yīng)用場景(減排項(xiàng)目、企業(yè)碳盤查等),闡述電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子特點(diǎn)與計(jì)算,強(qiáng)調(diào)其在碳排放統(tǒng)計(jì)核算體系里的關(guān)鍵作用及相關(guān)發(fā)布情況。

碳排放因子(EmissionFactor,排放因子)是計(jì)算碳排放的重要組成部分。它們是量化產(chǎn)品和服務(wù)對環(huán)境影響的代表性值,是估算特定活動(dòng)或流程的溫室氣體(GHG)排放量計(jì)算的一部分。

排放因子是將排放到大氣中的污染物數(shù)量與與排放該污染物有關(guān)的活動(dòng)聯(lián)系起來的代表值。在碳足跡標(biāo)準(zhǔn)14067將溫室氣體排放因子定義為與溫室氣體排放相關(guān)的活動(dòng)數(shù)據(jù)系數(shù),通常表示為每單位排放活動(dòng)或物質(zhì)投入產(chǎn)生的溫室氣體質(zhì)量,例如燃燒每噸煙煤排放的二氧化碳(CO2)千克數(shù)。通常,衡量某項(xiàng)活動(dòng)排放量的計(jì)算方法如下:

排放因子 x 活動(dòng)率 = 排放量

例如制造廠的生產(chǎn)量、燃燒的燃料質(zhì)量中所含的能量或消耗的電量等,需要將活動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與排放因子使用的單位相匹配,以計(jì)算溫室氣體排放量。


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該發(fā)電廠生產(chǎn)一定數(shù)量的電力(由能源消耗量(例如,電力消耗發(fā)票)識別),這些電力由最終用戶(未在圖中顯示)消耗。

排放因子可以通過多種方式量化。它們可以通過對嚴(yán)格遵循明確化學(xué)或質(zhì)量平衡反應(yīng)的過程的化學(xué)計(jì)量學(xué)理解來開發(fā),也可以通過統(tǒng)計(jì)樣本測量來經(jīng)驗(yàn)開發(fā)。同行評審的科學(xué)文獻(xiàn)中已經(jīng)發(fā)表了針對大多數(shù)排放源的大量研究來為排放因子提供信息(見表3:排放因子數(shù)據(jù)庫和資源)。
排放因子所涵蓋的活動(dòng)范圍各不相同。通常,在溫室氣體核算中,排放因子針對的是單一來源類別,例如輕型公路車輛燃燒汽油產(chǎn)生的CO2排放。但是,一些排放因子是跨多個(gè)來源、流程或價(jià)值鏈的綜合(或匯總)值,例如,與汽油消費(fèi)相關(guān)的上游CO2和CH4排放,其包括未精煉化石燃料開采、燃料加工、運(yùn)輸、逸散性排放以及燃燒產(chǎn)生的排放。這些更廣泛的排放因子通常是通過全生命周期分析來開發(fā)的。表1列出了單一來源排放因子的示例。
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其可以分為直接排放因子和間接排放因子。兩者在計(jì)算溫室氣體排放量時(shí)的作用和應(yīng)用場景有所不同。
直接排放因子是指統(tǒng)計(jì)直接向大氣中物理釋放的排放物。例如,直接排放因子可以提供一定量廢物在一段時(shí)間內(nèi)厭氧分解產(chǎn)生甲烷的速率。通常直接基于活動(dòng)本身的數(shù)據(jù),例如燃料的燃燒、化學(xué)反應(yīng)過程等。
間接排放因子用于估算活動(dòng)產(chǎn)生的排放,但這些排放實(shí)際上發(fā)生在與原始活動(dòng)相關(guān)的中間活動(dòng)中。例如,間接排放因子可以提供辦公樓用電產(chǎn)生的碳排放。電網(wǎng)排放因子就是一種典型的間接排放因子,它估算電廠向客戶供電所產(chǎn)生的排放。

直接排放因子案例:
  • 計(jì)算某工廠燃燒煤炭產(chǎn)生的二氧化碳排放量。
  • 計(jì)算垃圾填埋場廢物厭氧分解產(chǎn)生的甲烷排放量。
間接排放因子案例:
  • 計(jì)算辦公樓用電間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量,盡管實(shí)際排放發(fā)生在發(fā)電廠。
  • 計(jì)算某產(chǎn)品供應(yīng)鏈中不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生的溫室氣體排放量,例如生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過程中的間接排放。
通過使用直接和間接排放因子,我們可以更全面地評估活動(dòng)或過程的總碳排放量,從而制定更有效的減排策略和政策。這有助于企業(yè)和政府更準(zhǔn)確地了解并管理組織/產(chǎn)品等碳排放,推動(dòng)全球氣候變化的緩解工作。
直接排放測量和間接排放因子是兩種常用的溫室氣體排放量估算方法。盡管兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),但其適用性和準(zhǔn)確性取決于具體情況和應(yīng)用場景。

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總結(jié)來說,直接測量通常更具代表性和準(zhǔn)確性,但在某些情況下,由于測量設(shè)備和方法的不確定性,其準(zhǔn)確性可能受到影響。排放因子適用于直接測量不可行或無法顯著提高計(jì)算精度的情形。溫室氣體估算方法取決于燃料成分、測量設(shè)備的精確度及其校準(zhǔn)情況。因此,根據(jù)具體情況選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ侵陵P(guān)重要的。并非所有國家或研究人員都以相同的方式編制排放因子。搜索排放因子時(shí),請務(wù)必檢查以下注意事項(xiàng)是否符合我們對排放因子的預(yù)期用途:

地理相關(guān)性——排放因子通常對應(yīng)于特定的地理區(qū)域,但對于某些排放源來說,位置并不重要。
應(yīng)用規(guī)模——排放因子可以在各個(gè)規(guī)模上具有代表性:
  • 國家或區(qū)域——排放因子可以表示國家或區(qū)域范圍內(nèi)特定活動(dòng)的平均排放率,從而可以表示一系列特定的技術(shù)和實(shí)踐(例如,國家鋼鐵生產(chǎn))。
  • 特定地點(diǎn)——排放因子可用于表示在特定設(shè)施或地點(diǎn)使用特定技術(shù)發(fā)生的活動(dòng)的排放率(例如,德克薩斯州一家工廠使用燃煤高爐技術(shù)進(jìn)行的鋼鐵生產(chǎn))。
只有當(dāng)排放因子能夠代表其預(yù)期用途時(shí),它才適合使用。例如,特定地點(diǎn)的排放因子并不代表其所在國家/地區(qū)的實(shí)踐平均值。可以采取一些簡單步驟來避免常見的排放因子錯(cuò)誤,包括:
  • 參考——確保排放因子來自可靠的參考(例如同行評審文獻(xiàn)、政府機(jī)構(gòu)、IPCC指南、國家清單報(bào)告)。
  • 活動(dòng)范圍——排放因子指定其適用的活動(dòng),并可指定這些活動(dòng)的地理或環(huán)境適用性限制。
  • 單位——了解排放因子的表示方式,以便了解需要進(jìn)行哪些單位轉(zhuǎn)換。排放清單中最常見的錯(cuò)誤是簡單的單位轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。

《IPCC國家溫室氣體清單指南》為選擇排放因子和相關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題提供了指導(dǎo)。重要的是,該指南還提供了有關(guān)其所包含的每個(gè)默認(rèn)排放因子的不確定性信息。一般來說,排放因子越能代表當(dāng)前情況,它就越準(zhǔn)確。例如,如果正在評估奶牛的排放量,區(qū)域默認(rèn)排放因子值產(chǎn)生的結(jié)果不如特定品種和國家背景的排放因子準(zhǔn)確。一般而言,選擇排放因子需要根據(jù)區(qū)域和正在評估的技術(shù)判斷代表性。化學(xué)計(jì)量排放因子是一個(gè)例外,它反映已知的化學(xué)反應(yīng)。由于其一致性,化學(xué)計(jì)量排放因子在不同情況下都具有高度準(zhǔn)確性,應(yīng)優(yōu)先使用,例如,在評估石灰生產(chǎn)(建筑投入材料而非水果)產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

下面提供了更多可公開獲取的資源:

  • GHG協(xié)議整理的LCA數(shù)據(jù)庫列表:

    https://ghgprotocol.org/life-cycle-databases

  • 電力公司可能有興趣查閱《EPRI電力公司溫室氣體排放核算:技術(shù)簡報(bào)和常見問題解答》——以獲取與排放因子和溫室氣體核算概念有關(guān)的更多信息。

  • 歐盟歐洲環(huán)境署(EEA)交互式數(shù)據(jù)查看器:提供歐盟成員國總體和各部門的國家溫室氣體信息,包括電力排放。

  • 歐洲富裕電力組合確定了歐盟成員國電網(wǎng)供電的組成并提供電網(wǎng)排放因子。

  • 加拿大國家污染物排放清單:加拿大國家污染物數(shù)據(jù)庫,用于追蹤設(shè)施排放到空氣、水或土地中的污染物。

  • 泰國按能源類型和部門劃分的二氧化碳排放量:一個(gè)在線平臺,提供泰國國家級排放數(shù)據(jù),包括發(fā)電數(shù)據(jù)。

  • 新西蘭的排放量測量指南:向新西蘭境內(nèi)尋求自愿監(jiān)測和報(bào)告溫室氣體排放的實(shí)體提供的排放因子數(shù)據(jù)庫。

需要付費(fèi)才能使用的排放因子數(shù)據(jù)庫和LCA資源:

  • 國際能源署(IEA)在此處匯編了世界各國電力和熱力發(fā)電的年度排放因子:https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/emissions-factors-2021#emissions-factors

  • 0LCA顧問–生命周期評估和投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)庫(基于覆蓋整個(gè)經(jīng)濟(jì)的國家經(jīng)濟(jì)和環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫):https://lca-net.com/services-and-solutions/input-output-databases-life-cycle-assessment/

碳排放因子在不同應(yīng)用場景中有不同的作用和計(jì)算方式。減排項(xiàng)目和企業(yè)碳盤查是兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域,每個(gè)領(lǐng)域使用的碳排放因子各有特點(diǎn)和目的。


減排項(xiàng)目的碳排放因子

定義和目的:減排項(xiàng)目的碳排放因子用于計(jì)算特定減排項(xiàng)目在實(shí)施過程中減少的溫室氣體排放量。這些項(xiàng)目通常包括清潔能源項(xiàng)目、能效提升項(xiàng)目、林業(yè)碳匯項(xiàng)目等。其主要目的是評估和認(rèn)證項(xiàng)目的減排效果,確保其減排量的真實(shí)和可靠。

企業(yè)碳盤查的碳排放因子

數(shù)據(jù)來源和計(jì)算方法:減排項(xiàng)目的碳排放因子通常基于項(xiàng)目特定數(shù)據(jù),可能需要進(jìn)行實(shí)地測量和監(jiān)測。例如,一個(gè)風(fēng)能發(fā)電項(xiàng)目的碳排放因子會考慮該項(xiàng)目實(shí)際發(fā)電量和傳統(tǒng)能源的替代效應(yīng)。這些因子需要經(jīng)過嚴(yán)格的第三方認(rèn)證,以符合國際標(biāo)準(zhǔn),如清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)、自愿減排標(biāo)準(zhǔn)(VCS)等。

應(yīng)用案例:一個(gè)太陽能發(fā)電項(xiàng)目可以減少相當(dāng)于燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放量。通過計(jì)算該項(xiàng)目的實(shí)際發(fā)電量和相應(yīng)的碳排放因子,可以得出其具體的減排量,這些數(shù)據(jù)通常用于向相關(guān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)提交,以獲得碳信用額。

應(yīng)用案例:一個(gè)制造企業(yè)可以通過其年度能源消耗量和相應(yīng)的碳排放因子,計(jì)算出其年度碳排放總量。這些數(shù)據(jù)可以用于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展報(bào)告、環(huán)境管理體系認(rèn)證(如ISO14001)、以及向政府報(bào)告和獲取相關(guān)補(bǔ)貼或激勵(lì)。


主要區(qū)別

盡管減排項(xiàng)目的碳排放因子和企業(yè)碳盤查的碳排放因子在計(jì)算溫室氣體排放量方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用,但它們在具體應(yīng)用、數(shù)據(jù)來源、計(jì)算方法和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)方面有顯著區(qū)別:

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電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子是指在電力系統(tǒng)中,單位發(fā)電量所對應(yīng)的平均溫室氣體排放量。電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子通常包括兩個(gè)主要類型:運(yùn)營邊際排放因子(OperatingMargin,OM)和建設(shè)邊際排放因子(BuildMargin,BM)。它通常用于評估和比較不同電源或電力項(xiàng)目的碳減排放情況。例如,為了便于可再生能源、甲烷利用發(fā)電以及用電側(cè)能效提升等中國溫室氣體自愿減排項(xiàng)目 CCER 項(xiàng)目)的設(shè)計(jì)、實(shí)施與核查,2024年7月8日國家氣候戰(zhàn)略中心發(fā)布了《2023年減排項(xiàng)目中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》、《2023年中國區(qū)域電網(wǎng)二氧化碳基準(zhǔn)線排放因子BM/OM計(jì)算說明文件》

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運(yùn)營邊際排放因子反映的是在現(xiàn)有電力系統(tǒng)中,通過減少現(xiàn)有電力生產(chǎn)而減少的排放量。它主要基于當(dāng)前運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備和其燃料消耗情況。

建設(shè)邊際排放因子反映的是在未來電力需求增長情況下,新建電力生產(chǎn)能力所帶來的排放量。它主要基于最新投運(yùn)的發(fā)電設(shè)備和其排放特性。

變化不僅體現(xiàn)在電網(wǎng)區(qū)域的新增劃分上,也反映在部分地區(qū)減排項(xiàng)目的排放因子上。關(guān)于選擇哪一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,項(xiàng)目方法學(xué)已明確指出,在審定與核查機(jī)構(gòu)通過全國溫室氣體自愿減排注冊登記系統(tǒng)上傳減排量核查報(bào)告時(shí),尚未公布當(dāng)年度數(shù)據(jù)的,采用這一年之前最近年份的可獲得數(shù)據(jù)。在估算減排量時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用最新的可獲得數(shù)據(jù)。即推薦使用2023年的電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子。普通計(jì)算減排項(xiàng)目的減排量無需糾結(jié)OM、BM排放因子是如何計(jì)算來的,我們只需要知道減排量等于項(xiàng)目上網(wǎng)電量乘OM、BM的加權(quán)平均值,再減去項(xiàng)目自身的碳排放量。換言之,基準(zhǔn)線排放因子的數(shù)值越高,則表明該區(qū)域的減排項(xiàng)目具有更大的減排潛力。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的第一批方法學(xué),其中可再生能源類的兩項(xiàng)減排項(xiàng)目:并網(wǎng)海上風(fēng)力發(fā)電和并網(wǎng)光熱發(fā)電,通過0.5的權(quán)重計(jì)算得出2021年和2023年的組合排放因子CM。

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碳排放統(tǒng)計(jì)核算體系(GHG Accounting System)用于量化和報(bào)告組織、產(chǎn)品、項(xiàng)目等在其生命周期中產(chǎn)生的溫室氣體排放。該體系的核心在于提供一套標(biāo)準(zhǔn)化的流程和工具,以確保碳排放量的計(jì)算準(zhǔn)確、一致和透明。碳排放因子(Emission Factor, EF)是碳排放統(tǒng)計(jì)核算體系中的關(guān)鍵要素。它們用于將活動(dòng)數(shù)據(jù)(Activity Data)轉(zhuǎn)換為溫室氣體排放量,從而實(shí)現(xiàn)排放量的量化。碳排放因子通常表示單位活動(dòng)量(如燃料消耗、能源使用、生產(chǎn)量等)所產(chǎn)生的二氧化碳當(dāng)量(CO2eq)。

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碳排放因子是實(shí)現(xiàn)活動(dòng)數(shù)據(jù)向溫室氣體排放量轉(zhuǎn)換的橋梁。企業(yè)和組織通過收集活動(dòng)數(shù)據(jù)(如燃料消耗量、電力使用量等),使用相應(yīng)的碳排放因子,將這些活動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為溫室氣體排放量。例如,企業(yè)每消耗一兆瓦時(shí)的電力,其碳排放量可以通過電力的碳排放因子來計(jì)算。其在企業(yè)碳盤查、產(chǎn)品生命周期分析(LCA)、國家溫室氣體清單編制等多個(gè)場景中廣泛應(yīng)用。例如,企業(yè)通過使用碳排放因子,能夠計(jì)算生產(chǎn)過程、運(yùn)輸過程和辦公過程中的碳排放量。

為此,2024年4月12日生態(tài)環(huán)境部、國家統(tǒng)計(jì)局關(guān)于發(fā)布2021年電力二氧化碳排放因子,就是為落實(shí)《關(guān)于加快建立統(tǒng)一規(guī)范的碳排放統(tǒng)計(jì)核算體系實(shí)施方案》相關(guān)要求,計(jì)算出2021年全國、區(qū)域和省級電力平均二氧化碳排放因子,全國電力平均二氧化碳排放因子(不包括市場化交易的非化石能源電量),以及全國化石能源電力二氧化碳排放因子,供核算電力消費(fèi)的二氧化碳排放量時(shí)參考使用。

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