「雙碳」目標(biāo)下的白云行動(dòng)——數(shù)據(jù)科學(xué)引領(lǐng)，“碳”索電力裝備綠色轉(zhuǎn)型新途徑

當(dāng)下，全球氣候變暖問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，這與人類在生產(chǎn)生活中排放的溫室氣體密切相關(guān)，因此降低以二氧化碳為代表的溫室氣體排放成為了全世界各國(guó)、各組織的研究焦點(diǎn)。為了掌握碳排放的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理評(píng)估減排工作的效果，挖掘減排潛力，需要有相應(yīng)的技術(shù)手段來(lái)核算碳排放計(jì)量，于是相關(guān)的技術(shù)研究就應(yīng)運(yùn)而生。

碳足跡是什么？

碳計(jì)量

即碳排放計(jì)量，是一種監(jiān)測(cè)和計(jì)量人類活動(dòng)向地球直接和間接排放溫室氣體的措施，溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳，因此用碳來(lái)指代溫室氣體。

碳足跡

碳足跡所研究的范圍更為具體，通常涵蓋產(chǎn)品、服務(wù)、場(chǎng)所等，如產(chǎn)品碳足跡是指產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、廢棄等各個(gè)階段全生命周期所排放二氧化碳當(dāng)量或碳當(dāng)量，能夠反映產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的友好程度。

二十世紀(jì)末，氣候變暖逐漸成為世界關(guān)注的話題，學(xué)界開(kāi)始關(guān)注溫室氣體的排放問(wèn)題，并提出了碳足跡這一概念。到二十一世紀(jì)，各國(guó)先后做出減排承諾，中國(guó)在2020年提出了“雙碳”目標(biāo)，即碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，時(shí)間窗口緊，減排壓力大。另一方面，歐盟提出建立“碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制”，要求某些產(chǎn)品進(jìn)入歐盟關(guān)境時(shí)，需要為其生產(chǎn)時(shí)排放的溫室氣體額外支付款項(xiàng)，通常被稱為“碳關(guān)稅”。多重因素作用下，企業(yè)需要加快進(jìn)行減排行動(dòng)，以應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外環(huán)境的變化。

在全球減排的大背景下，為了實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)，各行各業(yè)都迫切需要來(lái)“看清楚”產(chǎn)品的碳足跡，從而有針對(duì)性地開(kāi)展相應(yīng)的減排措施。這也讓“碳足跡”這個(gè)詞語(yǔ)躋身2023年度十大科技名詞。

近年來(lái)，我國(guó)也在大力推動(dòng)碳足跡核算、評(píng)價(jià)和認(rèn)證體系的建設(shè)工作。2023年末，國(guó)家發(fā)改委等部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快建立產(chǎn)品碳足跡管理體系的意見(jiàn)》部署了產(chǎn)品碳足跡管理重點(diǎn)任務(wù)，提出制定產(chǎn)品碳足跡核算規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)碳足跡背景數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、建立產(chǎn)品碳標(biāo)識(shí)認(rèn)證制度、豐富產(chǎn)品碳足跡應(yīng)用場(chǎng)景、推動(dòng)碳足跡國(guó)際銜接與互認(rèn)等。

白云電氣集團(tuán)一直以來(lái)專注綠色智慧能源，作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電力能源裝備制造企業(yè)，始終高度關(guān)注節(jié)能降碳的前沿技術(shù)，建立綠色智慧能源數(shù)據(jù)科學(xué)研究院，積極開(kāi)展“雙碳”相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案的研究工作，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院廣州能源所建立了行業(yè)首個(gè)面向電氣領(lǐng)域的碳計(jì)量技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，目前已完成國(guó)內(nèi)首個(gè)電氣產(chǎn)品碳足跡計(jì)量技術(shù)的研究，取得了階段性的成果。

碳足跡研究難點(diǎn)何在？

“雙碳”目標(biāo)下，能源是碳減排的主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是碳減排的主力軍，而電力裝備作為電力系統(tǒng)的重要組成，將會(huì)是碳減排的重點(diǎn)實(shí)施領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)碳足跡體系建設(shè)尚不健全，針對(duì)電力裝備的碳足跡核算存在一定的難點(diǎn)。

白云電氣集團(tuán)綠色智慧能源數(shù)據(jù)科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱“研究院”）院長(zhǎng)盛健表示：“業(yè)界普遍參考的ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)較為寬泛，具體到電力裝備產(chǎn)品的碳足跡核算，需要更加有針對(duì)性的深入研究?！?/p>

ISO 14067是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定，為解決“碳足跡”具體計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)溫室氣體排放量的計(jì)算。

盛健院長(zhǎng)介紹，目前研究院對(duì)產(chǎn)品碳足跡的分析和計(jì)算涵蓋三大部分：

• 第一部分是煤炭、石油、天然氣等一次能源的使用；

• 第二部分是以電力為主的二次能源使用；

• 第三部分是包含除前兩者外所有產(chǎn)生碳排放的環(huán)節(jié)，也是研究的重點(diǎn)。

電力裝備制造是典型的離散型制造，產(chǎn)品的零部件多、生產(chǎn)流程復(fù)雜、非標(biāo)準(zhǔn)化程度高，不同產(chǎn)品在能耗、工時(shí)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖谳^大差異，需要建立一套監(jiān)測(cè)和評(píng)估的方法，這也是目前研究的核心難點(diǎn)。

另一方面，電力裝備全生命周期評(píng)價(jià)還涵蓋上游供應(yīng)鏈以及下游客戶，需要龍頭企業(yè)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游推動(dòng)碳數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

目前，白云電氣集團(tuán)正積極聯(lián)合國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等重點(diǎn)客戶單位及機(jī)構(gòu)，推動(dòng)相關(guān)碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣，完善電力裝備產(chǎn)品碳足跡的標(biāo)準(zhǔn)體系。

碳足跡研究有何意義？

直觀地去理解，產(chǎn)品碳足跡反映的是產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的友好程度，但實(shí)際上碳足跡涉及產(chǎn)品的方方面面，對(duì)企業(yè)而言具有非常重要的意義。碳足跡能夠讓企業(yè)全面了解自身生產(chǎn)工藝流程中的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)降低碳排放來(lái)倒逼企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)。

研究院經(jīng)過(guò)一年的努力，積極探索研究重點(diǎn)產(chǎn)品中壓氣體絕緣柜碳足跡，完成了行業(yè)首個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣工作，形成了中低壓氣體絕緣柜碳足跡核算的方法論，并于今年1月獲得了由廣東省低碳發(fā)展促進(jìn)會(huì)頒發(fā)的2023年度廣東碳標(biāo)簽證書。

關(guān)于碳足跡對(duì)企業(yè)的意義，盛健院長(zhǎng)作了通俗的類比：“就像給產(chǎn)品降成本一樣，需要先把財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)拉出來(lái)，才能有針對(duì)性地對(duì)占比較大的部分進(jìn)行優(yōu)化。”碳足跡解決的就是后續(xù)一系列降碳工作的基礎(chǔ)——摸清楚“碳家底”。

電力裝備由于對(duì)絕緣性能的要求，通常需要使用特殊的氣體填充，業(yè)界普遍采用的是六氟化硫氣體，這是一種極強(qiáng)的溫室氣體，在大氣中的溫室效應(yīng)約為二氧化碳的24000倍，是電力裝備產(chǎn)品碳足跡研究重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

在中壓氣體絕緣柜的碳足跡研究中，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)收集核算，發(fā)現(xiàn)在使用過(guò)程中因六氟化硫氣體泄露產(chǎn)生的碳排放，占據(jù)其生命周期碳足跡中很高比例，因此，采用替代六氟化硫的環(huán)保氣體是減少該產(chǎn)品碳足跡最有效的方式。

目前，白云電氣集團(tuán)及關(guān)聯(lián)企業(yè)與南方電網(wǎng)科研院進(jìn)行C4F7N/CO2混合氣體替代SF6的合作研究，成功完成了環(huán)保型氣體絕緣設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

除了產(chǎn)品以外，針對(duì)工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳核算也非常有價(jià)值。研究院通過(guò)對(duì)工廠生產(chǎn)全流程進(jìn)行燃料與電能消耗的碳足跡核算，能為節(jié)能降碳工作的開(kāi)展提供具有參考意義的指導(dǎo)意見(jiàn)，目前已逐步在白云電氣集團(tuán)各產(chǎn)業(yè)基地進(jìn)行推廣應(yīng)用。

未來(lái)，研究院將會(huì)在“雙碳”相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)投入，基于已經(jīng)形成的碳計(jì)量方法論，逐步推廣實(shí)現(xiàn)電力裝備產(chǎn)品的全面覆蓋，推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。下一步，則是基于已有的能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)打造碳足跡監(jiān)測(cè)平臺(tái)，探索碳計(jì)量技術(shù)服務(wù)企業(yè)的新模式。

碳計(jì)量技術(shù)不僅僅是減少碳排放的工具，更是推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新途徑。盛健院長(zhǎng)表示，我們希望通過(guò)碳計(jì)量技術(shù)的研究和應(yīng)用，促使企業(yè)在生產(chǎn)制造及產(chǎn)品服務(wù)方面的技術(shù)迭代，實(shí)現(xiàn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，推動(dòng)電力裝備產(chǎn)業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。