可再生能源碳減排監(jiān)測方法研究

周 霞 李 巖 譚 瑤 柳 楊 申 琳 馬 蘭(寧夏清潔發(fā)展機制環(huán)保服務(wù)中心，銀川 750001)

可再生能源碳減排監(jiān)測方法研究

周 霞 李 巖 譚 瑤 柳 楊 申 琳 馬 蘭
(寧夏清潔發(fā)展機制環(huán)保服務(wù)中心，銀川 750001)

本文針對太陽能與風(fēng)能等碳減排項目CDM核查/核證期間減排量簽發(fā)難度大，成功率低等問題，研究總結(jié)了可再生能源碳減排項目減排量計算、項目泄漏估算及監(jiān)測期突發(fā)事件應(yīng)對方案，建立了可再生能源碳減排監(jiān)測方法，可保證可再生能源利用項目碳減排量符合聯(lián)合國執(zhí)行理事會關(guān)于簽發(fā)碳減排量可測量、可報告和可核查的規(guī)定，為可再生能源利用項目CDM核查/核證提供借鑒和參考。

可再生能源 碳減排 CDM 監(jiān)測方法

可再生能源能夠替代化石能源，從而減少化石能源消耗以減少溫室氣體排放，開發(fā)利用可再生能源已成為世界各國保障能源安全、加強環(huán)境保護、應(yīng)對氣候變化的重要戰(zhàn)略性措施。中國可再生能源資源豐富，具有大規(guī)模開發(fā)的資源條件和技術(shù)潛力。太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，屬零碳排放的清潔能源產(chǎn)業(yè)，但由于投資大，發(fā)電量較低，收益低，導(dǎo)致目前太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電與傳統(tǒng)煤電產(chǎn)業(yè)相比競爭力較差。按照《京都議定書》制定的清潔發(fā)展機制(Clean Development Mechanism，CDM)要求與規(guī)定，太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電項目的運行減少了溫室氣體排放，利用國家或地區(qū)間碳源和碳匯擁有量的差異，經(jīng)過項目設(shè)計、監(jiān)測、第三方認(rèn)證機構(gòu)審定與核查核證，可將其產(chǎn)生的碳減排量開發(fā)成為合格的碳資產(chǎn)，成為可供交易的產(chǎn)品，用于國際或國內(nèi)碳交易，從而為太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益，促進太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)與風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

1 可再生能源碳減排監(jiān)測要求

一個可再生能源項目最終要產(chǎn)生合格的減排量，需要經(jīng)過嚴(yán)格的碳資產(chǎn)開發(fā)流程，包括項目設(shè)計文件編寫、項目審定、注冊成為CDM項目、執(zhí)行監(jiān)測、核查核證、簽發(fā)減排量。

在CDM項目開發(fā)過程中，一個項目被聯(lián)合國CDM項目執(zhí)行理事會(CDM EB)批準(zhǔn)注冊只是成功了一半，只意味著CDM項目產(chǎn)生的減排量合法，而最終項目產(chǎn)生的減排量取決于監(jiān)測的執(zhí)行和核查/核證。因此，在碳資產(chǎn)開發(fā)各流程中，項目的監(jiān)測是產(chǎn)生合格減排量的關(guān)鍵，監(jiān)測期的時間間隔由CDM項目執(zhí)行機構(gòu)與買家根據(jù)合同共同商議確定，每個監(jiān)測期時間要延續(xù)，即監(jiān)測期之間無時間間隔。因此項目的監(jiān)測是一個持續(xù)性的工作，在每個監(jiān)測期內(nèi)均需要對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、匯總，計算減排量并最終形成監(jiān)測報告，用于項目的核查/核證以及申請減排量。所以要求識別出項目的監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)節(jié)如圖1。

圖1 可再生能源碳減排項目監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2 可再生能源碳減排項目監(jiān)測存在的問題

一個CDM項目從開發(fā)到提交各方審查并最終在聯(lián)合國EB注冊，需要長達至少半年以上的時間，成功注冊的CDM項目如果沒有經(jīng)過指定的核查機構(gòu)專門測量和審計其碳排放，就不可能在國際碳排放市場上轉(zhuǎn)讓其碳量以獲取價值。因此，高度重視和認(rèn)真做好已注冊CDM項目的監(jiān)測工作，直接關(guān)系著評價項目對保護全球氣候環(huán)境的貢獻，以及項目合作方的實際利益。

目前，CDM項目已遍布世界58個國家和地區(qū)，中國在聯(lián)合國EB已注冊新能源和可再生能源項目3173個，已獲簽發(fā)項目1217個，已注冊項目簽發(fā)率不足40%。所以針對項目業(yè)主和咨詢服務(wù)公司在可再生能源碳減排項目簽發(fā)工作中可能存在的突發(fā)事件、溫室氣體減排量計算和項目泄露估算等問題，研究制定可操作性強的可再生能源碳減排項目監(jiān)測方法，編制監(jiān)測計劃、監(jiān)測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測指導(dǎo)手冊，建立潛在變更影響評價機制并制定快速響應(yīng)方案。

3 可再生能源碳減排項目監(jiān)測方法

3.1 可再生能源碳減排項目溫室氣體減排量計算方法

溫室氣體減排量計算方法主要從設(shè)定項目活動邊界、基準(zhǔn)線識別、方法學(xué)研究和額外性分析等方面來研究項目產(chǎn)生的溫室氣體減排量。根據(jù)基準(zhǔn)線溫室氣體排放、項目活動溫室氣體排放和項目泄漏的計算方式以及排放因子計算工具計算項目產(chǎn)生的溫室氣體排放量。

3.1.1 溫室氣體的種類

溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新發(fā)射輻射的一些氣體。這些溫室氣體主要包括六種：二氧化碳(CO2)、 甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)。

表1 各種溫室氣體的生命周期及溫室效應(yīng)值

目前可實施碳交易的溫室氣體主要集中在CO2、N2O、HFCs和PFCs領(lǐng)域。

3.1.2 溫室氣體減排量計算

(1)基準(zhǔn)線下溫室氣體排放量

對于可再生能源發(fā)電項目，基準(zhǔn)線排放是由于項目活動所替代的火電廠發(fā)電產(chǎn)生的CO2排放，其等于項目活動水平乘以基準(zhǔn)線情景下的溫室氣體排放系數(shù)。計算如下：

BEy=(EGy-EGbaseline)×EFgrid，CM，y

此處：BEy：在年份y的基準(zhǔn)線排放(tCO2/yr)；EGy：項目產(chǎn)生的上網(wǎng)電量(MWh)；EGbaseline：項目改造或更新提供給電網(wǎng)的基準(zhǔn)線發(fā)電量(MWh)。 對于新的電廠該值為零；EFgrid，CM，y：在年份y所連接電網(wǎng)的組合邊際CO2排放因子，根據(jù)最新版“電力系統(tǒng)排放因子計算工具”計算。

(2)項目活動溫室氣體排放量

項目排放是指由于項目活動的實施所導(dǎo)致的GHG排放。

項目排放量=項目活動水平×項目所應(yīng)用技術(shù)或者燃料等的溫室氣體排放系數(shù)。

對于大多數(shù)可再生能源項目，PEy=0。但是以下項目類型的活動，項目排放必須要考慮。

(A)地?zé)岚l(fā)電廠

對于地?zé)犴椖炕顒樱椖繀⑴c者應(yīng)該考慮如下的排放源，如果適用的話：

從產(chǎn)生的蒸汽中不可凝結(jié)氣體釋放引起的CO2和甲烷的逸散性排放；地?zé)犭姀S運行所需化石燃料燃燒引起的CO2排放。

(B)水電站

新建水庫的水電項目活動和增加現(xiàn)有水庫容量的水電項目活動，項目參與方要考慮項目本身排放，主要有以下兩種情況：

(a)如果水電站的功率密度(PD)大于4W/m2而且小于或者等于10W/m2：

(b)如果水電站的功率密度(PD)大于10W/m2。

(3)項目泄漏計算

泄漏是指項目邊界之外出現(xiàn)的、可測量的、可歸因于清潔發(fā)展機制項目活動的溫室氣體(GHG)源人為排放量的凈變化。

在電力部門項目中潛在的引起泄漏的主要排放是由于電廠建設(shè)，燃料處理(開采、加工、運輸)以及土地淹沒等活動引起的。

如果項目產(chǎn)生多種溫室氣體減排效益，則每種氣體都要進行計算。

3.2 可再生能源CDM項目泄漏估算方法

項目泄漏是與項目邊界直接相關(guān)的一個概念，指的是在項目邊界外由于CDM項目活動所導(dǎo)致的溫室氣體排放的可測量的變化。

3.2. 1 項目泄漏的識別

CDM方法學(xué)中規(guī)定了計算減排量時要考慮泄漏，在計算項目泄漏之前，要先識別泄漏的來源。總結(jié)所有泄漏的來源，可以從以下方面進行識別：

(1)是否有項目活動應(yīng)用的原料來源于或產(chǎn)品應(yīng)用到項目邊界之外；

(2)如果項目活動應(yīng)用的原料來源于或產(chǎn)品應(yīng)用到項目邊界之外，則原料的生產(chǎn)，運輸，產(chǎn)品的運輸是否產(chǎn)生GHG排放；

(3)項目活動不再使用的設(shè)備是否轉(zhuǎn)移到項目邊界之外繼續(xù)應(yīng)用于其它活動，產(chǎn)生GHG排放。

(4)項目活動中應(yīng)用的原料會不因為項目活動而產(chǎn)生GHG排放。

3.2. 2 項目泄漏的預(yù)防

對應(yīng)項目泄漏的識別，可以從以下方面預(yù)防不可計量的項目泄漏：

(1)可再生能源領(lǐng)域項目的潛在泄漏來自于化石燃料燃燒的排放增加或生物質(zhì)廢棄物由其他用途轉(zhuǎn)為發(fā)電而產(chǎn)生的排放。各種泄漏如何計算和考慮需要對應(yīng)基準(zhǔn)線情景，防止生物質(zhì)廢棄物的利用不會導(dǎo)致其他地方的化石燃料消耗的增加；

(2)防止項目活動和沒有項目活動時不會產(chǎn)生項目原料或產(chǎn)品本身或化學(xué)反應(yīng)之后逸散而產(chǎn)生排放；

(3)防止項目活動沒有運輸而消耗化石燃料和電力而產(chǎn)生排放；

(4)防止沒有因為項目活動而發(fā)生項目邊界內(nèi)的設(shè)備轉(zhuǎn)移到項目邊界外。

(5)控制泄漏的量足夠小，根據(jù)相關(guān)的CDM方法學(xué)可以忽略不計。

3.3 可再生能源CDM項目潛在變更影響評價機制和變更快速響應(yīng)方案

可再生能源CDM項目變更是指項目活動現(xiàn)狀與已被CDM EB批準(zhǔn)的PDD中描述的項目活動相比發(fā)生了改變，進而按照CDM EB公布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、指南和程序?qū)椖肯嚓P(guān)內(nèi)容進行更正，使PDD中描述的項目活動與實際相一致，符合CDM項目一致性原則。

其中項目變更從臨時性變更和永久性變更兩方面來分析發(fā)生此類變更后項目參與方應(yīng)該采取的措施；項目潛在變更評價與響應(yīng)方案從事前評估與響應(yīng)(項目活動還未獲批時，項目設(shè)計者對項目的實際施工設(shè)計和參與方規(guī)劃方案進行事前評估，排除潛在變更)和事后評估與響應(yīng)(項目活動已經(jīng)獲批，實際運行情況與獲批PDD中描述不符合，需要根據(jù)不同的變更類別采取不同的響應(yīng)方式)兩方面來研究分析。

3.3.1 項目潛在變更的事前評估(ex-ante)與響應(yīng)

為了保持CDM項目的一致性，在項目還未獲批時就需要評估項目的一致性，排除潛在變更引起的風(fēng)險。

主要評估項目的所有物理特性，包括所采用的技術(shù)、設(shè)備、監(jiān)測和計量設(shè)備是否到位。關(guān)鍵點在于評估運行設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備所采用的技術(shù)。

對于監(jiān)測計劃，由于項目執(zhí)行需要嚴(yán)格按照其執(zhí)行，因此在前期編制的時候要評估監(jiān)測頻率、監(jiān)測設(shè)備校準(zhǔn)頻率、監(jiān)測因子是否符合實際情況，記錄和儲存的數(shù)據(jù)是否合理。上述應(yīng)嚴(yán)格按照方法學(xué)的規(guī)定進行，如果項目參與方的實際監(jiān)測頻率與方法學(xué)有沖突，則優(yōu)先考慮遵從嚴(yán)格的監(jiān)測頻率、校準(zhǔn)頻率進行，如果不能達到，則選擇事后評估和響應(yīng)方案。

3.3.2 項目潛在變更的事后評估(ex-post)與響應(yīng)

如果項目實際運行情況與獲批PDD中不符合，需要根據(jù)不同的變更類別采取不同的響應(yīng)方式。

(1)臨時性變更評估與響應(yīng)

對照已獲批的項目PDD，項目參與方臨時不能按照在聯(lián)合國獲批的監(jiān)測計劃或應(yīng)用的方法學(xué)監(jiān)測已獲批CDM項目活動情況，即監(jiān)測方案的臨時性偏離，可能在后續(xù)的運行過程中能完全按照已獲批PDD的監(jiān)測計劃和方法學(xué)執(zhí)行。項目參與方應(yīng)使用保守的假設(shè)或折減因子來計算以確保溫室氣體減排量沒有因為偏離而被高估。

(2)永久性變更評估與響應(yīng)

(a)計入期開始時間變更評估與響應(yīng)

計入期變更僅限于項目計入期開始時間晚于批準(zhǔn)日期。當(dāng)項目的投產(chǎn)時間在計入期開始時間之前，項目參與方可以主動申請?zhí)崆坝嬋肫陂_始時間；當(dāng)項目投產(chǎn)時間在計入期開始時間之后，項目參與方可以主動要求計入期開始時間延后，以減少計入期空置時間。項目參與方對于獲批CDM項目活動不能提出變更計入期開始時間超過2年的申請，對于最不發(fā)達的國家，這個時間寬限為4年。項目參與方與指定的經(jīng)營實體(DOE)必須評估項目計入期開始時間不會導(dǎo)致基準(zhǔn)線變化，并向CDM EB提出書面申請。

(b)已獲批監(jiān)測計劃或方法學(xué)的永久變更評估與響應(yīng)

對照已獲批的項目PDD，項目參與方不能按照在聯(lián)合國獲批的監(jiān)測計劃或應(yīng)用的方法學(xué)監(jiān)測已獲批CDM項目活動情況，即監(jiān)測方案或方法學(xué)的永久變更，項目參與方將修改監(jiān)測方案，不但需要符合實際情況以便監(jiān)測，且需要符合CDM要求。

(c)項目活動的設(shè)計文件變更評估與響應(yīng)

由于項目設(shè)計文件涉及的內(nèi)容較多，關(guān)鍵點是項目的裝機、技術(shù)、設(shè)備、項目地點及技術(shù)參數(shù)等的變更及其引起的項目額外性變更影響。

根據(jù)CDM EB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、指南和程序，項目參與方須在第一時間做出變更影響評價，提出變更快速響應(yīng)方案，并在第一時間通知DOE進一步對變更影響進行評價和審查，做到快速響應(yīng)。

3.4 可再生能源CDM項目監(jiān)測突發(fā)事件應(yīng)對方法

監(jiān)測突發(fā)事件主要有因不可抗拒的自然災(zāi)害、國家或地方相關(guān)主管部門的政策措施、業(yè)主本身不可控的調(diào)整行為及上述突發(fā)事件可能會引發(fā)的次生事件引起的對可再生能源碳減排項目運行狀態(tài)發(fā)生改變的事件。這些突發(fā)事件對處于審定后期特別是已經(jīng)獲得CDM EB批準(zhǔn)注冊的CDM項目的影響至關(guān)重要。為減少此類突發(fā)事件，降低開發(fā)風(fēng)險，研究相應(yīng)可行的可再生能源碳減排項目監(jiān)測突發(fā)事件應(yīng)對方法非常必要。

3.4.1 自然因素引起的突發(fā)事件及應(yīng)對方法

自然因素引起的突發(fā)事件是指由于自然災(zāi)害等不可抗力導(dǎo)致項目建成后實際的運行狀態(tài)與已注冊版PDD描述的內(nèi)容不符，或是損毀項目發(fā)電主體設(shè)備等情況。

(1)監(jiān)測設(shè)備損毀應(yīng)對措施

監(jiān)測設(shè)備損毀是指與CDM項目直接相關(guān)的監(jiān)測點的電能計量表的損毀，或因其他設(shè)備的損壞或更換而引起的電能計量表失靈或損壞。對于監(jiān)測設(shè)備的損毀，項目業(yè)主必須要及時通知當(dāng)?shù)赜嬃繖z定中心更換新的關(guān)口表；新表讀數(shù)從零開始，安裝位置不變。更換后的電能計量表精度要與舊表保持一致或高于舊表的精度，如0.5S變?yōu)?.2S；在更換關(guān)口表后必須要及時與具有合同關(guān)系的DOE就電表更換事宜進行溝通，以避免擴大對項目后期核查的負面影響，同時做好相關(guān)資料和文件的歸檔工作。

(2)運行設(shè)備損壞應(yīng)對方法

運行設(shè)備損壞是指因不可控因素導(dǎo)致其無法正常運行或毀壞。按照設(shè)備損壞的不同情形和程度分別提出應(yīng)對方法。

(A)更換新的發(fā)電機組

更換后若變更裝機容量和單機參數(shù)，將相關(guān)更換描述修改體現(xiàn)在PDD中并保存好相關(guān)文件，DOE要評估更換設(shè)備后：(a)是否繼續(xù)適用注冊PDD所適用的方法學(xué)；(b)是否適用方法學(xué)和監(jiān)測計劃的合規(guī)性；(c)項目活動監(jiān)測的準(zhǔn)確性和完整性水平；(d)項目活動的額外性；(e)項目活動規(guī)模。

(B)保持現(xiàn)狀，不更換新的發(fā)電機組：(a)發(fā)電機組通過維修可繼續(xù)使用。發(fā)電機組如果通過維修還能繼續(xù)使用，可視為一次大修。在大修期間需要做好記錄，這需要在監(jiān)測報告中進行相關(guān)論述并說明大修是否對已注冊項目活動有影響；(b)發(fā)電機組報廢，總裝機容量變小。此種情景需修改PDD，重新論證項目額外性。

3.4.2 國家或當(dāng)?shù)刂鞴懿块T措施引起的突發(fā)事件及應(yīng)對方法

國家或當(dāng)?shù)刂鞴懿块T措施引起的突發(fā)事件是指由于國家和地方法規(guī)變更或完善使項目運行狀態(tài)與注冊后狀態(tài)不同，或是對項目額外性產(chǎn)生影響。處于注冊中或完成注冊的可再生能源CDM項目如因政策變更引起風(fēng)電/太陽能發(fā)電設(shè)備的類型或選型的變更，須事先經(jīng)CDM EB批準(zhǔn)才能開展項目核查工作。

3.4.3 業(yè)主調(diào)整措施引起的突發(fā)事件及應(yīng)對方法

由于業(yè)主的實際情況需要對擬建或正在施工的CDM項目采取調(diào)整措施，使項目實際活動狀態(tài)與可行性研究報告工程設(shè)計及注冊的CDM活動狀態(tài)不同，或?qū)DM項目額外性產(chǎn)生影響的突發(fā)事件，如項目規(guī)模擴大或縮小、監(jiān)測設(shè)備變更或項目業(yè)主變更，需要政府主管部門出具同意項目調(diào)整措施的批文，修改PDD重新論證項目額外性。

3.4.4 次生突發(fā)事件及應(yīng)對方法

次生突發(fā)事件是指由于上述突發(fā)事件可能會引發(fā)的事件，如實際電量超發(fā)或偏小現(xiàn)象等。對于次生突發(fā)事件，需要做好支持性文件收集，了解原因并做到提前預(yù)判和應(yīng)對。

4 結(jié) 論

目前寧夏已注冊的可再生能源CDM項目正在按照可再生能源碳減排監(jiān)測方法執(zhí)行項目監(jiān)測工作，依據(jù)在風(fēng)電CDM項目的示范經(jīng)驗和效果來看，在可再生能源CDM項目的示范與應(yīng)用上應(yīng)會對其監(jiān)測工作提供重要技術(shù)支撐，為后續(xù)減排量的簽發(fā)做好保障。

通過對可再生能源碳減排監(jiān)測方法的研究與應(yīng)用，減少我國同類可再生能源碳減排項目監(jiān)測實施過程中的風(fēng)險，為可再生能源領(lǐng)域的企業(yè)提高核心競爭力帶來強有力的技術(shù)支撐，開拓更廣闊的發(fā)展空間，也為我國在可再生能源碳減排領(lǐng)域提高并形成國際競爭力奠定基礎(chǔ)。

[1]UNFCCC.聯(lián)合國清潔發(fā)展機制網(wǎng)[G/OL]. http：//cdm.unfccc.int.

[2]中國清潔發(fā)展機制網(wǎng)[G/OL]. http：//cdm.ccchina.gov.cn.

[3]可再生能源聯(lián)網(wǎng)發(fā)電方法學(xué)[ACM0002 Consolidated methodology for grid-connected electricity generation from renewable sources ].

[4]額外性論證與評價工具[Tool for the demonstration and assessment of additionality].

[5]電力系統(tǒng)排放因子計算工具[Tool to calculate the emission factor for an electricity system ].

[6]化石燃料燃燒導(dǎo)致的項目或泄露的CO2排放計算工具[Tool to calculate project or leakage CO2emissions from fossil fuel combustion ].

Research on Renewable Energy Carbon Emission Reduction Monitoring Method

ZHOU Xia LI Yan TAN Yao LIU Yang SHEN Lin MA Lan
(Ningxia CDM Service Center，Yinchuan 750001)

This paper mainly research on how to solve the difficultly to issue CERs，low success rate and other problems of solar，wind and other carbon emission reduction projects during CDM verification. the research concluded renewable energy carbon emission reduction projects emission reductions calculation，project leakage estimating and emergency response plan in monitoring period，establish renewable energy carbon emissions monitoring methods to ensure carbon emission reductions in line with the rules of Executive Board of the United Nations that the carbon emission reduction issuance should be measurable，reportable and verifiable. The research provide reference for renewable energy CDM project verification / certification.

Renewable energy；carbon emission reduction；clean development mechanism；monitoring method

項目資助：寧夏科技攻關(guān)計劃項目“可再生能源碳資產(chǎn)開發(fā)中監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用”(2011ZYH011)；國家科技支撐計劃項目(2014BAD24B02)；國家CDM基金項目(2013121)

周霞，助理研究員，CDM項目經(jīng)理，主要從事CDM項目/CCER項目開發(fā)與研究工作

X21

A

1673-288X(2017)01-0062-04

引用文獻格式：周 霞 等.可再生能源碳減排監(jiān)測方法研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：62-65.