碳邊境調節機制下園區光儲充一體化碳減排潛力分析

摘 要：隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻，碳減排已成為國際社會共同關注的焦點，在歐盟碳邊境調節機制（CBAM）的推動下，企業碳排放約束加強。基于CBAM對出口的降碳要求，對園區應用光儲充多能互補綠色低碳技術進行碳減排潛力分析，研究發現，光儲充一體化通過光伏發電滿足園區內的電力需求，同時利用儲能系統平衡電力供需，減少對傳統電網的依賴，實現了清潔能源的利用、能源的優化配置和智能化的管理，助力園區降碳減排。以蘇州市某綜合智慧能源工程為例，分析了光儲充一體化減排效果，驗證了其減排潛力。園區應積極應用光儲充一體化低碳技術、構建園區碳監測大數據管理平臺、探索園區碳減排協同管理技術、參與碳減排交易以實現進一步減污降碳、激發碳減排潛力。

關鍵詞：碳邊境調節機制，光儲充一體化，碳減排

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.02.004

0 引 言

隨著全球氣候變化的加劇，碳邊境調節機制（CBAM）作為一種新型的國際貿易政策工具，正逐漸成為應對碳泄漏、推動全球碳減排的重要手段，2023年5月，CBAM法案正式生效，該機制的實施對國際貿易模式和碳減排格局產生巨大影響，給我國出口企業造成一定壓力。

園區作為能源消耗和碳排放量較大的主體，在全球氣候治理的大背景下，低碳轉型已成為必然趨勢，園區及相關企業需要加快技術升級和轉型的步伐，以滿足CBAM的碳排放要求并降低出口成本。

光儲充一體化作為新能源領域的創新技術，可以為園區提供節能降耗、可持續發展的解決方案。當前，針對光儲充一體化的研究主要集中在容量配置、效益分析、協同優化等方面。

在容量配置方面，文獻[1]針對電動汽車和光伏系統接入配電網與儲能裝置結合過程中的配置問題，提出了光儲充電站儲能容量優化策略。文獻[2]通過建立精細化儲能模型與光儲配置模型，組建了優化配置方法。文獻[3]針對配電系統發電與輸電壓力，結合客戶需求與分布式光伏特性，提出光儲充一體化配置原則和策略。文獻[4]研究發現光儲容量配置對一體化電站的經濟貢獻大于充電樁個數和候車位個數，在實際規劃中應設置規劃優先級。

在效益分析方面，文獻[5]建立了光儲充聯合系統經濟分析模型，通過案例分析證實了光儲充聯合系統的經濟效益，同時光儲充系統的經濟效益會伴隨碳市場的不斷發展出現新的增長點。文獻[6]對比了充電站配置光儲系統前后的二氧化碳排放量，研究發現，配置后的排放量比配置前減少約30%，每年能夠降低CO 2排放量14. 6噸，節省排放成本10950元。

在協同優化方面，文獻[7]將設備改造擴建作為決策手段提出光儲充一體化充電站的規劃方法。文獻[8]提出一種計及碳排放流的光儲充一體化電站和氫能汽車加氫站的聯合規劃方法。文獻[9]以用戶經濟效益最高為目標，立足于分時電價，搭建了光儲系統優化控制系統。文獻[10]提出一種光儲充電站儲能系統的全壽命周期優化運行方法，以優化儲能充放電策略為手段提升運行經濟性。文獻[11]對不同負荷場景下電站各組成模塊進行優化配置，得出各場景下電站各組成模塊的最優配置方案。

現有研究普遍側重于光儲充一體化的技術與運作研究，缺乏園區光儲充一體化碳減排效果的量化分析，本文參照分布式光伏項目、儲能站、充電樁的核算方法學，通過相關案例進行計算，驗證光儲充一體化碳減排效果。

1 碳邊境調節機制概述

CBAM是歐盟為應對氣候變化、實現其減排目標而提出的一項重要政策，目的是預防“碳泄露”。

1.1 CBAM立法歷程

初步提出：2007年，歐盟開始關注碳泄漏風險并討論碳關稅；2019年12月，《歐洲綠色新政》提出要通過擴展碳市場覆蓋范圍、加速免費配額遞減速率和推出碳邊境調節機制來實現氣候目標。

立法推進：2020年3月，歐盟提交CBAM影響評估報告；2021年3月，歐洲議會通過設立CBAM決議；2021年7月，歐盟委員會投票通過了旨在落實《歐洲綠色新政》減排目標的“fit for 55”一攬子行動計劃，CBAM立法程序正式啟動。

最終通過：2022年6月，歐洲議會表決通過關于CBAM的議會方案；2023年4月，歐洲議會與歐盟理事會先后批準了CBAM法案；2023年5月，CBAM法案正式出版生效，在歐盟法律體系中獲得了僅次于條約的法律效力。2023年10月，CBAM進入三年過渡期，于2026年1月1日正式實施。

1.2 CBAM覆蓋范圍

基于“碳泄漏”風險和碳排放量較高的選擇標準，現階段CBAM適用于以下六大類進口到歐盟的商品：鋼鐵、鋁、氫、水泥、化肥、電力。CBAM法案同時也明確了歐盟委員會應在過渡期結束之前就CBAM的產品適用范圍進行衡量評估，并進行相應的修改和調整，未來可能會延伸到更多行業。

在過渡階段，進口商應按照CBAM要求提交包括進口產品的數量、碳排放量等內容的報告，暫不必支付費用。根據《碳邊境調節機制》過渡期實施細則第7條規定，如果已在原產國對進口產品的碳排放有效支付了碳價，申報人可申請抵扣。正式運用后，歐盟進口商需提交與進口的商品總數及其隱含碳排放量等價的CBAM證書，CBAM覆蓋范圍如表1所示。

1.3 CBAM核算

目前歐盟給出的碳排放核算方式是，如果進口產品能提供排放水平證明，歐盟則會按照其經過證明的、實際排放水平征稅；如果進口產品不能提供排放水平證明，歐盟將按照各國產品的最佳可用排放數據以及歐盟碳市場平均價格向該進口產品征收碳邊境調節稅。因此，在碳邊境調節機制下，可以提供低排放證明的低碳進口產品將比普通的歐盟產品更具競爭力。目前，生產耗電所產生的間接碳排放不被納入碳邊境調節機制，但是2025以后，歐盟委員會將再次考慮納入機制里。

簡單商品碳足跡核算公式：

式中：TotalSeeg是商品生產過程中實際產生的直接碳足跡總量；TotalVolumeg是商品在進口申報期內原產國的生產總量；Inputsg是生產商品所消耗的原材料在其自身生產過程中實際產生的直接碳足跡；VolumeOffsetg指在進口申報期內，商品生產商在原產國采取碳抵消措施被歐盟進口國相關機構認可的年度碳抵消總量。

1.4 企業應對策略

CBAM的實施給我國相關企業施加了壓力，園區和企業需要積極應對，通過加強碳排放管理、參與碳市場、加強國際合作與交流、尋求政策支持、增強與ESG的耦合等多種手段，降低碳排放，提高競爭力，以適應全球氣候治理的新趨勢。

（1）加強碳排放管理

減排管理的根源是從能源供應端減少碳排放，園區要優先采用清潔能源，減少生產過程中的能源消耗和碳排放，同時，加強技術創新，優化產品的結構，研發和生產低碳產品，降低產品碳足跡。

（2）參與碳市場

建立和完善自身的碳排放核算體系，準確計量碳排放量，針對CBAM，掌握其核算方法、認證和抵消、操作流程等，通過參與碳市場實現碳排放抵扣，降低成本。

（3）加強國際合作與交流

與歐盟等實施CBAM的國家和地區進行對話和合作，了解他們的政策動向和市場需求，以便更好地適應CBAM的要求。

（4）尋求政策支持

積極爭取相關部門技術、資金等方面的支持和幫助，配合參與相關政策法規和標準的制定，推動國內碳減排工作的進展。

（5）增強與ESG的耦合

園區或企業應將CBAM管理與自身的環境、社會和治理（ESG）戰略相結合，全方位加強品牌建設，尋找新的商業機會和競爭優勢。

2 園區光儲充一體化概述

2.1 市場環境

光儲充一體化作為新能源領域的重要發展方向，近年來受到了廣泛關注。在新能源汽車市場不斷擴張、用戶充電需求不斷增加的背景下，傳統充電方式已難以適應市場情況，光儲充通過集光伏發電、儲能系統和充電設施于一體，為綠色電力自發自用從而解決新能源汽車充電難題提供了有效途徑，眾多主體參與到光儲充一體化建設中，如表2所示。

2.2 光儲充一體化項目減排路徑

（1）光伏發電系統實現能源轉換

通過光伏組件直接將太陽能轉換為電能，避免了化石燃料的燃燒，從而減少了二氧化碳的排放。同時，通過調整組件的布局和朝向，實現太陽能捕獲效率的最大化，充分開發綠色能源。

（2）儲能系統實現多余電量的存儲、平滑負荷曲線

當光伏發電供給大于園區實時需求時，多余的電量可被儲能系統存儲，儲能系統能夠平抑電網的負荷波動，降低對外部電網的依賴，提高電網的穩定性。同時，這也減少了因電網負荷波動而可能導致的能源浪費和額外排放。

（3）充電設施提供智能、清潔充電服務

智能化的充電管理系統，可以根據園區的用電需求和電網負荷情況，自動調節充電功率和時間，為電動汽車等提供清潔、穩定的充電服務，減少碳排放。

3 光儲充碳減排量核算方法

3.1 分布式光伏項目碳減排量

根據方法學，光伏發電項目減排量計算公式如下：ERy=BEy

BEy=EGPJ，y×EFgrid，CM，y

式中：ERy為y 年減排量（tCO2e/yr）；BEy為y 年基準線排放量（tCO2e/yr）；EFgrid，CM，y為項目為y 年度項目CO2組合邊際排放因子（tCO2e/MWh）；EGPJ，y為項目在y年度由于自愿減排活動的實施所產生的凈上網電量（MWh/yr）。

3.2 儲能站碳減排量

儲能建設項目減排量計算公式如下：

ERy=BEy-PEy

BEy=EGPKJ，y×EFgrid，CM，y

EGPKJ，y=EGfacility，y

EGfacility，y=EGexported，y-EGimported，y

式中：ERy、BEy、EGPJ，y、EFgrid，CM，y同上；PEy為y年項目排放量（tCO2e/yr）；EGfacility，y為在y年儲能電站上網電量中由可再生能源電廠產生的凈上網電量（MWh/yr）；EGexported，y是在y年可再生能源發電廠中儲能電站的上網電量（MWh/yr）；EGimported，y是在y年可再生能源發電廠中儲能電站的下網電量（MWh/yr）。

3.3 充電樁碳減排量

充電樁建設項目減排量計算公式如下：

式中：ECPJ，y為y年充電站/樁為車型為i的車輛的充電（MWh）；NCVfuel，i，y為車型為i的基準線車輛消耗燃料的凈熱值（GJ/t 化石燃料）；EFCO ，i，y為車型為i的基準線車輛消耗燃料的CO2排放因子（tCO2/GJ）；IR為基準線車輛的技術進步因子，技術進步率與日歷年對應，所有基準線車輛的技術進步因子默認值為0.99；t為項目活動開始后的第t 個年頭；i為車輛車型，f i，y為y 年車型為i 的基準線車輛和項目車輛單位里程能源消耗比（t化石燃料/MWh）。

式中：P E y 為y 年項目活動產生的排放（tCO2 e）；EFele c ， i ，y為y年車型為i的項目車輛所消耗電力的CO2排放因子（tCO/MWh）；EC PJ，i，y為y年充電站/樁為車型i的項目車輛的充電量（MWh）；TDL i，y為y年為電動車輛充電的電力的技術傳輸與分配的平均損失（%）。

4 光儲充減排量效果分析

4.1 光儲充一體化案例

以蘇州市某綜合智慧能源工程為例，該項目建設地點為蘇州市某大廈，建設內容為37.38 kWp屋面光伏+2×400 kW/2000 kWh磷酸鐵鋰儲能系統+3×60 kW一機兩槍直流充電樁。具體設計方案如下：

（1）光伏系統

太陽能電池陣列在鋼筋混凝土屋頂位置采用固定傾角式安裝，在彩鋼廠房頂部采用平鋪式安裝，工程采用84塊445 Wp單晶硅太陽能光伏組件，總裝機容量37.38 kWp，分布在2座建筑物屋頂上。逆變器采用輸出電壓400V的12 kW、20 kW組串式逆變器，光伏系統為“自發自用”模式。系統設計運行期為25年，總發電量為114.83×104 kWh，年均有效發電小時數約為1214.2小時，年均發電量約4.6×104kWh，如表3所示。

（2）儲能系統

該工程利用一處141 m2空地集中布置儲能設備，設置兩套400 kW/2000 kWh儲能系統單元及一臺10 kV升壓變壓器，以一路出線接入大廈10 kV配電系統。

儲能系統充電時，相當于在38 0 V母線增加400 kW恒定負載，將提高所并網變壓器的負載率，某大廈現配置變壓器容量均為2500 kVA，其容量遠大于儲能系統新增負載，故不影響配電系統的正常運行；儲能系統放電時，相當于在380 V母線增加400 kW恒定電源，將減小所并網變壓器的負載率，不影響配電系統的正常運行，并能夠減小大廈整體負荷水平及電能損耗。綜合分析，儲能系統并入實聯系統后，不會因有功無功功率變化對接入點電壓及頻率產生影響，能夠維持穩態運行。

（3）充電樁

經調查研究、測算，為滿足充電需求，安裝3臺60 kW雙槍一體式直流快速充電樁，充電樁總容量180 kW。

4.2 示范工程減排效益分析

光儲充一體化項目的減排量包括直接減排量與間接減排量。直接減排量產生于光伏發電系統通過使用清潔能源代替化石能源，直接減少園區化石能源消耗。間接減排量產生于儲能和充電優化，儲能電池通過低谷期充電、高峰期放電，降低電網高峰期供電壓力，間接降低了碳排放。由于該工程儲能系統每年減少的高峰期電網供電量數據缺失，同時為了保守測算，工程實際碳減排量基于光伏發電的減排量進行計算。

該工程的基準線情景為蘇州市電網企業提供的與分布式光伏發電項目所發電量等額電量的情景，安裝并運行分布式光伏發電帶來的排放即為該項目排放量，由于該項目活動產生的溫室氣體排放量極低，遠低于基準線排放量，記項目的排放量為零，同時分布式光伏項目有可能導致上游部門在開采、加工運輸等環節中使用化石燃料等情形，與項目減排量相比，其泄漏較小，忽略不計。

工程屋頂光伏總容量為37.38 kWp，其建成后的年均發電量為4.6萬 kWh。根據生態環境部、國家統計局公布的2021年電力二氧化碳排放因子，江蘇電力平均二氧化碳排放因子為0.6451，按照方法學計算，該項目年均減排29.7t二氧化碳，環境效益十分顯著。

5 光儲充碳減排潛力分析

5.1 技術優化潛力

光儲充一體化項目的碳減排潛力將隨著光伏、儲能、電動汽車充電技術的不斷提升進一步釋放，光伏轉換效率的提高、儲能系統充放電策略的優化和更高效的充電技術等，都將有助于提升項目的碳減排效果。

5.2 政策支持潛力

政府政策的支持是推動園區光儲充一體化項目發展的重要動力。隨著“雙碳”政策的深入實施和碳邊境調節機制的建立，園區光儲充一體化項目將獲得更多政策支持和市場機遇，其碳減排潛力將得到進一步挖掘。

6 結論與建議

6.1 結論

歐盟碳邊境調節機制對國際貿易模式和碳減排格局產生巨大影響，對國內企業出口的降碳提出了新的要求。在碳邊境調節機制的影響之下，園區作為節能減排的重要主體，需要積極響應政策要求，采取切實有效的措施減少能源消耗和碳排放。

通過對園區光儲充一體化的市場環境以及減排路徑進行研究，根據相關方法學，以蘇州市某綜合智慧能源工程為例對光儲充一體化減排效果進行實證，研究發現，光儲充一體化項目在降低園區碳排放方面具有顯著成效，同時，光儲充一體化項目具備技術優化與政策支持潛力，園區應積極推廣和應用光儲充一體化技術，以實現低碳轉型和可持續發展目標。

6.2 建議

（1）積極應用光儲充一體化低碳技術

在園區規劃與運行階段充分考慮光儲充一體化的應用，合理布局一體化設備，同時，建立并不斷優化智能管理系統，實現園區充放電，根據用電需求和電網負荷情況自動調整，提高光儲充一體化的運行效率。為進一步激發光儲充減排潛力，積極開展相關技術的研發和創新，不斷提高系統的轉換效率和可靠性。

（2）構建園區碳監測大數據管理平臺

積極構建園區碳監測大數據管理平臺是園區實現碳中和目標、提升能源利用效率和管理水平的關鍵舉措。搭建具備數據采集、存儲、分析、可視化等功能的碳檢測大數據管理平臺，實時監測園區排放情況，保證碳排放數據的精準性，為園區的綠色高質量發展提供有力支持。

（3）探索園區碳減排協同管理技術

做好園區固廢協同處理與資源循環利用。固廢協同處理方面，通過優化廢物管理流程、推廣綠色技術、加強國際合作，實現固體廢物的有效處理和碳減排。園區內資源循環利用方面，構建水資源循環利用、工業廢棄物回收與再利用、垃圾分類與處理等完善的資源循環利用體系。

（4）積極參與碳減排交易

園區參與碳減排交易有兩種方式，一種是搭建服務平臺，為企業提供碳交易咨詢、培訓等服務，幫助企業更好地參與碳減排交易。另一種是根據實際情況和國家、地方的碳減排政策，制定明確的碳減排目標，依托現有產業和企業，篩選和開發符合碳減排要求的項目，對碳減排項目進行認證，獲得碳減排量的核發。

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作者簡介

朱振海，碩士，高級工程師，研究方向為光儲充一體化與碳排放核算。

（責任編輯：袁文靜）