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光伏电站碳减排和碳交易 如何核算?如何进行CCER开发?

作者:碳中和战略合作网  来源:能源管理节能低碳平台  发布时间:2022-05-20

碳中和战略合作网讯:

全球二氧化碳的大量排放不仅造成严重的环境污染问题,也造成全球灾害性天气频发,严重的威胁着人类和地球其它生命的生存。

碳达峰、碳中和目标的出台,为我国未来绿色低碳发展绘制了美好蓝图。但也要看到,我国处于工业化发展阶段,工业技术和耗能、排放水平比发达国家仍有较大差距,我国要实现碳达峰和碳中和的目标面临着巨大的压力和挑战。要实现这个目标,我国不仅要努力提高制造业技术水平,加大节能减排力度,更需要改变能源结构,减少高耗能。

我国碳达峰和碳中和的目标的确定,将进一步推进绿色经济发展和城镇化、工业化、电气化改革,对新能源特别是电力清洁化发展有着重要意义。

近年来,碳排放交易已经逐渐成为一个热门话题。今天我们来谈谈光伏发电站到底能减排多少二氧化碳温室气体。

我们以一个1MW的光伏发电站为例来做计算。首先需要说明的是我国地缘辽阔,各地的太阳能辐射资源不同,不同地区安装的同容量的光伏发电站的发电量是有很大差异的。如果我们以江浙地区和甘肃河西走廊地区的光伏发电站为例来做分析。

▲工商业屋顶光伏电站

我们知道,江浙一带的最佳倾角光伏阵列表面年太阳能辐射量通常在1300kWh/m2左右,而西北地区河西走廊一带太阳能辐射资源比较丰富,大约是2000kWh/m2左右。

江浙一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达100万kWh。

河西走廊一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达160万kWh

与常规煤热发电站相比,1MW的光伏发电站每年分别可节省405-630吨标准煤, 减排1036-1600吨二氧化碳,9.7-15.0吨二氧化硫,2.8-4.4吨氮氧化物。

按照目前碳排放40元/吨左右的平均交易价格计算,1MW的光伏电站每年碳减排交易的收益约4.1-6.4万元左右。

1997年,全球100多个国家签署了《京都议定书》,碳排放权成为了一种商品,碳交易成为碳减排的核心手段之一。目前,全球有几十个碳交易体系。2020年,全球碳市场交易规模达2290亿欧元,同比上涨18%,碳交易总量达103亿吨。碳排放价格从平均每吨25欧元翻倍至2021年5月初的每吨50欧元左右。

我国碳交易工作也已经开展了十余年了,全国有北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、和福建等八个地区已经开展了碳交易试点,完成了近5亿吨二氧化碳排放量的交易,成交额上百亿元。同时各地科技厅等部门都有从事的清洁能源机制的机构或碳排放管理部门。

据了解,目前我国碳排放交易价是每吨20-52元,和国际市场比,碳排放价格还是比较低的,但是随着国家“双碳”目标和国际化的推进,碳排放价格上涨的趋势是必然的。我国目前有装机240GW的光伏发电站,年发电量1172亿kWh减排二氧化碳11684.8万吨。每年有价值约4000万元-6000万元的排放配额指标可用于市场交易。光伏发电不仅可以直接通过售电获得经济效益,同时还可以通过碳排放交易获得额外的经济收入。

我们认为,未来我国将进一步加大各地碳排放配额管理和发展碳排放市场交易,推动新能源的发展和“双碳”目标的实现。

(注:计算公式:1 度电 = 0.39 kg 煤 = 0.997 kg 二氧化碳 = 0.00936 kg二氧化硫 = 0.00273 kg 氮氧化物)

那如何计算二氧化碳减排量的多少呢?

以发电厂为例,节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”?

根据专家统计:每节约1度(千瓦时)电,就相应节约了0.328千克标准煤,同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。

以1MWp光伏电站为例。

减少二氧化碳减排量:

近日,浙江省乐清市有序用电工作领导小组办公室文件印发 乐有序用电办[2021]4号《关于调整C级有序用电方案的通知》,文件中明确:轮到停用的企业当天0点到24点全部停止生产用电,但是企业屋顶光伏发电不在控制范围!免受限电影响,能控制用电成本还想增加碳交易收入的各位企业可以尽快在屋顶安装光伏电站了!

光伏电站碳交易额外创收计算案例

这里以上数据可以看出,1MW光伏电站每年可以减少1196.4吨的二氧化碳减排量。按20元/吨(23日碳市场收盘价43.85元/吨)成交价计算,这座1MW的光伏电站每年可获得2.4万元左右的收益。25年将获得60万左右收益,这还没有算更高的发电收益。按市场价格(排除原料涨价因素),一座1MW光伏电站的投入成本大概350万左右,碳排放权交易给工商业光伏电站带来的额外收益还是非常明显的!

一、年发电量是多少?

根据北京市太阳能资源情况,安装角度为35°时,光伏年峰值利用小时数为1536.65h,考虑到79%的系统效率,等效年发电利用小时数为1213.95h,在25年的运营期,光伏组件的发电衰减率按20%计算。

根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式:L=W×H×η,其中L为年发电量,W为装机容量,H为年峰值利用小时数,η为光伏电站的系统效率,H×η为年等效利用小时数。

计算可知,20kW光伏电站的首年发电量为:

20kW×1213.95h=24.28MWh

按照10年衰减10%,25年衰减20%计算,25年的发电量情况见下表:

表1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算

二、碳减排量是多少?

根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学,分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位,减排量即为基准线排放量,也就是不安装使用分布式光伏发电系统,使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式:

式中:ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量(tCO2/yr),BEy是第y年的基准线排放量(tCO2/yr),EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量(MWh/yr),EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子(tCO2/MWh)。

根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版),组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下:

式中:EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子,单位均为tCO2/MWh,采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。

根据方法学规定,对于太阳能发电项目,第一计入期和后续计入期,WOM=0.75,WBM=0.25。

查阅官方资料,最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。

北京市属于华北区域电网,其2019年度的组合边际CO2排放因子:

按照2019年度的电网基准线排放因子,北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为:24.28×0.8269=20.08(tCO2);

25年运营期的年均碳减排量为:21.62×0.8269=17.88(tCO2);

25年的总减排量为:540.45×0.8269=446.9(tCO2)。

随着清洁能源装机比例的不断提高,电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势,因此,实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。

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三、碳交易实现路径?

上节计算得出了分布式光伏的碳减排量,怎样才能在碳市场通过交易获得收益呢?

财政部于2021年8月在对关于可再生能源补贴问题的回复中指出:“将进一步完善我国绿证核发交易管理机制和碳排放权交易机制,通过绿证和碳排放权交易合理补贴新能源环境效益,为新能源健康发展提供有力支撑”。以下分别从碳交易和绿证交易进行分析。

一、CCER碳交易是什么?

具体而言,CCER是指国家核证自愿减排量,排放企业需要按照减去自愿减排量的排放量来进行生产经营活动,如果排放超额,就要受到处罚,如果不想受到处罚,则可以向拥有多余配额的企业购买排放权。

在这一机制下,可以促进企业进行技术升级来减少碳排放量,从而达到节能减排的效果,同时也提高了生产经营效率。

目前我国的碳排放交易体系正在不断的完善当中,国内首个碳排放交易市场于2013年6月18日在深圳启动,目前国内共有7家碳排放交易所,碳排放交易第一阶段涉及16个行业,包括钢铁、石化、有色、电力等10个工业行业,以及航空、港口、机场、宾馆等6个非工业行业。

二、如何申请CCER

1、申请的过程

2、申请过程项目业主的工作

三、项目开发的前期评估

项目开发之前需要通过专业的咨询机构或技术人员对项目进行评估,判断该项目是否可以开发成为CCER项目,主要依据是评估该项目是否符合国家主管部门备案的CCER方法学的适用条件以及是否满足额外性论证的要求。

方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南。截止到目前,国家发改委已在信息平台分四批公布了178个备案的CCER方法学,其中由联合国清洁发展机制(CDM)方法学转化173个,新开发5个;含常规项目方法学96个,小型项目方法学78个,林业草原项目方法学4个。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目开发的适用领域,为国内的业主企业开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。

另外,《指南》也规定了国内CCER项目开发的16个专业领域,如下表所示。

额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的, 即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下, 存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素, 依靠项目业主的现有条件难以实现。

如果所评估项目符合方法学的适用条件并满足额外性论证的要求,咨询机构将依照方法学计算项目活动产生的减排量并参考碳交易市场的CCER价格,进一步估算项目开发的减排收益。CCER项目的开发成本,主要包括编制项目文件与监测计划的咨询费用以及出具审定报告与核证报告的第三方费用等。项目业主以此分析项目开发的成本及收益,决定是否将项目开发为CCER项目并确定每次核证的监测期长度。

2.项目开发流程

CCER项目的开发流程在很大程度上沿袭了清洁发展机制(CDM)项目的框架和思路,主要包括6个步骤,依次是:项目文件设计、项目审定、项目备案、项目实施与监测、减排量核查与核证、减排量签发。

(1)设计项目文件

设计项目文件是CCER项目开发的起点。项目设计文件(PDD)是申请CCER项目的必要依据,是体现项目合格性并进一步计算与核证减排量的重要参考。项目设计文件的编写需要依据从国家发改委网站上获取的最新格式和填写指南,审定机构同时对提交的项目设计文件的完整性进行审定。2014年2月底,国家发改委根据国内开发CCER项目的具体要求设计了项目设计文件模板(第1.1版)并在信息平台公布。项目文件可以由项目业主自行撰写,也可由咨询机构协助项目业主完成。

(2)项目审定程序

项目业主提交CCER项目的备案申请材料后,需经过审定程序才能够在国家主管部门进行备案。审定程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、审定准备、项目设计文件公示、文件评审、现场访问、审定报告的编写及内部评审、审定报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。

另外,项目业主申请CCER项目备案须准备并提交的材料包括:

① 项目备案申请函和申请表;

② 项目概况说明;

③ 企业的营业执照;

④ 项目可研报告审批文件、项目核准文件或项目备案文件;

⑤ 项目环评审批文件;

⑥ 项目节能评估和审查意见;

⑦ 项目开工时间证明文件;

⑧ 采用经国家主管部门备案的方法学编制的项目设计文件;

⑨ 项目审定报告。

国家主管部门接到项目备案申请材料后,首先会委托专家进行评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。

(3)减排量核证程序

经备案的CCER项目产生减排量后,项目业主在向国家主管部门申请减排量签发前,应由经国家主管部门备案的核证机构核证,并出具减排量核证报告。

核证程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、核证准备、监测报告公示、文件评审、现场访问、核证报告的编写及内部评审、核证报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。

项目业主申请减排量备案须提交以下材料:

① 减排量备案申请函;

② 监测报告;

③ 减排量核证报告。

监测报告是记录减排项目数据管理、质量保证和控制程序的重要依据,是项目活动产生的减排量在事后可报告、可核证的重要保证。监测报告可由项目业主编制,或由项目业主委托的咨询机构编制。

国家主管部门接到减排量签发申请材料后,首先会委托专家进行技术评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对减排量备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。

四、项目开发周期

如前所述的CCER项目备案申请的4类项目中,第一类项目为项目业主新开发项目,开发周期相对较长;第二类项目虽然获得作为CDM项目的批准,但是在开发流程上与第一类项目相同,开发周期同样较长;而第三、四类项目由于是在CDM项目开发基础上转化,开发周期相对较短。一个CCER项目的开发流程及周期如下图所示。

据此估算,一个CCER的开发周期最少要有5个月。在整个项目开发过程中,还要考虑到不同类型项目的开发难易程度、项目业主与咨询机构及第三方机构的沟通过程、审定及核证程序中的澄清不符合要求,以及编写审定、核证报告及内部评审等环节的成本时间,通常情况下一个CCER项目开发时间周期都会超过5个月。

除上述项目开发流程,一个CCER项目成功备案并获得减排量签发,还需经过国家发改委的审核批准过程。由上述项目审定及减排量签发程序,可以推算国家主管部门组织专家评估并进行审核批准的时间周期在60~120个工作日之间,即大约需要3~6个月时间。

综上累加上述项目开发及发改委审批的时间,正常情况下,一个CCER项目从着手开发到最终实现减排量签发的最短时间周期要有8个月。

国内碳排放权交易试点的“两省五市”碳交易体系已为CCER进入各自的碳交易市场开放通道,皆允许CCER作为抵消限制进入碳交易市场,使用比例为5%~10%。作为抵消机制的CCER进入“两省五市”碳排放权交易市场,将会扩大市场参与并降低减排成本。

来源:能源管理节能低碳平台

关键字:   光伏电站 碳减排和碳交易

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