可再生能源碳減排監測方法研究

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

可再生能源碳減排監測方法研究

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

本文針對太陽能與風能等碳減排項目CDM核查/核證期間減排量簽發難度大，成功率低等問題，研究總結了可再生能源碳減排項目減排量計算、項目泄漏估算及監測期突發事件應對方案，建立了可再生能源碳減排監測方法，可保證可再生能源利用項目碳減排量符合聯合國執行理事會關于簽發碳減排量可測量、可報告和可核查的規定，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，開發利用可再生能源已成為世界各國保障能源安全、加強環境保護、應對氣候變化的重要戰略性措施。中國可再生能源資源豐富，具有大規模開發的資源條件和技術潛力。太陽能發電與風力發電產業，屬零碳排放的清潔能源產業，但由于投資大，發電量較低，收益低，導致目前太陽能發電和風力發電與傳統煤電產業相比競爭力較差。按照《京都議定書》制定的清潔發展機制(Clean Development Mechanism，CDM)要求與規定，太陽能發電與風力發電項目的運行減少了溫室氣體排放，利用國家或地區間碳源和碳匯擁有量的差異，經過項目設計、監測、第三方認證機構審定與核查核證，可將其產生的碳減排量開發成為合格的碳資產，成為可供交易的產品，用于國際或國內碳交易，從而為太陽能發電與風力發電產業帶來巨大經濟效益，促進太陽能發電產業與風力發電產業健康快速發展。

1 可再生能源碳減排監測要求

一個可再生能源項目最終要產生合格的減排量，需要經過嚴格的碳資產開發流程，包括項目設計文件編寫、項目審定、注冊成為CDM項目、執行監測、核查核證、簽發減排量。

在CDM項目開發過程中，一個項目被聯合國CDM項目執行理事會(CDM EB)批準注冊只是成功了一半，只意味著CDM項目產生的減排量合法，而最終項目產生的減排量取決于監測的執行和核查/核證。因此，在碳資產開發各流程中，項目的監測是產生合格減排量的關鍵，監測期的時間間隔由CDM項目執行機構與買家根據合同共同商議確定，每個監測期時間要延續，即監測期之間無時間間隔。因此項目的監測是一個持續性的工作，在每個監測期內均需要對數據進行監測、匯總，計算減排量并最終形成監測報告，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測關鍵環節如圖1。

圖1 可再生能源碳減排項目監測關鍵環節

2 可再生能源碳減排項目監測存在的問題

一個CDM項目從開發到提交各方審查并最終在聯合國EB注冊，需要長達至少半年以上的時間，成功注冊的CDM項目如果沒有經過指定的核查機構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讓其碳量以獲取價值。因此，高度重視和認真做好已注冊CDM項目的監測工作，直接關系著評價項目對保護全球氣候環境的貢獻，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，中國在聯合國EB已注冊新能源和可再生能源項目3173個，已獲簽發項目1217個，已注冊項目簽發率不足40%。所以針對項目業主和咨詢服務公司在可再生能源碳減排項目簽發工作中可能存在的突發事件、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測方法，編制監測計劃、監測執行標準和監測指導手冊，建立潛在變更影響評價機制并制定快速響應方案。

3 可再生能源碳減排項目監測方法

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定項目活動邊界、基準線識別、方法學研究和額外性分析等方面來研究項目產生的溫室氣體減排量。根據基準線溫室氣體排放、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領域。

3.1.2 溫室氣體減排量計算

(1)基準線下溫室氣體排放量

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

BEy=(EGy-EGbaseline)×EFgrid，CM，y

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

項目排放量=項目活動水平×項目所應用技術或者燃料等的溫室氣體排放系數。

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

(A)地熱發電廠

對于地熱項目活動，項目參與者應該考慮如下的排放源，如果適用的話：

從產生的蒸汽中不可凝結氣體釋放引起的CO2和甲烷的逸散性排放；地熱電廠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的、可測量的、可歸因于清潔發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，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的一個概念，指的是在項目邊界外由于CDM項目活動所導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方法學中規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)是否有項目活動應用的原料來源于或產品應用到項目邊界之外；

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

(3)項目活動不再使用的設備是否轉移到項目邊界之外繼續應用于其它活動，產生GHG排放。

(4)項目活動中應用的原料會不因為項目活動而產生GHG排放。

3.2. 2 項目泄漏的預防

對應項目泄漏的識別，可以從以下方面預防不可計量的項目泄漏：

(1)可再生能源領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廢棄物由其他用途轉為發電而產生的排放。各種泄漏如何計算和考慮需要對應基準線情景，防止生物質廢棄物的利用不會導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生項目原料或產品本身或化學反應之后逸散而產生排放；

(3)防止項目活動沒有運輸而消耗化石燃料和電力而產生排放；

(4)防止沒有因為項目活動而發生項目邊界內的設備轉移到項目邊界外。

(5)控制泄漏的量足夠小，根據相關的CDM方法學可以忽略不計。

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方案

可再生能源CDM項目變更是指項目活動現狀與已被CDM EB批準的PDD中描述的項目活動相比發生了改變，進而按照CDM EB公布的相關標準、指南和程序對項目相關內容進行更正，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生此類變更后項目參與方應該采取的措施；項目潛在變更評價與響應方案從事前評估與響應(項目活動還未獲批時，項目設計者對項目的實際施工設計和參與方規劃方案進行事前評估，排除潛在變更)和事后評估與響應(項目活動已經獲批，實際運行情況與獲批PDD中描述不符合，需要根據不同的變更類別采取不同的響應方式)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

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險。

主要評估項目的所有物理特性，包括所采用的技術、設備、監測和計量設備是否到位。關鍵點在于評估運行設備和監測設備所采用的技術。

對于監測計劃，由于項目執行需要嚴格按照其執行，因此在前期編制的時候要評估監測頻率、監測設備校準頻率、監測因子是否符合實際情況，記錄和儲存的數據是否合理。上述應嚴格按照方法學的規定進行，如果項目參與方的實際監測頻率與方法學有沖突，則優先考慮遵從嚴格的監測頻率、校準頻率進行，如果不能達到，則選擇事后評估和響應方案。

3.3.2 項目潛在變更的事后評估(ex-post)與響應

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

(1)臨時性變更評估與響應

對照已獲批的項目PDD，項目參與方臨時不能按照在聯合國獲批的監測計劃或應用的方法學監測已獲批CDM項目活動情況，即監測方案的臨時性偏離，可能在后續的運行過程中能完全按照已獲批PDD的監測計劃和方法學執行。項目參與方應使用保守的假設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

(a)計入期開始時間變更評估與響應

計入期變更僅限于項目計入期開始時間晚于批準日期。當項目的投產時間在計入期開始時間之前，項目參與方可以主動申請提前計入期開始時間；當項目投產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，對于最不發達的國家，這個時間寬限為4年。項目參與方與指定的經營實體(DOE)必須評估項目計入期開始時間不會導致基準線變化，并向CDM EB提出書面申請。

(b)已獲批監測計劃或方法學的永久變更評估與響應

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

(c)項目活動的設計文件變更評估與響應

由于項目設計文件涉及的內容較多，關鍵點是項目的裝機、技術、設備、項目地點及技術參數等的變更及其引起的項目額外性變更影響。

根據CDM EB相關標準、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。

3.4 可再生能源CDM項目監測突發事件應對方法

監測突發事件主要有因不可抗拒的自然災害、國家或地方相關主管部門的政策措施、業主本身不可控的調整行為及上述突發事件可能會引發的次生事件引起的對可再生能源碳減排項目運行狀態發生改變的事件。這些突發事件對處于審定后期特別是已經獲得CDM EB批準注冊的CDM項目的影響至關重要。為減少此類突發事件，降低開發風險，研究相應可行的可再生能源碳減排項目監測突發事件應對方法非常必要。

3.4.1 自然因素引起的突發事件及應對方法

自然因素引起的突發事件是指由于自然災害等不可抗力導致項目建成后實際的運行狀態與已注冊版PDD描述的內容不符，或是損毀項目發電主體設備等情況。

(1)監測設備損毀應對措施

監測設備損毀是指與CDM項目直接相關的監測點的電能計量表的損毀，或因其他設備的損壞或更換而引起的電能計量表失靈或損壞。對于監測設備的損毀，項目業主必須要及時通知當地計量檢定中心更換新的關口表；新表讀數從零開始，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變為0.2S；在更換關口表后必須要及時與具有合同關系的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，同時做好相關資料和文件的歸檔工作。

(2)運行設備損壞應對方法

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

(A)更換新的發電機組

更換后若變更裝機容量和單機參數，將相關更換描述修改體現在PDD中并保存好相關文件，DOE要評估更換設備后：(a)是否繼續適用注冊PDD所適用的方法學；(b)是否適用方法學和監測計劃的合規性；(c)項目活動監測的準確性和完整性水平；(d)項目活動的額外性；(e)項目活動規模。

(B)保持現狀，不更換新的發電機組：(a)發電機組通過維修可繼續使用。發電機組如果通過維修還能繼續使用，可視為一次大修。在大修期間需要做好記錄，這需要在監測報告中進行相關論述并說明大修是否對已注冊項目活動有影響；(b)發電機組報廢，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 國家或當地主管部門措施引起的突發事件及應對方法

國家或當地主管部門措施引起的突發事件是指由于國家和地方法規變更或完善使項目運行狀態與注冊后狀態不同，或是對項目額外性產生影響。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電/太陽能發電設備的類型或選型的變更，須事先經CDM EB批準才能開展項目核查工作。

3.4.3 業主調整措施引起的突發事件及應對方法

由于業主的實際情況需要對擬建或正在施工的CDM項目采取調整措施，使項目實際活動狀態與可行性研究報告工程設計及注冊的CDM活動狀態不同，或對CDM項目額外性產生影響的突發事件，如項目規模擴大或縮小、監測設備變更或項目業主變更，需要政府主管部門出具同意項目調整措施的批文，修改PDD重新論證項目額外性。

3.4.4 次生突發事件及應對方法

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

4 結 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測方法執行項目監測工作，依據在風電CDM項目的示范經驗和效果來看，在可再生能源CDM項目的示范與應用上應會對其監測工作提供重要技術支撐，為后續減排量的簽發做好保障。

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

[1]UNFCCC.聯合國清潔發展機制網[G/OL]. http：//cdm.unfccc.int.

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

[3]可再生能源聯網發電方法學[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：寧夏科技攻關計劃項目“可再生能源碳資產開發中監測技術研究與應用”(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項目經理，主要從事CDM項目/CCER項目開發與研究工作

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測方法研究[J].環境與可持續發展，2017，42(1)：62-65.