隨著世界工業化與市場化進程的快速推進，由溫室氣體排放增加引發的全球氣候變暖、生態破壞、環境污染等諸多問題嚴重影響著城市經濟增長與居民生活健康。在凸顯“能源門檻”與“生態門檻”的雙重約束下，“低排放，低污染，低能耗”的“低碳經濟”理念逐漸受到重視。
黨的十八大以后，生態文明建設被納入國家“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局；十九大報告明確提出，我國要“引導應對氣候變化國際合作，成為全球生態文明建設的重要參與者、貢獻者、引領者”。
近十年來，我國電力行業通過技術創新和結構調整，發電效率和新能源裝機比例不斷提升，技術減排和結構減排均取得了顯著成效，有效削減了電力行業碳排放強度。
但隨著技術減排空間不斷收窄，碳市場建設逐步提速，碳減排和碳交易的成本必然持續走高。在能源轉型、供給側結構性改革，以及經濟由高速向高質量發展轉軌的關鍵時期，探索更經濟、更有效的碳減排途徑，既關系著電力企業，特別是大型發電企業利潤增長點和核心競爭力的提升，也關乎著電力行業高質量發展，以及國家產業結構調整進程。
當前，全國碳排放權交易市場正處于建設階段，為發電企業提供了很好的窗口期。中國華電集團根據國內碳排放現狀和政策，針對企業碳排放現狀及存在的問題，就碳排放管理模式創新的關鍵內容進行深入分析，率先編制碳排放專項規劃，以全口徑供電碳排放強度作為碳排放主要控制目標，并在全系統推行元素碳含量實測，建立了完善的碳排放數據管理體系。
通過在下屬120余家火電企業、26家區域公司的全面推廣應用，對該公司碳排放管理工作提質增效、綠色低碳高質量發展起到了良好的推動作用。同時，各項成果的有效實施，有利推動了國家和行業政策的規范與完善，成為能源轉型和綠色低碳發展中“央企貢獻”的生動注腳，也正因如此，《低碳發展理念驅動下中國華電碳排放管理創新與實踐》榮獲了中國電力企業聯合會電力創新獎2019年度管理創新大獎。
為深入挖掘“華電方案”的工作方法，形成可復制的管理路徑，項目課題組現就低碳排放實施路徑和管理創新舉措進行深度剖析，以“華電范本”持續推進完善我國碳排放管理體系、技術體系的推廣、應用和升級，以企業實踐助推能源轉型和電力高質量發展，為我國履行和應對氣候變化國際承諾貢獻力量。
“碳約束”給電力行業帶來挑戰，也蘊含機遇
隨著《巴黎協定》的正式生效，以及我國能源轉型進程的不斷推進，近年來國家陸續出臺了系列宏觀政策，貫徹和踐行綠色、清潔、低碳發展理念。
在黨的十九大和第十三屆全國人民代表大會上，將綠色發展理念、生態文明建設等寫入黨章和憲法，為生態文明建設提供了強大的精神指引和有力法治保障。在國務院《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》中明確提出，2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2015年下降18%，碳排放總量得到有效控制，并對大型發電集團提出明確的碳排放控制目標；同時在兩部委《電力發展“十三五”規劃》中也提出，到2020年煤電機組二氧化碳排放強度下降到865克/千瓦時左右。
為了實現既定目標，2017年12月19日，國家發改委宣布正式啟動建設全國碳排放權交易體系。碳市場的啟動對重點排放企業在排放監測、報告和核查（MRV）、配額分配及年度履約等方面提出了一系列具體要求。在以煤為主的世界第一大能源消費國，這些新變化、新要求對于電力企業來說既是創新發展機遇，也帶來了經營和未來發展的挑戰。
一方面，碳市場機制無疑會助推清潔能源發展及節能降碳技術推廣，使得非化石能源的投資以及一些節能降碳技術的推廣獲得相對的比較優勢，促進電力行業由高能耗、高排放的電源結構向低能耗、低排放的電源結構發展，實現行業低成本碳減排；另一方面，碳排放成本將增加火電機組發電成本，電力行業碳排放零成本時代即將宣告結束，火電企業生存更加困難，特別是老舊機組面臨被淘汰的嚴峻局面。
當前，電力行業進入發展的換擋期，面臨碳市場機制倒逼能源結構調整和轉型升級的巨大挑戰。從國外一流發電集團的經驗來看，為積極應對碳排放控制，國外典型能源集團均采取了切實可行的舉措來控制碳排放。
首先，美國和歐盟的大型電力企業均已制定了中長期碳排放強度或總量控制目標，如意大利國家電力公司、法國電力、萊茵集團和杜克集團均設定了2020年發電碳排放強度目標，同時，法國電力、萊茵集團和杜克集團還設定了2030年碳排放總量控制目標。
其次，國外典型能源企業在不斷優化能源結構、逐步淘汰小容量火電機組、積極推進新能源和可再生能源技術應用的基礎上，不斷研發碳減排技術，如法國電力長期致力于開展碳捕集與封存（CCS）技術的研究，通過實驗發現及解決CCS技術實施過程中的問題，推進火電廠CCS的示范。
最后，為應對碳排放管控帶來的挑戰，國外主要發電集團通過設置專門的碳排放管理機構或部門，從集團層面掌握全集團碳排放狀況，規�；I化管理和運營集團碳資產。如法國電力有專門部門統籌管理碳配額，將碳配額市場的波動納入集團的風險管理，并擁有良好運行的風險監控系統，可以對碳配額市場及能源市場的運行狀況進行及時分析，并對所有控排企業設定相關風險的指標閾值，降低履約風險。萊茵集團在原有的環境保護管理部門下增設了氣候保護的專門機構，并將單位發電量的二氧化碳排放作為關鍵強度指標（KPI）納入對電廠的考核。
正如硬幣有正反兩面，“碳約束”無疑會在短期內推高發電成本，但是從長遠來看，對于發電企業在技術改進，以及管理的廣度和深度上都有正向激勵作用，大型發電集團需要緊抓這一低碳轉型戰略期。國外典型發電企業在低碳發展目標、積極應對碳市場方面的舉措，對于我國電力系統碳減排，以及發電企業創新碳排放管理體系有著重要的借鑒意義，同時也為國內發電企業建設成為具有全球競爭力的世界一流能源企業帶來啟發和可供借鑒的經驗。
以完善的碳排放管理體系推動企業低碳轉型
近幾年，由于受到燃料成本價格不斷攀升，以及環保改造投入持續加大的影響，煤電企業生產經營壓力陡增，除此以外，發電企業還要面對技術性節能減排空間不斷收窄的趨勢，以及日益增長的碳管控要求，因此，建立低碳發展規劃目標體系是對大型發電集團低碳發展具有方向性、全局性、長期性、可行性的謀劃，是企業在外部環境不斷變化的情況下提升市場核心競爭力，實現綠色、低碳、可持續發展的關鍵。
根據國內外典型發電企業調研情況，結合企業發展實際，華電集團探索構建出了適合華電發展特點，具有科學性、全面性、系統性的碳排放目標體系。該目標體系分為結構指標、排放指標和市場指標三類，其中包括約束性指標和預期性指標兩種，共九個評價參數。
考慮到國家考核指標的設定和集團低碳發展需要，將九個評價參數中全口徑供電碳排放強度、零碳排放發電量占比和非化石能源裝機占比作為碳排放控制目標。其中全口徑供電碳排放強度為核心控制目標，表征集團單位全口徑供電量排放的碳排放量，零碳排放發電量占比為非化石能源發電量占總發電量的比例，非化石能源裝機占比為非化石能源裝機占總裝機的比例。
在碳排放控制目標的引領下，遵循“公平、效率和自上而下與自下而上相結合”的原則，綜合考慮區域存量裝機結構、資源稟賦及經濟發展階段，針對煤電存量裝機比例高、低碳資源缺乏、經濟發展相對落后的區域，碳排放限制適當放寬；同時按照“產出最大化”原則，單位碳排放產生GDP越大的區域得到更多的碳排放空間。
同時，綜合時間維度和空間維度的權重，按照時間序列科學合理確定區域公司碳排放控制目標限制，根據區域公司電源、電量和能耗指標，設置各區域碳排放強度限制，對各區域“十三五”及中長期低碳目標進行分解落實，打通了碳排放目標與區域發展規劃的聯系。
通過近幾年碳排放目標分解落實，華電集團裝機清潔化在盤活存量和做優增量上都取得了明顯的成效。從增量上來看，清潔能源裝機占比由2010年的24.8%上升至目前的40.4%，其中水電和天然氣發電裝機居國內同類型企業之首，2011-2018年，通過結構調整累計減排二氧化碳達3.9億噸。
從存量角度來看，近三年，華電集團年均投入約85億元推進煤電機組節能減排升級改造，機組能耗持續下降，同時積極推進存量煤電機組供熱改造，拓展供熱業務，保障電力需求過剩條件下供暖期機組發電利用小時，降低機組能耗，減少碳排放。
與此同時，華電系統主動減量，大力淘汰落后煤電產能，“十三五”以來累計關停高能耗、高排放小火電356萬千瓦，占全國下達關停計劃規模的16%。通過一系列結構的優化，華電集團火電機組煤耗由2010年的328.2克/千瓦時下降到2018年的300.3克/千瓦時，2011-2018年，通過節能降耗累計減排二氧化碳達1.1億噸。
盡管當前降低能耗的難度不斷增加，但通過碳排放專項規劃實施，2016-2018年三年，集團依靠結構調整和節能降耗減排二氧化碳3億噸，超過“十二五”期間減排量，其中結構調整貢獻度80%，節能降耗貢獻度20%，集團公司總體減排成效顯著。
同時，各區域公司通過應用碳排放目標分解落實方法，有力指導和促進了區域公司電源、電量結構整體布局和優化，有效降低區域公司碳排放水平。減排效果的顯著提升，更加堅定了華電集團走綠色低碳發展路線的理念。
充分發揮信息化優勢構建碳排放數據管理體系
挖掘碳排放數據價值，提升碳排放數據質量，是應對全國碳排放市場交易的重要基礎，也是加強碳排放管理水平的重要因素。在構建碳排放專項規劃和低碳發展規劃目標體系時，華電集團充分發揮自身優勢，構建更為完善的碳排放數據管理體系。
2015年初，華電集團充分調研下屬火電企業碳排放核算數據監測情況，發現絕大部分火電企業沒有開展入爐煤元素碳的實測工作。同時，通過對國家發電企業溫室氣體排放核算和報告指南深度研究，以及火電企業入爐煤化驗的深入調研，發現對火電企業入爐煤元素碳檢測沒有明確的規范，在制樣方式、操作規范、數據處理要求等方面也缺乏技術支持性文件的指導，無法廣泛推行元素碳的實測工作。
時下，提早精準研判實測數據取代缺省數據、元素碳含量實測是準確核算排放的關鍵，華電集團提出一套具有普遍推廣性的“元素碳檢測技術指導書”，對燃煤發電企業入爐混合煤樣（入爐綜合煤樣）元素碳檢測從月度縮分樣制樣、縮分樣關鍵指標化驗（包括元素碳、元素氫、水分等指標）、數據處理（基準轉換參數選�。┑确矫�，明確了碳排放核算要求下的元素碳檢測規范，實現全系統元素碳含量實測的全覆蓋，制定了以元素碳含量實測為核心的溫室氣體統計核算制度，有效保證了碳排放數據的準確性，保障了華電集團從容應對以實測數據為報告依據的碳市場形勢。
元素碳全覆蓋的工作實效，規范了系統內統計核算方法，提高了碳排放數據的準確性，避免了集團火電企業碳排放量被高估的風險，降低了企業碳排放履約成本，有效保障了企業的利益。以2018年為例，若華電集團未超前開展實測，經第三方核查后其年度排放量將被嚴重高估，相對于在目前碳排放量的基礎上將增加20%以上，預計可為集團減少利潤損失20億元以上；對外為生態環境部制定相關政策提供數據支撐，使中國華電成為唯一被生態環境部函調要求提供元素碳實測數據支持的支撐單位。
通過該項工作的開展，一方面發現了國家發電企業溫室氣體核算和報告的不足，為后續核算標準的制定提供了具體的思路和建議，極大推動了國家發電企業溫室氣體核算和報告標準的研究與完善；另一方面，使得國家層面掌握了目前火電企業元素碳實測工作開展的情況、以及缺省數據和實測數據之間的差異性，推動了國家層面加快發電行業燃煤機組元素碳實測工作，并已落實實施。
基于元素碳實測工作的全面開展，華電集團從管理體系和制度規范等方面深度優化碳排放數據管理模式。按照“集團抓總、區域坐實、基層強基”的工作思路，于2016年編制并印發《發電企業溫室氣體排放統計核算管理辦法》，并于2017年進行了修訂，推動專人負責碳排放統計核算工作，建立了自下而上的三級數據保障機制，確立三級管理體系，明確火電廠負責碳排放月度數據和年度報告的統計和報送，二級公司負責月度數據和年度報告審核和匯總上報，華電電科院作為集團公司技術支撐單位負責月度數據的審核和指導職能，集團公司創新發展部作為歸口管理部門，負責制度制定和總體協調，真正實現碳排放核算過程檢測有要求、核算有標準、報送有規范、業務有支撐、管理有成效。
此外，為保障統計核算管理辦法的落實，華電集團以信息化手段作為重要抓手，按照國家碳市場建設進展及各級單位碳排放管理需求，以碳排放數據管理為核心，構建了基于生產實時數據的碳排放管理信息系統，并于2019年全面上線，系統通過設定標準化的業務流程和規范化的統計核算方法，有效保障了數據的準確性和統一性，減少基層企業工作量80%以上，切實提高了碳排放管理工作效率。
以技術創新為引領挖掘碳減排潛力
長久以來，關于“去碳化”“去煤化”的爭論不絕于耳，對于我國以煤為主的能源結構和資源稟賦而言，單純控制煤炭使用量來達到減碳目標并非是關鍵手段。但低碳發展是未來電力行業的大勢所趨，掌握低碳領域的關鍵技術將成為大型發電企業實現轉型升級的“關鍵一招”，也是在企業、行業層面履行和兌現我國碳減排大國承諾的重要一環。立足可持續發展的內在需求，在不同階段持續探索全國碳市場應對策略，指導下屬企業開展碳排放科技項目研究，成為華電集團貫徹綠色發展理念的重要抓手。
在總部層面，加快集團能源科技創新步伐，超前開展碳排放領域核心技術攻關。一方面，密切追蹤碳捕集、封存與利用（Carbon Capture, Utilization and Storage，CCUS）技術路線和市場激勵措施政策，加強CCUS技術領域的研發和應用，建成華電江蘇句容電廠百萬千瓦機組萬噸/年二氧化碳捕集示范工程，并重點開展以化學轉化和礦化固定為核心的碳利用技術研究。另一方面，搭建電力行業首個碳排放在線檢測實驗平臺，實現碳排放在線監測技術在電廠復雜應用場景下的模擬和研究，開展CEMS監測CO2與物料衡算法的對比研究，論證了以“在線監測”為方向及突破口的碳排放管理新理念，為碳排放在線監測技術推廣應用和國家碳市場政策的優化提供科學依據，助力未來全國碳市場監測體系研究和建設。
早在全國碳市場啟動前，基于對政策形勢的預判，華電集團就認識到了碳排放管控給企業帶來的機遇與挑戰，2016年開展了“碳管理和碳資產運作機制研究”的研究，通過分析機組“十二五”階段排放特征及新能源CCER開發情況，結合政策預期，提出了“十三五”期間不同情景下的履約路徑。
2017年，隨著碳市場政策逐漸清晰，發電企業保增長和碳減排的雙重壓力逐漸顯現，華電集團在山東淄博公司開展了“全國碳市場對發電企業生產運營模式的影響及應對策略研究”研究，識別影響火電企業生產運行、運營的關鍵要素，建立了火電企業降碳技術庫，研究了全國碳市場下的降碳路徑，提出了碳市場下企業生產運行優化建議，開發燃煤采購優化調度模型，經中電聯組織的成果鑒定，該成果達到“國際領先水平”。
2019年，全國碳市場就要啟動真金白銀的交易，華電集團在山東章丘公司開展“碳排放診斷預警技術及應用工具研究”項目，通過建立碳排放診斷預警系統，以期借助系統工具實現對碳排放參數質量把控、碳排放指標實時監控預警以及生產運營優化指導，從而加強火電單位碳排放管理工作水平。
通過一系列科技項目的研究，提高了集團各層級對碳排放管控的認識，碳排放因素也真正作為企業的生產經營決策要素之一被考量，為應對全國碳交易市場奠定堅實的基礎。
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