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「雙碳」目標(biāo)下的白云行動(dòng)——數(shù)據(jù)科學(xué)引領(lǐng),“碳”索電力裝備綠色轉(zhuǎn)型新途徑

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當(dāng)下,全球氣候變暖問題日趨嚴(yán)峻,這與人類在生產(chǎn)生活中排放的溫室氣體密切相關(guān),因此降低以二氧化碳為代表的溫室氣體排放成為了全世界各國(guó)、各組織的研究焦點(diǎn)。為了掌握碳排放的真實(shí)數(shù)據(jù),合理評(píng)估減排工作的效果,挖掘減排潛力,需要有相應(yīng)的技術(shù)手段來核算碳排放計(jì)量,于是相關(guān)的技術(shù)研究就應(yīng)運(yùn)而生。

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碳足跡是什么?

碳計(jì)量

即碳排放計(jì)量,是一種監(jiān)測(cè)和計(jì)量人類活動(dòng)向地球直接和間接排放溫室氣體的措施,溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳,因此用碳來指代溫室氣體。

碳足跡

碳足跡所研究的范圍更為具體,通常涵蓋產(chǎn)品、服務(wù)、場(chǎng)所等,如產(chǎn)品碳足跡是指產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、廢棄等各個(gè)階段全生命周期所排放二氧化碳當(dāng)量或碳當(dāng)量,能夠反映產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的友好程度。

二十世紀(jì)末,氣候變暖逐漸成為世界關(guān)注的話題,學(xué)界開始關(guān)注溫室氣體的排放問題,并提出了碳足跡這一概念。到二十一世紀(jì),各國(guó)先后做出減排承諾,中國(guó)在2020年提出了“雙碳”目標(biāo),即碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值,爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,時(shí)間窗口緊,減排壓力大。另一方面,歐盟提出建立“碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制”,要求某些產(chǎn)品進(jìn)入歐盟關(guān)境時(shí),需要為其生產(chǎn)時(shí)排放的溫室氣體額外支付款項(xiàng),通常被稱為“碳關(guān)稅”。多重因素作用下,企業(yè)需要加快進(jìn)行減排行動(dòng),以應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外環(huán)境的變化。

在全球減排的大背景下,為了實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo),各行各業(yè)都迫切需要來“看清楚”產(chǎn)品的碳足跡,從而有針對(duì)性地開展相應(yīng)的減排措施。這也讓“碳足跡”這個(gè)詞語(yǔ)躋身2023年度十大科技名詞。

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近年來,我國(guó)也在大力推動(dòng)碳足跡核算、評(píng)價(jià)和認(rèn)證體系的建設(shè)工作。2023年末,國(guó)家發(fā)改委等部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快建立產(chǎn)品碳足跡管理體系的意見》部署了產(chǎn)品碳足跡管理重點(diǎn)任務(wù),提出制定產(chǎn)品碳足跡核算規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)碳足跡背景數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、建立產(chǎn)品碳標(biāo)識(shí)認(rèn)證制度、豐富產(chǎn)品碳足跡應(yīng)用場(chǎng)景、推動(dòng)碳足跡國(guó)際銜接與互認(rèn)等。

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白云電氣集團(tuán)一直以來專注綠色智慧能源,作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電力能源裝備制造企業(yè),始終高度關(guān)注節(jié)能降碳的前沿技術(shù),建立綠色智慧能源數(shù)據(jù)科學(xué)研究院,積極開展“雙碳”相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案的研究工作,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院廣州能源所建立了行業(yè)首個(gè)面向電氣領(lǐng)域的碳計(jì)量技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,目前已完成國(guó)內(nèi)首個(gè)電氣產(chǎn)品碳足跡計(jì)量技術(shù)的研究,取得了階段性的成果。


碳足跡研究難點(diǎn)何在?

“雙碳”目標(biāo)下,能源是碳減排的主戰(zhàn)場(chǎng),電力是碳減排的主力軍,而電力裝備作為電力系統(tǒng)的重要組成,將會(huì)是碳減排的重點(diǎn)實(shí)施領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)碳足跡體系建設(shè)尚不健全,針對(duì)電力裝備的碳足跡核算存在一定的難點(diǎn)

白云電氣集團(tuán)綠色智慧能源數(shù)據(jù)科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱“研究院”)院長(zhǎng)盛健表示:“業(yè)界普遍參考的ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)較為寬泛,具體到電力裝備產(chǎn)品的碳足跡核算,需要更加有針對(duì)性的深入研究?!?/p>

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ISO 14067是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定,為解決“碳足跡”具體計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn),用于指導(dǎo)產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)溫室氣體排放量的計(jì)算。

盛健院長(zhǎng)介紹,目前研究院對(duì)產(chǎn)品碳足跡的分析和計(jì)算涵蓋三大部分:

  • 第一部分是煤炭、石油、天然氣等一次能源的使用;

  • 第二部分是以電力為主的二次能源使用;

  • 第三部分是包含除前兩者外所有產(chǎn)生碳排放的環(huán)節(jié),也是研究的重點(diǎn)。

電力裝備制造是典型的離散型制造,產(chǎn)品的零部件多、生產(chǎn)流程復(fù)雜、非標(biāo)準(zhǔn)化程度高,不同產(chǎn)品在能耗、工時(shí)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖谳^大差異,需要建立一套監(jiān)測(cè)和評(píng)估的方法,這也是目前研究的核心難點(diǎn)。

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另一方面,電力裝備全生命周期評(píng)價(jià)還涵蓋上游供應(yīng)鏈以及下游客戶,需要龍頭企業(yè)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游推動(dòng)碳數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。


目前,白云電氣集團(tuán)正積極聯(lián)合國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等重點(diǎn)客戶單位及機(jī)構(gòu),推動(dòng)相關(guān)碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣,完善電力裝備產(chǎn)品碳足跡的標(biāo)準(zhǔn)體系。


碳足跡研究有何意義?


直觀地去理解,產(chǎn)品碳足跡反映的是產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的友好程度,但實(shí)際上碳足跡涉及產(chǎn)品的方方面面,對(duì)企業(yè)而言具有非常重要的意義。碳足跡能夠讓企業(yè)全面了解自身生產(chǎn)工藝流程中的薄弱環(huán)節(jié),通過降低碳排放來倒逼企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)。

研究院經(jīng)過一年的努力,積極探索研究重點(diǎn)產(chǎn)品中壓氣體絕緣柜碳足跡,完成了行業(yè)首個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣工作,形成了中低壓氣體絕緣柜碳足跡核算的方法論,并于今年1月獲得了由廣東省低碳發(fā)展促進(jìn)會(huì)頒發(fā)的2023年度廣東碳標(biāo)簽證書。

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關(guān)于碳足跡對(duì)企業(yè)的意義,盛健院長(zhǎng)作了通俗的類比:“就像給產(chǎn)品降成本一樣,需要先把財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)拉出來,才能有針對(duì)性地對(duì)占比較大的部分進(jìn)行優(yōu)化。”碳足跡解決的就是后續(xù)一系列降碳工作的基礎(chǔ)——摸清楚“碳家底”

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電力裝備由于對(duì)絕緣性能的要求,通常需要使用特殊的氣體填充,業(yè)界普遍采用的是六氟化硫氣體,這是一種極強(qiáng)的溫室氣體,在大氣中的溫室效應(yīng)約為二氧化碳的24000倍,是電力裝備產(chǎn)品碳足跡研究重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

在中壓氣體絕緣柜的碳足跡研究中,經(jīng)過數(shù)據(jù)收集核算,發(fā)現(xiàn)在使用過程中因六氟化硫氣體泄露產(chǎn)生的碳排放,占據(jù)其生命周期碳足跡中很高比例,因此,采用替代六氟化硫的環(huán)保氣體是減少該產(chǎn)品碳足跡最有效的方式。

目前,白云電氣集團(tuán)及關(guān)聯(lián)企業(yè)與南方電網(wǎng)科研院進(jìn)行C4F7N/CO2混合氣體替代SF6的合作研究,成功完成了環(huán)保型氣體絕緣設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。

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除了產(chǎn)品以外,針對(duì)工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳核算也非常有價(jià)值。研究院通過對(duì)工廠生產(chǎn)全流程進(jìn)行燃料與電能消耗的碳足跡核算,能為節(jié)能降碳工作的開展提供具有參考意義的指導(dǎo)意見,目前已逐步在白云電氣集團(tuán)各產(chǎn)業(yè)基地進(jìn)行推廣應(yīng)用。

未來,研究院將會(huì)在“雙碳”相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)投入,基于已經(jīng)形成的碳計(jì)量方法論,逐步推廣實(shí)現(xiàn)電力裝備產(chǎn)品的全面覆蓋,推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。下一步,則是基于已有的能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái),開發(fā)打造碳足跡監(jiān)測(cè)平臺(tái),探索碳計(jì)量技術(shù)服務(wù)企業(yè)的新模式。

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碳計(jì)量技術(shù)不僅僅是減少碳排放的工具,更是推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新途徑。盛健院長(zhǎng)表示,我們希望通過碳計(jì)量技術(shù)的研究和應(yīng)用,促使企業(yè)在生產(chǎn)制造及產(chǎn)品服務(wù)方面的技術(shù)迭代,實(shí)現(xiàn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升,推動(dòng)電力裝備產(chǎn)業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。


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