可再生能源碳减排监测方法研究

周 霞 李 岩 谭 瑶 柳 杨 申 琳 马 兰(宁夏清洁发展机制环保服务中心，银川 750001)

可再生能源碳减排监测方法研究

周 霞 李 岩 谭 瑶 柳 杨 申 琳 马 兰
(宁夏清洁发展机制环保服务中心，银川 750001)

本文针对太阳能与风能等碳减排项目CDM核查/核证期间减排量签发难度大，成功率低等问题，研究总结了可再生能源碳减排项目减排量计算、项目泄漏估算及监测期突发事件应对方案，建立了可再生能源碳减排监测方法，可保证可再生能源利用项目碳减排量符合联合国执行理事会关于签发碳减排量可测量、可报告和可核查的规定，为可再生能源利用项目CDM核查/核证提供借鉴和参考。

可再生能源 碳减排 CDM 监测方法

可再生能源能够替代化石能源，从而减少化石能源消耗以减少温室气体排放，开发利用可再生能源已成为世界各国保障能源安全、加强环境保护、应对气候变化的重要战略性措施。中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力。太阳能发电与风力发电产业，属零碳排放的清洁能源产业，但由于投资大，发电量较低，收益低，导致目前太阳能发电和风力发电与传统煤电产业相比竞争力较差。按照《京都议定书》制定的清洁发展机制(Clean Development Mechanism，CDM)要求与规定，太阳能发电与风力发电项目的运行减少了温室气体排放，利用国家或地区间碳源和碳汇拥有量的差异，经过项目设计、监测、第三方认证机构审定与核查核证，可将其产生的碳减排量开发成为合格的碳资产，成为可供交易的产品，用于国际或国内碳交易，从而为太阳能发电与风力发电产业带来巨大经济效益，促进太阳能发电产业与风力发电产业健康快速发展。

1 可再生能源碳减排监测要求

一个可再生能源项目最终要产生合格的减排量，需要经过严格的碳资产开发流程，包括项目设计文件编写、项目审定、注册成为CDM项目、执行监测、核查核证、签发减排量。

在CDM项目开发过程中，一个项目被联合国CDM项目执行理事会(CDM EB)批准注册只是成功了一半，只意味着CDM项目产生的减排量合法，而最终项目产生的减排量取决于监测的执行和核查/核证。因此，在碳资产开发各流程中，项目的监测是产生合格减排量的关键，监测期的时间间隔由CDM项目执行机构与买家根据合同共同商议确定，每个监测期时间要延续，即监测期之间无时间间隔。因此项目的监测是一个持续性的工作，在每个监测期内均需要对数据进行监测、汇总，计算减排量并最终形成监测报告，用于项目的核查/核证以及申请减排量。所以要求识别出项目的监测关键环节如图1。

图1 可再生能源碳减排项目监测关键环节

2 可再生能源碳减排项目监测存在的问题

一个CDM项目从开发到提交各方审查并最终在联合国EB注册，需要长达至少半年以上的时间，成功注册的CDM项目如果没有经过指定的核查机构专门测量和审计其碳排放，就不可能在国际碳排放市场上转让其碳量以获取价值。因此，高度重视和认真做好已注册CDM项目的监测工作，直接关系着评价项目对保护全球气候环境的贡献，以及项目合作方的实际利益。

目前，CDM项目已遍布世界58个国家和地区，中国在联合国EB已注册新能源和可再生能源项目3173个，已获签发项目1217个，已注册项目签发率不足40%。所以针对项目业主和咨询服务公司在可再生能源碳减排项目签发工作中可能存在的突发事件、温室气体减排量计算和项目泄露估算等问题，研究制定可操作性强的可再生能源碳减排项目监测方法，编制监测计划、监测执行标准和监测指导手册，建立潜在变更影响评价机制并制定快速响应方案。

3 可再生能源碳减排项目监测方法

3.1 可再生能源碳减排项目温室气体减排量计算方法

温室气体减排量计算方法主要从设定项目活动边界、基准线识别、方法学研究和额外性分析等方面来研究项目产生的温室气体减排量。根据基准线温室气体排放、项目活动温室气体排放和项目泄漏的计算方式以及排放因子计算工具计算项目产生的温室气体排放量。

3.1.1 温室气体的种类

温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体。这些温室气体主要包括六种：二氧化碳(CO2)、 甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)。

表1 各种温室气体的生命周期及温室效应值

目前可实施碳交易的温室气体主要集中在CO2、N2O、HFCs和PFCs领域。

3.1.2 温室气体减排量计算

(1)基准线下温室气体排放量

对于可再生能源发电项目，基准线排放是由于项目活动所替代的火电厂发电产生的CO2排放，其等于项目活动水平乘以基准线情景下的温室气体排放系数。计算如下：

BEy=(EGy-EGbaseline)×EFgrid，CM，y

此处：BEy：在年份y的基准线排放(tCO2/yr)；EGy：项目产生的上网电量(MWh)；EGbaseline：项目改造或更新提供给电网的基准线发电量(MWh)。 对于新的电厂该值为零；EFgrid，CM，y：在年份y所连接电网的组合边际CO2排放因子，根据最新版“电力系统排放因子计算工具”计算。

(2)项目活动温室气体排放量

项目排放是指由于项目活动的实施所导致的GHG排放。

项目排放量=项目活动水平×项目所应用技术或者燃料等的温室气体排放系数。

对于大多数可再生能源项目，PEy=0。但是以下项目类型的活动，项目排放必须要考虑。

(A)地热发电厂

对于地热项目活动，项目参与者应该考虑如下的排放源，如果适用的话：

从产生的蒸汽中不可凝结气体释放引起的CO2和甲烷的逸散性排放；地热电厂运行所需化石燃料燃烧引起的CO2排放。

(B)水电站

新建水库的水电项目活动和增加现有水库容量的水电项目活动，项目参与方要考虑项目本身排放，主要有以下两种情况：

(a)如果水电站的功率密度(PD)大于4W/m2而且小于或者等于10W/m2：

(b)如果水电站的功率密度(PD)大于10W/m2。

(3)项目泄漏计算

泄漏是指项目边界之外出现的、可测量的、可归因于清洁发展机制项目活动的温室气体(GHG)源人为排放量的净变化。

在电力部门项目中潜在的引起泄漏的主要排放是由于电厂建设，燃料处理(开采、加工、运输)以及土地淹没等活动引起的。

如果项目产生多种温室气体减排效益，则每种气体都要进行计算。

3.2 可再生能源CDM项目泄漏估算方法

项目泄漏是与项目边界直接相关的一个概念，指的是在项目边界外由于CDM项目活动所导致的温室气体排放的可测量的变化。

3.2. 1 项目泄漏的识别

CDM方法学中规定了计算减排量时要考虑泄漏，在计算项目泄漏之前，要先识别泄漏的来源。总结所有泄漏的来源，可以从以下方面进行识别：

(1)是否有项目活动应用的原料来源于或产品应用到项目边界之外；

(2)如果项目活动应用的原料来源于或产品应用到项目边界之外，则原料的生产，运输，产品的运输是否产生GHG排放；

(3)项目活动不再使用的设备是否转移到项目边界之外继续应用于其它活动，产生GHG排放。

(4)项目活动中应用的原料会不因为项目活动而产生GHG排放。

3.2. 2 项目泄漏的预防

对应项目泄漏的识别，可以从以下方面预防不可计量的项目泄漏：

(1)可再生能源领域项目的潜在泄漏来自于化石燃料燃烧的排放增加或生物质废弃物由其他用途转为发电而产生的排放。各种泄漏如何计算和考虑需要对应基准线情景，防止生物质废弃物的利用不会导致其他地方的化石燃料消耗的增加；

(2)防止项目活动和没有项目活动时不会产生项目原料或产品本身或化学反应之后逸散而产生排放；

(3)防止项目活动没有运输而消耗化石燃料和电力而产生排放；

(4)防止没有因为项目活动而发生项目边界内的设备转移到项目边界外。

(5)控制泄漏的量足够小，根据相关的CDM方法学可以忽略不计。

3.3 可再生能源CDM项目潜在变更影响评价机制和变更快速响应方案

可再生能源CDM项目变更是指项目活动现状与已被CDM EB批准的PDD中描述的项目活动相比发生了改变，进而按照CDM EB公布的相关标准、指南和程序对项目相关内容进行更正，使PDD中描述的项目活动与实际相一致，符合CDM项目一致性原则。

其中项目变更从临时性变更和永久性变更两方面来分析发生此类变更后项目参与方应该采取的措施；项目潜在变更评价与响应方案从事前评估与响应(项目活动还未获批时，项目设计者对项目的实际施工设计和参与方规划方案进行事前评估，排除潜在变更)和事后评估与响应(项目活动已经获批，实际运行情况与获批PDD中描述不符合，需要根据不同的变更类别采取不同的响应方式)两方面来研究分析。

3.3.1 项目潜在变更的事前评估(ex-ante)与响应

为了保持CDM项目的一致性，在项目还未获批时就需要评估项目的一致性，排除潜在变更引起的风险。

主要评估项目的所有物理特性，包括所采用的技术、设备、监测和计量设备是否到位。关键点在于评估运行设备和监测设备所采用的技术。

对于监测计划，由于项目执行需要严格按照其执行，因此在前期编制的时候要评估监测频率、监测设备校准频率、监测因子是否符合实际情况，记录和储存的数据是否合理。上述应严格按照方法学的规定进行，如果项目参与方的实际监测频率与方法学有冲突，则优先考虑遵从严格的监测频率、校准频率进行，如果不能达到，则选择事后评估和响应方案。

3.3.2 项目潜在变更的事后评估(ex-post)与响应

如果项目实际运行情况与获批PDD中不符合，需要根据不同的变更类别采取不同的响应方式。

(1)临时性变更评估与响应

对照已获批的项目PDD，项目参与方临时不能按照在联合国获批的监测计划或应用的方法学监测已获批CDM项目活动情况，即监测方案的临时性偏离，可能在后续的运行过程中能完全按照已获批PDD的监测计划和方法学执行。项目参与方应使用保守的假设或折减因子来计算以确保温室气体减排量没有因为偏离而被高估。

(2)永久性变更评估与响应

(a)计入期开始时间变更评估与响应

计入期变更仅限于项目计入期开始时间晚于批准日期。当项目的投产时间在计入期开始时间之前，项目参与方可以主动申请提前计入期开始时间；当项目投产时间在计入期开始时间之后，项目参与方可以主动要求计入期开始时间延后，以减少计入期空置时间。项目参与方对于获批CDM项目活动不能提出变更计入期开始时间超过2年的申请，对于最不发达的国家，这个时间宽限为4年。项目参与方与指定的经营实体(DOE)必须评估项目计入期开始时间不会导致基准线变化，并向CDM EB提出书面申请。

(b)已获批监测计划或方法学的永久变更评估与响应

对照已获批的项目PDD，项目参与方不能按照在联合国获批的监测计划或应用的方法学监测已获批CDM项目活动情况，即监测方案或方法学的永久变更，项目参与方将修改监测方案，不但需要符合实际情况以便监测，且需要符合CDM要求。

(c)项目活动的设计文件变更评估与响应

由于项目设计文件涉及的内容较多，关键点是项目的装机、技术、设备、项目地点及技术参数等的变更及其引起的项目额外性变更影响。

根据CDM EB相关标准、指南和程序，项目参与方须在第一时间做出变更影响评价，提出变更快速响应方案，并在第一时间通知DOE进一步对变更影响进行评价和审查，做到快速响应。

3.4 可再生能源CDM项目监测突发事件应对方法

监测突发事件主要有因不可抗拒的自然灾害、国家或地方相关主管部门的政策措施、业主本身不可控的调整行为及上述突发事件可能会引发的次生事件引起的对可再生能源碳减排项目运行状态发生改变的事件。这些突发事件对处于审定后期特别是已经获得CDM EB批准注册的CDM项目的影响至关重要。为减少此类突发事件，降低开发风险，研究相应可行的可再生能源碳减排项目监测突发事件应对方法非常必要。

3.4.1 自然因素引起的突发事件及应对方法

自然因素引起的突发事件是指由于自然灾害等不可抗力导致项目建成后实际的运行状态与已注册版PDD描述的内容不符，或是损毁项目发电主体设备等情况。

(1)监测设备损毁应对措施

监测设备损毁是指与CDM项目直接相关的监测点的电能计量表的损毁，或因其他设备的损坏或更换而引起的电能计量表失灵或损坏。对于监测设备的损毁，项目业主必须要及时通知当地计量检定中心更换新的关口表；新表读数从零开始，安装位置不变。更换后的电能计量表精度要与旧表保持一致或高于旧表的精度，如0.5S变为0.2S；在更换关口表后必须要及时与具有合同关系的DOE就电表更换事宜进行沟通，以避免扩大对项目后期核查的负面影响，同时做好相关资料和文件的归档工作。

(2)运行设备损坏应对方法

运行设备损坏是指因不可控因素导致其无法正常运行或毁坏。按照设备损坏的不同情形和程度分别提出应对方法。

(A)更换新的发电机组

更换后若变更装机容量和单机参数，将相关更换描述修改体现在PDD中并保存好相关文件，DOE要评估更换设备后：(a)是否继续适用注册PDD所适用的方法学；(b)是否适用方法学和监测计划的合规性；(c)项目活动监测的准确性和完整性水平；(d)项目活动的额外性；(e)项目活动规模。

(B)保持现状，不更换新的发电机组：(a)发电机组通过维修可继续使用。发电机组如果通过维修还能继续使用，可视为一次大修。在大修期间需要做好记录，这需要在监测报告中进行相关论述并说明大修是否对已注册项目活动有影响；(b)发电机组报废，总装机容量变小。此种情景需修改PDD，重新论证项目额外性。

3.4.2 国家或当地主管部门措施引起的突发事件及应对方法

国家或当地主管部门措施引起的突发事件是指由于国家和地方法规变更或完善使项目运行状态与注册后状态不同，或是对项目额外性产生影响。处于注册中或完成注册的可再生能源CDM项目如因政策变更引起风电/太阳能发电设备的类型或选型的变更，须事先经CDM EB批准才能开展项目核查工作。

3.4.3 业主调整措施引起的突发事件及应对方法

由于业主的实际情况需要对拟建或正在施工的CDM项目采取调整措施，使项目实际活动状态与可行性研究报告工程设计及注册的CDM活动状态不同，或对CDM项目额外性产生影响的突发事件，如项目规模扩大或缩小、监测设备变更或项目业主变更，需要政府主管部门出具同意项目调整措施的批文，修改PDD重新论证项目额外性。

3.4.4 次生突发事件及应对方法

次生突发事件是指由于上述突发事件可能会引发的事件，如实际电量超发或偏小现象等。对于次生突发事件，需要做好支持性文件收集，了解原因并做到提前预判和应对。

4 结 论

目前宁夏已注册的可再生能源CDM项目正在按照可再生能源碳减排监测方法执行项目监测工作，依据在风电CDM项目的示范经验和效果来看，在可再生能源CDM项目的示范与应用上应会对其监测工作提供重要技术支撑，为后续减排量的签发做好保障。

通过对可再生能源碳减排监测方法的研究与应用，减少我国同类可再生能源碳减排项目监测实施过程中的风险，为可再生能源领域的企业提高核心竞争力带来强有力的技术支撑，开拓更广阔的发展空间，也为我国在可再生能源碳减排领域提高并形成国际竞争力奠定基础。

[1]UNFCCC.联合国清洁发展机制网[G/OL]. http：//cdm.unfccc.int.

[2]中国清洁发展机制网[G/OL]. http：//cdm.ccchina.gov.cn.

[3]可再生能源联网发电方法学[ACM0002 Consolidated methodology for grid-connected electricity generation from renewable sources ].

[4]额外性论证与评价工具[Tool for the demonstration and assessment of additionality].

[5]电力系统排放因子计算工具[Tool to calculate the emission factor for an electricity system ].

[6]化石燃料燃烧导致的项目或泄露的CO2排放计算工具[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

项目资助：宁夏科技攻关计划项目“可再生能源碳资产开发中监测技术研究与应用”(2011ZYH011)；国家科技支撑计划项目(2014BAD24B02)；国家CDM基金项目(2013121)

周霞，助理研究员，CDM项目经理，主要从事CDM项目/CCER项目开发与研究工作

X21

A

1673-288X(2017)01-0062-04

引用文献格式：周 霞 等.可再生能源碳减排监测方法研究[J].环境与可持续发展，2017，42(1)：62-65.