碳边境调节机制下园区光储充一体化碳减排潜力分析

摘 要：随着全球气候变化问题的日益严峻，碳减排已成为国际社会共同关注的焦点，在欧盟碳边境调节机制（CBAM）的推动下，企业碳排放约束加强。基于CBAM对出口的降碳要求，对园区应用光储充多能互补绿色低碳技术进行碳减排潜力分析，研究发现，光储充一体化通过光伏发电满足园区内的电力需求，同时利用储能系统平衡电力供需，减少对传统电网的依赖，实现了清洁能源的利用、能源的优化配置和智能化的管理，助力园区降碳减排。以苏州市某综合智慧能源工程为例，分析了光储充一体化减排效果，验证了其减排潜力。园区应积极应用光储充一体化低碳技术、构建园区碳监测大数据管理平台、探索园区碳减排协同管理技术、参与碳减排交易以实现进一步减污降碳、激发碳减排潜力。

关键词：碳边境调节机制，光储充一体化，碳减排

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.02.004

0 引 言

随着全球气候变化的加剧，碳边境调节机制（CBAM）作为一种新型的国际贸易政策工具，正逐渐成为应对碳泄漏、推动全球碳减排的重要手段，2023年5月，CBAM法案正式生效，该机制的实施对国际贸易模式和碳减排格局产生巨大影响，给我国出口企业造成一定压力。

园区作为能源消耗和碳排放量较大的主体，在全球气候治理的大背景下，低碳转型已成为必然趋势，园区及相关企业需要加快技术升级和转型的步伐，以满足CBAM的碳排放要求并降低出口成本。

光储充一体化作为新能源领域的创新技术，可以为园区提供节能降耗、可持续发展的解决方案。当前，针对光储充一体化的研究主要集中在容量配置、效益分析、协同优化等方面。

在容量配置方面，文献[1]针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置问题，提出了光储充电站储能容量优化策略。文献[2]通过建立精细化储能模型与光储配置模型，组建了优化配置方法。文献[3]针对配电系统发电与输电压力，结合客户需求与分布式光伏特性，提出光储充一体化配置原则和策略。文献[4]研究发现光储容量配置对一体化电站的经济贡献大于充电桩个数和候车位个数，在实际规划中应设置规划优先级。

在效益分析方面，文献[5]建立了光储充联合系统经济分析模型，通过案例分析证实了光储充联合系统的经济效益，同时光储充系统的经济效益会伴随碳市场的不断发展出现新的增长点。文献[6]对比了充电站配置光储系统前后的二氧化碳排放量，研究发现，配置后的排放量比配置前减少约30%，每年能够降低CO 2排放量14. 6吨，节省排放成本10950元。

在协同优化方面，文献[7]将设备改造扩建作为决策手段提出光储充一体化充电站的规划方法。文献[8]提出一种计及碳排放流的光储充一体化电站和氢能汽车加氢站的联合规划方法。文献[9]以用户经济效益最高为目标，立足于分时电价，搭建了光储系统优化控制系统。文献[10]提出一种光储充电站储能系统的全寿命周期优化运行方法，以优化储能充放电策略为手段提升运行经济性。文献[11]对不同负荷场景下电站各组成模块进行优化配置，得出各场景下电站各组成模块的最优配置方案。

现有研究普遍侧重于光储充一体化的技术与运作研究，缺乏园区光储充一体化碳减排效果的量化分析，本文参照分布式光伏项目、储能站、充电桩的核算方法学，通过相关案例进行计算，验证光储充一体化碳减排效果。

1 碳边境调节机制概述

CBAM是欧盟为应对气候变化、实现其减排目标而提出的一项重要政策，目的是预防“碳泄露”。

1.1 CBAM立法历程

初步提出：2007年，欧盟开始关注碳泄漏风险并讨论碳关税；2019年12月，《欧洲绿色新政》提出要通过扩展碳市场覆盖范围、加速免费配额递减速率和推出碳边境调节机制来实现气候目标。

立法推进：2020年3月，欧盟提交CBAM影响评估报告；2021年3月，欧洲议会通过设立CBAM决议；2021年7月，欧盟委员会投票通过了旨在落实《欧洲绿色新政》减排目标的“fit for 55”一揽子行动计划，CBAM立法程序正式启动。

最终通过：2022年6月，欧洲议会表决通过关于CBAM的议会方案；2023年4月，欧洲议会与欧盟理事会先后批准了CBAM法案；2023年5月，CBAM法案正式出版生效，在欧盟法律体系中获得了仅次于条约的法律效力。2023年10月，CBAM进入三年过渡期，于2026年1月1日正式实施。

1.2 CBAM覆盖范围

基于“碳泄漏”风险和碳排放量较高的选择标准，现阶段CBAM适用于以下六大类进口到欧盟的商品：钢铁、铝、氢、水泥、化肥、电力。CBAM法案同时也明确了欧盟委员会应在过渡期结束之前就CBAM的产品适用范围进行衡量评估，并进行相应的修改和调整，未来可能会延伸到更多行业。

在过渡阶段，进口商应按照CBAM要求提交包括进口产品的数量、碳排放量等内容的报告，暂不必支付费用。根据《碳边境调节机制》过渡期实施细则第7条规定，如果已在原产国对进口产品的碳排放有效支付了碳价，申报人可申请抵扣。正式运用后，欧盟进口商需提交与进口的商品总数及其隐含碳排放量等价的CBAM证书，CBAM覆盖范围如表1所示。

1.3 CBAM核算

目前欧盟给出的碳排放核算方式是，如果进口产品能提供排放水平证明，欧盟则会按照其经过证明的、实际排放水平征税；如果进口产品不能提供排放水平证明，欧盟将按照各国产品的最佳可用排放数据以及欧盟碳市场平均价格向该进口产品征收碳边境调节税。因此，在碳边境调节机制下，可以提供低排放证明的低碳进口产品将比普通的欧盟产品更具竞争力。目前，生产耗电所产生的间接碳排放不被纳入碳边境调节机制，但是2025以后，欧盟委员会将再次考虑纳入机制里。

简单商品碳足迹核算公式：

式中：TotalSeeg是商品生产过程中实际产生的直接碳足迹总量；TotalVolumeg是商品在进口申报期内原产国的生产总量；Inputsg是生产商品所消耗的原材料在其自身生产过程中实际产生的直接碳足迹；VolumeOffsetg指在进口申报期内，商品生产商在原产国采取碳抵消措施被欧盟进口国相关机构认可的年度碳抵消总量。

1.4 企业应对策略

CBAM的实施给我国相关企业施加了压力，园区和企业需要积极应对，通过加强碳排放管理、参与碳市场、加强国际合作与交流、寻求政策支持、增强与ESG的耦合等多种手段，降低碳排放，提高竞争力，以适应全球气候治理的新趋势。

（1）加强碳排放管理

减排管理的根源是从能源供应端减少碳排放，园区要优先采用清洁能源，减少生产过程中的能源消耗和碳排放，同时，加强技术创新，优化产品的结构，研发和生产低碳产品，降低产品碳足迹。

（2）参与碳市场

建立和完善自身的碳排放核算体系，准确计量碳排放量，针对CBAM，掌握其核算方法、认证和抵消、操作流程等，通过参与碳市场实现碳排放抵扣，降低成本。

（3）加强国际合作与交流

与欧盟等实施CBAM的国家和地区进行对话和合作，了解他们的政策动向和市场需求，以便更好地适应CBAM的要求。

（4）寻求政策支持

积极争取相关部门技术、资金等方面的支持和帮助，配合参与相关政策法规和标准的制定，推动国内碳减排工作的进展。

（5）增强与ESG的耦合

园区或企业应将CBAM管理与自身的环境、社会和治理（ESG）战略相结合，全方位加强品牌建设，寻找新的商业机会和竞争优势。

2 园区光储充一体化概述

2.1 市场环境

光储充一体化作为新能源领域的重要发展方向，近年来受到了广泛关注。在新能源汽车市场不断扩张、用户充电需求不断增加的背景下，传统充电方式已难以适应市场情况，光储充通过集光伏发电、储能系统和充电设施于一体，为绿色电力自发自用从而解决新能源汽车充电难题提供了有效途径，众多主体参与到光储充一体化建设中，如表2所示。

2.2 光储充一体化项目减排路径

（1）光伏发电系统实现能源转换

通过光伏组件直接将太阳能转换为电能，避免了化石燃料的燃烧，从而减少了二氧化碳的排放。同时，通过调整组件的布局和朝向，实现太阳能捕获效率的最大化，充分开发绿色能源。

（2）储能系统实现多余电量的存储、平滑负荷曲线

当光伏发电供给大于园区实时需求时，多余的电量可被储能系统存储，储能系统能够平抑电网的负荷波动，降低对外部电网的依赖，提高电网的稳定性。同时，这也减少了因电网负荷波动而可能导致的能源浪费和额外排放。

（3）充电设施提供智能、清洁充电服务

智能化的充电管理系统，可以根据园区的用电需求和电网负荷情况，自动调节充电功率和时间，为电动汽车等提供清洁、稳定的充电服务，减少碳排放。

3 光储充碳减排量核算方法

3.1 分布式光伏项目碳减排量

根据方法学，光伏发电项目减排量计算公式如下：ERy=BEy

BEy=EGPJ，y×EFgrid，CM，y

式中：ERy为y 年减排量（tCO2e/yr）；BEy为y 年基准线排放量（tCO2e/yr）；EFgrid，CM，y为项目为y 年度项目CO2组合边际排放因子（tCO2e/MWh）；EGPJ，y为项目在y年度由于自愿减排活动的实施所产生的净上网电量（MWh/yr）。

3.2 储能站碳减排量

储能建设项目减排量计算公式如下：

ERy=BEy-PEy

BEy=EGPKJ，y×EFgrid，CM，y

EGPKJ，y=EGfacility，y

EGfacility，y=EGexported，y-EGimported，y

式中：ERy、BEy、EGPJ，y、EFgrid，CM，y同上；PEy为y年项目排放量（tCO2e/yr）；EGfacility，y为在y年储能电站上网电量中由可再生能源电厂产生的净上网电量（MWh/yr）；EGexported，y是在y年可再生能源发电厂中储能电站的上网电量（MWh/yr）；EGimported，y是在y年可再生能源发电厂中储能电站的下网电量（MWh/yr）。

3.3 充电桩碳减排量

充电桩建设项目减排量计算公式如下：

式中：ECPJ，y为y年充电站/桩为车型为i的车辆的充电（MWh）；NCVfuel，i，y为车型为i的基准线车辆消耗燃料的净热值（GJ/t 化石燃料）；EFCO ，i，y为车型为i的基准线车辆消耗燃料的CO2排放因子（tCO2/GJ）；IR为基准线车辆的技术进步因子，技术进步率与日历年对应，所有基准线车辆的技术进步因子默认值为0.99；t为项目活动开始后的第t 个年头；i为车辆车型，f i，y为y 年车型为i 的基准线车辆和项目车辆单位里程能源消耗比（t化石燃料/MWh）。

式中：P E y 为y 年项目活动产生的排放（tCO2 e）；EFele c ， i ，y为y年车型为i的项目车辆所消耗电力的CO2排放因子（tCO/MWh）；EC PJ，i，y为y年充电站/桩为车型i的项目车辆的充电量（MWh）；TDL i，y为y年为电动车辆充电的电力的技术传输与分配的平均损失（%）。

4 光储充减排量效果分析

4.1 光储充一体化案例

以苏州市某综合智慧能源工程为例，该项目建设地点为苏州市某大厦，建设内容为37.38 kWp屋面光伏+2×400 kW/2000 kWh磷酸铁锂储能系统+3×60 kW一机两枪直流充电桩。具体设计方案如下：

（1）光伏系统

太阳能电池阵列在钢筋混凝土屋顶位置采用固定倾角式安装，在彩钢厂房顶部采用平铺式安装，工程采用84块445 Wp单晶硅太阳能光伏组件，总装机容量37.38 kWp，分布在2座建筑物屋顶上。逆变器采用输出电压400V的12 kW、20 kW组串式逆变器，光伏系统为“自发自用”模式。系统设计运行期为25年，总发电量为114.83×104 kWh，年均有效发电小时数约为1214.2小时，年均发电量约4.6×104kWh，如表3所示。

（2）储能系统

该工程利用一处141 m2空地集中布置储能设备，设置两套400 kW/2000 kWh储能系统单元及一台10 kV升压变压器，以一路出线接入大厦10 kV配电系统。

储能系统充电时，相当于在38 0 V母线增加400 kW恒定负载，将提高所并网变压器的负载率，某大厦现配置变压器容量均为2500 kVA，其容量远大于储能系统新增负载，故不影响配电系统的正常运行；储能系统放电时，相当于在380 V母线增加400 kW恒定电源，将减小所并网变压器的负载率，不影响配电系统的正常运行，并能够减小大厦整体负荷水平及电能损耗。综合分析，储能系统并入实联系统后，不会因有功无功功率变化对接入点电压及频率产生影响，能够维持稳态运行。

（3）充电桩

经调查研究、测算，为满足充电需求，安装3台60 kW双枪一体式直流快速充电桩，充电桩总容量180 kW。

4.2 示范工程减排效益分析

光储充一体化项目的减排量包括直接减排量与间接减排量。直接减排量产生于光伏发电系统通过使用清洁能源代替化石能源，直接减少园区化石能源消耗。间接减排量产生于储能和充电优化，储能电池通过低谷期充电、高峰期放电，降低电网高峰期供电压力，间接降低了碳排放。由于该工程储能系统每年减少的高峰期电网供电量数据缺失，同时为了保守测算，工程实际碳减排量基于光伏发电的减排量进行计算。

该工程的基准线情景为苏州市电网企业提供的与分布式光伏发电项目所发电量等额电量的情景，安装并运行分布式光伏发电带来的排放即为该项目排放量，由于该项目活动产生的温室气体排放量极低，远低于基准线排放量，记项目的排放量为零，同时分布式光伏项目有可能导致上游部门在开采、加工运输等环节中使用化石燃料等情形，与项目减排量相比，其泄漏较小，忽略不计。

工程屋顶光伏总容量为37.38 kWp，其建成后的年均发电量为4.6万 kWh。根据生态环境部、国家统计局公布的2021年电力二氧化碳排放因子，江苏电力平均二氧化碳排放因子为0.6451，按照方法学计算，该项目年均减排29.7t二氧化碳，环境效益十分显著。

5 光储充碳减排潜力分析

5.1 技术优化潜力

光储充一体化项目的碳减排潜力将随着光伏、储能、电动汽车充电技术的不断提升进一步释放，光伏转换效率的提高、储能系统充放电策略的优化和更高效的充电技术等，都将有助于提升项目的碳减排效果。

5.2 政策支持潜力

政府政策的支持是推动园区光储充一体化项目发展的重要动力。随着“双碳”政策的深入实施和碳边境调节机制的建立，园区光储充一体化项目将获得更多政策支持和市场机遇，其碳减排潜力将得到进一步挖掘。

6 结论与建议

6.1 结论

欧盟碳边境调节机制对国际贸易模式和碳减排格局产生巨大影响，对国内企业出口的降碳提出了新的要求。在碳边境调节机制的影响之下，园区作为节能减排的重要主体，需要积极响应政策要求，采取切实有效的措施减少能源消耗和碳排放。

通过对园区光储充一体化的市场环境以及减排路径进行研究，根据相关方法学，以苏州市某综合智慧能源工程为例对光储充一体化减排效果进行实证，研究发现，光储充一体化项目在降低园区碳排放方面具有显著成效，同时，光储充一体化项目具备技术优化与政策支持潜力，园区应积极推广和应用光储充一体化技术，以实现低碳转型和可持续发展目标。

6.2 建议

（1）积极应用光储充一体化低碳技术

在园区规划与运行阶段充分考虑光储充一体化的应用，合理布局一体化设备，同时，建立并不断优化智能管理系统，实现园区充放电，根据用电需求和电网负荷情况自动调整，提高光储充一体化的运行效率。为进一步激发光储充减排潜力，积极开展相关技术的研发和创新，不断提高系统的转换效率和可靠性。

（2）构建园区碳监测大数据管理平台

积极构建园区碳监测大数据管理平台是园区实现碳中和目标、提升能源利用效率和管理水平的关键举措。搭建具备数据采集、存储、分析、可视化等功能的碳检测大数据管理平台，实时监测园区排放情况，保证碳排放数据的精准性，为园区的绿色高质量发展提供有力支持。

（3）探索园区碳减排协同管理技术

做好园区固废协同处理与资源循环利用。固废协同处理方面，通过优化废物管理流程、推广绿色技术、加强国际合作，实现固体废物的有效处理和碳减排。园区内资源循环利用方面，构建水资源循环利用、工业废弃物回收与再利用、垃圾分类与处理等完善的资源循环利用体系。

（4）积极参与碳减排交易

园区参与碳减排交易有两种方式，一种是搭建服务平台，为企业提供碳交易咨询、培训等服务，帮助企业更好地参与碳减排交易。另一种是根据实际情况和国家、地方的碳减排政策，制定明确的碳减排目标，依托现有产业和企业，筛选和开发符合碳减排要求的项目，对碳减排项目进行认证，获得碳减排量的核发。

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作者简介

朱振海，硕士，高级工程师，研究方向为光储充一体化与碳排放核算。

（责任编辑：袁文静）