MOVE 中科华跃 ENERGY FOUNDATION 能源基金会 基于动态碳排放责任因子的终端自律调节方法 及碳交易机制研究 Researchontheself-disciplineregulationmethodofthe terminalsandcarbonemissionpermitstrademechanism basedonthedynamicemissionresponsibilityfactor 中科华跃能源互联网研究院 2024年1月 ZKHY Energy Internet Research Institute Co. Ltd. January，2024
关于作者： 薛志峰，张吉，林慧，刘晓华，张涛，高长征，章永洁 邮箱：xezhifeng@ 致谢 本研究由中科华跃能源互联网研究院统筹撰写，由能源基金会提供资金支持.
本研究是【能源基金会项目《中国光储直柔建筑发展战略路径研究（二期）》 的子课题6：基于动态碳排放责任因子的终端自律调节方法及碳交易机制研 究】.
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摘要 本研究是清华大学牵头的《中国光储直柔建筑发展战略路径研究（二期）》 的子课题6：基于动态碳排放责任因子的终端自律调节方法及碳交易机制研究 （以下简称“本课题"）.
准确、全面的电力系统碳计量与分析方法是量化电力相关碳排放数据，厘 清电力行业碳排放现状与趋势，挖掘电力系统全环节碳减排潜力，引导电力用 户互动减碳，支撑电碳耦合市场建设的关键技术.
电力系统碳排放的计量与分 析方法研究对于电力系统乃至整个能源系统的低碳发展具有重大意义.
未来的新型电力系统要应对两方面的变化：负荷侧峰谷变化和电源侧风电 光电的变化.
同时电力负载侧已不是简单的刚性负载，而具有一定的储能和弹 性.
如何利用好这些终端的可调蓄的资源，协助电力系统解决峰谷调节问题， 是需要解决的重要问题.
欧洲、北美实行动态实时电价制度，根据供需平衡的 多方面因素动态地决定电价，以此调动末端的调节和蓄能.
但是中国的电价体 系涉及因素过于复杂，很难以其作为调动终端用能调节的工具.
本课题基于双 碳战略，研究提出破解上述难题的新思路和新方法.
课题组在国内外文献综述的基础上，基于促进电力系统供需平衡和降低电 力系统碳排放的目标，提出基于用户侧承担碳排放责任的动态碳排放责任因子 Cr，通过理论计算和建模仿真手段，给出了包括风电、光电、水电、核电、燃 煤机组、燃气机组、集中储能等各种电源的碳排放责任R的计算方法，以及电 力调度部门可以每15分钟核算发布统一的碳排放责任因子Cr.
Cr综合考虑可 再生发电占比、机组负荷率、蓄能对碳排放因子的影响，在保证全年总排放不 变的情况下，扩大了日内的波动性，激励作用与期望终端用电行动一致，及时 反应电网供需关系，既适应目前大比例煤电下电力系统的调节需要，也适应未 来大比例风电光电下的调节需要，还可以在这两种状态的过渡期同样发生作用.
给出了零碳终端充分发挥终端的柔性用电和储电的功能、协助电网的削峰 填谷的自律调节方法：电力调度部门可以每15分钟核算发布统一的Cr，将Cr 的高低作为建筑自身用电功率调节的实时引导信号，海量用户在Cr调度、引导 下，根据自身具有的柔性用电能力确定响应调节策略，对电网调节实现有效反 馈响应.
Cr较高时，尽可能少的从电网取电、并释放储存的电力来满足自身用
电需求，降低用电功率：Cr较低时，鼓励用户提高用电功率，用电终端尽可能 多的从电网取电、多储电.
同时，结合实际区域电网的调度工况，分析了基于 Cr的调控效果与影响.
研究成果已在国网华北分部调控中心、北京市电力公司、家电厂商、电动 车运营平台、楼宇能源管理聚合商全环节实现了实验室场景下，计算、下发、 传输、接收、调节的全环节技术验证贯通.
课题组跟踪了二期项目中的四类模式与示范子课题的进展，汇总分析应用 案例的经济性比较数据，和电力技术经济研究机构开展了技术交流.
电动汽车 与建筑协同参与电网调节的V2B模式，在满足电动汽车需求并且不为建筑带来 额外配电压力的同时，投资回收期在4年左右，已具备很好的经济可行性.
孤 网系统光储直柔建筑的经济驱动力和建设距离及建设成本直接相关.
城市光储 直柔建筑和农村光储直柔建筑，由于直流配电系统的造价高，在现有的电价条 件下，投资回收期要7年～15年.
光储直柔建筑规模化发展降低配网损耗以及 通过提高供电可靠性和系统调节能力等减低电力系统投资规模和运行成本的效 益，尚未能得到有效的反映及相应的回报.
“碳达峰、碳中和”目标下，我国电力市场、碳市场、绿证市场等在产品 属性、价格形成、治理监管等方面的联系日益密切，而且市场的建设发展与我 国国情联系紧密，在机制设计和制度安排上与国外不尽相同.
项目组在光储直 柔建筑的实践案例和碳排放责任因子的技术验证基础上，结合对国内碳交易政 策梳理市场建设情况调研访谈，提出了机制模式建议.
电力间接CO2排放量的核算问题是目前推进电、碳、绿证市场建设发展的 关键问题.
遵循“生产侧抓效率、消费侧控总量”的思路，以促进电力系统供 需平衡和降低电力系统碳排放为目标，在电网真实碳排放量的基础上引入责任 分摊理念，全面推行动态碳排放责任因子Cr的核算体系.
Ⅲ
ExecutiveSummary Chinese PEDF building research Phase II is led by Tsinghua University. Research on the self-discipline regulation method of the terminals and carbon emission permits trade mechanism based on the dynamic emission responsibility factor is the sixth sub project. Accurate and prehensive power system carbon measurement and analysis method is a key technology to quantify power-related carbon emission data clarify the current situation and trend of carbon emissions in the power industry tap the carbon emission reduction potential of the whole link of the power system guide users to interactive carbon reduction and support the construction of the electric carbon coupling market. The je jo si wass jamod po sisfiue pue saaunsea uoissa uoq uo yeas significance to the low-carbon development of power system and even the whole energy system. The new power systems of the future need to cope with two changes: the load peak and trough difference increase of wind and photoelectric power in the generation side. At the same time the power load side is no longer a simple rigid load but has a certain storage capacity and flexibility. How to make good use of the adjustable terminal resources to assist solved. In Europe and North America the dynamic real-time electricity price system is implemented and the electricity price is determined dynamically according to various factors of generation and demand balance so as to mobilize the regulation and energy storage in the users' side. But China’s electricity pricing system is different from that of Europe and the United States making it difficult to use the same tools. Based on the Double Carbon strategy this project proposes new ideas and methods to solve the above problems. Based on the literature review of domestic and foreign the research group will creatively put forward the definition method of dynamic real-time carbon emission responsibility uoenoleo a ai pue puewap pue Ajddns aamaq dusuogja au buuapisuo joe method of carbon emission responsibility of various power sources including wind power photovoltaic hydropower nuclear power coal-fired units gas-fired units centralized energy storage etc. through theoretical calculation and modeling simulation. And the power dispatching department can calculate and release a unified carbon emission IV
