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【氢减排】北京首提将氢减排纳入CCER市场交易,氢、风、光等减排如何核算!

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国际氢能委员会预测,到2050年,氢能产业将减少60亿吨二氧化碳(CO2)排放;根据中国氢能联盟预计,到2050年,氢气将实现CO2减排约7亿吨清华大学李政教授认为要实现工业、交通和建筑这三个行业的深度减排,需要靠氢能


为了促进北京市氢能产业发展,8月16日北京市经济和信息化局印发《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,方案提出,“建设碳交易中心氢能产业板块交易机制。”推动清洁氢产生的减排量纳入核证减排信用(CCER)市场交易


“建立较为完善的清洁氢认证、碳减排核算方法体系、碳交易机制等创新制度体系,推动清洁氢产生的减排量纳入核证减排信用(CCER)市场交易。


对于氢能应用的减排量核算体系,可以参考风光新能源CM-001-V02 可再生能源并网发电方法学、文末附下载方式)的减排量核算体系,依据相关的方法学进行核算。北京和碳环境技术有限公司张丽曾撰写CCER方法学综述对方法学进行了系统分析,有助于大家对氢减排科学方法学的建立。


1、CCER方法学综述

1、方法学定义及作用

方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南,是审查CCER项目合格性以及估算/计算项目减排量的技术标准 基础。方法学由基准线方法学和监测方法学两部分构成,前者是确定基准线情景、项目额外性、计算项目减排量的方法依据,后者是确定计算基准线排放、项目排放和泄漏所需监测的数据/信息的相关方法(见图1)。

图1:方法学构成

方法学在CCER项目的开发的各个阶段都起着非常重要的作用。

Ÿ   项目设计阶段:必须在PDD中选择和应用经过批准的方法学;

Ÿ   项目审定和备案阶段:DOE和国家发改委专家评审委员会分别对方法学的合理应用进行审查;

Ÿ   项目监测阶段:将对方法学的具体实施,监测计划的可行性进行检验;

Ÿ   减排量的核查与核证:DOE将对监测计划的实施进行严格的审查;

Ÿ   减排量备案:国家发改委专家评审委员会会对监测计划的实施进行严格的审查,如不能满足方法学的要求,减排量将无法得到备案或遭受一定的减排量损失;

因此,无论是CCER项目业主,还是CCER项目减排量购买方,都应对方法学的应用风险做发好防范,如在合同条款中做出相应安排,以降低项目开发成本或减排量交易损失。


2 、方法学构成

方法学主要包括基准线、额外性、项目边界、减排量计算和监测计划等要素,其中CCER项目基准线设定是方法学的核心问题之一。基准线是CCER项目额外性分析和项目活动减排量计算的基础。表1列出了方法学的各要素,并进行了释义。

                                          表1:方法学要素释义

方法学要素
释义
适用范围
明确规定方法学的适用条件。
项目边界
项目边界是指一个地理范围,这个范围应包括在项目参与方控制范围内的、数量可观并可合理归因于CCER项目活动的所有温室气体源人为排放量。
基准线情景
为了提供和CCER项目同样的服务,在没有该项目时将出现的情况(需要针对每一种服务进行定义)。可根据所使用的已批准的方法学的要求识别基准线情景。
基准线
基准线合理代表在不开展CCER项目活动的情况下出现的人为温室气体排放情景; 是在国内资源条件、财务能力、技术水平和法规政策下,可能出现的合理排放水平。往往代表一种/或几种已商业化,在国内市场中主流技术设备的能效水平及排放水平。
基准线实际上是在基准线情景下的排放轨迹。
额外性
额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的,即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下,存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素,依靠项目业主的现有条件难以实现。
项目排放
项目活动引起的排放
基准线排放
基准线情景下将出现的排放
泄漏
泄漏为项目边界之外出现的并且是可测量的和可归因于CCER项目活动的温室气体源人为排放量的净变化。泄漏通常可以忽略。
监测计划和方法
监测方法和计划提供监测数据的质量控制(QC)和质量保障(QA)程序, 用于估计或测量项目边界内产生的排放量, 确定基准线和识别项目边界外的排放量净变化。

目前《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》中提到的方法学主要有两种,一种是直接使用来自联合国清洁发展机制执行理事会(CDM EB)批准的CDM方法学;另一种是国内项目开发者向国家主管部门申请备案和批准的新方法学。这两类方法学在经过委托专家进行评估之后,都可以由国家主管部门进行备案,为自愿减排项目的申报审批等提供技术基础。

3、 备案方法学及适用领域分析

截止到2016年8月10日,国家发改委已在中国自愿减排交易信息平台公布了九批共计193个已备案的CCER方法学,(见表2),其中由联合国清洁发展机制(CDM)方法学转化174个,新开发19个;常规方法学105个,小型项目方法学83个,农林项目方法学5个(不包括生态修复)。2016年3月3日,国家发改委公布了5个常用的CCER方法学修订版本(见表3)。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目的适用领域,为国内CCER业主和开发机构开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。

表2:备案CCER方法学信息汇总

备案公告日期

批次
备案方法学数量
常规
方法学
小型
方法学
农林
方法学
备注
2013年3月5日
第一批
52
26
26

全部由CDM方法学转化而来
2013年10月25日
第二批
2


2
新开发方法学
2014年1月15日
第三批
123
69
52
2
常规方法学和小型方法学全部由CDM方法学转化而来
2014年4月8日
第四批
1
1


新开发方法学
2015年1月20日
第五批
3
3


新开发方法学
2016年1月25日
第六批
7
4
2
1
新开发方法学
2016年5月23日
第七批
3
1
2

新开发方法学
2016年6月3日
第八批
1

1 

新开发方法学
2016年7月22日
第九批

1


新开发方法学
合计

193
105
82
5

表3:修订CCER方法学信息汇总

备案公告日期

批次
修订方法学数量
修订方法学
2016年1月25日
第一批
5
CM-001, CM-003, CM-005, CM-008, CMS-001

   表4 总结了各领域适用的备案温室气体自愿减排方法学。

表4:备案温室气体自愿减排方法学适用领域

备案温室气体自愿减排方法学
领域
常规自愿减排方法学
小型自愿减排方法学
方法学编号
数量
方法学编号
数量
可再生能源(生物质类项目不在此类)
CM-001,CM-022,CM-011,CM-026
4
CMS-001,CMS-002,CMS-003,CMS-027,CMS-035,CMS-058
6
N2O
CM-009,CM-013,CM-031,CM-057,CM-061
5


HFCs
CM-010
1
CMS-040,CMS-051,CMS-057
3
SF6
CM-033,CM-047,CM-050,CM-066,CM-096(新)
5


PFCs
CM-053,CM-054,CM-059,CM-062
4


建材(水泥、混凝土、人造板)
CM-002,CM-008,CM-100(新),CM-101(新), CM-104(新)
5
CMS-067
1
燃料转换
CM-004,CM-012,CM-023,CM-030,CM-038,CM-044,CM-087
7
CMS-015,CMS-032,CMS-045,CMS-060,CMS-072
5
燃料飞逸性排放
CM-014,CM-029,CM-041,CM-042,CM-049,CM-065,CM-089
7
CMS-050
1
垃圾填埋气
CM-072,CM-077,CM-091,CM-094
4
CMS-022,CMS-068,CMS-071
3
生物质
CM-070,CM-071,CM-073,CM-075,CM-076,CM-092,CM-093
7
CMS-010,CMS-062,CMS-069
3
能源输配
CM-019,CM-036,CM-060,CM-083,CM-097(新),CM-102(新)
6
CMS-020,CMS-036,CMS-070,CMS-079(新)
4
能效(供应侧)
CM-006, CM-015,CM-027,CM-034,CM-037,   CM-063, CM-064,CM-082   
8
CMS-006,CMS-007,CMS-044,   CMS-052,   CMS-059
5
能效(能源生产)
CM-005,CM-016,CM-045,CM-067,CM-068,CM-103   
6
CMS-025
1
能效(工业)
CM-018,CM-025,CM-035,CM-039,CM-056,CM-074,CM-078,CM-079,CM-084  
9
CMS-008,CMS-019,CMS-024,CMS-037,CMS-038,CMS-042,CMS-049,CMS-061,CMS-065,CMS-073
10
能效(服务)
CM-040,CM-081
2
CMS-012,CMS-013,CMS-018,CMS-031
4
能效(家庭)
CM-021,CM-043,CM-048,CM-052,CM-095
5
CMS-011,CMS-014,CMS-028,CMS-029,CMS-033,CMS-041,CMS-063,CMS-064  
8
储能


CMS-080(新)
1
生物燃料
CM-024,CM-055
2
CMS-004,CMS-005,CMS-043,CMS-054
4
避免甲烷排放
CM-007,CM-017,CM-080,CM-085,CM-086,CM-088,CM-090
7
CMS-016,CMS-021,CMS-023,CMS-026,CMS-074,CMS-075,CMS-076,CMS-077,CMS-078,   CMS-081(新),CMS-082(新)
11
交通
CM-028,CM-032,CM-051,CM-069,CM-098(新)、CM-105(新)
6
CMS-030,CMS-034,CMS-039,CMS-046,CMS-047,CMS-048,CMS-053,CMS-055
8
CO2使用
CM-046,CM-058
2


煤层气
CM-003,CM-020
2
CMS-056
1
农林、生态修复
CM-099(新),AR- CM-001(新),AR- CM-002(新),AR-CM-003(新),AR-CM-004(新),AR- CM-005 (新)
6
CMS-009,CMS-017,CMS-066, CMS-083
4
小计

110

83
合计
193

在192个已备案CCER方法学中,使用频率较高的方法学有10个,其对应的项目领域详见下表5。

表5:常用备案温室气体自愿减排方法学及适用领域

常用备案温室气体自愿减排方法学
领域
具体领域
自愿减排方法学编号
对应CDM方法学编号
方法学名称
可再生能源
水电、光电、风电、地热
CM-001-V02
ACM0002
可再生能源并网发电方法学
CMS-002-V01
AMS-I.D.
联网的可再生能源发电
废物处置
垃圾焚烧发电/供热/热电联产,堆肥
CM-072-V01
ACM0022
多选垃圾处理方式
垃圾填埋气发电
CM-077-V01
ACM0001
垃圾填埋气项目
可再生能源
生物质热电联产
CM-075-V01
ACM0006
生物质废弃物热电联产项目
生物质发电
CM-092-V01
ACM0018
纯发电厂利用生物废弃物发电
能效(能源生产)
废能利用(余热发电/热电联产)
CM-005-V02
ACM0012
通过废能回收减排温室气体
避免甲烷排放
户用沼气回收
CMS-026-V01
AMS-III.R
家庭或小农场农业活动甲烷回收
煤层气/煤矿瓦斯
煤层气/煤矿瓦斯发电、供热
CM-003-V02
ACM0008
回收煤层气、煤矿瓦斯和通风瓦斯用于发电、动力、供热和/或通过火炬或无焰氧化分解
农林、生态修复
造林
AR- CM-001-V01
新开发方法学
碳汇造林项目方法学

4 、新CCER方法学开发流程

对于项目开发者来说,可以应用国家发改委已批准的CCER方法学,开发CCER项目,成本低、周期短;如果没有合适的CCER方法学,可以申请对已批准的CCER方法学进行修改或偏离,或者开发新的方法学,向国家主管部门申请备案,并提交该方法学及所依托项目的设计文件。申请备案新的方法学,需要60个工作日的专家技术评估时间和30个工作日的国家主管部门备案审查时间,因而具有周期长、成本高、风险高的劣势(见图2)。


图2:方法学应用与开发

目前有18个新开发的方法学。新的CCER方法学开发流程见图3。


图3: 新CCER方法学开发流程


2、分布式光伏的CCER核算举例-绿色智慧能源杨军

对于单体容量小、点多面广的分布式光伏而言,其年发电量和碳减排量是多少?以北京市装机容量为20kW的分布式光伏电站为例进行分析测算!

一、年发电量是多少?

根据北京市太阳能资源情况,安装角度为35°时,光伏年峰值利用小时数为1536.65h,考虑到79%的系统效率,等效年发电利用小时数为1213.95h,在25年的运营期,光伏组件的发电衰减率按20%计算。

根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式:L=W×H×η,其中L为年发电量,W为装机容量,H为年峰值利用小时数,η为光伏电站的系统效率,H×η为年等效利用小时数。

计算可知,20kW光伏电站的首年发电量为:

20kW×1213.95h=24.28MWh

按照10年衰减10%,25年衰减20%计算,25年的发电量情况见下表:

1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算


二、碳减排量是多少?


根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学,分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位,减排量即为基准线排放量,也就是不安装使用分布式光伏发电系统,使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式:

式中:ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量(tCO2/yr),BEy是第y年的基准线排放量(tCO2/yr),EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量(MWh/yr),EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子(tCO2/MWh)。

根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版),组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下:

式中:EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子,单位均为tCO2/MWh,采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。

根据方法学规定,对于太阳能发电项目,第一计入期和后续计入期,WOM=0.75,WBM=0.25。

查阅官方资料,最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。


北京市属于华北区域电网,其2019年度的组合边际CO2排放因子:

按照2019年度的电网基准线排放因子,北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为:24.28×0.8269=20.08(tCO2);

25年运营期的年均碳减排量为:21.62×0.8269=17.88(tCO2);
25年的总减排量为:540.45×0.8269=446.9(tCO2)。

    随着清洁能源装机比例的不断提高,电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势,因此,实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。


3、CM-001-V02 可再生能源并网发电方法学(全文22页)