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摘 要 ：“双碳”目标下的行业和企业首先要做好碳排放核算工作。碳核查是交易的重要步骤,是对碳排放数据的核证, 尽可能达成数据精度要求,任何与碳排放相关的工作都是建立在“依据标准规范、正确核算碳排放”的基础上,须满足可测 量、可报告、可核查、可追溯的 MRV 基本原则,才能达到碳减排、碳达峰、碳中和的目标。
关键词 ：双碳,碳排放,信息系统,模型构建
Research on the Solution of Carbon Emission Verification Information SystemBased on Dual CarbonTargets
HUANG Feng1. CAO Fuling2
(1.Zhongbo Information Technology Research Institute Co., Ltd., Nanjing Jiangsu 210012;
2.Nanjing Saige Microelectronics Technology Co., Ltd., Nanjing Jiangsu 210012)
【Abstract】：Industries and enterprises under the "double carbon" goal must first do a good job in carbon emission accounting. Carbon verification is an important step in trading, it is a certification of carbon emission data, try to meet the data accuracy requirements as much as possible, any work related to carbon emissions is based on "according to standard specifications and correct accounting of carbon emissions", the MRV basic principles of measurable, reportable, verifiable and traceable must be met, only in this way can carbon emission reduction, carbon peaking and carbon neutrality be achieved.
【Key words】：double carbon;carbon emission;information system;model construction
0 引言:我国将提高自主贡献力度,采取更加有力的政策和 措施, 力争二氧化碳排放于 2030 年前达到峰值,争取 2060 年实现碳综合。碳核查可以帮助组织基于自身发 展的考虑,摸清组织的温室气体排放水平,挖掘减碳潜 力, 制定减碳控碳措施, 以达到国家政策要求 [1-3]。同 时也为参与碳交易做准备,提前谋划碳资产运作。
1 现阶段企业碳核查痛点
首先是归集数据难。没有系统归集碳排放相关信 息、没有分类存储控制计划、碳排放报告、核查报告、 复查报告等,使其无法实现数据追溯、分析和可预测。 同时,因其配合超出无法预警,也无法结合历年排放量 和排放情况预估履约期的碳排放量,无法对配额即将超 出的企业进行提醒。其次是数据准确性痛点,无法满足测量产品需要的装置名称、安装地、测量频次、精度、 证书等信息的填写或者导入,提供不了碳排放检查、复 查的准确性 , 使其化石燃料燃烧排放因子可用自测值或 标准缺省值难以统一。同时,按期填报难,没有系统支 撑企业实现从采集、核算到报告的无纸化、自动化过 程,核算工作量大。
2 碳排放核查系统实现
2.1 建设目标
(1)提升碳排放业务工作效率 ：实现基层用户对监 测计划、年度排放报告一键自动生成和外报的需求,进 一步减少数据填报的工作,实现 MRV 深度及便捷化 管理,强化各级单位 MRV 各环节的统计和管理要求。 (2)碳排放全生命周期管理 ：建设一套完整的碳排放 全生命周期管理系统。从碳配额管理、碳数据汇聚、收集和录入、碳预测、碳统计、碳交易等方面,做到全自 动、全过程、全闭环管理。(3)全碳数据汇聚平台 ：建 立全碳数据汇聚平台。通过统一数据接口,从能耗系 统、网管系统抓取电费能耗数据、财务数据和业务数 据。(4)双碳精细化管理 ：支持从全省、地市公司、区 县、局站、基站等不同维度来统计分析碳排放相关的数 据。通过碳排放预测、计算,精细化分析碳数据,支撑 碳减排。
2.2 系统整体方案
整体技术分基础设施、数据接入处理、服务可视 化以及接口 , 整体方案如图 1 所示。(1)基础设置包括 了云主机、存储、缓存、容器、中间件和时序数据库。 (2)数据接入处理通过服务、ETL、文件方式接入数据, 通过建立原始层、中间层和应用层几部分对数据进行加 工处理。(3)服务可视化包含对碳监测、碳交易、碳核 查等服务,通过浏览器和移动设备等方式进行可视化操 作和展现。(4) 接口层包含内部和外部两部分,内部接 口主要对接企业内部的能耗、财务、生产管理等应用, 外部接口主要对接到天气、重点行业排放和碳交易等。 提供组织碳盘查、产品碳足迹核算、碳认证、碳咨询服 务和数字化碳管理系统 , 帮助企业低成本完成碳核算 , 建立数字化碳管理体系 , 有效应对气候风险 , 落实碳中 和战略目标。
2.3 碳排放核算模型构建
核算模型用于能源消耗、生产过程排放、运输排放 等,获得尽可能精准的碳排放数据,碳排放核算模型主 要包括 ：(1)排放因子法 ：使用排放因子来估计不同活 动或能源消耗所产生的碳排放量。排放因子是一种单位 能源消耗或活动产生的碳排放量,通常基于统计数据、 能源消耗数据、化学反应等,并且针对不同的活动、能 源和地理区域可能有不同的排放因子。(2)汇总与分 解法 ：将碳排放按照排放源和活动类型进行汇总和分 解,通过对各个排放源和活动类型的数据进行整合和计 算,估计整体碳排放量,这种方法通常基于能源消耗、产值、生产流程等数据。(3)过程模拟法 ：基于物理和 化学过程的模拟,通过对不同排放源和活动类型的碳排 放产生机制进行建模,计算碳排放量,这种方法通常使 用复杂的物理和化学模型,如大气化学模型、生态系统 模型等,对不同活动和过程的碳排放进行详细的建模和 计算。(4)生命周期分析(LCA)法 ：该方法考虑了产 品或服务的整个生命周期,包括原材料采购、生产、运 输、使用和处理等阶段,从而计算出产品或服务的全生 命周期碳排放量。
2.4 碳排放分析模型构建
2.4.1 排放总量分析
(1)确定边界 ：确定分析的系统、过程或活动的边 界,包括涉及的碳排放源 ;(2)收集数据 ：收集与边界 内涉及的碳排放源相关的数据,包括能源消耗、物质转 化、交通运输等方面的数据 ;(3)碳排放计算 ：根据收 集到的数据,使用碳排放因子、生命周期分析等,对涉 及的碳排放源进行计算,得出每个源的碳排放量 ;(4) 汇总和分析 ：将各个碳排放源的计算结果进行汇总,得 到系统、过程或活动的总体碳排放量 ;(5)结果解释和 评估 ：对碳排放模型总量分析的结果进行评估,包括评 估模型的可靠性和不确定性,并对结果解读,支持制定 减排策略和采取气候变化应对措施。
2.4.2 排放强度分析
(1)单位产值碳排放强度 ：计算单位产值或单位 GDP 所对应的碳排放量,碳排放强度 = 碳排放量 / 产 值或 GDP。(2)单位能源消耗碳排放强度 ：计算单位 能源消耗量所对应的碳排放量。公式 ：碳排放强度 = 碳 排放量 / 能源消耗量。(3)行业碳排放强度 ：计算不同 行业的碳排放强度,以识别高碳排放行业。(4)区域碳 排放强度 ：计算不同地区或国家的碳排放强度,以评估 地区碳减排的潜力和实施减排政策的效果。
2.4.3 分析决策模型
(1)碳足迹模型 ：计算和评估产品、企业、城市或 国家的碳足迹,包括直接排放和间接排放,从生产到消 费全过程的碳排放 ;(2)情景分析模型 ：构建不同的情 景和假设,预测不同政策、技术和市场情景下的碳排放 趋势,评估不同政策和措施的效果 ;(3)优化模型 ：利 用数学规划和优化方法,结合不同的约束条件和目标函 数,寻找最优的碳排放管理和减排策略 ;(4)系统动 力学模型 ：基于系统动力学原理,建立复杂的碳排放系 统模型,分析碳排放源、汇、流动和转换之间的复杂关 系,预测未来的碳排放趋势和影响 ;(5)数据驱动模 型 ：利用大数据、机器学习和人工智能等技术,通过对大量实时、历史和预测数据的分析。
2.5 系统核心功能
2.5.1 排放数据管理
(1)数据填报审核 ：有燃煤机组填报、供热锅炉填 报、其他化石燃料填报、发电机组集成数据,根据企业 以及业务不同填报页面显示不同 ;(2)碳排放月报 ：可 查看全国规则碳排放月报表以及当年和历史年份各月度 碳排放月报表 ;(3)MRV 管理 ：根据国家 MRV 政策, 设置排放企业数据质量控制计划、年度排放报告、核查 管理等报送文件。
2.5.2 履约管理
(1)配额预测 ：点击“配额测算”-“月度试算”, 页面上端包含时间控件选择按钮和预览按钮 ;(2)持有 量变更 ：包含两部分, 一部分为变更记录表分类显示操 作,履约期时间控件选择和变更记录条目选择 ;另外一 部分为持有量变更登记操作,操作包含配额变更、履约 登记、初始结转登记、申请修改、审核流程查看和下载 操作 ;(3)配额盈缺汇总 ：配额盈缺汇总包含了分区域 配额盈缺预测。
2.5.3 碳交易管理
(1)市场交易动态 ：展示网络抓取的各个试点碳交 易所实时数据,涵盖对比图、K 线图和数据表所交易数 据 ;(2)交易台账登记 ：由控排企业填报的交易信息, 该模块企业填报账户共有查询、新增、下载和申请修改 四项功能 ;(3)交易意向平台 ：具有查询和请求交易两 个功能。用户了企业名称、所在省市、产品类型、交易 方式等交易指标后,即可查询到用户所需的交易信息。
2.5.4 分析决策
(1)排放分析 ：主要为企业碳排放总量、碳排放总 量构成和机组纳入交易碳排放量分析 ;(2)履约分析 ： 统计企业不同排放数据核算方案下全厂本年累计配额盈 缺量和机组配额盈缺情况 ;(3)交易分析 ：统计本履 约年度和历史履约年度的累计交易收益(合计、配额和 CCER),累计交易量(合计、配额和 CCER)以及累计 交易均价(配额和 CCER)。
2.6 关键技术
(1)碳排放数据采集技术 ：包括传感器、监测设备 和测量方法等,用于采集和记录碳排放源的数据,如 工业生产过程中的能源消耗、燃烧排放、化学反应等 ;
(2)数据处理和分析技术 ：涉及数据的存储、处理、清 洗、验证和分析,包括大数据技术、人工智能和机器学 习等,用于对采集到的碳排放数据进行加工和分析,提 取有关碳排放的信息 ;(3)温室气体排放计量与核查技 术 ：通过计量和核查温室气体排放,包括二氧化碳、甲 烷、氟利昂等,使用标准化的计量方法和核查程序,确 保排放数据的准确性和可靠性 ;(4)空间信息技术 ：包 括地理信息系统和卫星遥感技术,获取和处理与碳排放 相关的空间信息,如土地利用变化、森林覆盖变化等, 从而对碳排放进行空间分布分析和核实 ;(5)碳市场和 交易技术 ：涉及碳排放配额和交易的技术,包括碳市场 的建立和运营,碳排放配额的分配和交易以及碳市场的 监管和审计等 ;(6)数据安全和隐私保护技术 ：保障碳 排放数据的安全性和隐私保护,包括数据加密、权限管 理、身份认证和审计等技术,加快建设统一透明的碳排 放管理体系。完善碳信息披露、核算制度和鉴证制度, 尽快形成统一的碳信息披露框架,构建公正透明的碳排 放信息管理体系,防止数据泄露和滥用 ;(7)核查与验 证技术 ：用于验证碳排放数据的真实性和可靠性,包括 现场核查、第三方审计和验证、模型验证等技术,以确 保结果具有高度的可信性 ;(8)数据报告与可视化技 术 ：包括报告生成、数据可视化、图表展示等,以便于 政府、企业使用碳排放数据。
3结语
绿色低碳是当下发展的潮流,未来碳综合管理会覆 盖更多企业和行业,后续通过大数据和物联网技术为双 碳注智赋能,助力传统企业转型。本文结合企业和国际 主流碳核查体系,梳理出企业开展碳核查的方法。支持 低碳经济发展、智慧生态转型、智慧城市等行业,将碳 排放的整个产业链服务集成进去,最终实现低碳化发展 的目标。
参考文献
[1] 陈菡,陈文颖,何建坤.实现碳排放达峰和空气质量达标的协 同治理路径[J].中国人口•资源与环境,2020.30(10):12-18.
[2] 王江,唐艺芸.碳中和愿景下地方率先达峰的多维困境及其 纾解[J].环境保护,2021.49(15):31-36.
[3] 张琰.实现碳排放达峰和空气质量达标的协同治理路径分析 [J].皮革制作与环保科技,2021.2(11):29-30.
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