中国能源新闻网讯（黄蕾 喻建瑜 孙婷）3月30日，由国网江苏省电力有限公司牵头、国网江苏电科院承担的国内首个光储直柔电力生产运营用房零碳建筑——国网江苏电科院生产科研楼在江苏建成，可开展直流配用电技术试验，面向全省电力技能等级培训学习和考试评定开放使用。

　　国务院在早前印发的《2030年前碳达峰行动方案》中提出“建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的光储直柔建筑”。2022年8月，在国家电网有限公司指导下，江苏电力立项住建部示范项目“基于光储直柔的电力生产运营用房零碳建筑”，开展超低能耗建筑、可再生能源应用和光储直柔新型电力系统等技术集成应用，在冬冷夏热地区打造零碳建筑。

　　国网江苏电科院生产科研楼始建于2009年，占地面积1807平方米，是一座集生产、科研、办公于一体的综合性楼宇，当前用能设计不满足节能标准，江苏电力以该楼为试点开展光储直柔建筑改造。

　　落成后的建筑，外观为江南民居设计，斜面屋顶铺满光伏瓦，墙面采用光伏幕墙材质。“仅靠提高围护结构性能和空调采暖设备能效难以达到近零能耗的目标，我们采用光伏瓦、光伏幕墙等建筑光伏一体化技术，装机总量115千瓦，预计年发电量达11万千瓦时，可减少70吨二氧化碳排放，同时配备了150千兆瓦时数字储能装置，实现自给自足的同时多余电能可供电网使用。”国网江苏电科院配电网技术中心副主任张宸宇说，“太阳能用于光伏发电的效率约20%，剩余的光以热能方式损耗，我们在立面光伏幕墙和屋顶光伏瓦应用集热技术，通过热泵循环转化为高品位热能，实现楼宇生活热水供应，热电联产最大限度提升综合能效。”

　　此外，光伏、储能、空调、充电桩等均为直流型源荷，采用直流汇聚技术，省去传统多级电能转换环节，能效最高可提升4.1%。

　　值得一提的是，光储直柔建筑另一大亮点在于柔性调控用能、参与电网互动。国网江苏电科院自主研制多端口户用能量路由器，实现用电设备能量高效分配和友好交互；打造光储直柔协调互动系统，使建筑用能根据电网不同需求灵活切换运行模式。绿电消纳模式，优先考虑光伏发电就地消纳；友好互动模式，根据电网需求有序调控用电负荷；孤网自治模式，可实现系统48小时离网运行。

　　“光储直柔技术使能源消纳型建筑变成集生产、消费、调蓄三位一体的综合体，实现由能源消费者、刚性用能向深度参与电网调节、柔性用能转变，为新型电力系统建设提供新思路，有效促进清洁能源利用高效化，助力‘双碳’战略落地。”张宸宇介绍。

党的二十大报告提出，“完善碳排放统计核算制度，健全碳排放权市场交易制度”，彰显了党中央对碳排放核算工作的高度重视。碳排放统计核算是碳交易体系建设运行的基石，也是做好碳达峰碳中和工作的基础依据。碳排放监测作为支撑碳排放统计核算的关键要素，对如期实现碳达峰碳中和目标有重要作用。

“电碳”监测助力碳排放核算

　　碳排放监测是碳排放统计核算体系的重要组成部分。科学、有序开展碳排放监测工作，可以直接服务碳排放核算，并对核算结果进行协同校验，从而有效降低碳排放清单的不确定性。同时，也可以为国家、行业、企业的碳减排进程及时提供量化的过程监控和辅助管理手段。

　　当前，碳排放监测方法存在监测成本高、灵活性低、覆盖范围有限等问题。目前广泛采用的碳排放监测方法主要包括在线实测法和卫星遥感监测法等。其中，在线实测法通过计量设施直接测量排放源的碳排放浓度、流速、流量等数据，从而得到连续实时的碳排放量。该方法需要安装额外的监测装置，推广普及的时间成本和经济成本较高，难以对无组织排放实现有效监测，短期内难以对大量排放源实现广泛监测。卫星遥感监测法基于大气观测的温室气体浓度和气象场资料，结合大气化学传输模式，通过数据同化方法，利用浓度观测结果反演通量，从而估算区域碳排放量。该方法受限于卫星遥感观测数据的精度和覆盖率，偏微观尺度的监测结果不确定性较高。

　　电力是能源消费的重要构成，也是工业的重要生产要素之一，电力消费与能源活动具有高度耦合性，为碳排放监测提供了新的思路。电力大数据具有采集范围广、准确性高、实时性强、价值密度大等特点。基于电力大数据有望“窥一斑而知全豹”，有效反演、推算能源活动和碳排放情况。因此，研究如何以电力大数据为核心，支撑碳排放监测工作高效开展，促进碳排放监测成本降低，提升碳排放监测的灵活性和覆盖范围，并满足不同应用场景下的监测精度需求，将具有重要的理论和现实意义。

“电碳”监测技术优势突出

　　“电碳”监测技术是以区域、行业及企业等为研究对象，以大量电力数据为核心输入，结合能耗、产能数据等，构建多层级“电碳”分析模型，发现不同层级的电力数据与碳排放量间的关系规律，研究构建基于电力数据为核心输入的碳排放相关指标测算模型，从而实现对碳排放低成本、广覆盖、高信度监测的技术。由于电力数据具有覆盖面广、实时性强、可靠性强、数字化程度高等优势，相较在线监测法，应用范围广，可适用于所有用电企业，且监测成本低；相较卫星遥感监测法，监测频度高，有望进一步提升数据准确性。

　　以水泥行业为例验证企业级“电碳”监测技术的可行性。水泥行业是国民经济的重要基础行业，也是传统的高耗能、高碳排放行业。根据《中国建筑材料工业碳排放报告（2020年度）》，2020年水泥行业碳排放量约13.7亿吨，占全国碳排放总量的13%左右，是仅次于电力行业和钢铁行业的第三大碳排放行业。作为碳排放大户，水泥或将成为第二批纳入全国碳交易市场的行业。

　　电力作为贯穿水泥生产工艺中的关键要素，有望为构建水泥企业的“电碳”监测模型提供重要支撑。水泥生产过程中的碳排放可大致分为生产工艺排放（碳酸盐分解）、化石燃料燃烧排放和电力间接排放3个部分。通过对典型水泥企业的生产工艺流程进行分析，电力间接排放虽然仅占碳排放总量的4%左右，但与水泥企业碳排放产生的主要环节高度相关（如熟料制备工段、水泥粉磨工段），研究水泥企业的“电碳”关联关系，有望探索构建具有实践意义的企业级“电碳”监测模型。

　　根据典型水泥企业样本，熟料制备工段占碳排放总量的98%以上，其中电力消耗占全部电力消费的5成左右；水泥制备工段碳排放占比仅不到2%，但电力消耗占全部电力消费的4成左右。综合考虑“电碳”监测技术的监测频度、可推广性及数据可得性，基于深入生产工序的“电碳”关系建模，可构建单企业样本高频度“电碳”监测模型，以及具有潜在推广应用价值的多企业样本低频度“电碳”监测模型。

　　构建水泥行业“电碳”监测模型的主要步骤为：首先，基于企业碳排放量及电力消费量构建因变量，建立表征“电碳”关系的核心指标；其次，结合企业生产工艺流程及企业碳排放报送指标，选取与水泥企业“电碳”关系密切相关的自变量；再次，结合变量相关性分析和敏感度分析等，针对性筛选关键自变量；最后，确定采用的机器学习方法和评估指标，基于不同方法尝试构建“电碳”监测模型，对比评估所构建模型的拟合优度和监测精度等。

　　实践结果证明，利用电力数据的高频可靠特性，基于典型水泥企业的生产工艺相关数据，单企业样本的“电碳”监测模型拟合优度可达到0.9以上，多企业样本的年度“电碳”监测模型拟合优度可达到0.8以上。基于特定企业样本构建的“电碳”监测模型，将为具体企业的高频次碳排放监测、碳排放数据校核、异常数据筛查等提供有力支撑。

“电碳”监测研究要进一步推进

　　进一步推进“电碳”监测研究，需要协调电力的分时空、高频度特性和碳排放的宏观性、同质性，考虑精确性和成本性的平衡，既研究碳排放监测技术在电力系统内部的应用场景，也研究“电碳”监测切实服务碳达峰碳中和目标的支撑作用，为主管部门、企业主体等创造价值。

　　一是充分发挥有关部门的牵头作用，推动电力企业、用能企业、用电企业等合作，汇聚能源电力数据，逐步实现能源电力数据的聚合及梳理分析，为“电碳”监测夯实数据分析基础。

　　二是多方力量协同开展“电碳”监测技术攻关。构建相关联合技术攻关机制，深入辨识不同时空尺度的“电—能—碳”作用机理，融合市场交易等信息，推动构建覆盖面广、科学性强的一整套模型体系，在此基础上协同推动有关标准体系的研究制定。

　　三是逐步拓展成果应用场景。结合区域、行业及重点企业碳排放监测预警，碳达峰碳中和进度管控，碳排放“双控”支撑服务等应用场景，结合不同场景下对模型的技术要求，逐步形成显性化的研究成果并推动其落地应用。

　　（作者：南方电网能源发展研究院有限责任公司 李沛 陈晖 刘年 张舒涵 杨至元）

近日，江苏省工业和信息化厅等八部门正式印发《江苏省新型电力装备绿色低碳创新发展实施方案》（以下简称《实施方案》），提出到2025年，全省新型电力和新能源装备重点产业链现代化水平明显提升，装备绿色低碳供给能力明显增强，良好产业链生态体系基本形成，新型电力和新能源装备产业集群综合实力达到国际领先水平。

　　《实施方案》以推进新型电力装备谱系化发展、推进产业基础能力和关键技术装备攻关、推进优势产业集聚集群发展、推进电力装备智能化绿色化服务化转型、推动电力装备产业协作和区域合作等六大任务为主线，加快全省新型电力装备高端化、智能化、绿色化、低碳化、服务化发展，为碳达峰碳中和目标如期实现贡献江苏力量。

　　《实施方案》提出，支持产业链大中小企业融通发展，建立服务链主企业绿色通道，打造一批专精特新企业和制造业单项冠军企业。加强产业规划布局，支持南京新型电力（智能电网）装备等国家级先进制造业集群建设，推动光伏、风电、储能、氢能等新能源装备特色产业集聚发展。

　　为保障《实施方案》落地，江苏将建立健全省市联动、部门协同的产业强链工作推进机制，协调解决重大事项和问题；支持金融机构对新型电力装备重点项目设立项目贷款绿色通道；支持相关院校优化学科专业设置，加强各类电力装备人才培养。

　　新型电力和新能源装备是江苏“十四五”制造业高质量发展规划明确提出的打造综合实力国际领先的先进制造业集群，为推动产业集群发展，江苏在智能电网、晶硅光伏、风电装备、特高压设备等优势产业链均建立了产业强链工作专班，确定了一批首席专家、支撑机构和智库机构，高效推动产业链强链补链。

　　截至目前，江苏电气机械和器材制造业拥有规模以上企业超过5000家，实现营业收入超过2万亿元。南京新型电力装备（智能电网）集群入选国家重点布局建设的先进制造业集群。