绿电的“幻觉”

碳道小编 · 2024-10-31 09:10 · 阅读量 · 87

摘要:未来,如果每一度电都带有时间标签,绿色电力将从“年均达标”向“小时级匹配”过渡。

在“绿国”有两家赫赫有名的公司。一家是汽车制造巨头“特狮拉”,白天车间机器轰鸣,用电高峰集中在日照充足的时间段;另一家是科技巨头“谷鸽”,运营着多个数据中心,必须24小时全天候运行。

两家公司在绿国的年用电量都是10亿度电,为了履行“100%使用绿电”的承诺,它们分别与当地发电公司签署了10亿度的绿色电力采购协议或者绿色电力证书采购协议,确保每年用电都来自绿色能源。

根据GHG Scope 2标准,基于市场的计算方法,这两家公司都被视为100%使用了零碳排放的电力;按照基于位置的计算方法,将它们的用电量乘以绿国电网平均排放因子,两者的电力碳排放量也是一致的。

从账面上看,两家公司都是“零碳排放”的优等生。然而,事实真的是这样吗?


绿色账本的“盲点”

尽管特狮拉和谷鸽都“买足”了绿电,但实际上它们对降低用电碳排放的贡献并不一致。问题的核心在于,电力使用的时间和绿电生产的时间并不总是同步。

特狮拉的工厂在白天耗电巨大,此时太阳能发电最为旺盛,能够很好地匹配电网的绿色电力供应。但谷鸽的情况完全不同,数据中心24小时运转,夜间也需要大量用电。到了晚上,太阳能不再发电,电网可能更依赖化石能源发电,导致电网的碳排放更高。这意味着,尽管两家公司采购的绿电总量相同,但由于谷鸽在碳排放强度较高的时间段内大量用电,它的碳足迹可能比特狮拉要高得多。

电网的碳排放因子并非一成不变,而是随着发电结构而波动。晴天风起,碳排放骤降;夜晚风停,煤电填补缺口,排放飙升。因此,单纯看总电量是否对等,还是无法反映出一家公司的减碳贡献。即使一家公司买足了绿电,如果它在电网碳排放较高的时间段用电过多,那么它的“绿色贡献”就要大打折扣。

这一挑战促使 “24/7绿电采购”的理念登上舞台。要实现24/7的绿色电力供应,储能技术是核心支柱。白天可再生能源产量高峰时多余电量被储存,夜晚再释放以平衡供需。然而,如何更精准地追踪发电和用电的时间,依旧是24/7绿电的关键挑战。


追踪电力,让绿电“差异化”

电力系统是人类实现脱碳的最大工具。在这一系统中,电力供应必须实时跟随需求,以维持电网稳定。因此,电力批发市场设计的核心便是通过价格平衡供需,保障电网安全运行。然而,这一体系最初并未考虑追踪电力来源。

为了推动清洁能源发展,政策制定者和市场主体逐渐意识到,需要开发一种方式来准确识别电力的来源。这不仅能精准地引导政策和市场资金流向特定的能源技术,还能让发电方和电力供应商能够“差异化”他们的供电组合来源。当前,电力从生产者到消费者的路径可以通过多种方式追踪,但方法都各有局限。

例如,基于市场合同分配电力属性虽然比较直接,但在交易平台上或通过聚合商交易时,能源来源仍然难以区分。此外,未被追踪的能源往往通过统计组合估算,这种隐性追踪机制被称为“剩余组合”。这种机制限制了电力供应商在能源组合上的“差异化”,使他们的产品趋于同质化,除了卷低价,很难产生其他的竞争优势。

合同追踪和供应组合均无法满足可靠追踪的需求。所以,自上世纪90年代末起,市场引入了“能源属性证书”(EACs),作为物理电力和其环境属性分离的市场工具。EACs通过“登记和索赔”机制将物理电力的环境属性独立出来,从而为终端用户提供了一种可靠的方式来验证电力的来源。这种创新的方式不仅让消费者能够更精准地支持清洁能源,也为市场的透明度和市场竞争注入了新的活力。

不过,发展了近30年的EAC计划只能按年或按月来匹配用电,对减排效果的真实反映也有限。越来越多的公司意识到,年均电力平衡并不能真正体现他们的减排贡献和价值。


引入小时级时间标签

当可再生能源在电网中的占比越来越高,按小时匹配的追踪机制让消费者更准确地了解每一小时的电力来源,帮助他们设定更精细的低碳目标。

这种透明度不仅提升消费者信任度,确保绿色电力的“货真价实”,也增加了电力供应商的市场竞争力。法国现在已经推出了一种“优质”绿电标签,要求供应商每半小时披露其可再生能源占比。未来,谁能够在每小时提供最高比例的清洁能源,谁可能就成为绿色电力市场的领跑者。

而更高的透明度也带来了更高的市场认可度,同时也能让市场机制真正运转起来。现在的EAC计划,虽然推动了可再生能源的投资,但未能区分不同发电技术对电力系统的实际增值。例如,光伏发电集中在白天,随着光伏装机量增加,市场上白天的电力供应过剩,而夜间供应依旧紧缺。如果能源属性证书能按小时追踪,则意味着在夜间或可再生能源产出较低时,证书价格可能会显著提高。这种价格信号会激励更多风电、核电等夜间发电的多样化投资,从而优化绿色能源的技术组合。

市场信号也将进一步强化电力系统的“灵活性”。灵活的需求侧响应(DSR)和储能可以利用每小时价格的波动。例如,在绿电富余时段增加负荷,在清洁电力供给不足时减少用电,实现用电“削峰填谷”。

按小时计算的EAC也为消费端和储能带来了新的经济激励。在可再生能源发电量较高时,绿证价格较低,而发电量较少时,证书价格将上涨。企业在实现每小时100%绿电目标时面临更大的价格压力。而灵活的消费者则可以选择在低价时用电,降低成本。而储能也会因此受益。储能设备不仅能捕捉每小时的电价差,还能利用绿证价格的波动赚取更多收入,从而进一步推动储能的应用与发展,助力电力脱碳。


跨行业应用的巨大潜力,比如低碳氢

提高时间追踪的精度也成为了实现多行业脱碳的关键,尤其在低碳氢的应用。氢作为原料、燃料和储能载体,广泛应用于工业、交通、电力和建筑领域,通过零碳电力电解生成的氢不会产生二氧化碳,成为许多高排放行业和领域实现脱碳的理想解决方案。

为了充分释放氢的潜力,需要更精确的追踪从一次能源到具体应用的路径,全面记录其能源转化过程(如从电力到氢、再到甲醇等)。这使市场参与者能在选购和使用能源时更具参考价值,确保其选择符合低碳或零碳标准。

对氢生产链的碳足迹进行全程追踪尤为重要。近期,法国出台了氢能新法规,对氢的二氧化碳排放设定阈值,以符合其可再生或低碳标准。欧盟也在制定一项授权法案,将氢气的电力来源的时间相关性和可持续性纳入考量,以便将其纳入欧洲交通燃料脱碳目标。由于电网碳排放因子每小时都在波动,小时级的电力认证成为合理分配可再生和低碳氢生产的关键。

总体而言,按小时追踪的认证机制将为未来氢证书体系奠定了基础,促进氢市场的发展。随着电力、交通、供热制冷等行业的深度融合,精准的小时级证书也可追踪其他交叉领域的可再生能源比例,例如氢、电动汽车供电、电供暖等。


24/7 零碳未来

未来,如果每一度电都带有时间标签,绿色电力将从“年均达标”向“小时级匹配”过渡。

对谷鸽这样的全天候用电企业,这将推动他们通过分析电力碳排放和经济成本来调整用电策略,并且实现更大的减碳效果。实际上,真谷歌已经这么做了。

我们有理由相信,能源的未来将会更灵活。


来源:绿电交易bot

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