风电排放因子计算过程及原理.doc

风电排放因子计算过程及其原理解读注：根据2011年9月29日EB63次大会附件19的更新版本（am-tool-07-v2.2.1），风电排放因子的计算应基于“电力系统排放因子计算工具”进行。电力系统基准线方法学基准线方法学步骤，主要包括以下6步：1. 确认相关电力系统；2. 选择项目是否包括离网电厂；3. 选择一种方法确定电量边际（OM）；4. 根据所选方法计算电量边际排放因子；5. 计算容量边际排放因子(BM)；6. 计算组合边际排放因子（CM）。步骤1. 确认相关电力系统为确定排放因子，首先需要确认项目相关电力系统。如果一个电力系统全部或部分位于附件国家，则可视该电力系统的排放因子为零。如果东道国DNA对该电力系统项目有描述，则该描述可用。如果该描述不可用，项目参与方要在PDD中对该项目进行假设，并对此假设进行公证。以电力系统项目作为参考来研究本方法学，由联网系统输入该电力系统的电力称为电力输入，由电力系统输入联网系统的电力称为电力输出。为确定容量边际排放因子，除最近或将来可能增加的传送量使电力输入显著增加外，计算范围仅限于电力系统内。因此，传送量应被视为容量边际的来源。为确定电量边际排放因子，选择下面一种方法来确定输入电力的CO2排放因子：0吨CO2/MWh，或：（a） 按照下面步骤4（d）计算输出电网的OM加权平均排放因子；（b） 如果条件如下面步骤3中所述，按照步骤4（a）计算输出电网的简单OM排放因子；（c） 按照下面步骤4（b）计算输出电网的经调整的OM排放因子。若有附件国家电网输入的电量，排放因子可视为0 tCO2/MWh。在计算和检测电力排放因子时，输出的电力不可从产生的总电量中扣除。步骤2：选择项目系统中是否包含网外电厂（可选择）项目参与方可从以下2项中选择计算OM和BM排放因子：选项：计算中仅包含网内电厂。选项：计算中同时包含网内和网外电厂。选项仅在本方法学早期版本中适用，选项包含了网内和网外排放因子，它反映了在一些国家网外发电的重要性，部分可被CDM项目取代。选项可用于BM排放因子的计算，也可用于OM排放因子，或者BM和OM排放因子的计算。若采用选项，离网电厂应按照附件2中的分类方法分类，每个网外电厂类别都应作为一个单独的电厂，按照下面步骤中的j,k,m,n计。步骤3：选择方法学计算OM排放因子OM排放因子（EFgrid,OM,y）的计算基于以下4个步骤之一进行：（a）简单电量边际排放因子法；（b）经调整的简单电量边际排放因子法；（c）调度数据分析电量边际排放因子法；（d）平均电量边际排放因子法。方法（a），即简单OM法，只能用在低成本、必须运行的资源在总的电网发电构成中少于50的情形，如：1.最近5年的平均数；2.基于长期的平均数。方法（c），即调度数据分析OM法，这需要电网提供详细的网内电厂的运行调度数据资料；对于简单OM、经调整的简单OM、平均OM排放因子，按照以下两种情况之一计算：（事前：ex ante）：排放因子在审定阶段就确定下来，因此在第一计入期不存在监测和排放因子的重新计算。对于网内电厂，如果可以获得最新数据，在向DOE提交PDD时，对3年的发电量加权平均计算；对于网外电厂，对最近5年（农历）中其中一年的发电量加权平均计算。（事后：ex post）：要求排放因子在监测期间每年都进行更新。如果y年用于计算排放因子的数据仅在年后6个月后可用，可选择1年前（y-1）的排放因子用；如果数据仅在年后18个月后可用，可选择2年前（y-2）的排放因子用。同一年份（y，y-1，y-2）的数据可在整个计入期应用。 对于调度数据分析OM，应用项目活动取代电网电量的年份，并且在监测期间排放因子必须进行更新。 至于选择事前还是事后时期的资料进行计算，应该在PDD中加以指定，并且在计入期内不能更改。步骤4：根据选择的方法计算OM排放因子（a） 简单电量边际排放因子法 简单OM排放因子是根据整个电网中单个机组发电所排放的CO2平均重量计算，但不包括低成本和必须运行的电厂/机组。 简单OM排放因子可按照以下2种情况计算：情况A:基于每个发电机组的CO2排放因子及净发电量计算；情况B:基于电网中所用发电厂产生的总发电量和燃料类型以及消耗的燃料量计算。其中B只能在以下3种情形下可用：(a) A中数据不可用；(b) 仅认为核电以及可再生能源发电为低成本和必须运行的电源，且供应电网的这些电量可知；(c) 网外电厂计入到计算中（如果步骤2中选用选项的话）。情况A-基于每个电厂的平均效率和发电量计算 OM排放因子基于每个发电机组的净发电量和排放因子计算：EFgrid,OM,y是第y年的简单OM排放因子（tCO2/MWh）；EGm,y是第m个样本机组在第y年向电网提供的电量，也即上网电量（MWh）。EFEL,m,y是第m个样本机组在第y年的CO2排放因子（tCO2/MWh）；m是第y年除低成本或必须运行的机组外所用的样本机组；y是相关年份。计算EFEL,m,y 第m个样本机组的排放因子可按如下方法得到：A1.如果样本机组m依靠燃料消耗产生有效电量，则：其中，EFEL,m,y是第m个样本机组在第y年的CO2排放因子（tCO2/MWh）；FCi,m,y是样本机组m在第y年的燃料i消费量（按质量或体积单位）；NCVi,y是第y年单位质量或体积的燃料i的净热值（GJ/燃料质量或体积单位）；EFCO2,i,y是第y年燃料i每单位能量的排放因子（tCO2/GJ）；EGm,y是第y年样本机组m产生并输入电网的净电量；m 是第y年除低成本/必须运行的机组外所有入网机组；i是第y年样本机组m所消耗的石化燃料；y是相关年份。A2.如果一个发电机组m仅用来发电且可以正常使用，则排放因子应按照燃料类型及发电机组的工作效率计算：其中，EFEL,m,y是发电机组m在y年的CO2排放因子（tCO2/MWh）；EFCO2,m,i,y是发电机组m在y年燃料排放因子（tCO2/GJ）；m,y是发电机组m在y年平均能量转换效率（比率）；m 是y年除低成本/必须运行的机组外所有入网机组；y是相关年份。 如果发电机组中同时使用几种不同的燃料，在计算EFCO2,m,i,y时按CO2排放因子最低的燃料计。A3. 如果一个发电机组m仅用来发电且可以正常使用，视排放因子为0tCO2/MWh可被假定为简单且保守的方法。计算EGm,y 对于网内电厂，EGm,y应按照监测表格中的规定计算。 对于网外电厂，EGm,y应按照如下之一进行计算：1. EGm,y应按照附件2中网外电厂产生的电量计算；2. EGm,y应按照附件2中网外电厂m消耗的石化燃料量来计算，附件1提供了各参数的默认值：其中，EGm,y是第m个样本机组在第y年产生并输入电网的净电量（MWh）；FCi,m,y是网外电厂m在y年消耗的石化燃料i的总数量（质量/单位体积）；NCVi,y是石化燃料i在y年的净热值（GJ/质量或单位体积）；m,y是网外电厂m在y年的默认净能量转换效率（比率）；m是网外电厂总体被视为一个发电机组；y是相关年份；i是所用到的石化燃料类型。3. 根据网外电厂发电总量和默认的电厂负荷因数估算EGm,y ：其中，EGm,y是发电机组m在y年净发电并入网的电量（MWh）;CAPm是网外发电机组m总的装载量；PLFdefaut,off-grid,y是在y年网外电厂的默认电厂负荷因数（比率）；m是网外电厂总体被视为一个发电机组；y是相关年份。 网外电厂的默认电厂负荷因数PLFdefaut,off-grid,y可用以下两种方法之一计算：假设网外电厂6天中每天最少运行一个小时，那么每年最少运行300小时（即PLFdefaut,off-grid,y=300/8760）；假设网外电厂满负荷运行，但约有一半时间是不产生电量的，则默认电厂负荷因数应按如下公式计算：其中Tgrid,y是网外电厂在y年有效的发电时间。情况B-基于电网系统中燃料消耗总量以及发电量计算 在这种情况下，OM排放因子的计算是基于供应电网的净电量和燃料类型以及燃料消耗量，但不包括低成本/必须运行的电厂/机组：其中，EFgrid,OMsimple,y是y年的简单OM排放因子；FCi,y是电网系统在y年所消耗的燃料i的总量；NCVi,y是燃料i在y年产生的净热值(GJ/重量或单位体积)；EFCO2,i,y是燃料i在y年的CO2排放因子；EGy是在y年供应电网的发电装置净发电并输入电网的电量，不包括低成本/必须运行的电厂/机组；i是在y年电网系统中所有消耗的石化燃料类型；y是相关年份。 在这种计算简单OM排放因子的方法中，注脚m为向电网输送电量的发电厂/机组，不包括低成本/必须运行的电厂/机组，但包括电网引进的电量，所用引进的电量被视为一个发电厂m。(b) 经调整的简单电量边际排放因子法经调整的简单OM排放因子(EFgrid,OM-adj,y)是简单OM的变形，其中发电厂/机组（包括引入的电厂）被分为低成本/必须运行的能源（k）和其他能源（m）。正如情况A中简单OM排放因子，净调整的简单OM排放因子的计算是基于单个发电机组的净发电量和单个机组的排放因子：其中，EFgrid,OM-adj,y是y年的经调整的简单OM排放因子（tCO2/MWh）；y是y年低成本/必须运行的发电机组在整个发电时间中所占的百分比；EGm,y是发电机组m在y年产生并输入电网的净电量（MWh）；EGk,y是发电机组k在y年产生并输入电网的净电量（MWh）；EFEL,m,y是发电机组m在y年的CO2排放因子（tCO2/MWh）；EFEL,k,y是发电机组k在y年的CO2排放因子（tCO2/MWh）；m是在y年除低成本/必须运行的发电机组外所有供应电网机组；k是在y年所有供应电网的低成本/必须运行的发电机组；y是相关年份。 参数EFEL,m,y，EFEL,k,y，EGm,y，EGk,y的计算步骤同情况A中EFEL,m,y，EGm,y一样。 如果OM排放因子涉及到网外电厂，则应视网外电厂为一个发电机组m。引入的净电量必须考虑低成本和必须运行的机组k。参数y定义如下： y应按以下步骤计算： () 绘制持续负荷曲线，收集y年中每个小时的负荷数据（通常按MW为单位），将符合数据从高到低排序，对应一年8760小时（X轴）并以MW为y轴绘制曲线；() 收集每个发电厂/机组的发电量数据，计算低成本/必须运行电厂/机组的总年发电量（MWh）（即）；() 填充负荷持续曲线。对于低成本/必须运行的发电厂/机组，先画一条水平线与持续负荷曲线交叉于一点，使得水平线下的面积（MW乘以Hours）正好等于总的发电量;() 计算y年低成本/必须运行电厂发电小时数。首先找到水平线于负荷曲线的交叉点，交叉点右边的小时数（8760减去前面的数）即为低成本/必须运行电厂发电小时数。如果水平线于曲线不能相交，则说明低成本/必须运行电厂不计入，y应为零。注：步骤2按资源分类组织资料，未出现在上图中。图1. 经调整的简单OM方法中的计算过程图（c）调度数据分析电量边际排放因子法调度数据分析OM排放因子（EFgrid,OM-DD,y）可按如下公式计算：其中，EFgrid,OM-DD,y是y年调度数据分析OM排放因子（tCO2/MWh）；EGPJ,h是y年第h小时被项目活动所取代的电量（MWh）；EFEL,DD,h是y年第h小时电网发电机组的CO2排放因子（tCO2/MWh）；EGPJ,y是y年项目活动所取代的总电量（MWh）；h是y年项目活动取代电量的时间；y是项目活动取代电量的年份。如果单位小时的燃料消耗数据已知，则单位排放因子可计算如下：其中，EFEL,DD,h是y年第h小时电网发电机组的CO2排放因子（tCO2/MWh）；FCi,n,h是h小时内发电机组n消耗i型燃料的总量（质量或单位体积）；NCVi,n是 y年燃料i的净热值（GJ/质量或单位体积）；EFCO2,i,y是y年燃料i的CO2排放因子（tCO2/GJ）；EGn,h是h小时内发电机组n的发电并输入电网的电量（MWh）；n是调度的网内发电机组（同以下）；i是y年网内发电机组n消耗的燃料类型；h是y年项目活动取代电网发电的时间；y是项目活动取代电网发电的年份。另外，单位时间减排因子可基于网内发电机组的工作效率及消耗燃料类型计算：其中，EFEL,DD,h是y年在h小时内调度的网内发电机组的CO2排放因子（tCO2/MWh）；EGn,h是h小时内网内发电机组n产生并输入电网的净发电量（MWh）；EFEL,n,y是y年网内发电机组的CO2排放因子（tCO2/MWh）；n是调度的网内发电机组（同以下）；h是y年内项目活动去点电网电量的时间； 从国家调度中心获取以下内容，来计算调度的网内发电机组的套数n：电网系统对于每天发电机组的调度运作，包括了被引进的发电机组；电网系统中在h小时内所有被调度的电量视为项目活动取代的电量。 按照单位小时计算，累计每个发电机组单位小时内的发电量，被调度的发电机组数n包括h小时内前x%，其中x%为以下二者之一：（a）10%;（b）h小时内项目活动取代的电量占总发电量的比例。（d）平均电量边际排放因子方法 平均OM排放因子（EFgrid,OM-ave,y）基于所有供应电网的发电机组的平均排放效率来计算，用计算简单OM的（a）方法作为指导方法学，但包括低成本/必须运行的电厂。情况B只有在情况A的数据无效的情形下使用。步骤5：计算容量边际排放因子 根据数据的年份，项目参与方可选择以下两种情况之一：1） 在第一个计入期，基于PDD提交时可得的最新数据事前计算；在第二个计入期，基于计入期更新时可得的最新数据更新；第三个计入期沿用第二个计入期的排放因子。2） 依据直至项目活动注册年止建造的机组、或者如果不能得到这些信息，则依据可得到的近年来建造机组的最新信息，在第一计入期内逐年事后更新BM；在第二个计入期内按选择1）的方法事前计算BM；第三个计入期沿用第二个计入期的排放因子。 对于以上两种情况的选择，应该在PDD中加以说明，并且在计入期内不能更改。 样本群m的建立，项目参与者应该选择以下步骤之一（用图表说明）：新增电厂装机容量最少占系统发电量20%以上确定5个最近建成的电厂，CDM除外从以上两个选择年发电量较大者作为样本群计入占系统发电量20%以上的机龄超10年的发电机组使用以上结果计算BM是否存在机龄超过10年的机组？使用以上结果计算BM除去机龄超10年和在CDM中登机的发电机组NY是否占系统发电量20%以上？使用以上结果计算BMYN容量边际排放因子EFgrid,BM,y为m个样本电厂在最近的y年中，按发电量加权平均的排放因子（tCO2/MWh），如下：其中，EFgrid,BM,y为y年的BM排放因子（tCO2/MWh）；EGm,y为y年发电机组m产生并输入电网的净电量（MWh）；EFEL,m,y为y年发电机组m的CO2排放因子（tCO2/MWh）；m为容量边际中的发电机组；y为发电量数据可查询的最近的年份。 单个发电机组m的CO2排放因子EFEL,m,y的计算，应按照简单OM步骤4（a）进行。如果发电机组m与样本机组SETsample-CDM-10yrs一致，作为保守的计算方法，仅步骤4（a）中选项A2可用，同时用附件1提供的默认值来计算m,y。 对于网外电厂，EGm,y的计算应按照步骤4中进行。步骤6：计算组合边际排放因子（CM） 组合边际排放因子（EF grid,CM,y）的计算基于以下两种方法之一：（a） 加权平均CM；（b） 简化CM。 一般情况下，优先应用加权平均CM，简化的CM仅在以下情况下可用：项目活动位于最不发达国家（LDC），或者位于登记的CDM项目少于10项的国家；步骤5中要求的数据无法查询。（a） 加权平均CM其中，EF grid,BM,y是y年BM排放因子（tCO2/MWh）；EF grid,OM,y是y年OM排放因子（tCO2/MWh）；wOM是OM排放因子的权重（%）；wBM是BM排放因子的权重（%）。 wOM和wBM的默认值如下：对于风点和太阳能发电项目，wOM=0.75，wBM=0.25；对于其他项目，在第一计入期，wOM=0.5，wBM=0.5；在第二和第三计入期，wOM=0.25，wBM=0.75； 只要保证wOM+wBM=1，可以考虑应用不同的权重系数，但要提供合理的证据证明采用替代的权重系数是合理的，这些证明要素有待CDM执行理事会EB评价。项目参与