国网大数据中心沈亮署名文章：电力大数据助力碳排放“双控”

　　碳排放统计核算是做好碳达峰碳中和工作的重要基础。

　　实现从能耗“双控”向碳排放“双控”转变，碳排放统计核算是重要基础。目前我国公布的省级和行业碳排放核算方法高度依赖统计年鉴数据，时效性和精细度难以满足政府决策和管理需求。而电力行业与能源活动、工业生产和碳排放等都具有较为密切的关系，电力大数据具备实时准确性强、覆盖范围广、价值密度高等特点，我国电网企业具有独特数据优势，利用电力大数据测算全国及分地区、分行业月度碳排放，可为碳排放统计核算体系提供支撑。

　　摸清碳排放“家底”，

　　预测未来碳排放量

　　科学有序实现“双碳”目标，是我们未来较长时期需要面对的问题。从能源消费总量和强度“双控”转向碳排放总量和强度的“双控”，更加凸显能源转型是实现碳达峰碳中和目标的必然要求。立足我国能源结构实际情况，积极开展碳排放方法学研究，有利于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系，助力经济绿色低碳高质量发展。

　　我国拥有统一的电网调控系统，电力数据具有实时性强、准确度高、分辨率高、采集范围广、获取成本低等优点，是开展碳排放测算的优质基础数据源。在物理层面，电力行业是当前及未来较长时间内最具代表性的碳排放行业，目前，能源活动占我国碳排放的88%左右，电力行业排放又占能源活动排放的约41%;在数学层面，用电量与能源活动、与工业过程碳排放均具有显著相关性，与总碳排放相关系数达0.951.因此，“以电算碳”具有较高的可行性。电网企业积极发挥电力技术创新优势，研究构建“电—碳计算模型”，利用电力大数据计算分地区、分行业高频碳排放数据，构建多维度、多层次的宏观碳排放监测分析体系，为解决碳排放统计数据时效性问题提供了可行路径。

　　“电—碳计算模型”可以帮助政府部门、行业企业做好碳排放统计核算，摸清碳排放“家底”，做到碳排放数据的实时常态化监测和风险预警评估，同时可以预测未来碳排放量，为国家主管部门决策制定提供数据支撑，成为碳排放统计核算体系的有效补充。

　　“电—碳计算模型”以排放因子法为基础，创新采取“以电算能(产量)、以能(产量)算碳”的思路，引入机器学习算法开展历史数据回归拟合，构建电力行业数据与能源消费(工业产品产量)数据的自回归分布滞后预测模型，实现模型动态自适应调整。基于电碳耦合理论，提出动态电力碳排放因子计算方法，实现省间电力转移碳排放按月精准计算。

　　通过使用全国及分地区、分行业用电量等数据，“电—碳计算模型”实现对全国及各地区、各行业的碳排放进行月度高频测算。相较于传统利用统计数据核算碳排放的方式，时效性可提升12～18个月。同时，通过对不同地区、不同行业模型进行迭代适配，模型的计算准确性能够得到保证。与历史公开数据进行比对，当前模型计算偏差率可控制在5%以内，计算结果均处于95%置信区间范围内，具有较高的可信度。

　　随着大气二氧化碳卫星遥感观测技术的进步，卫星观测已经成为获取全球和区域大气二氧化碳浓度变化数据的主要手段之一。卫星遥感观测具有方法统一、覆盖范围广、时间和空间上连续观测的优势。通过监测全球和区域大气二氧化碳浓度的变化，分析研究来自人为和自然的二氧化碳排放(碳源)以及陆地和海洋生态系统的二氧化碳吸收(碳汇)，从中探测人为排放所引起的大气二氧化碳增加，为我国和世界各国制定合理有效的温室气体减排方案提供科学依据。

　　2019年，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)公布了利用自上而下的方法进行大气观测以支持和验证温室气体排放清单。将“电—碳计算模型”监测数据、遥感数据与大气模式同化，既可以保留监测数据的时效性优势，又兼顾整个地球一张图、一个观测图谱，能够在天空地协同一体化下进行大气中二氧化碳的观测。

　　为企业提供服务，

　　深挖节能减排潜力

　　“电—碳计算模型”目前已实现宏观层面碳排放监测，也在部分地区的企业实现应用，下一步将探索服务重点企业，帮助挖掘企业减排潜力、引导企业节能改造。

　　一方面，现有模型仍需持续迭代优化，不断提升科学性和精准性，以适应微观层面多样化、精细化的需求。例如通过增加季节趋势项等方法，有效减少季节影响，降低数据漂移风险;通过引入误差修正参数(ECM参数)，解决“以电算能(产量)”部分输入数据的多重共线性问题;结合欧式距离等数据相似度计算方法，自动匹配“电—碳计算模型库”中的典型样本和对应模型，实现模型自适应参数寻优。

　　另一方面，模型实践应用将持续拓展。基于“电—碳计算模型”及结果数据，探索构建碳达峰预测模型，融合复杂系统分析、情景分析和机器学习预测，开展分年度、分地区碳达峰预测，能够为国家推进各地“双碳”工作落实提供数据参考，为行业企业相关政策制定提供支撑。持续细化模型颗粒度，开展国家重点区域、地市、典型企业碳排放计算，逐步构建“一区域一模型、一行业一模型、一企业一模型”，沉淀碳排放模型库和因子库，将更广泛地服务政府社会“双碳”管理、赋能行业企业低碳发展。

　　绿色转型不仅需要大量低碳技术的突破和应用，也需要大量提升效能的管理技术。在“两化”(信息化和工业化高层次深度结合)融合的时代，基于“电—碳计算模型”的碳排放核算方法在企业层面可以发挥以下三方面重要作用。

　　一是助力企业及时掌握自身电力碳排放。大多数企业尤其是中小企业，当前碳排放的主要来源为电力，属于范围二间接排放。基于“电—碳计算模型”和碳排放因子库，实时碳排放在线测算，可以让企业用电碳排放一目了然，帮助企业动态掌握自身碳排放量、各排放源占比、碳排放强度及同业水平。

　　二是支撑企业开展碳排放辅助核查。企业通过梳理和分析模型提供的多维度数据，可深入了解自身碳排放情况及其影响因素，以精准定位减排降碳重点。同时，模型可帮助分散在各领域的企业进行更细致的碳排查和碳账户核算。

　　三是服务企业参与碳达峰碳中和背景下的国际合作。模型及相关核算结果的价值在于，能够帮助中小企业从容应对国际碳排放标准提升带来的风险，使企业与海外合作衔接的过程更加顺畅。

                                          作者系国网大数据中心主任、党委书记