近日，生态环境部等三部门组织中国电力企业联合会等单位计算并发布2023年全国光伏发电电力碳足迹因子。经过测算，2023年，全国光伏发电电力碳足迹因子为 0.0545kgCO2e/kWh。
在碳达峰碳中和战略目标下，我国正加快构建以新能源为主体的新型电力系统，光伏发电持续快速发展。截至2023年底，全国累计太阳能发电装机6.09亿千瓦，并网太阳能发电新增装机21602万千瓦。2023年，光伏发电利用率为98.0%，光伏发电量5835亿千瓦时，占全国总发电量约6.3%。
“通过光伏发电产品碳足迹因子量化工作组深入现场调研、反复讨论、科学测算，我们得到了符合我国光伏发电产品实际的电力碳足迹因子。”中国华电集团有限公司副总经济师、市场营销部主任杨富春说，光伏发电产品碳足迹因子的发布，有利于出海企业应对国际贸易壁垒。
碳足迹因子系统边界共分为4个阶段
据杨富春介绍，光伏发电电力碳足迹测算总体遵循以下工作思路。一是确定系统边界及考虑的设施范围，同时，确定生命周期评价方法；二是考虑时间跨度、地理范围等因素条件下制定各阶段排放清单，并对活动水平数据以及对应碳足迹因子进行收集；三是对各阶段碳排放进行累计得到光伏发电电力生命周期温室气体排放当量，基于量化的光伏发电生命周期上网电量，计算得到光伏发电电力碳足迹因子。
根据《温室气体 产品碳足迹量化要求和指南》，光伏发电电力碳足迹因子系统边界共分为设备获取、施工建设、运营维护和退役处置4个阶段。
其中，设备获取阶段包括光伏组件、逆变器、变压器等设备的原材料获取、加工、运输及制造；设备建设阶段包括设备及材料运输至项目地点、建筑和安装（包括基础、支撑结构等）；运营维护阶段包括辅助用电、电池组件清洁、设施维护、修理和更换等；退役处置阶段包括设备设施解构拆解、运输、废物处理处置等。
典型案例主要选取单晶硅光伏发电项目
据了解，我国光伏发电领域技术创新不断取得重大进展，产业链上下游配套能力日益完善，为光伏技术进一步大规模应用提供了坚实的支撑。单晶硅太阳电池因其光电转换效率较高和生产成本较低的优势，已成为市场主流。以TOPCon电池为主的n型单晶硅电池所占市场份额持续增加。
根据国内权威机构公开的相关调研报告，目前，国内光伏发电主要采用单晶硅发电技术（见图1、图2）。因此，测算工作典型案例主要选取单晶硅光伏发电项目。
工作组依据中国气象局风能太阳能资源中心不同的光照条件选取案例进行的测算，涵盖交流侧装机容量60MW、80MW、90MW、100MW、250MW、400MW等单晶硅光伏发电项目。
图1 硅片产业链各环节关键指标 来源：《中国光伏产业发展路线图（2022—2023年）》
图2 硅片类型占比 来源：中商产业研究院
“通过测算、对比，可知同一光照条件不同光伏发电电力碳足迹因子近似相等，因此，我们选取了不同光照强度下典型案例估算相应光照强度区域光伏发电电力碳足迹因子。”杨富春说，依据选取案例数据，测算出全国光伏发电电力碳足迹因子为0.0545kgCO2e/kWh。
光伏组件等是降低光伏发电电力碳足迹因子关键因素
根据IPCC特别报告《可再生能源与减缓气候变化》（2012年），联合国政府气候变化专门委员会（2012）通过对生命周期温室气体排放估算值的124篇文献的调研，计算得到单晶硅的光伏发电电力碳足迹因子为30—217gCO2e/kWh，中位值约70gCO2e/kWh。
国际能源署（IEA）2024年对约90项已发表的光伏发电生命周期评价研究文献进行了系统性调研，考虑数据质量和与相关性标准的符合性，最终筛选得到约40个光伏发电碳足迹因子估计值，其中，光伏发电电力碳足迹因子为0.033kgCO2e/kWh，该因子在光照强度为1700（kW·h）/（m²·年）、使用寿命为30年条件下测算。
而按照我国国内光照强度及25年设计使用寿命计算，光伏碳足迹因子为0.0545kgCO2e/kWh。在光照强度为1700（kW·h）/（m²·年）的条件，参考使用寿命为30年测算国内光伏发电碳足迹因子约为0.025kgCO2e/kWh。
杨富春指出：“在同等光照强度和使用寿命条件下，我国光伏发电电力碳足迹因子优于国际相关报告的光伏发电电力碳足迹因子。同时，我们光伏发电电力碳足迹因子的量化过程中发现，因子受光照条件和设计使用寿命影响较大。各阶段温室气体排放量占比设备获取阶段最大，运营维护阶段次之，退役处置阶段最小，其中设备获取阶段的光伏组件、逆变器等对光伏发电电力碳足迹因子影响最大，运营维护阶段中的外购运维能源影响最大，因此光伏组件等的技术进步是进一步降低光伏发电电力碳足迹因子的关键。（记者乔建华）
