近日，能源与动力工程学院袁学良教授团队在储能碳排放核算方面取得新进展，相关研究成果以“Estimation of Emission Factors from Purchased Electricity for European Countries: Impacts on Emission Reduction of Electricity Storage”为题发表在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology。该研究由山东大学与利兹大学的研究人员共同合作完成，山东大学为论文的第一完成单位，能源与动力工程学院博士研究生汤宇宙为第一作者，袁学良教授为该论文的唯一通讯作者。
为了评估储能技术带来的碳减排效果，首先必须掌握电力生产碳排放量的准确数据。在通过评估边际排放因子（MEFs）核算电力碳排放时，由于缺乏欧洲各国统一的、高分辨率的大规模电力数据，现有的MEF计算主要基于发电排放和直接电力传输排放。然而，电力交易网络中的隐性排放流会给碳排放核算带来重大偏差，并对储能系统的碳排放计算产生重大影响。鉴于此，袁学良教授团队利用欧洲28个国家的发电数据和电力贸易数据，综合考察了电力贸易对碳核算和MEF计算的影响，并构建了三个储能场景用于评估使用电力存储国家的碳减排潜力。
图1 28个欧洲国家的发电结构
图2 28个欧洲国家电网间电力及碳排放转移
研究人员具体评估了电力贸易对电力碳排放核算的影响。结果表明，如果不考虑电力交易的影响，碳排放核算和MEF计算的误差分别为7%和10%，说明电力交易对电力消费MEF的准确性具有重要影响；如果不考虑电力交易的间接排放，排放核算和MEF计算的误差为1%，且与不考虑电力交易的影响趋势相反，因此只考虑直接电力转移将过度评估电力贸易碳排放转移的影响。
图3 不同储能效率的碳减排量评估
研究人员评估了欧洲国家实施不同存储运营情景的减排效果。结果表明，MEF 计算的准确性对减排结果有相当大的影响，并且普遍低估了这些国家在减少削减情景中获得的减排收益。储能循环效率极大地影响储能技术的碳减排效果。当调峰情景中的存储效率低于70%和风能平衡情景中的90% 时，所有国家都会增加电力碳排放。在减少弃电情景下，无论存储循环效率如何下降，存储运营总能在所有国家获得减排收益，在效率仅为 50% 的情况下，该方案可实现超过 100g CO2/kWh 的减排效益。该工作基于三个范围内的碳核算结果，可以为准确计算MEF提供参考。研究评估了MEF的准确性对储能应用碳减排效果的影响，并从政策和管理视角提供了对策建议。
该研究工作得到国家重点研发计划、泰山学者青年专家项目等资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c06490
