（来源：《中国电力》作者：徐三敏, 张弓, 张译文, 等）
【意义】对抽水蓄能发电碳足迹量化分析，有助于定量研究抽水蓄能绿色清洁属性，完善全国电力平均碳足迹因子。
【方法】基于生命周期方法，分析了5个典型抽蓄电站前期准备阶段、施工建造阶段、运营维护和退役阶段等各阶段碳排放源及排放量，提出了基于应用场景的抽水-发电环节的排放计算方法。当用于完善全国电力平均碳足迹因子时，吉林敦化抽水蓄能电站（简称敦蓄电站）全生命周期排放量为174.86万t，运营期间的日常运维排放是其最主要排放源，占比超过41%。在95%置信水平下，敦蓄电站电力碳足迹取值范围为[0.0235, 0.0266] kg/(kW·h)，5个抽蓄电站的平均电力碳足迹为0.0238 kg/(kW·h)，运行维护费用、施工建造不可溯源费用对该电站碳足迹影响显著。考虑抽水蓄能后的2023年全国电力平均碳足迹为0.6206 kg/(kW·h)，抽水蓄能对全国电力平均碳足迹的影响不足千分之一。
研究背景
构建以清洁能源为主体的新型电力系统，是实现“碳达峰、碳中和”目标的关键举措。当风电、光伏等新能源大规模接入电网时，其固有的随机性、波动性和反调峰特性，会给电力系统稳定运行带来巨大挑战。储能系统可有效解决可再生能源间歇性问题，对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、支撑应对气候变化目标实现具有重要意义。抽水蓄能电站作为目前最成熟的储能系统，具有调峰、调频、调压、系统备用和黑启动等多种功能，是电力系统的主要绿色调节电源。《抽水蓄能中长期发展规划（2021—2035年）》提出2025年、2030年全国抽水蓄能投产规模62 GW、120 GW的目标，有力推动了中国抽水蓄能高速发展。
目前，社会各界对抽水蓄能电站是否为绿色电源尚存在争议。十三陵蓄能电厂被作为重点排放单位，纳入北京碳市场强制配额履约管理体系；也有研究显示，部分水电温室气体排放可能高于传统发电。
电力碳足迹基于生命周期视角衡量电能产品的排放情况，涵盖从燃料获取、设备制造、工程建设、生产运行、电网建设及输送等环节的全生命周期碳排放。2025年1月，生态环境部、国家统计局、国家能源局联合发布2023年全国电力平均碳足迹因子、主要发电类型电力碳足迹因子、输配电碳足迹因子，但尚未发布抽水蓄能电站电力碳足迹因子。电力碳足迹方面的研究较多集中在火电、光电、风电、水电等全生命周期碳足迹分析。抽水蓄能电站全生命周期碳足迹的相关研究非常有限，相关计算模型主要包含抽水蓄能建设阶段和运行阶段。目前对于抽水-发电环节的碳排放计算方法只停留在理论层面，尚未形成统一方法，缺乏基于应用场景的分析和研究。此外，目前公布的全国电力平均碳足迹因子计算方法尚未考虑抽水蓄能等储能系统影响。随着新型电力系统中高比例可再生能源的不断渗透，抽水蓄能作为重要调节性电源，其碳排放特性对电力系统整体碳排放的影响愈发显著。量化抽水蓄能电站碳足迹并分析其置信区间，对研究抽水蓄能绿色清洁属性、完善全国电力平均碳足迹因子、提高结果可信度至关重要。
结论
1）本文提出的抽水蓄能电站电力碳足迹核算模型涵盖前期准备、施工建造、运营维护和退役4个生命周期阶段，并提出基于应用场景的抽水-发电环节排放计算方法，用于使用抽水蓄能电量的电力用户计算其产品碳足迹，完善全国电力碳足迹因子。
2）基于可研报告、环评报告和文献信息测算的敦化抽水蓄能电站全生命周期碳排放量为174.86万t，相应电力碳足迹为0.0250 kg/(kW·h)。施工建造阶段和运营维护阶段碳足迹占比较高，分别为45.45%和42.44%，前期准备阶段和退役阶段分别占比7.57%、4.55%。
3）重庆蟠龙、山东沂蒙、福建仙游和新疆阜康抽蓄电站的生命周期排放构成及电力碳足迹结果与敦蓄电站相近，5个电站的平均电力碳足迹为0.0238 kg/(kW·h)。提高电站全生命周期抽发电量规模、延长电站使用年限均能显著降低抽水蓄能电力碳足迹。
4）日常运维费用、施工建造阶段碳不可溯源类费用对敦蓄电站电力碳足迹的影响显著，敏感性分别为41.14%、26.43%。当日常运维费用及施工建造阶段碳不可溯源类费用分别降低5%时，抽水蓄能电力的碳足迹将分别降低2.06%、1.32%。
5）采用泰勒级数展开方法评估的敦蓄电站抽水蓄能电力碳足迹结果不确定性为1.0318，在95%置信水平下，相应碳足迹结果的取值范围为[0.0235,0.0266] kg/(kW·h)。
6）考虑抽水蓄能后的2023年全国电力平均碳足迹测算结果为0.6206 kg/(kW·h)。尽管抽水蓄能对于全国电力平均碳足迹的影响较小，但是为更真实、准确反映全国电力碳足迹实际水平并开展精细化管理，建议扩大量化范围，进一步将其他调节电源纳入测算范围，完善全国电力平均碳足迹因子量化结果。
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