为解决当前电力碳足迹评估难题，上海工程技术大学环境与资源创新中心研究人员开展 “中国电力碳足迹时空累积建模研究”，揭示电力脱碳轨迹，为全球可持续能源实践提供路线图。

　　然而，事情并没有那么简单。随着能源转型的加速，中国大力发展可再生能源，大量低 碳电力基础设施（LCPI），如太阳能光伏（PV）面板、风力涡轮机和锂电池储能系统等被制造和应用。从生命周期的角度看，这些 LCPI 在制造过程中会产生大量的 GHG 排放；但在其运行阶段，又能降低电力的碳足迹，这一增一减使得电力碳足迹的计算变得极为复杂。而且，现有的电力碳足迹计算方法存在诸多缺陷，有的无法反映电网快速的 GHG 减排过程，有的忽略了光伏组件生产过程中 GHG 排放的异质性等。因此，急需一种新的方法来准确评估电力系统及其相关产品的碳足迹。

　　在研究方法上，研究人员扩展了异质嵌入碳（HEC）动态生命周期评估（LCA）模型。该模型不再局限于 PV 面板从摇篮到大门的生产过程，而是将可再生能源供应、储能系统以及火力发电厂的碳捕获与封存（CCS）技术整合起来，纳入到一个综合的电网系统中进行考量。通过设定不同的共享社会经济路径（SSPs）、气候目标和 CCS 情景，研究人员对中国省级电网的电力产品碳足迹进行了预测。

　　：通过对比两个基线）和 HEC 模型的结果发现，虽然三种情景下电力混合碳足迹都呈下降趋势，但差异明显。BS1 未考虑 LCPI 的脱碳，与 HEC 模型相比，到 2050 年差异高达 26.94%；BS2 使用最新的电力足迹计算所有 LCPIs 的制造碳足迹，忽略了早期制造 LCPIs 时使用的高碳电力，导致其对电力脱碳潜力的高估，最大差异为 14.53%。

　　：不同的 SSPs 对中国电力部门的碳足迹影响显著。在 SSP1（可持续发展路径）下，到 2050 年电力碳足迹可降至 0.53 kg

　　-eq/kWh；SSP2（中间道路）下，2050 年碳足迹为 0.78 kg

　　-eq/kWh；SSP3（区域竞争）下，由于对化石燃料的严重依赖，碳足迹一直维持在 1.02 kg

　　-eq/kWh 左右；SSP4（不平等路径）下，2050 年碳足迹降至 0.61 kg

　　-eq/kWh；SSP5（化石燃料驱动路径）对传统化石燃料依赖度高，碳足迹始终在 1.07 kg

　　：以 SSP2 为例，不同气候目标下可再生能源在 2050 年占总电力的比例差异很大，在 2C 和 1.5C 情景下，电力碳足迹分别可降至 0.35 和 0.24 kg

　　eq/kWh，比无气候目标（NCT）情景分别降低 54.54% 和 69.56%。CCS 技术对电网深度脱碳效果显著，在 SSP2 路径和 2C 温度目标政策下，2050 年 CCS 安装比例的增加可使电力碳足迹依次降低 12.01%、13.65%、15.80% 和 18.77% 。

　　：选择低碳（SSP1 + 1.5C + 100% CCS）、高碳（SSP5 + NCT + No CCS）和中等（SSP2 + 2C + 50% CCS）三种情景进行分析，发现脱碳越积极，算法之间的差异越大。HEC 模型能更好地捕捉脱碳努力，与 BS1 相比，其电力碳足迹始终较低；由于历史 LCPI 生产遗留问题，HEC 模型的电力碳足迹高于 BS2，且脱碳速度加快会扩大这种差异，在低碳情景下最大差异达 19.18%。

　　：不同情景下太阳能发电对电力碳足迹的贡献变化显著。以 HEC 模型情景为例，2050 年从高碳到低碳情景，太阳能发电在电力碳足迹中的占比从 0.34% 提升到 13.33%。不同算法对太阳能发电贡献的影响有限，HEC 模型能给出更可靠的预测。

　　：在不同的脱碳路径下，过去安装的 LCPI 对未来电力碳足迹的影响差异很大。在 SSP1 + 1.5C + 100% CCS 情景下，2050 年 4.49%、13.33% 和 40.12% 的碳足迹分别来自太阳能、风能和电池系统过去几十年安装产生的间接 GHG 排放；在 SSP2 + 2C + 50% CCS 情景下，过去可再生能源部署和当前火电运营对碳足迹的贡献共占 37.99%；在 SSP5 + NCT + 0% CCS 情景下，火电直接排放占碳足迹的 95.14% 。

　　：利用 HEC 模型的高时空分辨率对省级电网脱碳进行分析发现，北方地区的碳足迹明显高于南方地区，随着脱碳进程推进，这种差异逐渐缩小，但总体格局不变。例如，青海虽然可再生资源丰富，但早期 LCPI 的高 GHG 排放使其在 2020 - 2030 年碳足迹较高；而四川太阳能和风能资源有限，但水电的长期作用使其碳足迹较低。

　　研究结论与讨论部分指出，该研究强调了考虑 LCPI 累积效应的重要性，其开发的框架为预测电力碳足迹提供了全面的方法，有助于指导可再生能源产PG电子 PG平台业价值链的协同脱碳。从政策层面PG电子 PG平台看，研究结果可作为企业和政府评估脱碳努力的基线，引导企业进行预算和产能扩张规划；从地域层面看，研究成果对全球许多地区都有借鉴意义，其方法框架可应用于其他地区的产品碳足迹管理；从研究拓展层面看，该模型未来可进一步扩展，用于评估产品在未来电网脱碳背景下的综合环境足迹，但研究也存在一些局限性，如对新兴可再生技术考虑不足、未充分考虑设备寿命差异和废物管理等问题，为后续研究指明了方向。

　　总之，这项研究为中国乃至全球的电力系统脱碳和可持续能源发展提供了宝贵的见解和方向，具有重要的理论和实践意义。