清华大学水木学者、电机系博士后、能源互联网创新研究院能源治理研究中心许庆宇在《焦耳》（Joule）期刊上发表了题为《自愿性零碳电力采购策略的系统层面影响》的研究论文。论文探讨了组织机构（企业、政府、高校）大范围采用不同“自愿性零碳电力采购策略”时对整个电力系统可能造成的碳排放、成本、发电装机等方面的影响。

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组织机构常常使用自主性零碳电力采购（在我国多指绿电绿证消费）来尝试降低用电碳足迹并宣称实现“电力消费零排放”。但“宣称零排放”并不代表实际有减排效果。实际上，国际上已经有多种不同的对电力消费零排放的定义，及其对应的自愿零碳电力采购策略。本文深入探讨、考察了三种国际上最广泛讨论的、能够实现所谓“零电力碳排放”的采购策略：

策略一——总量匹配：各组织采购的零碳电力/证总量（或购电协议对应的总发电量）≥总用电量

策略二——分时匹配：各组织采购的零碳电力/证在更细时间颗粒度（如小时级别）进行匹配，保证分时匹配后的零碳电力/证≥总用电量。

策略三——边际排放因子匹配：各组织通过计算零碳电力/证和边际排放因子的乘积计算碳减排效益，同时保证碳减排效益大于自身用电碳足迹，完成碳抵消。

自愿零碳电力采购的三种核算方式及其对应策略示意图：总量匹配（左），分时匹配（中），边际碳排放因子匹配（又称碳匹配，右）

论文基于开源电力系统规划模型和市场仿真软件GenX，研究并评估了在美国西部地区工商业用户自愿采购零碳电力对电力系统的影响。结果显示：一、年度总量匹配的零碳电力采购策略几乎没有碳减排效益；二、基于短期边际排放因子的策略同样效果有限；三、按小时匹配采购能使系统层面的碳排放显著降低，但该策略成本较高；四、按小时匹配的采购策略能够提高灵活可靠的清洁发电技术以及长时储能技术在市场中的份额。此外，政府提高强制性清洁电力标准（在我国近似于可再生能源消纳权重机制）也可以提高所有自愿零碳电力采购的经济效率。

虽然结果和讨论基于美国数据，但随着国际环境对于中国产品用电碳排放披露要求的提高（例如欧洲的碳边界调整机制CBAM和新电池法），中国企业迫切需要一整套用电碳感知、绿电（证）降碳排的机制，因此本文的方法学和结果对于我国开展相应分析和机制设计也具有一定的启示意义。究竟何种绿电采购策略（或机制要求）适合我国用电大户特别是出口产品行业，能够做到既有实际减排效果并取得国际认可、又不会大幅度推高产品成本，这一问题的解答亟需相关研究。

论文第一兼通讯作者（排名第一）为清华大学能源互联网创新研究院博士后许庆宇，共同一作为普林斯顿大学Wilson Ricks，主要责任通讯作者(Lead Contact)为普林斯顿大学Jesse D. Jenkins。

《焦耳》是Cell出版社旗下的第一本能源旗舰期刊，定位为知名期刊《细胞》的姊妹刊，影响因子为39.8。《焦耳》自创刊以来获得了国际学术界的广泛关注与认可，主要收录能源相关领域的高水平研究成果。

论文链接

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(23)00499-3

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