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“小研课堂”是国网天津经研院面向青年员工打造的知识分享平台,近期将紧紧围绕二十大提出的“积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快规划建设新型能源体系”精神,讲述经研院职工在助力“双碳”落地、建设新型电力系统方面的规划设计经验,聚焦“小”切口,服务“大”动能,引导广大员工“精心悟思想,启航新征程”
1.“双碳”的背景:
二氧化碳作为温室气体中最主要的部分,过量排放会导致温室效应不断增强,对全球气候产生不良影响,如何减少碳排放也成为了全球性议题。
在刚刚召开的二十大会议上,“积极稳妥推进碳达峰碳中和,立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动,深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用,加快规划建设新型能源体系,积极参与应对气候变化全球治理。”再次被强调,为更加清楚地理解并认识中国碳达峰、碳中和工作,立足现实,采取积极稳妥的工作措施指明了方向。
2.“双碳”的定义:
“碳达峰”就是指二氧化碳排放总量在某一个时期达到历史最高值,之后逐步降低。其目标为在确定的年份实现碳排放量达到峰值,形成碳排放量由上涨转向下降的拐点。
“碳中和”指的是由化石燃料燃烧、工业过程、农业及土地利用等人类活动排放的二氧化碳与这些活动产生的二氧化碳吸收量在一定时期内达到平衡。“碳中和”有两层含义,狭义上的“碳中和”指二氧化碳的排放量与吸收量达到平衡状态,广义上的“碳中和”为所有温室气体的排放量与吸收量达到平衡状态。
3.碳排放测算的方法:
各地方、各行业、各主体围绕推动实现“3060目标”制定并落实行动计划,必须要做到心中有数,而首要的是对各自的二氧化碳排放“数”做到心中有数。
目前常用的碳排放测算方法包括直接测碳、卫星测碳和以能测碳。考虑到现有方法测算周期长、数据统计难度高等问题,我们通过机器学习、深度学习等方法深入挖掘电力大数据中蕴藏的碳价值信息,构建电力数据与碳排放数据的关联关系,创新性提出“以电算碳”的碳排放测算方法,充分发挥电力大数据易采集、数据频率高、精准度高等优势,开展基于高频电力数据的碳排放测算研究。
4.电碳关联分析模型
按照“数据预处理-模型构建-模型验证及应用”的思路,形成“历史碳排放测算-缺失数据补全-高频数据分解-特征数据提取-行业高频碳排放测算-区域高频碳排放测算”的技术路线。综合利用多种人工智能算法,实现分地区、分行业高频碳排放测算。
5.模型应用
① 支撑“天津能源电力碳排放趋势分析平台”的开发和运行。
目前,平台已经接入千余家企业的用能信息,为这些企业提供碳榜单、碳账单、碳评价等服务。
以天津港零碳港口建设为例,天津港北疆港区C段智能化零碳码头自2021年12月投运以来,绿色能源系统已发绿色电力1044万千瓦时,新型碳排放测算分析算法上线后,计算新能源减排二氧化碳6000余吨。
②支撑“全国碳排放监测服务平台”在天津地区的部署和运行。
国网公司于6月23日召开全国碳排放监测服务平台建设启动会,助力完善国家碳排放统计核算体系。目前,平台已经基本完成数据库连接、模型部署验证等工作,为国家、公司掌握权威碳排放数据提供了有效的数据支撑。
全国碳排放监测服务平台(天津):汇聚能源、经济、产量、人口等多源数据,探索构建“电碳分析模型”、“能碳分析模型”及“电碳一张图模型”,开展区域性碳排放监测特色应用场景建设,努力打造碳达峰碳中和运营服务的“国网名片”。
6.总结
电碳关联分析模型采用动态自优化的训练方式,根据数据特征进行模型结构、参数调整,结合行业的碳排放特点,提升模型的合理性和解释性,获得更精准、更优化的模型性能,实现对天津市6大领域(农业、工业、交通、建筑、批发零售、居民生活)以及工业领域下政府关注的6大细分行业(钢铁、石化、化工、有色金属、造纸、建材)的高频(月度)碳排放测算。
目前,已在宝坻九园工业园区、中新生态城等多个产业园区开展模型应用,为园区企业提供高性价比的碳数据服务。同时,模型研究工作有效推动市政府将“基于电-碳分析开展分区碳排放调度”纳入《天津市减污降碳协同增效工作方案》重点工作中。
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