新世纪以来，气候发生了急剧变化，成为全世界非常关注的问题。如今，随着人们生活的进步和各种条件的建立，人们越来越多地使用化石燃料，以及人类的其他社会活动，二氧化碳的排放量将大大增加，全球变暖的趋势也势不可挡。因此，电力行业也是碳排放量增加的重要原因。LEAP模型在评价中起着非常重要的作用，从而构建相关的碳排放系统动力学模型，找出更适合不同地区的模型。系统动力学的研究可以预测一个地区的碳排放值，中国的电力系统也可以帮助实现减排。不仅如此，系统动力学还可以解决很多领域的问题，也可以从不同的角度进行研究。

 

1、我国温室气体排放面临国内外形势

减少温室气体排放，发展低碳经济已逐渐成为国际社会未来发展的主题。2016年11月4日，《巴黎协定》正式生效，明确了全球“2℃温升目标”和中长期控制目标[1]，低碳发展已达成全球共识，英国、德国、日本等国家积极推动低碳经济发展，采取了低碳认证、碳配额等措施。

作为负责人的大国，中国正在大力推进节能减排工作。根据中国提交给联合国的国家自主贡献文件，2030年左右碳排放达到峰值，努力提前达到峰值，碳强度比2005年下降60%-65%[2]。为实现这一目标，国家发布了《十三五控制温室气体排放工作方案》，提出到2020年碳强度比2015年下降18%，碳排放总量得到有效控制，非二氧化碳温室气体排放控制进一步加强，碳汇能力显著增强[3]。

2013年至2015年，国家发布了电力、化工、水泥等24个行业的企业温室气体会计方法和报告指南，发布了一系列碳排放、会计和交易管理制度。2017年12月，国家发改委发布了《全国碳排放交易市场建设计划（发电行业）》，标志着中国碳交易市场建设[4]的正式实施；同月发布了《关于做好2016年的工作》、《关于制定2017年碳排放报告与核查及排放监测计划的通知》[5]，各省碳核查工作已基本完成。

二、电力行业发展情况

近十年来，我国发电行业在装机容量和发电能力上都有了跨越式发展，已成为世界上真正的电力生产和消费大国。截至2015年底，我国发电装机容量已达15.3亿千瓦，其中水电容量3.2亿千瓦，占21.1%；火电9.9亿千瓦，占65.56%；核电2608万千瓦，占1.7%；风力、太阳能等新能源发电约1.72亿千瓦[6]。随着装机容量和发电能力的增加，燃料消耗和温室气体排放也在增加，二氧化碳排放约占全国的40%％左右。

根据国家气候变化规划（2014-2020年），明确提出加快建立电力行业温室气体排放标准，到2015年，大型发电企业集团单位供电二氧化碳排放水平将控制在650克/千瓦时。优先发展高效热电联产机组，以及大型坑口燃煤电站、低热量煤炭资源、煤矿瓦斯等综合利用电站，鼓励采用清洁高效、大容量超越临界燃煤机组。开展煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电和煤炭发电厂碳收集、利用和密封示范工程建设。2015年，全国火电单位供电二氧化碳排放量较2010年下降3%左右［6］。

三、碳排放注意事项

根据《碳排放权交易管理暂行办法》，纳入碳交易的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2)O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)共有7种气体[7]，其中电力行业涉及的温室气体只包括二氧化碳(CO2)。企业在计算碳排放量时，应按照《中国发电企业温室气体核算方法及报告指南(适用)》的要求进行［7］。以下是计算过程中的注意事项：

（1）边界的确定。发电企业的会计边界应以企业法人为依据，识别企业法人边界内所有生产设施产生的温室气体排放。实际上，企业的生产经营可能有不同的法律形式和经济实质，包括合资企业或全资企业、自有企业或租赁企业、分公司或子公司。与财务会计不同，温室气体会计按照独立法人的原则确认边界，注意在随后一年的温室气体报告中保持边界的一致性，充分计算和报告企业边界内相关生产设施的温室气体排放量。

 

 

（2）排放源的识别。发电企业温室气体排放源主要包括：化石燃料燃烧二氧化碳排放、燃煤发电企业脱硫过程二氧化碳排放、企业净采购电力生产二氧化碳排放。企业应详细识别会计边界内的排放源，并根据燃料燃烧排放、过程排放和采购电源对识别的排放源进行分类。应特别注意，在整个会计边界中，当上一环节生产过程中产生的含碳产品继续投入下一环节生产时，不应重复计算其含碳量造成的排放贡献。

（3）收集活动水平数据。根据企业能源实际消耗测量的结果。对于固体燃料（如燃煤），一般可直接使用计量仪器（如电子皮带秤）；对于液体燃料（如柴油），通常通过液体流量计获得的消耗量，通过与燃料密度乘以计算液体燃料的消耗量；对于气体燃料（如天然气），气体流量计通常可以直接获得消耗量，但应注意将消耗量转换为标准状态作为活动水平数据。

（4）选择和获取排放因子数据。自测值或省值可用于计算。电力排放因子由国家主管部门近年来公布的相应区域电网排放因子计算。供热排放因子采用国家指南文件或政府主管部门发布官方数据后缺失的排放因子。

（5）根据相应的公式分排放源计算各种温室气体的排放量。

 

四、碳排放系统动力学模型建设

 

（1）因果关系分析

 

在系统动力学模型中，有许多不同的变量，每个变量之间都有一些因果关系。因此，这些影响因素也被划分为环境、能源、人口和经济等子系统。环境子系统所包含的内容与环境保护问题有关，能源子系统更倾向于开发和使用新能源，经济子系统与人们的生活有更大的关系。可见，每个子系统的内容也在很大程度上得到了细化。

 

(2)主要变量

 

状态变量可以作为系统行为变量的最终决定性作用，也可以称为积累变量。由于时间和时代的变化，状态变量的内容也在增加，包括石油和煤炭的消耗，以及各个行业和居民的用电量。还有一种变量称为速率变量，可以改变积累变量，也可以反映积累变量的工作速度。