风力发电碳足迹研究报告2023年10月CONTENTS目录概述03真正的“零碳能源”对于实现碳中和目标意义重大03国际绿色贸易壁垒应对问题日益突出风力发电碳足迹的内涵08产品碳足迹09风力发电碳足迹风力发电碳足迹现状分析12核算方法24核算结果30当前存在的主要问题风电行业低碳发展建议33风力发电碳足迹核算方法及机制建设建议35风电行业低碳发展路径风电产业低碳发展远景展望风力发电碳足迹研究报告概述21.1真正的“零碳能源”对于实现碳中和目标意义重大随着联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)的发布，由人类活动导致的全球气候变暖问题持续加剧，应对气候变化问题再一次引起了各国的广泛关注，成为全球最为重要的公共议题之一。在此背景下，我国于2020年正式提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的总体目标，后续逐步提出降低非化石能源在一次能源消费中的占比、提升可再生能源消费比例等具体目标，并将两千余家火力发电企业纳入首批全国碳排放权交易市场中，种种举措表明了我国大力推进能源转型、推动零碳能源体系建设的决心。零碳能源体系以风能、太阳能等可再生能源电力为先导，推动技术创新与产业化布局，实现多种可再生能源的协同利用。对于电力供给端而言，仅仅在发电环节实现“零碳”并不足以支撑碳中和远景目标的达成，关注电力全生命周期碳排放水平，促进发展成为真正的“零碳能源”，对我国建设以新能源为主体的新型电力系统乃至零碳能源体系，推动实现碳中和目标具有重大意义。鉴于未来风电将承担我国主体能源的责任和义务，在能源转型过程中具有举足轻重的作用。推动风电成为真正的“零碳能源”，关注点不应仅仅局限于发电过程。从全生命周期角度出发，风力发电设备生产过程产生的碳排放量占比最高，对环境产生的间接影响不容忽视。随着未来我国风力发电总体规模的大幅增长，推动全产业链绿色低碳转型，不断降低各环节碳排放水平，是风电产业未来发展的重要使命。1.2国际绿色贸易壁垒应对问题日益突出随着欧美等国家在可持续发展领域行动步伐加速，尤其是欧盟相关法案不断出台，叠加全球新能源革命引发的产业竞争加剧，我国风电、太阳能行业出口贸易活动均受到一定程度的绿色贸易壁垒制约，对国际市场的发展造成阻碍。典型如：3风力发电碳足迹研究报告欧盟《绿色新政》：涉及多个领域，包括生物多样性、农业、能源、工业、建筑、交通、气候行动等多个方面，其中气候行动作为核心，引领了一系列具体政策与行动的开展。欧盟《可持续发展报告指令（CSRD）》：是欧盟可持续金融战略的关键组成部分，旨在引导投资流向气候中性领域，支持经济绿色低碳转型，要求更多企业开展强制性的可持续发展信息披露。欧盟《净零工业法案》：通过行政手段，加强欧盟本土在太阳能、风能、电池、碳捕捉和封存等领域的制造能力，提高本土竞争力。美国《通胀削减法案》：对美国本土新能源产业进行投资与补贴，鼓励企业在美国国内采购关键物资，提高美国本土清洁技术的制造能力。欧盟《能源相关产品生态设计要求建立框架的指令》：在这一框架下制定了各类耗能产品需符合的生态设计要求。最新欧盟ErP指令对进入欧盟市场的光伏组件和逆变器建立生态设计法规，从提高能效和降低环境影响角度提出更多的要求。4欧洲多国对光伏产品碳足迹的要求：包括法国碳足迹要求、意大利EPD要求、瑞典EPD要求等，其他如挪威、荷兰、西班牙等国家也在准备出台相关规定。美国EPEAT要求：最新文件中针对光伏组件及逆变器产品的碳排放提出要求。所有纳入EPEAT认证体系光伏组件产品必须满足最低要求。欧盟《碳边界调节机制（CBAM）》：欧盟通过对进口的高耗能产品征收碳排放特别关税，以实现与本土生产企业所支付的碳排放成本持平的目的。对象产品包括钢铁、水泥、铝、化肥、电力、氢气等。美国《清洁竞争法案（CCA）》（尚未发布）：拟对铁和钢、铝、玻璃等部分碳密集型进口产品征收碳关税。在新能源领域，风电行业面临的国际贸易制约虽然不如光伏领域的普遍与严苛，但随着欧盟《碳边界调节机制（CBAM）》、《可持续发展报告指令（CSRD）》等法案的出台，风机及相关零部件出口企业已经受到了实质性的影响。特别是在EDP意大利、EPD国际等既有机制下，部分欧洲电力企业在采购风电设备，及进行国际风电项目招标时，都已经要求制造商披露风电产品全生命周期环境影响数据。5风力发电碳足迹研究报告借鉴光伏行业发展情况及趋势，为应对国际不同国家、地区间不断提升绿色贸易壁垒，需要我国风电产业链条中各类企业重视自身绿色低碳能力建设、降低产品全生命周期内的环境影响程度，推动实现可持续发展，并逐步与国际各相关机制接轨，降低国际贸易中的市场经营风险。6风力发电碳足迹内涵7风力发电碳足迹研究报告2.1产品碳足迹碳足迹分析是对温室气体排放过程的测量，包括温室气体的来源、构成和数量。温室气体的吸收和去除率也包括在足迹分析中，以此来确定净排放率。一般来说，“碳足迹”这个词语通常被广泛用于描述由个人或组织的活动所导致的温室气体排放，当然也可以评估国家、某一事件、产品或服务的碳足迹。其中，产品碳足迹，可定义为产品（或服务）在整个生命周期中产生的温室气体排放总量，以二氧化碳质量当量为单位。在研究产品碳足迹时，首先需要确定研究目的和范围，包括确定功能单位（或声明单位）、系统边界、数据质量要求等。功能单位（或声明单位），系统边界，指通过一组指用来作为基准单位的量化准则确定哪些单元过程属于的产品系统性能（来源ISO产品系统的一部分（来源ISO14040）。功能单位应结合产14040）。通常可划分为两类：品的功能来定义，不同产品i）摇篮到坟墓，包括原材料提可能同时具备多种功能，应进取或获取、生产制造、分销、一步根据研究目的和范围来确使用、终寿处置的全生命周期定。当产品功能不确定或未知阶段。时，使用声明单位来代替功能ii）摇篮到大门，包括原材料提单位。取或获取、生产制造、分销（一般截止至离开制造厂）的生命周期阶段。8需要说明的是，一般功能单位对应于“摇篮到坟墓”的系统边界（考虑产品的应用场景），而声明单位对应于“摇篮到大门”的系统边界（不考虑产品的应用场景）。2.2风力发电碳足迹在研究风力发电碳足迹时，不同研究主体、机制对于风力发电碳足迹的内涵理解有所不同，主要体现在功能单位和系统边界的确定方面。从发电功能来说，在风电产业链中，最终是由风电场（风电场可以只由一台风机构成）来完成发电功能，因此无论是在研究风机碳足迹还是风电场碳足迹，二者并没有本质区别，其系统边界均为“摇篮到坟墓”，包括原材料获取、风机生产制造、风电场建设、风电场运营和维护以及风电场退役后的终寿处置等全生命周期阶段。此时，风机碳足迹或风电场碳足迹可统称为风力发电碳足迹，其功能单位通常可分别定义为：风机碳足迹被研究风机在某风电场中发出的1kWh电量。风电场碳足迹被研究风电场发出的1kWh电量。在以上两个定义下，风机碳足迹或风电场碳足迹结果代表了“为了发出1kWh电量，风机或风电场在全生命周期中产生的碳排放量”，即开展LCA研究过程中，需要将风机或风电场的全生命周期的碳排放量最终量化到1kWh电量上。然而，在以上两个定义之下，不同研究案例对1kWh电力的理解也会有所不同，可分为三类：9风力发电碳足迹研究报告1kWh发电量1kWh上网电量1kWh最终输送到终端用户的电量其中，应用最为广泛的是1kWh发电量，即将风机或风电场的全生命周期的碳排放量最终量化到1kWh发电量上。对比风机碳足迹和风电场碳足迹，两者主要差异为：若风电场的风机均为被研究风机，不包括其他风机类型，则被研究风机碳足迹和其所在风电场碳足迹结果相同，并无差异；若风电场的风机除了包括被研究风机，还包括其他类型的风机，则对于被研究风机而言，需要将风电场建设、风电场运营和维护、风电场退役后的终寿处置阶段的碳排放量根据一定分配原则（如不同风机的装机容量、发电量、施工难度等）来分配到单台被研究风机上，进而核算出被研究风机碳足迹结果。在该情况下，被研究风机碳足迹和其所在风电场碳足迹结果可能会有所差异。10风力发电碳足迹现状分析11风力发电碳足迹研究报告3.1核算方法3.1.1生命周期评价方法概述生命周期评价方法（LifeCycleAssessment，LCA），是一种自20世纪60年代即开始发展的重要环境管理工具，用于评价产品（包括服务或活动）在其生命周期内相关的环境因素及潜在影响。其中，生命周期（LifeCycle，LC）指某一产品（包括服务或活动）从原材料开采开始，经产品生产、分销、使用直至报废和最终处置的整个过程。目前，国内外相关研究案例广泛应用LCA来研究风力发电各生命周期阶段的物料消耗、能源消耗、废弃排放等情况。（一）LCA的发展历程LCA概念及标准的发展历程大致如下：LCA1969年，美国中西部研究所（MRI）1969研究对可口可乐公司的饮料包装瓶进行开启评价研究,从原材料采掘到废弃物1990年8月，国际环境毒理学和化学最终处置进行全过程的跟踪与定量学会(SETAC)举办首期有关生命周期LCA研究,揭开了生命周期评价的序幕评价的国际研讨会，提出了“生命周概念期评价”的概念，成立了LCA顾问组，提出1990负责LCA方法论和应用方面的研究LCA1993年6月，国际标准化组织1993标准（ISO）成立了负责环境管理的技研究术委员会TC207，负责制订生命周期评价标准12LCA1997年，ISO发布了第一个生1997标准命周期评价国际标准ISO14040发布生命周期评价—原则与框架2006ISO14040:2006生命周期评价LCA—原则与框架标准ISO14044:2006生命周期评价更新—要求与指导原则（二）LCA、碳足迹和环境产品声明全生命周期评价是一种方法，利用这种方法可以开展碳足迹和环境产品声明（Environmentalproductdeclaration，EPD）。LCA、碳足迹和EPD的关系如下：LCA：一种定量化碳足迹：LCA的一EPD：LCA的一个更评估环境影响的环个重要的具体应用，为全面系统且重要的境管理工具。涉及到全生命周期具体应用，涉及到全的气候变化（即温生命周期的气候变化室气体）指标分析。（即温室气体）、人体毒性等指标分析。图3-1LCA、碳足迹和EPD的关系13风力发电碳足迹研究报告在LCA研究中，常见的环境影响指标主要有16项，见下表。表3-1常见的环境影响指标序号环境影响指标单位序号环境影响指标单位1气候变化（GWP100）kgCO2eq.9富营养化，陆地molNeq.2臭氧消耗kgCFC-11eq.10富营养化，淡水kgPeq.3人体毒性，癌症CTUh11富营养化，海洋kgNeq.4人体毒性，非癌症CTUh12生物毒性，淡水CTUe5颗粒物发病率13土地利用Pt水资源消耗m3worldeq.6电离辐射，人体健康kBqU235eq.147光化学臭氧，人体健康kgNMVOCeq.15资源消耗，矿物和金属kgSbeq.8酸化molH+eq.16资源消耗，化石MJ3.1.2生命周期评价体系和标准LCA研究系列标准主要建立在国际标准ISO9001和ISO14001的基础上，二者分别是国际上首个质量管理体系标准和首个环境管理标准。目前LCA研究涉及的一系列标准均是在这两个管理标准上发展的，主要的系列标准关系如下图所示：14图3-2LCA研究下不同的系列标准（1）LCA系列标准LCA系列标准—即ISO14040系列标准，是基于ISO14001发展的LCA核算标准。其中ISO14040描述了LCA的原则和框架，而ISO14044则明确了LCA的具体要求，并提供了LCA核算指南。（2）碳足迹评价标准和技术文件碳足迹评价方法包括ISO14067、PAS2050等标准，以及GHGprotocol等技术文件。它们都是基于ISO14040系列标准中提出的生命周期评价方法与框架制定，但仅涉及气候变化这一项环境影响指标。在实际操作中，各国及相关方一般需要基于ISO14067、PAS2050、GHGprotocol所提出的通用碳足迹评价方法，进一步结合各自国家和行业特点，开发更具指导性和有针对性的特定产品碳足迹核算标准或技术文件。15风力发电碳足迹研究报告图3-3ISO14040系列标准图3-4碳足迹系列标准发展历程16ISO14067、PAS2050、GHGprotocol各部分的对比如下。图3-5ISO14067、PAS2050、GHGprotocol对比EPD体系标准EPD体系标准，包括ISO14025、ISO/TS14027、不同EPD体系下的通用计划指南（Generalprogrammeinstructions，GPI）和开发的产品种类规则（Productcategoryrules，PCR）等标准。其中，17风力发电碳足迹研究报告ISO14025是基于ISO/TS14017不同的EPD体系下，其运ISO14040系列标提出了开发产营机构为确保其EPD体准的体系标准，品种类规则系的正常运行，会建立符明确了开发环境（PCR）的要求。合其自身情况的GPI，并产品声明（EPD）基于GPI进一步制定特定的标准化流程。产品种类的核算规则（即PCR），以保证同类产品的LCA核算方法、流程、结果相对一致且具备较好的可比性。另外，在核算产品碳足迹时，除了依据碳足迹系列标准外，若被研究产品已在某EPD体系下开发了相应的PCR，则该产品也可依据相应的PCR来核算产品碳足迹。3.1.3生命周期评价框架在国际标准ISO14040/44中，LCA研究分为目的和范围确定、生命周期清单分析、生命周期影响评价、生命周期结果解释四个阶段。（一）目的和范围的确定（Goalandscopedefinition）确定目的和范围是LCA研究的第一步。一般需要先确定LCA的评价目标，然后根据评价目标来界定研究对象的功能、功能单位、系统边界、环境影响类型等，这些工作随研究目标的不同变化很大，没有一个固定的标准模式可以套用，但必须要反映出资料收集和影响分析的根本方向。18研究目的研究目的需说明开展LCA研究的目的和原因以及研究结果可能应用领域。在不同情况下，LCA研究目的一般也不一样。根据ISO14044，LCA研究目的应包括：应用意图开展该研究沟通对象结果是否被应的理由（即研究结果用在对比论断中，的接受者）并向公众发布研究范围研究范围即确定研究对象（目标产品）、功能单位、系统边界、数据质量要求等内容。（二）生命周期清单分析（Lifecycleinventoryanalysis，LCI）清单分析的任务是收集数据，并通过一系列计算，按照既定功能单位，给出该产品系统内各单元过程的输入输出，作为下一步影响评价的依据。输入的资源包括物料和能源，输出的除了产品外，还有向大气、水体和土壤的排放。在计算能源时要考虑使用的各种形式的燃料和电力、能源的转化和分配效率以及与该能源相关的输入输出。19风力发电碳足迹研究报告图3-6生命周期清单分析基本流程（三）生命周期影响评价（Life图3-7生命周期影响评价主要步骤cycleimpactassessment，LCIA）生命周期影响评价是生命周期评价的核心部分，是根据清单分析阶段获取的数据进行量化评价，以便确定产品系统对外部环境的潜在影响程度，主要包括分类、特征化、标准化、加权等步骤。目前，主要的生命周期影响评价方法有很多，主要包括EDIP2003、CML2001、EPS、LUCAS、TRACI、Eco-indicator99、IMPACT2002+、ReCiPe等。这些评价方法在不同的LCA软件中基本都有配置，可根据需求选择不同的评价方法，无需手动计算。20完整性检查：确敏感性检查：通过确定最终一致性检查：确保解释所需的所结果和结论是如何收到数认假设、方法和有相关信息和数据、分配方法或类型参数结数据是否与目的据已经获得，并果的计算等的不确定性的影和范围的要求相且是完整的响，来评价其可靠性一致在开展LCA研究中，常用的LCA软件包括GaBi、Simpro、Ebalance（Efootprint）、OpenLCA等，而这些LCA软件中使用较多的LCA数据库主要包括GaBi、EcoInvent、CLCD等，其中大部分数据库是商业数据库，需要使用者根据实际需求购买。（四）生命周期结果解释（Lifecycleinterpretation）生命周期评价中根据规定的目的和范围要求对清单分析和（或）影响评价的结果进行归纳以形成结论或建议。它要求以透明的方式来分析结果、形成结论、解释局限性、提出建议并报告生命周期解释的结果。该阶段旨在根据所确定的目的与范围以及与评价要素的相互作用，对清单分析和影响评价阶段得出的结果进行组织，以确定重大问题。评价内容包括：3.1.4生命周期评价工作流程在开展LCA研究中，主要的工作流程分为六个步骤，分别是：1.目标和范围定义：确定评价对象、功能单位、系统边界等2.数据收集：实景过程，进行数据收集；背景过程，选择数据库3.数据验证：质量/能量平衡分析、与其他适当方法比较等4.建模分析：利用LCA软件等工具完成建模、计算和分析5.数据质量评估与改进6.文档、报告、评审21风力发电碳足迹研究报告3.1.5风力发电碳足迹评价方法对比国际上围绕风力发电（对应风机或风电场产品）开展产品碳足迹的标准主要包括通用的LCA核算方法（包括ISO14040/44、ISO14067、PAS2050、GHGprotocol等）和风力发电专用标准。通用的LCA核算方法适用于所有产品，不仅限于风机或风电场。风力发电碳足迹核算专用标准主要包括EPD国际体系（TheInternationalEPD®System）下的产品种类规则“PCR2007:08-电力、蒸汽和热水的生产和分配（Electricity，steam,andhot/coldwatergeneration&distribution）”和EPD意大利（EPDItaly）体系下的产品种类规则“PCREPDItaly013-风机产生的电力（Electricityproducedbywindturbines）”。在国内，2023年金风科技基于EPD工作联合鉴衡等机构联合制定“T/ZSA148《产品碳足迹评价种类规则风力发电机组》”，该标准依据ISO14040、ISO14044和ISO14067编制，为国内首个针对风力发电机组的碳足迹核算方法标准。同时，由金风科技和鉴衡主导的国家标准《风能发电系统风力发电机组生命周期环境评价技术规范》（国家标准计划号：20220815-T-604）正在编制过程中。针对风力发电碳足迹评价专用标准，国际上两个主流的PCR和国内仅有的PCR对比结果见下表。表3-2风力发电碳足迹评价的三类PCR对比类别PCR2007:08-电力、蒸汽PCREPDItaly013-风T/ZSA148-2023产品碳和热水的生产和分配机产生的电力足迹评价种类规则风力发电机组发布2007年2020年2023年时间22功能1kWh净电力，并输送给风电场发出的1kWh被评估机组在特定风况单位用户电力条件下，在陆上或海上（净电力指风电场内使用（在极特殊情况下，风电场中发出（或发出的电力应从该风电场产生若风电场仅有一台风并上网）的1千瓦时电的电力中扣除）机时，则该风机被视力（kWh）为一个风电场）系统摇篮到坟墓，并划分为：摇篮到坟墓，并划分摇篮到坟墓，并划分为：边界•上游模块：包括燃料和辅为：•上游模块：风机生产或助物质（如能源转换所需•上游模块：包括风机风电场建设涉及的原辅的化学品）的生产和运输生产涉及的所有上游材料的获取及运输过程过程•核心模块：包括风机组•核心模块：包括风机或风•核心模块：包括风电装和运输、风电场建设、电场生产涉及的所有上游场建设、风电场运营风力发电机组服役期内过程（不含上游模块中的和维护、风电场退役的维护、风力发电机组内容），风电场建设、风后拆除及回收运输等的拆除等过程电场运营和维护、风电场过程•下游模块：包括升压站退役后的终寿处置等过程•下游模块：包括电力及配套设施建设、升压•下游模块：包括将电力输在输送到电网前的相站到并网点之间的电力送给用户的过程，即电力关损耗及电力基础设输送线路建设、电力输输送设施的建设、维护和施建设、维修和处置送过程中由于线路损耗处置过程造成的电量折损过程取舍•至少应包括总环境影响的•上游模块：中间产品•风力发电机组碳足迹原则99%包装的生产和处置评价工作中应量化至少•结合类似产品系统经验的•核心模块：由EPD持95%与功能单位相关的，专家判断和敏感性分析对有人控制的系统内的机组生命周期内预计会取舍原则进行检查材料和能量流动，前产生的温室气体排放与•对于核心模块，应至少包提是它们的贡献不超清除项目。单一温室气括99%的LCI数据过2%（分别为风机单体排放源排放量小于所位重量和生产和组装评价产品温室气体总排所需能量的2%）放估测值1%时，可予以舍去，但累计不得超过5%。使用或产生被列入《国家危险废物名录》中物质的过程或项目不应舍去23风力发电碳足迹研究报告3.2核算结果通过调研风力发电碳足迹相关的文献及数据集，对风力发电碳足迹结果进行对比分析。主要的数据来源包括以下几类：EPD报告：截止目前公开文献：各风数据集：EPD国际和EPD意大机制造厂商对外商业数据利体系下的已发布的风发布的报告/证库和国内力发电EPD报告，共计书、风力发电相发布的公25份（涵盖了约40个关LCA学术论文开数据集。风电场或风机型号）；等公开文献；基于以上资料，共累计梳理了100余项海上或陆上风力发电碳足迹结果。3.2.1整体碳足迹分布在本报告的LCA研究案例中，主要研究案例还是集中在陆上风电。其中，陆上风电案例占比55%，海上风电案例占比9%，其余不区分陆上或海上风电的研究案例占比36%。风力发电碳足迹集中在3.24~51.55gCO2eq.，平均值为11.05gCO2eq.。整体碳足迹波动范围较大，主要原因是不同LCA研究案例中，风力发电碳足迹的核算方法、核算边界、数据收集方式、数据因子选择等方面存在不一致，进而导致了不同研究案例中的碳足迹结果的直接对比性效果差。24图3-8风力发电碳足迹分布（根据年份）图3-9风力发电碳足迹分布（根据风电类型）注：图中“陆上”代表陆上风电；“海上”代表海上风电；“混合”代表根据陆上和海上风电综合计算得到的平均值。25风力发电碳足迹研究报告3.2.2EPD体系下的碳足迹分布在同一个EPD体系下，其发布的EPD报告的方法学相对统一，其结果可比性较强，因此分别对EPD国际和EPD意大利两个体系下的报告进行对比分析。在EPD意大利体系下，目前发布的EPD报告中均为陆上风电，碳足迹集中在3.24~15.90gCO2eq.（平均值为7.16gCO2eq.）。而在EPD国际体系下，陆上风电碳足迹集中在5.34~11.50gCO2eq（.平均值为8.10gCO2eq.）；海上风电碳足迹集中在9.49~9.87gCO2eq.（平均值为9.65gCO2eq.）；陆上和海上风电混合平均碳足迹只有一个案例，为15.60gCO2eq.。在以上报告中，陆上风电场服役期通常设定为20年，少数报告中会进一步对比分析服役期为25年和30年的结果；而海上风电场服役期通常设定为25年。在EPD意大利和EPD国际体系下，其特定PCR对于上游模块、核心模块、下游模块的划分并不相同，但从各模块的碳排放占比而言，在同一个PCR下，三个模块的碳排放占比较为稳定。同时，在全生命周期中，风机生产制造的碳排放占比最大，其次是风电场建设阶段。在EPD意大利和EPD国际体系下的25份报告中，主要使用了国际上主流的GaBi和EcoInvent数据库，其中24%的报告使用了GaBi数据库，而76%的报告使用了EcoInvent数据库。26表3-3上游、核心、下游模块的碳排放占比分类EPD意大利波动范围EPD国际波动范围0.10%~0.49%上游模块（占比）64.73%~79.21%74.87%~98.48%核心模块（占比）20.79%~32.21%1.13%~24.86%下游模块（占比）0%~10.31%注：EPD意大利和EPD国际的上游、核心、下游模块的划分并不一致。图3-10EPD意大利和EPD国际体系下的风电碳足迹分布图3-11EPD意大利和EPD国际体系下的数据库使用情况27风力发电碳足迹研究报告3.2.3金风科技风机碳足迹分析在T/ZSA148《产品碳足迹评价种类规则风力发电机组》编制工作基础上，金风科技自主开展了GWH182四个型号机组的碳足迹核算工作，并完成了第三方核查。截至目前，金风科技所开展的针对风力发电机组碳足迹核算结果如下图所示。图3-12金风科技风机碳足迹核算结果基于目前金风科技所开展的风电机组产品EPD/碳足迹评价工作，主要经验或结论总结归纳如下：目标与范围和功能单位的选择对于EPD和碳足迹核算有很大影响风电机组EPD-PCR和碳足迹核算标准都要求覆盖“从摇篮到坟墓”的全部生命周期阶段，因此机组运行发电阶段所需要的风电场相关设施也要纳入风电机组LCA分析的系统边界内。同时如果选取并网电力作为LCA评价的功能单位，从风电场升压站到并网点的电力输送过程也需要纳入系统边界（如下图所示）。28图3-13T/ZSA148规定的风力发电机组碳足迹核算系统边界风电机组生命周期内碳排放主要来自于上游生产制造过程金风科技所开展的9个机组的EPD/碳足迹评价发现风电机组全生命周期碳排放主要来自于生产制造阶段，特别是塔架、叶片、传动系统、发电机总成的原材料消耗贡献了主要的碳排放。核心阶段的机组基础建设过程也贡献了较大的碳排放。图3-14GWH182-7.5机组的碳足迹分析29风力发电碳足迹研究报告额定功率高、服役寿命长的机组碳足迹结果较低依据金风科技机组核算结果，以发出或并网单位电力作为功能单位，风电机组的额定功率和服役寿命是影响机组碳足迹结果最为显著的因素。由于风电场或项目所在地不同造成运输距离差异对机组碳足迹结果影响较小，资源循环利用会产生明显的环境和降碳收益。表3-4额定功率和服役寿命对机组碳核算结果的影响风力发电机组型号指标单位GWH182-GWH182-GWH182-GWH182-GW165-5.3MW6.2MW7.2MW7.5MW5.2MW额定MW5.36.27.27.55.2功率服役年202520252025202520时间核算gCO25.684.555.254.204.943.964.843.886.25结果eq./kWh注:GWH182系列机组核算结果是依据ISO14067所要求的指标计算获得，GW165-5.2MW核算结果是依据EN15804:2012+A2:2019所要求的指标计算获得。3.3当前存在的主要问题3.3.1缺乏风电行业统一的碳足迹核算系列标准目前，对于风电行业产品，包括风机、叶片等关键零部件等产品，产品碳足迹核算的对象、范围、边界、测量方法、评价标准等不统一，难以科学横向对比同类型产30品的碳足迹结果，且碳足迹结果无法准确代表产品实际碳排放情况。例如：在核算碳足迹时,不同国家或地区的相关碳排放系数以及采用的核算公式等差异大，对于不同生命周期阶段的情景假设也不一致。另外，即使参照国际通用的碳足迹评价通用标准或专用技术标准，由于碳足迹核算时所引用的数据源不统一，也会导致难以溯源并验证其准确性。3.3.2缺乏中国风电行业基础数据库在开展产品碳足迹评价过程中，在某些生命周期阶段由于数据的可得性限制，使用背景数据库是不可避免的。背景数据库的使用降低了企业开展产品碳足迹的评价门槛（如不用追溯其上下游供应链），但是由于背景数据库来源众多、不同数据库的统计口径不一致等原因极大限制了产品碳足迹结果的准确性与可信度。在这种情况下，为了保证背景数据的质量，需要选取尽可能符合相应产品实际生产情况的背景数据。目前，在开展风电行业产品碳足迹评价时，主要还是选取了国际上主流的GaBi、EcoInvent等国外商业数据库，而这些数据库的开发主要基于国外企业的实际生产数据或者行业统计数据，来自我国的背景数据只占据了极小比例。我国作为制造业大国，诸多产品的生产工艺、能效水平、废弃排放等都达到了全球领先水平，在核算我国本土制造产品的碳足迹时，由于缺少本土数据库的支撑，只能选取国外的背景数据来近似替代，增大了最终碳足迹结果的不确定性，无法保证碳足迹核算结果的准确性与可信度。3.3.3行业自主开展风电碳足迹核算的基础和能力尚需提高目前国内钢铁EPD平台、中国汽车生命周期评价模型（CALCM）都已形成了一定行业影响。与之相比，风电行业在开展LCA、EPD、碳足迹分析方面的基础和能力建设方面还存在较为明显的差距，与光伏、电池等其他能源行业相比也存在差距。目前中国风电产品在出口和国际项目投标时已经存在EPD和碳足迹的要求，如果委托国外机构依据国外方法学进行评价，不但企业要承担高昂的费用，也存在我国风电行业关键数据泄露的风险。31风力发电碳足迹研究报告风电行业低碳发展建议324.1风力发电碳足迹核算方法及机制建设建议2022年8月，国家发改委、统计局及生态环境部联合印发《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》，明确要求建立健全重点产品碳排放核算方法，并逐步扩展至其他行业产品和服务类产品。4.1.1制定国家层面产品碳足迹评价系列技术标准目前我国正在推进国家标准《风力发电系统风力发电机组生命周期环境评价技术规范》的编制工作，建议在该项工作的基础上进一步搭建我国风力发电碳足迹标准体系框架，包括标准体系前瞻性布局，统一碳足迹核算的对象、范围、边界、测量方法、评价标准，制定碳足迹通用技术标准、各关键风机零部件产品碳足迹评价等技术标准、数据收集及数据质量评价技术标准，以及叶片等零部件回收利用和风电场退役处置相关技术标准，提高碳足迹核算的准确性和覆盖度，为产品碳足迹核算及评价工作提供明确指导。同时，充分调动国家、行业、企业力量，鼓励风电行业协会、大型企业、科研院所等单位积极参与碳足迹评价相关标准的研究工作，确保编制的系列技术标准能适用于我国风电行业在碳足迹缺乏对比性、应对国际绿色贸易壁垒等发展实际需求。4.1.2构建产品碳足迹评价管理机制结合我国风电行业发展实际，明确风电行业碳足迹评价范围、评价方法、评价标准、管理机制等，逐步建立符合国情的风电行业产品碳足迹评价管理机制，为我国风电行业产品碳足迹评价提供基础数据和技术支撑。建立高效组织管理机制。成立碳足迹评价工作组（或委员会），研究推进对风电行业产品碳足迹认证管理，负责行业产品碳足迹评价工作的总体谋划、统筹推进，包括评价机构管理、人员能力管理、评价质量管理、评价实施监督管理等工作，保障产品碳足迹工作在风电行业内落地实施。33风力发电碳足迹研究报告建立产品碳足迹评价实施规则。基于全生命周期理论，结合风电产业发展和产品特色、绿色供应链覆盖面、活动数据丰富程度、排放因子质量等级等因素，科学制定产品碳足迹评价体系和实施规则，形成产品碳足迹评价过程、方法、步骤的实施规则文件。建立风电行业产品碳足迹信息库。鼓励组建企业层面的产品碳足迹管理部门，对完成碳足迹评价的产品和企业建档入库，建立统一产品碳足迹管理目录和企业产品碳足迹管理档案，向纳入信息库产品所在的企业定期推送政策优惠、金融投资等信息，为产品碳足迹评价工作提供多元化支持。4.1.3开发产品碳足迹核算模型调动国家、行业、企业力量，鼓励风电行业协会、大型企业、科研院所等单位力量，开发面向风电行业产品的碳足迹核算模型，包括原材料获取、制造、分销、使用和回收处置等生命周期阶段。同时结合风电产品特点，识别生命周期碳排放重点环节，明确不同风电行业产品的系统边界及核算原则，保证产品碳足迹计算的准确性、科学性、可对比性。4.1.4建立中国风电行业基础数据库围绕风电行业的产业特点、产品类别、能源种类，以及原材料、生产制造和回收利用等工作，建立统计口径一致、标准统一的风电行业产品全生命周期碳足迹公共服务平台，并针对产品类别收集、计算、整理配套碳排放因子构建风电行业产品评价基础数据库，保证产品碳足迹数据可追溯、数据质量和认可度，形成风电行业产品碳足迹核算支撑体系。344.1.5推动产品碳足迹数据市场化收集、积累和分析风电行业产品碳足迹数据，对风电行业产品碳足迹、绿色电力使用比例等碳指标进行分级，以产品碳足迹数据为驱动和依据，开展信息交互、绿色诊断、绿色采购、绿色金融投资等一站式综合技术服务，推动数据资源共享和应用，助力行业绿色低碳发展。4.1.6推动碳足迹评价试点项目鼓励风电行业重点产品开展碳足迹评价，选取整机、叶片、主轴承、塔筒等企业，科学运用全生命周期评价方法论，率先开展碳足迹核算应用，并逐步扩大到其他风电行业产品制造业企业，带动各重点产品全生命周期碳足迹评价工作，根据工作实际适时调整重点评价产品范围。4.2风电行业低碳发展路径4.2.1上下游企业协同发力，共建低碳竞争生态环境在当前国际可持续发展大背景下，随着全球绿色转型成为共识，国内外众多企业都在积极打造零碳供应链，尤其在欧盟出台碳边境调节机制、新电池法案等具体法规后，外贸出口企业对于低碳产品的需求激增。无论出于国内政策趋势发展要求或是海外市场管理要求，产品绿色化、低碳化都已成为不可避免的发展趋势。然而目前我国各行业均尚未形成明显的低碳产品竞争机制，产品层面碳排放情况尚未大规模成为客户招标、采购的要求之一，即市场对低碳产品的需求与低碳产品的有效供给并未真正联动。风电等可再生能源电力作为国家实现双碳目标、践行能源转型战略的重要抓手，行业自身存在绿色低碳发展的内在动力。但由于机制建设尚未完善、碳减排成本传导链条不通畅等原因，风电行业对产品碳足迹等指标的关注度并不高，上下游企业难以形成整体联动。因此需要风电行业上下游企业共同携手，从行业可持续发展角度协同35风力发电碳足迹研究报告共建合理机制，以市场手段调动各级供应商的积极性，共同塑造低碳价值链。以实现真正的“零碳电力”为总体目标，开发企业作为最终产品需求端，逐步引领完善招标采购机制，融合产品碳足迹、EPD等表现构建低碳指标体系，提振市场对绿色低碳产品的需求，将各级供应商节能降碳成本转化为产品市场竞争力，转型成本实现行业分担，从而形成良性循环，共同推动风电行业的可持续发展。4.2.2推动风电设备绿色设计制造，构建低碳生产链条根据研究结果，在风力发电全生命周期中，风机及设备制造和建设是碳足迹贡献率最大的阶段。风电设备设计制造阶段减碳路径包括但不限于：在风机设计阶段：注重捕风与发电效率，提高机组使用寿命，提升生命周期内的总发电量。轻量化设计，通过结构优化、采用碳纤维等材料等手段不断降低自身重量。考虑加工生产工艺，尽可能采用可再生材料，降低生产过程能源消耗。在风机生产阶段：尽可能采用可再生能源，实施化石能源替代。采用智能化、模块化生产工艺，提高生产效率。36使用低碳材料、环保材料，降低对环境的影响。实现设计、生产层面的联动，供应链协同管理是一项重要议题。我国早在2015年发布的《中国制造2025》即提出要建立绿色制造体系，打造绿色供应链；2016年工信部等各部委发布的《工业绿色发展规划（2016-2020年）》与《绿色制造工程实施指南（2016-2020年）》明确提出：“到2020年，在汽车、电子电器、通信、大型成套装备等行业龙头企业开展试点示范工作，初步建立绿色供应链管理体系”。当前在国家提出30·60双碳目标的背景下，优化和提升风电产业链整体环境表现，构建可持续的风电产业链，更应成为整个风电行业的共识。风电行业作为践行双碳的“排头兵”，将践行可持续发展理念的企业紧密联合起来，力争价值观认同，形成合力共同推动设备生产制造过程的绿色低碳转型，以构建零碳生产链条为最终目标，以“零碳设备”生产“零碳电力”，用“零碳电力”助力“零碳制造”，共同推动风电行业可持续发展。4.2.3促进风电场低碳运维，致力实现“零碳电力”在双碳背景下，风电场低碳运维逐步成为开发企业愈加关注的话题。通过低碳运维的方式，逐步优化风电场的运行管理，提升发电效率的同时，减少能源消耗和碳排放。在运营和维护阶段，下网电量的使用是主要碳排放量来源，也占据了风力发电全生命周期碳排放量的较大比例，是实现减碳的重点。此外，发电量和绿电使用比例等因素是影响风力发电碳足迹的关键。对于已建设完成的风电场：提高风电场运行管理水平，以实现减少使用下网电量、提升风电场的发电量和减少风机检修过程的材料以及零部件消耗。37风力发电碳足迹研究报告若不可避免要使用外购电量，应尽可能采购绿电，以代替直接使用下网电量。提高设备的可靠性和寿命，通过定期检查维护、及时排除故障，保持设备正常运行，延长风电设备的使用寿命，减少资源消耗和废弃电子垃圾的产生。逐步积累风电场运营和维护阶段的常规维修数据、大型零部件更换概率、下网电量使用量等相关数据，以实现碳排放相关数据的充分积累及后续应用。对于新建设的风电场，还应重点关注风电设备的采购环节。风电场开发企业可将碳足迹作为指标和抓手，引导设备制造方、工程施工方绿色低碳转型。对关键的风电设备供应商以及风电基础等施工承包商，在采购服务时应用绿色采购机制，协同全行业共同建设低碳竞争生态环境。4.2.4培育退役风电循环利用，实现生态与经济效益有机协同据专家初步估算，每兆瓦风电设备退役后可循环利用钢铁、铜、铝、玻璃纤维等材料80—240吨。构建退役风电设备循环利用体系可以有效提高原材料资源利用效率，减少原生资源开采。日前，国家发改委、能源局等有关部门发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》，提出“到2025年，集中式风电场、光伏发电站退役设备处理责任机制基本建立，退役风电、光伏设备循环利用相关标准规范进一步完善，资源循环利用关键技术取得突破。到2030年，风电、光伏设备全流程循环利用技术体系基本38成熟，资源循环利用模式更加健全，风电、光伏产业资源循环利用水平显著提升，形成一批退役风电、光伏设备循环利用产业集聚区。”的主要目标。我国作为全球风电设备制造大国，早期建设的风电设备将逐步进入退役期。从全生命周期角度考虑退役新能源设备循环利用，是顺应国际发展趋势，为提升我国新能源领域的全球竞争力注入新动能的有力手段。退役风电设备循环利用是一项系统性和复杂性程度较高的工作，需要多政策协调、多举措发力。一是加强标准规范建设：支持技术创新，制定针对风电设备寿命评估、延寿、回收利用等实施环节的标准规范，明确相关技术要求。二是生产制造环节加强对回收资源的利用：推动风电设备设计、生产企业针对资源回收利用开展专项研究，提高可再生材料使用比例，促进原材料、零部件再制造。三是开展试点示范：发挥行业内重点企业引领带头作用，推动政府出台相应鼓励政策，提振风电产业链各企业对循环利用的关注度。四是鼓励发挥各类主体作用：支持设备制造商、开发商和第三方专业回收企业以提高资源利用效率为导向开展合作，配套开展第三方技术评估、认证等工作，为循环利用提供技术保障。39风力发电碳足迹研究报告风电产业低碳发展远景展望40在全球气候变化问题应对和推动实现可持续发展目标达成新一轮的共识背景下，我国作为负责任大国，积极履行《联合国气候变化框架公约》以及《巴黎协定》，为应对气候变化做出巨大努力。但由于历史工业化进程的不同步原因，我国在某些绿色低碳发展方面仍滞后于国际先进水平。随着我国政策机制与市场机制的不断完善，各行各业采取积极措施推动实现国际接轨，目前已在一些领域迅速取得了重要进展。风电行业被视为可持续发展和绿色低碳转型的重要突破口，我国是全球风电装机容量和发电量第一大国，通过大规模投资和技术创新，我国风电产业已取得了长足的发展，并在风电技术和装备制造方面获得了国际领先地位，绿色低碳水平同样取得国际领先地位对于我国在国际气候治理和产业链转型中具有重要意义。展望未来，随着风电行业各企业对可持续发展认识的提升，依靠巨大的产能优势吸引更多国际合作与绿色投资，通过不断加大在供应链协同管理、产品生产制造、风电场运维管理、设备退役回收等各环节的投入，以及我国能源领域整体低碳转型的推进，风电行业绿色低碳水平将达到甚至超越国际发达国家，逐步实现成为国际践行低碳可持续发展理念标杆产业，打破国际绿色贸易壁垒的同时，对内提供真正的“零碳电力”，对外输出低碳技术及最佳实践经验，为我国双碳目标及全球气候变化问题治理做出贡献。41风力发电碳足迹研究报告声明本文的全部内容受著作权保护。使用的所有信息均取自于可靠来源，但金风科技股份有限公司和北京鉴衡认证中心有限公司不对文本中信息的准确性和完整性，或文中包括的前瞻性陈述承担任何责任。金风科技股份有限公司和北京鉴衡认证中心有限公司不保证本文内容符合读者的特殊要求或不具有任何瑕疵。在任何情况下，金风科技股份有限公司和北京鉴衡认证中心有限公司均不对相关信息的质量、实施和使用所导致的任何相关损失或损害承担任何责任。42