“双碳”目标下基于绿色建造理念的变电站碳排放评价方法

“双碳”目标下基于绿色建造理念的变电站碳排放评价方法

方闻博

湖北正源电力集团有限公司设计分公司（武汉供电设计院有限公司）湖北武汉 430033

摘要：近年来全球气候变化问题引起了广泛的关注，迫切需要采取措施减少碳排放以减缓气候变化的影响，因此“双碳”目标的提出变得愈加重要，而电力行业作为一个关键的碳排放来源，在实现“双碳”目标中扮演着重要的角色。本文通过探讨基于绿色建造理念的变电站碳排放评价方法，包括评价指标、数据收集与分析、模型建立，以及结果的解释与应用，将揭示如何最大程度地降低变电站的碳排放，以实现“双碳”目标的要求。

关键词：绿色建造；变电站；碳排放

引言：电力行业不仅提供了现代社会所需的电力，还在碳减排中承担着重要的责任，变电站作为电力系统的关键组成部分，对于碳排放的影响尤为显著。因此基于绿色建造理念的变电站碳排放评价成为一项关键研究领域，旨在量化和评估变电站的碳足迹，并提供改进措施，以促使电力行业朝着可持续、低碳的方向发展。

一、绿色建造理念在变电站建设中的应用

（一）绿色建造理念的基本原则

绿色建造理念是一种可持续建筑实践，能够最大程度减少对环境的负面影响，提高建筑物的效能和舒适性，它基于一系列基本原则，这些原则不仅关注建筑的环保性，还涵盖社会、经济和人类健康因素。首先，节能与能源效率是其核心原则，绿色建造强调减少能源消耗，采用高效能源系统和设备，以减低建筑物的碳排放并节省能源成本。同时，可持续材料选择也至关重要，因为选择可再生、可回收和环保的建筑材料有助于减少资源浪费和降低环境影响。水资源管理在绿色建造中同样扮演关键角色，有效管理和节约用水，包括收集雨水、使用低流量设备和最小化污水排放。此外，室内空气质量也备受关注，提供清洁、新鲜的室内空气，采用低挥发性有机化合物（VOC）材料，以确保建筑物内的居住者健康。智能设计和规划是另一个关键原则，它要求考虑建筑的定位、方向和布局，以最大程度地利用自然光和自然通风，从而减少对人工照明和通风系统的依赖[1]。废物减量和循环原则鼓励最小化建筑和施工过程中的废弃物，并促进材料的回收和再利用。生态环境保护以及社会责任也是绿色建造的不可或缺的组成部分，建筑要考虑周围自然环境的保护和维护，并关注其对当地社区和社会的影响，支持可持续社区发展和社会公平。

（二）绿色建造在电力行业的应用

绿色建造理念在电力行业的应用具有重要意义，因为电力行业是碳排放的主要来源之一，通过采用绿色建造原则，电力行业可以实现更低的碳排放，提高能源效率，并减少对环境的负面影响[2]。绿色建造在电力行业促进了可再生能源的广泛使用，电力生产中的可再生能源，如太阳能和风能，是清洁、无碳排放的能源形式，绿色建造在电力设施的规划和设计中考虑了可再生能源的集成，降低了碳排放。其次，电力行业通过建设高效能源设备和系统来提高能源效率，这包括采用先进的电力发电技术，改善输电和配电系统，以减少能源损耗，绿色建造原则鼓励电力设施使用节能技术，从而降低了电网输送过程中的碳足迹。此外，绿色建造在变电站中的设计通常包括高效的设备和系统，如变压器、开关设备以及自动化控制系统，这些系统的高效运行可以降低能源消耗，减少温室气体排放。

二、基于绿色建造理念的变电站碳排放评价方法

（一）确定评价指标

变电站碳排放评价需要确定一套适当的评价指标，以量化和评估变电站的碳足迹。首先，需要考虑变电站的整体碳排放过程，这包括建设阶段、运营阶段和维护阶段的碳排放。为了综合评估，评价指标应涵盖这些不同阶段的碳排放来源，建设阶段的指标可以包括建筑材料的碳足迹和施工活动的碳排放，而运营阶段的指标可能涉及电力生产的碳排放和能源效率[3]。其次，需要考虑可持续建造原则的应用，评价指标应反映在变电站建设中采用的可持续材料、能源效率技术和废弃物管理措施，包括材料的可再生性、水资源使用效率和废物处理效率等方面的指标。此外，评价指标应与“双碳”目标一致，考虑碳减排的要求，这意味着指标应考虑电力行业的碳排放上限，以确保变电站在碳排放方面的表现符合可持续目标。最后，评价指标的确定应该是多方面的，涵盖经济、环境和社会方面的因素，包括成本效益分析、生态环境保护、社会责任等方面的指标，以便全面评估变电站的碳排放表现。

（二）数据收集与分析

数据收集与分析是变电站碳排放评价中的重要环节，为评估变电站的环境性能提供了客观的依据，它需要收集与变电站运营和建设相关的数据，包括建设阶段的建筑材料信息、能源使用情况，以及运营阶段的电力生产数据、能源效率指标等。为了提高数据的可信度，可以使用传感器技术、监测设备和数据库记录来实时捕获数据。采集的数据需要经过综合分析以评估碳排放。可以使用碳足迹计算工具，如生命周期分析（LCA）来量化不同阶段的碳排放，建设阶段的数据可以用于计算建筑材料的碳足迹，包括原材料开采、制造、运输等环节，运营阶段的数据可用于估算电力生产的碳排放。此外，数据分析还可以比较变电站的碳排放情况与可持续标准或“双碳”目标，并确定改进的机会。例如某变电站的数据显示其在建设阶段，使用了大量的可再生建筑材料，采用了高效能源系统。在运营阶段，电力生产采用了清洁的能源，如太阳能和风能，并实施了节能措施，通过数据分析可以计算碳排放并与“双碳”目标进行比较。如果碳排放低于目标，这表明该变电站的绿色建造理念应用得成功，如果高于目标，分析结果可以指导采取进一步的改进措施，如增加能源效率或使用更环保的建筑材料。

（三）模型建立与评估

基于绿色建造理念的变电站碳排放评价中，模型建立与评估的方法起着关键作用，允许精确分析碳排放情况并提出改进措施。以生命周期分析模型为例，模型通过收集变电站建设和运营的详细数据，包括能源使用、建筑材料、设备效率等，建立LCA模型将数据分为建设、运营和拆除三个阶段，考虑每个阶段的碳排放来源，模型需要考虑材料的碳足迹、电力生产过程中的碳排放，以及废物处理等。LCA模型能够计算每个阶段的碳排放，可以将建设阶段的数据输入模型以计算建筑材料的碳足迹，然后使用运营阶段的数据计算电力生产的碳排放。最后，综合这些结果，获得整体的碳排放情况，这使人们能够精确评估变电站的碳足迹，确定哪些方面的改进可以降低碳排放。

（四）结果解释与应用

在评价过程中，收集的数据和模型建立产生了变电站的碳排放数据，这些数据需要经过详细解释，包括碳排放的数量和来源。数据解释应包括建设、运营和维护阶段的碳排放情况，以及不同因素对碳排放的影响，解释还应关注可持续建造原则的应用程度，以确定哪些方面需要改进。结果的应用是为了制定行动计划和改进措施，根据数据和解释可以提出针对性的建议。例如，如果数据表明运营阶段的碳排放较高，建议采用更清洁的能源，如太阳能或风能，以减少碳排放。如果数据显示建设阶段的碳排放较高，建议选择更环保的建筑材料，或改善材料运输方式。这些建议应该与“双碳”目标一致，以帮助变电站实现碳减排目标。

三、结语：

变电站的碳排放评价是一项多维度的任务，需要综合考虑不同因素，从建设到运营的全生命周期视角。只有通过科学的方法和有效的数据支持，才能更好地实现可持续电力系统的建设和维护。未来人们应该继续推动绿色建造理念的应用，以实现“双碳”目标，保护环境，提高生活质量，并确保电力行业在碳减排中发挥更大的作用。

参考文献：

[1]鲁超,赵思远.践行绿色建造理念  赋能新型电力系统建设[J].华北电业,2022(10):34-35.

[2]曾文慧.绿色低碳变电站设计关键[J].中国电力企业管理,2022(30):25-27.

[3]朱克亮,张李明,石雪梅等.基于“双碳”目标的变电站建设过程中“永临结合”探索与实践[J].电力与能源,2022,43(01):13-17.