文/ 郭記松

在2015 年聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展峰會(huì)上通過(guò)的《2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》，旨在從2015 年—2030年以綜合方式徹底解決社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境3 個(gè)維度的發(fā)展問(wèn)題，轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展道路?？沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)是為消除貧困、保護(hù)地球和確保所有人共享繁榮的全球性目標(biāo)而制定的一套行動(dòng)計(jì)劃。這些行動(dòng)計(jì)劃是相互關(guān)聯(lián)的，必須通過(guò)包括地方和各國(guó)政府、社會(huì)組織、企業(yè)和個(gè)人等社會(huì)各方達(dá)成共識(shí)、合作和創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。《2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》確立的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)共有17 項(xiàng)，并分為169 個(gè)子目標(biāo)。本文從低碳排放角度切入，對(duì)如何進(jìn)一步推進(jìn)低碳排放可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)展開(kāi)探索。

一、低碳排放的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)現(xiàn)狀與分析

本文選擇與碳排放關(guān)聯(lián)度高的幾個(gè)目標(biāo)進(jìn)行闡述，如經(jīng)濟(jì)適用的清潔能源、可持續(xù)的城市和社區(qū)、負(fù)責(zé)任的消費(fèi)和生產(chǎn)、氣候行動(dòng)。

1.經(jīng)濟(jì)適用的清潔能源

該目標(biāo)旨在確保人人獲得負(fù)擔(dān)得起的、可靠的現(xiàn)代能源服務(wù)，大幅度增加可再生能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的比例，將全球能源效率的改善速度提高1 倍。它包括5 個(gè)具體目標(biāo)。

2020 年，在全球范圍內(nèi)，9.66%的人口仍然無(wú)法使用電力，能源和能源生產(chǎn)是導(dǎo)致氣候變化的主要因素，約占全球溫室氣體排放總量的60%。2019 年，可再生能源在全球最終能源消費(fèi)中的份額已達(dá)到17.5%；能源年度改善率實(shí)際為1.9%，要達(dá)到2030 年的氣候目標(biāo)，需要的改善率為3.2%。

2.可持續(xù)的城市和社區(qū)

該目標(biāo)旨在建設(shè)包容、安全、有抵御災(zāi)害能力、可持續(xù)的城市和人類(lèi)居住區(qū)。它包括10 個(gè)具體目標(biāo)。

目前，城市占全球土地面積為3%，能源消耗達(dá)到了60%～80%，碳排放份額為75%。全球有35 億人居住在城市，到2030 年，預(yù)計(jì)會(huì)增至50 億。未來(lái)，95%的城市擴(kuò)張會(huì)發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家。

3.負(fù)責(zé)任的消費(fèi)和生產(chǎn)

該目標(biāo)旨在采用可持續(xù)的消費(fèi)和生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)自然資源可持續(xù)管理和高效利用，減少浪費(fèi)，降低廢物的產(chǎn)生。它包括11 個(gè)具體目標(biāo)。

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的持續(xù)增長(zhǎng)、商業(yè)和住宅能源的需求不斷提高等原因，致使能源消耗將繼續(xù)增長(zhǎng)，其中家庭能源消耗產(chǎn)生的碳排放量占總排放量的21%。另外，糧食生產(chǎn)給環(huán)境也造成了重大影響，并且每年約有1.3×109t食品在消費(fèi)者、零售商在運(yùn)輸過(guò)程中因儲(chǔ)存不當(dāng)而腐爛變質(zhì)。目前，食品能源消耗占全球能源消耗總量的30%，能源排放約占溫室氣體排放總量的22%。

4.氣候行動(dòng)

該目標(biāo)旨在解決氣候變化和與之相關(guān)的全球性危機(jī)。有相關(guān)研究顯示，碳排放與氣溫上升密切相關(guān)。它包括5 個(gè)具體目標(biāo)。

2021 年，全球平均地表溫度大約比20 世紀(jì)的平均地表溫度高1 ℃。2021 年是自1977 年以來(lái)連續(xù)第45 年全球地表溫度高于20 世紀(jì)全球平均地表溫度水平。2013 年—2021 年是有記錄以來(lái)最熱的9 年。2022 年夏天席卷我國(guó)和歐洲的高溫天氣表明，同年是歷史上十大最熱年份。

世界氣象組織呼吁，為了將全球氣溫上升控制在1.5 ℃以?xún)?nèi)，能源生產(chǎn)必須從化石燃料徹底轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能、太陽(yáng)能和水電等可再生能源。交通運(yùn)輸是全球碳排放的主要來(lái)源，約占石油消費(fèi)總量的64%，占所有能源消耗的27%。

二、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的清潔能源可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，通過(guò)清潔能源降低碳排放是常見(jiàn)的方法。依據(jù)《能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)》（GB/Z 41237–2022），清潔能源是指能源在生產(chǎn)和利用過(guò)程中污染少、污染程度小的能源（包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、天然氣和氫能等）?/p>

1.國(guó)外

達(dá)成普遍共識(shí)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)是各利益相關(guān)方基于現(xiàn)有的安全、效率和復(fù)原力等最佳實(shí)踐條件進(jìn)行權(quán)衡妥協(xié)的結(jié)果，以性?xún)r(jià)比最高的方式為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可操作的框架，幫助各國(guó)政府、非政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)和消費(fèi)者使其產(chǎn)品、服務(wù)和實(shí)踐與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相一致。

在國(guó)際上，很多標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)組織，如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI）、保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL）在支持可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)方面已卓有成效。圖1 為支持可持續(xù)發(fā)展部分目標(biāo)的ISO 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，UL 標(biāo)準(zhǔn)中支持可持續(xù)發(fā)展每項(xiàng)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)已有1 000 多個(gè)。

圖1 支持可持續(xù)發(fā)展部分目標(biāo)的ISO 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量（來(lái)自ISO 的SDGs 報(bào)告）

以UL 致力于用標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)適用的清潔能源目標(biāo)實(shí)現(xiàn)為例，此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將從提高能源效率，減少浪費(fèi)，以及用清潔能源代替煤炭、石油等高碳能源消耗方面入手。這些開(kāi)源節(jié)流的措施不僅對(duì)于至今尚未能使用上電力的9.66%世界人口來(lái)說(shuō)意義非凡，也直接有助于降低碳排放，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)也至關(guān)重要。UL 標(biāo)準(zhǔn)中有130 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直接為此目標(biāo)的實(shí)施提供了可執(zhí)行的解決方案，從提高能源效率到光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能、可持續(xù)性電力基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)、回收再利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面助力清潔能源目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

例如，《儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備》（UL 9540）、《電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的熱失控火蔓延情況的測(cè)試方法》（UL 9540A）、《風(fēng)機(jī)渦輪發(fā)電機(jī)延壽》（UL 4143）、《允許人員進(jìn)入的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)》（UL 6141）和《小型風(fēng)力渦輪系統(tǒng)》（UL 6142）等標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)能、太陽(yáng)能的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)應(yīng)用提供了安全保障；《電池梯次利用評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》（UL 1974）為電池的回收再利用提供了評(píng)估依據(jù)，以確保電池二次壽命的安全使用；《產(chǎn)品、場(chǎng)所和組織循環(huán)經(jīng)濟(jì)系數(shù)評(píng)估》（UL 3600）可以量化評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品、工廠(chǎng)甚至是組織在踐行循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面所做的努力，對(duì)于消除浪費(fèi)、促進(jìn)材料的重復(fù)利用、使用可再生自然資源等持續(xù)改進(jìn)方面提供了操作方法和依據(jù)。這些標(biāo)準(zhǔn)為清潔能源的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的落實(shí)提供了支撐。

2.國(guó)內(nèi)

為充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐和引領(lǐng)性作用，2023 年4 月，我國(guó)發(fā)布了碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系包括基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)子體系、碳減排標(biāo)準(zhǔn)子體系、碳清除標(biāo)準(zhǔn)子體系和市場(chǎng)化機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)子體系等4 個(gè)一級(jí)子體系，并進(jìn)一步細(xì)分為15 個(gè)二級(jí)子體系、63 個(gè)三級(jí)子體系。該體系覆蓋能源、工業(yè)、交通運(yùn)輸、城鄉(xiāng)建設(shè)、水利、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、林業(yè)草原、金融、公共機(jī)構(gòu)和居民生活等重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和工作。

其中，在清潔能源方面，我國(guó)已發(fā)布了大量覆蓋光伏、風(fēng)能、核電、氫能和儲(chǔ)能等清潔能源方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，如光伏標(biāo)準(zhǔn)超過(guò)300 個(gè)、風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)超過(guò)70 個(gè)、儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)超過(guò)100 個(gè)等。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)于采用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、節(jié)能降碳、產(chǎn)業(yè)鏈碳減排和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)有很大的推動(dòng)作用。

清潔能源快速發(fā)展，使儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和支撐能力的提升面臨著諸多掣肘，清潔能源的消納形勢(shì)依然嚴(yán)峻。隨著清潔能源占比的不斷提高，電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源的能力會(huì)被快速消耗，其間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性等特點(diǎn)，使得儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)更加困難，平衡和安全問(wèn)題更加突出。目前，部分網(wǎng)架薄弱、缺乏同步電源支撐的大型清潔能源基地，其儲(chǔ)能系統(tǒng)支撐能力不足，清潔能源安全可靠輸送受到影響，故高比例清潔能源供給消納體系，除了需要政策的支持，還需要技術(shù)的發(fā)展和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)完善。

三、完善清潔能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

目前，“清潔能源+儲(chǔ)能”系統(tǒng)模式，利用儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行“削峰填谷”提高清潔能源消納能力已經(jīng)基本被業(yè)界認(rèn)可。風(fēng)能、光伏等“清潔能源＋儲(chǔ)能”模式中的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，從響應(yīng)時(shí)間、放電時(shí)長(zhǎng)、綜合效率、壽命、技術(shù)成熟度和目的滿(mǎn)足等總體指標(biāo)上講，優(yōu)于其他儲(chǔ)能系統(tǒng)（如壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)和熱能儲(chǔ)能系統(tǒng)等）。而且，研究顯示，電化學(xué)儲(chǔ)能中的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)論是充放電效率還是單位功率成本參數(shù)，都優(yōu)于鉛酸電池和全礬液電池。

作為目前主要儲(chǔ)能電池的鋰離子電池也存在自引發(fā)內(nèi)短路致使熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，但是概率很低，僅為百萬(wàn)分之一。若儲(chǔ)能電站的鋰離子電池發(fā)生熱失控，電池間會(huì)發(fā)生熱失控蔓延，并進(jìn)一步引發(fā)大規(guī)模的電池燃燒。電池的安全性和電池組的設(shè)計(jì)、濫用條件有很大關(guān)系。對(duì)于單電池來(lái)講，安全性與正、負(fù)極材料，隔膜和電解液密切相關(guān)，電池?zé)崾Э囟际怯捎陔姵氐纳鸁崴俾蔬h(yuǎn)高于散熱速率，且熱量大量累積而未及時(shí)散發(fā)出去所引起的。從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個(gè)能量正反饋循環(huán)過(guò)程：升高的溫度會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱后溫度繼續(xù)升高，又反過(guò)來(lái)讓系統(tǒng)變得更熱。

為進(jìn)一步提升鋰電池儲(chǔ)能的安全性，我國(guó)在“戰(zhàn)略性科技創(chuàng)新合作”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)活動(dòng)中開(kāi)展了“國(guó)際鋰離子電池儲(chǔ)能安全評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)合作研發(fā)項(xiàng)目”。此項(xiàng)目由來(lái)自產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、科研院所、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等單位組成聯(lián)合體，開(kāi)展合作研究，UL參與了其中的“鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)故障誘導(dǎo)熱失控演化機(jī)制”，研究、分析了鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)從電池芯、電池模塊、系統(tǒng)和安裝等不同層次發(fā)生熱失控的原因和演化機(jī)制，為后續(xù)制定降低儲(chǔ)能系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

目前，UL 還參與了我國(guó)“鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全等級(jí)評(píng)價(jià)技術(shù)”和“鋰離子電池儲(chǔ)能安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究”等項(xiàng)目的研究。這些標(biāo)準(zhǔn)研究參照了《固定和動(dòng)力輔助電源應(yīng)用的電池安全標(biāo)準(zhǔn)》（UL 1973）中可用來(lái)對(duì)各類(lèi)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行電氣安全、機(jī)械安全、環(huán)境安全及電池失效等結(jié)構(gòu)評(píng)估和測(cè)試評(píng)估方法；《儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備》（UL 9540）標(biāo)準(zhǔn)，其涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備的充放電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、冷卻和熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、燃料或液體管道、系統(tǒng)安裝等部分的獨(dú)立運(yùn)行或并網(wǎng)運(yùn)行等要求；《電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的熱失控火蔓延情況的測(cè)試方法》（UL 9540A）標(biāo)準(zhǔn)，其用來(lái)評(píng)估電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱失控特性，是對(duì)包括電芯、模塊、單元、系統(tǒng)安裝等具體指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試的方法標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池模組的不平衡充電試驗(yàn)，是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各級(jí)熱失控特性測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的防火防爆機(jī)制，對(duì)電路軟件進(jìn)行功能評(píng)估等得到系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告等。相關(guān)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)尚未對(duì)此進(jìn)行規(guī)定。

UL 與中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聯(lián)合成立了標(biāo)準(zhǔn)工作組，把受關(guān)注度高的UL 9540A 儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行本地化引用，預(yù)計(jì)該標(biāo)準(zhǔn)2023 年年底可以發(fā)布。

四、結(jié) 語(yǔ)

可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)任重而道遠(yuǎn)，需要加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外政府、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界和消費(fèi)者組織等之間在法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研究、設(shè)計(jì)生產(chǎn)和消費(fèi)倡導(dǎo)等方面的全面合作。本文通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外清潔能源儲(chǔ)能現(xiàn)狀，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的差異，從而進(jìn)一步對(duì)我國(guó)儲(chǔ)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化提出建議，為推動(dòng)非化石能源發(fā)電快速發(fā)展，清潔能源逐步成為發(fā)電量增量主體提供一些參考。本文建議標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)繼續(xù)深度評(píng)估識(shí)別可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)空白，這同樣是為社會(huì)提供具備可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)需求因素的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品；消費(fèi)者組織倡導(dǎo)最佳消費(fèi)行為，共同努力，促進(jìn)人們的健康福祉和社會(huì)繁榮。