你用的每一度电背后都藏着一个数字：发这度电排放了多少克 CO₂。这就是电力碳排放强度。各国之间相差三十多倍，而且随着风起风停、日出日落，每小时都在变。电动车或热泵对气候是大赢还是小赢，就由它决定。企业做排放报告要用它；衡量一个国家电力行业脱碳走到了哪一步，它也是最好的单一指标。下面讲它怎么测、各国处在什么位置，以及怎样正确使用。
碳排放强度怎么算
Example grid: 40% gas (490 g), 30% wind (11 g), 20% nuclear (12 g), 10% coal (820 g) = 0.4×490 + 0.3×11 + 0.2×12 + 0.1×820 = 196 + 3.3 + 2.4 + 82 ≈ 284 g CO₂e/kWh
每个公布出来的数字，都建立在几个选择之上：
- **直接（燃烧）排放还是全生命周期排放。**直接排放因子只算烟囱排放，所以风电、光伏、水电和核电都是零。全生命周期排放因子还包括建设、燃料供应和甲烷泄漏。Ember 和 Our World in Data 公布的是基于 IPCC 中位数的全生命周期数值（CO₂e）。
- **发电侧还是消费侧。**消费侧排放强度会按进出口做调整。
- **是否扣除损耗。**电网损耗（一般为 5–10%）会让送到你家插座的电排放强度更高。比如英国 DESNZ 的排放因子，就把发电和输配电损耗分开公布。
- **年平均还是逐小时。**年平均值掩盖了一天之内和季节之间的大幅波动。
各类电源的排放因子
| 电源 | 全生命周期中位数（g CO₂e/kWh，IPCC AR5） | 典型范围 |
|---|---|---|
| 煤电（煤粉炉） | 820 | 740–1,000（褐煤更高） |
| 燃油 | 约 650–750 | 600–900 |
| 天然气（联合循环 CCGT） | 490 | 410–650（取决于甲烷泄漏） |
| 生物质（专用电厂） | 230 | 范围很宽；取决于原料和核算方法 |
| 光伏（集中式） | 48 | 较新研究为 20–50 |
| 地热 | 38 | 6–80（部分地热田更高） |
| 光热发电 | 27 | 9–63 |
| 水电 | 24 | 1 到 >2,000（热带水库） |
| 核电 | 12 | 4–110 |
| 海上风电 | 12 | 8–35 |
| 陆上风电 | 11 | 7–56 |
较新的评估（UNECE 2021）给出的光伏（约 8–40 g）和核电（约 5–6 g）数值更低，原因是制造工艺进步、供应链更清洁。
各国碳排放强度
数据来自 Ember / Our World in Data（最新年份，大多为 2025 年）：
| 国家 | g CO₂e/kWh | 主要电源 |
|---|---|---|
| 巴拉圭 | 约 25 | 水电（约 99%） |
| 挪威 | 约 28 | 水电（约 90%）、风电 |
| 冰岛 | 约 28 | 水电、地热 |
| 瑞典 | 约 35 | 水电、核电、风电 |
| 法国 | 约 41 | 核电（约 69%）、水电、风电 |
| 巴西 | 约 110 | 水电、风电、光伏 |
| 丹麦 | 约 114 | 风电（约 58%）、光伏、生物质 |
| 西班牙 | 约 154 | 光伏、风电、核电、燃气 |
| 加拿大 | 约 191 | 水电、核电、燃气 |
| 英国 | 约 217 | 燃气、风电、核电 |
| 罗马尼亚 | 约 251 | 水电、核电、燃气、风电 |
| 意大利 | 约 285 | 燃气、水电、光伏 |
| 德国 | 约 330 | 风电、光伏、煤电、燃气 |
| 美国 | 约 384 | 燃气、核电、煤电、风电 |
| 全球平均 | 约 458 | 煤电 33%，燃气 22% |
| 日本 | 约 477 | 燃气、煤电 |
| 中国 | 约 525 | 煤电（约 54%）、水电、光伏、风电 |
| 澳大利亚 | 约 525 | 煤电、光伏、风电、燃气 |
| 波兰 | 约 589 | 煤电（约 50%）、风电、光伏 |
| 印度 | 约 670 | 煤电（约 71%） |
| 印度尼西亚 | 约 680 | 煤电（约 62%）、燃气 |
| 南非 | 约 700 | 煤电（约 81%） |
每个国家都有自己的页面，带完整的时间序列。可以从国家索引开始，在排名里比较，或者在世界能源地图上看全球概况。
全球趋势
全球平均排放强度在 2000 年约为 527 g CO₂e/kWh，2007–2012 年随着亚洲煤电扩张达到约 540–545 g 的峰值，此后降到 2025 年的约 458 g（Ember / OWID）。低碳电源（可再生能源 + 核电）的发电占比从 2010 年的约 33% 升到 2025 年的约 43%，几乎全靠光伏和风电。不过，由于需求持续增长，电力行业总排放仍接近历史最高水平，约 146 亿吨 CO₂e。
有些国家降得快得多。随着煤电退出，英国的排放强度自 2012 年以来下降了约 60%。丹麦从 2000 年代初的约 400–500 g 降到接近 100 g。波兰、德国和美国也降了不少。可以在 explorer 里查看任何国家的变化轨迹。
平均排放与边际排放
平均排放强度给出的是你所用电力的碳足迹，由所有用户平均分摊。边际排放强度告诉你增加或减少一项负荷时会发生什么变化。通常是一台化石燃料电厂升降出力，因为可再生能源能发就发。在由燃气决定边际的电网上，即使平均值只有 150 g，边际排放强度也可能达到 350–450 g/kWh。当可再生能源太多、正在弃电时，新增需求的边际排放强度可能接近零。
| 问题 | 用哪个 |
|---|---|
| 我家的用电碳足迹是多少？ | 年平均值（基于位置） |
| 企业范围 2 报告 | 按 GHG Protocol，同时报基于位置的平均值和基于市场的数值（合同） |
| 什么时候给电动车充电 / 开热泵？ | 逐小时平均值或边际信号 |
| 一座新光伏电站或一个节能项目能避免多少排放？ | 长期边际排放 |
逐小时变化
一天之内，排放强度可能相差三倍甚至更多。在德国，晴天和大风的时段可能低于 100 g/kWh，无风的冬夜则可能超过 500 g/kWh。在加州，午间光伏让排放强度大幅下降，晚上则靠燃气。所以把可调的负荷挪到别的时段（电动车充电、热泵预热、热水加热、储能电池），既能省钱也能减排。很多电网运营商和应用会公布实时和预测的排放强度数据。
用碳排放强度算你自己的碳足迹
Example: 3,500 kWh/yr in Germany (330 g) = 1,155 kg CO₂e Same household in France (41 g) = 144 kg; in Poland (589 g) = 2,062 kg
计算示例：我的热泵比燃气更干净吗？
- 效率 90% 的燃气锅炉：每 kWh 燃气 202 g ÷ 0.9 ≈ 每 kWh 热量 225 g CO₂（算上甲烷泄漏会更多）。
- SPF 3.2 的热泵：电网排放强度 ÷ 3.2。
| 电网 | 热泵（g/kWh 热量） | 对比燃气锅炉 |
|---|---|---|
| 法国（41 g） | 13 | −94% |
| 英国（217 g） | 68 | −70% |
| 德国（330 g） | 103 | −54% |
| 全球平均（458 g） | 143 | −36% |
| 印度（670 g） | 209 | −7% |
即使在煤电为主的电网上，高效热泵也和燃气锅炉大致持平，而且随着电网越来越清洁，它的排放逐年下降。用用电碳排放计算器、热泵与燃气锅炉对比计算器和电动车与燃油车对比计算器算算你自己的数字。
使用碳排放强度的常见错误
- **混用 CO₂ 和 CO₂e。**直接燃烧排放因子通常只算 CO₂。全生命周期排放因子算的是 CO₂ 当量，包括甲烷和氧化亚氮。不要拿一个国家只含 CO₂ 的数字，和另一个国家的 CO₂e 全生命周期数字比较。
- **用了旧年份的数据。**电网变化很快。十年前英国或德国的排放强度比现在高 40–60%，用 2015 年的因子会高估当前排放。
- **忽略损耗。**电厂端的因子不含输配电损耗。如果你要的是电表端每 kWh 的排放，加上 5–10%。
- **对自发电的场所套用全国平均值。**就地自用的屋顶光伏电量根本不经过电网。只有净购入电量才乘以电网因子。
- **把边际值和平均值当成一回事。**因为电网平均值低就说新增负荷“干净”，和因为煤电决定边际就说它“脏”一样简单化。说明你用的是哪个数字，以及为什么。
- **忘了变化方向。**对热泵、电动车这类寿命长的资产，要看的是未来 10–20 年的平均值，而大多数国家这个数会远低于今天。国家电网运营商的预测或 IEA 的情景能给出一个合理范围。
- **重复计算可再生能源。**如果供电商卖给你一座风电场的证书，这部分发电就应该从其他人使用的剩余电力结构中扣除。正因为如此，有些国家会公布“剩余电力结构”（residual mix）因子。
绿电套餐与基于市场的核算
按照 GHG Protocol，企业的范围 2 排放要用两种方法报告：基于位置（电网平均值）和基于市场（反映可再生能源证书、来源担保和 PPA 等合同）。证书饱受批评，因为买证书很少能真正为新增发电买单。欧洲挪威水电证书大量过剩，多年来价格一直很低。更严格的做法包括：
- **额外性：**合同和新项目挂钩，没有这份合同项目就建不起来。
- **24/7 逐小时匹配：**在同一小时、同一电网区域内，用清洁电力匹配用电。好几家大型科技公司已把它定为目标，它也是 GHG Protocol 修订讨论的内容之一。
- **排放影响（emissionality）：**把新项目建在能替代最多化石燃料发电的地方。
在家里，缩小用电碳足迹最可靠的办法是：少用电、把用电挪到更清洁的时段、自己发电。太阳能板计算器可以估算屋顶光伏的发电量。
结论
电网碳排放强度决定了电气化能带来多大效果。一辆电动车、一台热泵或一座数据中心到底排放多少，看的就是它。以水电和核电为主的电网不到 50 g/kWh，以煤电为主的电网约 700 g；随着光伏和风电增长，约 460 g 的全球平均值正在下降。算碳足迹用年平均值，选时段用逐小时信号，评估措施用边际数值。然后在排名里看看你的国家处在什么位置，再用碳足迹计算器算出你的总碳足迹。
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常见问题
什么是电力碳排放强度？
哪个国家的电力最清洁？
平均排放和边际排放有什么区别？
该用发电侧还是消费侧的排放强度？
1 kWh 电会产生多少 CO₂？
买绿电套餐，我的用电就零碳了吗？
资料来源与参考
- Ember — Global Electricity Review 2025 与 Electricity Data Explorer
- Our World in Data — Carbon intensity of electricity generation
- IPCC AR5 第三工作组附件 III — 各类技术的全生命周期排放
- UNECE (2021). Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options
- 英国 DESNZ / DEFRA — Greenhouse gas reporting: conversion factors 2025
- Greenhouse Gas Protocol — Scope 2 Guidance
本指南中的数据是根据上述来源整理的典型范围，你的实际数字取决于所在地、价格和设备。需要针对具体场地的估算，请使用文中链接的计算器。