《Frontiers in Environmental Economics》：Accounting and allocation of avoided environmental impact—Integrating scope 4 in sustainability reporting and investment analysis
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摘要
引言：资本配置向可再生技术的转移是能源转型的先决条件。现行报告标准覆盖企业自身运营、外购能源以及日益增多的上下游活动所产生的温室气体排放，而避免排放（范围4，scope 4）以及其他产生或避免的环境影响通常不被纳入。本文提出了一种将范围4及更广泛环境
摘要
引言：资本配置向可再生技术的转移是能源转型的先决条件。现行报告标准覆盖企业自身运营、外购能源以及日益增多的上下游活动所产生的温室气体排放，而避免排放（范围4，scope 4）以及其他产生或避免的环境影响通常不被纳入。本文提出了一种将范围4及更广泛环境指标整合到投资分析中的方法，并讨论了该方法如何协助投资者将资本配置引向可再生技术。
方法：以风能和太阳能为例，从生命周期视角对巴西、中国、德国、印度和美国五种不同地理情境下的环境影响进行量化。通过生命周期评估（life cycle assessment，LCA）计算范围1–3（scope 1–3）的环境影响以及范围4（scope 4）的潜在避免影响。采用三种不同分配方法，即经济分配、质量分配以及按范围1–3影响分配，以展示避免影响如何在系统组件之间进行划分。
结果：对于风能和太阳能而言，在多个影响类别（包括气候影响）中，范围4的避免影响可超过范围1–3的环境影响，尤其是在以化石能源发电为主的地区。研究表明，向更多可再生电力生产逐步过渡会随时间降低范围4影响，但即使到2050年实现“净零排放”电力，风能和太阳能的避免影响仍超过范围1–3。最后，本文探讨了可再生能源系统组件之间避免影响分配的挑战，指出组件与其范围4贡献之间不存在物理关联，这为报告企业和投资者提供了各组件如何贡献于避免影响的视角。
讨论：研究表明，现行核算标准未覆盖的避免环境影响，在评估可再生技术时可能具有重要意义。所提出的方法可应用于其他产生避免影响的系统，例如基于废弃物的生物能源。在组件之间分配避免影响，将使各组件背后的企业能够主张其份额的正面可持续效应，并提升其对投资者的吸引力。
论文解读：将范围4纳入可持续性报告与投资分析——以风电和光伏为例的生命周期评估研究
1. 研究背景与问题
全球气候危机背景下，国际能源署（IEA）预测到2030年全球50%的电力需来自可再生能源。然而，目前电力生产仍是全球温室气体（GHG）排放的主要来源，化石燃料约占全球一次能源供应总量的80%。金融部门资本的有效再配置对能源转型至关重要，而这取决于透明的核算与报告机制，以减少信息不对称并支持知情决策。现行报告标准（如GHG Protocol）主要覆盖企业自身运营（范围1）、外购能源（范围2）以及上下游价值链活动（范围3），但未涵盖企业产品或活动通过替代高环境影响方案所产生的正面外部性，即“范围4”或“避免排放”。尽管欧盟及美国多项政策（如REPowerEU计划、通胀削减法案）激励可再生能源投资，范围4尚无标准化核算与报告方法，导致企业间难以比较，也阻碍了投资者评估可再生能源投资的真实环境效益。此外，现有研究多聚焦气候影响，缺乏将广泛环境指标（如酸化、臭氧形成、资源稀缺、水消耗等）与范围4整合进投资分析的系统性框架。因此，本研究旨在建立一套可计算、呈现并整合避免环境影响（范围4）的方法，以支持投资者更准确地进行资本配置。
2. 研究方法与关键技术
研究人员以太阳能光伏（PV）发电和风力发电为案例，依据ISO 14040及ISO 14044标准开展生命周期评估（LCA）。采用SimaPro v 9.6软件和ecoinvent v 3.10数据库，应用ReCiPe中点法（启发式视角）计算多类环境影响指标。系统边界为从摇篮到坟墓，包括原材料获取、制造、使用和寿命终止阶段。范围4计算采用反事实情景，假定1 kWh风能或太阳能替代0.5 kWh电网电力（基于间歇性发电及未含储能）。研究选取巴西、中国、德国、印度和美国五个地理情境（皆为2022–2023年新增风电和光伏装机容量排名前列的国家），并考虑当地太阳辐照和容量因子。数据来源：风电系统基于维斯塔斯（Vestas）V150-4.2 MW陆上风机LCA报告（Mali和Garrett，2022）；光伏系统基于瑞典市政公用事业公司Tekniska verken i Link?ping AB的4.9 MWp地面电站数据。通过蒙特卡洛模拟（1000次迭代）和敏感性分析评估参数不确定性。同时，基于IEA《世界能源展望2025》构建“现行政策”“既定政策”和“2050年净零排放（NZE）”三种未来电力系统情景。范围4避免影响的分配采用三种代理参数：经济价值、质量、范围1–3影响份额。
3. 结果
3.1 范围1–3与范围4的环境影响
对于风电系统，在所有研究地点，范围4替代电力生产的避免气候影响均超过范围1–3的气候影响；在印度和中国（化石能源占比高）避免影响最大，在巴西（水电为主）最小。风电在1–7年内即可实现气候影响的“收支平衡”（即累积避免影响抵消初始影响）。对于光伏系统，除巴西外，所有地点范围4避免影响均大于范围1–3影响；印度和中国同样最大，巴西最低。光伏的“收支平衡”时间在2–17年之间（巴西除外）。材料回收对范围4贡献很小。在陆地酸化、臭氧形成、矿物资源稀缺和水消耗等影响类别中，风电和太阳能的避免影响也大多超过其范围1–3影响，但存在例外（如风电的矿物资源稀缺、太阳能的陆地生态毒性）。敏感性分析显示，替代率变化±0.20 kWh/kWh会使范围4气候影响改变±40%；延长风电寿命（从20年到25年）可降低20%气候影响，缩短则增加33%；容量因子和年衰减率的影响较小。
3.2 未来情景下的环境影响减排成本
每投资百万美元，风电和光伏的范围4避免气候影响在NZE情景下最小（约3000–4000吨CO2当量），在“现行政策”情景下最大（风电5000–6500吨，光伏6500–8000吨）。酸化与光化学臭氧形成的趋势与气候影响类似，而水消耗和矿物资源稀缺受替代能源类型影响较小，三种情景结果几乎一致。
3.3 气候影响的分配
对于风电系统，范围1–3影响中涡轮机占62%，运输占22%，地基占13%，电气基础设施占4%。采用经济分配时，涡轮机和“辅助”类（含项目开发、管理、运维等）各获约40%的范围4信用；按质量分配时，地基获75%，涡轮机24%，运输及辅助过程因无质量而未获分配；按范围1–3分配时，各组件均获得超过其自身范围1–3影响的避免影响份额。对于光伏系统，范围1–3影响中逆变器占51%，光伏板占42%，电气基础设施占8%。经济分配下光伏板获32%的范围4信用，运输安装20%，辅助17%，电气基础设施15%；质量分配下光伏板获96%。逆变器因仅占成本4%和质量不足1%，在经济或质量分配中获份额极小，但按范围1–3分配则可解决此问题。
4. 讨论与结论
研究证实，范围4避免环境影响在评估可再生技术时极为重要，尤其当替代高碳电力时。准确的替代情景假设至关重要，且可再生能源投资应优先部署于化石能源占比高的地区。当前GHG核算标准未覆盖范围4，导致投资者难以评估和比较不同公司的环境绩效，可能使资本偏离产生避免影响的项目。将范围4纳入报告可减少信息不对称，增强投资者对投资组合环境绩效的理解，并激励资本流向真正带来环境效益的技术。经济分配方法因其数据可得性和实用性而被认为适合分配范围4影响，但可能低估关键但低成本组件（如逆变器）的贡献。透明、标准化的分配制度可防止重复计算和过高估计，并允许各组件制造商合理主张其正面贡献。本研究的方法可推广至其他产生避免影响的系统（如废弃物基生物能源）。未来研究应提高替代电力计算的时间分辨率（如逐小时），纳入电池储能，并探索与欧盟可持续金融分类法及行星边界框架的衔接。总体而言，将范围4整合进可持续性报告和投资分析，有助于推动能源转型，实现巴黎协定气候中和目标。论文发表于《Frontiers in Environmental Economics》。
