電煤供應(yīng)過程碳足跡分析

引用格式：閻建明，朱開偉，劉貞，等.電煤供應(yīng)過程碳足跡分析[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)，2015(7):28-36.

Citation format：YAN Jian-ming, ZHU Kai-wei, LIU Zhen, et al.Carbon Footprint Analysis of Electric Coal Supply Chain[J].Journal of Chongqing University of Technology:Social Science，2015(7):28-36.

電煤供應(yīng)過程碳足跡分析

閻建明1a，朱開偉1a，劉貞1a,2，呂指臣1a，蒲剛清1b

(1.重慶理工大學(xué)a.工商管理學(xué)院； b.機械工程學(xué)院，重慶400054；

2.清華大學(xué) 能源環(huán)境經(jīng)濟研究室，北京100084)

摘要：基于生產(chǎn)流程分析法和生命周期法，對電煤供應(yīng)過程中的碳足跡進行分析評價。結(jié)合電煤供應(yīng)跨組織的特點和現(xiàn)有主流碳足跡分析評價方法，構(gòu)建了基于碳源有限組織邊界的碳足跡評價分析法。研究分析了在電煤生產(chǎn)、運輸、采購等環(huán)節(jié)中碳排放的特征，提出了有針對性的解決辦法。

關(guān)鍵詞：碳足跡；電煤供應(yīng)；節(jié)能減排；綠色供應(yīng)鏈

收稿日期：2015-06-16

基金項目：重慶市教育委員會人文社會科學(xué)研究

作者簡介：閻建明(1968—)，男，副教授，研究方向為低碳經(jīng)濟、可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2015.07.005

中圖分類號：X820.3

Carbon Footprint Analysis of Electric Coal Supply Chain

YAN Jian-ming1a, ZHU Kai-wei1a, LIU Zhen1a, 2,

LYU Zhi-cheng1a, PU Gang-qing1b

(1.a.College of Accounting; b.College of Mechanical Engineering,

Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China;

2.Institute of Energy, Environment and Economy, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

Abstract:This paper used the production process analysis method and the full life cycle method to analyze the carbon footprint in the supplying process of electricity-coal. And according to the characteristic of the electricity-coal, across many different organizations, and existing mainstream carbon footprint analysis and evaluation method, we constructed footprint analysis method which based on the limited organization boundary of carbon source. The research analyzed the characteristics of carbon emission in the process such as electric-loal’s production, transportation, procurement procedures and so on, and based on the above research, specific solutions were put forward.

Key words: carbon footprint; electric-coal supplying; energy conservation and emission reduction; green supply chain

一、引言

“碳足跡”的概念源于“生態(tài)足跡”[1-2]，主要指人類生產(chǎn)和消費活動中排放與氣候變化相關(guān)氣體的總量，從生命周期的角度出發(fā)，分析產(chǎn)品生命周期或與活動間接和直接相關(guān)的碳排放過程。目前，“碳足跡”的標(biāo)準(zhǔn)定義還沒有統(tǒng)一，如EATP認為碳足跡是指人類活動過程中所排放的溫室氣體轉(zhuǎn)化為CO2的等價物，用來衡量人類活動對地球環(huán)境的影響[3]；Carbon Trust認為碳足跡是指某一種產(chǎn)品在其全生命周期內(nèi)所排放的二氧化碳和其他溫室氣體排放總量，兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系用后者每千瓦時所產(chǎn)生的CO2等價物(g CO2eq/kW·h)表示[4]；世界資源研究所(WRI)和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(WBCSD)將碳足跡定義為3個層面[5]：第一層面是機構(gòu)自身的直接碳排放，第二層面是將邊界擴大到為該機構(gòu)功能部門的直接碳排放，第三層面是包括供應(yīng)鏈全生命周期的直接和間接碳排放。

根據(jù)目前國內(nèi)外碳足跡應(yīng)用研究內(nèi)容來看，可以分為兩類：

第一類是特定產(chǎn)業(yè)或部門的碳足跡研究，例如工業(yè)、交通、建筑、供水和醫(yī)療等。羅希等通過構(gòu)建交通運輸業(yè)的碳足跡測算模型，并利用能源消費量、運輸周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)對我國2004—2008年的交通運輸業(yè)能源消費碳足跡進行測算，發(fā)現(xiàn)我國交通運輸業(yè)的能源消費碳足跡總量呈持續(xù)增長的趨勢[6]；魏小清等采用復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真的方法，構(gòu)建了建筑碳足跡框架體系，為大型公共建筑對能源浪費嚴(yán)重和碳排放集中領(lǐng)域長期的監(jiān)管與調(diào)整提供了依據(jù)[7]；Eleeja Shrestha等通過系統(tǒng)動態(tài)建模，從供水碳足跡和成本兩個角度分析了拉斯維加斯的海水淡化和輸送[8]，研究表明海水淡化的碳足跡比海水輸送要高出96%，同樣海水淡化所排出的CO2也要比輸送高出47.5%；Laurent等采用全生命周期法對制造行業(yè)中熱量生成和電能消耗進行了分析，并選取適當(dāng)環(huán)節(jié)的碳足跡，建立制造行業(yè)環(huán)境績效的評價指標(biāo)[9]；Gilliam為了評價腹腔鏡手術(shù)對氣候變化的影響，對某醫(yī)院10年間腹腔鏡手術(shù)的手術(shù)氣缸的碳足跡進行了計算[10]，發(fā)現(xiàn)平均一個氣缸排出的CO2僅有0.9 kg，對全球氣候變化的影響可以忽略不計；Argonne國際實驗室提供了汽車原材料開采階段，汽車組建制造階段，汽車裝配、處置和再循環(huán)階段CO2排放量的計算方法，即汽車生命周期溫室氣體排放和能耗模型(GREET模型)，并評估了6種中型客車全生命周期的能耗和溫室氣體排放。

第二類是不同尺度的碳足跡研究，例如個人、產(chǎn)品、機構(gòu)(組織)、城市(區(qū)域)、國家等。年鶴等針對瓦楞紙箱企業(yè)生產(chǎn)中的碳排放量大、對環(huán)境影響嚴(yán)重的情況，提出了瓦楞紙箱生產(chǎn)碳足跡的計算方法[11]，并對其碳足跡主要影響因素進行了分析，為瓦楞紙箱企業(yè)節(jié)能減排及碳排放標(biāo)準(zhǔn)提供了參考依據(jù)；甘玉鳳等從重慶市水泥生產(chǎn)廠家的工藝流程分析碳足跡的影響要素，研究水泥工廠的碳足跡計算模型和計算過程，最終形成適用于水泥生產(chǎn)廠家的碳足跡計算方法，為水泥產(chǎn)業(yè)的碳足跡計算提供了計算依據(jù)[12]；藍家程等采用碳排放模型、碳足跡模型，對重慶市13年來不同土地利用方式的碳排放量和能源碳足跡進行審核，對不同利用方式的碳排放量、碳排放效益的影響因素及能源消耗的碳足跡變化進行了分析[13]，發(fā)現(xiàn)重慶市碳排放總量呈快速增長趨勢，其中建設(shè)用地是主要碳源；Ki-Hoon Lee以韓國現(xiàn)代汽車公司為案例，對汽車供應(yīng)鏈碳足跡進行了分析[14]，首先對直接和間接碳足跡進行了識別和測量，然后設(shè)置了整個系統(tǒng)測量邊界，最后將碳足跡標(biāo)識在整個供應(yīng)鏈流程之中；Browne等運用碳足跡方法計算了愛爾蘭利默里克市固體廢棄物回收率、處置率和產(chǎn)量等對環(huán)境的影響[15]，并通過增加回收率、進行填埋處理及降低廢物產(chǎn)量等因素進行了預(yù)案分析，其中填埋率降至為14%的方案最優(yōu)；Suzanne分別使用PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)和GHG議定書標(biāo)準(zhǔn)對一個面包生產(chǎn)公司和其產(chǎn)品的碳足跡進行計算[16]，發(fā)現(xiàn)在不同標(biāo)準(zhǔn)下的碳足跡分別為1.01t CO2e(二氧化碳當(dāng)量)和5.56t CO2e(二氧化碳當(dāng)量)，相差近5倍。

基于以上研究，本文通過實地調(diào)研了解電煤的供應(yīng)流程，及電煤供應(yīng)流程中所需使用的設(shè)備機器等。在充分分析電煤供應(yīng)流程的基礎(chǔ)上，對電煤供應(yīng)過程中每個環(huán)節(jié)能耗進行分析。其次，通過文獻調(diào)研，對供應(yīng)鏈碳足跡的數(shù)學(xué)建模、界定標(biāo)準(zhǔn)、評價方法等進行研究。在其基礎(chǔ)上，結(jié)合電煤供應(yīng)過程的特點，制定電煤供應(yīng)過程中碳足跡的界定標(biāo)準(zhǔn)。同時，結(jié)合每個電煤供應(yīng)環(huán)節(jié)，對不同的環(huán)節(jié)進行界定及分類。在電煤供應(yīng)流程分析和碳足跡界定的基礎(chǔ)上，計算電煤供應(yīng)過程中不同類別碳足跡。最后，對電煤供應(yīng)流程中的碳足跡進行分析評價，并為綠色電煤供應(yīng)鏈的建設(shè)提出相應(yīng)的建議及措施，其技術(shù)路線如圖1所示。

圖1　研究技術(shù)路線

二、基于生產(chǎn)流程分析法和生命周期法的電煤流程分析

(一)生產(chǎn)流程分析法及生命周期法簡介

生產(chǎn)流程分析法(Production Flow Analysis,PFA)主要是將生產(chǎn)過程中的一切環(huán)節(jié)系統(tǒng)化、規(guī)律化，主要用于對不同生產(chǎn)流程、工藝、環(huán)節(jié)的風(fēng)險分析，如文獻[17-19]。而生命周期法(Life Cycle Assessment,LCA)主要通過確定和定量化研究能源(物質(zhì))利用及廢棄物的排放來評估供應(yīng)鏈系統(tǒng)中產(chǎn)品、工序和生產(chǎn)活動造成的環(huán)境負載，評價能源(物質(zhì))利用和廢棄物排放的影響以及評價環(huán)境改善的方法[20]，如文獻[21-25]。

基于此，文章將整個電煤供應(yīng)過程視為生產(chǎn)流程，將供應(yīng)過程涉及到的不同組織活動視為不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，利用生產(chǎn)流程分析法對相同屬性的組織活動進行歸類，最終將電煤供應(yīng)過程中的組織活動分為3類：電煤的生產(chǎn)加工、電煤的運輸和電煤的銷售。在電煤供應(yīng)過程組織活動歸類的基礎(chǔ)上，以電煤為研究對象，運用生命周期法分別對3類組織活動碳排放進行分析。

(二)電煤生產(chǎn)流程分析

電煤的生產(chǎn)流程可以概括為兩個部分：煤炭開采環(huán)節(jié)和洗選加工環(huán)節(jié)。我國煤炭開采，主要是采取井下作業(yè)方式，露天開采作業(yè)方式較少，故主要考慮井下作業(yè)方式的生產(chǎn)流程。煤炭井下作業(yè)開采方式的系統(tǒng)流程如圖2所示。煤炭的生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以分為三大部分：采煤系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)和保障系統(tǒng)。其中保障系統(tǒng)主要包含安全系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)；運輸系統(tǒng)包括運輸系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng)。采煤系統(tǒng)主要涉及的設(shè)備及工具有風(fēng)動鑿巖機、空氣壓縮機、采煤機和液壓支架等，運輸系統(tǒng)主要設(shè)備有傳送帶、提升機等，通風(fēng)系統(tǒng)主要相關(guān)設(shè)備有通風(fēng)機、風(fēng)門等，排水系統(tǒng)主要涉及設(shè)備有水泵等。

圖2　煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)流程

洗選加工方面主要流程如圖3所示。首先是準(zhǔn)備篩分，即根據(jù)煤塊直徑大小進行初步的篩分，初篩的一般標(biāo)準(zhǔn)是煤塊的直徑是否大于50 mm，大于50 mm的煤塊被劃分到重介洗煤流程，而直徑小于50 mm的煤塊，則進行進一步的篩選，經(jīng)不同篩分機處理可形成粒煤和粉煤。而直徑大于13 mm的煤塊則進入到重介二次篩選環(huán)節(jié)。

在重介洗煤環(huán)節(jié)，直徑大于50 mm的矸石由人工直接剔除，直徑小于50 mm的則進入重介二次篩選環(huán)節(jié)。在重介二次篩分環(huán)節(jié)，直徑大于20 mm的煤塊與檢查性手選的煤塊一起進入破碎篩選加工環(huán)節(jié)，然后通過條逢篩篩選出直徑小于2 mm的煤塊。直徑小于2 mm的煤塊經(jīng)過精煤脫介篩可分離出洗中塊和洗混小塊。精篩后的煤塊加水，形成稀介質(zhì)，并流入稀介質(zhì)桶，運用磁選機將混雜在稀介質(zhì)中的金屬除去。去除金屬的稀介質(zhì)部分流入濃介質(zhì)桶，部分進入撈坑。進入濃介質(zhì)桶的則再次進入粉碎篩選環(huán)節(jié)，進入撈坑，直徑較大的煤塊則經(jīng)過濃縮機和壓濾機的處理，形成泥煤，直徑較小的則經(jīng)過脫水篩和離心機的處理，形成洗粉。

圖3　電煤洗選流程

(三)電煤運輸流程分析

電煤的運輸方式主要可以分為兩類，第一類：單一運輸，即采用一種方式進行運輸，主要有公路運輸和鐵路運輸；第二類：多式聯(lián)運，即采用多種不同的運輸方式進行電煤的運輸，主要有公路運輸——鐵路運輸、公路運輸——鐵路運輸——公路運輸、公路運輸——鐵路運輸——水路運輸——公路運輸、公路運輸——鐵路運輸——水路運輸——鐵路運輸——公路運輸，具體如圖4所示。雖然電煤的運輸方式多種多樣，但就基本運輸環(huán)節(jié)來看，不同運輸方式的基本流程相一致。其主要運輸流程可以分為：裝卸——運輸——裝卸，不同的運輸方式只是重復(fù)了其主要基本流程。

在電煤運輸過程中，電煤的倉儲也扮演著相當(dāng)重要的角色。由于電煤多具有易揮發(fā)、燃點低等特點，因此電煤的倉儲管理對電煤的安全存儲及電力供應(yīng)的穩(wěn)定性有著重要的意義。目前我國還沒有形成電煤倉儲管理的有效規(guī)章制度，絕大部分電煤都是露天堆放，并使用表面粘連劑控制揚塵。但隨著存儲時間的增長和天氣的變化，表面粘連劑效果有限，產(chǎn)生大量的碳粉揚塵，對周圍環(huán)境造成不可估量的污染。與此同時，由于電煤具有一定的揮發(fā)性，也造成大量溫室氣體的排放，主要揮發(fā)氣體為CH4、CO2。

圖4　電煤一般運輸選擇方式

(四)電煤銷售流程分析

電煤的交易量一般較大，因此電力企業(yè)通常采用采購的方式對電煤進行購買。通常采購可以分為5個流程，分別為：市場調(diào)查、采購控制、落實采購細則、實施采購和訂單驗收入庫。在市場調(diào)研方面主要包含：擬定調(diào)研成員、選定考察目標(biāo)及咨詢電煤信息(價格、品質(zhì))等；在市場調(diào)查完畢后，將市場調(diào)查結(jié)果匯報公司決策層。公司決策層根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果，進入采購控制環(huán)節(jié)。在采購控制環(huán)節(jié)主要工作內(nèi)容有落實采購質(zhì)量協(xié)議、確定采購方式、確定采購的時間及數(shù)量。在與供應(yīng)商初步達成交易之后，電力公司將與供應(yīng)商確定采購的細則，主要包括確定采購的價格、確定付款方式、確定配送方式、確定其他相關(guān)事項。在采購細則落實之后，電力企業(yè)則開始實施采購，如：發(fā)出采購訂單、洽談簽訂采購合同、跟蹤電煤質(zhì)量等。最終根據(jù)采購訂單對訂單進行驗收入庫。

圖5　電煤采購的一般流程

三、電煤供應(yīng)過程碳足跡評估標(biāo)準(zhǔn)及計算方法構(gòu)建

(一)電煤供應(yīng)過程碳足跡評估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計

1.國內(nèi)外主要碳足跡評估標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)外對碳足跡評價的執(zhí)行規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，主流的碳足跡評價標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范如表1所示。

對企業(yè)或組織碳足跡進行評價是指在一定的空間和時間邊界內(nèi)對碳足跡進行量化的過程，其結(jié)果可以是關(guān)于溫室氣體排放源和信息的碳排放清單，或者是一份完整的碳盤查報告。企業(yè)、組織碳足跡評價使用較廣泛的評價標(biāo)準(zhǔn)主要為溫室氣體議定書的系列標(biāo)準(zhǔn)(GHG Protocol)和ISO 14064系列標(biāo)準(zhǔn)。

GHG Protocol標(biāo)準(zhǔn)是由WBCSD和WRI在2002年正式提出的，其目標(biāo)是構(gòu)建廣泛接受的企業(yè)溫室氣體核算及報告準(zhǔn)則，目前已被IBM、福特、SONY等900家企業(yè)采用。溫室氣體議定書是由《溫室氣體議定書企業(yè)核算與報告準(zhǔn)則》及《溫室氣體議定書項目量化準(zhǔn)則》兩部分構(gòu)成，其涵蓋了京都議定書限制的6種氣體，為企業(yè)(組織)溫室氣體的盤查提供了標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)，是全球針對企業(yè)溫室氣體盤查的第一項標(biāo)準(zhǔn)。

2006年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了ISO 14064標(biāo)準(zhǔn)。ISO 14064標(biāo)準(zhǔn)適用于單個獨立的企業(yè)(組織)，其主要內(nèi)容包括3個部分，分別為ISO 14064-1《溫室氣體第一部分：組織的溫室氣體排放和削減的量化、檢測和報告規(guī)范》；ISO 14064-2《溫室氣體第二部分：項目的溫室氣體排放和削減的量化、檢測和報告規(guī)范》；ISO 14064-3《溫室氣體第三部分：溫室氣體聲明審定與核查的規(guī)范及指南》。

表1　主要碳足跡評價標(biāo)準(zhǔn)

*WBCSD：世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會；WRI ：世界資源研究所；ISO/TC207：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織環(huán)境管理技術(shù)委員會

2.電煤供應(yīng)過程碳足跡評估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計

從整個電煤供應(yīng)的流程來看，其涉及到較多的跨組織活動，沒有具體明確的邊界組織。因此適用于邊界組織碳足跡評估的ISO 14064碳足跡評價體系，將不能夠完全適應(yīng)電煤供應(yīng)過程的碳盤查。而英國提出的PAS 2050碳足跡盤查標(biāo)準(zhǔn)是基于產(chǎn)品生命周期的，而在電煤供應(yīng)過程中涉及到電煤的倉儲、運輸?shù)?，因此也不能直接套用PAS 2050碳足跡評價系統(tǒng)。而日本2009年提出的TSQ 0010準(zhǔn)則與PAS 2050準(zhǔn)則在內(nèi)容和執(zhí)行步驟上基本一致，因此電煤供應(yīng)過程中的碳盤查也不能單一地采用TSQ 0010標(biāo)準(zhǔn)。因此，對電煤供應(yīng)過程中的碳盤查，既不能照搬ISO 14064的標(biāo)準(zhǔn)框架模式，也不能照搬PAS 2050的標(biāo)準(zhǔn)，同樣也不能照搬TSQ 0010標(biāo)準(zhǔn)。

在以上已有碳盤查標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)電煤供應(yīng)過程中涉及跨組織活動的特點，結(jié)合電煤供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)和相關(guān)組織結(jié)構(gòu)特征，在已有碳足跡評價標(biāo)準(zhǔn)上對電煤供應(yīng)碳盤查的標(biāo)準(zhǔn)及流程進行了設(shè)計(如圖6所示)。首先，根據(jù)電煤供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)對電煤供應(yīng)鏈中的碳源進行盤查，即根據(jù)電煤供應(yīng)過程中不同環(huán)節(jié)組織的組織邊界對電煤供應(yīng)不同環(huán)節(jié)中的碳源進行盤查，并確定電煤供應(yīng)過程中的主要碳源區(qū)。其次，根據(jù)碳源的重要性和相關(guān)性，將碳源分為重碳環(huán)節(jié)和輕碳環(huán)節(jié)、直接碳源和間接碳源。最后，在從各碳源的可控性、降碳潛力、降碳的難易程度以及實現(xiàn)的優(yōu)先性等方面，進一步對碳源進行分析。

圖6　電煤供應(yīng)過程碳計算標(biāo)準(zhǔn)及評價流程

(二)電煤供應(yīng)過程碳足跡計算方法構(gòu)建

從電煤的角度來看，電煤供應(yīng)過程可以分為三個主要環(huán)節(jié)：電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)、電煤運輸環(huán)節(jié)和電煤消費環(huán)節(jié)，如圖7所示。電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要環(huán)節(jié)包括：電煤生產(chǎn)、電煤集散及坑口電廠電煤的供給?？涌陔姀S是指建設(shè)在靠近煤礦坑口附近的發(fā)電廠，與坑口電廠相比，絕大多數(shù)電廠都遠離電煤生產(chǎn)基地，因此對坑口電廠電煤供應(yīng)過程的碳盤查，其實際意義不大，故在碳足跡盤查方法構(gòu)建時忽略坑口電廠對電煤供應(yīng)過程碳盤查的影響。

1.電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳足跡計算模型構(gòu)建

在電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)，假設(shè)存在I個直接碳源和J個間接碳源。對直接碳源而言，其碳足跡可以表示為：

(1)

(2)

(3)

其中，CFPsc表示電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳足跡。

圖7　電煤物流系統(tǒng)流程

2.電煤運輸環(huán)節(jié)碳足跡計算模型構(gòu)建

在電煤運輸環(huán)節(jié)，假設(shè)存在N個直接碳源和m個間接碳源。對直接碳源而言，其碳排放可以表示為：

(4)

(5)

(6)

其中，CFPys表示電煤運輸環(huán)節(jié)碳足跡。

3.電煤消費環(huán)節(jié)碳足跡計算模型構(gòu)建

在電煤消費環(huán)節(jié)，假設(shè)存在P個直接碳源和Q個間接碳源。對直接碳源而言，其碳排放可以表示為：

(7)

(8)

(9)

其中，CFPxf表示電煤消費環(huán)節(jié)碳足跡。

綜上，則整個電煤供應(yīng)過程中的碳足跡可以表示為：

CFP=CFPsc+CFPys+CFPxf=

(10)

四、電煤供應(yīng)過程碳足跡計算

(一)電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳足跡計算

基于電煤生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的分析，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，直接碳源主要是相關(guān)開采設(shè)備的使用，間接碳源主要來自于二次能源耗損、瓦斯氣體的排放(泄露)及部分煤矸石的自燃。由于瓦斯氣體泄露量和煤矸石自燃的不確定性，不能有效地計算出碳排放值，故文中沒有計算(下同)。在電煤加工環(huán)節(jié)，直接碳源主要是相關(guān)設(shè)備儀器的使用，間接碳源主要是部分能源損耗及煤炭加工過程中耗損。

在計算設(shè)備的能耗和單位碳排放時，選取主要的能耗分布，供電煤耗取2010年供電煤耗333 gce/kW·h，碳排放系數(shù)取0.75。根據(jù)式(1)和式(2)分別對直接碳源和間接碳源的單位碳排放量進行計算，則電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放計算結(jié)果如表2所示。

表2　電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放清單

*《煤礦井下用帶式輸送機技術(shù)條件》MT820—1999標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行主要數(shù)據(jù); **線路耗損取總單位功率的6%計算

(二)電煤運輸環(huán)節(jié)碳足跡計算

基于對電煤運輸及存儲的分析，在電煤運輸環(huán)節(jié)，其主要直接碳源在裝卸環(huán)節(jié)、機車運輸環(huán)節(jié)，其主要間接碳源是電煤揮發(fā)出的溫室氣體、運輸過程中的煤炭揚塵及處理煤炭揚塵所產(chǎn)生的溫室氣體排放。在電煤倉儲環(huán)節(jié)，其主要直接碳源為電煤揮發(fā)出的溫室氣體及電煤揚塵造成的能源損耗，其間接碳源主要為處理電煤揚塵所需的能源消耗。

在計算設(shè)備的能耗和單位碳排放時，選取設(shè)備主要能耗分布，供電煤耗取2010年供電煤耗333 gce/kW·h，碳排放系數(shù)取0.75。根據(jù)式(4)和式(5)分別對直接碳源和間接碳源的單位碳排放量進行計算，電煤運輸及存儲環(huán)節(jié)的碳排放清單如表3所示。

表3　電煤運輸及存儲環(huán)節(jié)碳排放清單

(三)電煤銷售環(huán)節(jié)碳足跡計算

在整個電煤采購環(huán)節(jié)，其活動主要為電力公司與電煤供應(yīng)商的會議洽談。因此整個電煤銷售環(huán)節(jié)的碳排放主要來自于電力公司與電煤供應(yīng)商的洽談過程，如洽談會議、考察團的市場調(diào)研。在計算單位碳排放時，取2010年供電煤耗333 gce/kW·h，碳排放系數(shù)取0.75。根據(jù)式(7)和式(8)分別對直接碳源和間接碳源的單位碳排放量進行計算，則電煤銷售環(huán)節(jié)的碳排放如表4所示。

表4　銷售環(huán)節(jié)的碳排放清單

(四)電煤供應(yīng)過程碳足跡分析評價

從整個電煤供應(yīng)過程來看，碳排放主要集中在電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)，占整個電煤供應(yīng)流程總碳排放的91%。其次是電煤運輸環(huán)節(jié)，約占總碳排放的8%。最后是電煤銷售環(huán)節(jié)，約占總單位碳排放的1%。由此可見，電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)是電煤供應(yīng)過程中的高碳排放區(qū)域，節(jié)能減排潛力巨大。而電煤運輸環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)的碳排放相對較小，節(jié)能減排潛力較小。

在電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，主要碳排放來自于采煤機、掘進機、刮板運輸機及水泵，從單位碳排放來看其分別占電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)直接碳源單位碳排放的48%、15%、16%和13%，其余碳源約占8%。從間接碳源來看，主要為電煤開采過程中的溫室氣體泄露、能源耗損等。與直接碳源相比，電煤開采環(huán)節(jié)的間接碳源不易控制，因此在電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳減排應(yīng)集中于直接碳源。

在電煤運輸環(huán)節(jié)，主要碳排放來自于直接碳源，如動力機的碳排放(火車、貨輪、卡車等)，而間接碳源主要為運輸過程中的揚塵，電煤的自然揮發(fā)和電煤的不必要裝卸，而運輸過程中的揚塵和電煤的自然揮發(fā)可控性較差，因此在電煤運輸環(huán)節(jié)的碳減排因集中于直接碳源和間接碳源中的操作不合理或重復(fù)作業(yè)。

在電煤銷售環(huán)節(jié)，主要碳源來自于對電煤市場的市場調(diào)研和電煤采購過程中的反復(fù)協(xié)議和洽談。因此在電煤銷售環(huán)節(jié)的節(jié)能減排，主要集中于簡化電煤采購程序，固定電煤供應(yīng)商，并形成伙伴關(guān)系，可有效地化簡采購程序，從而降低電煤銷售環(huán)節(jié)過程中的碳排放。

五、結(jié)論與展望

電力行業(yè)是我國高污染、高能耗、高碳排放行業(yè)之一，如何有效地實現(xiàn)電力行業(yè)的碳減排，將對我國可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。而目前電力行業(yè)碳減排的研究主要集中于電力生產(chǎn)區(qū)，而對電力生產(chǎn)上游供應(yīng)鏈的碳減排研究較少。對此，本文基于生產(chǎn)流程分析法和全生命周期法，對電煤供應(yīng)過程中的碳足跡進行分析。結(jié)合電煤供應(yīng)跨組織的特點和現(xiàn)有主流碳足跡分析評價方法，構(gòu)建了基于碳源的有限組織邊界的碳足跡評價分析法。研究發(fā)現(xiàn)：(1)電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)是電煤供應(yīng)過程中主要的碳排放源，約占整個電煤供應(yīng)流程總單位碳排放的91%。電煤開采環(huán)節(jié)單位碳排放要遠遠高于電煤洗選環(huán)節(jié)碳排放。在電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要碳源中，采煤機、掘進機、刮板運輸機及水泵的單位碳排放量最大，是電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放的重要碳源。(2)在電煤運輸環(huán)節(jié)中，主要碳源來自于電煤的裝卸和電煤在運輸過程中的揚塵。選擇合理的多式聯(lián)運的方式，能有效減少電煤裝運的頻數(shù)，對電煤運輸過程中的碳減排有著重要的意義。(3)在電煤采購環(huán)節(jié)中，主要碳源來自于市場調(diào)查、洽談環(huán)節(jié)，但占整個電煤供應(yīng)過程中的碳排放比率較小，約為1%。

基于此，為了實現(xiàn)電煤供應(yīng)過程中的碳減排，要加強電煤生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理，提高節(jié)能減排技術(shù)的使用比率，從而有效降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排放。在電煤運輸環(huán)節(jié)，要盡量避免電煤的多次裝卸，與此同時要選擇碳排放較小的運輸方式，提高鐵路、航運比例，減少公路運輸；在電煤采購環(huán)節(jié)，要簡化流程，減少不必要的調(diào)研和重復(fù)工作。

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(責(zé)任編輯許若茜)