淺談國內(nèi)含自備電廠的制漿造紙企業(yè)碳排放核算和應(yīng)對措施

謝 勤

（海南金海漿紙業(yè)有限公司，海南洋浦，578101）

近一個世紀(jì)以來，人類大量使用化石燃料（如煤、石油等），排放了大量的二氧化碳（CO2）等多種溫室氣體（Green-house Gas，GHG），這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度透過性，對地球反射出來的長波具有高度吸收性，也就是常說的“溫室效應(yīng)”，是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因。碳排放是關(guān)于溫室氣體排放的一個總稱，《京都議定書》中所規(guī)定的6 種溫室氣體分別是：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）和六氟化硫（SF6）。制漿造紙作為全球第四大工業(yè)能源消耗行業(yè)[1]，涉及能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程和廢水厭氧處理等多個碳排放過程，因此對碳排放的精準(zhǔn)核算尤為重要。目前國內(nèi)多品種、多生產(chǎn)線的大型制漿造紙企業(yè)在碳排放的核算過程中，經(jīng)常出現(xiàn)核算邊界模糊、碳排放數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況。隨著我國碳排放權(quán)交易市場啟動時間的臨近，如何準(zhǔn)確、系統(tǒng)地實施和監(jiān)管GHG 排放量的核算、核查，對于制漿造紙生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，規(guī)劃碳市場投資有著決定性的意義。

1 制漿造紙企業(yè)碳核算邊界識別

根據(jù)《中國造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》，制漿造紙行業(yè)碳排放主要有化石燃料燃燒排放、過程排放、凈購入電力排放、凈購入熱力排放和廢水處理排放5類。如果制漿造紙企業(yè)擁有年度排放達(dá)到26000 tCO2當(dāng)量（t CO2e），即綜合能源消費量約10000 t 標(biāo)準(zhǔn)煤及以上的自備電廠，還需根據(jù)《生態(tài)環(huán)境部辦公廳關(guān)于做好2019 年度碳排放報告與核查及發(fā)電行業(yè)重點排放單位名單報送相關(guān)工作的通知》的要求，對自備電廠進(jìn)行獨立核算。依照《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南》，自備電廠碳排放主要有化石燃料燃燒排放、過程排放和凈購入電力排放3類。

為避免重復(fù)計算，目前制漿造紙企業(yè)按要求將碳排放分成制漿造紙和發(fā)電兩個行業(yè)單獨進(jìn)行核算，其中，制漿造紙中的碳排放需要扣除自備電廠的化石燃料燃燒排放和過程排放，而生產(chǎn)過程中消耗自產(chǎn)熱力和電力造成的間接碳排放，則歸入自備電廠的碳排放統(tǒng)一核算；同時，自備電廠是為滿足實際生產(chǎn)的熱電需求而設(shè)立，因此自備電廠凈購電力排放應(yīng)歸入制漿造紙?zhí)寂欧沤y(tǒng)一核算。制漿造紙企業(yè)主要能源品種及碳排放構(gòu)成如表1所示。

2 制漿造紙企業(yè)碳排放核算

由于自備電廠碳排放需要獨立核算，因此制漿造紙企業(yè)報告主體的GHG 排放總量等于自備電廠碳排量與制漿造紙（不含自備電廠）碳排量之和，按式（1）計算。

式中，E總為企業(yè)GHG 排放總量，含主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及直接為生產(chǎn)服務(wù)的附屬生產(chǎn)系統(tǒng)，t CO2e；E制漿造紙為制漿造紙GHG 排放總量，不含輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，t CO2e；E自備電廠為自備電廠CO2排放總量，t CO2。

制漿造紙（不含自備電廠）碳排量總量為生產(chǎn)系統(tǒng)的化石燃料燃燒排放量、過程排放量、企業(yè)凈購入電力和熱力消耗排放量以及廢水處理排放量之和，按式（2）計算。

式中，E燃燒為企業(yè)（不含自備電廠）化石燃料燃燒的排放量，t CO2；E過程為過程排放量，t CO2；E電和熱為企業(yè)凈購入的電力和熱力消耗排放量，t CO2；E廢水為廢水厭氧處理產(chǎn)生的排放量，t CO2e。

發(fā)電企業(yè)的GHG 排放總量等于化石燃料燃燒排放、脫硫過程的排放和凈購入使用電力產(chǎn)生的排放之和，按式（3）計算。

式中，E′燃燒為燃燒化石燃料（包括發(fā)電及其他排放源使用化石燃料）產(chǎn)生的CO2排放量，t CO2；E脫硫為脫硫過程產(chǎn)生的CO2排放量，t CO2；E凈購為企業(yè)消耗的凈購入電力所對應(yīng)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的CO2排放，t CO2。

2.1 化石燃料燃燒排放計算

化石燃料燃燒導(dǎo)致的CO2排放量是企業(yè)核算和報告年度內(nèi)各種化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放量的總和，按式（4）計算。

式中，E燃燒為核算和報告年度內(nèi)化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放量，t CO2；ADi為核算和報告年度內(nèi)第i種化石燃料的活動水平，GJ；EFi為第i種化石燃料的CO2排放因子，t CO2/GJ。

表1 制漿造紙企業(yè)主要能源品種及碳排放構(gòu)成說明表

化石燃料的活動水平（AD）和排放因子（EF）分別按式（5）和式（6）計算。

式中，NCV為凈消耗量，t；FC為低位發(fā)熱量，GJ/t；CC為單位熱值含碳量，t C/GJ；OF為碳氧化率，%。

因此碳排放量E燃燒可按式（7）計算。

燃料燃燒是制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放的主要來源，具備條件的企業(yè)可遵循《GB/T 213煤的發(fā)熱量測定方法》《GB/T 384 石油產(chǎn)品熱值測定法》《GB/T 22723 天然氣能源的測定》《GB/T 476 煤中碳和氫的測定方法》和《DL/T 568 燃料元素的快速分析方法》等標(biāo)準(zhǔn)對燃料低位發(fā)熱量進(jìn)行實測。對于沒有配備相關(guān)檢測設(shè)備和人員的企業(yè)，燃料的CC和OF可采用缺省值。表2為海南某制漿造紙企業(yè)（含制漿、造紙和自備電廠，以下簡稱企業(yè)A）主體燃料燃燒碳排量計算方法，其中：①生物質(zhì)混合燃料燃燒發(fā)電產(chǎn)生的CO2排放，僅統(tǒng)計混合燃料中化石燃料產(chǎn)生的CO2排放，樹皮木屑、漿渣、污泥及堿回收爐燃燒的黑液均可視為生物質(zhì)，不計算排放量；②依據(jù)《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》相關(guān)規(guī)定，對于燃煤的CC，明確要求采用實測值，對于OF，優(yōu)先用實測值，如果無法獲得，可采用缺省值；對于2019 年燃煤的CC、OF沒有實測值的企業(yè)，CC按33.56 t C/TJ 計算，OF按100%計算，從2020 年起，對于燃煤低位發(fā)熱值缺省值將采用懲罰性缺省值；③除煤的CC、OF采用高限值外，其余燃料低位發(fā)熱量和OF均可采用缺省值。

表2 企業(yè)A主體燃料燃燒排放量計算表

2.2 過程排放計算

制漿造紙過程排放量是企業(yè)外購并消耗的石灰石（主要成分為碳酸鈣）發(fā)生分解反應(yīng)導(dǎo)致的CO2排放量，按式（8）計算。

式中，E過程為核算和報告年度內(nèi)的過程排放量，t CO2；L為核算和報告年度內(nèi)的石灰石原料消耗量，t；EF石灰石為煅燒石灰石的 CO2排放因子，t CO2/t 石灰石。

自備電廠脫硫過程排放量指脫硫過程的CO2排放，按式（9）計算。

式中，E脫硫為脫硫過程的CO2排放量，t CO2；CALk為第k種脫硫劑中碳酸鹽消耗量，t；EFk為第k種脫硫劑中碳酸鹽的排放因子，t CO2/t石灰石。

脫硫劑中碳酸鹽消耗量按式（10）計算。

式中，Bk，m為脫硫劑每月消耗量，t；Ik為碳酸鹽含量，%。

以企業(yè)A為例，碳酸鈣主要用途為造紙?zhí)盍?，補(bǔ)充制漿過程中流失的生石灰及作為自備電廠的脫硫劑，其中造紙?zhí)盍系奶妓徕}不發(fā)生加熱分解等化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生CO2；補(bǔ)充制漿過程中流失的生石灰需要外購石灰石原料進(jìn)行煅燒，碳酸鈣會發(fā)生加熱分解而產(chǎn)生CO2，其過程排放的碳排放量（E過程）可按式（11）計算，其中EF石灰石為0.405 t CO2/t 石灰石；而作為自備電廠的脫硫劑也會發(fā)生加熱分解等化學(xué)反應(yīng)，其過程排放的碳排放量（E脫硫）可按式（12）計算，其中脫硫劑Ik值為90%，EF石灰石為0.440 t CO2/t石灰石。

2.3 凈購電力、熱力排放計算

企業(yè)購入的熱、電力消費所對應(yīng)的熱、電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)CO2排放量分別按式（13）、式（14）計算。

式中，E電為購入電力所對應(yīng)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)CO2排放量，t CO2；AD電凈購為核算和報告年度內(nèi)的凈外購電量，MWh；EF電為區(qū)域電網(wǎng)年平均供電排放因子，t CO2/MWh。

式中，E熱為購入熱力所對應(yīng)的熱力生產(chǎn)環(huán)節(jié)CO2排放量，t CO2；AD熱凈購為核算和報告年度內(nèi)的凈外購熱力，GJ；EF熱為年平均供熱排放因子，t CO2/GJ。

部分企業(yè)存在外購和銷售熱電的行為，報告期內(nèi)的凈外購電力（AD電凈購）和熱力（AD熱凈購）是企業(yè)購買總熱電量扣減企業(yè)外售總熱電量，可按式（15）和式（16）計算。

式中，AD電購入和AD電售出為企業(yè)外購和售出的電力，MWh；AD熱購入和AD熱售出為企業(yè)外購和售出的熱力，GJ。

AD凈購以企業(yè)能源統(tǒng)計記錄為準(zhǔn)，也可采用供應(yīng)商提供的熱、電費發(fā)票或結(jié)算單等憑證上的數(shù)據(jù)；EF電選用國家主管部門最近公布的相應(yīng)區(qū)域電網(wǎng)的排放因子；EF熱可采用缺省值，也可采用政府主管部門發(fā)布的官方數(shù)據(jù)。以企業(yè)A為例，其電力依據(jù)南方電網(wǎng)的供電排放因子相關(guān)參數(shù)，取EF電為0.527 t CO2/MWh，EF熱為0.110 t CO2/GJ，因此，企業(yè)A 凈購熱電的碳排量可按式（17）和式（18）計算。

2.4 廢水厭氧處理排放計算

企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水經(jīng)厭氧處理導(dǎo)致的CH4排放，如全部回收鍋爐燃燒，在核算邊界內(nèi)可不計算，但企業(yè)需要按照《中國造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》要求，提供對廢水厭氧處理氣體的回收量記錄，以及廢水厭氧處理氣中CH4含量的檢測值。若企業(yè)無法提供以上有效的計量數(shù)據(jù)，則按照保守性原則，需要核算廢水厭氧處理產(chǎn)生的CH4排放[2]。企業(yè)廢水厭氧處理排量按式（19）計算。

式中，E（GHG，廢水）為廢水厭氧處理過程產(chǎn)生的碳排量，t CO2e；E（CH4，廢水）為廢水處理時CH4的排放量，kg，按式（20）進(jìn)行計算；GWP（CH4）為CH4全球變暖潛勢值，根據(jù)指南，取其值為21。

式中，TOW為廢水厭氧處理去除的有機(jī)物總量，kg；EF（CH4）為甲烷排放因子，kg CH4/kg COD；S為以污泥方式清除掉的有機(jī)物總量，kg，若企業(yè)無法統(tǒng)計，可使用缺省值為0；R為CH4的回收量，kg。

其中，TOW值可根據(jù)企業(yè)有廢水厭氧處理系統(tǒng)去除的有機(jī)物總量統(tǒng)計，或采用式（21）進(jìn)行計算；EF（CH4）可采用式（22）進(jìn)行計算。

式中，W為厭氧處理過程產(chǎn)生的廢水量，m3；CODin為進(jìn)口廢水中的化學(xué)需氧量濃度，采用企業(yè)檢測平均值，kg/m3；CODout為出口廢水中的化學(xué)需氧量濃度，kg/m3；Bo為厭氧廢水處理CH4最大生產(chǎn)能力，優(yōu)先使用國家最新公布的數(shù)據(jù)，為0.25 kg CH4/kg COD；MCF為甲烷的修正因子，可委托有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，推薦值為0.5。

根據(jù)式（19）～式（22），廢水厭氧處理排放的CO2可按照式（23）計算。

在核算企業(yè)碳排量時，能源和物料消耗量（含煤炭、油類、燃?xì)夂褪沂龋┎捎闷髽I(yè)計量臺賬；企業(yè)活動水平及排放因子等相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)該優(yōu)先使用檢測值，檢測應(yīng)符合《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》及《中國造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》的具體規(guī)定；若沒有條件或方法規(guī)范檢測，則采用缺省值。同一企業(yè)在填報不同年度數(shù)據(jù)時，所有的數(shù)據(jù)獲取方式必須保持時間序列上的一致性。

3 碳交易的現(xiàn)狀與制漿造紙行業(yè)節(jié)能降碳手段

作為全球第一大年度碳排放國和第二大經(jīng)濟(jì)體，中國政府一直為應(yīng)對氣候變化積極努力。2011 年10月，國家發(fā)改委批準(zhǔn)了北京、天津、上海和湖北等7個碳排放權(quán)交易試點，并將2013-2015年定為試點階段；2016 年4 月22 日，中國簽署《巴黎協(xié)定》；2016年12 月16—22 日，四川省和福建省2 個非試點地區(qū)的碳市場也相繼開市，并分別實現(xiàn)了國家核證自愿減排量和福建省碳排放權(quán)配額的首批交易；2017 年12月18 日，國家發(fā)改委印發(fā)《全國碳排放權(quán)交易市場建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》，并在12 月19 日就全面落實《全國碳排放權(quán)交易市場建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》任務(wù)要求，以電力行業(yè)為突破口，推動全國碳排放權(quán)交易市場建設(shè)做動員部署，全國碳排放交易體系正式啟動。中國碳市場具體形成圖見圖1。

中國是紙和紙制品的生產(chǎn)大國，企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)量大。據(jù)中國造紙協(xié)會調(diào)查，2019 年，全國紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約2700 家，全國紙漿生產(chǎn)總量7207 萬t，紙及紙板生產(chǎn)量10765 萬t。進(jìn)入21 世紀(jì)以來，我國紙及紙板的需求不斷上升，2010—2019 年，紙及紙板生產(chǎn)量年均增長率1.68%，消費量年均增長率1.73%[3]。隨著造紙工業(yè)飛速發(fā)展，碳排放總量也隨之增加，制漿造紙行業(yè)碳排放量從2000 年的64.21×106t 上升到 2015 年的 152.461×106t，占我國碳排放總量的1.67%；預(yù)計至2030 年，制漿造紙行業(yè)的碳排放總量將增至198.19×106t CO2e[4]，較2015 年上升約30%。同時，根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》要求，2020 年，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放需比2015年下降18%，并有效控制碳排放總量。因此，如何減少CO2的產(chǎn)生量、有效利用自身的碳資產(chǎn)成為了制漿造紙企業(yè)亟待面對和解決的問題。

圖1 中國碳市場形成圖

3.1 積極發(fā)展低碳技術(shù)

通過低碳技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能減排是目前最具有競爭力、最有效的方式。技術(shù)減排一般指通過改進(jìn)某個生產(chǎn)工藝流程、研發(fā)先進(jìn)低碳技術(shù)并使用環(huán)保低碳設(shè)備等，減少各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的CO2排放量。制漿造紙企業(yè)可通過蒸發(fā)工段污冷凝水分級回用、制漿廢水余熱回收、提高堿回收爐產(chǎn)汽率、制漿過程中臭氣回收制備CH4和厭氧廢水處理的CH4回收利用等工藝，減少企業(yè)在生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的碳排放量；同時亦可引進(jìn)先進(jìn)的低碳技術(shù)等手段來減少碳排放量，如近期國家發(fā)展和改革委發(fā)布的《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄（2017 年本，節(jié)能部分）》，就有“高效雙盤磨漿機(jī)”“螺旋膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)”“造紙靴式壓榨節(jié)能技術(shù)”等適用于制漿造紙行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)。

3.2 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是指用清潔能源代替化石能源，減少企業(yè)生產(chǎn)過程中的CO2排放量。清潔能源兼具經(jīng)濟(jì)性與清潔性，既能符合排放標(biāo)準(zhǔn)，又能減少環(huán)境污染。煤炭、重油等化石能源在使用過程中釋放的CO2遠(yuǎn)高于等量清潔能源，且清潔能源的轉(zhuǎn)換效率更高。為響應(yīng)政府低碳號召并樹立良好企業(yè)形象，制漿造紙企業(yè)在保證自身正常運營的情況下，應(yīng)選擇清潔能源代替部分化石能源，不僅能實現(xiàn)碳減排，而且可以減少企業(yè)處理CO2的成本。

制漿造紙企業(yè)自備電廠發(fā)電/供熱規(guī)模小，能源利用效率低，自身機(jī)組單位產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度大，其中煤炭的使用占據(jù)了化石燃料燃燒排放的絕大部分。依照2019 年9 月生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《2019 年發(fā)電行業(yè)重點排放單位（含自備電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)）二氧化碳排放配額分配實施方案（試算版）》核算后，絕大部分制漿造紙企業(yè)的自備電廠碳配額都存在缺口。企業(yè)可以考慮在木材原料獲取和加工過程中，通過回收樹皮、木屑等生物質(zhì)能源替代煤炭，或在陽光充足的地區(qū)，生產(chǎn)車間和成品倉庫屋頂建造光伏發(fā)電廠等項目來替代部分燃煤產(chǎn)熱電量，從而減少自備電廠熱電站動力鍋爐所需的原煤量。

3.3 管理手段

溫室氣體排放量核算核查是碳市場建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，大多數(shù)制漿造紙企業(yè)未建立專門的碳管理部門、存在專業(yè)人才缺失的現(xiàn)狀，在碳排放核算核查方面存在諸多問題，導(dǎo)致在碳交易中常常處于不利地位[5]。因此，企業(yè)應(yīng)建立健全節(jié)能降碳機(jī)構(gòu)和管理制度，落實目標(biāo)責(zé)任，培養(yǎng)或引進(jìn)專業(yè)碳管理人才，積極實行能源審計制度，開展能效水平對標(biāo)活動，建立健全企業(yè)能源管理體系和碳管理體系，提高能源、低碳管理水平。對于影響碳排放量核算的重要數(shù)據(jù)，企業(yè)應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指南要求做好測試與記錄統(tǒng)計，制定完備的監(jiān)測計劃[6]。根據(jù)《生態(tài)環(huán)境部辦公廳關(guān)于做好2019 年度碳排放報告與核查及發(fā)電行業(yè)重點排放單位名單報送相關(guān)工作的通知》要求，2019 年后，如果企業(yè)沒有對燃煤的單位熱值含碳量、碳氧化率進(jìn)行實測，則單位熱值含碳量和碳氧化率均采用高限值計算，與之前采用的缺省值相比，核算后的燃煤CO2排放量相差30.8%。因此，企業(yè)應(yīng)制定詳細(xì)監(jiān)測計劃并依照《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》要求，對于燃煤的單位熱值含碳量、碳氧化率進(jìn)行實測，避免經(jīng)濟(jì)損失。

3.4 市場手段

造紙行業(yè)在履約時，既要通過改善生產(chǎn)技術(shù)減少碳排放量，同時也要積極參與碳交易市場，通過市場的手段達(dá)到減排目標(biāo)。各種手段相互配合，提高履約效率，降低減排成本。目前，各試點地區(qū)都推出了各種靈活的履約方式，包括購買配額、購買核證碳權(quán)和跨期使用碳配額等；一些短期內(nèi)配額不足的企業(yè)可通過市場手段購買碳權(quán)，完成減排任務(wù)；一些配額剩余的企業(yè)可以通過市場投資以獲取收益。

4 結(jié) 語

綜上所述，制漿造紙生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行碳排放履約時，必須通過溫室氣體核查（即碳核查），準(zhǔn)確掌握自身的碳排放情況，了解潛在資產(chǎn)和潛在負(fù)擔(dān)，識別潛在的減排環(huán)節(jié)。通過發(fā)展低碳技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)的低碳技術(shù)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)管理等手段來減少CO2的產(chǎn)生量，實現(xiàn)節(jié)能降碳目標(biāo)。同時有效把握形勢，合理利用企業(yè)碳資產(chǎn)獲取資金，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)減少碳排放量，把碳減排壓力轉(zhuǎn)化為企業(yè)更新工藝、提高能源利用效率和減少污染物排放量的動力。