預拌混凝土低碳產品評價方法及要求標準解讀

劉慶祎，尹靖宇，師海霞，段遵莉，王瑞蘊，張 萌

(1.北京國建聯(lián)信認證中心有限公司,北京 100831；2.中國混凝土與水泥制品協(xié)會預拌混凝土分會,北京 100831；3.北京東方建宇混凝土科學技術研究院有限公司,北京 100080；4.中國建筑材料聯(lián)合會,北京 100831)

0 引言

在全球變暖的大背景下,中國正在積極采取措施節(jié)能減排控制二氧化碳排放。在2009年哥本哈根氣候大會上,中國承諾到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。2015年的巴黎氣候大會上,中國承諾,單位國內生產總值溫室氣體排放到2030年在2005年的基礎上減少60%～65%[1]。為了更好的開展減碳工作,我國已在9個省市開展了碳排放權交易試點工作,截止至2017年12月全國配額累計成交4.70億噸,成交總額約104億元,并于2017年12月19日,以發(fā)電行業(yè)為突破口,啟動全國碳排放交易體系。

據統(tǒng)計,我國建材行業(yè)2012年碳排放量約為17.6億噸,碳排放量約占全國碳排放量的18.5%。其中,水泥碳排放量占建材行業(yè)總排放量的68.7%,占全國碳排放的13%左右,而水泥總量中約有70%以上通過混凝土應用到建筑領域。預拌混凝土作為主要的大宗建筑材料,2017年生產量達到約22億m3,因此,在全球節(jié)能、降耗、減排、低碳的大趨勢下,為引導預拌混凝土行業(yè)向“節(jié)能低碳、減排利廢”的可持續(xù)方向發(fā)展,2018年5月11日中國建筑材料聯(lián)合會批準發(fā)布團體標準《預拌混凝土低碳產品評價方法及要求》(T/CBMF 27-2018)(以下簡稱《標準》)。該標準從生命周期角度,依據碳足跡原理,提出了預拌混凝土低碳產品的評價方法與要求。該標準的發(fā)布,可為行業(yè)計算預拌混凝土產品碳排放量和進行減碳工作提供指導,使得行業(yè)的降碳工作落到實處,為企業(yè)生產低碳產品提供依據。本文通過對《標準》進行解讀,使預拌混凝土生產企業(yè)更全面、更準確的把握該標準的主要內容、評價方法和要求。

1 標準的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義

《標準》正文共有6個章節(jié),其中第1章內容為標準的主要內容及適用范圍?！稑藴省芬?guī)定了預拌混凝土低碳產品評價方法及要求,包括低碳產品相關術語和定義、評價基本要求、評價值、單位產品二氧化碳排放量的計算方法、數據統(tǒng)計周期等。《標準》適用于對預拌混凝土中普通混凝土C20～C60產品進行低碳產品評價,包括企業(yè)的自我評價,不適用于對預拌混凝土中的特制品,如高強混凝土、自密實混凝土等品種進行低碳產品評價。

標準第2章和第3章分別提出了《標準》的規(guī)范性引用文件和適用于該《標準》的術語和定義。

2 評價基本要求及評價值

為了調整產業(yè)結構,提升預拌混凝土企業(yè)的管理模式和管理水平,《標準》在第4章對于預拌混凝土生產企業(yè)及其產品提出低碳產品評價的基本要求及評價值,企業(yè)需在滿足《標準》提出的基本要求后,才可進行低碳產品的評價。

《標準》4.1評價基本要求提出對于預拌混凝土企業(yè),其應按照GB/T 19001、GB/T 24001和GB/T 23331等建立并實施質量、環(huán)境和能源管理體系或制度,并應按照GB/T 24851的要求配備能源計量器具,以確保對其產品進行碳排放量計算時數據的來源與準確性,企業(yè)生產的產品應滿足GB/T 14902對產品質量的要求。

《標準》4.2評價值規(guī)定了預拌混凝土低碳產品單位產品二氧化碳排放量應滿足的限值要求,不同強度等級的預拌混凝土產品由于配比不同,碳排放量會存在顯著差異,因此預拌混凝土低碳產品限值按預拌混凝土強度等級不同分別設置,各強度等級的預拌混凝土產品,滿足相應的排放量限值要求即為低碳產品,具體排放量限值見表1。

表1 預拌混凝土單位產品二氧化碳排放量限值

3 預拌混凝土單位產品碳排放量數據統(tǒng)計周期及計算方法

《標準》第5章規(guī)定了預拌混凝土單位產品二氧化碳排放量的計算方法,第6章明確了碳排放量數據的統(tǒng)計周期,要求預拌混凝土單位產品二氧化碳排放量數據統(tǒng)計應基于可計量的統(tǒng)計期進行統(tǒng)計,一般情況下應以財務年為統(tǒng)計期。《標準》附錄A規(guī)定了預拌混凝土低碳產品的計算范圍、計算單元、數據獲取原則、各計算單元的計算方法等,附錄A為規(guī)范性附錄。

3.1 計算范圍、計算單元和數據獲取原則

預拌混凝土低碳產品評價從生命周期角度,依據碳足跡原理,對評價計算范圍界定為“從搖籃到大門”,即從原材料生產、運輸以及進廠生產直至預拌混凝土產品出廠等整個生產過程。這些過程可分為以下計算單元分別進行計算,分別為外購原材料生產過程、外購原材料廠區(qū)外運輸過程、廠區(qū)內移動源運輸過程、固定源設備生產過程、外購電力消耗過程、外購熱力消耗過程。具體碳排放計算范圍及計算單元如圖1所示。

圖1 預拌混凝土產品碳排放計算范圍及計算單元注：虛線表示產品碳排放計算范圍

在對企業(yè)產品進行碳排放量計算時,為了獲得企業(yè)統(tǒng)計期內的實際生產數據,《標準》對計算數據的獲取原則做出了界定。鼓勵企業(yè)對于原材料獲取的碳排放、化石燃料的低位熱值、氧化率等數據按企業(yè)實際活動水平進行測算,以保證計算結果的準確性與科學性,對于無法獲取或者無法經濟的獲取的數據,可選擇《標準》附錄B提供的缺省值進行計算。對于企業(yè)產品的配比、外購原材料廠區(qū)外運輸距離、廠區(qū)內的化石燃料消耗量、生產過程外購電力消耗量等活動水平數據,應根據核算和報告期內的統(tǒng)計計量數據進行計算。

3.2 預拌混凝土單位產品碳排放量計算示例

以某企業(yè)的C30產品作為示例對其單位產品碳排放量進行計算,為便于計算,該企業(yè)部分數據如燃料消耗等,已折算為生產單位產品所消耗的燃料量。該企業(yè)C30預拌混凝土的原材料主要包括：水泥(PO42.5)、礦粉、粉煤灰、天然砂、石、外加劑、水等。產品碳排放量主要計算數據信息如表2所示：

表2 企業(yè)C30產品碳排放量計算數據信息

依據《標準》對其C30單位產品碳排放量數據進行計算,計算過程如下：

3.2.1 外購原材料生產過程產生的二氧化碳排放量計算

外購原材料生產過程產生的二氧化碳排放量按式(1)計算：

G1=∑Qi×EFi

(1)

式中：

G1——外購原材料生產過程產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

i——原材料的種類,預拌混凝土的原材料主要包括：水泥、礦粉、粉煤灰、砂(天然砂、機制砂)、混凝土用再生骨料、石、外加劑、水等；

Qi——第i類原材料的消耗量,單位為千克(kg)；

EFi——單位i類原材料生產過程的二氧化碳排放,單位為千克二氧化碳每千克(kgCO2/kg),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.1。

依據表2數據及式(1),可得企業(yè)生產單位C30產品外購原材料生產過程產生的二氧化碳排放量為：G1=255×0.732+55×0.0624+93×0.0345+769×0.00398+999×0.00398+8.3×0.72+174×0.000148=206.339kg

3.2.2 外購原材料廠區(qū)外運輸過程產生的二氧化碳排放量計算

外購原材料廠區(qū)外運輸過程產生的二氧化碳排放量按式(2)計算：

G2=∑Qi×Di×EFij

(2)

式中：

G2——外購原材料廠區(qū)外運輸過程產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

j——原材料運輸方式,如公路、鐵路、航運等；

Di——第i類原材料的運輸距離,單位為公里(km)；

EFij——單位i類原材料的j類運輸方式的二氧化碳排放因子,單位為千克二氧化碳每千克每公里(kgCO2/kgkm),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.2。

依據表2數據及式(2),可得企業(yè)生產單位C30產品外購原材料廠區(qū)外運輸過程產生的二氧化碳排放量為：G2=(255×50.5+55×111.5+93×160+769×88.3+999×88.3+8.3×40+174×0)×0.00137=26.076kg

3.2.3 廠區(qū)內移動源運輸過程產生的二氧化碳排放量計算

廠區(qū)內移動源運輸過程產生的二氧化碳排放量按式(3)計算：

G3=∑Qf×HVf×EFf×1000

(3)

式中：

G3——廠區(qū)內移動源運輸過程中產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

f——燃料種類,主要為汽油、柴油、天然氣、液化石油氣等；

Qf——廠區(qū)內移動源運輸過程中第i類燃料的消耗量,單位為噸(t)或萬標立方米(104Nm3)；

HVf——單位燃料f的平均低位發(fā)熱量,單位為吉焦每噸(GJ/t)或吉焦每萬標立方米(GJ/104Nm3),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.3；

EFf——單位第f類燃料的二氧化碳排放因子,單位為噸二氧化碳每吉焦(tCO2/GJ),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.4。

依據表2數據及式(3),可得企業(yè)生產單位C30產品廠區(qū)內移動源運輸過程產生的二氧化碳排放量為：G3=0.000129×42.652×0.0741×1000=0.408kg

3.2.4 固定源設備產生的二氧化碳排放量計算

預拌混凝土生產過程固定源設備產生的二氧化碳排放量按式(4)計算：

G4=∑(Mf×HVf×Cf×OXf×44÷12)×1000

(4)

式中：

G4——固定源設備產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

Mf——燃料f的消耗量,單位為噸(t)或萬標立方米(104Nm3)；

Cf——單位熱值含碳量,表示某單位熱值的燃料f所含碳元素質量,單位為噸碳每吉焦(tC/GJ),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.5；

OXf——氧化率,表示某燃料f中的碳在燃燒中被氧化的比率,用百分比表示,可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.6。

依據表2數據及式(4),可得企業(yè)生產單位C30產品固定源設備產生的二氧化碳排放量為：G4=0.000085×42.652×0.0202×0.99×44÷12×1000=0.266kg

3.2.5 外購電力消耗產生的二氧化碳排放量計算

預拌混凝土生產過程外購電力消耗產生的二氧化碳排放量按式(5)計算：

G5=Ep×EFp

(5)

式中：

G5——外購電力消耗產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

Ep——生產過程外購電力消耗量,單位為千瓦時(kWh)；

EFp——單位電力的二氧化碳排放因子,單位為千克二氧化碳每千瓦時(kgCO2/kWh),缺省值可取全國電網平均排放因子0.86kgCO2/kWh。

依據表2數據及式(5),可得企業(yè)生產單位C30產品外購電力消耗產生的二氧化碳排放量為：G5=2.47×0.86=2.12kg

3.2.6 外購熱力消耗產生的二氧化碳排放量計算

預拌混凝土生產過程外購熱力消耗產生的二氧化碳排放量按式(6)計算：

G6=AD購入熱×EF購入熱×1000

(6)

式中：

G6——外購熱力消耗產生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

AD購入熱——購入的熱量,單位為吉焦(GJ)；

EF購入熱——熱力的二氧化碳排放因子,單位為噸二氧化碳每吉焦(tCO2/GJ),可取推薦值0.11tCO2/GJ,也可采用政府主管部門發(fā)布的官方數據。

依據表2數據及式(6),可得企業(yè)生產單位C30產品外購熱力消耗產生的二氧化碳排放量為：G6=0×0.11=0kg

3.2.7 產品碳排放量評價

經計算,企業(yè)C30產品碳排放量為：235.209kg/m3,計算結果匯總見表3,小于表1中C30強度等級的排放量限制,即滿足低碳產品要求。

表3 C30單位產品碳排放量計算結果匯總

4 結語

預拌混凝土的低碳評價是混凝土行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,團體標準《預拌混凝土低碳產品評價方法及要求》(T/CBMF 27-2018)的發(fā)布及實施對于預拌混凝土行業(yè)推廣低碳產品,推動節(jié)能技術進步,提高企業(yè)碳管理水平,加快產業(yè)結構調整和優(yōu)化升級,促進節(jié)能減排具有重要意義。

[1]李然.關于預拌混凝土行業(yè)綠色低碳發(fā)展的探討[J].混凝土,2017(12):124-126+131．