水泥熟料產(chǎn)品碳足跡計算方法探討及實例分析

摘"要：本文通過研究國內(nèi)外產(chǎn)品碳足跡發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合水泥熟料生產(chǎn)工藝，根據(jù)某水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析認(rèn)為可以基于生命周期評價方法，對水泥熟料產(chǎn)品碳足跡進(jìn)行核算與評價。計算與評價可以按以下流程開展：確定功能單位和邊界、 梳理生產(chǎn)工藝流程、 確立分配原則、 數(shù)據(jù)統(tǒng)計、 計算各階段碳足跡、 形成結(jié)論。通過調(diào)研與計算，水泥熟料產(chǎn)品碳足跡中，熟料生產(chǎn)階段碳排放量貢獻(xiàn)最大。

關(guān)鍵詞：水泥；熟料；產(chǎn)品碳足跡文章編號：2095-4085（2024）07-0238-03

0"引言

因溫室氣體增多而導(dǎo)致的全球變暖，現(xiàn)已成為人類需要面對的重大環(huán)境問題之一，因此，減少溫室氣體的排放，已成為人類保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的重要議題。對具體某一類型產(chǎn)品引起的溫室效應(yīng)的分析與評價，一般都是選擇采用碳足跡的計算方法［1］。

“碳足跡”來源于“生態(tài)足跡”的概念［2-3］。碳足跡通常是指：以二氧化碳當(dāng)量（CO2eq）來表示人類生產(chǎn)和生活活動排放的溫室氣體總量。產(chǎn)品碳足跡是對溫室氣體排放在產(chǎn)品層面的量化［4］。產(chǎn)品碳足跡是可量化指標(biāo)，可以直觀地表示出單位產(chǎn)品的碳排放量。因此，研究水泥熟料的產(chǎn)品碳足跡對該行業(yè)綠色降碳具有重要的意義。

水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)的CO2排放，主要包括：原輔材料帶入排放、生產(chǎn)工藝排放、能源消耗排放［5］。研究、核算與分析水泥熟料產(chǎn)品碳足跡，其重要性意總結(jié)為以下幾點(diǎn)：挖掘降碳潛力；履行社會責(zé)任，提高企業(yè)形象［6］；加快低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展［7］；引導(dǎo)綠色低碳消費(fèi)。

1"產(chǎn)品碳足跡國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1"國際研究現(xiàn)狀

對于產(chǎn)品碳足跡的研究，國際社會與組織積極推出了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。英國食品管理農(nóng)業(yè)部門委托英國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（BSI）和英國碳信托公司（Carbon Trust）共同發(fā)布了《PAS2050 產(chǎn)品和服務(wù)全生命周期溫室氣體排放評估辦法》［8］。該標(biāo)準(zhǔn)為全球第一個研究產(chǎn)品碳足跡方法的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已成為國際社會碳足跡計算、分析、研究的主要參考依據(jù)［9］。其評價方法分別為：企業(yè)到企業(yè)B2B（business-to-business）、 企業(yè)到購買者B2C（business-to-consumer）［10］。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的產(chǎn)品碳足跡準(zhǔn)則ISO14067、日本制定的碳足跡標(biāo)準(zhǔn)TSQ0010、世界可持續(xù)發(fā)展工商組織與世界資源研究院共同制定的《Product and Supply Chain Standards》標(biāo)準(zhǔn)也是現(xiàn)今國際社會廣泛計算及評估產(chǎn)品碳足跡的依據(jù)［11］。

1.2"國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段還沒有發(fā)布碳足跡的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2009年英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會和我國標(biāo)準(zhǔn)化研究院共同發(fā)部了《商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評價規(guī)范（PAS2050：2008）及使用指南》中文版。四川大學(xué)億科環(huán)境公司推出了ebalance和efootprint 碳足跡評價軟件，建設(shè)了全生命周期碳足跡數(shù)據(jù)庫（CLCD）。在我國產(chǎn)品碳足跡評價工作正在各領(lǐng)域積極開展，但由于開展時間較短，現(xiàn)階段仍存在技術(shù)數(shù)據(jù)匱乏、數(shù)據(jù)代表性弱、數(shù)據(jù)質(zhì)量較低、行業(yè)覆蓋面較窄等問題。

通過研究國內(nèi)外產(chǎn)品碳足跡研究背景，產(chǎn)品碳足跡評價的發(fā)展現(xiàn)狀仍存在方法論不統(tǒng)一［12］、國內(nèi)外數(shù)據(jù)流通不暢、真實生命周期數(shù)據(jù)無法獲取等諸多不足之處。

2"水泥熟料產(chǎn)品碳足跡計算方法探討

本文中水泥熟料產(chǎn)品碳足跡的計算與評價過程主要為：確定功能單位和邊界、梳理生產(chǎn)工藝流程、確立分配原則、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算各階段碳足跡、形成結(jié)論。

2.1"確定功能單位和邊界

確定系統(tǒng)邊界、定義功能單位、數(shù)據(jù)基準(zhǔn)年份。其中，系統(tǒng)邊界可以參考選擇從原料獲取、原料運(yùn)輸、原料入廠、生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品報廢中選取其中全部階段或者部分階段。

2.2"梳理生產(chǎn)工藝流程

可以按照原輔材料——中間產(chǎn)品——產(chǎn)品的流程，分析生產(chǎn)各個階段溫室氣體的排放，排放主要由燃料燃燒排放、原輔材料生產(chǎn)工藝排放、外購能源排放等部分組成。

2.3"確定分配原則

生產(chǎn)過程某個單元產(chǎn)生多個產(chǎn)物的情形，需要對各個產(chǎn)物的排放進(jìn)行分配。

2.4"數(shù)據(jù)統(tǒng)計

根據(jù)生產(chǎn)情況，統(tǒng)計各生產(chǎn)、因子數(shù)據(jù)。

2.5"計算各階段碳足跡并形成結(jié)論

根據(jù)各個階段生產(chǎn)排放情況進(jìn)行計算，主要排放量的公式如下：

CO2e=∑i（ADi×EFi×GWPi）

其中：

AD（Activity Data）：活動數(shù)據(jù)

EF（Emission Factor）：排放因子

GWP（Global Warming Potential）：全球變暖潛值

i：第i個排放源

3"水泥熟料產(chǎn)品碳足跡計算實例分析

以山東省某家水泥熟料加工廠為例進(jìn)行分析。

3.1"功能單位及邊界

以該廠2023年1月1日至2023年12月31日生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計算原輔獲取至產(chǎn)品出廠（搖籃到大門）范圍內(nèi)的產(chǎn)品碳足跡。

功能單位：1噸水泥熟料產(chǎn)品。

3.2"生產(chǎn)工藝

該企業(yè)采用干法熟料生產(chǎn)工藝，該工藝為我國現(xiàn)階段較為通用的水泥熟料生產(chǎn)工藝，該工藝成熟穩(wěn)定。企業(yè)工藝主要是原輔材料的輸送、調(diào)配到生料制備、生料入窯燒成熟料。

3.3"分配原則

企業(yè)基于計量器具配備較為完善，水泥熟料產(chǎn)品相應(yīng)生產(chǎn)單元涉及的數(shù)據(jù)可以明確計量，數(shù)據(jù)無需進(jìn)行分配。

3.4"生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

根據(jù)企業(yè)2022年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，主要原輔材料使用量如下表1所示。

3.5"碳足跡計算

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、排放因子和計算系數(shù)，本文按水泥熟料不同產(chǎn)品生命周期階段進(jìn)行計算。因子及系數(shù)取自《中國水泥生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》、 《中國產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)庫》、 《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》、 公司質(zhì)量日報表。

3.5.1"原料獲取

原料獲取CO2排放量24 970.31t CO2，其中包括石灰石獲取排放、煙煤獲取排放、外購電力排放。

3.5.2"原料運(yùn)輸

原料運(yùn)輸階段排放量主要為柴油消耗排放，排放量為2 178.49t CO2。

3.5.3"產(chǎn)品生產(chǎn)

產(chǎn)品生產(chǎn)階段CO2排放量包括化石燃料排放量607 155.50t CO2、 碳酸鹽分解排放1 146 202.45t CO2、 非燃燒碳煅燒排放36 661.80t CO2、 電力消耗32 084.95t CO2。 總計1 822 104.70t CO2。

3.5.4"匯總分析

據(jù)上述結(jié)算結(jié)果，在本次計算范圍內(nèi)，全廠2023年水泥熟料生產(chǎn)CO2排放總量為1 849 253.50t CO2，水泥熟料生命周期各階段碳排放總量如下表2所示。

4"結(jié)論

產(chǎn)品碳足跡作為一種產(chǎn)品生產(chǎn)碳排放指標(biāo)，研究其全生命周期碳排放數(shù)據(jù)和反應(yīng)出的生產(chǎn)情況，對水泥熟料的節(jié)能降碳有著重要的意義。本文通過調(diào)研國內(nèi)外水泥產(chǎn)品碳足跡的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了水泥熟料的適用的計算過程和計算方法，結(jié)合實際水泥孰料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計算了該企業(yè)水泥熟料的產(chǎn)品碳足跡。

（1）通過研究國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本文認(rèn)為PAS205對水泥熟料產(chǎn)品碳足跡的核算與評價適應(yīng)性較好。可以基于生命周期評價方法，對水泥熟料產(chǎn)品碳足跡進(jìn)行計算與評價。

（2）水泥熟料產(chǎn)品碳足跡的計算與評價，可以按以下流程開展：確定功能單位和邊界、梳理生產(chǎn)工藝流程、確定分配原則、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算各階段碳足跡、形成結(jié)論。

（3）根據(jù)調(diào)研與計算， 山東省某企業(yè)水泥熟料產(chǎn)品碳足跡為865.62kgCO2e/t。 其中熟料生產(chǎn)階段碳排放量貢獻(xiàn)最大， 占總碳排放量的98.53%。

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