平板玻璃生产企业 二氧化碳排放核算方法研究
2013-12-29鲁传一佟庆
一、引言
为落实我国2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%的目标,“十二五”规划《纲要》明确提出“建立完善温室气体统计核算制度,逐步建立碳排放交易市场”。《“十二五”控制温室气体排放工作方案》(国发﹝2011﹞ 41号)也明确提出要加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系,实行重点企业直接报送温室气体排放数据制度。
本研究借鉴了国内外有关企业温室气体核算报告研究成果和实践经验,参考政府间气候变化专门委员会(IPCC)有关国家温室气体清单编制和好的做法指南,以及国家发展改革委办公厅印发的《省级温室气体清单编制指南(试行)》,经过实地调研、深入研究和案例试算,研究完成了《中国平板玻璃生产企业温室气体排放核算方法和报告格式指南》。本文就该指南核算方法的要点和特色进行介绍和说明。
二、方法学的技术概要
(一)适用范围和核算边界
本方法适用于我国平板玻璃生产企业温室气体排放量的核算和报告。核算边界是以平板玻璃生产为主营业务的独立法人企业或视同法人单位从事生产活动的地理和物理边界。本方法所指温室气体排放仅指二氧化碳排放。
(二)主要排放源
1、化石燃料燃烧
企业化石燃料燃烧产生的CO2排放包括三部分:一是玻璃液熔制过程中使用煤、重油或天然气等化石燃料作为热源燃烧产生的排放;二是生产辅助设施的化石燃料燃烧产生的排放,主要有用于厂内搬运和运输的叉车、铲车、吊车等厂内机动车辆所使用的燃料燃烧的排放,以及用于厂区内机修、锅炉、氮氢站等场所使用燃料燃烧的排放;三是厂内自有车辆外部运输的燃料消耗产生的排放。
2、原料配合料中碳粉氧化
生产过程中在原料配合料中掺加一定量的碳粉作为还原剂,以降低芒硝的分解温度,促使硫酸钠在低于其熔点温度下快速分解还原,有助于原料的快速升温和熔融,而碳粉中的碳被氧化成CO2。
3、原料碳酸盐分解
平板玻璃生产所使用的原料中含有的碳酸盐如石灰石、白云石、纯碱等在高温状态下分解产生的CO2排放。
此外还有外购电力产生的排放和外购热力产生的排放。
(三)核算方法
本方法将企业作为一个整体,按照以下步骤和计算公式核算企业温室气体排放量。
1、化石燃料燃烧排放
目前我国用于玻璃熔窑的燃料品种,主要有实物煤(煤粉)、天然气、重油、煤焦油、焦炉煤气、发生炉煤气、石油焦等。辅助生产过程中化石燃料主要有柴油和汽油。化石燃料燃烧产生的CO2排放,按照公式(1)、(2)、(3)计算。
Ecom= (ADi×EFi) (1)
式中:Ecom 为化石燃料燃烧产生的排放,单位:t;ADi 为第i种化石燃料的数量,单位:TJ;EFi 为第i种燃料的排放因子,单位:tCO2/TJ;i 为燃料类型。
ADi=RLi×RZi (2)
式中RLi是核算和报告期第i种化石燃料的消耗量(t或万m3),根据企业生产活动的操作记录,同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。
RZi是第i种化石燃料的平均低位发热量,推荐采用企业检测数据,也可使用缺省值。如采用实测,可由企业自行或委托有资质的专业机构进行检测,或采用与相关方结算凭证中提供的检测值。自行检测时,应遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》、《GB/T 384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等标准。
EFi=CCi×αi×ρ (3)
式中CCi为燃料i的单位热值含碳量 (tC/TJ),推荐采用企业统计数据,也可使用缺省值。自行检测单位热值含碳量时,应遵循《GB/T 476煤的元素分析方法》、《SH/T 0656石油产品及润滑剂中碳、氢、氧测定法》、《GB/T 13610天然气的组成分析》等标准。
为燃料的碳氧化率(%);推荐采用企业统计数据,也可使用缺省值。
ρ为CO2与碳的分子量之比 (44/12)。
2、碳粉氧化的排放
配合料中所掺加的碳粉全部氧化生成CO2。活动水平数据是统计期内碳粉的投入量和碳粉的含碳量,取企业计量的数据,单位为吨(t)。碳粉燃烧产生的排放量,按公式(4)计算。
EMC = QC ×CC ×44/12
(4)
式中:EMC为统计期内碳粉燃烧产生的CO2排放量,单位为吨(t);QC为原料配合料中碳粉消耗量,单位为吨(t);CC为碳粉含碳量的加权平均值,单位为%,若企业不能提供相应检测数据,则按缺省值100%计算。44为二氧化碳的分子量。12为碳的原子量。
3、碳酸盐分解产生的排放
平板玻璃生产过程中,原材料中的石灰石、白云石、纯碱等在高温熔融状态会分解产生二氧化碳,按公式(5)计算。
EMd= (Mi×EFi×Fi)
(5)
式中:i表示碳酸盐的类型;EMd为碳酸盐分解产生的总排放,单位为吨;Mi为消耗的碳酸盐i的重量或质量,单位为吨;EFi为碳酸盐 i的排放因子,单位为吨CO2/吨碳酸盐;Fi为碳酸盐i的煅烧比例,单位为%;若煅烧比例未检测,使用缺省值100%。
4、外购电力的排放
平板玻璃生产中,活动水平是统计期内企业计量的外购电量减去企业回收余热发电上网的电量。电力消耗产生的排放,按公式(6)计算。
EMe = (ACe-ACp)×EFe
(6)
式中:EMe为在统计期内,企业外购电力产生的CO2排放量,单位为吨(t);Ace为企业外购电量,单位为兆瓦时(MWh)。ACp为企业余热回收发电上网的电量,单位为兆瓦时(MWh)。根据供应商和平板玻璃生产企业存档的电力流入和流出记录获得,同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFe为国家电网公布的企业所在区域的排放因子,单位是t/MWh。企业应选用最近年份公布的区域电网平均排放因子。
5、外购热力的排放
平板玻璃生产中,活动水平是统计期内企业计量的外购热力数量减去外供热力的数量。热力消耗产生的排放量,按公式(7)计算。
EMh =(ACh -ACs)×EFh
(7)
式中:EMh为在统计期内,企业外购热力产生的CO2排放量,单位为吨(t);Ach为企业外购热力量,单位为吉焦(GJ)。ACs为企业外供热力量,单位为吉焦(GJ)。根据供应商和平板玻璃生产企业存档的热力流入和流出记录获得,同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFe为国家热力供应部门的排放因子,单位是t/ GJ,如数据不可得,则可采用缺省值0.12 t/GJ。
6、平板玻璃企业总排放量
企业温室气体总排放量按公式(8)计算。
EM= EMi (8)
式中:EM为企业温室气体总排放量;Emi为企业核算边界内某排放类型的排放量;I为排放类型,包括燃料燃烧、工业生产过程、外购电力和外购热力等。
三、本核算方法的特点
(一)本方法具有中国特色
我国平板玻璃生产企业数量和种类较多,在生产工艺、能源和原材料的使用等方面,差别较大。本方法综合考虑了不同区域的企业、不同生产规模和工艺、不同能源和原材料的使用、是否有余热回收发电、是否有热力外供等不同的生产条件。
(二)核算边界与统计体系接轨
我国现行统计和计量制度采用的是企业级别的报告边界。本方法以企业为核算边界,符合我国目前的统计和计量水平,在数据获取方面不增加企业的负担,得到了业内企业和专家认同。
(三)量化方法与国际接轨
采用国际通用的活动数据法,即按照不同排放机理识别温室气体排放源,选择各类能源的消耗量、原材料消耗量或主要产品产量等作为分排放源的活动水平数据,排放量等于活动水平与排放因子的乘积。量化方法原理具有国际权威性。
(四)核算方法力求简明,突出可操作性
一是本方法只考虑外购电力和热力所产生的二氧化碳排放。对于平板玻璃企业外购的其他中间投入,不考虑其生产过程中所产生的排放。二是本方法核算的排放,是企业生产的排放,不包括企业职工生活排放,如企业职工食堂、通勤车等方面的排放。三是对于企业不同批次的原料,需要按批次测量质量、含量等数据,以进行年度统计,而不是取含量的年度平均值估算。
(鲁传一,1968 年生,清华大学核能与新能源技术研究院副教授,博士。研究方向:能源环境经济学、气候变化经济学。佟庆,1977年生,清华大学核能与新能源技术研究院工程师。研究方向:工业温室气体排放分析)