安徽省建材产品碳足迹浅析

张雪峰

（安徽省经济信息中心 安徽合肥 230001）

引言

随着全球温室气体排放日益增加，各国均提出碳达峰和碳减排计划，我国也提出在2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。这既是我国构建人类命运共同体、体现大国担当的直接展示，也是我国建立健全绿色低碳循环发展经济体系、建设生态文明和美丽中国的重要举措。采取切实有力措施，推进建材行业碳减排工作，提升建材行业绿色低碳发展水平，既是整个建筑市场碳达峰、碳中和的需要，也是大宗固废资源化利用的迫切需要。本文通过全生命周期分析方法对安徽省内商品混凝土、预拌砂浆、PC 构件、砌体材料等建材产品碳足迹进行分析，为建材行业碳减排提供参考。

1 产品碳足迹

碳足迹是由企业机构、活动、产品或个人引起的温室气体排放的集合。产品碳足迹，指产品的整个生命周期，包括从原材料开采、制造、运输、分销、使用到最终废弃阶段产生的温室气体排放量。产品碳足迹一般采用单位产品二氧化碳排放量作为计量单位。

1.1 产品碳足迹的计算标准

产品碳足迹计算包含一个完整生命周期内各阶段温室气体排放计算，目前广泛使用的碳足迹计算标准有三种：《PAS2050：2011 商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》，此标准是目前使用较多的产品碳足迹评价标准；《温室气体核算体系：产品寿命周期核算与报告标准》；《ISO/TS14067：2018 温室气体一产品碳足迹一量化的要求与指南》，此标准以PAS2050为种子文件，由国际标准化组织（ISO）编制发布。

1.2 产品碳足迹计算方法

产品碳足迹的计算包括组织安排、边界确定、数据收集、计算方法、报告结果等。边界确定主要分从摇篮到大门和从摇篮到坟墓两种。计算方法主要包括排放因子法、物料平衡法、实测法等。国内普遍采用的为排放因子法，计算公式如：EGHG=AD×EF×GWP。

式中：EGHG—温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）；AD—温室气体活动数据，单位根据具体排放源确定；EF—温室气体排放因子，单位与活动数据的单位相匹配；GWP—全球变暖潜势，数值参考政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的数据。

1.3 建材产品碳足迹

本文对安徽省内商品混凝土、预拌砂浆、PC 构件、砌体材料等共25 家建材企业的38 份产品碳足迹报告的真实性、准确性、完整性、有效性进行排查筛选，每种类别筛选出两家企业的产品碳足迹报告，并在报告数据基础上进行分析。本文研究的省内各类建材产品碳足迹均采用PAS2050 计算标准，研究对象的计算边界为从摇篮到大门，活动进程分为原料采集及生产阶段、原料运输阶段、成品生产阶段、成品运输阶段，所有产品碳足迹计算方法都采用排放因子法。

2 建筑碳足迹中建材生产碳排放占比分析

建材产品碳足迹标志着建材生产阶段碳排放水平，在全生命周期建筑碳足迹中，建材生产碳排放占据相当的比例。全生命周期建筑碳足迹中的碳排放包括建筑物的建材生产阶段、建筑建造阶段、建筑使用阶段（以五十年计）、废弃回收阶段四个阶段的碳排放。在这四个阶段中，建材生产阶段与建筑使用阶段碳排放之和占建筑物碳排放的90%以上。在各类结构建筑中，需要特别指出的是装配式建筑。装配式建筑在生产环节采用高度集约化的工厂生产方式，在建筑施工阶段采用构件装配建造方式。这两种方式使得装配式建筑在噪声和粉尘污染、建筑废弃物排放、综合物料使用、综合能耗指标、建筑施工效率、建筑质量可控性、单位建面碳排放量等各方面均优于传统建造方式。

表1 建筑各阶段碳排放占比

3 安徽省建材产品碳足迹分析

3.1 商品混凝土产品碳足迹分析

商品混凝土的生产工艺主要包括原料破碎、配比搅拌、卸料输送等环节。从上表可以看出，商品混凝土产品碳足迹中主要碳排放集中在原材料生产阶段，占比超过90%。而生产水泥产生的碳排放在原材料生产阶段碳排放里占据了相当高的比例。

结合表2 和表3 可以得出，两家企业水泥碳排放在商品混凝土碳足迹中权重分别为87.64%（合肥福鑫）和84.15%（安徽福昇）。

表2 产品碳足迹中各阶段碳排放及占比

表3 商品混凝土产品碳足迹中各类原材料生产碳排放占比

由图2 敏感性分析中可以看出，降低水泥碳排放，能显著降低商品混凝土产品碳足迹。

3.2 预拌砂浆产品碳足迹分析

表4 产品碳足迹中各阶段碳排放及占比

预拌砂浆的生产工艺主要包括原料破碎、原料烘干、配比搅拌、卸料输送等环节。预拌砂浆产品碳足迹中，原材料生产阶段碳排放是主要排放来源。与商品混凝土产品相似的是，预拌砂浆原材料中水泥生产产生的碳排放也占据了很高的比例（敏感性分析与商混类似，此处不再进行分析）。预拌砂浆的生产过程中对原材料中砂要进行烘干处理，安徽泰荣的生产工艺中就有烘干环节；部分企业直接采购烘干后的砂作为原材料，比如爱德森堡。烘干过程的碳排放在砂浆产品碳足迹中权重一般在20%左右。烘干工艺中的余热利用是企业降低生产碳排放的有效技术手段。

3.3 PC构件产品碳足迹分析

PC 构件的生产原材料种类较多，生产工艺也比较复杂。大部分PC 构件企业的生产工艺涵盖了商品混凝土生产工艺的全部，同时还有制模、植筋、浇注、成型、初养、脱模、养护、成品码垛等工艺流程。

表5 产品碳足迹中各阶段碳排放及占比

PC 构件碳足迹中，原材料生产阶段碳排放依然占据极高的比例，除了水泥外，钢筋占比也相当高。

由于PC 构件的生产工段较多，工艺流程较长，合理安排生产衔接是企业降低产品生产阶段碳排放的重要手段。

表6 水泥、钢筋生产碳排放在产品碳足迹中的权重

3.4 砌体材料产品碳足迹分析

目前安徽省内普遍使用的砌体材料主要分为烧结类和非烧结类。

3.4.1 烧结类砌体材料产品碳足迹分析

安徽省内建设工程使用的烧结类砌体材料主要为烧结空心砖、烧结多孔砖。烧结类砌体材料原材料主要为建筑渣土和煤矸石，属于固体废弃物，其生产碳排放数据可不予计算，因此原材料生产阶段碳排放数据为零。烧结类砌体材料产品碳足迹中的碳排放主要集中在产品生产阶段，其中煤矸石燃烧直接排放和电力消耗间接排放总量在产品碳足迹中的权重达到90%以上。

3.4.2 非烧结类砌体材料产品碳足迹分析

加气砌块产品生产工艺主要包括原料粉磨、配料搅拌、浇注成型、初养、切割、蒸养、成品码垛等。加气砌块的主要原材料为淤沙、粉煤灰、脱硫石膏、石灰、发泡剂等，大部分原材为固体废弃物，不进行碳排放计算。加气板的原材料除了使用加气砌块的所有原材料外，还使用了钢筋和防腐剂。加气砌块和加气板产品碳足迹中的碳排放主要在原材料生产阶段，其中石灰生产占比较高，加气板中钢筋的碳排放也占据了一定的比例。产品生产阶段中，蒸养耗能产生的碳排放占生产阶段碳排放比例在80%以上，原料粉磨消耗电量占全部生产用电比例高达60%以上。

表7 产品碳足迹中各阶段碳排放及占比

表8 煤矸石和电力碳排放在产品碳足迹中的权重

表9 产品碳足迹中各阶段碳排放及占比

在对安徽中龙和安徽昊宇的生产设备、工艺布局、排班衔接等各方面进行深入分析后发现：安徽中龙的生产设备为上一代产品，安徽昊宇的主要生产设备为新近购置，设备性能的不同导致安徽中龙生产阶段碳排放比安徽昊宇高出90%。

表10 蒸压养护和粉磨在生产阶段碳排放占比

结语

通过全生命周期分析方法对建材产品碳足迹进行分析，可以清晰掌握各类建材产品生命周期各阶段碳排放构成，针对不同建材产品各阶段碳排放特点，采取相应减排措施，从原料生产、原料运输、成品生产、成品运输等各环节降低碳排放。结合本次安徽省建材产品碳足迹分析，对建材企业碳减排，笔者认为可以采用以下方法或技术手段：商品混凝土、预拌砂浆、PC 构件、非烧结类砌体材料等建材产品碳足迹中，原材料生产阶段碳排放均占有高权重，建材产品碳足迹对原材料生产碳排放的敏感性极高，其中主要影响因素为水泥、钢筋、石灰等高能耗高排放产品，因此选用低碳排放原材料，能显著降低产品全生命周期碳排放；选用先进的生产工艺和生产设备，淘汰落后产能，能有效提高能源利用效率，降低产品碳排放；研发固体废弃物利用技术，提高大宗固废资源化利用水平，能从原料生产端降低碳排放；加强生产管理，做好排班衔接，有效衔接各生产工序，降低生产能耗碳排，实行生产全过程质量管控，提高产品良品率，降低物耗碳排放。建材产品生产企业根据自身特点，除从上述各方面挖掘节能减排潜力，还可架设屋顶光伏，使用清洁能源，做好企业能源规划和碳减排方案，全面建设绿色低碳生产方式。