轮胎生产企业碳排放碳中和的管理及规划

包检青 ，王其营

(1.杭州朝阳橡胶有限公司，浙江 杭州 310018；2.中策橡胶（天津）有限公司，天津 滨海新区 300452)

0 前言

“碳排放” 和“碳中和” 是指国家提出的两个阶段碳减排奋斗目标，即“双碳” 战略目标，其中二氧化碳排放力争于2030年达到峰值，争取2060年实现碳中和。为实现“双碳” 战略目标，国家和各级政府及各行业都制定了减少“碳排放” 的措施和目标，规划了“碳中和” 的内容和节点。本文从轮胎行业减少“碳排放” 的措施及效果、做好“碳中和” 的条件及落实两个方面进行阐述，供同行参考。

1 关于“双碳” 的相关内容

与“双碳” 相关的内容是近几年才出现的点击率较高的词汇，并逐步引起各行业的重视。现就“双碳”的相关内容，进行简要介绍。

1.1 碳排放

碳排放是关于温室气体排放的简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳（CO2），因此用“碳” 一词作为代表，可以将“碳排放” 理解为“二氧化碳排放”。人类所有的活动都会造成碳排放，例如，所有物质被燃烧后都会产生碳排放，开车、乘飞机、用空调及采暖等日常活动都会产生碳排放。

1.2 碳排放原因

燃料的主要成分是有机碳氢化合物，当与空气中的氧气发生燃烧反应时，就会变成CO2和水。碳排放不仅仅是燃料燃烧会产生，人口的增加，经济的增长也是碳排放增加的原因。

1.3 碳排放计算

由于人类所有的活动都会造成碳排放，要想对碳排放进行合理管控，必须对碳排放进行量化和计算。

目前，国内对CO2的排放量是以消耗标准煤的数量来折算，消耗1 t 标准煤的能源，排放的CO2量为2.6 t。轮胎生产企业最常用的能源是蒸汽和电力，每t 蒸汽折合标煤0.128 6 tce（吨标准煤），相当于排放CO20.334 4 t。电力消费CO2排放量没有固定的对应值，需要根据对应年份选取国家应对气候变化主管部门定期公布的各区域电网平均供电CO2排放因子来确定。例如，某一地区选定当年电力排放因子为8.843 tCO2/ 万kWh，则在该地区每消耗1 万kWh，就相当于排放8.843 tCO2。如果该地区一家轮胎企业每天消耗蒸汽500 t、电力20 万kWh，则每天排放的CO2量为：500×0.334 4+20×8.843=344.06（tCO2）。

同时，联合国及一些环保组织根据碳足迹计算公式，对所有日常活动的碳排放都进行测定，使碳排放量得到准确计算。例如，家居用电CO2排放量(kg)=耗电千瓦时数×0.785，开车CO2排放量(kg)= 油耗公升数×0.785，家用自来水CO2排放量(kg)= 自来水使用吨数×0.91，肉食CO2排放量(kg)=kg 数×1.24 等。

1.4 减少二氧化碳排放量的手段

减少二氧化碳排放量的手段有两种，一是碳封存，二是碳抵消。

所谓碳封存是指以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放CO2的技术。碳抵消则是通过投资开发可再生能源和低碳清洁技术，减少一个行业的CO2排放量来抵消另一个行业的排放量，抵消量的计算单位是CO2当量吨数。

1.5 碳中和

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的CO2排放量，实现CO2“零排放”。碳中和实施依据标准为PAS2060 ：2014《碳中和规范》，并参考相关标准规范。

1.6 碳达峰

碳达峰是指碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段，换言之，就是让CO2排放量“收支相抵”。

2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

1.7 碳交易

碳交易是为促进全球温室气体减排，减少全球CO2排放所采用的市场机制，即把CO2排放权作为一种商品，从而形成CO2排放权的交易。

目前，世界上的碳交易所共有四个，分别是欧盟排放权交易制、英国排放权交易制、芝加哥气候交易所、澳大利亚国家信托；国内共有8 个地区在开展碳排放权交易试点，包括北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、福建等

1.8 碳足迹

产品碳足迹是指产品由原料取得、制造、运输、销售、使用以及废弃阶段过程中所直接与间接产生的温室气体排放总量。产品碳足迹的实施依据标准为ISO14067 ：2018《温室气体产品碳足迹量化的要求和指南》，并参考相关标准规范。

2 减少“碳排放” 的措施及效果

上面提到，减少CO2排放量的手段有两种，一是碳封存，二是碳抵消。对轮胎生产企业而言，碳封存暂时无法做到或做到的成本是企业无法承受的，因此最有效的办法就是进行“碳抵消”。碳抵消可以从节能减排、优化工艺、使用清洁能源等方面进行实施，而且其效果比较明显。

2.1 节能减排及效果

关于节约能源的措施，我们已经采取许多切实有效的手段和方法，并取得较好的效果，在此不再赘述节能的具体措施，只是对节能后的减排效果进行讨论。

下面以《 轮胎单位产品能源消耗限额》（GB_29449—2012）中所列工程机械轮胎、半钢子午线轮胎及全钢子午线轮胎单位产品能耗限定值、准入值、先进值之间的能耗差别及对CO2排放量的影响分别进行讨论。由于斜交胎属于淘汰类产品，没有设定准入值、先进值，故不在讨论范围之内。

限定值、准入值、先进值都是以吨标准煤或千克标准煤（tce/kgce）为单位进行统计，标准煤的折算范围主要是轮胎生产过程中耗用的蒸汽和电量，其折算标准是：1 t 低压蒸汽=0.1286 tce，1 kW.h 电量（当量）=0.122 9 kgce。而节能对CO2排放的计算是以“消耗1 t 标准煤的能源排放CO2为2.6 t” 的国内标准为依据，为简化CO2排放量的计算，对电直接以折算的标准煤进行统计，不再以各区域电网平均供电的CO2排放因子来折算。

轮胎单位产品能耗是指在报告期内，轮胎生产能耗与合格成品轮胎总重量的比值，单位用kgce/t 轮胎或kgce/t 轮胎表示。表1为将轮胎单位产品能耗从限定值降至准入值对CO2排放量的影响；表2为将轮胎单位产品能耗从限定值降至先进值对CO2排放量的影响；表3是将轮胎单位产品能耗从准入值降至先进值对CO2排放量的影响。

表1 能耗从限定值降至准入值对CO2 排放量的影响

表2 能耗从限定值降至先进值对CO2 排放量的影响

表3 能耗从准入值降至先进值对CO2 排放量的影响

由上面3 个表格中的数据对比可以看出，节能减排对CO2排放量的影响较大。例如，一家日产轮胎重量为200 t 的企业，如果产品全部是工程胎，当其能耗在限定值900 kgce/t 时，每天CO2的排放量为：

900×200÷1 000×2.6=468（t CO2）；

如果其能耗降至准入值655 kgce/t，则每天CO2的排放量降为：

655×200÷1 000×2.6=340.6（t CO2），每天CO2减排量为127.4 t；

如果其能耗降至先进值415 kgce/t，则每天CO2的排放量降为：

415×200÷1 000×2.6=215.8（t CO2），每天CO2减排量比准入值降低124.8 t，比限定值降低252.2 t，减排效果十分明显。

2.2 优化工艺及效果

在优化工艺方面采取的措施有三方面：一是在保证轮胎质量和性能前提下的优质轻量化工作；二是在保证成本不上升前提下的原材料替代工作；三是在通过优化生产工艺而减少的能源消耗工作。

在保证轮胎质量和性能前提下的优质轻量化工作，不但可以减少能源消耗，降低CO2排放量；而且可以将生产原材料得到充分利用，降低轮胎生产的成本。例如，如果轮胎的整体重量降低1%，则能源消耗会降低1% 以上（包括不合格半成品及成品的能源消耗等），原材料成本也会降低1% 以上（涵盖轮胎生产过程中原材料的直接损耗及半成品、产品不合格的原材料消耗等），其综合效益最为明显。

如果原材料替代工作做到位，不但可以保证轮胎原材料成本不上升，而且还会使CO2排放量降低。例如，在目前情况下，天然胶和合成胶、炭黑、化工助剂的价格倒挂，如果增加天然胶的使用比例，适当降低合成胶、炭黑和化工助剂的用量，则不但可以提高轮胎的综合性能，降低轮胎的生产成本，而且还可以减少CO2排放量。因为相同重量的天然胶生产要比同等重量合成胶、炭黑和化工助剂生产所排放的CO2数量要少的多，所以原材料的适当代用，也有助于CO2排放量降低。

通过优化生产工艺而减少的能源消耗主要包括减少混炼胶生产过程中的段数、轮胎零部件组合成型（包括气密胶、内衬层、缓冲层、帘布筒等的组合）、轮胎等效硫化、内压水改氮气硫化、蒸汽加热改为电加热硫化（特别是使用绿电）等，对降低轮胎生产的能耗效果比较明显。其最终效果体现在单位产品的能耗上，也相当于减少了CO2排放量。

2.3 使用清洁能源及效果

清洁能源是指不排放污染物、能够直接用于生产和生活的能源，它包括核能和可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源，像风能、太阳能、生物能、地热能（地源和水源）、水位势能、海潮能等。可再生能源不存在能源枯竭的可能，是减少CO2排放量的最佳选择。轮胎企业目前使用比较普遍的是太阳能、风能、地热能（地源和水源）等，而且以太阳能和风能为主；另外，热电联产、冷热电三联供、炭黑尾气发电等也可以列入清洁能源的范围。

2.3.1 太阳能的利用及效果

目前，太阳能的利用主要用于太阳能加热和太阳能发电。

（1）太阳能加热及效果

太阳能加热的基本工作原理是利用真空管集热，最大限度的实现光热转换，然后将所吸收的热量传递到集热器内的水中，利用水的温度差在集热器内进行微循环；当集热器内的水温升高后，与保温储水箱内的水产生温度差再进行循环；如此反复，真空管吸收的热量使集热器和保温储水箱内的水温不断升高。通过控制系统测量、显示温度，使水温满足使用要求。

在轮胎生产企业，可以利用自来水作为太阳能热水器的循环介质进行加热，然后用于采暖循环、饮用及洗澡等；同时也可以利用软化水作为循环介质进行加热，用于锅炉和热水除氧器进水的预热。

经计算，每m2 平板太阳能集热器平均每个正常日照日产生的热量，可相当于2.78 kWh 电、0.36 m3天然气、0.86 kg 原煤（5 000 kcal/ kg）产生的热量，由此节约的电、天然气、煤的经济价值比较可观，减少的CO2排放量也为“碳排放” 工作起到明显的改善。

（2）光伏发电及效果

目前，太阳能发电即光伏发电是技术比较成熟、推广比较普遍的新能源发电项目，安装位置易于选择，发电设施故障率低；而且投资额度可大可小，发电用途广泛，投资回报率较高。当然，光伏发电受光照条件限制，只能在有光照的时间发电，其他时间无法正常工作。

按照分布式光伏发电正常设计，目前光伏组件资成本在1.4～2.2 元/w 之间，再加上逆变器、变压器等的投资，1MWP 光伏电站的投资额大约在300～400万元之间。综合考虑装机容量、倾斜面辐照量、系统效率及光伏组件标称效率衰减等因素，装机容量为1 MWp 的光伏电站平均每年可以发电100～110 万kWh之间（统一按照100 万kWh 计算）。如果由企业自行投资建设，一般在4～6年收回投资成本。如果采用合同能源管理模式，按照“自发自用、余电上网” 的模式运行。目前光伏上网电价一般为0.36 元/kWh、使用电价0.52 元/kWh（投资方与用电企业协商）、平均电网电价0.75 元/kWh（各地域有差异）计算，每MWP 光伏电站每年可以给企业增加经济效益23 万元、给投资方的回报52 万元、比上网收益增加16 万元，可以实现企业与投资方的双赢。

如果某一地区选定当年电力排放因子为8.843 tCO2/ 万kWh，则在该地区利用光伏发电，1MWp 的光伏电站每年发电量所减少的CO2排放量为：8.843 tCO2/ 万kWh×100 万kWh=884.3 t CO2，减排效果明显。

2.3.2 风能利用及效果

目前，风能主要用于风力发电，至于风能转化为机械能，在轮胎行业适用范围较小，此处不予考虑。

风力发电也是逐步成熟的新能源发电项目，目前最大单机容量已达到6.5 MWp。由于一天24 h 可以连续运行，风力发电的发电成本要比光伏发电要低。但是风力发电对位置的选择比较苛刻，必须有丰富的风能资源；再加上单机容量较大，所以风力发电设施的体积比较庞大，造价和安装费用较高。

与光伏发电相比，相同装机容量的投资成本一般是光伏发电的2 倍左右，而且单机容量越大，单位投资额就越高。以2×6 MWP 风力发电机组为例，总投资大约为9 000 万元，其中设备购置费7 200 万元，工程安装费500 万元，建筑工程费850 万元，其他费用450 万元，平均投资成本约为7.5 元/w。

由于风力发电机组的投资额较大，大多数项目采用合同能源管理模式运作，即企业提供风力发电基座的安装场地，由投资方办理建设手续并出资建设。投用后，也是按照“自发自用、余电上网” 的模式运行。

按照2×6 MWP 风力发电机组设计数据，根据沿海地区的风能资源推算，风力发电机组年均满负荷小时数约为 2 450 h，2 台单机容量 6.0 MWp 的风力发电机组每年可以发电2 880 万kWh 左右，每年每MWp 平均发电240 万kWh 左右。

如果按照上网电价0.36 元/kWh、合同能源管理的风力发电电价0.37 元/kWh、平均电网电价0.75 元/kWh 计算，2×6MWP 风力发电机组每年给企业增加的效益约为1 094 万元、投资方回报1 066 万元、比上网增加效益28.8 万元。

如果仍然选定该地区当年电力排放因子为8.843 tCO2/ 万kWh，则在该地区利用风力发电，2×6M Wp的光伏电站每年发电量所减少的CO2排放量为：8.843 tCO2/ 万kWh×240 万kWh/MWp×2×6=25 468 tCO2，减排效果更为明显。

2.3.3 其他

除太阳能和风能利用外，像热电联产、冷热电三联供、炭黑尾气发电等也能在一定程度上减少CO2排放，因此也可以将其列入清洁能源的范围。

热电联产一般是生产规模较大、用汽量较多的生产企业为提高锅炉热效率而建设的高中压蒸汽发电上网或自用、中低压蒸汽用于生产和采暖的联动线。不但可以增加综合效益，而且还能通过提高能源的综合利用率而减少CO2排放。

冷热电三联供是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃发电机等燃气发电设备运行，产生的电力满足用户的电力需求，系统发电后的余热通过余热回收利用设备(余热锅炉或者余热直燃机等)向用户供热、供冷。通过这种方式不但可以提高系统的一次能源利用率、实现能源的梯级利用，而且还可以提供并网电力作能源互补，使整个系统的收益、效率及可靠性均相应提高，并减少CO2排放。

轮胎生产企业建设的炭黑尾气发电项目包括三部分，一是炭黑生产，燃料天然气与经过预热的空气在炭黑反应炉燃烧段混合、完全燃烧，产生2 000 ℃的高温燃烧气流与经过预热的原料油混合，迅速裂解并生成炭黑。二是利用尾气发电，对炭黑尾气进行焚烧产生高压蒸汽，通过抽汽凝汽式汽轮发电机组进行发电。三是供应蒸汽，发电后的蒸汽压力和温度有所降低，但是可以满足轮胎生产需要蒸汽的要求。在此项目中，生产的炭黑可以由企业直接使用，节省了物流费用，缩短了物流周期，减少了炭黑的运输损耗；所发电量和生产的蒸汽全部由轮胎生产企业自行消纳，减少了能源输送成本，提高了综合效率，CO2排放总量明显降低。

当光伏发电、风力发电、热电联产、冷热电三联供、炭黑尾气发电等项目所发电的总量等于或大于电网供电量时，在电的使用方面就实现了零排放。如果热电联产、冷热电三联供及炭黑尾气发电等项目所生产的蒸汽满足轮胎生产需要的蒸汽总量，则说明在蒸汽的使用方面也实现了零排放。如果电和蒸汽都能满足本企业生产需要，则真正实现了轮胎生产的碳排放为零；如果余电上网、多余蒸汽外供，则对社会的“碳中和”也发挥作用。

3 “碳中和” 的规划及落实

“碳中和”就是通过采取节能减排、碳抵消等形式，以抵消本企业产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。这个过程包括两方面，一是通过采取措施，实现“碳中和”；二是经过独立第三方的验证，宣告实现“碳中和”

3.1 实现“碳中和”

实现“碳中和”需要三个步骤，一是基准年的选定，二是实施减排和抵消措施，三是监控实现情况。

3.1.1 基准年的选定

基准年也叫基准期、对比期，是用于比较分析的某个特定的时间区段。对于“碳中和” 而言，则是用来将不同时期的能源消耗量、单位产品能耗、工业产值能源消耗或相关信息进行参照比较的时期。为了进行比较，基准年的量化指标可以设定为审计期的前1年，也可以设定为前几年的平均值。

选定基准年后，核算该年度CO2的排放量，以此作为排放基准。

3.1.2 实施减排和抵消措施

轮胎生产企业要根据企业自身的实际情况，实施减排措施和抵消措施。

对于减排措施的实施，可以参照本文第3 部分“减少碳排放的措施及效果” 的相关内容，在此不再赘述。

企业抵消分三步，一是计算碳足迹，建立低碳体系；二是减少碳排放；三是实现碳中和。

计算碳足迹。碳足迹计算是针对企业所有可能产生温室气体的来源，进行排放源清查与数据搜集，以了解企业温室气体排放源及量化所搜集的数据信息，是迈向实现碳管理的第一步。碳足迹核查的流程分四段：一是启动阶段，主要内容包括设定产品碳足迹的目标、选择对应的产品、确认碳足迹的边界；二是盘查阶段，主要内容是进行全面的数据收集、准确的排放计算、对不确定性进行分析；三是确认应用，主要内容是对结果进行确认、减少排放的效果、对相关信息进行交流；四是独立第三方核查，得出客观公正的结论。

减少碳排放是通过对企业排放源清查，详细了解企业的碳排放源及数量，相应地制定一系列有效措施，从而减少因企业生产运营等活动中所产生的碳排放。

实现碳中和，通过购买自愿碳减排额的方式实现碳排放的抵消，以自愿为基本原则，即交易的中和方式。碳中和的实现通常由买方（排放者）、卖方（减排者）和交易机构（中介）三方来共同完成。

3.1.3 监控实现情况

由于“碳中和” 不单是国家层面的问题，而且也是国际共同关注的问题。因此，对于所有涉及” 碳中和“的国家、行业、部门、企业，每年都必须核算温室气体排放量和减排量，以监控实现情况，确保排放量和减排量与排放基准一致；同时，相关部门或独立第三方也会按照相关要求和频次进行检测，确保“碳中和” 实施到位。

3.2 宣告实现“碳中和”

为证实实现碳中和，企业需要规划并完成的主要工作包括四方面，一是碳中和承诺，二是碳减排行动，三是抵消剩余排放量，四是碳中和宣告。

3.2.1 碳中和承诺

为证实碳中和，企业需制定碳足迹管理计划，包括：碳中和达成时间表、设置减排目标、制定相应的措施和策略。

碳中和达成时间表，可以根据碳中和基准年的设定、排放基准、现有排放量等条件进行设定碳中和达成时间表。时间表的设定既不能太紧张导致出现突发情况时不能调整，也不能太松散导致完成时间过长，必须保证尽快完成，又不会因为个别环节出现问题影响全局。

减排目标的设定，必须根据企业现有生产规模、达成碳中和期间内的生产量变化（影响碳排放量）、现有的能耗情况及采取技改措施及先进技术后的节能情况等确定减排目标，此目标的设定必须适时、适当，确保在达成时间表内完成。

制定相应的措施和策略就是对碳中和时间表和减排目标的落实，所有的措施必须落实到位，减排效果必须达标，并使减排量与时间进度一致，确保承诺兑现。

3.2.2 碳减排行动

企业需实施碳足迹管理计划，包括建立流程并定期评估，运用计算方法和工具监测碳减排计划，确认抵消所需要的经核证的减排量。

建立流程主要是知道碳减排的计划和措施，并实施到位；同时，按照碳排放的要求安排定期评估。

检测碳排放计划，就是要把碳减排的效果按照规定的计算方法和工具进行检测和量化，得出准确的碳排放效果。

通过上述工作的落实，对减排量检查核证，确认已经完成的减排量与计划减排量的差别。

3.2.3 抵消剩余排放量

为实现碳中和，企业需选择符合PAS2060 要求的、适用的碳抵消项目类型。

碳抵消是用购买 “碳信用额度” 的方法来抵消日常生活中产生的CO2。如果一个企业在其生产过程中排放了一定数量的碳污染物，那么从理论上讲，企业就应当购买相应数量的“碳信用额度” 用来中和自身的污染行为。

企业购买 “碳信用额度” 的数量，主要是根据减排目标和已完成量来确定；并且购买 “碳信用额度”的数量要适当大于减排目标与已完成量的差额，以确保“碳中和” 的圆满完成。

3.2.4 碳中和宣告

在上述工作完成后，企业可以依据PAS2060 的要求，编制碳中和宣告，以对外展示企业符合碳中和要求，并经过独立第三方的验证。

企业实现“碳中和” 的益处较多，可以用于市场宣传，提升产品附加价值；满足消费者/ 客户对低碳商品的采购需求，引导低碳产品市场；有助于企业申请国家绿色制造项目；突破国际绿色贸易壁垒，为产品进入国际市场做准备；为产品绿色设计提供依据，为降低原物料使用与增加低碳供应商的选用提供参考等。

4 结语

由于“双碳”战略目标是国家根据联合国要求制定，因此属于国策的范畴。要实现“双碳”战略目标，必须根据各省市自治区及各行各业的实际情况从上到下逐级进行目标分解，直至最基层的企业；并提供、创造完成目标的条件，制定相应的考核奖惩机制，确保指标的完成；而各基层单位及地域则必须审时度势，适时采取适宜的措施，从下至上打好基础，才能确保指标的完成。由于轮胎行业属于高耗能、高污染的行业，所以在响应“双碳”战略目标时更应积极、主动，以科技创新为先导，提前进行“碳排放”管理，做好“碳中和”规划，才能使企业未来的发展之路越走越宽。