团体标准《热处理行业碳排放核算方法》解读

张永武，李 琨，余维江，吕东显，佟晓辉

(1.西安电炉研究所有限公司，陕西 西安 710061； 2.中国热处理行业协会，北京 100101)

当前，我国发展面临世界百年未有之大变局，国内经济发展不平衡问题依然突出，积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”，破解资源环境约束突出问题依然严峻。中国热处理行业协会一直把宣传贯彻党中央和国家的产业政策、指导行业高质量发展作为首要工作[1]，为我国热处理行业的发展与提高我国机电产品质量水平做出显著贡献，为装备制造业发展提供有力支撑。中国热处理行业能源消费总量当前仍处于上升阶级，机械热处理是制造领域的重点用能工序，我国热处理每年耗能约合1000多万吨标准煤，排放二氧化碳约3000多万吨[1]，碳排放核算方法决定了行业碳减排政策的合理性与有效性，为尽快摸清热处理行业碳排放情况，中国热处理行业协会组织行业技术专家和管理专家历时一年起草编制了团体标准T/CHTA 009—2022《热处理行业碳排放核算方法》，并于2022年12月1日发布，2023年1月1日实施。

本文将从标准适用范围、术语定义、碳排放源的识别、碳排放源的评估、碳排放评估报告等方面对标准进行解读，方便大家理解使用该标准，从而达到全面提高热处理企业碳排放核算水平、共同推进热处理行业低碳发展的目的。

1 适用范围

标准规定了热处理单位(企业或车间)直接排放和间接排放二氧化碳量的核算方法，标准适用于编制热处理行业企业、热处理车间碳排放评估报告[2]。我国现有各类热处理加工企业和车间一万多家，全行业热处理生产设备累计二十多万台套，我国整体热处理装备和工艺材料制造达到或接近国际先进水平。本文件与其他国内外文件相比更适合我国热处理行业在进行区域碳核查工作时使用，主要表现在本文件针对热处理行业能源消费特点规定了热处理单位(包括热处理企业和热处理车间)碳核查的对象为二氧化碳，而非《京都议定书》中要求的二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、全氟碳化合物、氢氟碳化合物和六氟化硫等六种温室气体[3]，更加符合我国热处理能源消耗结构具体情况。

2 术语和定义

本标准规定了“碳排放”定义为：热处理单位加工生产过程中直接排放和间接排放二氧化碳的行为[2]。本标准起草组一方面收集整理了大量国家发展改革委、生态环境部和国内开展碳排放交易试点地区发布的碳排放核算相关文件，国家下达给各地方的碳排放强度考核目标通常只涉及二氧化碳一种气体[4]；另一方面在参考钢铁、铸造等其他相关行业碳排放核算相关文件基础之上，通过大量走访调研热处理企业，并委托有资质的第三方机构现场核查发现，二氧化碳排放量占据了热处理行业温室气体排放的主要部分，因此本标准规定热处理行业碳排放定义为二氧化碳排放量。

本标准规定了“直接排放”定义为：热处理加工过程由化石燃料(如天然气等)燃烧产生的碳排放，以及其他由化学反应或物理变化而产生的碳排放[2]。我国热处理行业每年消耗天然气和液化气约4亿Nm3，天然气是低碳清洁化石能源，随着预混式二次燃烧技术和全氧燃烧等先进技术的推广，我国热处理行业天然气和液化气直接排放二氧化碳仍有一定减排空间。我国热处理行业每年消耗淬火油10多万吨，加强淬火油回收再生，实现了淬火油循环再使用，也应当引起行业重视。

本标准规定“间接排放”定义为：因本热处理单位热处理加工生产引起，但由其他单位持有或控制的排放源所产生的碳排放[2]。这里通常指热处理生产过程中电耗量，目前我国热处理生产过程中平均电耗量为600 kWh/t左右，部分规模以上企业热处理平均单位电耗在400 kWh/t以下[1]，按平均每吨零件热处理节约200 kWh电耗计算，现在全国热处理行业每年节电达100亿kWh，约合40亿吨标准煤，每年仅节电减少二氧化碳排放量700万吨。

3 碳排放源的识别

本标准规定我国热处理行业碳核查核算范围，标准规定：热处理单位评估核算二氧化碳排放量，包括生产系统和辅助生产系统，不包括为生产服务的其他附属系统，如食堂、车辆等。直接生产系统主要以热处理加工设备为主，碳排放源包括但不限于天然气炉、电炉等，辅助生产系统包括但不限于动力、供电、供水等[2]。为界定碳核查核算范围，本标准起草组参照了中国国家标准GB/T 32150《工业企业温室气体排放核算和报告通则》和国际标准ISO 14064-1《组织层面上对温室气体排放和清除的量化和报告的规范性指南》，明确我国热处理行业碳核查核算范围包括生产系统和辅助生产系统，并在江苏和陕西等地区热处理企业进行试点验证，确保该核算范围具有科学性、规范性和可操作性。热处理单位碳排放如表1所示。

表1 热处理单位碳排放列表

本标准起草组按照表1进行碳核查范围核算，并委托国内某第三方碳核查检测机构对以上地区11家试点热处理企业进行现场碳足迹进行了核查，经过对比分析，本标准起草组与第三方碳核查检测机构核算结果一致。

4 碳排放源的评估

4.1 一般要求

为了确保热处理单位碳排放量的评估，应遵守科学、准确、公正的原则，尽可能减少评估的偏差与不确定，本标准规定：热处理单位碳排放总量为直接排放量和间接排放量之和，直接排放需按照排放源逐一进行核算评估，间接排放按照企业外购电力(或其他直接动力源)总和进行核算评估[2]。为了确保评估科学性，本标准起草组在编制过程中，按照优先采用国家正式颁布的相关文件，并结合热处理行业特性，选用经论证研究的参数和方法，确保评估结果应能客观反映热处理行业碳排放的实际情况；为了确保评估准确性，本标准起草组坚持“不重不漏”的原则，对收集国家发布的碳排放政策、文件、法规、指南等的适用性和时效性做出分析和判断，明确碳排放核算范围；为了确保评估公正性，本标准起草组对标准原始资料、评估原始数据、标准基础数据等真实性负责，确保标准在在最大范围内便于使用的前提下公正评估。

4.2 直接碳排放量核算

本标准规定热处理单位直接碳排放量为化石燃料使用排放量与生产过程排放量之和。热处理单位消耗化石燃料排放量Ce主要基于燃料品种的燃料消耗量Q、燃料低位发热值F、单位热值含碳量c和碳氧化率f计算得到，按式(1)计算

(1)

式中：Ce为化石燃料碳排放量，t；i为燃料品种；Qi为燃料i的消耗量，t；Fi为燃料i的低位发热值，TJ/t；ci为燃料i的单位热值含碳量，tCO2/TJ；fi为燃料i的碳氧化率，%。

本标准规定生产过程排放量Cd主要基于渗碳工艺过程产生的排放Cc和淬火清洗过程中所消耗的淬火和清洗介质产生的排放Cj计算得到，按式(2)计算

Cd=Cc+Cj

(2)

式中：Cd为生产过程排放量，t；Cc为渗碳工艺过程产生的排放量，t；Cj为淬火清洗过程中所消耗的淬火和清洗介质产生的排放量，t。

以热处理常用燃料液化天然气为例，通常液化天然气低位发热值F天然气为0.051435 TJ/t，单位热值含碳量c天然气为17.2 tCO2/TJ，碳氧化率f天然气为99%，计算热处理消耗1 kg液化天然气直接排放二氧化碳量为3.2 kg。

4.3 间接碳排放量核算

本标准规定热处理单位间接排放量为外购电力产生的二氧化碳排放，按式(3)计算

Cw=E×k

(3)

式中：Cw为外购电力间接排放量，t；E为外购电量，104kWh；k为外购电力间接碳排放因子，为9.86 tCO2/104kWh。

以热处理电阻炉耗电为例，计算热处理消耗1 kWh电间接排放二氧化碳量为0.986 kg。

4.4 碳排放评估

本标准规定碳排放评估应在热处理单位正常工况下进行，按月/季度/年进行统计，碳排量C按式(4)计算

C=Ce+Cd+Cw

(4)

式中：C为碳排放量，t；Ce为化石燃料二氧化碳排放量，t；Cd为生产过程排放量，t；Cw为外购电力间接排放量，t。

5 碳排放评估报告

本标准规定碳排放评估报告的内容应包括：热处理单位概况(基本情况、生产工艺、能源消费情况、与上一评估周期变化情况)，排放源的识别，排放量的核算(直接排放量、间接排放量、数据来源、汇总)，碳排放量结论(排放信息表、分析及改进意见)，评估单位(报告人、审核人)等内容和信息。

综上所述，本标准结合国家“碳达峰”“碳中和”相关政策要求，针对我国热处理行业发展现状，提出我国热处理行业碳排放核算方法，经过实践验证，可操作性较强，能够较好地指导我国热处理企业开展碳排放评估。近年来，我国热处理行业低碳清洁生产虽取得了较快进步，但与工业发达国家相比在节能减排方面仍存在一定差距。本标准的实施，将有利于促进我国热处理企业优化生产管理、提升设备工艺和推进节能减排技术，取得环境和经济效益双赢；有利摸清我国热处理行业碳排放实际情况，为下一步热处理行业“碳达峰”“碳中和”行动方案提供技术支撑，助力我国热处理行业低碳发展。