有色行業(yè)控制溫室氣體排放的前沿探索

佟慶　吉日格圖　秦旭映

一、研究背景

2011年底，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》（國(guó)發(fā)〔2011〕41號(hào)），提出了“探索建立碳排放交易市場(chǎng)”，“加快構(gòu)建國(guó)家、地方、企業(yè)三級(jí)溫室氣體排放核算工作體系，實(shí)行重點(diǎn)企業(yè)直接報(bào)送溫室氣體排放和能源消費(fèi)數(shù)據(jù)制度”等要求。有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)是中國(guó)的能耗大戶(hù)，涉及能源活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程等多類(lèi)溫室氣體排放機(jī)理，因此必將成為溫室氣體排放報(bào)告及碳排放交易的重要參與行業(yè)。

在國(guó)家發(fā)展改革委的組織下，清華大學(xué)與中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)合作，分兩批開(kāi)發(fā)了適用于不同有色金屬子行業(yè)的企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南。其中，第一批開(kāi)發(fā)的兩個(gè)指南《中國(guó)電解鋁生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》和《中國(guó)鎂冶煉企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》，已于2013年10月由國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)，分別適用于鋁冶煉（國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)代碼3216）和鎂冶煉（國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)代碼3217），是我國(guó)有色金屬行業(yè)中能耗和溫室氣體排放量最大的兩個(gè)子行業(yè)；本文介紹的是第二批開(kāi)發(fā)的《其他有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南（試行）》，于2015年7月由國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)，適用于除鋁冶煉和鎂冶煉之外的其它所有有色金屬冶煉及壓延加工企業(yè)（國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)代碼以32開(kāi)頭）。

上述三個(gè)指南的研究開(kāi)發(fā)，全面覆蓋了有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的溫室氣體排放核算與報(bào)告，是我國(guó)碳排放交易市場(chǎng)建設(shè)中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，對(duì)合理分配企業(yè)的碳排放權(quán)、保證市場(chǎng)的公平性具有十分重要的意義。

二、方法學(xué)的技術(shù)概要

（一）核算邊界

本方法的溫室氣體排放核算邊界，是中國(guó)除鋁冶煉和鎂冶煉之外的其他有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的獨(dú)立法人企業(yè)或視同法人單位。

（二）排放源

企業(yè)核算邊界內(nèi)的關(guān)鍵溫室氣體排放源包括：

1、燃料燃燒排放：煤炭、燃?xì)?、柴油等燃料在各種類(lèi)型的固定或移動(dòng)燃燒設(shè)備（如鍋爐、窯爐、內(nèi)燃機(jī)等）中與氧氣充分燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放。

2、能源作為原材料用途的排放：主要是冶金還原劑消耗所導(dǎo)致的二氧化碳排放。常用的冶金還原劑包括焦炭、藍(lán)炭、無(wú)煙煤、天然氣等。

3、過(guò)程排放：指工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，除能源的使用以外所發(fā)生的物理變化或化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致溫室氣體排放。其他有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)企業(yè)所涉及的過(guò)程排放是企業(yè)消耗的各種碳酸鹽以及草酸發(fā)生分解反應(yīng)導(dǎo)致的二氧化碳排放。

4、凈購(gòu)入電力和熱力產(chǎn)生的排放：指企業(yè)凈購(gòu)入電力和凈購(gòu)入熱力所隱含的燃料燃燒產(chǎn)生的溫室氣體排放。此類(lèi)排放實(shí)際發(fā)生在其他企業(yè)所控制的發(fā)電和供熱設(shè)施上。

（三）量化計(jì)算方法

企業(yè)的溫室氣體排放量是其各項(xiàng)排放源的排放量之和，按公式（1）計(jì)算。

EM=∑EMi （1）

式中：

EM—企業(yè)溫室氣體排放總量；

EMi—企業(yè)核算邊界內(nèi)某項(xiàng)排放源的溫室氣體排放量；

i—排放源類(lèi)型，包括燃料燃燒、能源的原材料用途、過(guò)程排放、外購(gòu)電力和外購(gòu)熱力等。

按照以下內(nèi)容核算各類(lèi)排放源的溫室氣體排放量。

1、燃料燃燒排放

燃料燃燒導(dǎo)致的二氧化碳排放量是企業(yè)核算和報(bào)告年度內(nèi)各種燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量的加總，按公式（2）計(jì)算：

E燃燒—核算和報(bào)告年度內(nèi)化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

ADi—核算和報(bào)告年度內(nèi)第i種化石燃料的活動(dòng)數(shù)據(jù)，單位為百萬(wàn)千焦（GJ）；

EFi—第i種化石燃料的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/百萬(wàn)千焦（tCO2/GJ）；

i—化石燃料類(lèi)型代號(hào)。

燃料燃燒的活動(dòng)數(shù)據(jù)是核算和報(bào)告年度內(nèi)各種燃料的消耗量與平均低位發(fā)熱量的乘積，按公式（3）計(jì)算：

ADi—核算和報(bào)告年度內(nèi)第i種化石燃料的活動(dòng)數(shù)據(jù)，單位為百萬(wàn)千焦（GJ）；

NCVi—核算和報(bào)告年度內(nèi)第i種燃料的平均低位發(fā)熱量，采用本指南附錄二所提供的推薦值；對(duì)固體或液體燃料，單位為百萬(wàn)千焦/噸（GJ/t）；對(duì)氣體燃料，單位為百萬(wàn)千焦/萬(wàn)立方米（GJ/萬(wàn)Nm3）；具備條件的企業(yè)可遵循《GB/T 213煤的發(fā)熱量測(cè)定方法》、《GB/T 384石油產(chǎn)品熱值測(cè)定法》、《GB/T 22723天然氣能量的測(cè)定》等相關(guān)指南，開(kāi)展實(shí)測(cè)；

FCi—核算和報(bào)告年度內(nèi)第i種燃料的凈消耗量，采用企業(yè)計(jì)量數(shù)據(jù)，相關(guān)計(jì)量器具應(yīng)符合《GB17167用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》要求；對(duì)固體或液體燃料，單位為噸（t）；對(duì)氣體燃料，單位為萬(wàn)立方米（萬(wàn)Nm3）。

燃料燃燒的二氧化碳排放因子按公式（4）計(jì)算：

2、能源作為原材料用途的排放

能源作為原材料用途（冶金還原劑）的二氧化碳排放量按公式（5）計(jì)算。

E原材料為核算和報(bào)告年度內(nèi)，能源作為原材料用途導(dǎo)致的二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

EF還原劑為能源產(chǎn)品作為還原劑用途的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/噸還原劑（tCO2/t還原劑），指南附錄提供了不同能源品種作為還原劑的排放因子推薦值；

AD還原劑為活動(dòng)水平，即核算和報(bào)告年度內(nèi)能源產(chǎn)品作為還原劑的消耗量，采用企業(yè)計(jì)量數(shù)據(jù)，對(duì)固體或液體能源，單位為噸（t），對(duì)氣體能源，單位為萬(wàn)立方米（萬(wàn)Nm3）。

3、過(guò)程排放

過(guò)程排放量是企業(yè)消耗的各種碳酸鹽以及草酸發(fā)生分解反應(yīng)導(dǎo)致的排放量之和，按公式（6）計(jì)算：

E過(guò)程=E草酸+∑E碳酸鹽=AD草酸×EF草酸+∑（AD碳酸鹽×EF碳酸鹽） （6）

E過(guò)程為核算和報(bào)告年度內(nèi)的過(guò)程排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

E草酸為草酸分解所導(dǎo)致的過(guò)程排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

E碳酸鹽為某種碳酸鹽分解所導(dǎo)致的過(guò)程排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

AD草酸為核算和報(bào)告年度內(nèi)的草酸消耗量，采用企業(yè)計(jì)量數(shù)據(jù)，單位為噸（t）；

AD碳酸鹽為核算和報(bào)告年度內(nèi)某種碳酸鹽的消耗量，采用企業(yè)計(jì)量數(shù)據(jù)，單位為噸（t）；

EF碳酸鹽為某種碳酸鹽分解的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/噸碳酸鹽（tCO2/t碳酸鹽），指南附錄提供了不同碳酸鹽品種的排放因子推薦值；

EF草酸為草酸分解的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/噸草酸（tCO2/t草酸），按公式（7）計(jì)算。

EF草酸為草酸分解的二氧化碳排放因子，單位為噸二氧化碳/噸草酸（tCO2/t草酸）；

0.349是二氧化碳與工業(yè)草酸的分子量之比；

PUR草酸是草酸的濃度（含量），采用供貨方提供的標(biāo)稱(chēng)值；如標(biāo)稱(chēng)值不可得，則采用默認(rèn)值99.6%。

4、凈購(gòu)入電力產(chǎn)生的排放

企業(yè)購(gòu)入的電力消費(fèi)所對(duì)應(yīng)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量按公式（8）計(jì)算：

E電—購(gòu)入的電力所對(duì)應(yīng)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

AD電—核算和報(bào)告年度內(nèi)的凈外購(gòu)電量，單位為兆瓦時(shí)（MWh），是企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的總電量扣減企業(yè)外銷(xiāo)的電量，活動(dòng)數(shù)據(jù)以企業(yè)的電表記錄的讀數(shù)為準(zhǔn)，也可采用供應(yīng)商提供的電費(fèi)發(fā)票或者結(jié)算單等結(jié)算憑證上的數(shù)據(jù)；

EF電—根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)地及目前的東北、華北、華東、華中、西北、南方電網(wǎng)劃分，選用國(guó)家主管部門(mén)最近年份公布的相應(yīng)區(qū)域電網(wǎng)排放因子，單位為噸二氧化碳/兆瓦時(shí)（tCO2 /MWh）。

5、凈購(gòu)入熱力產(chǎn)生的排放

企業(yè)購(gòu)入的熱力消費(fèi)所對(duì)應(yīng)的熱力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量按公式（9）計(jì)算。

E熱—購(gòu)入的熱力所對(duì)應(yīng)的熱力生產(chǎn)環(huán)節(jié)二氧化碳排放量，單位為噸二氧化碳（tCO2）；

AD熱—核算和報(bào)告年度內(nèi)的凈外購(gòu)熱力，單位為百萬(wàn)千焦（GJ），是企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的總熱力扣減企業(yè)外銷(xiāo)的熱力，活動(dòng)數(shù)據(jù)以企業(yè)的熱力表記錄的讀數(shù)為準(zhǔn)，也可采用供應(yīng)商提供的熱力費(fèi)發(fā)票或者結(jié)算單等結(jié)算憑證上的數(shù)據(jù)；

EF熱—年平均供熱排放因子，單位為噸二氧化碳/百萬(wàn)千焦（tCO2/GJ），可取推薦值0.11tCO2/GJ，也可采用政府主管部門(mén)發(fā)布的官方數(shù)據(jù)。

三、關(guān)鍵問(wèn)題及解決

（一）本行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品種類(lèi)多（銅、鉛、鋅、鎳、各種稀土等幾十種），如何用一個(gè)指南覆蓋住所有關(guān)鍵排放源

經(jīng)企業(yè)調(diào)研和專(zhuān)家咨詢(xún)，各產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的差別體現(xiàn)在能源的原材料用途和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放源。國(guó)際通用的核算方法分為基于產(chǎn)品產(chǎn)出和基于原料投入兩種。由于產(chǎn)品種類(lèi)多，采用基于產(chǎn)品產(chǎn)出的方法容易產(chǎn)生漏算問(wèn)題；但其他有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)所使用的作為原材料用途的能源品種和碳酸鹽原料品種比較統(tǒng)一，合計(jì)主要有7種，因此本指南采用基于原料投入的方法，全面覆蓋了其他有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)各種能源作為原材料用途的排放因子推薦值、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各種碳酸鹽消耗的排放因子推薦值，不會(huì)導(dǎo)致漏算問(wèn)題。

（二）本指南所提供的碳酸鹽消耗排放因子推薦值為何略低于政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）和歐盟缺省值

IPCC和歐盟缺省值為碳酸鹽原料純度和分解率均為100%情況下的理論值；但經(jīng)企業(yè)調(diào)研和專(zhuān)家咨詢(xún)，了解到我國(guó)碳酸鹽原料純度和分解率達(dá)不到100%，企業(yè)生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)在95—99%之間，因此本指南根據(jù)我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行了修正。

〔本研究受到“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“我國(guó)主要行業(yè)溫室氣體檢測(cè)與核算技術(shù)研究”（2012BAC20B11）支持〕

（佟慶，1977年出生，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院高級(jí)工程師。研究方向：應(yīng)對(duì)全球氣候變化戰(zhàn)略與政策。吉日格圖，神華國(guó)華電力公司。秦旭映，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院工程師）