醬酒企業(yè)溫室氣體排放核算及低碳生產(chǎn)分析研究

許華杰，葛幫貴

（1.茅臺學(xué)院，貴州仁懷 564500；2.貴州茅臺酒股份有限公司，貴州仁懷 564500）

在國家明確2030 前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060 前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的背景下，量化企業(yè)碳排放和分析主要排放源成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。目前，我國高耗能高排放的領(lǐng)域有電力行業(yè)、材料和制造業(yè)、建筑業(yè)，控制其碳排放是實(shí)現(xiàn)我國碳排放達(dá)峰的重要組成部分。醬酒企業(yè)作為制造業(yè)，近年來在茅臺的帶動下，醬酒廠的復(fù)產(chǎn)和擴(kuò)張較為迅速，這勢必為區(qū)域碳減排工作帶來挑戰(zhàn)。

本研究以醬酒企業(yè)為例，基于國家發(fā)改辦氣候[2015]1722 號《食品、煙草及酒、飲料和精制茶企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》的方法，核算醬酒企業(yè)溫室氣體排放量，并分析各排放源和排放單元的貢獻(xiàn)率，在此基礎(chǔ)上，提出切實(shí)可行的低碳生產(chǎn)的建議措施，為醬酒企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”提供參考。

1 核算邊界與方法

1.1 核算邊界

本文以茅臺鎮(zhèn)某一規(guī)模醬酒企業(yè)為研究對象，結(jié)合醬酒企業(yè)生產(chǎn)工藝，分析主要的溫室氣體排放源及排放單元，進(jìn)而確定核算邊界。如圖1 所示，溫室氣體排放源含化石燃料燃燒二氧化碳排放、廢水厭氧處理過程二氧化碳排放當(dāng)量、工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放量及凈購入使用的電力二氧化碳排放。排放單元主要為制酒車間、制曲車間以及鍋爐房。

圖1 醬酒企業(yè)生產(chǎn)過程及溫室氣體排放

1.2 核算方法

1.2.1 溫室氣體排放總量

依據(jù)國家發(fā)改辦氣候[2015]1722 號《食品、煙草及酒、飲料和精制茶企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》，核算的溫室氣體只涉及生產(chǎn)過程中的二氧化碳及甲烷排放。溫室氣體排放總量的計(jì)算公式如下：

1.2.2 化石燃料燃燒二氧化碳排放量

醬酒企業(yè)化石燃料燃燒二氧化碳排放主要是蒸汽鍋爐設(shè)備所需燃料燃燒的二氧化碳排放，以及原料運(yùn)輸與中間產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)涉及的其他移動源及固定源消耗的化石燃料燃燒的二氧化碳排放。計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)C為第i 種化石燃料的消耗量，t 或10Nm；NCV為第i 種燃料的平均低位發(fā)熱量，GJ/t或GJ/10Nm；EF為第i 種化石燃料的排放因子，t/GJ。

式中，CC為第i 種燃料單位熱值含碳量，t/GJ；OF為第i 種燃料的碳氧化率，%。

常見化石燃料的低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量和碳氧化率詳見表1。

表1 常見化石燃料的低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量和碳氧化率

1.2.3 工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放量

工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放包括碳酸鹽在消耗過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放，以及外購二氧化碳作為原料在使用過程中損耗產(chǎn)生的排放，但不考慮來源為空氣分離法及生物發(fā)酵法制得的二氧化碳。醬酒企業(yè)在生產(chǎn)過程中未涉及碳酸鹽的使用，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳也不列入計(jì)量，因此，醬酒企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化碳排放量可忽略不計(jì)。

1.2.4 廢水厭氧處理過程二氧化碳排放當(dāng)量

企業(yè)的廢水厭氧處理過程會產(chǎn)生甲烷氣體，折算二氧化碳排放當(dāng)量公式如下：

式中，TOW 為廢水厭氧處理去除的有機(jī)物總量，kg；S 為以污泥方式清除掉的有機(jī)物總量，kg；EF 為甲烷排放因子，采用推薦的修正因子修正后取0.125；R 為甲烷回收量，kg；GWP為甲烷的全球變暖潛勢（GWP）值，根據(jù)《省級溫室氣體清單編制指南》，取21。

1.2.5 凈購入使用的電力和熱力二氧化碳排放量

醬酒企業(yè)生產(chǎn)未涉及外購熱力。凈購入使用的電力二氧化碳排放量，用凈購入電量乘以該區(qū)域電網(wǎng)平均供電排放因子得出，計(jì)算公式如下：

式中，AD為企業(yè)的凈購入使用的電量，MW·h；EF為區(qū)域電網(wǎng)年平均供電排放因子，t/MW·h，根據(jù)《2011 年和2012 年中國區(qū)域電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子》，取0.5271。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)該企業(yè)2021 年的生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了企業(yè)溫室氣體排放量的核算，核算結(jié)果見表2。從表2 和圖2 顯示，該企業(yè)2021 溫室氣體排放總量為4393.1 t，其中化石燃料燃燒二氧化碳排放量為3865.994 t，貢獻(xiàn)率88%為最高；廢水厭氧處理過程二氧化碳排放當(dāng)量為472.5 t，貢獻(xiàn)率10.76%次之；凈購入使用的電力二氧化碳排放量為54.606 t，貢獻(xiàn)率1.24%為最小。以該企業(yè)2021 年醬酒生產(chǎn)量1500 kL 來計(jì)算，單位產(chǎn)品的溫室氣體排放量為2.929 kg/L。與王曉莉等以瀘州老窖為對象的研究的結(jié)果對比，醬香型和濃香型白酒生產(chǎn)的溫室氣體排放源均以化石燃料燃燒二氧化碳排放為主導(dǎo)，占總排放量比例均大于85 %；醬香型白酒生產(chǎn)的單位產(chǎn)品溫室氣體排放量遠(yuǎn)高于濃香型白酒，這可能是醬香酒九次蒸煮的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致。

圖2 2021年企業(yè)各排放源溫室氣體排放貢獻(xiàn)率

表2 2021年企業(yè)溫室氣體排放量

從圖3 來看，各生產(chǎn)單元溫室氣體排放中，鍋爐房貢獻(xiàn)率88.29 %為最高，主要以化石燃料燃燒二氧化碳排放為主；制酒車間次之，貢獻(xiàn)率為11.62 %，主要以廢水厭氧處理過程二氧化碳排放為主；制曲車間最低，貢獻(xiàn)率為0.09%。

圖3 2021年企業(yè)各生產(chǎn)單元溫室氣體排放貢獻(xiàn)率

3 低碳生產(chǎn)建議措施

3.1 改變鍋爐燃料類型及燃燒條件

基于上述分析，化石燃料作為醬酒企業(yè)最主要的溫室氣體排放源，如何減少鍋爐房溫室氣體的排放是促進(jìn)醬酒企業(yè)低碳生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。目前，醬酒企業(yè)的鍋爐燃料均采用天然氣，其碳排放量少于燃煤鍋爐。盡管天然氣為清潔能源，但避免不了化石燃料燃燒二氧化碳的排放。因此，實(shí)現(xiàn)醬酒企業(yè)低碳生產(chǎn)最有效方法就是改變?nèi)剂项愋?，將現(xiàn)有的天然氣改為生物質(zhì)、電力、太陽能等非化石能源；其次是改善燃燒條件，如通過優(yōu)化空氣過剩系數(shù)、爐膛溫度、天然氣工作壓力等提高燃燒效率，降低天然氣能源消耗。

3.2 余熱回收利用

余熱回收能夠?qū)崿F(xiàn)能源的回收利用，起到節(jié)能減排的作用。通過對醬酒企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分析，可從兩個方面考慮余熱回收：一是鍋爐的余熱回收，燃?xì)忮仩t的排煙溫度一般為150～200 ℃，可通過換熱器、熱泵回收煙氣余熱，將回收的熱量應(yīng)用于鍋爐；二是蒸酒的余熱回收，利用鍋爐軟水作為摘酒冷凝水，回收酒蒸氣冷凝熱給鍋爐軟水進(jìn)行預(yù)熱。

3.3 資源回收利用

眾所周知，資源循環(huán)利用是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的最有效手段。醬酒企業(yè)有酒糟和廢水兩大廢棄物。目前，大型醬酒企業(yè)的酒糟已通過生產(chǎn)有機(jī)肥、天然氣的方式得到有效利用，達(dá)到了資源回收的目的，中小企業(yè)的酒糟還未得到有效的資源化利用。因此，加大中小企業(yè)酒糟的資源化利用是實(shí)現(xiàn)區(qū)域碳減排的關(guān)鍵。

針對廢水，大型酒企通過自建污水處理站處理，中小企業(yè)通過園區(qū)集中污水處理廠處理達(dá)到GB 27631—2011《發(fā)酵酒精和白酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)后直接排入地表水，厭氧處理過程產(chǎn)生的甲烷氣未回收利用。因此，未來可根據(jù)各類廢水特點(diǎn)進(jìn)行分類處理和梯級回收，并對厭氧處理過程中甲烷氣進(jìn)行回收利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳的目的。

3.4 發(fā)展太陽能光伏發(fā)電和節(jié)能建筑

太陽能作為一種再生能源，醬酒企業(yè)可以充分利用制酒車間和制曲車間的屋頂，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電。將光伏電站所發(fā)電力通過不同接入點(diǎn)并網(wǎng)于廠區(qū)內(nèi)市政線路，配置精準(zhǔn)的高壓計(jì)量設(shè)施，通過變電室送入酒廠變配電室內(nèi)部低壓母線，與市政電力共同為各用電車間輸送電力，減少凈購入電力二氧化碳的排放?？赏ㄟ^垂直綠化、太陽能綠燈、室內(nèi)照明節(jié)能設(shè)計(jì)、光導(dǎo)管地下車庫照明及透水地面等方式來實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能目的。

3.5 其他措施

還可以通過以下措施促進(jìn)醬酒企業(yè)的低碳生產(chǎn)。一是通過建立全產(chǎn)業(yè)鏈碳排放核算機(jī)制，將碳足跡總量指標(biāo)納入績效考核制度；二是建立綠色低碳高效的物流模式，推進(jìn)運(yùn)輸方式的低碳轉(zhuǎn)型，推廣新能源汽車使用，實(shí)施智慧運(yùn)輸體系，形成綠色低碳、集約高效的配送模式；三是加大宣傳力度，推廣綠色低碳工作和生活方式，倡導(dǎo)綠色出行、綠色辦公和綠色生活。

4 結(jié)論

以醬酒企業(yè)為例，核算醬酒企業(yè)溫室氣體排放量，分析各排放源和排放單元的貢獻(xiàn)率。結(jié)果顯示，醬酒企業(yè)單位產(chǎn)品的溫室氣體排放量為2.929 kg/L，其中化石燃料燃燒二氧化碳排放貢獻(xiàn)率88 %為最高，廢水厭氧處理過程二氧化碳排放貢獻(xiàn)率10.76 %次之，凈購入使用的電力二氧化碳排放貢獻(xiàn)率1.24%為最小；各生產(chǎn)單元溫室氣體排放中，鍋爐房貢獻(xiàn)率88.29%為最高，主要以化石燃料燃燒二氧化碳排放為主，制酒車間次之，貢獻(xiàn)率為11.62 %，主要以廢水厭氧處理過程二氧化碳排放為主，制曲車間最低，貢獻(xiàn)率為0.09 %。在此基礎(chǔ)上，提出了改變鍋爐燃料類型及燃燒條件、余熱回收利用、資源回收利用、發(fā)展太陽能光伏發(fā)電和節(jié)能建筑等建議措施來實(shí)現(xiàn)醬酒企業(yè)的低碳生產(chǎn)。