劉慶祎，尹靖宇，師海霞，段遵莉，王瑞蘊，張 萌

(1.北京國建聯(lián)信認證中心有限公司,北京 100831；2.中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會,北京 100831；3.北京東方建宇混凝土科學技術(shù)研究院有限公司,北京 100080；4.中國建筑材料聯(lián)合會,北京 100831)

0 引言

在全球變暖的大背景下,中國正在積極采取措施節(jié)能減排控制二氧化碳排放。在2009年哥本哈根氣候大會上,中國承諾到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。2015年的巴黎氣候大會上,中國承諾,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值溫室氣體排放到2030年在2005年的基礎(chǔ)上減少60%～65%[1]。為了更好的開展減碳工作,我國已在9個省市開展了碳排放權(quán)交易試點工作,截止至2017年12月全國配額累計成交4.70億噸,成交總額約104億元,并于2017年12月19日,以發(fā)電行業(yè)為突破口,啟動全國碳排放交易體系。

據(jù)統(tǒng)計,我國建材行業(yè)2012年碳排放量約為17.6億噸,碳排放量約占全國碳排放量的18.5%。其中,水泥碳排放量占建材行業(yè)總排放量的68.7%,占全國碳排放的13%左右,而水泥總量中約有70%以上通過混凝土應(yīng)用到建筑領(lǐng)域。預(yù)拌混凝土作為主要的大宗建筑材料,2017年生產(chǎn)量達到約22億m3,因此,在全球節(jié)能、降耗、減排、低碳的大趨勢下,為引導(dǎo)預(yù)拌混凝土行業(yè)向“節(jié)能低碳、減排利廢”的可持續(xù)方向發(fā)展,2018年5月11日中國建筑材料聯(lián)合會批準發(fā)布團體標準《預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品評價方法及要求》(T/CBMF 27-2018)(以下簡稱《標準》)。該標準從生命周期角度,依據(jù)碳足跡原理,提出了預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品的評價方法與要求。該標準的發(fā)布,可為行業(yè)計算預(yù)拌混凝土產(chǎn)品碳排放量和進行減碳工作提供指導(dǎo),使得行業(yè)的降碳工作落到實處,為企業(yè)生產(chǎn)低碳產(chǎn)品提供依據(jù)。本文通過對《標準》進行解讀,使預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)更全面、更準確的把握該標準的主要內(nèi)容、評價方法和要求。

1 標準的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義

《標準》正文共有6個章節(jié),其中第1章內(nèi)容為標準的主要內(nèi)容及適用范圍?！稑藴省芬?guī)定了預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品評價方法及要求,包括低碳產(chǎn)品相關(guān)術(shù)語和定義、評價基本要求、評價值、單位產(chǎn)品二氧化碳排放量的計算方法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期等。《標準》適用于對預(yù)拌混凝土中普通混凝土C20～C60產(chǎn)品進行低碳產(chǎn)品評價,包括企業(yè)的自我評價,不適用于對預(yù)拌混凝土中的特制品,如高強混凝土、自密實混凝土等品種進行低碳產(chǎn)品評價。

標準第2章和第3章分別提出了《標準》的規(guī)范性引用文件和適用于該《標準》的術(shù)語和定義。

2 評價基本要求及評價值

為了調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升預(yù)拌混凝土企業(yè)的管理模式和管理水平,《標準》在第4章對于預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品提出低碳產(chǎn)品評價的基本要求及評價值,企業(yè)需在滿足《標準》提出的基本要求后,才可進行低碳產(chǎn)品的評價。

《標準》4.1評價基本要求提出對于預(yù)拌混凝土企業(yè),其應(yīng)按照GB/T 19001、GB/T 24001和GB/T 23331等建立并實施質(zhì)量、環(huán)境和能源管理體系或制度,并應(yīng)按照GB/T 24851的要求配備能源計量器具,以確保對其產(chǎn)品進行碳排放量計算時數(shù)據(jù)的來源與準確性,企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)滿足GB/T 14902對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

《標準》4.2評價值規(guī)定了預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品單位產(chǎn)品二氧化碳排放量應(yīng)滿足的限值要求,不同強度等級的預(yù)拌混凝土產(chǎn)品由于配比不同,碳排放量會存在顯著差異,因此預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品限值按預(yù)拌混凝土強度等級不同分別設(shè)置,各強度等級的預(yù)拌混凝土產(chǎn)品,滿足相應(yīng)的排放量限值要求即為低碳產(chǎn)品,具體排放量限值見表1。

表1 預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品二氧化碳排放量限值

3 預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品碳排放量數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期及計算方法

《標準》第5章規(guī)定了預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品二氧化碳排放量的計算方法,第6章明確了碳排放量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計周期,要求預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品二氧化碳排放量數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)基于可計量的統(tǒng)計期進行統(tǒng)計,一般情況下應(yīng)以財務(wù)年為統(tǒng)計期?！稑藴省犯戒汚規(guī)定了預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品的計算范圍、計算單元、數(shù)據(jù)獲取原則、各計算單元的計算方法等,附錄A為規(guī)范性附錄。

3.1 計算范圍、計算單元和數(shù)據(jù)獲取原則

預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品評價從生命周期角度,依據(jù)碳足跡原理,對評價計算范圍界定為“從搖籃到大門”,即從原材料生產(chǎn)、運輸以及進廠生產(chǎn)直至預(yù)拌混凝土產(chǎn)品出廠等整個生產(chǎn)過程。這些過程可分為以下計算單元分別進行計算,分別為外購原材料生產(chǎn)過程、外購原材料廠區(qū)外運輸過程、廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程、固定源設(shè)備生產(chǎn)過程、外購電力消耗過程、外購熱力消耗過程。具體碳排放計算范圍及計算單元如圖1所示。

圖1 預(yù)拌混凝土產(chǎn)品碳排放計算范圍及計算單元注：虛線表示產(chǎn)品碳排放計算范圍

在對企業(yè)產(chǎn)品進行碳排放量計算時,為了獲得企業(yè)統(tǒng)計期內(nèi)的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù),《標準》對計算數(shù)據(jù)的獲取原則做出了界定。鼓勵企業(yè)對于原材料獲取的碳排放、化石燃料的低位熱值、氧化率等數(shù)據(jù)按企業(yè)實際活動水平進行測算,以保證計算結(jié)果的準確性與科學性,對于無法獲取或者無法經(jīng)濟的獲取的數(shù)據(jù),可選擇《標準》附錄B提供的缺省值進行計算。對于企業(yè)產(chǎn)品的配比、外購原材料廠區(qū)外運輸距離、廠區(qū)內(nèi)的化石燃料消耗量、生產(chǎn)過程外購電力消耗量等活動水平數(shù)據(jù),應(yīng)根據(jù)核算和報告期內(nèi)的統(tǒng)計計量數(shù)據(jù)進行計算。

3.2 預(yù)拌混凝土單位產(chǎn)品碳排放量計算示例

以某企業(yè)的C30產(chǎn)品作為示例對其單位產(chǎn)品碳排放量進行計算,為便于計算,該企業(yè)部分數(shù)據(jù)如燃料消耗等,已折算為生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的燃料量。該企業(yè)C30預(yù)拌混凝土的原材料主要包括：水泥(PO42.5)、礦粉、粉煤灰、天然砂、石、外加劑、水等。產(chǎn)品碳排放量主要計算數(shù)據(jù)信息如表2所示：

表2 企業(yè)C30產(chǎn)品碳排放量計算數(shù)據(jù)信息

依據(jù)《標準》對其C30單位產(chǎn)品碳排放量數(shù)據(jù)進行計算,計算過程如下：

3.2.1 外購原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

外購原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(1)計算：

G1=∑Qi×EFi

(1)

式中：

G1——外購原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

i——原材料的種類,預(yù)拌混凝土的原材料主要包括：水泥、礦粉、粉煤灰、砂(天然砂、機制砂)、混凝土用再生骨料、石、外加劑、水等；

Qi——第i類原材料的消耗量,單位為千克(kg)；

EFi——單位i類原材料生產(chǎn)過程的二氧化碳排放,單位為千克二氧化碳每千克(kgCO2/kg),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.1。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(1),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品外購原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G1=255×0.732+55×0.0624+93×0.0345+769×0.00398+999×0.00398+8.3×0.72+174×0.000148=206.339kg

3.2.2 外購原材料廠區(qū)外運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

外購原材料廠區(qū)外運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(2)計算：

G2=∑Qi×Di×EFij

(2)

式中：

G2——外購原材料廠區(qū)外運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

j——原材料運輸方式,如公路、鐵路、航運等；

Di——第i類原材料的運輸距離,單位為公里(km)；

EFij——單位i類原材料的j類運輸方式的二氧化碳排放因子,單位為千克二氧化碳每千克每公里(kgCO2/kgkm),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.2。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(2),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品外購原材料廠區(qū)外運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G2=(255×50.5+55×111.5+93×160+769×88.3+999×88.3+8.3×40+174×0)×0.00137=26.076kg

3.2.3 廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(3)計算：

G3=∑Qf×HVf×EFf×1000

(3)

式中：

G3——廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

f——燃料種類,主要為汽油、柴油、天然氣、液化石油氣等；

Qf——廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程中第i類燃料的消耗量,單位為噸(t)或萬標立方米(104Nm3)；

HVf——單位燃料f的平均低位發(fā)熱量,單位為吉焦每噸(GJ/t)或吉焦每萬標立方米(GJ/104Nm3),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.3；

EFf——單位第f類燃料的二氧化碳排放因子,單位為噸二氧化碳每吉焦(tCO2/GJ),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.4。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(3),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品廠區(qū)內(nèi)移動源運輸過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G3=0.000129×42.652×0.0741×1000=0.408kg

3.2.4 固定源設(shè)備產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過程固定源設(shè)備產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(4)計算：

G4=∑(Mf×HVf×Cf×OXf×44÷12)×1000

(4)

式中：

G4——固定源設(shè)備產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

Mf——燃料f的消耗量,單位為噸(t)或萬標立方米(104Nm3)；

Cf——單位熱值含碳量,表示某單位熱值的燃料f所含碳元素質(zhì)量,單位為噸碳每吉焦(tC/GJ),可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.5；

OXf——氧化率,表示某燃料f中的碳在燃燒中被氧化的比率,用百分比表示,可采用《標準》附錄B提供的缺省值,缺省值見表B.6。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(4),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品固定源設(shè)備產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G4=0.000085×42.652×0.0202×0.99×44÷12×1000=0.266kg

3.2.5 外購電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過程外購電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(5)計算：

G5=Ep×EFp

(5)

式中：

G5——外購電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

Ep——生產(chǎn)過程外購電力消耗量,單位為千瓦時(kWh)；

EFp——單位電力的二氧化碳排放因子,單位為千克二氧化碳每千瓦時(kgCO2/kWh),缺省值可取全國電網(wǎng)平均排放因子0.86kgCO2/kWh。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(5),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品外購電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G5=2.47×0.86=2.12kg

3.2.6 外購熱力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量計算

預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過程外購熱力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量按式(6)計算：

G6=AD購入熱×EF購入熱×1000

(6)

式中：

G6——外購熱力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量,單位為千克(kg)；

AD購入熱——購入的熱量,單位為吉焦(GJ)；

EF購入熱——熱力的二氧化碳排放因子,單位為噸二氧化碳每吉焦(tCO2/GJ),可取推薦值0.11tCO2/GJ,也可采用政府主管部門發(fā)布的官方數(shù)據(jù)。

依據(jù)表2數(shù)據(jù)及式(6),可得企業(yè)生產(chǎn)單位C30產(chǎn)品外購熱力消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量為：G6=0×0.11=0kg

3.2.7 產(chǎn)品碳排放量評價

經(jīng)計算,企業(yè)C30產(chǎn)品碳排放量為：235.209kg/m3,計算結(jié)果匯總見表3,小于表1中C30強度等級的排放量限制,即滿足低碳產(chǎn)品要求。

表3 C30單位產(chǎn)品碳排放量計算結(jié)果匯總

4 結(jié)語

預(yù)拌混凝土的低碳評價是混凝土行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,團體標準《預(yù)拌混凝土低碳產(chǎn)品評價方法及要求》(T/CBMF 27-2018)的發(fā)布及實施對于預(yù)拌混凝土行業(yè)推廣低碳產(chǎn)品,推動節(jié)能技術(shù)進步,提高企業(yè)碳管理水平,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級,促進節(jié)能減排具有重要意義。

[1]李然.關(guān)于預(yù)拌混凝土行業(yè)綠色低碳發(fā)展的探討[J].混凝土,2017(12):124-126+131．