镁冶炼企业温室气体排放核算方法研究

镁冶炼等有色金属行业是中国的能耗大户，在国家发改委的组织下，清华大学与中国有色金属工业协会合作，针对我国镁冶炼行业开发了企业温室气体排放核算方法，是我国碳排放交易市场建设中一项重要的基础性工作，对合理分配企业的碳排放权、保证市场的公平性具有十分重要的意义。

一、方法学的技术概要

（一）核算边界

本方法的温室气体排放核算边界，是以皮江法镁冶炼生产为主营业务的独立法人企业或视同法人单位。核算边界内的次级排放主体包括原镁生产工序和生产辅助附属设施，部分企业可能还包括硅铁生产、后续产品加工等其他的上下游生产经营活动。

（二）排放源

镁冶炼企业核算边界内的关键温室气体排放源包括：

1、燃料燃烧排放：镁冶炼生产中使用的燃料包括各种煤气、天然气、煤等，燃料燃烧会导致CO2排放。

2、能源作为原材料用途的排放：对于同时从事原料硅铁生产的镁冶炼企业，硅铁生产以焦炭或兰炭（能源产品）作为还原剂，会导致CO2排放。我国对硅铁生产的焦炭或兰炭消耗量计入能源的原材料用途进行统计，此类排放属于能源作为原材料用途的排放。

3、工业生产过程排放：指工业生产活动中，除能源的使用以外所发生的物理变化或化学反应，导致温室气体排放。镁冶炼生产中的白云石煅烧工艺，由于碳酸盐原料的分解反应而导致CO2排放，属于工业生产过程排放。

4、其他排放：指企业净购入电力和净购入热力所隐含的燃料燃烧产生的温室气体排放。此类排放实际发生在其他企业所控制的发电和供热设施上。

（三）量化计算方法

镁冶炼企业的温室气体排放量是其各项排放源的排放量之和，按公式（1）计算。

EM = （EMi） （1）

式中：

EM——企业温室气体排放总量；

EMi——企业核算边界内某项排放源的温室气体排放量；

i——排放源类型，包括燃料燃烧、能源的原材料用途、工业生产过程、外购电力和外购热力等。

按照以下内容核算各类排放源的温室气体排放量。

1、燃料燃烧排放

所需的活动水平是统计期内各种燃料消耗量，以热量单位计，按公式（2）计算。

ACf = Qf ×HVf /106 （2）

式中：

AC——燃料的活动水平，单位为太焦（TJ）；

Q ——统计期内企业计量的燃料消耗量，单位为吨（t）或立方米（m3），相关计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求；

HV——燃料的热值，单位为兆焦/吨（MJ/t）或兆焦/立方米（MJ/m3），推荐采用缺省值，也可委托有资质的专业机构进行检测，检测应遵循《GB/T213煤的发热量测定方法》、《GB/T384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等要求；

f——燃料类型代号。

燃料燃烧的二氧化碳排放因子按公式（3）计算。

EFf = Cf ×OXf × 44/12 （3）

式中：

EFf——燃料类型f的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/太焦（tCO2/TJ）；

Cf——统计期内，燃料类型f的平均含碳量，单位为吨碳/太焦（tC/TJ），推荐采用缺省值，也可委托有资质的专业机构进行检测，检测应遵循《GB/T476煤的元素分析方法》、《SH/T0656石油产品及润滑剂中碳、氢、氮测定法》、《GB/T13610天然气的组成分析》等要求；

OXf——统计期内，燃料类型f的平均碳氧化率，单位为%，推荐采用缺省值，也可采用国家权威机构发布的行业采样检测数据。

燃料燃烧导致的二氧化碳排放量（EMf，单位t），是各种燃料燃烧排放量的加总，按公式（4）计算

EMf = （EFf × ACf） （4）

2、能源作为原材料用途的排放（仅针对硅铁生产）

所需的活动水平是统计期内硅铁的产量，企业计量数据，单位为吨（t）。由于硅铁生产不是镁冶炼企业的主要生产活动，因此本部分的排放因子采用有色金属工业协会提供的缺省值，2.79吨二氧化碳/吨硅铁（tCO2/t-FeSi）。硅铁生产的二氧化碳排放量计算公式见式（5）。

EMS = S × 2.79 （5）

式中：

EMS——硅铁生产的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

S——统计期内硅铁的产量，单位为吨（t）。

3、工业生产过程排放

所需的活动水平是统计期内白云石原料的消耗量，企业计量数据，单位为吨（t）。

煅烧白云石的二氧化碳排放因子按公式（6）计算。

EFD = DX × 0.478 （6）

式中：

EFD——煅烧白云石的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨白云石（tCO2/t-D）；

DX——统计期内，白云石原料的平均纯度，即碳酸镁和碳酸钙在白云石原料中的质量百分比，单位为%，中国有色金属工业协会推荐的缺省值为98%，也可按照《GB/T 3286.1-2012 石灰石及白云石化学分析方法 第1部分：氧化钙和氧化镁含量的测定》进行检测；

0.478是煅烧白云石的二氧化碳理论排放系数，单位为吨二氧化碳/吨白云石（tCO2/t-D）。

镁冶炼生产中煅烧白云石的二氧化碳排放量计算公式见式（7）。

EMD = EFD × D （7）

式中：

EMD——煅烧白云石的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

EFD——煅烧白云石的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨白云石（tCO2/t-D）；

D——统计期内的白云石原料消耗量，单位为吨（t）。

4、其他排放

（1）外购电力

所需的活动水平是统计期内企业测量和计算的净外购电量，按照公式（8）计算，相关计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。

ACe = ELim – ELex （8）

式中：

ACe——统计期内的净外购电量，单位为千瓦时（kWh）；

ELim——统计期内从其他企业购买的电量，单位为千瓦时（kWh）；

ELex——有自备电厂的企业在统计期内外销的电量，单位为千瓦时（kWh）。

排放因子推荐采用区域电网平均排放因子，由国家主管部门每年发布。企业应选用最近年份公布的区域电网平均排放因子进行计算。

按公式（9）计算外购电力导致的二氧化碳排放量。

EMe = EFe × ACe /1000 （9）

式中：

EMe——统计期内，外购电力导致的CO2排放量，单位为吨（t）；

EFe——中国区域电网排放因子，单位为千克/千瓦时（kg/kWh）。

（2）外购热力

所需的活动水平是统计期内企业测量和计算的净外购热量，按照公式（10）计算，相关计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。

ACh = HTim –HTex （10）

式中：

ACh——统计期内的净外购热量，单位为吉焦（GJ）；

HTim——统计期内从其他企业购买的热量，单位为吉焦（GJ）；

HTex——统计期内外销的热量，单位为吉焦（GJ）。

外购热力的CO2排放因子数值由国家统一规定确定，现采用0.11 t/GJ。按公式（11）计算外购热力导致的二氧化碳排放量（EMh，单位为吨二氧化碳）。

EMh = ACh × 0.11 （11）

二、主要结论

（一）方法学具有中国特色

我国镁冶炼生产在能源和原材料的使用方面与发达国家存在较大的差别。在能源方面，我国有一部分企业回收利用附近兰炭生产企业的尾气（半焦气）作为镁冶炼的燃料，因此本方法参考国内一些机构的研究成果，给出了兰炭和半焦气的热值、含碳量等缺省值数据。在原材料方面，国外通常采用六氟化硫（SF6）作为镁冶炼的浇铸过程保护气，使用完毕之后直排至大气中，产生温室气cwb8vezGw9l1HXbQO1QRww==体排放问题；然而，由于我国的SF6售价很高，因此目前在运行的镁冶炼企业均不使用其作为保护剂，而是采用其他的代用品，不会导致温室气体的排放问题，因此，本方法未纳入SF6的排放内容。

（二）核算边界与统计接轨

发达国家碳排放权交易市场大都以生产设施为核算边界，但我国现行统计和计量制度采用的则是企业级别的报告边界，很多企业无法达到设施级的计量器具配置水平。本方法以企业为核算边界，符合我国目前的统计和计量水平，在数据获取方面不增加企业的负担，得到了业内企业和专家认同。

（三）量化方法与国际接轨

采用国际通用的活动数据法，即按照不同排放机理识别温室气体排放源，选择各类能源的消耗量、原材料消耗量或主要产品产量等作为分排放源的活动水平数据，排放量等于活动水平与排放因子的乘积。方法原理具有权威性。

（四）排放源筛选力求完整

对于部分镁冶炼企业所从事的上下游生产经营活动（次要活动）可能导致的能源作为原材料用途的排放和工业生产过程排放，提供了排放因子的缺省值，用以进行简化的温室气体排放量核算，保证了方法学的完整性。

（佟庆，1977年生，清华大学核能与新能源技术研究院工程师。研究方向：工业温室气体排放分析。鲁传一，1968 年生，博士，清华大学核能与新能源技术研究院副教授。研究方向：气候变化经济学）