有色行业控制温室气体排放的前沿探索

佟庆　吉日格图　秦旭映

一、研究背景

2011年底，国务院发布了《“十二五”控制温室气体排放工作方案》（国发〔2011〕41号），提出了“探索建立碳排放交易市场”，“加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放和能源消费数据制度”等要求。有色金属冶炼及压延加工业是中国的能耗大户，涉及能源活动和工业生产过程等多类温室气体排放机理，因此必将成为温室气体排放报告及碳排放交易的重要参与行业。

在国家发展改革委的组织下，清华大学与中国有色金属工业协会合作，分两批开发了适用于不同有色金属子行业的企业温室气体排放核算方法与报告指南。其中，第一批开发的两个指南《中国电解铝生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》和《中国镁冶炼企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》，已于2013年10月由国家发展改革委印发，分别适用于铝冶炼（国民经济行业代码3216）和镁冶炼（国民经济行业代码3217），是我国有色金属行业中能耗和温室气体排放量最大的两个子行业；本文介绍的是第二批开发的《其他有色金属冶炼及压延加工业企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》，于2015年7月由国家发展改革委印发，适用于除铝冶炼和镁冶炼之外的其它所有有色金属冶炼及压延加工企业（国民经济行业代码以32开头）。

上述三个指南的研究开发，全面覆盖了有色金属冶炼及压延加工业的温室气体排放核算与报告，是我国碳排放交易市场建设中的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。

二、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，是中国除铝冶炼和镁冶炼之外的其他有色金属冶炼和压延加工业的独立法人企业或视同法人单位。

（二）排放源

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：煤炭、燃气、柴油等燃料在各种类型的固定或移动燃烧设备（如锅炉、窑炉、内燃机等）中与氧气充分燃烧产生的二氧化碳排放。

2、能源作为原材料用途的排放：主要是冶金还原剂消耗所导致的二氧化碳排放。常用的冶金还原剂包括焦炭、蓝炭、无烟煤、天然气等。

3、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。其他有色金属冶炼和压延加工业企业所涉及的过程排放是企业消耗的各种碳酸鹽以及草酸发生分解反应导致的二氧化碳排放。

4、净购入电力和热力产生的排放：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

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、过程排放、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

燃料燃烧导致的二氧化碳排放量是企业核算和报告年度内各种燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的加总，按公式（2）计算：

E燃烧—核算和报告年度内化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

ADi—核算和报告年度内第i种化石燃料的活动数据，单位为百万千焦（GJ）；

EFi—第i种化石燃料的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/百万千焦（tCO2/GJ）；

i—化石燃料类型代号。

燃料燃烧的活动数据是核算和报告年度内各种燃料的消耗量与平均低位发热量的乘积，按公式（3）计算：

ADi—核算和报告年度内第i种化石燃料的活动数据，单位为百万千焦（GJ）；

NCVi—核算和报告年度内第i种燃料的平均低位发热量，采用本指南附录二所提供的推荐值；对固体或液体燃料，单位为百万千焦/吨（GJ/t）；对气体燃料，单位为百万千焦/万立方米（GJ/万Nm3）；具备条件的企业可遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》、《GB/T 384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等相关指南，开展实测；

FCi—核算和报告年度内第i种燃料的净消耗量，采用企业计量数据，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；对固体或液体燃料，单位为吨（t）；对气体燃料，单位为万立方米（万Nm3）。

燃料燃烧的二氧化碳排放因子按公式（4）计算：

2、能源作为原材料用途的排放

能源作为原材料用途（冶金还原剂）的二氧化碳排放量按公式（5）计算。

E原材料为核算和报告年度内，能源作为原材料用途导致的二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

EF还原剂为能源产品作为还原剂用途的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨还原剂（tCO2/t还原剂），指南附录提供了不同能源品种作为还原剂的排放因子推荐值；

AD还原剂为活动水平，即核算和报告年度内能源产品作为还原剂的消耗量，采用企业计量数据，对固体或液体能源，单位为吨（t），对气体能源，单位为万立方米（万Nm3）。

3、过程排放

过程排放量是企业消耗的各种碳酸盐以及草酸发生分解反应导致的排放量之和，按公式（6）计算：

E过程=E草酸+∑E碳酸盐=AD草酸×EF草酸+∑（AD碳酸盐×EF碳酸盐） （6）

E过程为核算和报告年度内的过程排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

E草酸为草酸分解所导致的过程排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

E碳酸盐为某种碳酸盐分解所导致的过程排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

AD草酸为核算和报告年度内的草酸消耗量，采用企业计量数据，单位为吨（t）；

AD碳酸盐为核算和报告年度内某种碳酸盐的消耗量，采用企业计量数据，单位为吨（t）；

EF碳酸盐为某种碳酸盐分解的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨碳酸盐（tCO2/t碳酸盐），指南附录提供了不同碳酸盐品种的排放因子推荐值；

EF草酸为草酸分解的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨草酸（tCO2/t草酸），按公式（7）计算。

EF草酸为草酸分解的二氧化碳排放因子，单位为吨二氧化碳/吨草酸（tCO2/t草酸）；

0.349是二氧化碳與工业草酸的分子量之比；

PUR草酸是草酸的浓度（含量），采用供货方提供的标称值；如标称值不可得，则采用默认值99.6%。

4、净购入电力产生的排放

企业购入的电力消费所对应的电力生产环节二氧化碳排放量按公式（8）计算：

E电—购入的电力所对应的电力生产环节二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

AD电—核算和报告年度内的净外购电量，单位为兆瓦时（MWh），是企业购买的总电量扣减企业外销的电量，活动数据以企业的电表记录的读数为准，也可采用供应商提供的电费发票或者结算单等结算凭证上的数据；

EF电—根据企业生产地及目前的东北、华北、华东、华中、西北、南方电网划分，选用国家主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子，单位为吨二氧化碳/兆瓦时（tCO2 /MWh）。

5、净购入热力产生的排放

企业购入的热力消费所对应的热力生产环节二氧化碳排放量按公式（9）计算。

E热—购入的热力所对应的热力生产环节二氧化碳排放量，单位为吨二氧化碳（tCO2）；

AD热—核算和报告年度内的净外购热力，单位为百万千焦（GJ），是企业购买的总热力扣减企业外销的热力，活动数据以企业的热力表记录的读数为准，也可采用供应商提供的热力费发票或者结算单等结算凭证上的数据；

EF热—年平均供热排放因子，单位为吨二氧化碳/百万千焦（tCO2/GJ），可取推荐值0.11tCO2/GJ，也可采用政府主管部门发布的官方数据。

三、关键问题及解决

（一）本行业内产品种类多（铜、铅、锌、镍、各种稀土等几十种），如何用一个指南覆盖住所有关键排放源

经企业调研和专家咨询，各产品生产工艺的差别体现在能源的原材料用途和工业生产过程排放源。国际通用的核算方法分为基于产品产出和基于原料投入两种。由于产品种类多，采用基于产品产出的方法容易产生漏算问题；但其他有色金属冶炼及压延加工业所使用的作为原材料用途的能源品种和碳酸盐原料品种比较统一，合计主要有7种，因此本指南采用基于原料投入的方法，全面覆盖了其他有色金属冶炼及压延加工业各种能源作为原材料用途的排放因子推荐值、工业生产过程各种碳酸盐消耗的排放因子推荐值，不会导致漏算问题。

（二）本指南所提供的碳酸盐消耗排放因子推荐值为何略低于政府间气候变化专门委员会（IPCC）和欧盟缺省值

IPCC和欧盟缺省值为碳酸盐原料纯度和分解率均为100%情况下的理论值；但经企业调研和专家咨询，了解到我国碳酸盐原料纯度和分解率达不到100%，企业生产记录数据在95—99%之间，因此本指南根据我国实际生产情况进行了修正。

〔本研究受到“十二五”国家科技支撑计划课题“我国主要行业温室气体检测与核算技术研究”（2012BAC20B11）支持〕

（佟庆，1977年出生，清华大学核能与新能源技术研究院高级工程师。研究方向：应对全球气候变化战略与政策。吉日格图，神华国华电力公司。秦旭映，清华大学核能与新能源技术研究院工程师）