预拌混凝土低碳产品评价方法及要求标准解读

刘庆祎，尹靖宇，师海霞，段遵莉，王瑞蕴，张 萌

(1.北京国建联信认证中心有限公司,北京 100831；2.中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会,北京 100831；3.北京东方建宇混凝土科学技术研究院有限公司,北京 100080；4.中国建筑材料联合会,北京 100831)

0 引言

在全球变暖的大背景下,中国正在积极采取措施节能减排控制二氧化碳排放。在2009年哥本哈根气候大会上,中国承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。2015年的巴黎气候大会上,中国承诺,单位国内生产总值温室气体排放到2030年在2005年的基础上减少60%～65%[1]。为了更好的开展减碳工作,我国已在9个省市开展了碳排放权交易试点工作,截止至2017年12月全国配额累计成交4.70亿吨,成交总额约104亿元,并于2017年12月19日,以发电行业为突破口,启动全国碳排放交易体系。

据统计,我国建材行业2012年碳排放量约为17.6亿吨,碳排放量约占全国碳排放量的18.5%。其中,水泥碳排放量占建材行业总排放量的68.7%,占全国碳排放的13%左右,而水泥总量中约有70%以上通过混凝土应用到建筑领域。预拌混凝土作为主要的大宗建筑材料,2017年生产量达到约22亿m3,因此,在全球节能、降耗、减排、低碳的大趋势下,为引导预拌混凝土行业向“节能低碳、减排利废”的可持续方向发展,2018年5月11日中国建筑材料联合会批准发布团体标准《预拌混凝土低碳产品评价方法及要求》(T/CBMF 27-2018)(以下简称《标准》)。该标准从生命周期角度,依据碳足迹原理,提出了预拌混凝土低碳产品的评价方法与要求。该标准的发布,可为行业计算预拌混凝土产品碳排放量和进行减碳工作提供指导,使得行业的降碳工作落到实处,为企业生产低碳产品提供依据。本文通过对《标准》进行解读,使预拌混凝土生产企业更全面、更准确的把握该标准的主要内容、评价方法和要求。

1 标准的适用范围、规范性引用文件、术语和定义

《标准》正文共有6个章节,其中第1章内容为标准的主要内容及适用范围。《标准》规定了预拌混凝土低碳产品评价方法及要求,包括低碳产品相关术语和定义、评价基本要求、评价值、单位产品二氧化碳排放量的计算方法、数据统计周期等。《标准》适用于对预拌混凝土中普通混凝土C20～C60产品进行低碳产品评价,包括企业的自我评价,不适用于对预拌混凝土中的特制品,如高强混凝土、自密实混凝土等品种进行低碳产品评价。

标准第2章和第3章分别提出了《标准》的规范性引用文件和适用于该《标准》的术语和定义。

2 评价基本要求及评价值

为了调整产业结构,提升预拌混凝土企业的管理模式和管理水平,《标准》在第4章对于预拌混凝土生产企业及其产品提出低碳产品评价的基本要求及评价值,企业需在满足《标准》提出的基本要求后,才可进行低碳产品的评价。

《标准》4.1评价基本要求提出对于预拌混凝土企业,其应按照GB/T 19001、GB/T 24001和GB/T 23331等建立并实施质量、环境和能源管理体系或制度,并应按照GB/T 24851的要求配备能源计量器具,以确保对其产品进行碳排放量计算时数据的来源与准确性,企业生产的产品应满足GB/T 14902对产品质量的要求。

《标准》4.2评价值规定了预拌混凝土低碳产品单位产品二氧化碳排放量应满足的限值要求,不同强度等级的预拌混凝土产品由于配比不同,碳排放量会存在显著差异,因此预拌混凝土低碳产品限值按预拌混凝土强度等级不同分别设置,各强度等级的预拌混凝土产品,满足相应的排放量限值要求即为低碳产品,具体排放量限值见表1。

表1 预拌混凝土单位产品二氧化碳排放量限值

3 预拌混凝土单位产品碳排放量数据统计周期及计算方法

《标准》第5章规定了预拌混凝土单位产品二氧化碳排放量的计算方法,第6章明确了碳排放量数据的统计周期,要求预拌混凝土单位产品二氧化碳排放量数据统计应基于可计量的统计期进行统计,一般情况下应以财务年为统计期。《标准》附录A规定了预拌混凝土低碳产品的计算范围、计算单元、数据获取原则、各计算单元的计算方法等,附录A为规范性附录。

3.1 计算范围、计算单元和数据获取原则

预拌混凝土低碳产品评价从生命周期角度,依据碳足迹原理,对评价计算范围界定为“从摇篮到大门”,即从原材料生产、运输以及进厂生产直至预拌混凝土产品出厂等整个生产过程。这些过程可分为以下计算单元分别进行计算,分别为外购原材料生产过程、外购原材料厂区外运输过程、厂区内移动源运输过程、固定源设备生产过程、外购电力消耗过程、外购热力消耗过程。具体碳排放计算范围及计算单元如图1所示。

图1 预拌混凝土产品碳排放计算范围及计算单元注：虚线表示产品碳排放计算范围

在对企业产品进行碳排放量计算时,为了获得企业统计期内的实际生产数据,《标准》对计算数据的获取原则做出了界定。鼓励企业对于原材料获取的碳排放、化石燃料的低位热值、氧化率等数据按企业实际活动水平进行测算,以保证计算结果的准确性与科学性,对于无法获取或者无法经济的获取的数据,可选择《标准》附录B提供的缺省值进行计算。对于企业产品的配比、外购原材料厂区外运输距离、厂区内的化石燃料消耗量、生产过程外购电力消耗量等活动水平数据,应根据核算和报告期内的统计计量数据进行计算。

3.2 预拌混凝土单位产品碳排放量计算示例

以某企业的C30产品作为示例对其单位产品碳排放量进行计算,为便于计算,该企业部分数据如燃料消耗等,已折算为生产单位产品所消耗的燃料量。该企业C30预拌混凝土的原材料主要包括：水泥(PO42.5)、矿粉、粉煤灰、天然砂、石、外加剂、水等。产品碳排放量主要计算数据信息如表2所示：

表2 企业C30产品碳排放量计算数据信息

依据《标准》对其C30单位产品碳排放量数据进行计算,计算过程如下：

3.2.1 外购原材料生产过程产生的二氧化碳排放量计算

外购原材料生产过程产生的二氧化碳排放量按式(1)计算：

G1=∑Qi×EFi

(1)

式中：

G1——外购原材料生产过程产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

i——原材料的种类,预拌混凝土的原材料主要包括：水泥、矿粉、粉煤灰、砂(天然砂、机制砂)、混凝土用再生骨料、石、外加剂、水等；

Qi——第i类原材料的消耗量,单位为千克(kg)；

EFi——单位i类原材料生产过程的二氧化碳排放,单位为千克二氧化碳每千克(kgCO2/kg),可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.1。

依据表2数据及式(1),可得企业生产单位C30产品外购原材料生产过程产生的二氧化碳排放量为：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 外购原材料厂区外运输过程产生的二氧化碳排放量计算

外购原材料厂区外运输过程产生的二氧化碳排放量按式(2)计算：

G2=∑Qi×Di×EFij

(2)

式中：

G2——外购原材料厂区外运输过程产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

j——原材料运输方式,如公路、铁路、航运等；

Di——第i类原材料的运输距离,单位为公里(km)；

EFij——单位i类原材料的j类运输方式的二氧化碳排放因子,单位为千克二氧化碳每千克每公里(kgCO2/kgkm),可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.2。

依据表2数据及式(2),可得企业生产单位C30产品外购原材料厂区外运输过程产生的二氧化碳排放量为：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 厂区内移动源运输过程产生的二氧化碳排放量计算

厂区内移动源运输过程产生的二氧化碳排放量按式(3)计算：

G3=∑Qf×HVf×EFf×1000

(3)

式中：

G3——厂区内移动源运输过程中产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

f——燃料种类,主要为汽油、柴油、天然气、液化石油气等；

Qf——厂区内移动源运输过程中第i类燃料的消耗量,单位为吨(t)或万标立方米(104Nm3)；

HVf——单位燃料f的平均低位发热量,单位为吉焦每吨(GJ/t)或吉焦每万标立方米(GJ/104Nm3),可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.3；

EFf——单位第f类燃料的二氧化碳排放因子,单位为吨二氧化碳每吉焦(tCO2/GJ),可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.4。

依据表2数据及式(3),可得企业生产单位C30产品厂区内移动源运输过程产生的二氧化碳排放量为：G3=0.000129×42.652×0.0741×1000=0.408kg

3.2.4 固定源设备产生的二氧化碳排放量计算

预拌混凝土生产过程固定源设备产生的二氧化碳排放量按式(4)计算：

G4=∑(Mf×HVf×Cf×OXf×44÷12)×1000

(4)

式中：

G4——固定源设备产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

Mf——燃料f的消耗量,单位为吨(t)或万标立方米(104Nm3)；

Cf——单位热值含碳量,表示某单位热值的燃料f所含碳元素质量,单位为吨碳每吉焦(tC/GJ),可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.5；

OXf——氧化率,表示某燃料f中的碳在燃烧中被氧化的比率,用百分比表示,可采用《标准》附录B提供的缺省值,缺省值见表B.6。

依据表2数据及式(4),可得企业生产单位C30产品固定源设备产生的二氧化碳排放量为：G4=0.000085×42.652×0.0202×0.99×44÷12×1000=0.266kg

3.2.5 外购电力消耗产生的二氧化碳排放量计算

预拌混凝土生产过程外购电力消耗产生的二氧化碳排放量按式(5)计算：

G5=Ep×EFp

(5)

式中：

G5——外购电力消耗产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

Ep——生产过程外购电力消耗量,单位为千瓦时(kWh)；

EFp——单位电力的二氧化碳排放因子,单位为千克二氧化碳每千瓦时(kgCO2/kWh),缺省值可取全国电网平均排放因子0.86kgCO2/kWh。

依据表2数据及式(5),可得企业生产单位C30产品外购电力消耗产生的二氧化碳排放量为：G5=2.47×0.86=2.12kg

3.2.6 外购热力消耗产生的二氧化碳排放量计算

预拌混凝土生产过程外购热力消耗产生的二氧化碳排放量按式(6)计算：

G6=AD购入热×EF购入热×1000

(6)

式中：

G6——外购热力消耗产生的二氧化碳排放量,单位为千克(kg)；

AD购入热——购入的热量,单位为吉焦(GJ)；

EF购入热——热力的二氧化碳排放因子,单位为吨二氧化碳每吉焦(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。

依据表2数据及式(6),可得企业生产单位C30产品外购热力消耗产生的二氧化碳排放量为：G6=0×0.11=0kg

3.2.7 产品碳排放量评价

经计算,企业C30产品碳排放量为：235.209kg/m3,计算结果汇总见表3,小于表1中C30强度等级的排放量限制,即满足低碳产品要求。

表3 C30单位产品碳排放量计算结果汇总

4 结语

预拌混凝土的低碳评价是混凝土行业未来的发展趋势,团体标准《预拌混凝土低碳产品评价方法及要求》(T/CBMF 27-2018)的发布及实施对于预拌混凝土行业推广低碳产品,推动节能技术进步,提高企业碳管理水平,加快产业结构调整和优化升级,促进节能减排具有重要意义。

[1]李然.关于预拌混凝土行业绿色低碳发展的探讨[J].混凝土,2017(12):124-126+131．