工业企业减碳降碳基本逻辑和方法路径分析

姜涛 潘燕宁 蔡宇凌 工业和信息化部电子第五研究所（环境与绿色发展中心）

2020年9月22日，我国政府在第七十五届联合国大会上提出力争在2030年前实现“碳达峰”，争取在2060年前实现“碳中和”的目标。该目标不仅体现了我国的大国担当，而且有利于促进我国经济结构绿色升级，推动生态文明建设。目前我国仍处于工业化和城市化进程当中，碳减排压力巨大。工业是碳排放的重要领域之一，2020年我国工业领域碳排放总量约为79亿t，约占全国碳排放总量的69%。工业企业是工业的基本单元，推动工业企业绿色转型，做好减碳降碳工作，对我国实现整体“双碳”战略具有重要意义。本文在分析工业企业碳排放类型及现有核算方法的基础上，提出了工业企业减碳降碳基本逻辑，同时构建了可指导工业企业开展减碳降碳工作的方法路径。

1 工业企业减碳降碳压力及需求

从国际、国内以及整个市场的发展趋势来看，绿色低碳转型是企业生存和发展的必由之路，工业企业应当充分理解外界环境对其带来的减碳降碳压力和需求。

1.1 国际政策环境

全球碳中和进程已成为不可阻挡的历史浪潮，国际经济秩序和贸易规则也随之在发生着变化。2021年7月14日，欧盟将碳边界调整机制写入《欧洲绿色新政》，拟从2026年开始对电力、钢铁、水泥、铝、化肥等五个领域进口产品征收碳排放费用。另外《，欧盟电池与废电池法规》要求从2024年7月起，只有建立碳足迹声明的可充电工业和电动汽车电池才能投放市场。这些国际政策的出台，对我国工业领域将产生影响。

1.2 国内政策环境

为深入贯彻落实“碳达峰、碳中和”战略决策，我国政府出台了一系列政策文件。在《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》两份顶层文件发布之后，2022年8月《工业领域碳达峰实施方案》随之而来，其中明确提出“到2025年，单位工业增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社会下降幅度，重点行业二氧化碳排放强度明显下降。确保工业领域二氧化碳排放在2030年前达峰”，此外重点行业及部分省市的碳达峰实施方案也陆续出台，这些文件都对工业碳排放和能源效率等提出了新要求。

1.3 市场环境

国际国内绿色低碳政策引导着全社会市场需求的绿色意识逐步提升，例如市场需要企业从环境、社会和公司治理三个维度评估企业经营的可持续性及对社会价值观念的影响。还有在汽车工业市场竞争中，新能源汽车的碳足迹也成为了关注点。同时，随着大众绿色消费意识的不断增强，生活方式绿色化倒逼生产方式实现低碳转型，促使终端产品企业开展绿色供应链管理，从而实现整个产业链的低碳化发展。

2 工业企业碳排放分析

依据《工业企业温室气体排放核算和报告通则》，工业企业碳排放包括燃烧排放、间接排放和过程排放。燃烧排放是指生产中燃烧化石燃料产生的二氧化碳，包括固定源（如烧结机、锅炉等燃烧设备）和移动源（如厂内运输车辆等）排放；间接排放是因企业使用外购电力、热力，在发电和产热过程中产生的二氧化碳排放；过程排放是生产过程中，除燃料燃烧之外的物理或化学变化产生的二氧化碳，如水泥熟料煅烧、炼铁等工序由外购含碳原料分解或氧化而产生的二氧化碳排放。

国际上的《温室气体核算体系》（GHG）将温室气体排放分为三个范围：“范围一”（直接排放）是企业内部所拥有或控制的碳排放，包括燃烧排放和过程排放；“范围二”（间接排放）是源自于企业的运行结果，但排放源为其他公司所拥有或控制的碳排放；“范围三”是企业在“范围二”之外的间接碳排放，包括企业供应链上下游产生的所有碳排放，如上游原材料采掘和生产过程中的碳排放、消费者使用本企业产品和服务产生的碳排放等。

目前，国内标准在核算企业碳排放的过程中，只计算“范围一”和“范围二”，并不考虑“范围三”。但从供应链管理的角度看，只有考虑从上游承接的和向下游传递的间接碳排放（“范围三”）才能带动更多企业开展减碳降碳工作。对“范围三”碳排放进行核算，不仅能促进企业内部实现低碳转型，还能有效引导企业选择绿色供应商和客户，进而在全供应链范围内进行碳排放的整体规划。工业企业碳排放类型及其核算范围关系如图1所示。

3 工业企业减碳降碳基本逻辑

通过对工业企业碳排放类型和现有核算范围的分析，结合目前工业绿色低碳转型趋势和相关工作实际推动难度，工业企业可从使用低碳清洁能源、降低能耗提高能效、降低物耗和资源综合利用四个层次，逐步推动自身的减碳降碳工作，其基本逻辑如图2所示。当然，碳捕集利用与封存技术可更直接的帮助企业降碳，但对于大多数工业企业而言，这些技术的适用性有限。

通过使用低碳清洁能源，可直接降低“范围一”的碳排放量。另外，降低能耗提高能效是我国工业领域长期开展的工作，可帮助企业降低“范围二”的碳排放量。我国政策对这两个层面的工作持续进行引导甚至考核，其减碳降碳效果立竿见影，是推动工业企业减碳降碳的基础性工作。

为更充分地满足低碳发展的需求，工业企业还应加强降低物耗和资源综合利用工作，以降低产品碳足迹，甚至带动上下游企业减碳。降低“范围三”的碳排放量，是促使企业减碳降碳的突破性工作。

4 工业企业减碳降碳方法路径

实现上述四个步骤，相关技术方法和模式会因地域、行业和企业规模的差别而不同，详见图3。

4.1 使用低碳清洁能源

使用低碳清洁能源的核心工作在于减少生产制造过程中的化石能源使用。目前国内很多地方政府在推动“煤改气”“油改气”，虽然天然气燃烧也会带来碳排放，但其碳排放强度要低很多，这属于使用低碳清洁能源的过渡方式。对于有条件的企业，应提升其电气化水平，电能消耗会给企业带来“范围二”的碳排放，但随着我国电力结构清洁化，电气化将使工业企业产生明显的减碳降碳效果。除此以外，企业应充分利用内部条件，开发屋顶光伏、分散式风电等可再生能源。

4.2 节约能源

节能是一项专业且系统的工作，需要从能源结构、技术、管理等多个方面去分析问题。使用高效节能设备是节能工作中路径简单且效果显著的方法，例如水泥企业使用高能效低氮预热器、分解炉、燃烧器等，可减少约15%的碳排放。同时，节能低碳工艺技术是关键，例如在化学反应工序使用高活性催化剂，增加反应速率，缩短反应周期，从而降低化学反应的能耗。再比如我国钢铁行业以长流程为主，通过采用流程更短的短流程工艺可有效减少碳排放。另外，企业还应关注用能过程的控制，如通过加强能源计量、建立信息化系统实现用能的精细化监控和管理，通过优化电能质量、建立智能微电网和加强余热回收利用等方式提高能效。

4.3 减少物耗

降低物耗贯穿于企业的整个生产及管理过程。在设计环节，通过绿色设计力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗，从而带动减碳降碳。有研究表明，将陶瓷产品厚度降至传统陶瓷砖的1/3，节省超过60%原材料的同时，也可减排20%~30%二氧化碳。在生产制造过程，加强管理，优化工业流程，减少跑冒滴漏，提高数字化水平，加强精细化控制技术，可减少物料消耗和废物产生。在仓储环节，通过加强管理或信息化手段减少仓储量，不仅可以减少仓储空间，还可减少因管理不到位而造成的物料损耗。

4.4 资源综合利用

目前，常见的资源综合利用途径有：替代工业原料，如煤矸石代替焦炭生产磷肥；回收能源，如造纸企业在制浆过程中回收黑液作为生物质替代燃煤；废物中高附加值金属的提取，如印制电路板企业用电解法从蚀刻液中回收铜，同时再生蚀刻液；此外还有废液的再生利用和废水的回收利用等。对于不能在企业内部直接利用的废物，可能会是其它行业、企业的资源，该过程也会对企业起到直接或者间接的减碳效果。

5 结语

工业企业的减碳降碳工作是一项系统性工程，本文梳理出了使用低碳清洁能源、降低能耗、减少物耗和资源综合利用四个步骤，涉及产品开发设计、原材料的选用、能源结构、用能方式、设备设施、生产工艺、仓储备料和精益管理等企业生产运行过程的方方面面。因此，工业企业要做好减碳降碳工作，需要在理解其基本逻辑和方法步骤的基础上，根据本文构建出的方法路径，结合企业实际，设计出适合于自身的减碳降碳工作方案和规划。

同时，随着新一代信息技术的发展，工业企业在实践以上减碳降碳方法路径的过程中，可进一步提升能源、资源和碳排放管理水平，深化生产制造过程的数字化应用，助力全面深入降碳。