一、主要的碳核算方法
碳核算最主要的形式可以被分為基于測量和基于計(jì)算兩種方式,具體從現(xiàn)有的溫室氣體排放量核算方法來看,主要可以概括為三種:排放因子法、質(zhì)量平衡法、實(shí)測法。
1、排放因子法(基于計(jì)算)
排放因子法是適用范圍最廣、應(yīng)用最為普遍的一種碳核算辦法。根據(jù)IPCC提供的碳核算基本方程:
溫室氣體(GHG)排放=活動數(shù)據(jù)(AD)×排放因子(EF)
其中,AD是導(dǎo)致溫室氣體排放的生產(chǎn)或消費(fèi)活動的活動量,如每種化石燃料的消耗量、石灰石原料的消耗量、凈購入的電量、凈購入的蒸汽量等;EF是與活動水平數(shù)據(jù)對應(yīng)的系數(shù),包括單位熱值含碳量或元素碳含量、氧化率等,表征單位生產(chǎn)或消費(fèi)活動量的溫室氣體排放系數(shù)。EF既可以直接采用IPCC、美國環(huán)境保護(hù)署、歐洲環(huán)境機(jī)構(gòu)等提供的已知數(shù)據(jù)(即缺省值),也可以基于代表性的測量數(shù)據(jù)來推算。
該方法適用于國家、省份、城市等較為宏觀的核算層面,可以粗略的對特定區(qū)域的整體情況進(jìn)行宏觀把控。但在實(shí)際工作中,由于地區(qū)能源品質(zhì)差異、機(jī)組燃燒效率不同等原因,各類能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)及碳排放因子測度容易出現(xiàn)較大偏差,成為碳排放核算結(jié)果誤差的主要來源。
2、質(zhì)量平衡法(基于計(jì)算)
質(zhì)量平衡法可以根據(jù)每年用于國家生產(chǎn)生活的新化學(xué)物質(zhì)和設(shè)備,計(jì)算為滿足新設(shè)備能力或替換去除氣體而消耗的新化學(xué)物質(zhì)份額。對于二氧化碳而言,在碳質(zhì)量平衡法下,碳排放由輸入碳含量減去非二氧化碳的碳輸出量得到:
二氧化碳(CO2)排放=(原料投入量×原料含碳量-產(chǎn)品產(chǎn)出量×產(chǎn)品含碳量-廢物輸出量×廢物含碳量)×44/12
其中,是碳轉(zhuǎn)換成CO2的轉(zhuǎn)換系數(shù)(即CO2/C的相對原子質(zhì)量)。采用基于具體設(shè)施和工藝流程的碳質(zhì)量平衡法計(jì)算排放量,可以反映碳排放發(fā)生地的實(shí)際排放量。不僅能夠區(qū)分各類設(shè)施之間的差異,還可以分辨單個和部分設(shè)備之間的區(qū)別。尤其當(dāng)年際間設(shè)備不斷更新的情況下,該種方法更為簡便。一般來說,對企業(yè)碳排放的主要核算方法為排放因子法,但在工業(yè)生產(chǎn)過程(如脫硫過程排放、化工生產(chǎn)企業(yè)過程排放等非化石燃料燃燒過程)中可視情況選擇碳平衡法。
3、實(shí)測法(基于測量)
實(shí)測法基于排放源實(shí)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù),匯總得到相關(guān)碳排放量。這里又包括兩種實(shí)測方法,即現(xiàn)場測量和非現(xiàn)場測量。
現(xiàn)場測量一般是在煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) (CEMS)中搭載碳排放監(jiān)測模塊,通過連續(xù)監(jiān)測濃度和流速直接測量其排放量;非現(xiàn)場測量是通過采集樣品送到有關(guān)監(jiān)測部門,利用專門的檢測設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行定量分析。二者相比,由于非現(xiàn)場實(shí)測時采樣氣體會發(fā)生吸附反映、解離等問題,現(xiàn)場測量的準(zhǔn)確性要明顯高于非現(xiàn)場測量。
美國推廣實(shí)測法的力度最高,早在2011年就開始了碳排放測量的強(qiáng)制安裝:美國環(huán)保署在2009年《溫室氣體排放報告強(qiáng)制條例》中規(guī)定,所有年排放超過2.5萬噸二氧化碳當(dāng)量的排放源自2011年開始必須全部安裝煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)并在線上報美國環(huán)保署。歐盟委員會自 2005 年啟動歐盟碳排放交易系統(tǒng)并正式開展監(jiān)測 CO2 排放量,但目前23個國家中僅155個排放機(jī)組(占比1.5%)使用了CEMS(連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)),主要有德國、捷克、法國。中國火電廠基本已安裝了 CEMS,具備使用 CEMS 對 CO2 排放量進(jìn)行監(jiān)測的基礎(chǔ)。
首先,要針對復(fù)合材料產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),制定碳排放核算與報告要求的標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈綿長,上游主要為原材料的供應(yīng),中游為復(fù)合材料加工過程,下游為各應(yīng)用市場,每個環(huán)節(jié)細(xì)分板塊眾多。以上游為例,原材料碳核算的標(biāo)準(zhǔn),及碳排放因子的確定,是復(fù)合材料碳核算標(biāo)準(zhǔn)的先決條件,其可采信程度直接影響下游標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量。
其次,針對不同復(fù)合材料制品,碳足跡標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)有較大差異。此外,產(chǎn)品的工藝路線繁多,即使是不同工藝的同類型產(chǎn)品,碳足跡的計(jì)算也不盡相同。裝備薄弱,自動化水平低也是導(dǎo)致低能源效率,產(chǎn)生浪費(fèi),增加碳排放的一個痛點(diǎn),這在傳統(tǒng)復(fù)合材料生產(chǎn)工藝中表現(xiàn)突出。
三、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施的驅(qū)動作用
碳排放核算與報告要求及產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施,將鼓勵企業(yè)從以下幾個方面,關(guān)注和調(diào)節(jié)生產(chǎn)經(jīng)營活動的碳排放,以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
1、 使用生物基或可降解原輔料
不同纖維、基體的類型和制造工藝,對應(yīng)的內(nèi)含能源有很大的不同。用天然植物纖維替代傳統(tǒng)玻璃纖維,或開發(fā)新型的生物樹脂基體或熱塑性樹脂,可以有效降低材料內(nèi)含能源,是減少復(fù)合材料制造型企業(yè)碳排放的一個思路。
2、 清潔能源替代(提高“綠電”比例)
例如,采用屋頂光伏改造(BIPV光伏建筑一體化)是適合于復(fù)合材料生產(chǎn)制造企業(yè)最理想的可持續(xù)再生能源發(fā)電方案。光伏電站主體部分壽命30年,且發(fā)電光照不受人為影響,社會發(fā)展電力需求強(qiáng)勁增長,收益穩(wěn)定可靠。
3、 提高設(shè)備自動化、智能化水平
提高設(shè)備的自動化、智能化水平是關(guān)鍵。首先,要用自動化機(jī)器,盡可能替代生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)涉及到人為控制操作的環(huán)節(jié),精簡工廠的人員編制,不僅可以節(jié)約大量成本,還可以有效控制手工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的錯誤和誤差,從而間接控制二氧化碳的排放量。
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為更好支持我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn),貫徹落實(shí)國務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動方案》和《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》的要求,推進(jìn)復(fù)合材料行業(yè)碳排放管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究,積累行業(yè)碳中和數(shù)據(jù)和核實(shí)方法,標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會結(jié)合復(fù)合材料的行業(yè)特點(diǎn),確立了針對不同細(xì)分領(lǐng)域,建立系列全生命周期內(nèi)碳足跡的追溯和管控標(biāo)準(zhǔn),為行業(yè)綠色低碳的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
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