李安平，周致遠，劉勇，金東漢

(金徽礦業(yè)股份有限公司，甘肅 徽縣 742312)

0 引言

產(chǎn)品碳足跡是從全生命周期的角度去表現(xiàn)企業(yè)所生產(chǎn)或銷售產(chǎn)品的溫室氣體排放總量，通常所有溫室氣體排放用二氧化碳當量來表示，并利用100年全球升溫潛能值(GWP100)計算二氧化碳當量[1]。溫室氣體通過燃燒化石燃料、開荒、生產(chǎn)和消費食品、制造貨物等其他服務(wù)導(dǎo)致碳排放，《京都議定書》中規(guī)定的6種溫室氣體分別是：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）[2?3]。

目前，金屬礦采選業(yè)產(chǎn)品碳足跡的研究還比較少，文獻檢索礦山產(chǎn)品碳足跡的研究多在煤礦領(lǐng)域，Bogunovic和Kecojevic根據(jù)從美國南部一個正在運營的露天煤礦收集的能源消耗數(shù)據(jù)來計算露天煤礦設(shè)備的碳足跡；AbdulMajeed Aziz討論了美國礦業(yè)的碳足跡和潛在成本[4]；劉靜靜核算了山西某煤炭企業(yè)的碳足跡，并進行了評價[5]。

碳足跡是能源消耗的一種表現(xiàn)形式，通過開展碳足跡評價，企業(yè)可以分析其在能源使用上存在的不足，從而提升能源效率，減少能源消耗，減少運營成本，減少污染物排放，促進企業(yè)的良性和可持續(xù)發(fā)展[6]。另外，工業(yè)和信息化部已將產(chǎn)品碳足跡的核算納入到“綠色工廠”復(fù)核工作的核查項目[7]。本研究以金徽礦業(yè)股份有限公司徽縣郭家溝鉛鋅礦（以下簡稱“郭家溝鉛鋅礦”）采選生產(chǎn)為例，按照PAS2050標準要求的“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜芷谶^程[8]，計算郭家溝鉛鋅礦最終生產(chǎn)1t精礦的碳足跡，以期為金屬礦采選業(yè)產(chǎn)品碳足跡的核算與評價提供借鑒。

1 研究方法

郭家溝鉛鋅礦由金徽礦業(yè)股份有限公司開發(fā)，礦區(qū)位于甘肅省徽縣柳林鎮(zhèn)，年生產(chǎn)規(guī)模是采選礦石量150×104t，2018年4月建成投產(chǎn)，采礦生產(chǎn)采用全機械化作業(yè)，選礦生產(chǎn)采用自動化生產(chǎn)，該礦是國家級“綠色礦山”、工業(yè)和信息化部首批“綠色工廠”。郭家溝鉛鋅礦采用主平硐+主（箕斗）副（罐籠）豎井聯(lián)合開拓，采礦方法采用機械化進路式充填采礦，采礦生產(chǎn)工藝流程是開拓—采準—回采—運輸—提升；選礦生產(chǎn)采用電位調(diào)控浮選技術(shù)，先鉛后鋅的優(yōu)先浮選工藝，最終產(chǎn)品是鉛精礦和鋅精礦。

1.1 工藝流程溫室氣體排放情況

本文研究的礦石全生命周期范圍是從井下鑿巖到選礦生產(chǎn)最終的產(chǎn)品鉛鋅精礦為終點，該生命周期內(nèi)的溫室氣體排放主要有直接溫室氣體排放和間接溫室氣體排放，直接溫室氣體排放是指柴油燃燒、2號巖石乳化炸藥所含成分液體石蠟油產(chǎn)生的溫室氣體。間接溫室氣體是指外購電能產(chǎn)生的排放。

生產(chǎn)過程中耗能設(shè)備有鑿巖臺車、錨桿臺車、鏟運機、礦用卡車、有軌電機車、礦井提升機、通風設(shè)備、充填系統(tǒng)、照明設(shè)備、應(yīng)急發(fā)電機、顎式破碎機、球磨機、半自磨機、浮選機、壓濾機等。

礦井爆破使用2號巖石乳化炸藥，該炸藥的配比是硝酸銨含量為82%、含水量為12%、液體石蠟油含量為6%，在爆炸后石蠟油會產(chǎn)生溫室氣體。

郭家溝鉛鋅礦生產(chǎn)供水取自永寧河，取水方式是電力提水，退水方式是循環(huán)利用，因此，以取水耗電量為依據(jù)計算碳足跡。

機械設(shè)備潤滑油使用量少，廢棄的潤滑油由第三方進行回收，計算碳足跡時采用郭家溝鉛鋅礦潤滑油出庫數(shù)據(jù)。

設(shè)備、耗材等外包裝垃圾產(chǎn)生量極少，郭家溝鉛鋅礦設(shè)備、耗材等產(chǎn)生的外包裝垃圾由第三方回收，研究過程中不做統(tǒng)計。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究所用數(shù)據(jù)有2020上半年郭家溝鉛鋅礦采選能源消耗數(shù)據(jù)、炸藥消耗數(shù)據(jù)、鉛鋅精礦量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由金徽礦業(yè)股份有限公司提供，該數(shù)據(jù)僅用于科研與教學(xué)活動，不作為其他依據(jù)。

1.3 計算模型

溫室氣體的直接排放量根據(jù)式（1）計算：

式中，C為碳足跡；Eij為第i種生產(chǎn)中第j種能源消耗水平值；Dij為第i種生產(chǎn)中第j種溫室氣體的排放系數(shù)；JGWP100j為第j種溫室氣體100年的排放標準值。

溫室氣體的間接排放量根據(jù)式（2）計算：

2 礦石生產(chǎn)碳足跡計算

2.1 排放系數(shù)的確定

間接產(chǎn)生溫室氣體的能源，電能的排放系數(shù)依據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的《2016年度減排項目中國區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子》確定（見表1）[9]。

表1 2020上半年間接產(chǎn)生溫室氣體的能源消耗活動水平

直接產(chǎn)生溫室氣體能源的排放系數(shù)和GWP根據(jù)ICPP第五次評估報告的值確定（見表2）[10]。

表2 2020上半年直接產(chǎn)生溫室氣體的能源消耗活動水平

2.2 數(shù)據(jù)計算

根據(jù)公式（1）可以計算出郭家溝鉛鋅礦2020上半年采選生產(chǎn)產(chǎn)品而直接排放的二氧化碳當量是 1806935 kg；根據(jù)公式（2）可計算出郭家溝鉛鋅礦2020上半年采選生產(chǎn)產(chǎn)品而間接排放的二氧化碳當量是34359271 kg，2020上半年郭家溝鉛鋅礦采選生產(chǎn)產(chǎn)品的碳足跡總量是36166206 kg CO2e，2020上半年郭家溝鉛鋅礦生產(chǎn)鉛精礦和鋅精礦合計74800t。因此，生產(chǎn)1t精礦的碳足跡是483.51 kg CO2e。

2020上半年，郭家溝鉛鋅礦采選生產(chǎn)1t精礦電能消耗產(chǎn)生的碳足跡是45.935 kg CO2e，柴油消耗產(chǎn)生的碳足跡是24.16 kg CO2e。

單獨就郭家溝鉛鋅礦而論，各種能源中電能產(chǎn)生的碳足跡最高，原因是郭家溝鉛鋅礦采用了全機械化、自動化生產(chǎn)。

2.3 討論

2號巖石乳化炸藥所含成分液體石蠟油的量是根據(jù)廠家提供的該炸藥的配方比例和郭家溝鉛鋅礦2020上半年炸藥消耗量計算得到的，加之爆炸現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性等因素影響,因此炸藥碳足跡的計算可能存在誤差。

研究過程中，沒有區(qū)分鉛精礦和鋅精礦各自產(chǎn)生的碳足跡，而是將鉛精礦與鋅精礦合計為一種產(chǎn)品計算出最終生產(chǎn)1t精礦的碳足跡。

受到用電設(shè)備數(shù)量、安全等因素影響，研究沒有對各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)和設(shè)備貢獻的碳足跡進行分析。

3 結(jié)論

低碳企業(yè)是未來礦山企業(yè)發(fā)展和生存的必然之路，也是“綠色礦山”、“綠色工廠”建設(shè)的要求，礦山企業(yè)進行產(chǎn)品碳足跡的核算是礦山企業(yè)發(fā)展“低碳礦山”的第一步，是實現(xiàn)溫室氣體管理的重要方法。對郭家溝鉛鋅礦生產(chǎn)1t精礦的碳足跡進行了分析，明確了金屬礦采選業(yè)在生產(chǎn)過程中碳足跡核算的技術(shù)路線，找到了金屬礦采選業(yè)碳足跡的計量方法，為金屬礦采選業(yè)今后動力設(shè)備的選型以及節(jié)能減排降耗提供了決策依據(jù)。