張永武，李 琨，余維江，呂東顯，佟曉輝

(1.西安電爐研究所有限公司，陜西 西安 710061； 2.中國熱處理行業(yè)協(xié)會，北京 100101)

當(dāng)前，我國發(fā)展面臨世界百年未有之大變局，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡問題依然突出，積極穩(wěn)妥推進(jìn)“碳達(dá)峰”“碳中和”，破解資源環(huán)境約束突出問題依然嚴(yán)峻。中國熱處理行業(yè)協(xié)會一直把宣傳貫徹黨中央和國家的產(chǎn)業(yè)政策、指導(dǎo)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作為首要工作[1]，為我國熱處理行業(yè)的發(fā)展與提高我國機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量水平做出顯著貢獻(xiàn)，為裝備制造業(yè)發(fā)展提供有力支撐。中國熱處理行業(yè)能源消費總量當(dāng)前仍處于上升階級，機(jī)械熱處理是制造領(lǐng)域的重點用能工序，我國熱處理每年耗能約合1000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，排放二氧化碳約3000多萬噸[1]，碳排放核算方法決定了行業(yè)碳減排政策的合理性與有效性，為盡快摸清熱處理行業(yè)碳排放情況，中國熱處理行業(yè)協(xié)會組織行業(yè)技術(shù)專家和管理專家歷時一年起草編制了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CHTA 009—2022《熱處理行業(yè)碳排放核算方法》，并于2022年12月1日發(fā)布，2023年1月1日實施。

本文將從標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、術(shù)語定義、碳排放源的識別、碳排放源的評估、碳排放評估報告等方面對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀，方便大家理解使用該標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到全面提高熱處理企業(yè)碳排放核算水平、共同推進(jìn)熱處理行業(yè)低碳發(fā)展的目的。

1 適用范圍

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱處理單位(企業(yè)或車間)直接排放和間接排放二氧化碳量的核算方法，標(biāo)準(zhǔn)適用于編制熱處理行業(yè)企業(yè)、熱處理車間碳排放評估報告[2]。我國現(xiàn)有各類熱處理加工企業(yè)和車間一萬多家，全行業(yè)熱處理生產(chǎn)設(shè)備累計二十多萬臺套，我國整體熱處理裝備和工藝材料制造達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。本文件與其他國內(nèi)外文件相比更適合我國熱處理行業(yè)在進(jìn)行區(qū)域碳核查工作時使用，主要表現(xiàn)在本文件針對熱處理行業(yè)能源消費特點規(guī)定了熱處理單位(包括熱處理企業(yè)和熱處理車間)碳核查的對象為二氧化碳，而非《京都議定書》中要求的二氧化碳、氧化亞氮、甲烷、全氟碳化合物、氫氟碳化合物和六氟化硫等六種溫室氣體[3]，更加符合我國熱處理能源消耗結(jié)構(gòu)具體情況。

2 術(shù)語和定義

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“碳排放”定義為：熱處理單位加工生產(chǎn)過程中直接排放和間接排放二氧化碳的行為[2]。本標(biāo)準(zhǔn)起草組一方面收集整理了大量國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部和國內(nèi)開展碳排放交易試點地區(qū)發(fā)布的碳排放核算相關(guān)文件，國家下達(dá)給各地方的碳排放強(qiáng)度考核目標(biāo)通常只涉及二氧化碳一種氣體[4]；另一方面在參考鋼鐵、鑄造等其他相關(guān)行業(yè)碳排放核算相關(guān)文件基礎(chǔ)之上，通過大量走訪調(diào)研熱處理企業(yè)，并委托有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)現(xiàn)場核查發(fā)現(xiàn)，二氧化碳排放量占據(jù)了熱處理行業(yè)溫室氣體排放的主要部分，因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理行業(yè)碳排放定義為二氧化碳排放量。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“直接排放”定義為：熱處理加工過程由化石燃料(如天然氣等)燃燒產(chǎn)生的碳排放，以及其他由化學(xué)反應(yīng)或物理變化而產(chǎn)生的碳排放[2]。我國熱處理行業(yè)每年消耗天然氣和液化氣約4億Nm3，天然氣是低碳清潔化石能源，隨著預(yù)混式二次燃燒技術(shù)和全氧燃燒等先進(jìn)技術(shù)的推廣，我國熱處理行業(yè)天然氣和液化氣直接排放二氧化碳仍有一定減排空間。我國熱處理行業(yè)每年消耗淬火油10多萬噸，加強(qiáng)淬火油回收再生，實現(xiàn)了淬火油循環(huán)再使用，也應(yīng)當(dāng)引起行業(yè)重視。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“間接排放”定義為：因本熱處理單位熱處理加工生產(chǎn)引起，但由其他單位持有或控制的排放源所產(chǎn)生的碳排放[2]。這里通常指熱處理生產(chǎn)過程中電耗量，目前我國熱處理生產(chǎn)過程中平均電耗量為600 kWh/t左右，部分規(guī)模以上企業(yè)熱處理平均單位電耗在400 kWh/t以下[1]，按平均每噸零件熱處理節(jié)約200 kWh電耗計算，現(xiàn)在全國熱處理行業(yè)每年節(jié)電達(dá)100億kWh，約合40億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，每年僅節(jié)電減少二氧化碳排放量700萬噸。

3 碳排放源的識別

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定我國熱處理行業(yè)碳核查核算范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：熱處理單位評估核算二氧化碳排放量，包括生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，不包括為生產(chǎn)服務(wù)的其他附屬系統(tǒng)，如食堂、車輛等。直接生產(chǎn)系統(tǒng)主要以熱處理加工設(shè)備為主，碳排放源包括但不限于天然氣爐、電爐等，輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括但不限于動力、供電、供水等[2]。為界定碳核查核算范圍，本標(biāo)準(zhǔn)起草組參照了中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32150《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報告通則》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 14064-1《組織層面上對溫室氣體排放和清除的量化和報告的規(guī)范性指南》，明確我國熱處理行業(yè)碳核查核算范圍包括生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，并在江蘇和陜西等地區(qū)熱處理企業(yè)進(jìn)行試點驗證，確保該核算范圍具有科學(xué)性、規(guī)范性和可操作性。熱處理單位碳排放如表1所示。

表1 熱處理單位碳排放列表

本標(biāo)準(zhǔn)起草組按照表1進(jìn)行碳核查范圍核算，并委托國內(nèi)某第三方碳核查檢測機(jī)構(gòu)對以上地區(qū)11家試點熱處理企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場碳足跡進(jìn)行了核查，經(jīng)過對比分析，本標(biāo)準(zhǔn)起草組與第三方碳核查檢測機(jī)構(gòu)核算結(jié)果一致。

4 碳排放源的評估

4.1 一般要求

為了確保熱處理單位碳排放量的評估，應(yīng)遵守科學(xué)、準(zhǔn)確、公正的原則，盡可能減少評估的偏差與不確定，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：熱處理單位碳排放總量為直接排放量和間接排放量之和，直接排放需按照排放源逐一進(jìn)行核算評估，間接排放按照企業(yè)外購電力(或其他直接動力源)總和進(jìn)行核算評估[2]。為了確保評估科學(xué)性，本標(biāo)準(zhǔn)起草組在編制過程中，按照優(yōu)先采用國家正式頒布的相關(guān)文件，并結(jié)合熱處理行業(yè)特性，選用經(jīng)論證研究的參數(shù)和方法，確保評估結(jié)果應(yīng)能客觀反映熱處理行業(yè)碳排放的實際情況；為了確保評估準(zhǔn)確性，本標(biāo)準(zhǔn)起草組堅持“不重不漏”的原則，對收集國家發(fā)布的碳排放政策、文件、法規(guī)、指南等的適用性和時效性做出分析和判斷，明確碳排放核算范圍；為了確保評估公正性，本標(biāo)準(zhǔn)起草組對標(biāo)準(zhǔn)原始資料、評估原始數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等真實性負(fù)責(zé)，確保標(biāo)準(zhǔn)在在最大范圍內(nèi)便于使用的前提下公正評估。

4.2 直接碳排放量核算

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理單位直接碳排放量為化石燃料使用排放量與生產(chǎn)過程排放量之和。熱處理單位消耗化石燃料排放量Ce主要基于燃料品種的燃料消耗量Q、燃料低位發(fā)熱值F、單位熱值含碳量c和碳氧化率f計算得到，按式(1)計算

(1)

式中：Ce為化石燃料碳排放量，t；i為燃料品種；Qi為燃料i的消耗量，t；Fi為燃料i的低位發(fā)熱值，TJ/t；ci為燃料i的單位熱值含碳量，tCO2/TJ；fi為燃料i的碳氧化率，%。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)過程排放量Cd主要基于滲碳工藝過程產(chǎn)生的排放Cc和淬火清洗過程中所消耗的淬火和清洗介質(zhì)產(chǎn)生的排放Cj計算得到，按式(2)計算

Cd=Cc+Cj

(2)

式中：Cd為生產(chǎn)過程排放量，t；Cc為滲碳工藝過程產(chǎn)生的排放量，t；Cj為淬火清洗過程中所消耗的淬火和清洗介質(zhì)產(chǎn)生的排放量，t。

以熱處理常用燃料液化天然氣為例，通常液化天然氣低位發(fā)熱值F天然氣為0.051435 TJ/t，單位熱值含碳量c天然氣為17.2 tCO2/TJ，碳氧化率f天然氣為99%，計算熱處理消耗1 kg液化天然氣直接排放二氧化碳量為3.2 kg。

4.3 間接碳排放量核算

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理單位間接排放量為外購電力產(chǎn)生的二氧化碳排放，按式(3)計算

Cw=E×k

(3)

式中：Cw為外購電力間接排放量，t；E為外購電量，104kWh；k為外購電力間接碳排放因子，為9.86 tCO2/104kWh。

以熱處理電阻爐耗電為例，計算熱處理消耗1 kWh電間接排放二氧化碳量為0.986 kg。

4.4 碳排放評估

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳排放評估應(yīng)在熱處理單位正常工況下進(jìn)行，按月/季度/年進(jìn)行統(tǒng)計，碳排量C按式(4)計算

C=Ce+Cd+Cw

(4)

式中：C為碳排放量，t；Ce為化石燃料二氧化碳排放量，t；Cd為生產(chǎn)過程排放量，t；Cw為外購電力間接排放量，t。

5 碳排放評估報告

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳排放評估報告的內(nèi)容應(yīng)包括：熱處理單位概況(基本情況、生產(chǎn)工藝、能源消費情況、與上一評估周期變化情況)，排放源的識別，排放量的核算(直接排放量、間接排放量、數(shù)據(jù)來源、匯總)，碳排放量結(jié)論(排放信息表、分析及改進(jìn)意見)，評估單位(報告人、審核人)等內(nèi)容和信息。

綜上所述，本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國家“碳達(dá)峰”“碳中和”相關(guān)政策要求，針對我國熱處理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，提出我國熱處理行業(yè)碳排放核算方法，經(jīng)過實踐驗證，可操作性較強(qiáng)，能夠較好地指導(dǎo)我國熱處理企業(yè)開展碳排放評估。近年來，我國熱處理行業(yè)低碳清潔生產(chǎn)雖取得了較快進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比在節(jié)能減排方面仍存在一定差距。本標(biāo)準(zhǔn)的實施，將有利于促進(jìn)我國熱處理企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)管理、提升設(shè)備工藝和推進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)，取得環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益雙贏；有利摸清我國熱處理行業(yè)碳排放實際情況，為下一步熱處理行業(yè)“碳達(dá)峰”“碳中和”行動方案提供技術(shù)支撐，助力我國熱處理行業(yè)低碳發(fā)展。