碳中和混凝土攪拌站的建設思路

劉士紅 葛文強 季錫賢 張恒春 易 莉

（1.中建商品混凝土（福建）有限公司，福州 350111；2.中南建筑設計院，武漢 430071）

前言

所謂“碳中和”是指計算建筑在興建及營運過程中，直接或間接排放的二氧化碳總量，并透過植樹等不同方式把進行碳抵消（Carbon Offseting），以達到環保的目的。它最初由環保人士倡導，并逐漸獲得越來越多民眾的支持，并且成為受到各國政府所重視的實際綠化行動，碳中和也叫碳補償（Carbon Offset）。通常可以通過推動使用再生能源和植樹造林等方式，來實現碳中和。

混凝土行業特點和技術特性決定了其必然是水泥、砂石、水等資源的直接消耗大戶，生產和運輸過程中產生大量的能源消耗，破壞生態平衡；同時，混凝土在制造資源轉變為產品的制造過程中，能源產生大量的二氧化碳，增加了環境的負荷，對環境造成極大的污染。

我國實施“十一五”規劃綱要以來，把節約能源、保護環境作為一項基本國策，發展循環經濟，保護生態環境，建設資源節約和環境友好型社會已成為當前的社會熱點。混凝土攪拌站生產、運輸過程中實現碳中和，是符合國家產業政策，利國利民的一項重要舉措。

1 攪拌站碳排放現狀分析

1.1 工藝流程中的碳排放分析

商品混凝土是指以集中攪拌、遠距離運輸的方式向建筑工地供應且滿足一定要求的混凝土。商品混凝土生產包括混合物攪拌、運輸、泵送等工藝過程。混凝土攪拌站主要由物料貯存系統、物料稱量系統、物料輸送系統、攪拌主機及控制系統等5大系統和其他附屬設施組成。運輸系統主要由砼車、車泵、車載泵、地泵等組成。

1.2 用能系統碳排放分析

用能系統包括主要生產系統、輔助和附屬生產系統、非生產系統。主要生產系統包括混凝土制作系統和半成品運輸系統，輔助和附屬生產系統包括辦公樓、食堂等，非生產系統指宿舍。

1.3 節能降碳分析

結合混凝土制作工藝的特點，采用能源審計方法進行能源消耗統計，依據《綜合能耗計算通則》GB/T2589-2008，確定能源消耗統計的工藝邊界條件為原材料進口至合格半成品；按年度、按系統、按能源種類統計能耗；通過現場測試、能量平衡，分析節能潛力；通過物料平衡，分析原材料損耗（含廢品）[1]。

通過對多個商品混凝土站點的能源審計，并應用數理統計與能量平衡方法，分析了各站點的生產系統、非生產系統以及各工藝系統的能源消耗，得出了平均總綜合能耗指標4.02kgce/m3（等價值）、3.60kgce/m3（當量值）；單項總能耗指標（含生活用電和用油）：電2.50kW·h/m3，油2.55L/m3[2]。

2 攪拌站碳排放體系分析

2.1 碳足跡跟蹤分類

碳足跡計算是針對企業所有可能產生溫室氣體的來源，進行排放源清查與數據搜集，以了解企業溫室氣體排放源及量化所搜集的數據信息，是邁向實現碳管理的第一步。碳排放報告核查則是由第三方對盤查所得出的數據信息的擔保陳述提供正式的書面聲明[3]。

預拌混凝土的生產全過程包括：A、選材；B、設計；C、生產；D、供應；E、成品；F、其他。

以上生產過程中直接或間接的碳排放可分為：

（1）預拌混凝土產品設計及生產所需的各種原材料導致的間接碳排放，歸納為CE1（包括A、B）；

（2）機械設備使用消耗的電和油導致的直接碳排放，歸納為CE2（包括C、D）；

（3）員工生活等導致的直接或間接的碳排放，廠區綠化吸收的碳排放，歸納為CE3（包括F）；

2.2 碳排放定量分析

通過對企業排放源清查，詳細了解企業的碳排放源及量，相應地制定一系列有效措施，從而減少因企業生產運營等活動中所產生的碳排放。

2.2.1 碳排放源清查（見表1、表2）

2.2.2 碳排放計算

根據以上預拌混凝土生產全過程的碳排放分析，將單方混凝土碳排放計算公式歸納為[4]：

2.2.3 單方混凝土碳排放計算

以某常規生產的混凝土供應站為例，該站2009年生產的預拌混凝土累計約為51萬m3，電耗2.50KW·h/m3度（包括機械設備使用、員工生活與辦公的所有電耗），油耗2.55L/m3（包括混凝土運輸、泵送、員工生活與辦公的所有油耗），用水均為地下水，轉化為電耗。該站綠化率20%，大部分為草地，共植樹325棵。對預拌混凝土常規生產C30（生產配合比見表3）單方混凝土碳排放進行計算。

表1 式（1）中各代號含義

圖1 碳中和攪拌站展望圖

經計算：CE1=215.46kg，CE2=9.38kg，CE3=0.01kg

即某常規站點混凝土的單方碳排放為：

CE=CE1+CE2+CE3=215.46+9.38-0.01=224.83kg （5）

3 碳中和攪拌站的效益分析及實現措施

3.1 效益分析

3.1.1 碳中和攪拌站展望（如圖1所示）

3.1.2 碳排放效益對比[4]

以某綠色生產的混凝土供應站為例，該站年生產的預拌混凝土累計約為46萬m3，電耗2.13KW·h/m3（包括機械設備使用、員工生活與辦公的所有電耗），油耗2.28L/m3（包括混凝土運輸、泵送、員工生活與辦公的所有油耗），用水均為地下水，轉化為電耗。該站綠化面積11666.7m2，綠化率35%，共植樹550棵。以建筑業常用的C30（生產配合比見表5）為例，計算混凝土的單方碳排放量。

表2 各材料能耗數值統計/計算表

表3 某常規生產的混凝土供應站C30生產配合比

經計算：CE1=179.67kg，CE2=8.29kg，CE3=0.02kg

即某綠色站點混凝土的單方碳排放為：

由表2~表6的數據分析可知，預拌混凝土生產全過程的碳排放主要源于產品設計及生產所需的各種原材料導致的間接碳排放CE1，其次為機械設備使用消耗的電和油導致的直接碳排放CE2。從單方碳排放的計算結果看，綠化植樹可以吸收部分的碳排放CE3，效果雖然不是很顯著，但是積少成多，累計吸收碳排放還是可觀和可取的。

對比式（5）及式（6）的計算結果可知，預拌混凝土綠色生產的單方C30混凝土比常規生產的碳排放量要降低37.46kg/m3。由此可見，預拌混凝土的綠色生產對于減少碳排放效果顯著。

3.2 實現措施

通過購買自愿碳減排額的方式實現碳排放的抵消，以自愿為基本原則，即交易的中和方式。碳中和的實現通常由買方（排放者）、賣方（減排者）和交易機構（中介）三方來共同完成。

碳中和攪拌站的實現措施分為直接措施和間接措施[5,6]。

3.2.1 直接措施

混凝土攪拌站碳中和實現的直接措施可采取創造等能量的可再生能源（如：太陽能，風能），使本身的碳排放量得到補償；或者僅使用可再生能源，不產生任何二氧化碳（即所謂的后碳經濟）；也可采取種植足夠多的樹木，形成碳匯，吸收二氧化碳方式形成碳中和。

如在攪拌站管轄范圍內，可采取以下措施，如：

（1）最大限量增加綠化面積

通過植物對二氧化碳的吸收，達到降低二氧化碳排放的目的。

（2）增加無功補償裝置

通過增加攪拌樓無功補償裝置，降低碳排放，提高攪拌站功率因數，減少攪拌樓運行過程耗電量，使攪拌樓節能率達到0.5%～4.3%[7]。

（3）加強攪拌站油耗的管理

影響油耗的因素諸多，主要是各站點車輛的調度、運輸距離、運輸路況、站點攪拌樓生產效率、工地施工情況的復雜程度、設備的維護保養、車輛使用年限以及工作人員操作水平等。

可以通過油耗指標量化考核，加大獎懲措施，將“要求節油”變為“主動節油”；選擇容積大的運輸車，降低單方運輸能耗，在混凝土企業中，按照攪拌機組每盤生產方量的倍數配備攪拌機和攪拌車，可以使攪拌機組和攪拌車的效率最高。

表4 某常規生產的混凝土供應站單方混凝土能耗及綠化植樹

表5 某綠色生產的混凝土供應站C 30生產配合比

表6 某綠色生產的混凝土供應站單方混凝土能耗及綠化植樹

（4）降低行為碳排放

降低行為碳排放是指在工作環境中的人應具備節能的意識，并通過自身的行為達到節能的目的。例如：減少皮帶輸送等設備空載運行；辦公人員在離開辦公室一段時間或下班時應關閉電腦和顯示器、復印機和打印機等辦公設備，空調季節合理設置室內空調溫度，照明系統做到人走燈滅等，做好行為降低碳排放工作。

3.2.2 間接措施

混凝土攪拌站碳中和實現的間接措施可采取碳補償（Carbon Offset）的方式，這種環保方法需要人們計算活動直接或間接制造的二氧化碳排放量，也就是碳足跡，然后通過付錢的方式，讓其他人替自己從大氣中抵消等量的二氧化碳放量，例如：購買碳信用額度（Carboncredit），通過碳交易，實現碳補償（Carbon Offset）。

結語

混凝土攪拌站實現碳中和意義主要體現在以下幾方面：

（1）體現企業的社會責任意識

隨著低碳時代的到來，衡量我們企業的各類價值標準和評價體系也將發生深刻變化。在全球低碳背景下，中國的企業要想把握機會，贏得低碳競爭力，與世界企業同臺競技，就必須以超前的意識、敏銳的動作迎頭趕上，努力擔負起應有的社會責任，進而贏得企業聲譽和社會組織的認同，才能為自身發展創造出更好的環境氛圍，直立時代潮頭，實現企業的可持續發展。

（2）提高行業準入的環保標準門檻

隨著國際市場對低碳標準的逐步提高，我國眾多行業存在尚未制訂行業低碳標準或者低碳標準過低的問題，必然會影響到未來的行業整體市場利益。為此，參與碳中和交易，及早建立嚴格的綠色產品評定標準，通過嚴格的現場檢查和產品檢驗，提高規范行業環保、低碳標準的準入門檻，將低水平、高能耗企業淘汰出行業，即能保證行業整體利益，又能提高企業產品的市場競爭力，有利于樹立企業良好的品牌形象，有利于促進行業的健康發展。

（3）提高同類產品附加值

碳中和攪拌站的實現可以強化企業品牌形象，有利于獲取更多的綠色相關企業獎項，以便提升企業品牌定位。同時，碳中和攪拌站混凝土可以區別于其它同類產品，間接提升銷售價格，增加利潤優勢機會。

[1] 孟昭利. 企業能源審計[M].清華大學出版社，2006.

[2] 易莉，李玉云，彭波，孫克平，葛文強. 商品混凝土能源消耗現狀及節能潛力分析[J].混凝土，2012，87～90（4）

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[4] 高育欣，王軍，徐芬蓮，林喜華，陳景. 預拌混凝土綠色生產碳排放評估[J].混凝土，2011，110～112（3）

[5] 黃浩，王章夫，周群等.預拌混凝土企業低碳化管理[J].商品混凝土，2011（9），12-14

[6] 張云升，孫偉，劉斯鳳.混凝土綠色度量化評價體系的研究[J].工業建筑，2002，32（5）：57～59.

[7] 燕紅俠，牛淑芳.無功補償與提高功率因數及節能降損的關系[J].煤炭技術，2008，44-45