團體標準《熱處理行業碳排放核算方法》解讀

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.中國熱處理行業協會，北京 100101)

當前，我國發展面臨世界百年未有之大變局，國內經濟發展不平衡問題依然突出，積極穩妥推進“碳達峰”“碳中和”，破解資源環境約束突出問題依然嚴峻。中國熱處理行業協會一直把宣傳貫徹黨中央和國家的產業政策、指導行業高質量發展作為首要工作[1]，為我國熱處理行業的發展與提高我國機電產品質量水平做出顯著貢獻，為裝備制造業發展提供有力支撐。中國熱處理行業能源消費總量當前仍處于上升階級，機械熱處理是制造領域的重點用能工序，我國熱處理每年耗能約合1000多萬噸標準煤，排放二氧化碳約3000多萬噸[1]，碳排放核算方法決定了行業碳減排政策的合理性與有效性，為盡快摸清熱處理行業碳排放情況，中國熱處理行業協會組織行業技術專家和管理專家歷時一年起草編制了團體標準T/CHTA 009—2022《熱處理行業碳排放核算方法》，并于2022年12月1日發布，2023年1月1日實施。

本文將從標準適用范圍、術語定義、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準進行解讀，方便大家理解使用該標準，從而達到全面提高熱處理企業碳排放核算水平、共同推進熱處理行業低碳發展的目的。

1 適用范圍

標準規定了熱處理單位(企業或車間)直接排放和間接排放二氧化碳量的核算方法，標準適用于編制熱處理行業企業、熱處理車間碳排放評估報告[2]。我國現有各類熱處理加工企業和車間一萬多家，全行業熱處理生產設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到或接近國際先進水平。本文件與其他國內外文件相比更適合我國熱處理行業在進行區域碳核查工作時使用，主要表現在本文件針對熱處理行業能源消費特點規定了熱處理單位(包括熱處理企業和熱處理車間)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構具體情況。

2 術語和定義

本標準規定了“碳排放”定義為：熱處理單位加工生產過程中直接排放和間接排放二氧化碳的行為[2]。本標準起草組一方面收集整理了大量國家發展改革委、生態環境部和國內開展碳排放交易試點地區發布的碳排放核算相關文件，國家下達給各地方的碳排放強度考核目標通常只涉及二氧化碳一種氣體[4]；另一方面在參考鋼鐵、鑄造等其他相關行業碳排放核算相關文件基礎之上，通過大量走訪調研熱處理企業，并委托有資質的第三方機構現場核查發現，二氧化碳排放量占據了熱處理行業溫室氣體排放的主要部分，因此本標準規定熱處理行業碳排放定義為二氧化碳排放量。

本標準規定了“直接排放”定義為：熱處理加工過程由化石燃料(如天然氣等)燃燒產生的碳排放，以及其他由化學反應或物理變化而產生的碳排放[2]。我國熱處理行業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，隨著預混式二次燃燒技術和全氧燃燒等先進技術的推廣，我國熱處理行業天然氣和液化氣直接排放二氧化碳仍有一定減排空間。我國熱處理行業每年消耗淬火油10多萬噸，加強淬火油回收再生，實現了淬火油循環再使用，也應當引起行業重視。

本標準規定“間接排放”定義為：因本熱處理單位熱處理加工生產引起，但由其他單位持有或控制的排放源所產生的碳排放[2]。這里通常指熱處理生產過程中電耗量，目前我國熱處理生產過程中平均電耗量為600 kWh/t左右，部分規模以上企業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約200 kWh電耗計算，現在全國熱處理行業每年節電達100億kWh，約合40億噸標準煤，每年僅節電減少二氧化碳排放量700萬噸。

3 碳排放源的識別

本標準規定我國熱處理行業碳核查核算范圍，標準規定：熱處理單位評估核算二氧化碳排放量，包括生產系統和輔助生產系統，不包括為生產服務的其他附屬系統，如食堂、車輛等。直接生產系統主要以熱處理加工設備為主，碳排放源包括但不限于天然氣爐、電爐等，輔助生產系統包括但不限于動力、供電、供水等[2]。為界定碳核查核算范圍，本標準起草組參照了中國國家標準GB/T 32150《工業企業溫室氣體排放核算和報告通則》和國際標準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范性指南》，明確我國熱處理行業碳核查核算范圍包括生產系統和輔助生產系統，并在江蘇和陜西等地區熱處理企業進行試點驗證，確保該核算范圍具有科學性、規范性和可操作性。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

本標準起草組按照表1進行碳核查范圍核算，并委托國內某第三方碳核查檢測機構對以上地區11家試點熱處理企業進行現場碳足跡進行了核查，經過對比分析，本標準起草組與第三方碳核查檢測機構核算結果一致。

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，應遵守科學、準確、公正的原則，盡可能減少評估的偏差與不確定，本標準規定：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行核算評估，間接排放按照企業外購電力(或其他直接動力源)總和進行核算評估[2]。為了確保評估科學性，本標準起草組在編制過程中，按照優先采用國家正式頒布的相關文件，并結合熱處理行業特性，選用經論證研究的參數和方法，確保評估結果應能客觀反映熱處理行業碳排放的實際情況；為了確保評估準確性，本標準起草組堅持“不重不漏”的原則，對收集國家發布的碳排放政策、文件、法規、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，本標準起草組對標準原始資料、評估原始數據、標準基礎數據等真實性負責，確保標準在在最大范圍內便于使用的前提下公正評估。

4.2 直接碳排放量核算

本標準規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，%。

本標準規定生產過程排放量Cd主要基于滲碳工藝過程產生的排放Cc和淬火清洗過程中所消耗的淬火和清洗介質產生的排放Cj計算得到，按式(2)計算

Cd=Cc+Cj

(2)

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

本標準規定熱處理單位間接排放量為外購電力產生的二氧化碳排放，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

本標準規定碳排放評估應在熱處理單位正常工況下進行，按月/季度/年進行統計，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

本標準規定碳排放評估報告的內容應包括：熱處理單位概況(基本情況、生產工藝、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、數據來源、匯總)，碳排放量結論(排放信息表、分析及改進意見)，評估單位(報告人、審核人)等內容和信息。

綜上所述，本標準結合國家“碳達峰”“碳中和”相關政策要求，針對我國熱處理行業發展現狀，提出我國熱處理行業碳排放核算方法，經過實踐驗證，可操作性較強，能夠較好地指導我國熱處理企業開展碳排放評估。近年來，我國熱處理行業低碳清潔生產雖取得了較快進步，但與工業發達國家相比在節能減排方面仍存在一定差距。本標準的實施，將有利于促進我國熱處理企業優化生產管理、提升設備工藝和推進節能減排技術，取得環境和經濟效益雙贏；有利摸清我國熱處理行業碳排放實際情況，為下一步熱處理行業“碳達峰”“碳中和”行動方案提供技術支撐，助力我國熱處理行業低碳發展。