工業(yè)企業(yè)減碳降碳基本邏輯和方法路徑分析

姜濤 潘燕寧 蔡宇凌 工業(yè)和信息化部電子第五研究所（環(huán)境與綠色發(fā)展中心）

2020年9月22日，我國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出力爭在2030年前實現(xiàn)“碳達峰”，爭取在2060年前實現(xiàn)“碳中和”的目標。該目標不僅體現(xiàn)了我國的大國擔當，而且有利于促進我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)綠色升級，推動生態(tài)文明建設(shè)。目前我國仍處于工業(yè)化和城市化進程當中，碳減排壓力巨大。工業(yè)是碳排放的重要領(lǐng)域之一，2020年我國工業(yè)領(lǐng)域碳排放總量約為79億t，約占全國碳排放總量的69%。工業(yè)企業(yè)是工業(yè)的基本單元，推動工業(yè)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，做好減碳降碳工作，對我國實現(xiàn)整體“雙碳”戰(zhàn)略具有重要意義。本文在分析工業(yè)企業(yè)碳排放類型及現(xiàn)有核算方法的基礎(chǔ)上，提出了工業(yè)企業(yè)減碳降碳基本邏輯，同時構(gòu)建了可指導(dǎo)工業(yè)企業(yè)開展減碳降碳工作的方法路徑。

1 工業(yè)企業(yè)減碳降碳壓力及需求

從國際、國內(nèi)以及整個市場的發(fā)展趨勢來看，綠色低碳轉(zhuǎn)型是企業(yè)生存和發(fā)展的必由之路，工業(yè)企業(yè)應(yīng)當充分理解外界環(huán)境對其帶來的減碳降碳壓力和需求。

1.1 國際政策環(huán)境

全球碳中和進程已成為不可阻擋的歷史浪潮，國際經(jīng)濟秩序和貿(mào)易規(guī)則也隨之在發(fā)生著變化。2021年7月14日，歐盟將碳邊界調(diào)整機制寫入《歐洲綠色新政》，擬從2026年開始對電力、鋼鐵、水泥、鋁、化肥等五個領(lǐng)域進口產(chǎn)品征收碳排放費用。另外《，歐盟電池與廢電池法規(guī)》要求從2024年7月起，只有建立碳足跡聲明的可充電工業(yè)和電動汽車電池才能投放市場。這些國際政策的出臺，對我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生影響。

1.2 國內(nèi)政策環(huán)境

為深入貫徹落實“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略決策，我國政府出臺了一系列政策文件。在《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》兩份頂層文件發(fā)布之后，2022年8月《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》隨之而來，其中明確提出“到2025年，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社會下降幅度，重點行業(yè)二氧化碳排放強度明顯下降。確保工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放在2030年前達峰”，此外重點行業(yè)及部分省市的碳達峰實施方案也陸續(xù)出臺，這些文件都對工業(yè)碳排放和能源效率等提出了新要求。

1.3 市場環(huán)境

國際國內(nèi)綠色低碳政策引導(dǎo)著全社會市場需求的綠色意識逐步提升，例如市場需要企業(yè)從環(huán)境、社會和公司治理三個維度評估企業(yè)經(jīng)營的可持續(xù)性及對社會價值觀念的影響。還有在汽車工業(yè)市場競爭中，新能源汽車的碳足跡也成為了關(guān)注點。同時，隨著大眾綠色消費意識的不斷增強，生活方式綠色化倒逼生產(chǎn)方式實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，促使終端產(chǎn)品企業(yè)開展綠色供應(yīng)鏈管理，從而實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)鏈的低碳化發(fā)展。

2 工業(yè)企業(yè)碳排放分析

依據(jù)《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報告通則》，工業(yè)企業(yè)碳排放包括燃燒排放、間接排放和過程排放。燃燒排放是指生產(chǎn)中燃燒化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳，包括固定源（如燒結(jié)機、鍋爐等燃燒設(shè)備）和移動源（如廠內(nèi)運輸車輛等）排放；間接排放是因企業(yè)使用外購電力、熱力，在發(fā)電和產(chǎn)熱過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放；過程排放是生產(chǎn)過程中，除燃料燃燒之外的物理或化學變化產(chǎn)生的二氧化碳，如水泥熟料煅燒、煉鐵等工序由外購含碳原料分解或氧化而產(chǎn)生的二氧化碳排放。

國際上的《溫室氣體核算體系》（GHG）將溫室氣體排放分為三個范圍：“范圍一”（直接排放）是企業(yè)內(nèi)部所擁有或控制的碳排放，包括燃燒排放和過程排放；“范圍二”（間接排放）是源自于企業(yè)的運行結(jié)果，但排放源為其他公司所擁有或控制的碳排放；“范圍三”是企業(yè)在“范圍二”之外的間接碳排放，包括企業(yè)供應(yīng)鏈上下游產(chǎn)生的所有碳排放，如上游原材料采掘和生產(chǎn)過程中的碳排放、消費者使用本企業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)生的碳排放等。

目前，國內(nèi)標準在核算企業(yè)碳排放的過程中，只計算“范圍一”和“范圍二”，并不考慮“范圍三”。但從供應(yīng)鏈管理的角度看，只有考慮從上游承接的和向下游傳遞的間接碳排放（“范圍三”）才能帶動更多企業(yè)開展減碳降碳工作。對“范圍三”碳排放進行核算，不僅能促進企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，還能有效引導(dǎo)企業(yè)選擇綠色供應(yīng)商和客戶，進而在全供應(yīng)鏈范圍內(nèi)進行碳排放的整體規(guī)劃。工業(yè)企業(yè)碳排放類型及其核算范圍關(guān)系如圖1所示。

3 工業(yè)企業(yè)減碳降碳基本邏輯

通過對工業(yè)企業(yè)碳排放類型和現(xiàn)有核算范圍的分析，結(jié)合目前工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型趨勢和相關(guān)工作實際推動難度，工業(yè)企業(yè)可從使用低碳清潔能源、降低能耗提高能效、降低物耗和資源綜合利用四個層次，逐步推動自身的減碳降碳工作，其基本邏輯如圖2所示。當然，碳捕集利用與封存技術(shù)可更直接的幫助企業(yè)降碳，但對于大多數(shù)工業(yè)企業(yè)而言，這些技術(shù)的適用性有限。

通過使用低碳清潔能源，可直接降低“范圍一”的碳排放量。另外，降低能耗提高能效是我國工業(yè)領(lǐng)域長期開展的工作，可幫助企業(yè)降低“范圍二”的碳排放量。我國政策對這兩個層面的工作持續(xù)進行引導(dǎo)甚至考核，其減碳降碳效果立竿見影，是推動工業(yè)企業(yè)減碳降碳的基礎(chǔ)性工作。

為更充分地滿足低碳發(fā)展的需求，工業(yè)企業(yè)還應(yīng)加強降低物耗和資源綜合利用工作，以降低產(chǎn)品碳足跡，甚至帶動上下游企業(yè)減碳。降低“范圍三”的碳排放量，是促使企業(yè)減碳降碳的突破性工作。

4 工業(yè)企業(yè)減碳降碳方法路徑

實現(xiàn)上述四個步驟，相關(guān)技術(shù)方法和模式會因地域、行業(yè)和企業(yè)規(guī)模的差別而不同，詳見圖3。

4.1 使用低碳清潔能源

使用低碳清潔能源的核心工作在于減少生產(chǎn)制造過程中的化石能源使用。目前國內(nèi)很多地方政府在推動“煤改氣”“油改氣”，雖然天然氣燃燒也會帶來碳排放，但其碳排放強度要低很多，這屬于使用低碳清潔能源的過渡方式。對于有條件的企業(yè)，應(yīng)提升其電氣化水平，電能消耗會給企業(yè)帶來“范圍二”的碳排放，但隨著我國電力結(jié)構(gòu)清潔化，電氣化將使工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生明顯的減碳降碳效果。除此以外，企業(yè)應(yīng)充分利用內(nèi)部條件，開發(fā)屋頂光伏、分散式風電等可再生能源。

4.2 節(jié)約能源

節(jié)能是一項專業(yè)且系統(tǒng)的工作，需要從能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)、管理等多個方面去分析問題。使用高效節(jié)能設(shè)備是節(jié)能工作中路徑簡單且效果顯著的方法，例如水泥企業(yè)使用高能效低氮預(yù)熱器、分解爐、燃燒器等，可減少約15%的碳排放。同時，節(jié)能低碳工藝技術(shù)是關(guān)鍵，例如在化學反應(yīng)工序使用高活性催化劑，增加反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)周期，從而降低化學反應(yīng)的能耗。再比如我國鋼鐵行業(yè)以長流程為主，通過采用流程更短的短流程工藝可有效減少碳排放。另外，企業(yè)還應(yīng)關(guān)注用能過程的控制，如通過加強能源計量、建立信息化系統(tǒng)實現(xiàn)用能的精細化監(jiān)控和管理，通過優(yōu)化電能質(zhì)量、建立智能微電網(wǎng)和加強余熱回收利用等方式提高能效。

4.3 減少物耗

降低物耗貫穿于企業(yè)的整個生產(chǎn)及管理過程。在設(shè)計環(huán)節(jié)，通過綠色設(shè)計力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度降低資源消耗，從而帶動減碳降碳。有研究表明，將陶瓷產(chǎn)品厚度降至傳統(tǒng)陶瓷磚的1/3，節(jié)省超過60%原材料的同時，也可減排20%~30%二氧化碳。在生產(chǎn)制造過程，加強管理，優(yōu)化工業(yè)流程，減少跑冒滴漏，提高數(shù)字化水平，加強精細化控制技術(shù)，可減少物料消耗和廢物產(chǎn)生。在倉儲環(huán)節(jié)，通過加強管理或信息化手段減少倉儲量，不僅可以減少倉儲空間，還可減少因管理不到位而造成的物料損耗。

4.4 資源綜合利用

目前，常見的資源綜合利用途徑有：替代工業(yè)原料，如煤矸石代替焦炭生產(chǎn)磷肥；回收能源，如造紙企業(yè)在制漿過程中回收黑液作為生物質(zhì)替代燃煤；廢物中高附加值金屬的提取，如印制電路板企業(yè)用電解法從蝕刻液中回收銅，同時再生蝕刻液；此外還有廢液的再生利用和廢水的回收利用等。對于不能在企業(yè)內(nèi)部直接利用的廢物，可能會是其它行業(yè)、企業(yè)的資源，該過程也會對企業(yè)起到直接或者間接的減碳效果。

5 結(jié)語

工業(yè)企業(yè)的減碳降碳工作是一項系統(tǒng)性工程，本文梳理出了使用低碳清潔能源、降低能耗、減少物耗和資源綜合利用四個步驟，涉及產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、原材料的選用、能源結(jié)構(gòu)、用能方式、設(shè)備設(shè)施、生產(chǎn)工藝、倉儲備料和精益管理等企業(yè)生產(chǎn)運行過程的方方面面。因此，工業(yè)企業(yè)要做好減碳降碳工作，需要在理解其基本邏輯和方法步驟的基礎(chǔ)上，根據(jù)本文構(gòu)建出的方法路徑，結(jié)合企業(yè)實際，設(shè)計出適合于自身的減碳降碳工作方案和規(guī)劃。

同時，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)企業(yè)在實踐以上減碳降碳方法路徑的過程中，可進一步提升能源、資源和碳排放管理水平，深化生產(chǎn)制造過程的數(shù)字化應(yīng)用，助力全面深入降碳。