紡織印染企業碳排放核算及降碳措施

歐陽順怡 佛山市眾誼節能環保有限公司

佛山市某紡織印染有限公司是一家高檔牛仔面料、針織布研發、生產、營銷的大型現代化紡織印染企業，年碳排放量接近10 萬tCO2。為做好碳資產管理，該公司開展了2022 年碳核算工作，分析重點排放環節，提出原材料替代、工藝改進、設備升級改造等一系列降碳措施，有效促進企業節能低碳綠色化轉型升級。

1 邊界范圍

根據《廣東省紡織企業二氧化碳排放信息報告指南（試行）》（簡稱《指南》），企業碳核查邊界包括生產系統、附屬生產系統、輔助生產系統。其中，生產系統包括坯布或紗線的前處理、印染、后整理等；輔助生產系統包括動力、供電、供水、機修、庫房等；附屬生產系統包括辦公室、廠內職工食堂等。

2 確定排放源

企業主要能源種類為天然氣、蒸汽、電力，且均為外購；使用原輔材料包括冰醋酸、純堿等碳酸鹽化學品，生產廢水通過收集后排入園區污水處理廠集中處理。因此，企業排放源包括化石燃料燃燒二氧化碳排放、工業生產過程二氧化碳排放、企業凈購入的電力消費引起的二氧化碳排放、企業凈購入的熱力消費引起的二氧化碳排放。

3 活動數據及排放因子的選取

3.1 活動數據

通過對能源發票、產品產量臺賬、化學品領用表等材料的核對，統計整理2022 年全廠及各工序能源與碳酸鹽化學品使用情況（見表1）。

表1 2022年能源及碳酸鹽化學品使用情況表

3.2 排放因子選取

3.2.1 化石燃料燃燒排放計算排放因子

企業化石燃料主要是天然氣，根據《指南》，天然氣單位熱值碳含量15.3gCO2/MJ，則化石燃料燃燒的二氧化碳排放因子計算見式（1）。

式中EF—化石燃料的二氧化碳排放因子，tCO2/GJ；CC—燃料的單位熱值含碳量，tC/GJ（由于企業沒有檢測天然氣的碳含量，采用《指南》附錄 C 所提供的參考值）； 44/12 —CO2和C 之間的分子量比值。由式（1）計算，EF=CC×44/12×10-6=15.3×（44÷12）×10-6=0.0561tCO2/GJ。

3.2.2 工業過程排放計算排放因子

企業主要使用冰醋酸、純堿等碳酸鹽化學品，冰醋酸分子質量為60，含碳量為0.4（12/60），因未進行檢測，純度按100%；純堿分子質量為106，含碳量為0.113（12/106），因未進行檢測，純度按100%。

3.2.3 凈外購電力和熱力排放計算排放因子

根據《指南》，凈外購電力和熱力排放計算排放因子分別為6.379tCO2/萬kWh 和0.1tCO2/GJ。

4 碳排放量核算及分析

4.1 化石燃料燃燒排放

活動水平數據見式（2）。

式中AD—化石燃料的活動水平，GJ；NCV—天然氣的平均低位發熱量，GJ/萬 Nm3（采用實測數據）；FC—天然氣的凈消耗量，萬 Nm3。

天然氣用量為165 萬m3，根據天然氣檢驗報告，天然氣平均低位熱值為329GJ/萬Nm3，活動水平為A D=N C V×F C=3 2 9 G J/ 萬 N m3×1 6 5 萬Nm3=54285GJ。

化石燃料燃燒排放計算見式（3）。

式中E燃燒—天然氣燃燒產生的 CO2排放量，tCO2；AD—天然氣化石燃料的活動水平，GJ；EF—天然氣化石燃料的二氧化碳排放因子，tCO2/GJ。

天然氣活動水平為54285GJ，排放因子為0.0561tCO2/GJ，化石燃料燃燒排放E燃燒=AD×EF=54285GJ×0.0561tCO2/GJ÷1000=3045.39tCO2。

4.2 過程排放

核算年度內的過程排放量計算見式（4）。

式中E過程—核算年度內的過程排放量，tCO2；F碳酸鹽—碳酸鹽的消耗量，t；fi—碳酸鹽的純度，%（企業未作實際測量時，取100%）；Pi—碳酸鹽的利用率，%（企業未作實際測量時，取100%）； 44 —二氧化碳的相對分子質量；M碳酸鹽—碳酸鹽的相對分子質量。

4.2.1 冰醋酸

企業染色過程采用冰醋酸，其純度、利用率取100%。冰醋酸分子量為60，已知2022 年冰醋酸用量為820t，結合冰醋酸含碳量、二氧化碳與碳相對分子質量比值計算，過程排放為E過程（冰醋酸）=F碳酸鹽×fi×pi×44/M碳酸鹽=820×100%×100%×（24÷60）×（44÷12） =1202.67tCO2。

4.2.2 純堿

染色過程采用純堿，其純度、利用率取100%，純堿分子量為106，已知2022 年純堿用量為820t，過程排放為E過程（純堿）=F碳酸鹽×fi×pi×44/M碳酸鹽=180×100%×100%×（44÷106） =74.72tCO2。

4.2.3 工業生產過程排放量

工業生產過程排放為E過程=E過程（冰醋酸）+E過程（純堿）=1277.39tCO2。

4.3 凈購入電力產生的排放

凈購入電力產生的排放量計算見式（5）。

式中E電—凈購入電力所對應的電力生產環節二氧化碳排放量，tCO2；AD電—核算和報告年度內的凈外購電力量，MWh；EF電—外購電力二氧化碳排放因子，tCO2/MWh。

企業2022 年用電量為3180 萬kWh，電力排放因子6.379tCO2/萬kWh，購入電力產生的排放為E電=AD電×EF電=3180 萬kWh×6.379tCO2/ 萬kWh=20285.22tCO2。

4.4 凈購入熱力的排放

凈購入熱力的排放量計算見式（6）。

式中E熱—凈購入熱力所對應的熱力生產環節二氧化碳排放量，tCO2；AD熱—核算和報告年度內的凈外購熱力，GJ；EF 熱—年平均供熱排放因子，tCO2/GJ。

企業2022 年熱力為731308GJ，熱力排放因子0.1tCO2/萬kWh，購入熱力產生的排放為E熱=AD熱×EF熱=731308GJ×0.1tCO2/萬kWh =73130.8tCO2。

4.5 企業碳排放量

某紡織印染企業的碳排放量計算見式（7）。

式中E—企業二氧化碳排放總量，tCO2；E燃燒—企業的化石燃料燃燒排放量，tCO2；E過程—過程排放量，tCO2；E電—企業凈購入的電力消費的排放量，tCO2；E熱—企業凈購入的熱力消費的排放量，tCO2。

某紡織印染企業的碳排放量為E=E燃燒+E過程+E電+E熱=97738.8tCO2。

4.6 各排放源排放比例及分析

各排放源中，凈購入熱力碳排放量為第1 位，占整體排放量的74.82%。熱力主要用于染色工序，其中企業牛仔面料經紗靛藍或硫化染料染色時，需要連續浸染、氧化，生產工藝流程長、上漿率低，排污多，且耗用大量的電和蒸汽；針織布染色設備為傳統的溢噴染色機，其浴比均在1：12 以上，不僅水、汽和染化料消耗大，防縮機、染色機等蒸汽加熱設備的冷凝水直接排放，浪費大量熱量。

凈購入電力碳排放量為第2 位，占整體排放量的20.75%。企業大部分設備使用年限長達10a 以上，設備生產效率低，且水泵、風機等設備均為定頻，用電相對較大。

化石燃料燃燒碳排放量占第3 位，占整體排放量的3.12%。使用化石燃料燃燒的設備包括燒毛機、定型機。據企業熱平衡測試資料可知，定型機生產時有效熱能僅為總加熱量的30%，散熱損失達到70%，其中廢氣排放損失熱量占60%。

染色工序大量使用冰醋酸、純堿，而冰醋酸在染色生產過程中會產生二氧化碳，增加整體碳排放量。

5 降碳措施

5.1 減少工藝耗熱

5.1.1 牛仔面料經紗染色采用環保涂料

在漿染聯合機上對紗線進行陽離子改性處理，涂料打底再套染靛藍或硫化染料，以耐漂洗高色牢度的涂料進行打底，代替部分靛藍染槽，簡化染色工藝流程、減少靛藍染槽數量降低排污。同時，涂料染色過程中，無需加熱，實現常溫染色，降低能耗；涂料染色不再用到鹽、堿、還原劑等助劑，一浸一扎的染色方式使生產工藝路線縮短。通過采用環保涂料，減少蒸汽用量80%，即系節省熱力230000GJ，減碳量為23000tCO2。

5.1.2 泡沫染色

泡沫染色是將染色工作液通過發泡機充入一定比例空氣，制成泡沫體系后，通過施泡機施加于織物上的一種低給液染色工藝。使用空氣代替部分的水作為稀釋劑，把染整工作液從液體形態轉變為泡沫形態，再使用泡沫工藝將化學品施加到織物上去，可使織物的帶液率從常規浸軋的60%～70%降低到20%～30%，大大減少干燥過程中所需的熱能。通過工藝改進，節水95%，節電65%，節約蒸汽70%，減碳量5000tCO2。

5.2 提升蒸汽利用效率

5.2.1 定型機廢氣余熱回收

通過采用三段式智能氣氣交換余熱回收裝置，經3 個階段（高溫、中溫和低溫）連續放熱降溫，新鮮空氣連續吸熱升溫，加熱后的新鮮空氣進入定型機、烘干機和烘箱作為熱循環風，有效提高熱效率，可降碳15%以上。

5.2.2 蒸汽冷凝水回收利用

企業使用大量的蒸汽加熱設備，其高溫冷凝水具有一定的余熱回收價值。建議企業通過集水池收集高溫冷凝水，將部分冷凝水回用到染色工序還原水洗中，可降碳5%。

5.3 提升綠色電力利用水平

企業生產車間屋頂均為混凝土屋面，非常利于實施光伏發電。根據車間屋面面積，太陽能光伏板的安裝面積約為22000m2，裝機容量為3.4MW，年發電量340 萬kWh，可減碳2169tCO2。

5.4 減少碳酸鹽消耗

染色酸一種復合有機酸,主要成份為有機酸和無機酸復配物，可代替冰醋酸作為各種酸性的中和劑和pH 值調節劑。同時，通過染色酸替代冰醋酸，可以減少生產過程中碳排放。

代堿劑是一種高濃縮湲沖有機液體堿，在棉纖維活性染料染色中可以1/8～1/10的用量代替傳統工藝中的純堿來固色,有效降低純堿使用量，從而降低生產過程中的碳排放量。

5.5 設備升級改造

對部分使用年限10a 以上的設備進行更換淘汰，且選用節能環保設備，如高溫低浴比氣液兩用染色機，染浴比可達1：4；染棉每噸耗水50 ～60t，比傳統染色機節水50%以上，節省助劑和蒸汽40%以上。

5.6 建設能源數據采集系統

通過配備智能化計量儀表，建立三級能源計量網絡采集點，實現對主要設備和工序能耗的實時監控和分析；同時，通過測試、數據分析，更好地掌握能源管網及各單元用能狀況、設備能源利用現狀，針對性的采取措施，提高企業能源資源的利用率，進一步減少碳排放量。

6 結語

通過碳排放核算分析，可制定低碳發展路線，拓展減排項目，豐富自身碳資產儲備，有效降低履約成本及風險，實現碳資產增值保值，促進企業綠色低碳轉型和高質量發展。