水泥熟料產品碳足跡計算方法探討及實例分析

摘"要：本文通過研究國內外產品碳足跡發展現狀，結合水泥熟料生產工藝，根據某水泥熟料生產企業生產數據，分析認為可以基于生命周期評價方法，對水泥熟料產品碳足跡進行核算與評價。計算與評價可以按以下流程開展：確定功能單位和邊界、 梳理生產工藝流程、 確立分配原則、 數據統計、 計算各階段碳足跡、 形成結論。通過調研與計算，水泥熟料產品碳足跡中，熟料生產階段碳排放量貢獻最大。

關鍵詞：水泥；熟料；產品碳足跡文章編號：2095-4085（2024）07-0238-03

0"引言

因溫室氣體增多而導致的全球變暖，現已成為人類需要面對的重大環境問題之一，因此，減少溫室氣體的排放，已成為人類保護環境和可持續發展的重要議題。對具體某一類型產品引起的溫室效應的分析與評價，一般都是選擇采用碳足跡的計算方法［1］。

“碳足跡”來源于“生態足跡”的概念［2-3］。碳足跡通常是指：以二氧化碳當量（CO2eq）來表示人類生產和生活活動排放的溫室氣體總量。產品碳足跡是對溫室氣體排放在產品層面的量化［4］。產品碳足跡是可量化指標，可以直觀地表示出單位產品的碳排放量。因此，研究水泥熟料的產品碳足跡對該行業綠色降碳具有重要的意義。

水泥熟料生產企業的CO2排放，主要包括：原輔材料帶入排放、生產工藝排放、能源消耗排放［5］。研究、核算與分析水泥熟料產品碳足跡，其重要性意總結為以下幾點：挖掘降碳潛力；履行社會責任，提高企業形象［6］；加快低碳經濟的發展［7］；引導綠色低碳消費。

1"產品碳足跡國內外研究現狀

1.1"國際研究現狀

對于產品碳足跡的研究，國際社會與組織積極推出了有關標準。英國食品管理農業部門委托英國標準化協會（BSI）和英國碳信托公司（Carbon Trust）共同發布了《PAS2050 產品和服務全生命周期溫室氣體排放評估辦法》［8］。該標準為全球第一個研究產品碳足跡方法的標準，現已成為國際社會碳足跡計算、分析、研究的主要參考依據［9］。其評價方法分別為：企業到企業B2B（business-to-business）、 企業到購買者B2C（business-to-consumer）［10］。國際標準化組織（ISO）制定的產品碳足跡準則ISO14067、日本制定的碳足跡標準TSQ0010、世界可持續發展工商組織與世界資源研究院共同制定的《Product and Supply Chain Standards》標準也是現今國際社會廣泛計算及評估產品碳足跡的依據［11］。

1.2"國內研究現狀

我國現階段還沒有發布碳足跡的相關標準。2009年英國標準協會和我國標準化研究院共同發部了《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范（PAS2050：2008）及使用指南》中文版。四川大學億科環境公司推出了ebalance和efootprint 碳足跡評價軟件，建設了全生命周期碳足跡數據庫（CLCD）。在我國產品碳足跡評價工作正在各領域積極開展，但由于開展時間較短，現階段仍存在技術數據匱乏、數據代表性弱、數據質量較低、行業覆蓋面較窄等問題。

通過研究國內外產品碳足跡研究背景，產品碳足跡評價的發展現狀仍存在方法論不統一［12］、國內外數據流通不暢、真實生命周期數據無法獲取等諸多不足之處。

2"水泥熟料產品碳足跡計算方法探討

本文中水泥熟料產品碳足跡的計算與評價過程主要為：確定功能單位和邊界、梳理生產工藝流程、確立分配原則、數據統計、計算各階段碳足跡、形成結論。

2.1"確定功能單位和邊界

確定系統邊界、定義功能單位、數據基準年份。其中，系統邊界可以參考選擇從原料獲取、原料運輸、原料入廠、生產、產品銷售、產品使用、產品報廢中選取其中全部階段或者部分階段。

2.2"梳理生產工藝流程

可以按照原輔材料——中間產品——產品的流程，分析生產各個階段溫室氣體的排放，排放主要由燃料燃燒排放、原輔材料生產工藝排放、外購能源排放等部分組成。

2.3"確定分配原則

生產過程某個單元產生多個產物的情形，需要對各個產物的排放進行分配。

2.4"數據統計

根據生產情況，統計各生產、因子數據。

2.5"計算各階段碳足跡并形成結論

根據各個階段生產排放情況進行計算，主要排放量的公式如下：

CO2e=∑i（ADi×EFi×GWPi）

其中：

AD（Activity Data）：活動數據

EF（Emission Factor）：排放因子

GWP（Global Warming Potential）：全球變暖潛值

i：第i個排放源

3"水泥熟料產品碳足跡計算實例分析

以山東省某家水泥熟料加工廠為例進行分析。

3.1"功能單位及邊界

以該廠2023年1月1日至2023年12月31日生產數據為基礎，計算原輔獲取至產品出廠（搖籃到大門）范圍內的產品碳足跡。

功能單位：1噸水泥熟料產品。

3.2"生產工藝

該企業采用干法熟料生產工藝，該工藝為我國現階段較為通用的水泥熟料生產工藝，該工藝成熟穩定。企業工藝主要是原輔材料的輸送、調配到生料制備、生料入窯燒成熟料。

3.3"分配原則

企業基于計量器具配備較為完善，水泥熟料產品相應生產單元涉及的數據可以明確計量，數據無需進行分配。

3.4"生產數據統計

根據企業2022年生產數據，主要原輔材料使用量如下表1所示。

3.5"碳足跡計算

根據生產數據、排放因子和計算系數，本文按水泥熟料不同產品生命周期階段進行計算。因子及系數取自《中國水泥生產企業溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》、 《中國產品全生命周期溫室氣體排放系數庫》、 《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》、 公司質量日報表。

3.5.1"原料獲取

原料獲取CO2排放量24 970.31t CO2，其中包括石灰石獲取排放、煙煤獲取排放、外購電力排放。

3.5.2"原料運輸

原料運輸階段排放量主要為柴油消耗排放，排放量為2 178.49t CO2。

3.5.3"產品生產

產品生產階段CO2排放量包括化石燃料排放量607 155.50t CO2、 碳酸鹽分解排放1 146 202.45t CO2、 非燃燒碳煅燒排放36 661.80t CO2、 電力消耗32 084.95t CO2。 總計1 822 104.70t CO2。

3.5.4"匯總分析

據上述結算結果，在本次計算范圍內，全廠2023年水泥熟料生產CO2排放總量為1 849 253.50t CO2，水泥熟料生命周期各階段碳排放總量如下表2所示。

4"結論

產品碳足跡作為一種產品生產碳排放指標，研究其全生命周期碳排放數據和反應出的生產情況，對水泥熟料的節能降碳有著重要的意義。本文通過調研國內外水泥產品碳足跡的發展現狀，研究了水泥熟料的適用的計算過程和計算方法，結合實際水泥孰料生產企業生產數據，計算了該企業水泥熟料的產品碳足跡。

（1）通過研究國內外相關標準，本文認為PAS205對水泥熟料產品碳足跡的核算與評價適應性較好。可以基于生命周期評價方法，對水泥熟料產品碳足跡進行計算與評價。

（2）水泥熟料產品碳足跡的計算與評價，可以按以下流程開展：確定功能單位和邊界、梳理生產工藝流程、確定分配原則、數據統計、計算各階段碳足跡、形成結論。

（3）根據調研與計算， 山東省某企業水泥熟料產品碳足跡為865.62kgCO2e/t。 其中熟料生產階段碳排放量貢獻最大， 占總碳排放量的98.53%。

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