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文档简介
产品碳足迹量化方法预拌混凝土范围本文件规定了预拌混凝土碳足迹量化的相关要求。本文件适用于预拌混凝土产品。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则GB/T14902预拌混凝土GB/T19001质量管理体系要求GB/T23331能源管理体系要求GB/T24001环境管理体系要求及使用指南GB/T24025环境标志和声明III型环境声明原则和程序GB/T24040环境管理生命周期评价原则与框架GB/T24044环境管理生命周期评价要求与指南GB/T24050环境管理术语GB/T32150工业企业温室气体排放核算和报告通则ISO14067温室气体—产品的碳足迹—量化和交流的要求和指南(Greenhousegases-Carbonfootprintofproducts-Requirementsandguidelinesforquantificationandcommunication)PAS2050商品和服务生命周期温室气体排放评估规范(Specificationfortheassessmentofthelifecyclegreenhousegasemissionsofgoodsandservices)IPCC国家温室气体清单指南(GuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories)EN15804建筑工程的可持续性—环境产品声明—建筑产品类别的核心规则(Sustainabilityofconstructionworks-Environmentalproductdeclarations-Corerulesfortheproductcategoryofconstructionproducts)EN16757-2022建筑工程的可持续性—环境产品声明—混凝土和混凝土构件的产品类别规则(Sustainabilityofconstructionworks—Environmentalproductdeclarations—ProductCategoryRulesforconcreteandconcreteelements)术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1产品碳足迹carbonfootprintofaproduct,CFP产品系统中温室气体的排放量和清除量之和,以二氧化碳当量为单位表征,基于使用气候变化单一影响类别的生命周期评价。[来源:ISO14067:2018,3.1.1.1]3.2产品种类productcategory具有同等功能的产品组群。[来源:GB/T24025-2009,3.12]3.3产品种类规则productcategoryrules,PCR对一个或多个产品种类进行Ⅲ型环境声明所必须满足的一套具体的规则、要求和指南。[来源:GB/T24025-2009,3.5]3.4产品碳足迹—产品种类规则carbonfootprintofaproduct-productcategoryrules,CFP-PCR对一个或多个产品种类的产品碳足迹量化和表述所必须满足的一系列具体规则、要求和指南。[来源:ISO14067:2018,3.1.1.10]3.5二氧化碳当量carbondioxideequivalent,CO2e在辐射强度上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量。注1:二氧化碳当量等于给定温室气体的质量乘以它的全球变暖潜势值。[来源:GB/T32150-2015,3.16]3.6全球变暖潜势globalwarmingpotential,GWP将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数。[来源:GB/T32150-2015,3.15]3.7排放因子emissionfactor表征单位生产或消费活动量的温室气体排放的系数。[来源:GB/T32150-2015,3.13]3.8碳氧化率carbonoxidationrate燃料中的碳在燃烧过程中被完全氧化的百分比。[来源:GB/T32150-2015,3.14]3.9温室气体排放greenhousegasemission,GHGemission释放到大气中的温室气体。[来源:ISO14067:2018,3.1.2.5]3.10温室气体清除greenhousegasremoval,GHGremoval从大气中吸收的温室气体。[来源:ISO14067:2018,3.1.2.6]3.11功能单位functionalunit用来作为基准单位的量化的产品系统性能。[来源:GB/T24040-2008,3.20]3.12系统边界systemboundary通过一组准则确定哪些单元过程属于产品系统的一部分。[来源:GB/T24040-2008,3.32]3.13单元过程unitprocess进行生命周期清单分析时为量化输入和输出数据而确定的最基本部分。[来源:GB/T24040-2008,3.34]3.14数据质量dataquality数据在满足所声明的要求方面的能力特性。[来源:GB/T24040-2008,3.19]3.15取舍规则cut-offcriteria对与单元过程或产品系统相关的原料或能量流的数量或温室气体排放影响重要性程度是否被排除在产品碳足迹研究范围之外所做的规定。[来源:GB/T24040-2008,3.18,有修改]3.16分配allocation将过程或产品系统中的输入和输出流划分到所研究的产品系统以及一个或更多的其他产品系统中。[来源:GB/T24040-2008,3.17]3.17活动数据activitydata导致温室气体排放的生产或消费活动量的表征值。注2:如各种化石燃料的消耗量、原材料的使用量、购入的电量、购入的热量等。[来源:GB/T32150-2015,3.12]3.18敏感性分析sensitivityanalysis用来评估所选用方法和数据对产品碳足迹研究结果影响的系统化程序。[来源:GB/T24044-2008,3.31,有修改]3.19不确定性uncertainty与具有离散值特征的量化结果相关的参数,而各离散值可合理地归因于经量化的量。[来源:ISO14067-2018,3.1.6.4]3.20生命周期lifecycle产品系统中前后衔接的一些列阶段,从自然界或从自然资源中获取原材料,直至最终处置。[来源:GB/T24040-2008,3.1]3.21温室气体greenhousegas大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。注3:有关温室气体清单,请参阅最新的政府间气候变化专门委员会评估报告。[来源:GB/T32150-2015,3.1]3.22共生产品co-product同一单元过程或产品系统中产出的两种或两种以上的产品。[来源:GB/T24044-2008,3.10]3.23预拌混凝土ready-mixedconcrete在搅拌站(楼)生产的、通过运输设备送至使用地点的、交货时为拌合物的混凝土。[来源:GB/T14902-2012预拌混凝土,3.1]4功能单位4.1产品描述产品描述应使用户能够明确的识别产品,至少应包含以下内容:a)产品名称(型号、规格、分类及用途);b)产品的组成及生产工艺流程图;c)产品的主要技术参数和性能;d)产品满足相关质量标准的证明文件;e)产品所获取的其他标志等。4.2功能单位生产1立方米(m3)预拌混凝土产品。5系统边界5.1系统边界要素在设立系统边界时,以下内容也应被考虑:产品生产阶段(A1-A3)A1原材料提取和加工,包括输入的二次材料的加工;a)原料的提取和加工,包括水泥、骨料、外加剂、添加剂、纤维等原料的制造和加工。再利用从上一产品系统中得到产品或材料;c)二次材料加工,用于制造产品的输入,但不包括作为上一个产品系统的废弃物处理部分的过程;d)利用初级能源发电、蒸汽和供热,包括其开采、精炼和运输;e)二次燃料的能量回收和其他回收过程,但不包括作为上一个产品系统废弃物处理部分的过程;A2运输到生产商处;运输至工厂大门及内部运输;注1:运输原材料,上游产品和燃料到工厂。注2:工厂内部运输。A3生产;辅助材料或预制品的生产;产品及其副产品的生产;包装的生产;可能包括以下内容:生产搅拌设备使用的辅助材料,包括但不限于润滑油、发动机油、传送带;生产现场的运输活动;该模块中达到废弃阶段的任何输出物的填埋、处理和处置;污水处理过程中材料和设备的使用;生产过程中使用的能源。从预拌、现场混合或预制厂离开系统的生产废物,在达到废物状态结束时,应作为副产品处理。如果生产废料在内部重复使用,它将成为模块A3的一部分。在生产混凝土时,产生的废弃物价值较低,因此应该使用经济分配方法来进行处理。通常情况下,废弃物对主要产品的影响可以一起考虑。如果这些废弃物可以在内部再次使用,则可以将其视为主要产品的一部分。一些基础设施设备(如模具或沟槽箱)可重复使用的次数有限。在这种情况下,应在产品生产阶段通过将其总影响除以使用次数来考虑其影响。产品施工阶段(A4-A5)A4将混凝土运至现场;由于运输途中可能导致预拌混凝土的损失,因此这些损失的补偿应包含在A4模块中。A5安装在建筑或土木工程中;预拌混凝土的施工和安装过程可能包括以下内容:功能单元所需的钢筋和其他产品(仅适用于功能单元,不适用于申报单元);任何与浇筑混凝土有关的工序(例如浇筑、泵送、振动和养护)或与使用钢材或其他产品有关的工序;任何需要的临时工程(例如模板、脚手架)都应该考虑在内。如果可以重复使用临时工程,则应将任何影响除以使用次数进行计算;分配给该阶段的场景中包括的任何其他过程和材料;在此阶段发生的任何损失。产品使用阶段(B1-B7)对于环境排放而言,当在使用阶段考虑碳化时,应在模块B1中考虑。B2阶段中,对于某些建筑混凝土,应考虑任何定期需要的清洁。B3、B4阶段中,对于非结构性混凝土,如果其寿命短于建筑物的预期使用寿命,则可以进行更换以适应建筑工程功能的变化。B5、B6、B7暂时不涉及。寿命终止阶段(C1-C4):混凝土寿命终止时的碳化。当考虑到混凝土碳化引起的CO2吸收时,应将其包括在发生碳化的各个模块中。在长期储存的情况下,这种储存的持续时间和进入垃圾填埋场的破碎混凝土的比例应基于统计数据或常见做法,并记录在案。注:在某些地区,已经被破碎并加工过的混凝土,在拆除现场无限期存放时会重新变成废物。在这种情况下,只有当存在需求并且分配了特定市场,并将破碎的混凝土从现场移除时,才能确定其合法的废物终止状态。系统边界以外的效益和负荷(D)D再利用、回收或循环再造潜力,以净影响及效益表示。当模块D应用于预拌混凝土时,可以用于混凝土和其他成分的回收。超过功能等效点的碳化不应在模块D中声明,但可以作为与使用再生混凝土相关的附加信息进行沟通。应基于当地可用数据和国家法规,评估哪些成分的数量(百分比)达到废物状态的终点。今天,在技术上,(压碎的)混凝土和钢材都有可能在正确分类后完全达到废物阶段的终点。例如,如果再生混凝土用作新混凝土中的骨料,则再生混凝土骨料将取代模块A1-A3中使用的原始天然骨料。其益处可在模块D中声明。图1预拌混凝土的系统边界5.2系统边界设定若计划向公众公开产品碳足迹评价结果,可采用以下两种形式:——涵盖整个生命周期阶段(从“摇篮”到“坟墓”)的产品碳足迹评价(A1-C4);——从原材料获取到产品离开组织(“摇篮”到“大门”)的产品碳足迹评价(A1-A3)。表1预拌混凝土产品碳足迹评价的系统边界(生命周期阶段和信息模块)生产阶段施工阶段使用阶段寿命终止阶段系统边界以外的效益和负荷A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5B6B7C1C2C3C4D原材料供应运输生产运输建设与施工使用维护修理更换翻新运营用能运行用水拆除运输废物处置废弃处理再利用、回收或循环再造潜力从摇篮到大门可选生命周期阶段/信息模块可选从摇篮到坟墓可选5.3系统边界排除以下温室气体排放和清除不应纳入系统边界:a)过程中的人力输入,人力活动和人事相关活动(差旅、家具、办公操作和用品);b)消费者往返零售点的交通;c)员工通勤;d)畜力提供的运输;e)制造业资本货物和基础设施的生产、制造和建设;f)生产设备、运输工具、实验室设备的生产制造;g)用于运输人员的能源和水的使用;h)与公司管理和销售活动相关的能源和水的使用,可能位于工厂内或其他地点。5.4特殊排放与清除的处理5.4.1化石碳和生物碳的处理由化石碳和生物碳的碳源及碳汇引起的温室气体排放和清除应被纳入产品碳足迹,并单独说明。5.4.2产品中的碳存储若对产品中的任何碳存储进行了计算,则此碳存储应被单独记录,但不应计入产品碳足迹。应考虑混凝土碳化。使用和寿命终止阶段的影响可能包括混凝土的碳化。碳化是混凝土在整个生命周期中发生的自然过程。应在产品的使用和寿命终止阶段进行考虑,也可以在生产阶段进行考虑。对于混凝土来说,这意味着在水泥生产过程中排放的部分二氧化碳在建筑物的使用和寿命结束阶段被反弹到混凝土中。作为一种选择,可以在这些生命周期的每个阶段报告与碳化有关的二氧化碳吸收。根据混凝土的类型、使用中的环境条件和使用寿命结束的情况,结合的二氧化碳量有很大的不同。附件D提供了一种可能的方法,根据上述参数评估在不同生命周期阶段通过碳化作用吸收二氧化碳。如果有明确的文件记录,也可以使用其他计算方法。如果不考虑二氧化碳的吸收,则应说明。当考虑到碳化时,需要指定一些假设。如果在生产阶段考虑到碳化,则应报告所有生命周期阶段的碳化信息。在模块D中,碳化可以考虑到功能等效的点。6取舍准则对初始输入输出的取舍规则及其假设等应做出明确的描述。所选择的取舍规则对研究结果产生的影响也应在最终的报告中做出评价和解释。生命周期评价中用于确定输入的取舍规则应包括在评价中,例如物质、能量和环境影响重要性等。如果仅考虑物质的贡献来确定输入可能会导致研究中的某些重要的输入被忽略。因此,在这一过程中宜考虑将能量和环境影响重要性也作为取舍规则。a)物质量:在运用物质准则时,当单一物质输入或单元过程物质输入不超过该产品系统物质输入总量的1%时,可不纳入系统输入。所有被忽略的模块输入流的总和(例如模块A1-A3、A4-A5、B1-B5、B6-B7、C1-C4和模块D)不应该超过总物质量的5%。b)能量:同样的,在运用能量准则时,当单一能量输入或单元过程能量输入不超过该产品系统能量输入总量的1%时,可不纳入系统输入。所有被忽略的模块输入流的总和(例如模块A1-A3、A4-A5、B1-B5、B6-B7、C1-C4和模块D)不应该超过总能量的5%。c)环境影响重要性:在运用环境影响重要性准则时,如果产品系统是通过环境相关性选择出来的,则当该产品系统中一种数据输入超过该数据估计量一定比例时,就要纳入系统输入。此处只考虑全球变暖潜势的环境影响指标。当a)、b)有矛盾时,参考c)。7数据和数据质量7.1数据收集要求数据收集应覆盖系统边界内的每一个单元过程,应注明数据来源。数据收集包括活动数据和排放因子的收集。7.1.1活动数据的收集应根据所选定的核算方法的要求来选择和收集温室气体活动数据。数据的类型按照优先级,如表2所示。应按照优先级由高到低的次序选择和收集数据。表2与温室气体排放或清除相关活动数据收集优先级数据类型描述优先级原始数据直接计量、监测获得的数据高二次数据通过原始数据折算获得的数据,如:根据年度购买量及库存量的变化确定的数据;根据财务数据折算的数据等。中替代数据来自相似过程或活动的数据,如:水泥生产过程中石灰石使用量可通过熟料产量来估算。低主要排放源活动数据及其来源见附录A。7.1.2排放因子的收集在获取温室气体排放因子时,应考虑如下因素:a)来源明确,有公信力;b)适用性;c)时效性。温室气体排放因子获取优先级如表3所示。表3温室气体排放因子获取优先级数据类型描述优先级排放因子实测值或测算值通过工业企业内的直接测量、能量平衡或物料平衡等方法得到的排放因子或相关参数值高排放因子参考值采用相关指南或文件中提供的排放因子低应对温室气体排放因子的来源作出说明。7.1.3数据收集程序数据收集宜按照以下程序:a)绘制流程简图,以描绘所有被模拟的单元过程和它们之间的关系;b)详细描述每个单元过程中影响输入和输出的因子;c)列出每个单元过程中与运行条件相关的流和数据;d)列出所研究的单元;e)描述所有数据收集和计算所需的技术;提出要求,将所报送数据的特殊情况、异常点和其他问题予以明确记录;f)数据采样应满足数据质量要求,具体建材的采样要求参照相关标准。数据可归入的类型包括:g)能量输入、原材料输入、辅助性输入和其他实物输入;h)产品、共生产品和废物;i)向大气、水体和土壤中的排放物;j)其他环境因素。根据单元过程,进行数据收集见附录B。7.2数据分配输入和输出应按照明确规定和合理的分配程序分配给不同的产品。某一单元流程中分配的投入和产出之和须等于分配前该单元流程投入和产出之和。如果有几个备选分配程序适用,应进行敏感性分析,以说明偏离所选方法的后果。分配程序见GB/T24044-2008。对于辅助产品分配,应使用EN15804的规则。当工业过程不易细分,生产的影响应根据反映所研究过程的主要目的的分配方法分配给辅助产品。根据EN15804,当副产物的价值差异较低(主产物和副产物的收入差异小于25%)时,应根据物理性质(例如,质量或体积)进行分配。对于主副产品收入差距大于25%(如副产品收入占主产品收入的10%)的副产品,应确定经济分配系数,并在数据调查中报告。7.3数据质量要求7.3.1数据的质量要求产品碳足迹研究应使用尽可能减少偏差和不确定性的数据,使用可用的最佳质量数据。数据质量应具有定量和定性两方面的特点。数据的质量应注意以下几个方面:a)代表性:对数据集合反映实际关注群(例如地理范围、时间跨度以及技术覆盖面等)的定性评价;b)完整性:测量或测算的流所占的比例;c)一致性:对该研究的方法学是否能统一应用到不同的分析内容中而进行的定性评价;d)时间跨度:数据的年份和所收集数据的最小时间跨度;e)地域范围:为满足产品碳足迹评价目标所收集的单元过程数据的地域;f)技术覆盖面:具体的技术或技术组合;g)精确性:对每一个数据值的变动的度量(例如方差);h) 准确性:真实值与重复测量的观测值或变量估算平均值的一致。准确的测量或预测没有偏差,即没有系统性误差;i)可再现性:对其他独立从业人员采用同一方法学和数据值信息获取相同研究结果的可能性的定性评价;j)数据源;k)信息的不确定性(例如数据、模型和假设)。7.3.2数据的评估对所有的次级数据进行评估,评估指标包括技术代表性(TeR)、地理代表性(GeR)、时间代表性(TiR),每个指标的评价赋值应参考表4所示。数据质量评估(DQR)分数可按照式(1)计算:DQR最终DQR值根据每个次级数据的DQR标准的值同该次级数据的碳足迹贡献作为加权平均值,例如,碳足迹量化/数据集的TeR是单个数据集的TeR与它们的绝对碳足迹贡献加权的加权平均值。表4预拌混凝土碳足迹评价数据质量要求质量等级时间代表性技术代表性地理代表性1数据集的“参考年份”属于次要数据集的时间有效性范围内。所建模的技术与数据集计算范围内的技术完全相同.建模的过程在数据集有效的国家进行。2数据集的“参考年”最多可超过次要数据集的时间有效性2年所建模的技术包括在数据集范围内的技术组合中。建模的过程发生在数据集有效的地理区域(例如,欧洲、亚洲、北美、非洲)。3数据集的“参考年”最多可超过次级数据集的时间有效期3年。所建模的技术仅部分包含在数据集的范围内。建模的过程发生在数据集有效的地理区域之一,或者数据集覆盖了几个区域(例如,全球GLO)。4数据集的“参考年”最多可超过二次数据集的时间有效性4年。所建模的技术(即技术代理)与数据集范围内所包含的技术类似。建模过程发生在不包括在数据集有效的地理区域内的国家,但根据专家判断估计有足够的相似性。5数据集的“参考年”比二次级数据集的时间有效性长出4年以上。建模的技术不同于数据集范围内包含的技术。建模的过程发生在与数据集有效的国家不同的国家。7.4数据审定在数据收集的过程中应验证数据的有效性。以确定并提供证据证明已满足7.3中规定的数据质量要求。审定应包括建立质量平衡、能量平衡和(或)进行排放因子的比较分析,或历史数据和相近工艺数据对比等方式。由于每个单元过程都遵循质量和能量守恒定律,因此质量和能量平衡对单元过程的有效性提供有用的检查。对异常数据,应分析原因,予以替换,替换的数据应满足上述数据质量要求。7.5细化系统边界为了反应预拌混凝土产品碳足迹量化的反复性,应根据敏感性分析来判断数据的重要性,进而确定数据的取舍。可以对5中所述的初始分析加以验证。初始系统边界应根据在范围界定中所规定的取舍规则进行调整。这个调整的过程和敏感性分析应记录在产品碳足迹研究报告中。敏感性分析:a)排除经过敏感性分析判定为缺乏重要性的某些生命周期阶段或单元过程;b)排除对产品碳足迹研究结果缺乏重要性的输入和输出;c)纳入经敏感性分析认为重要的新单元过程、输入和输出。通过敏感性分析有利于把数据处理限制在那些对产品碳足迹研究目的具有重要性的输入输出数据上。7.6数据的时间边界数据的时间边界是指产品碳足迹量化数据具有代表性的时间段。应规定和证明产品碳足迹具有代表性的时间段。选择数据收集的时间段时,应考虑年度内和年度间的变化性,并在可能的情况下使用代表所选时间段趋势的值。如果产品生命周期内与特定单位工艺相关的温室气体排放和清除随时间变化,则应在适当的时间段内收集数据,以确定与产品生命周期相关的平均温室气体排放和清除。有关温室气体排放和清除的数据应与功能单位有关。8碳足迹量化8.1概述在产品碳足迹研究的生命周期清单分析阶段,应选择能得出准确、一致、可再现结果的核算方法。如果核算方法有变化,应在报告中对变化进行说明,并解释变化原因。采用IPCC组织最新发布的温室气体全球变暖潜势值(100年)计算碳足迹。8.2计算方法计算方法包括以下几种类型:a)排放因子法;b)物料平衡法;c)实测法。8.2.1排放因子法采用排放因子法计算时,温室气体排放量为活动数据与温室气体排放因子的乘积,见式(2): EGHG=AD×EF×GWP式中:EGHG——温室气体排放量,单位为吨二氧化碳当量(kgCO2e);AD——温室气体活动数据,单位根据具体排放源确定;EF——温室气体排放因子,单位与活动数据的单位相匹配;GWP——全球变暖潜势,数值可参考政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。注:在计算燃料燃烧排放二氧化碳时,排放因子也可为含碳量、碳氧化率及二氧化碳折算系数(44/12)的乘积。8.2.2物料平衡法使用物料平衡法计算时,根据质量守恒定律,用输入物料中的含碳量减去输出物料中的含碳量进行平衡计算得到二氧化碳排放量,见式(3): EGHG=(M1式中:EGHG——温室气体排放量,单位为吨二氧化碳当量(kgCO2e);M1——输入物料的量,单位根据具体排放源确定;M0——输出物料的量,单位根据具体排放源确定;CC1——输入物料的含碳量,单位与输入物料的量的单位相匹配;CC0——输出物料的含碳量,单位与输出物料的量的单位相匹配;w——碳质量转化为温室气体质量的转换系数;GWP——全球变暖潜势,数值可参考政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的数据。注:本公式只适用于含碳温室气体的计算,如需计算气体温室气体排放量,可根据具体情况确定计算公式。8.2.3实测法通过安装监测仪器、设备(如:烟气排放连接监测系统(CEMS)),并采用相关技术文件中要求的方法测量温室气体源排放到大气中的温室气体排放量。8.2.4方法的选用依据按照一定的优先级对方法进行选择。选择方法可参考的因素包括:a)结果的数据准确度要求;b)可获得的计算用数据情况;c)排放源的可识别程度。8.3产品碳足迹生命周期解释产品碳足迹研究的生命周期解释阶段应包括以下步骤:a)根据生命周期清单分析和生命周期影响评价阶段量化产品碳足迹的结果识别重大问题;注:重要问题可以是生命周期阶段、单元过程或流程。b)考虑完整性、一致性和敏感性分析的评估;c)结论、限制和建议的制定。根据生命周期清单分析或生命周期影响评价阶段量化产品碳足迹的结果应根据产品碳足迹研究的目标和范围进行解释。解释应:a)包括对不确定性的评估(不确定性分析的方法见《省级温室气体清单编制指南》(试行)第六章);b)在产品碳足迹研究报告中详细确定并记录所选分配程序;c)确定产品碳足迹研究的局限性。解释应包括:a)对重要输入、输出和方法选择的敏感性分析,包括分配程序,以了解结果的敏感性和不确定性;b)评估替代使用概况对最终结果的影响;c)制定的建议(见8.3c)对最终结果造成的影响的评估。9数据质量评估预拌混凝土碳足迹量化数据质量要求按照7.3要求进行评估,最终DQR值根据各单项次级数据DQR值同该次级数据的碳足迹量化贡献进行加权计算后得到,即可按照式(4)计算: DQR=DQRBi×式中:DQR:次级数据最终质量评估结果;i:单项数据;DQRBi:对应数据单项数据DQR;PFi:对应数据项目排放贡献占比。附录A(规范性附录)数据来源表A.1数据来源表表A.1表A.1数据来源表温室气体排放源数据来源固定燃烧源能源平衡表移动燃烧源能源平衡表过程排放源原料消耗表水平衡表(废水量)废水监测报表财务报表(原料购买量/购买额)逸散排放源监测报表购入电力、热力或蒸汽能源平衡表财务报表(相关销售额)采购发票或凭证生物燃料运输设备能源平衡表财务报表(生物燃料消耗量/运输货物重量、里程)采购发票或凭证固碳产品产品产量表财务报表(产值)附录B(资料性附录)数据收集表示例B.1用于原料运输的数据收集表示例表B.1表B.1用于原料运输的数据收集表示例原料运输运输工具理论/实际载重(t)运输里程(km)燃料类型燃料消耗量计量单位物流承担方水泥细骨料粗骨料粉煤灰矿粉外加剂水纤维其他B.2用于内部运输的数据收集表示例表B.2表B.2用于内部运输的数据收集表示例名称输入的运输总量消耗的燃料总量柴油汽油液化石油气B.3用于单元过程的数据收集表示例表B.3表B.3用于单元过程的数据收集表示例制表人:制表日期:单元过程标识:报送地点:时间段:年起始月:终止月:单元过程表达(如需可加附页)材料输入单位数量取样程序描述来源水泥细骨料粗骨料粉煤灰矿粉外加剂水纤维其他能量输入a单位数量取样程序描述来源电力天然气材料输出(包括产品)单位数量取样程序描述目的地预拌混凝土其他注:此数据数据集中的数据是指规定时段内所有未分配的输入和输出。a例如重燃料油、中燃料油、轻燃料油、煤油、汽油、天然气、丙烷、煤、生物质、网电。附录C(资料性附录)原材料生产碳排放因子C.1原材料生产碳排放因子见表C.1表C.1原材料生产碳排放因子原材料名称数值单位包含的生命周期阶段水泥(强度等级42.5的普通硅酸盐水泥)785kgCO2e/t原材料开采到制造大门砂石(天然砂)3.984kgCO2e/t砂石开采机制砂(人工砂)41.7kgCO2e/t开采到人工砂产品粉煤灰34.5kgCO2e/t电厂产生铁矿渣62.35kgCO2e/t高炉渣产生及处理水0.148kgCO2e/t自来水外加剂(稠化粉)720kgCO2e/t欧洲外加剂协会外加剂(纤维素醚)720KgCO2e/t欧洲外加剂协会附录D(资料性附录)CO2碳化吸收——计算指南D.1总则混凝土的碳化是一种化学反应,是环境空气中的二氧化碳渗透混凝土并与混凝土中的水化产物发生反应的自然过程。简化的化学方程可以写成: Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O (D.1)不仅硬化水泥浆体中的Ca(OH)2组分具有碳酸盐性,而且混凝土中其他富钙水合氧化物在pH值因碳化作用降低时先分解为Ca(OH)2,逐渐转化为碳酸盐。对于混凝土碳化,这意味着水泥生产过程中排放的部分二氧化碳在结构的使用和寿命结束阶段被反弹到混凝土中。碳化是一个自然过程,实际上提高了混凝土强度;只有当碳化作用到达钢筋时,由于pH值降低(如果有水分和氧气),才可能开始腐蚀。这就是为什么在具体设计中考虑到这一现象的原因。通过规定足够的钢筋保护层来避免腐蚀风险。这些要求被确定为混凝土设计规定的基本部分。正如大气中的CO2通过表面扩散到混凝土中,碳化将发生在建筑物生命周期的各个阶段。特别是在拆除和压碎混凝土后,这些过程急剧增加。在生产阶段(模块A),对于预制混凝土产品,在交付前的长期储存过程中可能会发生碳化,或者可能会故意加强碳化。在使用阶段(模块B),CO2吸收取决于混凝土的强度和暴露条件。室内低强度混凝土在使用阶段比暴露在室外的高强度混凝土吸收更多的二氧化碳。表面处理很可能会限制碳化。在寿命终止阶段(模块C),碳化将取决于所采取的措施。最有效的方法是压碎混凝土,这里的颗粒尺寸很重要,越小越好。当储存在大桩中时,由于CO2对桩的渗透有限,非常细的颗粒尺寸可能不是碳化的最佳选择。D.2全碳化混凝土的潜在二氧化碳吸收量完全碳化混凝土的最大理论CO2吸收量与粘结剂中活性CaO的量有关。如果给定粘结剂中活性CaO的w%,则CO2吸收量可计算为: Utcc=w×C×(mCO2/mCaO) (D.2)式中:Utcc——完全碳化混凝土中CO2的最大理论吸收量(kg);W——活性CaO的一部分(kgCaO/kg粘合剂);C——粘合剂的质量(水泥+活性添加剂)(kg);mco2——摩尔质量CO2=44g/mol; mCaO——摩尔质量CaO=56g/mol。通常只给出总CaO,通常在水泥重量的60%到65%之间。活性的CaO可以通过从总CaO中减去碳酸盐和硫酸盐等非活性形式的CaO来计算。粉煤灰等掺合料和GGBS等潜在水泥掺合料可能含有活性CaO。如果在混凝土系统中考虑分配给材料的二氧化碳排放量,则可以考虑所有的二氧化碳吸收。然而,在正常二氧化碳含量的空气中,粉煤灰和GGBS反应产物中的CO2吸收尚未澄清。作为一种保守的计算方法,可以仅使用熟料中的CaO进行计算。 Utcc=w×Cc×(mCO2/mCaO) (D.3)式中:Cc——熟料的质量[kg]。硅酸盐水泥包括至少含有95%的熟料,活性CaO的典型值为65%。由式(D.3)可知,对于1kg波特兰水泥(CEMI),最大理论CO2吸收率(Utcc)为(65/100)x0.95x(44/56)=0.49kgCO2/kg水泥。对于除CEMI以外的其他水泥,应通过将实际水泥熟料含量的%除以95来乘以CEMI水泥的吸收量系数(小于1)来考虑熟料含量。例如:——具有80%熟料的MII/A水泥的最大理论吸收量为0.49×(80/95)=0.41kgCO2/kg水泥。——具有70%熟料的MII/B水泥的最大理论吸收量为0.49×(70/95)=0.36kgCO2/kg水泥。D.3使用阶段,(模块B)CO2吸收计算方法。D.3.1标准方法碳化开始于混凝土表面,并缓慢向内发展。该过程会降低水泥浆的pH值。混凝土中的碳化深度传统上是用酚酞来测量的,酚酞是一种指示剂,当pH值降低到8-9左右时,它的颜色会从红色变为无色。这意味着碳化的深度被定义为从表面到颜色发生变化的地方的距离。因此,靠近表面的这一部分被称为碳化混凝土。为了估计二氧化碳的吸收量,我们还需要引入另一个概念,那就是碳化程度。在特定体积的混凝土中,它被定义为水泥浆中CaO转化为CaCO3的部分。在所谓的碳化混凝土(无色指示)中,碳化程度可能会有很大差异,主要取决于暴露条件,见下表D.1。碳化前沿从表面向混凝土内部进展,其速度可以通过以下公式计算: d=kt 式中:d——碳化深度(mm);k——k系数(mm/年0.5);t——时间(年份)。D.1表表D.1-k-系数计算不同混凝土强度等级(圆柱体)和暴露条件下的碳化深度及不同暴露条件下的碳化程度[mm/年0.5]混凝土强度等级<16MPa16-20MPa25-35MPa>35MPa碳化程度(DC)参数k系数的值,单位[mm/年0.5]百分比土木工程结构暴露在雨中/2.71.61.185避雨/6.64.42.775在地上a/1.10.80.585建筑户外暴露在雨中5.52.71.61.185避雨116.64.42.775室内气候干燥c有遮盖b11.66.94.62.740无遮盖16.59.96.63.840在地上a/1.10.80.585a地下水位k=0.2。b油漆或墙纸。(在瓷砖、镶木地板和层压板下,k被认为是0)c在干燥气候下,室内的相对湿度通常在45%到65%之间。CO2在t年内每平方米混凝土表面的吸收量(kg)可计算为: CO2uptake=k×(式中:k——如表D.1所示;Utcc——最大理论吸收量,单位为kgCO2/kg水泥,见上文。波特兰水泥(CEMI)的值为0.49;C——混凝土中水泥的用量,单位为kg/m3;DC——如表D.1所示。例1土木工程结构-外露表面混凝土强度等级C40/50:k-系数=1.1碳化度=85%使用寿命=100年Utcc=0.49kgCO2/kg水泥(CEMI)水泥含量/立方米混凝土C=400kg/m3使用公式(D.5),二氧化碳吸收量为(1.1×10/1000)×0.49×400×0.85=1.8kg/m3。根据表D.2中的建议,对于波特兰水泥(CEMI)以外的其他水泥类型,由于碳化率较高,应增加k系数。这是一种保守的方法,只能考虑一个附加项。表D.2对含有额外主要成分的水泥或含有矿物添加剂的混凝土的k系数的修正添加量(重量比%)≤1010-2020-3030-4040-6060-80石灰石/1.051.10///硅灰1.051.10////粉煤灰/1.05/1.10//矿渣微粉1.051.101.151.201.251.30公式(D.5)现在可以修改为: CO2uptake=k×(例3室内干燥气候带有遮盖物的建筑,混凝土强度等级C25/30-CEMII/A添加石灰石10%-20%:k系数=4.6k对k系数的修正=1.05Dc的碳化程度=40%使用寿命=100年Utcc=0.41kgCO2/kg水泥CEMII/A(见D.2)水泥含量/立方米混凝土C=280kg/m3使用公式(D.6),二氧化碳吸收为(4.6×1.05×10/1000)×0.41×280×0.40=2.2kg/m2。请注意,如果不考虑添加物生产的CO2排放,则应在净平衡中仅考虑熟料组分的CO2吸收。见D.2。例4室内干燥气候带有遮盖物的建筑,混凝土强度等级C25/30-CEMI(250kg/m3)添加粉煤灰(75kg/m3):k系数=4.6k校正k系数=1.10Dc碳化程度=40%使用寿命=100年Utcc=0.49kgCO2/kg水泥CEMI水泥含量/立方米混凝土C=250kg/m3使用公式(D.6),二氧化碳吸收为[4.6×1.10×10/1000]×0.49×250×0.40=2.5kg/m2。下面两个例子说明了如何计算整个结构的二氧化碳吸收量。结构中CO2的总吸收量可计算为: CO2uptake=(ki式中:Ai——面积(m2),取决于混凝土表面分布。例5关于门式刚架桥,提供了以下数据:选择的使用寿命=100年CO2吸收量(Utcc)=0.49kgCO2/kg水泥(CEMI)水泥含量/m3混凝土C=400kg/m3混凝土体积277m3混凝土表面分布:暴露在雨水中,A1=46平方米,k1=1.1,碳水化合物1=0.85;躲避雨水,A2=422平方米,k2=2.7,碳水化合物2=0.75;在地面;A3=171平方公里,k3=0.5,碳水化合物3=0.85;沥青路面下的表面A=195m2(CO2吸收量假定为零),在混凝土质量≥35MPa(圆柱体)、水泥含量为400kg/m3、水泥类型为CEMI的条件下,利用公式(D.7)可得100年的总CO2吸收量:CO2吸收量=(1.1×46×0.85+2.7×422×0.75+0.5×171×0.85)×√100/1000×0.49×400=1902kgCO2,对应于1902/277=6.9kg/m3。例6关于住宅建筑,提供了以下数据:混凝土总体积1388m3混凝土总表面10930m2混凝土表面分布:室内干燥气候,有遮盖物,A1=5982平方米,k1=4.6,碳水化合物1=0.40;室内干燥气候,无遮盖物,A2=1111平方米,k2=6.6,碳水化合物2=0.40;室外,暴露在雨水中,A3=398平方米,k3=1.6,碳水化合物3=0.85;户外,防雨,A4=179平方米,k4=4.4,碳水化合物4=0.75;在地面上,A5=1038平方米,k5=0.8,碳水化合物5=0.85。瓷砖、镶木地板或层压板下的表面2222m2(假设二氧化碳吸收量为零。)使用公式(D.7),混凝土质量为C30/37,水泥含量为330kg/m3和水泥类型的CEMI,我们得到100年的总二氧化碳吸收量:二氧化碳吸收量=(4.6×5982×0.40+6.6×1111×0.40+1.6×398×0.85+4.4×179×0.75+0.8×1038×0.85)×√100/1000×0.49×330=25513kgCO2,对应25513/1388=18.4kg/m3预拌混凝土生产商在大多数情况下只知道混凝土质量,以及混凝土是否用于土木工程或房屋建筑,这不足以根据本条进行计算。然而,基于该PCR的计算应当最好包括整个生命周期。CEN/TR17310中介绍了不同结构的典型CO2吸收。D.3.2简化方法如果在计算混凝土碳足迹时还不知道混凝土的最终应用,可以使用一种简化但现实的方法来评估混凝土的CO2吸收。对于等于或高于8m2/m3的表面积/体积比: CO2uptake=U式中:CO2uptake=CO2的总吸收,单位kgCOUtcc=最大理论吸收量单位kgCO2/kg水泥,CEMI的值为0.49。对于低于8m2/m3的表面积/体积比(见CEN/TR17310):表D.3根据强度等级,低表面/体积比时混凝土和混凝土构件的二氧化碳吸收量(单位:kg/CO2/m3混凝土)气缸抗压强度等级(MPa)16-2025-35>35表面积/体积比为3m2/m37.56.55面容积比>3m2/m3但<8m2/m3151310注1:使用了略微修改和更现实的吸收值,而不是CEN/TR17310:2019表10中的一些值,预计会对TR进行修订或修正。注2:如果在模块A中发生一些碳化,也可以考虑相同类型的计算。D.4寿命终止,模块CD.4.1标准方法与“D.3.1标准方法”中所述相同的计算方法通常可应用于模块C。应为混凝土的表征(如粒度分布)以及混凝土在离开系统边界之前保持这种状态的(平均)时间建立适当的场景。在拆除和破碎/堆料阶段,模块C1-C3,这些阶段的持续时间通常是有限的,这取决于国家层面对废物结束状态的法律解释,也取决于目前的废物处理系统,该系统的开发并没有考虑到二氧化碳吸收的可能性。新的改良废物处理系统应该能够显著增加这些模块的吸收。然而,在一些地区,如果加工后的压碎混凝土储存在现场,没有使用,既没有需求,也没有明确的市场,则应考虑到整个时期和更多的碳化。国家规定可能适用于给出该阶段的默认值或计算方法。在模块C4中,填埋场的暴露时间被认为是从填埋开始的100年。臭氧的吸收相应地取决于暴露,当然也取决于碎片的尺寸。深层和潮湿的条件会减缓或阻碍吸收。如果实现了完全碳酸化,则可以应用根据以下D.6的潜在吸收。D.4.2简化方法当在计算碳足迹时无法确定混凝土的寿命终止条件时,可以使用以下简化但保守的方法来评估混凝土的CO2吸收: CO2uptake=5kg为考虑不同水泥,所得值应乘以水泥熟料含量(以%为单位除以95%)(见CEN/TR17310)。D.5超出系统边界,模块DEN15804适用。D.6附加资料碳化已被证明发生在所有暴露中,也发生在地面或水中,只是速率不同。压碎混凝土可能的二次产品应用很多,在报告一次产品吸收量时,不可能也不需要详细描述二次产品中的材料会发生什么。另一方面,压碎混凝土中的吸收对于混凝土总CO2碳足迹的总体判断很重要。国家规定可能允许应用长期视角,最大总潜能CO2吸收量为最大熟料吸收量的75。潜在最大摄取量(D.2)的可以用作平均实际最大摄取量,可以在许多其他报告中找到。因此,可以看出:水泥含量为300kg/m3的CEMI混凝土,总CO2吸收量为0.49×300×0.75单位kg/m3=110kg/m3或水泥含量为400kg/m3的CEMI/A混凝土,总CO2吸收量为0.41×400×0.75单位kg/m3=123kg/m3注:当碎混凝土作为主要产品在新应用中使用,并且相应地在模块B中报告二氧化碳吸收量时,例如作为道路基础,显然需要更精确的数据。关于不同地下条件下二氧化碳吸收率和实际粒径分布的知识非常有限。到目前为止,理论上的估计可以找到。破碎物料中的吸收率也取决于被拆除和破碎的原始结构中较早的吸收率。由于这些未知的情况,本附录D中没有给出一般指导。对于定义明确的情况,可以应用下面的D.7。D.7区域、国家或特定产品的计算如果有其他科学调查和报告的透明碳化速率和碳化程度可用,例如一个地区、国家或产品,这些值可用于计算CO2吸收。应提供参考资料。
附录E(资料性附录)
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