化工碳中和技术与管理 课件 第1-4章 化工碳中和基础-过程减碳技术

FOUNDATIONOFCHEMICALCARBONNEUTRALITY化工碳中和基础《化工碳中和技术与管理》第一章CONTENTS目录1.1概述温室气体及来源全球变暖潜势及碳排放的提出化工碳中和相关概念化工行业碳中和相关政策1.2化工行业碳排放特点全球化工行业产量及碳排放量中国化工行业能耗及碳排放特点化工行业碳排放源1.3化工行业碳中和发展机遇、挑战与路径发展机遇与面临的挑战化工行业发展趋势化工行业碳中和路径1.4化工碳中和的意义减缓气候变化与推动产业转型提升环境质量与增强国际影响力促进经济新增长与技术创新1.1概述温室气体及来源全球变暖潜势及碳排放的提出化工碳中和相关概念化工行业碳中和相关政策GREENHOUSEGAS温室气体及来源温室气体的定义本教材所称的温室气体（GHG）是按照《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》和《中国化工生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》的定义，是指大气层中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分。《京都议定书》附件A所规定的六种温室气体分别为：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF₆）。二氧化碳CO₂来源广泛，如能源活动化石燃料燃烧、工业生产过程（水泥、化工、石灰、钢铁、电石生产）、土地利用变化和林业、废弃物处理等。甲烷CH₄主要来源包括石油和天然气系统的甲烷逃逸排放、生物质燃料燃烧、农业活动（稻田甲烷排放、反刍动物排气）、煤炭开采、废弃物处理等。氧化亚氮N₂O主要通过汽车尾气、工业生产（如己二酸生产过程）、农业（动物粪便的氧化亚氮排放）等产生。氢氟碳化物HFCs通常用于制冷、发泡、溶剂和特殊用途等领域。它们在大气中的存留时间较长，是对全球变暖具有重大威胁的温室气体。六氟化硫SF₆是一种主要用于电力设备和半导体制造业的强力温室气体，对全球变暖影响显著。GLOBALWARMINGPOTENTIAL全球变暖潜势（GWP）GWP定义全球变暖潜势（GWP）指将单位质量的某种温室气体在给定时间段内（一般为100年）辐射强迫的影响与等量二氧化碳辐射强迫影响相关联的系数。GWP是评估不同温室气体对全球变暖影响相对能力的关键参数。不同温室气体的全球变暖趋势值表1-1100年时间尺度下（IPCC第四次评估报告数据）GWP计算原则基准气体：二氧化碳的GWP值定义为1其他气体：与二氧化碳的比值作为该气体的GWP值主要因素：辐射效率、气体浓度、大气存留时间关键数据二氧化碳CO₂1甲烷CH₄25氧化亚氮N₂O298六氟化硫SF₆22800尽管其他温室气体的GWP值可能很高，但由于含量相对较少，二氧化碳仍是导致温室效应的主要因素，约占温室效应的60%。CORECONCEPTS(1)化工碳中和核心概念（一）01化工生产企业主要以化学方法生产基础化学原料、化肥、农药、涂料、染料、合成树脂、合成橡胶、化学纤维、橡胶及其制品、专用或日用化学品等产品为主营业务的独立核算单位。02化工行业碳达峰IPCC将碳达峰定义为：某个国家（地区）或行业的年度CO₂排放量达到了历史最高值，然后由这个历史最高值开始持续下降，也即CO₂排放量由增转降的历史拐点。化工行业碳达峰是指在化工行业中，二氧化碳排放量达到历史最高点后，开始逐步下降的拐点。03化工碳中和IPCC将碳中和定义为："通过应用CO₂去除技术将人类活动造成的CO₂排放量进行吸收，以使空气中的CO₂量达到平衡。"化工碳中和是指化工企业测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的"零排放"。碳中和示意图排放=吸收04二氧化碳当量CO₂e比较某种温室气体与二氧化碳的辐射强迫的单位，以CO₂e表示。给定温室气体的二氧化碳当量等于该温室气体质量乘以它的GWP值。05温室气体排放量以二氧化碳当量表示温室气体排放数量，简称温室气体排放量。计量单位为"吨二氧化碳当量（tCO₂e）"。CORECONCEPTS(2)化工碳中和核心概念（二）06碳排放强度碳排放强度是指碳排放总量与国内生产总值之比，这是衡量一个国家或地区碳排放总量的指标。目前，国际上通用的碳排放强度标准是欧盟的碳排放强度指令（CERs），要求从2005年起，所有新建建筑、工业生产过程、交通运输工具等都要符合CERs的要求。化工企业碳排放强度化工企业在一定时期内所产生的碳排放量与其以下指标的比值：产品产量工业增加值能源消耗量关键指标对比全球变暖潜势相对能力系数二氧化碳当量CO₂e温室气体排放量tCO₂e碳排放强度比值核心要点GWP值考虑了温室气体的分子吸收与保持热量的能力以及大气存留时间通过比较不同温室气体的GWP值，可以评估它们对温室效应的影响比重碳排放强度是衡量化工企业绿色低碳转型水平的重要指标降低碳排放强度需要同步推进技术创新和管理优化POLICYSYSTEM中国"双碳""1+N"政策体系政策体系概述"双碳"目标提出以来，中国立足能源资源禀赋，坚持先立后破，构建起目标明确、分工合理、措施有力、衔接有序的"双碳""1+N"政策体系。这一体系是中国实现碳达峰碳中和目标的重要制度保障，为各行业绿色低碳转型提供了清晰的指引。1顶层设计2021年9月《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》党中央对碳达峰碳中和工作进行的系统谋划和总体部署2021年10月《2030年前碳达峰行动方案》明确了碳达峰阶段的总体目标、重点任务和政策保障N支撑保障体系重点领域实施方案能源、工业、交通运输、城乡建设、农业农村等重点领域碳达峰实施方案重点行业实施方案钢铁、有色金属、建材、石化化工等重点行业碳达峰实施方案支撑保障措施科技支撑、碳汇能力、统计核算、法律法规、财税金融、标准计量等国际合作与政策协调积极参与全球气候治理，推动构建公平合理、合作共赢的全球气候治理体系政策体系特点目标明确分工合理措施有力衔接有序INDUSTRYPOLICY(1)国家及部委化工相关产业政策（一）2013-2021年政策梳理2013《循环经济发展战略及近期行动计划》国务院印发构建循环工业体系，在石油石化工业推动废渣、废气、废水资源化利用，加强炼制各环节余热余压的回收利用，构建石油石化行业循环经济产业链。2016《石化和化学工业发展规划（2016—2020年）》工业和信息化部印发确定了我国石化和化学工业发展的指导思想、发展原则和规划目标。要坚持绿色发展。发展循环经济，推行清洁生产，加大节能减排力度，推广新型、高效、低碳的节能节水工艺，提高资源能源利用效率。2021《"十四五"工业绿色发展规划》工业和信息化部发布明确提出推动化工行业节能降碳，推广清洁生产技术和循环经济。这是"十四五"期间化工行业绿色低碳发展的重要指引。2021《石化化工行业碳达峰实施方案》工业和信息化部等发布明确推动石化化工与电力、新能源等行业技术耦合、协同降碳，提高绿色能源使用比例，加强低碳技术研发，提升行业绿色低碳发展新动能。政策演进特点：从循环经济、清洁生产到节能降碳、协同降碳，政策逐步深化细化，体现了化工行业绿色低碳转型的系统性推进。INDUSTRYPOLICY(2)国家及部委化工相关产业政策（二）2022-2024年政策梳理2022《工业领域碳达峰实施方案》工信部、发改委、生态环境部联合提出到2025年，规模以上工业单位增加值能耗较2020年下降13.5%，单位工业增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社会下降幅度，重点行业二氧化碳排放强度明显下降。2022《工业能效提升行动计划》工信部联节〔2022〕76号聚焦重点用能行业、领域和设备，分业施策，分类推进，系统提升工业能效水平。加强全链条、全维度、全过程用能管理，协同提升大中小企业、工业园区能效水平。2022《石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021—2025年）》发改委、工信部、生态环境部等五部门提出了炼油、乙烯、合成氨、电石等重点行业节能降碳的行动目标、重点任务、工作要求，确定了这些行业的能效基准水平和标杆水平，引导企业通过加大先进技术应用，加强装备电气化与绿色能源耦合利用，加快实施节能降碳改造。2024《石化绿色低碳工艺名录（2024年版）》中石化联产发〔2024〕40号《名录》收集了50个生产工艺，工艺在产品品质、能耗、物耗、碳排放、三废产生、工艺安全等方面综合评估具有显著的优势，行业推广价值较大。2024《绿色低碳转型产业指导目录（2024年版）》国家发改委会同有关部门修订为产业迈向绿色低碳发展提供参照，明确绿色低碳转型重点方向，引导企业和社会资本投入绿色低碳领域，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。政策趋势：2022-2024年政策更加聚焦具体行业、具体环节，量化目标更加明确，标准体系更加完善，为化工行业碳中和提供了清晰的路线图和工具箱。NORMATIVEDOCUMENTS化工"双碳"规范性文件体系规范性文件概述化工行业实现"双碳"目标需要遵循一系列技术规范和标准，涵盖碳足迹及碳排放核算指引、工厂及园区建设规范及评价等方面。企业应结合自身情况，积极采用相关标准，推动绿色低碳转型，同时关注国内外政策动态，确保合规并提升竞争力。实施方案及目录指引《2030年前碳达峰行动方案》国务院《关于建立碳足迹管理体系的实施方案》生态环境部等《国家重点低碳技术征集推广实施方案》生态环境部办公厅等《甲烷排放控制行动方案》生态环境部等工厂、园区建设规范及评价《绿色工厂评价通则》GB/T36132-2018《化工企业碳中和评价指南》T/CSTM00739-2024《化工园区建设标准和认定管理办法》2021年12月《化工园区低碳运行管理规范》GB-T44324-2024碳核算及报告技术指南《温室气体产品碳足迹量化和要求指南》GB/T24067—2024《中国化工生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》发改办气候〔2013〕2526号《温室气体排放核算与报告要求第10部分：化工生产企业》GB/T32151.10《2006、2019年IPCC国家温室气体清单指南》IPCC2019年5月标准体系建设重点•构建碳排放统计核算体系•建立产品碳标识认证制度•完善产品碳足迹管理体系•探索重点产品全生命周期碳足迹标准市场机制建设•健全碳市场交易制度•完善温室气体自愿减排交易制度•推动开展配额有偿分配•加强绿电绿证与碳交易衔接1.2化工行业碳排放特点全球化工行业产量及碳排放量中国化工行业能耗及碳排放特点化工行业碳排放源GLOBALOVERVIEW全球化工行业产值及碳排放全球化工市场产值从20世纪开始，化工行业的快速发展，使化工行业成为当前全球最大的传统基础产业。从产业布局来看，大宗石油化工产品向发展中国家和地区转移。2018年33480亿美元2019年34150亿美元中国化工行业地位中国已成为最大的化工生产国，2019年中国化工产值达到11980亿美元，约占全球的36%。预计到2030年左右50%中国单一国家的化工产值将会达到全球的50%全球化工行业碳排放能源需求占比10%化学工业约占世界能源需求的10%温室气体排放占比7%化学工业约占世界温室气体排放的7%合成氨行业碳排放突出行业主要产品为：氨、乙烯、芳烃、丙烯、甲醇等，其中氨的产量、能耗和碳排放遥遥领先。世界上第一个合成氨工厂于1913年在德国建成，目前俄罗斯、中国、美国、印度等十国合成氨产量最高。煤头生产1t合成氨4.2tCO₂排放气头生产1t合成氨2.04tCO₂排放2020年中国合成氨行业二氧化碳总排放量2.19亿吨，占化工行业排放总量的19.9%ENERGYCONSUMPTIONINCHINA中国化工行业能耗特征能耗总体趋势化工行业的碳排放强度与其能效水平密切相关，能效提升有助于显著降低碳排放。根据《中国能源统计年鉴》数据显示，近年来化工产品产量的显著上升使单位能耗有所降低，但整个行业的能耗水平依然呈上升趋势。2015-2019年趋势↑化学原料及化学制品制造业能源消耗总量呈现上升趋势2019年同比增长3.89%全国化学原料及化学制品能源消耗总量同比增长占制造业能源消费总量的20%2000-2018年化工行业碳排放情况能源消费结构（2019年终端能源消费）煤合计21.1%原煤、洗精煤、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气等消耗10586万吨标准煤油品合计19.3%原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、石脑油等消耗9671万吨标准煤电力13.4%消耗6697万吨标准煤折标准煤后二氧化碳的排放系数采用国家发展改革委能源研究所推荐值2.46kgCO₂/kg标准煤鉴于温室气体中的主要成分是二氧化碳，此处忽略其他温室气体的碳足迹。能源消耗数据来自《中国统计年鉴》。CARBONEMISSIONSTRUCTURE中国化工行业碳排放结构2019年化工行业碳排放概况碳排放量5.88亿吨占工业领域16.7%占全国能源碳排放6%化工行业的单位收入碳排放量明显高于工业行业单位收入碳排放量的平均水平，因此化工行业是我国CO₂排放的主要来源行业之一。碳排放集中度根据中国石油和化学工业联合调查数据显示：2300家企业碳排放量之和占全行业总量65%主要集中于甲醇、合成氨、电石、PVC、煤制油高碳排放化工产品不同工艺碳排放量（tCO₂/t）品种工艺过程公用工程总计甲醇煤头2.131.783.910.670.921.59烯烃煤头5.974.0610.031.730.942.67乙二醇煤头2.841.864.70.971.312.28PVC电石2.235.147.370.431.832.26合成氨煤头4.221.836.052.101.003.10数据来源：WindEMISSIONSOURCES(1)化工行业碳排放源解析（一）化石燃料燃烧与工业生产过程化工行业碳排放源概述化工行业产业链长，产品种类繁多，涉及多种化学反应和工艺过程，因此碳排放源复杂多样。主要包括化石燃料燃烧、工业生产过程、电力与热力购入、原料与生产流程、供应链、产品使用与废弃等。01化石燃料燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气）的燃烧是化工行业最主要的碳排放源之一。这些燃料在锅炉、加热炉、反应器等设备中的燃烧过程中，会释放大量二氧化碳到大气中。典型排放场景•在我国，约80%以上PVC由电石法生产，电石和焦炭生产都是高耗能•原料生产阶段的燃料燃烧和电力供应带来较多碳排放•燃料的运输、储存和加工过程中也可能产生间接碳排放化石燃料用作原料在石油化工工业中，天然气等化石燃料或石油精等石油提炼产品直接被用作原料，生产出甲醇、乙烯、丙烯等石化产品，其原料中的碳原子在生产过程中产生二氧化碳。02工业生产过程在化工产品的生产过程中，许多化学反应本身就会产生二氧化碳或其他温室气体。例如，某些化学反应的副产物包括二氧化碳，或者反应条件（如高温高压）下，原料和溶剂的分解也可能产生碳排放。煤制合成氨工艺在煤气化之后，为了调节后期生产所需气体比例，需进行转化处理，将余出的CO转化成CO₂，进入低温甲醇洗工艺分离，此过程会有大量的碳排放。电石（碳化钙CaC₂）生产首先高温煅烧石灰石，产生氧化钙（CaO）和二氧化碳，然后用石油焦等还原氧化钙，形成碳化钙、一氧化碳和二氧化碳。减排路径：改进生产工艺，开发低排放或零排放的替代技术，加强过程控制，是降低此类排放的有效途径。EMISSIONSOURCES(2)化工行业碳排放源解析（二）电力热力购入与能源效率03电力与热力购入化工企业通常需要大量电力和热能来维持生产运行。如果企业所购电力和热力主要来源于化石燃料发电或供热系统，那么这部分能源消费也会间接导致碳排放。典型行业案例：氯碱工业氯碱工业中，电力消耗是主要的间接碳排放源。氯碱生产过程中的电力主要用于电解食盐水以制取氯气、氢气和氢氧化钠。减排策略：通过增加可再生能源（如风电、太阳能）的使用比例，或参与绿色电力交易，企业可以显著降低其间接碳排放。04能源利用效率目前，部分化工企业装置负荷率较低，电动机变频调速技术应用较少，造成一定的动力能源无效消耗。主要能效问题•装置负荷率低，电动机变频调速技术应用少•各系统装置间联合不够，无法实现冷热物流优化匹配•换热器结垢现象普遍，换热效率降低改进方向提高能源利用效率是减少化工行业碳排放的重要手段。通过采用先进的节能技术和设备，优化生产流程，减少能源浪费，企业可以在保证产量的同时，大幅度降低单位产品的能源消耗和碳排放。能源效率提升的关键措施装置优化提高装置负荷率变频技术电动机变频调速系统优化冷热物流匹配设备维护防止换热器结垢EMISSIONSOURCES(3)化工行业碳排放源解析（三）设备工艺与原料流程05设备与工艺老旧、低效的设备和工艺是导致化工行业碳排放偏高的重要原因。设备更新升级•采用高效分馏塔、换热器、空冷器等传质、换热节能设备•采用高效泵、压缩机、加热炉等旋转节能设备•采用先进的生产工艺，如连续化、自动化生产技术工艺参数优化优化过程参数及反应操作条件（如转化率、回流比、循环比等）、提高装置操作弹性及单体设备的生产能力，可以从源头上实现节能降耗。06原料与生产流程原料的选择和生产流程的设计直接影响碳排放量。典型案例：煤制甲醇煤制甲醇需要特定的氢气和一氧化碳比例（通常为2:1），因此就需要对气化后的粗煤气进行变换，将剩余的CO转化成CO₂，再净化排出系统，因此此环节会产生较多碳排放。优化策略•选择低碳、环保的原料•优化生产流程，减少原料消耗和废弃物产生•发展循环经济，实现资源循环利用全流程优化策略设备更新高效节能设备工艺升级连续化自动化原料优化低碳环保原料循环经济资源循环利用EMISSIONSOURCES(4)化工行业碳排放源解析（四）供应链与全生命周期排放07供应链排放化工行业的供应链排放也是一个不可忽视的碳排放源。这包括原材料采购、运输、储存以及产品销售和配送等过程中产生的碳排放。供应链主要环节原材料采购原材料运输储存管理产品销售配送企业应关注产品全生命周期管理，推动绿色消费，加强废弃物的回收和再利用，以降低碳排放。08副产品处理排放化工副产品的处理会产生碳排放，例如废催化剂（如合成氨、石化行业）或废酸液（如钛白粉生产）需通过高温焚烧或化学中和处理。焚烧处理焚烧过程消耗天然气或燃油，直接产生CO₂化学中和中和反应（如用石灰处理废酸）也会释放CO₂设备运行副产品处理设备（如焚烧炉、蒸发器）运行需消耗电力，间接产生碳排放09污染治理过程排放燃烧法处理VOCs为提升废气收集效率，增加风机风量/风压导致电耗上升的间接排放废水高级氧化法化工废水采用Fenton法时，需大量电力驱动曝气、搅拌设备及药剂输送系统厌氧生物处理若改用厌氧生物处理，虽降低电耗，但甲烷逸散也产生碳排放10产品使用与废弃化工产品在使用阶段和废弃处理阶段也可能产生碳排放。使用阶段排放某些产品在使用过程中会释放温室气体废弃处理排放废弃后的不当处理（如焚烧）也会产生大量排放管理策略企业应关注产品的全生命周期管理，推动绿色消费，加强废弃物的回收和再利用1.3化工行业碳中和发展机遇、挑战与路径发展机遇；面临的挑战化工行业发展趋势；化工行业碳中和路径OPPORTUNITIES化工行业碳中和的发展机遇机遇概述在全球碳中和目标背景下，化工行业面临重大转型机遇。"双碳"战略倒逼化工行业朝低碳化、绿色化、智能化方向升级，这不仅是实现碳中和目标的必由之路，更是行业突破发展瓶颈、提升行业竞争力、抢占未来科技制高点的战略选择。机遇一低碳新材料与清洁能源的长期发展随着全球对碳中和目标的追求，光电和风电等清洁能源的发展迎来新的机遇。作为清洁能源的上游，化工行业在光电材料和风电材料的生产上具有显著优势。光电材料的研发与应用将促进光电产业的快速发展风电设备的制造需要大量的高性能化工材料机遇二高质量供给侧改革带来的机遇碳中和背景下，高能耗、高排放的化工行业将面临更为严格的环保要求和产能控制。这一过程中，行业内的高效低耗优质企业将获得更多政策倾斜和市场机会。低碳相关材料生产企业的需求将大幅增加推动其技术和产能的快速提升机遇三传统行业的转型升级传统化工行业中的优质企业可以通过技术改造和节能减排，实现转型升级。这些企业在碳中和背景下，不仅能够提升自身的市场竞争力，还能享受政策红利和潜在的碳交易收益。引入先进的节能技术和设备大幅降低单位产品的能耗和碳排放实现绿色低碳发展总结：化工行业应抓住"双碳"机遇，通过技术创新、产业升级和绿色转型，实现高质量发展，在碳中和进程中抢占先机。CHALLENGES化工行业碳中和面临的挑战01高碳排放量的现状近十年来，中国的二氧化碳排放量始终居于全球首位，化工行业作为能源消耗和碳排放的主要行业之一，面临着巨大的减排压力。02能源结构依赖化石能源中国能源结构以煤炭等化石能源为主，这导致了化工行业的碳排放强度较高。尽管近年来新能源发展迅速，但煤炭在能源消费中的占比仍然较高。03总体竞争力不强依据中国石油和化学工业联合会数据显示，截至2023年，我国石油和化学工业主营业务收入稳居世界第一，但是单位工业增加值能耗与国外先进水平之间的差距依然较大。04国际化程度较低海外投资已扩展到多个领域，市场规模不断扩大，自主开发市场能力不断增强。但是与国际一流公司相比，我国企业国际化经营的比重仍然较低，国际化管理水平有待提高。05劳动生产率较低受历史原因和中国国情等因素影响，我国化工从业人员相对较多，从业人员总体业务素质低于国外发达国家，导致劳动效率相对较低。与国外同类企业相比，我国大型国有央企仍承担着较重的社会负担。06绿色投资资金缺口实现碳中和需要大量的绿色投资，包括清洁能源项目的建设、节能技术的研发和推广等。然而，目前中国绿色投资的资金缺口仍然较大，这制约了化工行业低碳转型的步伐。关键挑战数据合成氨、甲醇、乙烯等重点耗能产品10%-30%能效水平与国际先进水平的差距石油进口依存度持续增长国内增产潜力很小绿色投资资金缺口较大制约低碳转型步伐应对策略•加快能源结构调整，减少化石能源依赖•提升技术水平，缩小与国际先进差距•提高国际化经营水平和管理能力•加强人才培养，提升劳动生产率•拓宽绿色投资渠道，加大资金支持DEVELOPMENTTRENDS化工行业发展趋势精细化在整个化工产业链中，越往后端的精细化产品受到的市场冲击会越小，这些产品能够在价格上保证稳定性，保持竞争优势。高端化高端化工产品是指有较高技术含量、有较高应用性能、有较高市场价值和受经济周期变化影响较小的化工产品。清洁化通过采用提高产品技术含量、改进产品技术服务等措施手段，降低原材料所占成本的比例，提升产品的应用性能并赋予绿色可持续的生态特性。智能化通过传感、通讯等技术，对生产、数据监控、物流仓储等生产活动、生产数据、设备状态信息集中管理和控制，同时提高决策的及时性和准确性。绿色发展强化化工园区规划环境影响评价，推动企业两化深度融合，鼓励有条件的企业建设智能工厂，实现资源配置优化、过程动态优化，全面提升企业智能管理和决策水平。五大趋势协同推进精细化+高端化价值链提升清洁化+智能化绿色转型绿色发展生态优先未来发展目标构建现代化石油和化学工业体系推动我国由石化大国向石化强国迈进让部分行业率先进入强国行列实现绿色、低碳、数字化转型CARBONNEUTRALITYPATHWAYS(1)化工行业碳中和路径（一）产业结构与政策标准路径1：产业结构调整与布局低碳化优化化工产业结构，推动高污染、高能耗产业向低碳、环保方向转型，逐步实现布局低碳化。发展高端产业通过上大压小、淘汰落后等措施，发展高端化学品和新材料产业，提高产品附加值存量产能提质推广应用当前较为成熟且具备经济性的节能降碳技术，对存量产能进行全面提质挖潜园区集群发展推动化工园区化、集群化发展，实现资源共享和循环利用路径2：建立健全碳排放权交易市场建立和完善碳排放权交易制度，明确碳排放权的分配和交易规则，通过市场机制促进碳减排。完善制度建立和完善碳排放权交易制度，明确分配和交易规则加强监管加强市场监管和执法力度，保障市场公平、公正、透明鼓励参与鼓励企业参与碳交易，降低减排成本路径3：制定和完善化工行业碳中和相关的政策和标准体系为碳中和目标的实现提供有力保障，构建系统完备的政策支撑体系。提高环保门槛制定和完善化工行业碳排放标准和其他污染物排放标准政策支持出台支持化工行业碳中和的财政、税收、金融等政策措施国际合作加强国际合作与交流，借鉴国际先进经验和做法CARBONNEUTRALITYPATHWAYS(2)化工行业碳中和路径（二）清洁能源与能效提升路径4：提高清洁能源应用比例逐步替代化石能源，减少碳排放，推动能源结构清洁低碳化。发展可再生能源技术发展太阳能、风能等可再生能源技术，为化工行业提供清洁电力推动清洁能源应用推动氢能、生物质能等清洁能源在化工生产中的应用融合创新加强清洁能源与化工生产技术的融合创新，提高能源利用效率路径5：提高能源利用效率减少生产过程中的能耗和温室气体排放，实现化工行业能耗和排放的显著降低。推广高效节能设备推广高效节能设备和技术，优化生产流程，减少能耗严格排放标准实施严格的排放标准，加强环保监管，推动企业降低排放碳排放核算鼓励企业开展碳排放核算和碳足迹追踪，为减排提供数据支持路径6：通过技术创新和升级，提高化工行业的产品附加值和环保性能，降低碳排放强度加大研发投入加大研发投入，推动绿色低碳技术的研发和应用，突破关键技术瓶颈产学研合作加强产学研合作，促进科技成果转化，加快先进技术产业化应用引进先进技术鼓励企业引进国际先进技术，并进行消化吸收再创新关键要点：清洁能源替代、能效提升和技术创新是化工行业实现碳中和的核心路径，需要协同推进，系统发力。CARBONNEUTRALITYPATHWAYS(3)化工行业碳中和路径（三）技术创新与生态碳汇路径7：发展CCUS等负碳技术以碳捕集、利用与封存（CCUS）为主的负碳手段是实现碳中和的重要保障。碳捕集和石化行业的关联度高，需要提早谋划、稳步发展。碳捕集技术从工业排放源捕集CO₂，减少向大气排放碳利用技术将捕集的CO₂转化为有价值的产品或原料碳封存技术将CO₂永久封存在地下或海底我国已投运及规划建设项目~100个CCUS示范项目未来发展趋势大规模推广技术成熟和成本降低后路径8：增强化工行业对生态碳汇的贡献通过植树造林、恢复湿地等方式增加碳吸收量，实现生态与经济的双赢。植树造林鼓励化工企业在生产区域周边开展植树造林活动，增加绿色植被覆盖生态防护林支持化工园区建设生态防护林带，改善区域生态环境融合发展推动化工行业与林业、农业等行业的融合发展CCUS技术负碳技术的重要保障生态碳汇增强碳吸收能力协同推进技术与自然结合1.4化工碳中和的意义减缓气候变化；推动产业转型；提升环境质量增强国际影响力；促进经济新增长能源结构优化；技术创新与发展STRATEGICSIGNIFICANCE(1)化工碳中和的战略意义（一）意义1减缓气候变化化工行业是全球温室气体排放的重要来源之一，特别是二氧化碳的排放对全球气候变暖有着直接贡献。通过实施碳中和战略，化工行业可以减少生产过程中的碳排放，进而有效减缓气候变化，保护地球生态环境。意义2推动产业转型碳中和要求化工行业必须从传统的高能耗、高排放的生产模式向低碳、绿色、循环的新模式转变。这一过程中，企业将被迫采用新技术、新工艺，提升能源利用效率，开发清洁能源和可替代材料，从而推动整个产业的转型升级。意义3提升环境质量化工生产往往伴随着大量的废气、废水和固体废物的排放，对环境质量造成严重影响。实现碳中和意味着企业必须加强环境管理，采取有效措施减少污染物排放，实现资源的循环利用。这不仅有助于改善空气、水和土壤的质量，还能提升民众的生活质量。三大意义的协同效应环境效益减缓气候变化+提升环境质量经济效益推动产业转型升级+提升竞争力社会效益提升民众生活质量+增强获得感STRATEGICSIGNIFICANCE(2)化工碳中和的战略意义（二）意义4增强国际影响力在全球气候治理体系中，中国作为负责任的大国，一直致力于推动全球绿色低碳发展。化工行业实现碳中和，不仅展示了中国在应对气候变化方面的决心和行动，还将提升中国在国际气候治理舞台上的话语权和影响力。意义5促进经济新增长碳中和不是简单的减排或环保行动，而是一个新的经济增长点。随着清洁能源技术的不断进步和应用成本的降低，以及低碳产品需求的增加，化工行业将迎来新的发展机遇。发展绿色低碳经济将成为化工行业转型升级的重要方向，推动经济高质量发展。意义6能源结构优化化工行业作为能源消耗大户，其能源结构直接关系到碳排放量的高低。实现碳中和，意味着化工行业必须大力调整能源结构，提高清洁能源在总能源消耗中的比重。这将促进太阳能、风能、生物质能等可再生能源的开发利用，减少对化石能源的依赖，降低碳排放强度。意义7技术创新与发展碳中和目标的实现离不开技术的支撑和创新。为了实现节能减排和降低碳排放，化工行业必须不断加大技术研发投入，突破关键技术瓶颈，提升技术装备水平。这将促进科技创新能力的提升，推动行业技术进步和产业升级，为经济可持续发展提供强大的科技支撑。七大战略意义系统总结气候变化产业转型环境质量国际影响经济增长能源优化技术创新CHAPTER02化工企业碳排放核算基础CarbonEmissionAccountingFoundationforChemicalEnterprisesCONTENTS目录2.1碳排放核算概述相关概念、核算原则、分类体系15个核心概念定义5大核算原则4个层级分类2.2化工企业碳排放核算计量监测、核算流程、报告要求、典型案例8大计量监测要求6步核算工作流程多个核算案例教材原文呈现·专业系统讲解依据GB/T32151.10—2023SECTION2.1碳排放核算概述OverviewofCarbonEmissionAccounting2.1.1相关概念(一)碳核算与核算单元01组织/企业碳排放核算组织/企业碳排放核算,亦称为温室气体(GHG)核算,是指对某个组织(如企业、政府机构、非政府组织等)在其运营过程中直接和间接排放的二氧化碳及其当量气体进行量化、统计和分析的过程。核心要点:全面覆盖直接排放(范围一)和间接排放(范围二、三),是企业碳管理的"第一张答卷"。02核算单元拥有多个生产经营活动场地或产业活动单位的报告主体将整个公司的资产设施按一定的逻辑(如公司组织管理结构、厂地分布、产业活动分类等)以及不重不漏的原则划分为几个空间上相对独立、物料往来易于识别及计量的区块。核心要点:核算单元划分应遵循"不重不漏"原则,确保排放源全面覆盖且避免重复计算。03碳源流碳源流是指流入或流出某个核算单元的化石燃料、含碳的原材料、含碳的产品或含碳的废弃物。识别目的:①清晰区分化石燃料是作为燃料燃烧还是原材料用途;②避免重复计算或漏算。碳源流八大类别1流入作为燃料燃烧的化石燃料2流入作为原材料的化石燃料3流入作为原材料的其他碳氢化合物4流入作为原材料的CO₂气体5流入作为原材料的碳酸盐6流出核算单元的各类含碳产品7流出被回收外供避免排放的CO₂8流出核算单元的其他含碳输出物2.1.1相关概念(二)排放类型与活动数据化石燃料燃烧排放化石燃料燃烧排放是指化石燃料在氧化燃烧过程中产生的碳排放。这是化工企业最主要的直接排放源之一,包括锅炉、加热炉、燃烧器等固定燃烧设备和运输车辆等移动燃烧设备产生的排放。过程排放过程排放是指在生产、废弃物处理处置等过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的碳排放。化工企业的过程排放主要包括:化石燃料和其他碳氢化合物用作原材料产生的CO₂排放、碳酸盐使用过程分解产生的CO₂排放、硝酸和己二酸生产过程产生的N₂O排放等。购入的电力、热力产生的排放购入的电力、热力产生的排放是指企业消费的购入电力、热力所对应的电力、热力生产环节产生的二氧化碳排放。热力包括蒸汽、热水。这类排放属于间接排放(范围二),不在企业内部产生,但由企业的消费活动引发。输出的电力、热力产生的排放输出的电力、热力产生的排放是指企业输出的电力、热力所对应的电力、热力生产环节产生的二氧化碳排放。在核算企业净排放量时,这部分排放应予扣除。二氧化碳回收利用二氧化碳回收利用是指由报告主体产生的、但又被回收作为生产原料自用或作为产品外供给其他单位,从而免于排放到大气中的二氧化碳。这部分CO₂在核算总排放量时应予以扣减。活动数据活动数据是指导致碳排放的生产或消费活动量的表征值。例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。活动数据是碳核算的基础,其准确性直接影响核算结果的可靠性。排放因子排放因子是表征单位生产或消费活动量的碳排放量的系数。排放因子通常基于抽样测量或统计分析获得,表示在给定操作条件下某一活动水平的代表性排放率。排放因子可以是IPCC、美国环境保护署、欧洲环境机构等提供的已知数据,也可以基于实际测量数据推算。2.1.1相关概念(三)关键参数与不确定性碳氧化率碳氧化率是指燃料中的碳在燃烧过程中被完全氧化的百分比。取值范围为0~1。缺省值:•液体燃料:0.98•气体燃料:0.99•固体燃料:按品种取值(表2-6)低位发热量低位发热量是指燃料完全燃烧,其燃烧产物中的水蒸气以气态存在时的发热量,也称低位热值。测定标准:•煤炭:GB/T213•石油产品:GB/T384•天然气:GB/T22723单位热值含碳量单位热值含碳量是指基于发热量的碳含量,即单位发热量的燃料中的碳含量。单位:tC/GJ应用公式:CCⱼ=NCVⱼ×EFⱼ含碳量=低位发热量×单位热值含碳量不确定性在IPCC的《国家温室气体清单优良作法指南和不确定性管理》中,不确定性被定义为"某一变量估算没有受由系统误差造成偏差影响的程度的通用术语"。这个定义强调了不确定性与系统误差的关系,指出不确定性反映了由于各种因素导致的估算值与真实值之间的潜在差异。不确定性管理的重要性:在温室气体清单编制过程中,不确定性管理是确保清单质量和可信度的关键环节。通过量化和管理不确定性,可以提高清单的准确性,从而为政策制定者提供更加可靠的科学依据。优良做法包括:选择适合国家实际情况的估算方法、国家层面的质量保证和质量控制、不确定性的量化以及有利于提高透明度的资料存档与报告。生命周期评价LCA生命周期评价(LifeCycleAssessment,LCA)是一种分析产品从原料获取、制造、使用到废弃全过程中的环境影响的方法。摇篮到大门从原材料提取到产品离开组织摇篮到坟墓从原材料提取到废物回收处理2.2.2碳核算原则碳核算五大原则01相关性Relevance根据碳排放核算主体的排放特征,选择相关的温室气体核算种类、核算方法。碳排放企业应根据当地标准化指导性技术文件和主管部门的要求,确定组织边界和运行边界、选择量化方法、收集活动数据和确定排放因子等。确保核算结果能够真实反映企业的排放情况,满足决策者和管理者的信息需求。02完整性Completeness考虑核算边界内所有相关温室气体的排放和移除。碳排放企业应全面披露本企业温室气体排放信息,不应遗漏组织边界中的任何排放源。量化报告的对象应包括组织边界内所有的温室气体排放源,并完整地收集活动数据,从而完成本企业温室气体排放的量化。确保核算结果全面反映企业的碳排放状况,避免漏算导致的低估。03一致性Consistency核算体系保持一致,使核算结果具有可比性。温室气体的量化方法、数据获得的方式、不确定性控制的技术手段等应尽量保持一致,以确保通过该方法核算出的温室气体排放信息能够在不同碳排放企业层面进行合理的换算、合并、对比等处理。一致性原则要求企业在不同时间周期内采用相同的核算方法和数据获取方式,以便进行历史数据对比和趋势分析。04准确性Accuracy尽可能降低核算偏差和不确定性。碳排放企业应尽可能选择优先级更高的方法,准确地报告温室气体排放数据和信息。准确性要求企业采用科学、合理的核算方法,使用可靠的活动数据和排放因子,并对不确定性进行量化和管理,以确保核算结果尽可能接近真实排放水平。05透明性Transparency温室气体排放报告上的数据应以真实并清晰的方式展现出来。透明性原则要求企业充分披露核算方法、数据来源、计算过程、假设条件、不确定性等关键信息,使利益相关方能够理解和评估核算结果的质量和可信度。(对于部分碳排放企业而言,如果涉及到应受到保护的机密或知识产权的资料,可以不予公开)2.2.3碳核算的分类(一)区域层面与行业层面碳核算区域层面碳核算区域层面的碳核算在行业内称为温室气体清单编制,是指在某个行政区划内温室气体排放的分类计算及汇总,主导机构是行政区域的政府,大到整个国家,小到一个社区。核算特点•核算单元:地理边界(国家、省、市、社区等)•核算方法:宏观统计数据+排放因子模型•数据基础:能源消费总量、GDP、行业产出等•主要标准:IPCC国家温室气体清单指南、省级清单指南生产侧核算统计地区所有行业、所有企业在生产过程中直接使用的能源燃烧产生的碳排放总量消费侧核算考虑地区最终需求对整个经济系统产生的碳排放拉动,包括购买其他地区产品的隐含排放收入侧核算考虑地区对整个经济系统产生的碳排放拉动,如出口初级产品在其他地区使用产生的排放行业层面碳核算行业碳排放核算是指针对某一特定行业,按照科学方法和标准,对该行业内所有生产、运营等活动中直接和间接排放的二氧化碳及其当量气体进行计量、统计和分析的过程。核算特点•核算单元:同类生产活动集群•核算方法:实测法、质量平衡法、排放因子法•聚焦特点:特定产业共性排放特征•主要标准:24个行业核算指南(中国)24个行业指南覆盖领域电子设备制造发电设施氟化工机械制造交通运输公共建筑造纸电解铝独立焦化民用航空石油化工水泥陶瓷玻璃钢铁有色金属化工更多...重要意义:行业层面碳核算对于了解行业碳排放现状、制定减排政策、推动低碳经济发展具有重要意义。通过行业核算,可以识别高排放行业,设定行业减排目标,推动行业内技术升级和优化,实现生产过程的低碳化。2.2.3碳核算的分类(二)组织/企业层面碳核算组织/企业层面碳核算的过程旨在评估组织的碳排放规模和趋势,为制定减排策略和措施提供数据支持。组织碳核算范围是界定企业或机构的法律/运营控制边界。企业碳核算是实现绿色转型的"第一张答卷",需明确范围一(直接排放)、范围二(间接排放)、范围三(其他间接排放)。一范围一直接温室气体排放指在企业实际控制范围之内的排放,包括由企业拥有或者控制的排放源产生的温室气体排放。化石燃料燃烧排放工业生产过程排放移动源燃烧排放逸散排放典型设施:锅炉、加热炉、发电机、叉车、空调设备、化粪池等二范围二能源间接温室气体排放指企业外购电力、热力等所产生的温室气体排放。这些排放不在企业内部产生,不属于企业拥有或控制的排放。外购电力电力生产环节产生的排放外购热力蒸汽、热水生产环节产生的排放计算方法:外购电量/热量×排放因子三范围三其他间接温室气体排放由企业内活动引起的排放,但不是由企业拥有或控制的排放源产生的排放。购买原材料生产运输排放员工通勤、差旅排放委外运输、委外工作排放委外焚化处理排放特点:范围三排放核算难度最大,数据获取困难生物质能源说明:对于来源为可持续再生资源的生物质能源,其生长过程吸收的二氧化碳与燃烧释放的量基本平衡,全生命周期碳排放为零,因此在碳核算中不计入总体排放。2.2.3碳核算的分类(三)产品层面碳核算碳足迹CarbonFootprint碳足迹是指产品在生命周期内直接或间接产生的二氧化碳等温室气体(GHG)总排放量的量度。这包括从原材料采集、生产、运输、使用到废弃的全过程。产品碳核算是追踪单一商品全生命周期的碳足迹。摇篮到大门Cradle-to-Gate从提取或获取原材料到产品离开组织。适用于非终端消费产品的核算边界。系统边界:原材料开采→生产加工→产品出厂摇篮到坟墓Cradle-to-Grave从原材料的提取或获取,到生产、使用、废弃、再到废物的回收和处理。适用于终端用户或消费者产品的核算边界。系统边界:原材料开采→生产加工→分销→使用→废弃处理产品碳足迹vs企业碳足迹产品碳足迹:产品或服务在生产、提供和消耗整个生命周期过程中释放的温室气体总量,包括产品自身消耗(及处理)时排放的温室气体,还包括生产产品的必要投入。企业碳足迹:企业生产过程中导致的温室气体排放,只局限于生产过程的碳排放,所以又用"隐含足迹"的术语来表达。产品层面碳核算特点核算边界:产品生命周期(摇篮到坟墓/大门)核算方法:生命周期评价(LCA)主要标准:ISO14067、PAS2050应用场景:产品低碳设计、碳标签认证、供应链管理2.2.3碳核算的分类(四)各层级关系与比较各层级碳核算的逻辑关系从图2-4中看出区域碳核算属于核算层级的顶端(上层),底端是企业或设施层面碳核算、产品碳足迹等(下层)。上层主要指国家或政府层面的宏观测量,而下层则包括企业的自测与披露,区域层级的碳核算清单可以由企业或设施层面开始核算,由下往上逐级汇报汇总至区域或国家层级(见图2-3)。区域层面上层·宏观行业层面中层·产业企业层面下层·微观产品层面底层·具体碳核算各层级比较(表2-2)层级核算边界典型方法主要核算标准依据区域层面地理行政单元(能源、工业、农业等)排放因子法(宏观统计数据×缺省因子)IPCC国家温室气体清单指南、省级温室气体清单编制指南行业层面同类生产活动集群实测法、质量平衡法等24个行业核算指南(中国)组织/企业层面企业股权/控制权范围排放因子法、实测法、质量平衡法等GHGProtocol、ISO14064产品层面产品生命周期(摇篮到坟墓)生命周期评价(LCA)ISO14067、PAS20502.2.3碳核算的分类(五)各层级核算结果的应用区域层面应用1.国际履约支撑支撑国际履约(如《巴黎协定》)和宏观政策,为国家参与全球气候治理提供数据基础。2.地方碳排放管理为地方碳排放管理提供基础数据支撑,帮助地方政府掌握碳排放量,制定针对性减排政策和规划。3.政策制定依据基于区域碳核算结果,政府可以出台能源结构调整、产业升级等相关政策,实现区域碳减排目标。4.区域间对比分析通过对不同区域的碳核算数据进行比较,了解各区域碳排放水平和差异,为区域间合作与协调提供依据。行业层面应用1.行业减排目标设定服务于重点排放行业配额分配,明确各行业的碳排放基准,为制定行业减排目标提供科学依据。例如,对于钢铁、水泥等高耗能行业,通过碳核算了解其排放情况,设定合理的减排指标。2.行业技术升级和优化帮助行业识别高碳排放环节,从而推动行业内相关技术的研发和应用,实现生产过程的低碳化。3.行业碳排放监管为政府对行业碳排放的监管提供数据支持,确保行业企业遵守相关的碳排放法规和标准。企业层面应用1.环境管理和可持续发展帮助企业了解自身的碳排放情况,以便采取措施降低碳足迹,提高产品的环境性能,满足消费者对低碳产品的需求和应对政策法规的要求等。2.碳交易和碳资产运营准确的企业碳核算数据是参与碳交易的基础,企业可以根据核算结果进行碳资产的管理和运营,实现碳资产的增值。3.企业内部成本控制通过碳核算,企业可以发现能源消耗和碳排放较高的环节,采取节能降耗措施,降低生产成本。4.ESG信息披露满足投资者、社会公众等对企业环境信息的需求,提升企业的社会形象和声誉。产品层面应用1.产品低碳设计根据产品碳核算结果,企业在产品设计阶段考虑原材料选择、生产工艺优化等因素,降低产品全生命周期的碳排放。2.产品碳排放标签和认证通过碳核算,为产品提供碳排放数据,便于进行碳排放标签认证,提高产品在市场上的竞争力,满足消费者对低碳产品的偏好。3.供应链管理帮助企业了解产品供应链各环节的碳排放情况,推动供应链上下游企业共同实现低碳发展,优化供应链管理。SECTION2.2化工企业碳排放核算CarbonEmissionAccountingforChemicalEnterprises2.2.1计量与监检测要求(一)参数识别计量与监检测是化工企业碳核算的核心环节,其数据的准确性直接影响碳排放核算与报告的可靠性。化工生产企业需按照规范要求,对碳排放相关参数进行全面、系统的计量与监检测,确保活动数据和排放因子数据的真实性、完整性和准确性。化工生产企业碳排放计量与监检测参数识别(表2-3)排放源名称具体的排放源计量与监检测参数类型计量与监检测方法化石燃料燃烧煤炭、柴油、重油、煤气、天然气、液化石油气等化石燃料燃烧排放化石燃料消耗量皮带秤、液体流量计、气体流量计过程排放能源和其他碳氢化合物用作原材料产生的CO₂排放原料投入量、含碳产品产量、没有计入产品范畴的其他含碳输出物的量皮带秤、油流量计、气体流量计原料、产品、其他含碳输出物的含碳量氢碳测定仪、化学计算碳酸盐消耗量皮带秤分生产技术类型的硝酸、己二酸产量企业台账或统计报表CO₂回收利用CO₂回收利用量液态CO₂回收利用量、气体CO₂回收利用量流量计购入和输出的电力及热力产生的排放生产过程购入和输出的电力产生的排放购入和输出电量电表购入和输出热水量、热水温度流量仪表、温度仪表2.2.1计量与监检测要求(二)化石燃料消耗量计量与监检测要求化石燃料消耗量计量与监检测要求(表2-4)燃料类型计量器具准确度等级计量设备溯源方式溯源频次计量频次记录频次固态燃料非自动衡器0.1检定1次/12个月每批每批0.5连续液态燃料液体流量计成品油:0.5重油、渣油:1.0检定/校准1次/12个月每批每批气态燃料气体流量计2.0检定/校准1次/12个月连续每月固态燃料计量采用非自动衡器(0.1级)或皮带秤(0.5级),每批计量或连续计量,每月记录汇总。液态燃料计量采用液体流量计,成品油0.5级、重油渣油1.0级,每批计量并记录。气态燃料计量采用气体流量计(2.0级),连续计量,每月记录汇总。2.2.1计量与监检测要求(三)原材料及碳酸盐计量要求能源和其他碳氢化合物作为原材料用途的排放计量与监检测要求(1)原料投入量、产品产量和其他含碳输出物的计量•能源投入量应按照表2-4的要求进行计量•其他碳氢化合物投入量、产品产量、其他含碳输出物的量应使用计量衡器称量•记录每批次进货量;每月至少统计一次出货量•做好相应的台账记录(2)计量器具要求企业应使用符合GB/T23111(非自动衡器)要求的计量衡器。碳酸盐使用过程排放计量与监检测要求碳酸盐消耗量计量•使用符合GB/T23111要求的计量衡器称量•记录每批次进货量•每月至少统计1次出货量•建立台账记录碳酸盐纯度检测具备条件的企业应按照以下标准对每一批次碳酸盐的纯度进行检测:•GB/T210(工业碳酸钠)•GB/T1606(工业碳酸氢钠)并取加权平均值作为最终纯度数据。硝酸、己二酸生产过程排放计量与监检测要求硝酸、己二酸产量计量•使用符合GB/T23111要求的衡器或流量计监测•按生产技术类型或生产线分别计量•做好月度统计和台账记录•对测量数据与销售数据、库存变化量进行交叉检查尾气处理设备使用率尾气处理设备使用率=尾气处理设备运行时间÷生产装置运行时间二氧化碳回收利用量计量与监检测要求计量器具要求•计量器具需符合GB/T32201(气体流量计)要求•浓度检测计量仪器准确度等级2.0•每年检定或校准1次•连续计量,每天记录•计量器具安装于收集装置与储气罐之间二氧化碳纯度检测二氧化碳纯度的检测应遵循以下标准:•GB/T6052•GB/T8984•GB/T23938并做好相关原始记录。2.2.1计量与监检测要求(四)电力热力计量与管理要求电力和热力计量与监检测要求电力计量要求企业需按GB17167《用能单位能源计量器具配备和管理通则》和GB/T21367《化工企业能源计量器具配备和管理要求》,配备电表,对购入和输出的电力进行准确计量。热力计量要求配备热力计量器具,对购入和输出的热力(蒸汽、热水)进行准确计量。热力数据以质量单位计量时,需按公式转换为热量单位(GJ)。热力单位转换公式热水转换(公式2-17):AD热水=Maw×(Tw-20)×4.1868×10⁻³蒸汽转换(公式2-18):AD蒸汽=Mast×(Enst-83.74)×10⁻³计量与监检测管理要求1人员管理•设立专人负责能源计量器具的管理•涵盖配备、使用、检定(校准)、维修及报废等工作•碳排放计量管理人员及相关技术人员需具备相应能力2器具管理•建立计量器具一览表,列明名称、规格型号、准确度等级等信息•计量器具需定期检定(校准)•强制检定器具需遵守相关法律法规•未经检定或不合格的器具不得使用•在用器具需粘贴与一览表编号对应的标签3档案管理•建立计量器具档案,包括使用说明书、出厂合格证等•保存最近两个周期的检定(校准)证书•记录维修记录等4监测要求•用能设备的设计和安装需符合GB/T15316要求•自行校准的计量器具需有受控文件作为校准间隔依据2.2.2核算工作流程(一)确定企业核算边界化工企业碳排放核算属于组织层面的碳核算,化工企业温室气体排放报告主体(简称报告主体)是指具有碳排放行为的法人企业或视同法人的独立核算单位。依据国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布的《GB/T32151.10—2023碳排放核算与报告要求第10部分:化工生产企业》以及国家发展改革委组织编制的《中国化工生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》,化工生产企业碳排放核算的一般工作流程如图2-5所示。核算边界类型时间边界确定核算的时间周期,如基准年、报告年度等。组织边界采用股权比例法或控制权法确定组织边界,明确哪些法人或独立核算单位纳入核算范围。运营核算边界在假定时间边界、组织边界已经确定的情况下,确定参与碳核算的运营边界。生产系统组成主要生产系统直接进行产品生产的系统,如合成氨装置、甲醇装置等辅助生产系统动力、供电、供水、化验、机修、库房、运输等辅助系统附属生产系统生产指挥系统(厂部)和厂区内为生产服务的部门和单位(如职工食堂、车间浴室、保健站等)核算单元划分原则如果报告主体拥有多个分公司、生产厂地或产业活动单位,应按一定的逻辑把整个公司的资产设施划分为几个空间上相对独立、物料往来易于识别和计量的核算单元。划分逻辑包括:•公司组织管理结构•厂房建筑分布•产品或产业活动分类核算单元划分方式由报告主体自行确定。如果在一个场所从事一种或主要从事一种产品生产活动,也可以只设一个核算单元,即整个企业作为一个核算单元。注意:如果报告主体涉及使用绿色电力,不应直接扣减,宜单独进行报告。2.2.2核算工作流程(二)识别碳源流与排放源识别流入流出核算单元的碳源流识别目的识别碳源流的目的一方面是为了更清晰地区分化石燃料是作为燃料燃烧还是原材料用途,另一方面也是为了在采用碳质量平衡法核算工业生产过程的CO₂排放量时避免重复计算或漏算。在生产过程中产生的副产品或废气如果被现场回收利用而不流出企业边界则不属于碳源。碳源流八大类别1流入核算单元且明确送往各个燃烧设备作为燃料燃烧的化石燃料部分2流入核算单元作为原材料的化石燃料部分3流入核算单元作为原材料的其他碳氢化合物4流入核算单元作为原材料的CO₂气体(如果有)5流入核算单元作为原材料、助熔剂或脱硫剂使用的碳酸盐6流出核算单元的各类含碳产品7流出核算单元且被回收外供从而避免排放到大气中的那部分CO₂8流出核算单元的其他含碳输出物(如炉渣、粉尘、污泥等)确定应核算的排放源和气体种类报告主体应基于碳源流的识别情况确定每个核算单元存在的各类温室气体排放源。GB/T32151.10—2023明确碳核算涉及的温室气体只包含二氧化碳和氧化亚氮。基于该核算单元是否存在硝酸、己二酸等生产过程以判断是否存在氧化亚氮排放源,并分别计算各自的碳排放量和排放总量。应核算的排放源类别(一)直接温室气体排放企业拥有或控制的排放源产生的温室气体排放燃料燃烧排放锅炉、燃烧器、涡轮机、加热器、焚烧炉等工业生产过程排放原材料使用、碳酸盐分解、硝酸/己二酸生产等逸散排放设备泄漏、废水处理、冷媒泄漏等(二)能源间接温室气体排放企业消费的净购入的电力、净购入热力或蒸汽而造成的温室气体排放(三)温室气体回收利用回收燃料燃烧或工业生产过程产生的CO₂并作为产品外供给其他单位从而应予扣减的那部分二氧化碳(四)其他温室气体排放氟化物生产或其他行业指南要求的排放,按相关指南核算2.2.2核算工作流程(三)核算方法选择目前碳排放核算主要采用排放因子法、质量平衡法、实测法三种方法。化工企业碳排放核算一般会同时用到这三种方法,根据不同排放源的特点和数据可获得性选择合适的方法。碳排放核算方法对比(表2-5)类别优点缺点尺度适用对象应用现状排放因子法1.简单明确易于理解2.有成熟的核算公式和活动数据、排放因子数据库3.有大量应用实例参考对排放系统自身发生变化时的处理能力较质量平衡法要差宏观中观微观社会经济排放源变化较为稳定,自然排放源不是很复杂或忽略其内部复杂性的情况1.广为应用2.方法论的认识统一3.结论权威质量平衡法明确区分各类设施设备和自然排放源之间的差异需要纳入考虑范围的排放的中间过程较多、容易出现系统误差,数据获取困难且不具权威性宏观中观社会经济发展迅速、排故设备更换频繁,自然排故源复杂的情况1.方法论认识尚不统一2.具体操作方法众多3.结论需讨论实测法1.中间环节少2.结果准确数据获取相对困难,投入较大,受到样品采集与处理流程中涉及的样品代表性、测定精度等因素的干扰微观小区域、简单生产链的碳排放源,或小区域、有能力获取一手监测数据的自然排放源1.应用历史较长2.方法缺陷最小但数据获取最难3.应用范围窄备注:化工企业碳排放核算一般会同时用到排放因子法、质量平衡法和实测法。例如,化石燃料燃烧排放通常采用排放因子法;工业过程排放中的原材料使用可采用质量平衡法;有实时监测条件的企业可采用实测法获取排放因子。2.2.2核算工作流程(四)化石燃料燃烧排放核算(一)计算公式核算单元的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量是核算期内各种化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量按公式(2-1)计算:E燃烧,i=[Σj=1n(ADi,j×CCi,j×OFi,j×44/12)]×GWPCO₂公式(2-1)参数说明E燃烧,i——核算期内核算单元i的化石燃料燃烧产生的CO₂排放量(tCO₂e)ADi,j——核算期内第j种化石燃料用作化石燃料燃烧的消费量CCi,j——核算期内第j种化石燃料的含碳量OFi,j——核算期内第j种化石燃料的碳氧化率GWPCO₂——CO₂的全球变暖潜势,取值为1i——核算单元编号;j——化石燃料类型代号单位说明固体/液体燃料AD:吨(t)CC:吨碳每吨(tC/t)气体燃料AD:万标立方米(10⁴Nm³)CC:吨碳每万标立方米(tC/10⁴Nm³)(二)活动数据的获取化石燃料燃烧活动数据应根据企业能源消费台账或统计报表确定,指流入核算单元且明确送往各类燃烧设备作为化石燃料燃烧的化石燃料部分,不包括生产过程产生的副产品或可燃废气被回收并被本核算单元作为化石燃料燃烧的部分。(三)排放因子数据的获取a.化石燃料含碳量方法一:委托有资质的专业机构定期检测燃料的含碳量,或自行检测。方法二:检测燃料的低位发热量,按公式(2-3)计算含碳量:CCⱼ=NCVⱼ×EFⱼb.燃料碳氧化率液体燃料:0.98|气体燃料:0.99|固体燃料:查表2-62.2.2核算工作流程(五)过程排放核算(上)1.通则化工企业过程排放量等于过程中不同种类的温室气体排放的二氧化碳当量之和,计算公式为:E过程,i=ECO₂过程,i×GWPCO₂+EN₂O过程,i×GWPN₂O公式(2-4)CO₂过程排放:ECO₂过程,i=ECO₂原料,i+ECO₂碳酸盐,i公式(2-5)N₂O过程排放:EN₂O过程,i=EN₂O硝酸,i+EN₂O己二酸,i公式(2-6)参数说明E过程,i:工业过程排放总量(tCO₂e)ECO₂原料,i:原材料使用CO₂排放(tCO₂)ECO₂碳酸盐,i:碳酸盐使用CO₂排放(tCO₂)EN₂O硝酸,i:硝酸生产N₂O排放(tN₂O)EN₂O己二酸,i:己二酸生产N₂O排放(tN₂O)GWPCO₂=1,GWPN₂O=3102.能源和其他碳氢化合物用作原材料产生的CO₂排放a.计算公式(碳质量平衡法)ECO₂原料,i={Σr(ADi,r×CCi,r)-[Σp(ADi,p×CCi,p)+Σw(ADi,w×CCi,w)]}×44/12公式(2-7)ADi,r:原料r的投入量(t或10⁴Nm³)CCi,r:原料r的含碳量(tC/t或tC/10⁴Nm³)ADi,p:产品p的产量(t或10⁴Nm³)CCi,p:产品p的含碳量(tC/t或tC/10⁴Nm³)ADi,w:其他含碳输出物w的量(t)CCi,w:输出物w的含碳量(tC/t)b.活动数据的获取企业应结合碳源流的识别和划分情况,以企业台帐或统计报表为依据,分别确定原材料投入量、含碳产品产量以及其他含碳输出物的活动数据。c.排放因子数据的获取•用作原料的化石燃料含碳量获取方法参见化石燃料燃烧核算部分•对其他原料、产品或输出物含碳量,可委托专业机构定期检测或自行检测•固体/液体:每天每班取样,每月混合缩分后检测,按分月数据加权平均•气体:定期测量或记录组分,按公式(2-2)计算•无条件实测的,可根据物质成分或纯度计算,或参考表2-8缺省值2.2.2核算工作流程(六)过程排放核算(下)③碳酸盐使用过程产生的二氧化碳排放a.计算公式碳酸盐使用过程产生的CO₂排放根据每种碳酸盐的使用量及其CO₂排放因子计算:ECO₂碳酸盐,i=Σj(ADi,j×EFi,j×PURi,j)公式(2-8)ADi,j:碳酸盐j的总消费量(t)EFi,j:碳酸盐j的CO₂排放因子(tCO₂/t)PURi,j:碳酸盐j的纯度(%)b.活动数据获取每种碳酸盐的总消费量等于用作原料、助熔剂、脱硫剂等的消费量之和,应分别根据企业台帐或统计报表来确定。c.排放因子数据获取•可自行或委托专业机构检测碳酸盐纯度或化学组分•按GB/T3286.1、GB/T3286.9等标准检测•根据化学组分、分子式计算CO₂排放因子•可采用供应商提供数据或参考表2-9缺省值常见碳酸盐的CO₂排放因子缺省值(表2-9选例)CaCO₃0.4397MgCO₃0.5220Na₂CO₃0.4149NaHCO₃0.5237FeCO₃0.3799MnCO₃0.3829④硝酸生产过程的氧化亚氮排放a.计算公式硝酸生产过程中氨气高温催化氧化会生成副产品N₂O:EN₂O硝酸,i=Σi,j,k[ADi,j×EFi,j×(1-ηi,k)×μi,k×10⁻³]公式(2-9)ADi,j:技术类型j的硝酸产量(t)EFi,j:技术类型j的N₂O生成因子(kgN₂O/tHNO₃)ηi,k:尾气处理设备k的N₂O去除效率(%)μi,k:尾气处理设备k的使用率(%)b.活动数据获取每种生产技术类型的硝酸产量应根据企业台账或统计报表来确定。c.排放因子数据获取•有实时监测条件:定期检测N₂O生成因子和去除率,至少每月一次•无实时监测条件:参考表2-10(生成因子)和表2-11(去除率)⑤己二酸生产过