一、引言
为落实我国2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%的目标，“十二五”规划《纲要》明确提出“建立完善温室气体统计核算制度，逐步建立碳排放交易市场”。《“十二五”控制温室气体排放工作方案》（国发〔2011〕41号）也明确提出要加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放数据制度。
在国家发展改革委气候司组织和领导下，清华大学能源环境经济研究所在中国建筑材料科学研究总院和中国建材检验认证集团有限公司的协助下，借鉴了国内外有关企业温室气体核算报告研究成果和实践经验，参考政府间气候变化专门委员会（IPCC）有关国家温室气体清单编制和好的做法指南，以及国家发展改革委办公厅印发的《省级温室气体清单编制指南（试行）》，经过实地调研、深入研究和案例试算，研究完成了《水泥生产企业温室气体排放核算方法和报告格式指南》。研究过程中，国家发展改革委气候司多次组织行业协会和相关研究院所的专家，反复讨论修改，在保证科学合理的基础上，力求简明，突出可操作性。本文就该指南的核算方法要点和特色进行介绍和说明。
二、方法学的技术概要
（一）适用范围和核算边界
本方法适用于我国水泥生产企业温室气体排放量的核算和报告。核算边界是以水泥生产为主营业务的独立法人企业或视同法人单位从事生产活动的地理和物理边界。本方法所指温室气体排放仅指二氧化碳排放。
目前，我国水泥生产包括3个主要工序：原料和燃料制备、熟料制备和水泥制备。大多数水泥企业都带了余热发电装置，还有部分水泥企业开展了废弃物的处置工作，部分企业有矿山开采活动。为了方法适用的广泛性，本方法考虑了矿山开采、废弃物处置、余热发电和热力外供等部分。各企业排放核算包括哪些部分，应根据企业具体情况，说明清楚。没有的部分，可设置排放量为零。
（二）主要排放源
在水泥生产中，关键排放源包括：一是化石燃料的燃烧：水泥窑使用的实物煤、热处理设备和运输等设备使用的燃油等产生的排放。二是替代燃料和协同处置的废弃物中所含非生物质碳的燃烧：废轮胎、废油和塑料等替代燃料、污水污泥等废弃物里所含有的非生物质碳的燃烧产生的排放。三是原料碳酸盐分解：水泥生产过程中，原材料碳酸盐矿物分解产生二氧化碳排放，包括生料碳酸盐矿物分解产生的排放、窑炉排气筒（窑头）粉尘产生的排放和旁路放风粉尘中碳酸盐矿物部分分解产生的排放。目前我国水泥窑很少采用旁路放风技术，旁路放风粉尘中碳酸盐矿物部分分解产生的排放可设为零。四是生料中非燃料碳煅烧：生料中可能含有可燃碳，这些非燃料碳在生料高温煅烧过程中大部分转化为二氧化碳。五是生产过程外购电力：水泥生产需要从电网购买电力；同时生产过程有大量的余热，部分企业回收余热用于发电。发电上网的数量可用于抵消从电网购买的部分电量。六是生产过程中的外购热力：水泥生产过程中有外购的热力，也产生大量的余热，可外供给周围企业和居民，用于取暖、洗浴等，可减少取暖、洗浴等的化石燃料消耗。七是生物质碳的燃烧：水泥生产过程中，替代燃料和协同处置的废弃物中的非燃料碳可能含有生物质碳，生产过程中也可能用到生物质燃料。生物质碳燃烧产生的二氧化碳排放作为“备忘项目”报告，不计入企业总排放。
（三）核算方法
本方法将企业作为一个整体，按照以下步骤和计算公式核算企业温室气体排放量。
1、化石燃料燃烧排放
水泥生产中使用的化石燃料主要有实物煤、燃油等。燃烧产生的二氧化碳排放，按照公式（1）、（2）、（3）计算。
（1）
式中：Ecom为化石燃料燃烧产生的排放，单位：t；ADi为第i种化石燃料的数量，单位：TJ；EFi为第i种燃料的排放因子，单位：tCO2/TJ；i为燃料类型。
其中，
ADi=RLi×RZi （2）
式中RLi是核算和报告期第i种化石燃料的消耗量（t或万m3），根据企业生产活动的操作记录，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。
RZi是核算和报告期第i种化石燃料的平均低位发热量，推荐采用企业检测数据，也可使用缺省值。如采用实测，可由企业自行或委托有资质的专业机构进行检测，或采用与相关方结算凭证中提供的检测值。自行检测时，应遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》、《GB/T 384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等标准。
EFi=CCi×αi×ρ （3）
式中CCi为燃料i的单位热值含碳量 （tC/TJ），推荐采用企业统计数据，也可使用缺省值；自行检测单位热值含碳量时，应遵循《GB/T 476煤的元素分析方法》、《SH/T 0656石油产品及润滑剂中碳、氢、氧测定法》、《GB/T 13610天然气的组成分析》等标准。
αi为燃料的碳氧化率 （%）；推荐采用企业统计数据，也可使用缺省值。
ρ为CO2与碳的分子量之比 （44/12）。
2、替代燃料或废弃物中非生物质碳的燃烧排放
替代燃料或废弃物中，含有源于化石燃料的碳，燃烧产生的CO2排放量按公式（4）计算：
（4）
式中：EMnbf为替代燃料或废弃物燃烧中，源于化石燃料碳的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi表示各种替代燃料或废弃物的用量，单位为吨（t）；HVi为各种替代燃料或废弃物的加权平均低位发热量，单位为兆焦每千克（MJ/kg），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；EFi为各种替代燃料或废弃物燃烧的CO2排放因子，单位为千克每兆焦（kg/MJ），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；αj为各种替代燃料或废弃物中源于化石燃料碳的含量（%），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；i表示不同种类的替代燃料或废弃物。
3、原料碳酸盐矿物分解产生的排放
原料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量，包括三部分：生料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量；窑炉排气筒（窑头）粉尘产生的CO2排放量；旁路放风粉尘碳酸盐矿物部分分解产生的CO2排放量。按公式（5）计算
EMd
（5）
式中：EMd为在统计期内，原料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi为生产的水泥熟料产量，单位为吨（t）；Qckd为窑炉排气筒（窑头）粉尘的重量，单位为吨（t）；Qbpd为窑炉旁路放风粉尘的重量，单位为吨（t）；FR1为熟料中CaO的含量，%；FR10为熟料中非碳酸盐CaO的含量，（%）；FR2为熟料中MgO的含量，（%）；FR20为熟料中非碳酸盐MgO的含量，（%）；44/56 为CO2与CaO之间的分子量换算；44/40为CO2与MgO之间的分子量换算。i表示水泥熟料生产的不同批次。
4、生料中非燃料碳燃烧的排放
生料中非燃料碳燃烧产生的排放，可用公式（6）计算。
（6）
式中：EMmc为生料中非燃料碳燃烧产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Q为生料的数量，单位为吨（t）；FR0为生料中非燃料碳含量，%；如缺少测定数据，可取缺省值为0.1%—0.3%（干基），生料采用煤矸石、高碳粉煤灰等配料时取高值，否则取低值；44/12为CO2与C之间的分子量换算。
5、外购电力的排放
水泥生产中，净外购电力产生CO2排放。所需的活动水平是统计期内企业计量的外购电量，减去企业余热回收发电的上网电量。电力消费的CO2排放因子数值由国家统一规定来确定。净外购电力导致的二氧化碳排放量，按公式（7）计算。
EMe = （ACe –ACp）× EFe（7）
式中：EMe为在统计期内，企业净外购电力产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Ace为企业外购电量，单位为兆瓦时（MWh）。ACp为企业余热回收发电上网的电量，单位为兆瓦时（MWh）。根据供应商和水泥生产企业存档的电力流入和流出记录获得，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFe是企业所在区域电力消费的CO2排放因子，单位为吨/兆瓦时（t/MWh）。企业应选用最近年份公布的区域电网平均排放因子。
6、外购热力的排放
水泥生产中，热力消耗产生CO2排放。所需的活动水平是统计期内企业计量的外购蒸汽和热力的数量，减去外供蒸汽和热力的数量。外购蒸汽和热力导致的二氧化碳排放量，按公式（8）计算。
EMh =（ACh -ACs）×EFh （8）
式中：EMh为在统计期内，企业外购蒸汽和热力产生的CO2排放量，单位为吨（t）；ACh为企业外购的蒸汽和热力量，单位为吉焦（GJ）。ACs为企业外供的蒸汽和热力量，单位为吉焦（GJ）。根据供应商和水泥生产企业存档的热力流入和流出记录获得，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFh为企业外购/供的蒸汽和热力的排放因子，单位为吨/吉焦（t/GJ）。由国家统一规定确定，现可采用0.12 t/GJ。
7、生物质碳的燃烧排放
替代燃料或废弃物中，含有源于生物质的碳。源于生物质碳的燃烧产生的CO2排放量按公式（9）计算：
（9）
式中：EMbf为在统计期内，替代燃料或废弃物中，源于生物质碳燃烧所产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi为各种替代燃料或废弃物的用量，单位为吨（t）；HVi为各种替代燃料或废弃物的加权平均低位发热量，单位为兆焦每千克（MJ/kg），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；EFi为各种替代燃料或废弃物的燃烧CO2排放因子，单位为千克每兆焦（kg/MJ），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；βi 为各种替代燃料或废弃物中源于生物质燃料碳的含量，（%），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；i表示不同种类的替代燃料或废弃物。
8、水泥生产企业温室气体总排放量
企业温室气体总排放量按公式（10）计算。
（10）
式中：EM为企业温室气体排放总量；EMi为企业核算边界内某排放类型的温室气体排放量；i为排放类型，包括燃料燃烧、工业生产过程、外购电力和热力等。
三、本核算方法的特点
（一）本方法具有中国特色
我国水泥生产企业数量和种类很多，在生产工艺流程、能源和原材料的使用等方面，差别较大。本方法综合考虑了不同区域的企业、企业产品级别的差别、生产规模的不同、生料中非燃料碳的含量、有无旁路放风、是否使用替代燃料、是否处理垃圾、是否有余热回收发电、是否有热力外供（企业外）、是否有矿山开采、是否外购熟料和磨细混合材、是否外购矿渣等不同的生产条件。
（二）核算边界与统计体系接轨
我国现行统计和计量制度采用的是企业级别的报告边界。本方法以企业为核算边界，符合我国目前的统计和计量水平，在数据获取方面不增加企业的负担，得到了业内企业和专家认同。
（三）量化方法与国际接轨
采用国际通用的活动数据法，即按照不同排放机理识别温室气体排放源，选择各类能源的消耗量、原材料消耗量或主要产品产量等作为分排放源的活动水平数据，排放量等于活动水平与排放因子的乘积。量化方法原理具有国际权威性。
（四）核算方法力求简明，突出可操作性
1、水泥生产企业窑燃烧温度很高，水泥窑中甲烷（CH4）的排放量相当少。甲烷排放以二氧化碳当量法计算通常是水泥窑二氧化碳排放量的0.01%﹝见IPCC（1996）， 表1-17 ﹞ 。同样，世界可持续发展工商理事会水泥可持续性倡议行动（CSI）工作小组编制的数据显示，水泥窑中一氧化二氮（N2O） 的排放量相当少，在现阶段考虑到普遍结论的范围，这些数据很有限。因此，本方法只考虑二氧化碳排放。
2、在水泥生产过程中，生料碳酸盐矿物分解、窑炉排气筒（窑头）粉尘碳酸盐矿物分解、旁路放风粉尘碳酸盐矿物部分分解产生的CO2排放的排放因子是有差异的，但是我国只有极少数企业有旁路放风技术，因此本方法忽略这种差异，以求简明。
3、本方法只考虑外购电力和热力所产生的二氧化碳排放。对于有的水泥企业外购熟料、磨细的混合材料等中间投入，不考虑其在生产过程中所产生的二氧化碳排放。
4、本方法核算的排放，是企业生产的排放，不包括企业职工生活排放，如企业职工食堂、企业通勤车等方面的排放。
5、对于企业不同批次的原料，需要按批次测量质量、含量等数据，以进行年度统计，而不是取含量的年度平均值估算。水泥生产企业煤炭的购入进厂有电子秤称量，但进厂后约有1%—2%的数量损失，这与煤炭的含水量、企业的管理等有关。为准确核算企业的排放量，应使用原煤的实用量，即生产过程中的投料和监测的记录数据。
（鲁传一，1968 年生，清华大学核能与新能源技术研究院副教授，博士。研究方向：能源环境经济学、气候变化经济学。佟庆，1977年生，清华大学核能与新能源技术研究院工程师。研究方向：工业温室气体排放分析）
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