＊楊貌 劉屹澤 陶彥峰 蘇春麗 謝紫銀

（中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司 上海 200063）

氣候變化是21世紀對人類和地球最大的環(huán)境威脅，全球人為溫室氣體排放是極端氣候事件增多的主要原因之一[1]。2018年后全球CO2排放年增長率僅為0.1%，但中國CO2排放年增長率仍高達2%以上[2]。水泥行業(yè)是我國碳排放權交易體系目前覆蓋的八個行業(yè)之一，其直接碳排放量占全球工業(yè)碳排放總量的1/4左右[3-4]。因此，水泥行業(yè)溫室氣體核算方法學的研究對實現雙碳目標具有重要意義。

現有溫室氣體核算方法分為生產側核算和消費側核算，生產側主要采用聯(lián)合國氣候變化政府間專家委員會的方法（IPCC法），消費側主要使用生命周期評價法和投入產出法。生命周期評價法用于核算產品或服務整個生命周期過程[5]，投入產出法用于在行業(yè)或部門層級的核算[6]。水泥行業(yè)溫室氣體排放量以生產過程中的排放為主，因此本研究重點分析生產運營階段產生的溫室氣體排放。國際上主要參考《組織層面溫室氣體排放與清除量化及報告規(guī)范》（以下簡稱“ISO 14064”）和《溫室氣體核算體系：企業(yè)核算與報告標準》（以下簡稱“GHG Protocol”），利用這些核算方法可以幫助企業(yè)更全面的了解自身溫室氣體排放情況，制定減排計劃，同時在建立低碳數據搜集和披露體系，確保核算結果一致性等方面提供依據[7]。

2011年我國發(fā)布了《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》（以下簡稱《省級清單》），對水泥行業(yè)的核算參數選擇、活動水平數據統(tǒng)計機制、生產過程排放等方面提出了較為全面的要求。隨后，又發(fā)布了《中國水泥生產企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》（以下簡稱《行業(yè)指南》）和《溫室氣體排放核算與報告要求 第8部分：水泥生產企業(yè)》（以下簡稱《行業(yè)標準》）。我國水泥行業(yè)已初步建立溫室氣體監(jiān)測、報告和核查體系，但還存在完善空間，如摻配水泥生產工藝可產生5%～20%減排額度[8]，水泥生產中實施碳捕獲與封存可減排65%～70%[9]，而指南中缺少排放量抵消機制的規(guī)定及科學減排目標設定的策略。

1.國內外水泥行業(yè)溫室氣體核算方法學研究

（1）IPCC法。《IPCC國家溫室氣體清單指南》[10]（以下簡稱《IPCC指南》）是當前適用范圍最廣，應用最普遍的溫室氣體排放核算方法，是各國制定國家溫室氣體清單的技術規(guī)范。根據《IPCC指南》建議，水泥行業(yè)需核算CO2、CH4和N2O排放。核算方法以通過活動數據和相應的排放因子計算排放量為主[11]。

（2）GHG Protocol。GHG Protocol[12]廣泛應用于歐美各國，水泥行業(yè)需核算CO2、CH4、N2O和HFCs排放，并提供了股權比例法和控制權法指導企業(yè)設定組織邊界。在運營邊界設定時引出了“范圍”的概念，范圍一為直接排放，包括生產過程中所有燃燒排放源產生的排放；范圍二和范圍三分別為企業(yè)外購電力、熱力及企業(yè)價值鏈產生的排放。GHG Protocol提供了計算工具輔助表，幫助制定溫室氣體減排目標。

（3）ISO 14064。ISO 14064[7]排放源核算范圍與GHG Protocol一致，但名稱類別不同，在邊界范圍、溫室氣體減排量、目標設定機制等方面與GHG Protocol相類似，但在企業(yè)報告時，對目標所涵蓋的期間、參考年、完成年、目標的類型（強度或絕對值）、目標所包括的排放類別等做了更詳細的規(guī)定。

（4）我國水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法學。《省級清單》由國家發(fā)改委發(fā)布，對包括水泥行業(yè)在內的12種工業(yè)生產過程的溫室氣體排放情景進行了規(guī)定。此外，我國水泥生產企業(yè)主要參考《行業(yè)指南》[8]和《行業(yè)標準》[9]。根據兩者要求，目前化石燃料燃燒過程僅需核算CO2排放，其核算范圍包括燃料燃燒、工業(yè)生產過程、外購電力和熱力等環(huán)節(jié)的排放，未包括“范圍三”。目前利用水泥窯協(xié)同處置各類廢棄物的燃燒也包括生物質碳，但我國《行業(yè)指南》僅考慮非生物質碳燃燒產生情形，此外，指南中缺乏對目標績效指標制定的指導。

（5）其他溫室氣體排放核算方法學研究。其他核算方法研究方向體現在新模型的開發(fā)和更準確的排放因子獲取。陳俊文等[10]通過分析質量和能量平衡并模擬工業(yè)代謝途徑，建立生產系統(tǒng)的微觀機制模型以更準確地核算生產階段的CO2。周春磊等[11]使用機器學習算法構建新的電力-碳耦合模型，數據量需求小且核算結果較準確。

2.水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法學模型

現有的水泥行業(yè)溫室氣體核算方法在整體框架上大體一致，但在選擇核算邊界方法、核算內容、排放因子選擇、目標制定等方面存在差異。根據梳理我國水泥行業(yè)指南有以下改進方向：一是可制定覆蓋N2O和CH4排放量的核算機制；二是推薦使用實測值或尋找其他方法獲取更準確的排放因子；三是可建立數據質量選擇評估機制，對活動水平數據進行評級評分；四是溫室氣體相關抵消機制有待進一步定義；五是企業(yè)應設定溫室氣體績效目標，履行減排責任。因此，本文建議水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法學模型如圖1所示。

圖1 本研究水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法學模型圖

（1）核算邊界。本文溫室氣體核算模型將核算邊界分為組織邊界和地理邊界。企業(yè)在明確組織邊界范圍時應考慮如何使核算報告更好地適應交易體系相關要求，并最大限度地反映公司對溫室氣體排放的實際控制能力。在地理邊界方面，建議統(tǒng)計邊界與能源統(tǒng)計邊界范圍相一致。

（2）溫室氣體種類。核算的溫室氣體種類應包括CO2、CH4、N2O和HFCs。

（3）排放源分類。按照我國標準并結合國際經驗，本研究核算范圍按圖2中的分類劃定。目前未納入產品價值鏈的排放，但隨著國內綠色供應鏈的建立，后續(xù)研究應逐步完善。

圖2 本研究溫室氣體核算排放源分類

（4）抵消機制。溫室氣體抵消量為企業(yè)用核算邊界以外所產生的溫室氣體排放的減少量、碳匯，以碳減排量、碳配額、新建林業(yè)項目等碳匯量等形式用來補償或抵消來自企業(yè)邊界范圍內的溫室氣體排放，購買的綠電可抵扣外購電力產生的排放。水泥行業(yè)在邊界范圍內對化石燃料燃燒產生的CO2進行捕集或通過地質封存進行儲存可在排放總量中予以扣減，應用CCUS技術可經第三方核證后扣減。實施抵消機制應披露以下信息：抵消所涵蓋的時間范圍、量化抵消的方法、抵消的數額和單位、抵消類型及是否經過第三方核證等。

（5）核算方法。水泥行業(yè)企業(yè)的溫室氣體排放總量為排放總量扣除企業(yè)用以抵消的抵消量。按公式（1）計算。

式中：ECO2e—水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放披露總量，tCO2e；ECO2e排放—直接排放和間接排放總量，tCO2e，應包括CO2、CH4、N2O和HFCS；DCO2e清除—用以抵消溫室氣體排放的抵消量，tCO2e。

CO2當量即CO2e，換算應乘以對應全球增溫潛勢值（GWP）。根據IPCC要求，由于生物質燃料的CO2排放被視為對氣候無影響，僅作為披露項，不計入企業(yè)溫室氣體排放總量中，具體的量化方法采用直接監(jiān)測法、排放因子法及質量平衡法，企業(yè)應選擇適宜的量化方式建立排放清單。

（6）績效指標。本研究模型對基準年數據和溫室氣體排放強度兩個績效指標作要求。水泥行業(yè)企業(yè)應使用具有代表性且可核實的報告邊界數據作為基準年數據，也可設置連續(xù)多年平均。若因設施生產水平的變化而重新計算其基準年數據，應在清單中記錄變更情況，并重新按公式（1）計算。確立基準年后，企業(yè)應建立溫室氣體排放強度，即凈排放量與業(yè)務量（產品產量）的比值，按公式（2）計算。

式中：Ei—溫室氣體排放強度，tCO2e/t；ECO2e—水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放總量，tCO2e；P—業(yè)務量（產品產量），t，主要為水泥行業(yè)企業(yè)邊界范圍內生產的合格產品。

（7）目標制定。本研究模型對目標制定也給出了一定指導，企業(yè)應制定的績效目標符合：至少應該與全球升溫遠低于2℃的減排路徑一致；努力根據全球溫升1.5℃的情景設定目標；溫室氣體總量與強度指標的要求應符合當地碳達峰、碳中和相關的行動方案、規(guī)劃文件或行業(yè)的要求。本研究減排目標設定總體遵循《科學碳目標設定手冊》[12]（以下簡稱SBTi）和GHG Protocol，其路徑規(guī)劃如圖3所示。

圖3 水泥行業(yè)企業(yè)溫室氣體減排目標設定路徑規(guī)劃圖

對于水泥行業(yè)企業(yè)，建議使用行業(yè)減排法（SDA），建議設置長期目標，并設置五年短期目標，企業(yè)可根據當前年產量、碳排量、基準年、承諾期長短與目標年產量計算出目標減排量，確定減排量后，將目標分配至各部門，各部門可通過采用新技術、改造舊技術、提高運行效率等措施控制溫室氣體排放量。

（8）質量保證。為了保證企業(yè)溫室氣體排放的年度核算和報告的質量，需建立一套完善的文件存檔和質量保證制度，應包括文件管理、質量管理計劃、數據評估機制等多個方面，要求保存和維護與企業(yè)溫室氣體排放核算及報告相關的數據資料、證明文件。水泥行業(yè)企業(yè)需對與量化方法（數據和模型）相關的不確定性進行評估。當定量評估無法進行或沒有成本效益時，企業(yè)需要提供證明，并進行定性評估。

3.結論

本研究在現有的核算框架基礎上，補充了綜合性指標系統(tǒng)建立的水泥行業(yè)溫室氣體核算方法學模型，能夠適應水泥行業(yè)企業(yè)不同規(guī)模的需要，同時對水泥行業(yè)企業(yè)完善排放源梳理、選擇適宜的核算方法、建立全面的溫室氣體排放清單、制定關鍵績效指標及管理溫室氣體風險并識別減排機會等方面提供一定研究基礎。該模型基于IPCC指南和GHG Protocol等國際標準和現行國內行業(yè)標準，有可靠的理論基礎，且核算模型步驟較為完整，核算可行性較強。通過對水泥行業(yè)溫室氣體排放核算，可更好地了解水泥生產過程中溫室氣體排放情況，為制定減排政策提供科學依據。此外，該模型還可指導企業(yè)設定減排目標，提供減排方案，幫助企業(yè)降低碳排放量，實現可持續(xù)發(fā)展目標。