《温室气体排放核算工具》VIP专享VIP免费

图书在版编目(CIP)数据
温室气体排放核算工具/邓立主编. —成都:西
南交通大学出版社,2017.5
(碳减排管理和应用丛书)
ISBN 978-7-5643-5397-1
. ①温… . ①邓… .①温室效应-有害气体-
统计核算 . X16
中国版本图书馆CIP数据核字(2017)第 083516
碳减排管理和应用丛书
Wenshi Qiti Paifang Hesuan Gongjü
温室气体排放核算工具
策划编辑 杨岳峰
责任编辑 张少华
封面设计 墨创文化
出版发行
西南交通大学出版社
(四川省成都市二环路北一段
西南交通大学创新大厦 21 楼)
发行部电话 028-87600564 028-87600533
邮政编码 610031
http://www.xnjdcbs.com
四川煤田地质制图印刷厂
成品尺寸 170mm×230mm
19.25
345
2017 5月第 1
2017 5月第 1
ISBN 978-7-5643-5397-1
98.00
图书如有印装质量问题 本社负责退换
版权所有 盗版必究 举报电话:028-87600562
图书在版编目(CIP)数据温室气体排放核算工具/邓立主编.—成都:西南交通大学出版社,2017.5(碳减排管理和应用丛书)ISBN978-7-5643-5397-1Ⅰ.①温…Ⅱ.①邓…Ⅲ.①温室效应-有害气体-统计核算Ⅳ.①X16中国版本图书馆CIP数据核字(2017)第083516号碳减排管理和应用丛书WenshiQitiPaifangHesuanGongjü温室气体排放核算工具邓立主编策划编辑胡玲杨岳峰责任编辑张少华封面设计墨创文化出版发行西南交通大学出版社(四川省成都市二环路北一段西南交通大学创新大厦21楼)发行部电话028-87600564028-87600533邮政编码610031网址http://www.xnjdcbs.com印刷四川煤田地质制图印刷厂成品尺寸170mm×230mm印张19.25字数345千版次2017年5月第1版印次2017年5月第1次书号ISBN978-7-5643-5397-1定价98.00元图书如有印装质量问题本社负责退换版权所有盗版必究举报电话:028-87600562◎序…………自工业革命以来,由于人类活动排放的CO2等温室气体急剧增加,大大超过了自然界的调节能力,从而导致全球平均气温不断升高。为此,由气候变化引起的对人类生存环境造成破坏以及如何有效减少温室气体排放已成为近五十年来国际政治、经济及学术研究最关注的全球问题。为此,早在2007年的世界经济论坛(达沃斯论坛)上,前联合国秘书长潘基文就讲到:“气候变化是我们这个时代所定义的挑战。相比我们所面临的全球挑战——削减贫困、保持经济增长、确保和平与稳定,气候变化议题是更为基础和根本性的问题”。目前,我们已经真切地感受到了,尽管这是由发达国家首先倡导的新型发展模式,但是在这些国家的大力推进下,在资源日益匮乏、环境日益恶化的重压下,减排、低碳发展模式已经势在必行,绿色发展已成为各国推动可持续发展的共识和导向。来自国内、国际具有法律效力的减排压力,必然将促使我国的各级政府和企业认真思考如何通过低碳化的发展来带动经济的转型与增长。此套“碳减排管理和应用丛书”,共分为《企业温室气体排放盘查与实务》、《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410(拟定)》和《温室气体排放核算工具》三册,其目的是通过介绍国际业界在温室气体减排领域探索多年取得的相关方法、准则以及特殊行业核算工具,为推动与实现我国经济的低碳转型提供可借鉴的途径。另外,本套丛书还提供了作者多年来在协助政府和相关企业开展碳减排管理业务时的一些做法与案例,期望能在思路上给予读者点滴指引。《企业温室气体排放盘查与实务》一书,介绍了由世界企业永续发展协会与世界资源研究院共同发起的、为企业界提供温室气体盘查的通用性标准《温室气体盘查议定书——企业会计与报告标准》(以下简称《标准》),通过《标准》再结合实际案例来介绍企业温室气体排放清单的编制流程。《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410(拟定)》一书,介绍了由国际会计师联合会提供给专业会计师使用的审计与鉴证准则,其目的是为温室气体公开信息披露提供高质量的操作指南,以增加公众对审计和鉴证的信心。同时,这也是中国注册会计师行业积极拓展服务领域的宽度和广度,把服务触角延伸到经济社会的各个领域特别是深化改革出现的新领域的内在需求。目前国内财经院校尚无该类图书,此书也可作为国内财经院校学生掌握国际会计准则新动态的专业书籍,亦可为国内会计准则的制定提供参考。另外需要说明的是,国际会计师联合会已于2013年发布了正式的《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410》,但基于我们此前开展的工作是在《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410(拟定)》下进行的,且2013年版《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410》与《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410(拟定)》在主导思想与方法上也是保持一致的,故本书还是以《温室气体声明国际鉴证业务准则ISAE3410(拟定)》来进行介绍。《温室气体排放核算工具》一书,介绍了在工业生产和产品使用过程中,温室气体排放量化的通用工具和跨行业排放量化的特殊工具,并结合案例向读者展现了发达国家的优良做法及成功经验,并对排放因子的选取和不确定性评估进行了阐述。本书在政策层面,可为政府在制定区域低碳管理的政策过程中,对区域的排放现状、排放总量、排放管理进行合理评估,并有目的地进行量化,为制定重大的减排决策提供必要的科学依据和数据支持;在企业层面,可查找降低排放的契机,挖掘减排潜力,并通过必要的横向和纵向对比,以期明确创新发展目标和价值以及可持续发展的可行性;在个体层面,能够通过了解相关减排知识,影响个人行为及家庭行为。应对气候变化是全人类共同的事业,碳减排管理领域浩瀚无际、学海无涯。该套丛书的出版无非是我们涉足这一前缘学科的些许心得体会,故尚存许多不尽如人意之处,难免还有不少疏漏,在此衷心期待各位读者提出宝贵意见,帮助斧正错误及不妥之处,为此先行一并感谢!最后,还要感谢我们的好朋友——西南交通大学胡玲老师,在她的建议下才有该系列图书的出版,否则到今天为止其中的实践与做法还只是存于我们的脑海中!碳减排管理和应用丛书编者2017年1月001目录◎目录…………导言·················································································0010.1温室气体与温室效应······················································0020.2温室气体对全球气候变化的影响········································0020.3全球排放的百年历史以及所形成的现状·······························0070.4国际社会应对气候变化的重点途径·····································0090.5本书的主要内容及所希望达到的目的··································0121热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配·····························0151.1概论········································································0161.2热电联产排放分配方法···················································0191.3效率方法的使用指南······················································0211.4内能法的使用指南·························································0261.5工作潜能法的使用指南···················································0272计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量·····················0292.1综述········································································0302.2活动数据和排放因子的选择·············································0332.3制冷和空调的HFC排放量···············································0332.4盘查清单质量·······························································0433己二酸生产中N2O排放量的计算工具表指南·······························0453.1概述········································································0463.2活动数据与排放因子的选择·············································0463.3工具所使用的计算方法···················································0473.4己二酸生产中N2O直接排放量··········································0473.5与己二酸生产相关的燃料燃烧所排放的CO2·························048002温室气体排放核算工具4铝行业温室气体排放监测与报告··············································0494.1铝行业对WRI/WBCSD温室气体议定书的附录······················0504.2铝生产及其辅助过程CO2与PFC排放的计算方法··················0624.3计算电解铝生产CO2当量排放总量的Excel表格与指南·············0804.4铝行业相关定义····························································0915氨生产中CO2排放量的计算工具表使用指南·······························0955.1概述········································································0965.2排放因子的选择····························································0975.3排放量计算··································································0975.4质量控制·····································································0985.5报告与文件··································································0996氟制冷剂(HCFC—22)的生产过程中三氟甲烷(HFC—23)的逸散排放计算工具指南·························································1016.1综述········································································1026.2计算方法,活动数据和排放因子········································1026.3清单质量·····································································1047钢铁生产中的温室气体排放量计算···········································1057.1概述········································································1067.2组织和运营边界····························································1077.3方法论········································································1097.4估算燃料固定燃烧的CO2排放因子缺省值···························1257.5估算燃料固定燃烧排放的CH4和N2O的一级默认值···············1307.6单位转换比率·······························································1328石灰生产过程中二氧化碳的排放计算········································1358.1概述········································································1368.2方法的概述··································································1368.3石灰生产过程中燃料燃烧的二氧化碳排放量·························1379硝酸生产中氧化亚氮排放的计算工具指南··································1399.1概述········································································1409.2活动数据和排放因子的选择·············································140003目录9.3计算氧化亚氮的排放······················································1409.4清单质量·····································································14210估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具························14310.1执行摘要···································································14410.2计算工具(版本1.1)···················································14510.3硫酸盐制浆工厂石灰窑炉和煅烧炉产生的温室气体排放·········20210.4热电联产系统(CHP)的温室气体排放分配:建议指南及方法回顾····················································20610.5现有盘查议定书中估算交通车辆与机械的温室气体排放方法概述·················································21310.6源于纸浆和造纸厂垃圾管理的温室气体排放:推荐方法和现有方法概述···············································22110.7生物质燃烧排放的二氧化碳············································23910.8温室气体排放因子系列表格············································24410.9总结版本1.0的重大修订···············································24411消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放························24911.1概述······································································25011.2组织边界和运营边界·····················································25111.3活动数据和排放系数的选择············································25311.4使用计算工作表···························································25711.5计算的质量控制···························································25811.6报告与记录································································25912全球增温潜势值·································································26113温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估·····················26713.1前言······································································26813.2与温室气体排放清单相关的不确定性································26813.3统计不确定性的汇总·····················································27213.4不确定性的评估和汇总过程············································27213.5筹备数据评估(步骤1)················································27313.6在源水平上量化统计的不确定性(步骤2)························27413.7结合间接测量的单一源排放的不确定性(步骤3)················276004温室气体排放核算工具13.8小计和汇总单一排放源量化的不确定性(步骤4)················27713.9不确定性评估解释和文件化(步骤5)······························27813.10使用温室气体盘查议定书提供的不确定性计算工具·············28013.11了解更多信息····························································28114Change碳管理计算工具排放因子的数据来源·····························28314.1前言······································································28414.2范围1:直接排放因子··················································28414.3范围2:间接电力排放因子·············································28914.4范围3:其他排放因子··················································28914.5固体及液体衍生燃料计算及假设······································293参考文献················································································296后记··················································································297导言002温室气体排放核算工具0.1温室气体与温室效应ISO14064s标准中关于温室气体的定义是:“温室气体(greenhousegas,GHG)是指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。”它主要包括了受《京都议定书》管控的六种气体:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟碳化物(PFCS)和六氟化硫(SF6),以及臭氧、水蒸气等。由于水蒸气和臭氧的时空分布变化较大,因此国际社会在进行减量措施规划时,一般都不将这两种气体纳入考虑范围。温室气体能够有效地吸收地球表面、大气自身(由于相同的气体)和云层散射的热红外辐射。大气辐射是朝任意方向散射的,包括向地球表面的散射。在这个过程中,温室气体将热量捕获在地表至对流层(大约1万米高空以下)系统内,形成对流层中的热红外辐射与其散射高度上的大气温度强烈耦合,从而在大气中形成了一种无形的“玻璃罩”,使太阳辐射到地球的热量无法向外层空间发散,致使地球表面变热。这个作用就称为温室效应(greenhouseeffect)。0.2温室气体对全球气候变化的影响气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分,它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。全球气候变化的影响是多方面和多尺度的,既有正面影响,也有负面影响。目前,国际社会普遍关注的领域包括自然生态系统、淡水资源、农业和粮食安全、海岸带和沿海生态系统、人体健康等。气候变化对这些领域的不利影响已经显现,而且会继续危及人类社会未来的生存与发展,因此,国际社会更关注其负面的影响。0.2.1气候变化对淡水资源的影响已经发生的气候变化造成由冰川和积雪融水补给的河流径流量增大,春季洪峰提前。未来一些国家或地区将呈现径流量明显增加或减少的趋势。预003导言计21世纪中叶之前,在高纬度和部分热带湿润地区,年平均河流径流量和可用水资源量会增加10%~40%,而在某些中纬度和热带干旱地区(其中某些地区目前正在遭受水资源短缺),其径流量和可用水资源量会减少10%~30%。21世纪冰川和积雪中储藏的水资源量预计会不断下降,从而减少了靠冰雪融水供给地区的可用水量,而这些地区居住着当今世界1/6以上的人口。一个有目共睹的例子,曾经浩瀚一时的约旦河,现在已经成为了涓滴小溪。缺少了汹涌澎湃的约旦河水,下游的死海其水平面高程将年减50%左右。近20年来,世界上每十条大河,就有一条年中数月不能流入大海。印度可能是21世纪受缺水问题困惑最严重的国家。在印度为了找到水源,人们将井底越钻越深,最后还只得采用广大的蓄水池收集的雨水得以补充。更令人担忧的是这些河流的源头水量正在大幅度地下降,预计2050年后,淡水问题会影响到全球20亿以上的人口。0.2.2气候变化对生态系统的影响气候变化已经对自然和生物系统产生了影响。年以来对所有大陆和多数海洋的观测结果综合表明,气候变化特别是温度升高已经对许多自然系统产生了影响。春季一些物候现象(如树木发芽、鸟类迁徙及产卵等)出现时间提前;北半球高纬度地区植物生长季节每十年延长~3.6天,湖水和河水的温度升高减少了冰面覆盖时间;高山牧草分布上移,热胁迫引起野生物种死亡和分布面积减少。在未来气候变化情景下,如果全球平均温度增幅超过1.5~2.5C,在目前已经评估过的动植物物种中可能有20%~30%的物种其灭绝风险将增大。二氧化碳浓度升高会提高大部分生态系统的净初级生产力(指生产者能用于生长、发育和繁殖的能量值,也是生态系统中其他生物成员生存和繁殖的物质基础。从理论上来说,净初级生产力等于总初级生产力与自养呼吸消耗之差),而温度升高可能会产生正面或负面的影响。对不同树种进行多年的二氧化碳影响试验研究表明:在高二氧化碳浓度水平下,植物的光合作用强度增加,长期施用二氧化碳后,没有迹象表明对二氧化碳的敏感性降低。然而,二氧化碳浓度对生态系统的净生产力和生物群落的净生产力产生的正面影响的可能性较低。预计在21世纪中叶前陆地生态系统的碳净吸收可能达到峰值,随后减弱甚至造成碳的排放,从而导致气候变化加剧。实际上,全球的湿地占了地球表面的6%,在湿地恬静的水面下,有一个不为人知的“工厂”(或者称之为“厂房”)。在这里,随着土壤含水率的变004温室气体排放核算工具化,各种微量元素(特别是碳)都在进行着平衡的协调,这种丰富多彩的结合会过滤水分消化污染。沼泽是净化水分必需的生态环境,也是调节水流的海绵,潮湿时吸水,干旱时放水。人类为了开发更多土地,往往把沼泽变成畜牧的草地或可耕种建屋的陆地。在20世纪,地球上50%的沼泽消失了。人们丝毫没有注意到它们的美丽富饶和它们在大自然中所担当的角色,从根本上忽视了自然元素的互相转化与联系。随着现代化产业的大规模发展,能源、运输、工业、开发林木、农业等活动日益活跃,释放了巨量的二氧化碳,不知不觉中那些排放出的粒子破坏了地球的气候平衡,并且由于地球自转的作用造成它们较多地集中于地球赤道的上空,而两极分布较少,最后使绝大多数日光对地球的影响都集中于南北两极。因此,在地球的南北两极,其暖化的影响最明显。一切都来得很快,短短30年的时间里,连接美、欧、亚的北极航道被打开,北极的冰冠也开始融化。在地球暖化影响下,40年来冰冠的厚度减少了40%,其总面积逐年下降,并且预计将会在2030年全部消失。0.2.3气候变化对农、牧业的影响由于受气候变暖和技术进步的共同影响,区分气候变化对粮食、纤维和林业产品的影响存在一定的难度,但气候变化对某些管理系统的影响正在显现。如在北半球高纬地区农作物春季播种提前,病虫害发生的范围和繁殖代数在增加。在未来气候变化情景下的中高纬地区,如果局部地区平均温度增加1~3C,粮食产量预计会有少量增加;若升温超过一定的范围,某些地区农作物产量则会降低。而在低纬地区,特别是热带地区,即使局部地区温度有少量增加(1~2C)也会导致农作物产量降低。就全球而言,若平均温度增加1~3C,粮食产量将会随着温度升高而增加;若超过这一范围,产量就会降低。在20世纪中期,美国仅有300万农庄产业工人,他们产出的谷物,可以完全解决20亿人口的口粮问题。但大部分谷物并非用作粮食,就像其他工业国,粮食用来喂养牲口或制作为生化燃料。他们把所有泉水用作耕地种植,令耕地干旱的景况像妖魔一样被阳光的能量驱散,被欢腾的泉水赶走。人类用水的70%是依靠泉水,大自然的一切都互相联系,耕地的拓展和单一谷物的种植造成了寄生虫的繁殖,石油化工革命带来的杀虫剂把它们杀光,农民失收和饥荒成为湮远回忆,然而新的问题产生了——最头痛是如何处理现代农业带来的盈余。有毒的杀虫剂渗进空气、泥土、动植物以及河海,它们入005导言侵一切生命赖以生存的细胞核心。同时,由于新兴农业免除了对土地和季节的依赖,肥料令任意一小片土地都能够出产前所未见的丰富收成。适应了土地和气候的谷物,又被多产和易于运输的品种所取代,过去数千年来哺育发展的品种已有3/4绝种。众目所见,肥料在下,塑料篷罩在上的艾美利亚温室是欧洲的菜园,大批形状整齐的蔬菜,每天等待数以百计的卡车,把它们运送到欧洲大陆的超级市场。随着国家经济的发展,国民吃肉越来越多,必须依靠集中营式的牛场,才能满足日益增长的全球需求。牲口可能一生未见过草原,严格制肉工序已成日常程序,一队队卡车从全国、乃至世界各地运来数以吨计的谷物、黄豆和丰富蛋白质的高营养颗粒,最终变成了千家万户餐桌上的肉。有统计可以证明以下事实:生产1kg马铃薯要100L水,生产1kg米要4000L水,生产1kg牛肉要13000L水,还有在运输和生产过程中被消耗掉的油料。人类的农业要靠石油推动,它养活地球上几十亿的人口。在多元性被标准化取代的时代,这种对石油的依赖,让人们享受到梦中才有的舒适,但所付出的代价却是使我们的生活方式完全依赖于石油。0.2.4气候变化对海岸线系统和低洼地区的影响气候变化已经造成海平面上升、海岸带湿地和红树林消失、珊瑚白化等不利影响。在未来气候变化情况下,若海面温度升高C,将会导致更为频繁的珊瑚白化甚至大范围死亡。截至年代,由于海平面上升,每年已经有数百万以上的人口以及他们的家园遭受洪涝危害,受影响的人口数量在亚洲和非洲的大三角洲地区最多。在这个过程中,小岛屿地区对海平面上升的抵御能力尤其脆弱。在北极圈,过去的30年其冰冠面积已经减少了30%。而当格陵兰被继续迅速暖化,整个大陆的淡水会更快地加入海中咸水;格陵兰的冰占地球淡水的20%,若全部溶化,海平面会升高7m,由于我们的生态系统并无疆界,在格陵兰没有工业的大冰原也同样会受地球其他地方排放的温室气体的影响。无论在哪里,我们对大气层的“贡献”,都会在全球各地引起回响,因为大气层是不可分割的整体,是我们共享的资产。在格陵兰岛的地面上,湖泊已经开始形成,冰冠融化的速度连最悲观的科学家在十年前也未能预计到。越来越多源自冰川的河流汇集并在表层下穿过,人们以为河水会在冰的深处冻结,但恰恰相反,它在冰下流过,把大冰原带到大海并碎裂成冰山。当格陵兰的淡水慢慢渗入海洋的咸水,地球各处低洼地区将在更大的程度上受到威胁。由于大气层的变化,主要季风已改变了方向,与此同时,雨水循环和气候、地理都006温室气体排放核算工具被随之而改变。在生物链中有着极其重要作用的珊瑚礁,对海水温度的任何轻微变化都非常敏感,它们已经有30%以上在过去的20年中消失了。很多海拔很低的岛屿,例如马尔代夫,已经正在形成对人类生存极为不利的环境形势。全球有70%的人口居住在沿海城市,全球15个最大城市有11个位于海岸线或河口入海处,另外,还有很多港口枢纽城市及经济中心城市也位于海岸线上,如:上海、东京、香港、悉尼、纽约、开普敦、里约热内卢等,咸水会大量入侵地下水位,令常住人口失去可供饮用的食用水,最后,造成人口迁徙将无可避免,而唯一不能肯定的只是其规模。喜马拉雅山冰川是亚洲几条大河的源头,包括印度河、恒河、湄公河、长江,超过20亿人依赖其河水作为饮用和灌溉。如位于恒河和雅鲁藏布江三角洲的孟加拉国,直接受到喜马拉雅山现象和海水上升的影响,它是地球上人口最多又最贫困的国家之一。越来越严重的河水泛滥和飙风的蹂躏,使其土地消失了1/30。人们面对突变,最终唯有迁徙,就连再富裕的国家亦不可避免。全世界都会出现旱灾,澳大利亚已有50%的农田受此影响。我们急需要向哺育我们12000多年的气候平衡做出妥协,越来越多的火山侵害主要城市,令地球进一步暖化;树木燃烧时又释放出更多的二氧化碳。调节我们气候的机制已经失衡,它所依赖的元素已经正在被破坏。在西伯利亚的严寒地区,地面长期结冰,称为永久冻结带。其地下隐藏着大量的气候定时炸弹——沼气,此温室气体比二氧化碳的浓度强20倍以上。如果永久冻结带融化,释放的沼气会令温室效应恶化至无人能够预计的程度。今天气候问题能够引起全球人类的高度关注,实际上也只是希望通过10年左右的时间来努力把地球暖化的方向逆转,以避免人类闯入一个新的未知领域。0.2.5气候变化对人体健康的影响气候变化对人体健康的影响有利也有弊。温带地区气候变化将减少由严寒造成的死亡,但气候变化将影响适应能力较低的数千万人口的健康。从总体上看,气候变化的正面效应将会被增暖带来的负面影响所抵消,特别是在发展中国家更是如此。温室气体带来复杂多变的气候模式,可能会使致命的史前病毒威胁到人类的生命健康。美国科学家曾发出过警告,由于全球气温上升令北极冰层融化,被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,使人类生命受到严重威胁。纽约锡拉丘兹大学的科学家在《科学家杂志》007导言中指出,早前他们发现一种植物病毒TOMV,由于该病毒在大气中广泛扩散,他们推断在北极冰层也有其踪迹。于是,研究员从格陵兰抽取4块年龄在14万年~500万年的冰块,果然在冰层中发现了TOMV病毒。这项新发现令研究员相信,一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能隐藏在冰块深处,目前人类对这些原始病毒并没有抵抗能力,当全球气温上升令冰层融化时,这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活,形成疫症。科学家表示,虽然他们不知道这些病毒的生存希望,或者其再次适应地面环境的机会,但肯定不能抹杀病毒卷土重来的可能性。在中国,气候变化对虫媒传染病的影响最为明显。气候变化导致疟疾高发地区的疟疾传播季节正在延长,降雨量增加将增强疟疾发病的强度,近10年发病人数已较20世纪70~80年代的均值明显增长;气候变化对血吸虫传播的影响主要表现为疾病传播程度加剧和传播范围扩大,20世纪90年代以来,钉螺分布区域出现了明显北移,分布面积增加。洪水将增加血吸虫的传播程度,长江中下游地区洪水年份钉螺孳生面积是水位正常年份的2.6~2.7倍,急性血吸虫感染人数则为20世纪5080年代的2.8倍。通过发展趋势的分析可以看出:未来中国血吸虫病分布范围的北界线将北移,在中国东部尤其是江苏省和安徽省境内北移更加明显;长江流域、洞庭湖及鄱阳湖周围的血吸虫病传播指数明显上升,以洞庭湖周围与湖北省长江沿线区域上升更为明显;气候变暖对中国登革热的分布也有显著的影响,高发区海南省在过去的25年间,登革热传播北界北移距离达到了;气候变暖常伴随热浪发生频率及强度的增加,导致华东地区心血管、脑血管及呼吸系统等疾病的发病率和病死率比30年前明显增加。所有这一切,均会导致全球医疗卫生机构的负担加重,并还有可能导致重建新的医疗研究机构和为此而建立的科研系统费用成倍增加。0.3全球排放的百年历史以及所形成的现状生命是宇宙的奇迹,始于40亿年前,也就是地球形成的雏形;而人类仅用了20万年的历史,就改变了世界的面貌。由于人类对耕种技术的发明和大范围的普及,才得以把过去到处觅食的野兽本质彻底进行改变。在8000~10000年前,农业活动渗透于人类的生存历史,出现了首次盈余,催生出城市和文明。在全球范围内,真正使用化石燃料,不过才200多年的历史。然而,这200多年已经完全改写了原始生态本身运行的轨迹,同样也是这200008温室气体排放核算工具多年的时间,人类为追求更高级的文明社会付出了高昂的代价。石油使人类从时间的束缚中解放出来,划时代的能源令一部分人享受到了从未有过的舒适。仅仅50多年,仅仅一代人的时间,石油给地球带来了奇迹般的变化。美国最先发现和利用了这种具有革命性能量的“黑金”,随着它的诞生,人类的生存有了新的开端和起点。现代化的进程超越了历史上的任何时刻。六十年中,人类人口已经倍增,超过20亿人移居城市中。今天,地球上70亿人口有一半以上住在城市。纽约,是世界上第一个超级城市,是人类无止境地剥削地球资源的象征,数百万移民的人力资源,充分体现了煤的能量及无约束的石油力量。洛杉矶,这个方圆100km的体现美国梦的传奇城市,汽车的数目几乎与人口相等,这里晚上是能源戮力表演的时刻,白天不过是黑夜的苍白反映。深圳四十年前只是一个偏僻的渔村,现在却拥有数以百计的摩天大楼和千万人口。二十年来上海建起了三千巨厦,至目前还仍有数百高楼大厦正在落成。迪拜,世界上最大的建筑工地之一,一个将不可能变成可能的超级现代化城市;迪拜可以输入数百万吨的原料和来自世界各地的人口,可以建造耸入云霄的建筑森林;迪拜没有农田,但可以大量入口粮食;迪拜没有水源,但可以花巨款耗用大量的能源来淡化海水;迪拜阳光充沛,但没有太阳能发热板;迪拜正在比较准确的寻找到自己应该拥有的位置,它恰似全球财富最集中的象征。新兴农业免除了对土壤和季节的依赖,化肥可以令任何一小片土地获得前所未有的收成,适应了土地以及气候的谷物和蔬菜,被多产和易于运输的其他品种所取代。这样的运输过程和规模越来越大,他们对燃料的依赖更是一个庞大的天文数字,在不断的累加。由于工业、农业、服务业集团化的开发和生产;跨国产业的飞速前进;人口迁徙移居的现实,为了应对世界性工业生产的需求,大部分消费品要千里迢迢地从产地运到消费地,造船厂不断建造运油轮、货柜船、运天然气船和其他集装箱船。1950年至今,国际贸易增长了20倍,90%商贸在海上进行,每年要运送的货柜达到5亿以上,货柜船不断地向着主要的消费地进发。与此同时,全球每年有1300万公顷森林消失,生物品种的死亡率比正常速度快了1000倍。树木通过把地下水像呼吸一样以薄雾形态送到大气中,来维持正常的循环过程,并保护泥土免于流失。树木是大自然中的碳“储蓄所”,它们含碳的分量比大气多得多,是气候平衡的基石。自1960年开始,人类砍伐树林的速度之快令人吃惊。亚马逊是世界上最大的热带雨林,其面积已经缩小了20%。这些森林在给牧场和大豆种植让路,而95%的大豆又是用来饲养欧亚两洲的禽畜。作为全球第4大岛屿的婆罗洲,在30年前还布满009导言了原始森林,但是按目前的砍伐速度,10年内岛屿上的森林将会完全消失。这个曾经的全球最大的生物品种摇篮,已经完全打破了由生物把水、土、空气、阳光组成的完美结合的现实,取而代之的是婆罗洲生产的全世界销量最大的棕榈油。在过去的50年里,由于人类对纸张的需求增长了5倍多,为满足纸张的供应而被砍伐的桉树(制纸浆的原料)更是达到了惨不忍睹的境况。海地曾经是“加勒比海的明珠”,如今山坡上的树林覆盖率却只剩下2%,光秃的山泥无法吸收雨水,没有植物和根茎的支撑与联系,泥土守不住,被雨水冲下高山,送至大海,土壤的质量急速下降,已不适宜耕种。马达加斯加的山坡上更是布满了数百米宽的深沟,土壤极其瘦薄而脆弱。经几千年形成的腐殖土,全部因为雨水冲刷而消失。IPCC第4次评估报告结果已经明确指出:土地利用变化(主要评估了毁林)是仅次于化石燃料燃烧的全球第2大人为温室气体排放源,约占全球人为二氧化碳排放总量的17.2%。世界20%人口耗用了地球80%的资源,全球花在军备上的资金是援助发展中国家资金的20倍。每天有5000人因饮用受污染的水死亡,10亿人没有安全可靠的饮用水饮用,10亿人在饥饿边缘挣扎。全球用来喂养牲口或作为燃料的粮食达到50%以上,还有40%耕地的质量在逐年下降,产业结构和资源配置没有得到合理匹配。最近15年是有历史记录以来最热的15年。据科学界的预测,到2050年全球将会有0.4国际社会应对气候变化的重点途径世界主要国家根据各自国情和实际,主要通过调整产业结构、节能和提高能效、优化能源结构、开发低碳及无碳能源、增加碳汇等途径,达到控制二氧化碳排放,促进低碳发展的目的。0.4.1调整产业结构发达国家通过加速产业结构升级,带动经济向低碳转型,使单位国内生产总值二氧化碳排放呈下降趋势。高能耗的原材料产业和制造业在国民经济中的比重明显下降,低排放的金融、服务、信息等产业迅速发展。同时,第二产业内部结构也明显发生变化,通过提高环保标准等措施,低端制造业和冶金、化工等高耗能产业发展停滞甚至萎缩,部分转移到发展中国家。例如:1990—2007年,英国第二产业占国内生产总值的比重从35%下降到23%,第三产业从63%上升到76%。工业制造业中,粗钢的产量锐减2/3。产业结构010温室气体排放核算工具的变化是发达国家能够实现温室气体减排的一个重要方面,1990—2010年,发达国家单位国内生产总值二氧化碳排放也下降了26.7%。处在城市化和工业化过程中的发展中国家,尽管国民经济中高耗能制造业比重上升的阶段性特征一时难以改变,但仍把调整产业结构作为控制温室气体排放的重要途径。0.4.2强化节能和提高能效发达国家在能效水平相对较高的基础上,进一步强化节能和提高能效的政策措施,抑制能源需求增长,降低二氧化碳排放。欧盟提出到2020年能效提高20%,发布《能源政策绿皮书》和《提高能源效率行动计划》,明确了涵盖建筑、交通、制造业等十大重点领域提高能效的75项具体措施。通过上述节能措施,欧盟可减少能源消费4亿吨标油,减少二氧化碳排放约8亿吨。在发达国家能源消费中,工业能耗大多不足30%,而建筑和交通能耗比重各占30%~40%,所以建筑和交通成为节能和提高效能的重点领域,而且效果显著。根据国际能源机构统计,1990—年发达国家人均建筑采暖能耗下降19%,单台冰箱、洗衣机等大型家用电器能源下降,新车每百千米油耗平均下降15%。2009年,欧盟各成员国全面实施新的建筑能耗标准,大力推广无主动供暖的超低能耗新型建筑,预计可使欧盟终端能源消费总量减少11%。日本自21世纪初实施“领跑者计划”,鼓励电器和汽车等用能设备节能和提高能效。2005年,日本照明能效比年的水平提高了36%,乘用车燃油经济性提高23%。2009年,美国制定新的汽车燃油经济性标准,使2011年所有在美国制造以及销售的轿车和轻型卡车每百千米油耗相比2009年水平,下降了8%。0.4.3优化能源结构优化能源结构主要是通过利用低碳和无碳能源替代高碳能源,实现二氧化碳减排。(1)利用天然气代替煤炭。国际能源机构的数据表明,1990—2010年发达国家总体能源结构中,石油比重相对稳定,核能和可再生能源小幅上升,天然气在一次能源消费中的比重由20%上升到24.4%,而煤炭比重由24%下降到20%,单位一次能源供应的二氧化碳排放降低了6.6%。英国利用天然气代替煤炭,成效非常显著:天然气在一次能源中的比重由1990年的22%提011导言高到2008年的40%,煤炭比重由31%下降到17%。仅此一项,英国2008年二氧化碳排放相对于1990年减少了7%。(2)积极发展核电。20世纪70年代,为了应对石油危机,减少石油需求,保障能源安全,发达国家大力发展核电。经历了20世纪80、90年代的停顿之后,发展核电重新提上日程,成为减少温室气体排放的重要手段。据国际能源署分析,要实现全球减排长期目标,核能装机容量需要由2007年的3.7亿千瓦增加到2020年的5亿千瓦和2030年的7亿千瓦。法国核电在一次能源消费中的比重从1990年的33%提高到2008年的39%。目前法国核电年发电超过4000亿千瓦时,占总发电量的80%左右,使法国人均碳排放在发达国家中处于较低水平。美国在过去30年没有新建核电站,但2002年能源部重新启动核电计划,延期退役现有核电站,同时简化新建核电站审批程序,2005年通过的能源政策法案规定对核电实施税收优惠。美国核能管理委员会统计数据表明,目前全美有21家公司申请核电站建设许可证,总数达到34座。(3)大力发展可再生能源。水能、风能、太阳能是无碳能源,生物质能具有碳中性特点。1997年《京都议定书》通过后,发达国家在优化传统能源结构的同时,凭借经济技术优势,加大力度开发可再生能源。欧盟提出2020年可再生能源占终端能源消费的比重提高到,汽车燃油的10%必须采用生物燃料。欧盟鼓励可再生能源开发利用的具体措施已经取得显著成效,1997~2008年,欧盟风电装机容量增长倍,发电总装机容量中,风电比重从不足1%增加到8%。在2008年新增发电装机容量中,风电占36%,太阳能占18%,已经超过了当年新增天然气、石油、煤炭发电装机容量的总和。德国、西班牙、丹麦在风电领域处于领先地位。2008年丹麦风电已占其发电总量的20%。巴西凭借自然资源优势,大力推动生物质能开发利用,已在生物燃料利用方面确立了优势。目前用于生产乙醇的原材料甘蔗种植面积达到800万公顷,生物燃料和生物质发电在一次能源消费中的比重高达16%。0.4.4保持和增加森林碳汇通过植树造林和加强森林管理,保持和增加碳汇,吸收二氧化碳,是减少大气二氧化碳含量的重要手段。例如,美国虽然是林产品大国,但十分重视森林的社会效益和生态效益。联邦政府采用“费用分担补助计划”,鼓励各州和私人营造非用材林。《美国清洁能源与安全法案》允许使用10亿吨国内碳排放抵消额度,主要来源就是通过国内森林管理增加碳汇;日本拥有非常012温室气体排放核算工具完备的林业法律法规体系,森林覆盖率高达67%;印度鼓励植树造林,森林覆盖率从1990年的19.5%提高到2006年的23%,计划通过农用林和天然林保护,逐步将森林覆盖率增加到30%;加蓬是全球最大木材出口国,它严格执行选择性伐木标准,每公顷土地上砍树不能超过一棵,它的森林是国家最重要的经济支柱,让这些植物有足够时间再繁殖,由此保证了可持续的森林管理计划实施。0.4.5重视碳捕获与碳封存技术的研发该技术目前仍处于研发阶段,如果取得技术突破,将使成本和能源消耗大幅降低,未来大规模商业化应用的减排潜力将会非常巨大。根据国际能源署分析,要实现全球减排的长期目标,2030年所需减排量的10%将依靠碳捕获和碳封存技术来实现。为了争夺未来关键低碳技术主导权,欧美等发达国家积极开展碳捕获和碳封存技术研发,特别是燃煤发电比重较高的美国,在该技术的机理、潜力、经济性评估等方面开展了大量研究。而且美国还尝试通过立法,规定2020年之后新建燃煤发电站必须应用碳捕获和碳封存技术。此外,挪威、加拿大等一些国家也在积极尝试碳捕获、碳利用、碳封存、碳回收的新途径,以期增强该技术应用的经济性。0.5本书的主要内容及所希望达到的目的为应对全球气候变化,世界各国(不论是发达国家,还是发展中国家)都在探索中走出了如此艰辛的道路,并取得了一定的成果。本书是笔者通过数年的学习和研究以及碳盘查、碳核算等具体实践,整理汇集并翻译的大量国外资料文献。这些译文资料涵盖了碳盘查和碳核算过程中常见的若干类型,包括了排放量比较大的特殊行业(特别是能源行业),贯穿了工业、农业、制造业、交通运输业、建筑业、原油加工业等国民经济中具有支撑作用的行业,具有极强的可操作性。这些资料分别是:(1)热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配;(2)计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物和全氟化碳的计算;013导言(3)己二酸生产中氧化亚氮排放量的计算,计算工具表的使用指南;(4)铝行业温室气体排放监测与报告;(5)氨生产中二氧化碳排放量的计算,计算工具表的使用指南;(6)氟制冷剂的生产过程中三氟甲烷的逸散排放计算,计算工具指南;(7)钢铁生产中的温室气体排放量计算;(8)石灰生产过程中二氧化碳排放量计算;(9)硝酸生产中氧化亚氮排放量的计算,计算工具指南;(10)估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具;(11)消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放;(12)全球增温潜势值;(13)温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估;(14)Change碳管理计算工具排放因子的数据来源。此外,国家发改委组织编制了一系列全国重点排放行业温室气体排放的核算方法与报告指南(试行),这些文件包括:①《中国发电企业温室气体排放核算方法与报告指南》;②《中国电网企业温室气体排放核算方法与报告指南》;③《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;④《中国化工生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑤《中国电解铝生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑥《中国镁冶炼企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑦《中国平板玻璃生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑧《中国水泥生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑨《中国陶瓷生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑩《中国民用航空企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑪《中国煤炭生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑫《中国独立焦化企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑬《中国石油和天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》;⑭《中国石油化工企业温室气体排放核算方法与报告指南》。读者在阅读译文资料部分时,可根据所属行业选择性的熟悉和了解国内相应的温室气体排放核算方法与报告指南,从而加深理解,融会贯通。译文资料的编写和汇辑旨在以下三个方面能够起到抛砖引玉,促进全社会共同关注低碳管理、低碳生产、低碳出行、低碳生活之目的。014温室气体排放核算工具(1)作为政府,在制定区域低碳管理的政策过程中,可以参阅本书的相关内容,对区域的排放现状、排放总量、排放管理进行合理评估以及有目的地量化,为制定重大的减排决策提供必要的科学依据和数据支持。(2)作为企业,可以通过对本书相关内容的研究,对照本企业的现状,查找降低排放的契机,挖掘整改超过预期排放的潜力,堵塞管理中存在的漏洞;同时还可以进行必要的横向(区域性)对比、纵向(行业性)对比,以期明确创新发展的目标和价值以及可持续发展的可行性。(3)作为个人,能够通过对相关减排知识的了解,主动进入到家庭减排、个人减排、低碳出行、节约能源的行列。这不仅仅是个人行为和家庭行为,而且是关系到人类乃至全球现状的每一个地球公民应尽的责任,进而为全员减排创造一个良好的氛围和空间。在此基础上,本书的部分内容还可用作大专院校、职业学校以及相关环保专业的参考教材,以填补目前国内在这方面的空缺。一部好的译文资料,能够使读者通顺的领悟原著的精髓思想;而一部糟粕的译文资料,则会传递错误的信息从而误导读者并糟蹋原著。我们希望这部译本能够帮助读者跨越语言障碍、专业障碍、技术障碍和时差障碍,能使读者充分体会和领略“碳管理”过程中的无限风光和大千世界。1热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配016温室气体排放核算工具1.1概论1.1.1工具的使用目的与范围热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配工具的使用是为了帮助区分热电联产(CHP)电厂买卖能源的过程中GHG排放量的归属问题。此工具要结合热电联产电厂GHG排放量分配计算工具表使用,该表可以在GHG盘查议定书倡议行动网站(以下简称GHG盘查议定书网站,www.ghgprotocol.org)上下载。根据使用环境的不同,这个工具也可以结合多至5个的其他文件和工具一起使用,其他的文件和工具也可以从GHG盘查议定书网站上下载。这些文件和工具包括:(1)温室气体盘查议定书:企业会计与报告标准(第二版);(2)计算工具表——“固定源燃烧的直接排放”(修订版);(3)计算工具表的使用说明——“固定源燃烧的直接排放”(修订版);(4)计算工具表——“购买电力、热和蒸汽的消费活动导致的CO2间接排放”;(5)计算工具表的使用说明——“购买电力、热和蒸汽的消费活动导致的CO2间接排放”。这是一个通用工具,任何公司的运作都涉及与热电联产电厂的能源交易,所以这个工具能被所有的公司使用。1.1.2过程描述热电联产系统,通常也被称为“热电联产联系发电”,是在一个完整的系统里,提供相同的燃料,就可以同时生成多种形式的能量(通常大多数是电力和蒸汽)。在热电联产电厂,从化石燃料(投入的燃料)的燃烧,到各种能量的形成,整个工艺都有温室气体的排放。这些温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)。如图1.1所示,热电联产系统有两种常见的配置方式。图(a)所示的蒸汽锅炉/涡轮机热电联产方式是至今为止使用最广泛的热电联产系统。在这个工艺中,蒸汽锅炉产生高压的蒸汽,高压蒸汽被输送到涡轮机产生电力。然而,涡轮机设计成通过一个工艺过程之后,只有低压的蒸汽残留。因此,0171热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配为蒸汽锅炉输入一次燃料,就可以通过抽取涡轮机中未冷凝的蒸汽驱动发电机提供电力和热能。典型而言,在传统的发电厂,当低压的蒸汽在冷却塔中冷凝时,就失去了2/3的能量。这种热电联产系统一般会产生5倍于电能的热能。蒸汽锅炉/涡轮机热电联产系统在造纸、化工和炼油产业中被普遍采用,特别是当有废料或者燃料副产物产生时,可以被用于为锅炉提供燃料。图(b)所示的工艺中,一个燃气轮机或者往复式动力机被用于驱动发电机,从排出的蒸汽中重新获得热能,用于新蒸汽的形成或者提供其他的热能利用。这些系统近来被作为主要的动力技术,它的应用得到了很好的发展。这些热电联产系统既可以利用十分大的燃气轮机(数以百万瓦)也可以利用十分小的微型涡轮机(数十千瓦)、发动机或者燃料电池系统。在这些系统中,热能通常是产生电能的1~2倍。(a)(b)图1.1传统热电联产装置1.1.3工具的适用性如果一家公司从一个热电联产厂购买或者销售全部的电力和蒸汽,或者购买/销售与他们产出相当比例的各种输出物,那么一个平均的排放因子就足以计算从一个热电联产厂买卖所有的电力和蒸汽所排放的GHG。通过热电联产厂直接排放的总量除以它输出物的总量就可以得到热电联产厂的平均排放因子。热电联产厂总的排放量可以通过使用修正后的GHG盘查议定书计算工具中,用于计算固定源燃烧直接排放的计算工具计算得到,该计算工具可以在GHG盘查议定书网站上得到。热电联产厂总输出物的得到是通过将电力018温室气体排放核算工具和蒸汽的输出物转换为相同的单位,然后加总。然而,如果只从热电联产厂买卖了一部分的电力和蒸汽,那就需要将总的排放量分配给每一个的输出流。需要决定电力和蒸汽输出流各自的排放因子,然后乘以从各自能量流买卖的输出流的量。这个工具的目的就是为了在相互关联的各个能量流中,通过确定单个GHG排放因子,将GHG的排放量分配到一个热电联产厂的各个能量流中。要做这个,首先必须确定热电联产厂直接排放的总量。而这个工具并不能用于计算总量。要得到一个热电联产厂直接排放的总量,需要使用修正后的GHG盘查议定书计算工具中,用于计算固定源燃烧直接排放的计算工具,该计算工具可以在GHG盘查议定书网站上得到。化石燃料燃烧中,尽管CO2是最主要的温室气体,但是也会有CH4和N2O的排放。这个工具所描述的途径可以用于从热电联产厂买卖电力或者蒸汽时分配CO2、CH4和N2O的排放量,但是每一种气体都必须单独计算。需要注意,用于计算CO2总排放量的方法与计算CH4或N2O排放量的方法是不一样的。用于计算三种气体排放量的方法,可以在修正后的GHG盘查议定书计算工具中,用于计算固定源燃烧直接排放的计算工具中找到,该计算工具可以在GHG盘查议定书网站上得到。1.1.4温室气体清单中,与热电联产厂买卖能源中排放量的计算一旦热电联产厂对每一个能量流的排放都分配确定了,从热电联产厂买卖电力、热能或者蒸汽的非直接排放也需要计入温室气体清单,方法与从非热电联产厂买卖电力、热能或者蒸汽计算非直接排放的方法相同。(1)购买电力、热能或者蒸汽的消费活动排放量应该归入范围2的间接排放;(2)购买电力、热能或者蒸汽,再转售给终端使用者的排放量应该归入范围3的间接排放。根据GHG盘查议定书标准,虽然这个是非强制性的,但是十分提倡报道这些排放,并纳入清单;(3)自己生产电力、热能或者蒸汽出售给其他公司的排放量不从范围1直接排放量中扣除,可以作为非强制性信息计算。买卖电力、热能或者蒸汽排放量的更多信息,参考GHG盘查议定书公司标准(修订版)和购买电力、热能或者蒸汽的消费活动产生间接CO2排放计算工具,两者都可以在GHG盘查议定书网站上找到。0191热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配1.2热电联产排放分配方法上面提到的,如果一个公司不是与一个热电联产厂买卖全部的能源或者它买卖的能量流与他们产生的能量流不是相同的比例,那么就需要将它总的排放量分配给不同的能量流(通常是蒸汽和电力)。热电联产厂排放量分配的三种常用方法:(1)效率方法:根据分别用于生产蒸汽和电力产品所投入的能量分配GHG排放量(参考本章1.3节)。在本章所述内容中,效率方法是最可取的方法,也是计算工具表的依据;(2)内能法:根据产出蒸汽和电力产品产生的能量分配GHG排放量(参考本章1.4节);(3)工作潜能法:根据产出蒸汽和电力产品包含的能量分配GHG排放量(参考本章1.5节)。1.2.1热电联产厂GHG排放量分配的依据(1)蒸汽和电力产品的经济价值;(2)将100%的GHG排放量分配给电力产品(蒸汽产品无排放);(3)将100%的GHG排放量分配给蒸汽产品(电力产品无排放);(4)分配电力产品储蓄值(电力排放量=总排放量-传统蒸汽产品的排放量,蒸汽排放量=传统蒸汽产品的排放量);(5)分配蒸汽产品储蓄值(蒸汽排放量=总排放量-传统电力产品的排放量,电力排放量=传统电力产品的排放量);(6)排放量分配要遵循相关利益群体之间的合约或者其他协议的约定。1.2.2热电联产厂排放量分配方法的选择尽管指导文件和自动计算工具表都是根据效率方法制定的,但是只要将方法表述清楚,根据内能法、工作潜能法或者其他热电联产厂排放量分配方法制定的指导文件和自动计算工具表都是可以接受的。同样,所采用方法中的固有假设作为结论成立的前置条件也应该被采用。当为热电联产厂选择排放量分配方法时,以下的注意事项会很有用:020温室气体排放核算工具1.效率方法(1)根据用于生产每种最终能量流所需要的燃料数量分配GHG排放量;(2)假设燃料转化成蒸汽能量比转化成电力效率高。因此,将注意力集中于燃料向蒸汽的最初转化过程;(3)热能和电能产品的实际效率并没有被全部概括,需要使用假定值。2.内能法(1)根据每个热电联产输出流所包含的有用能量分配GHG排放量;(2)需要热能预期用途的信息;(3)最适合在热能被用作有用能量的情况下使用,如为过程或者区域供热;(4)在热能被用作机械作业时,适用性不强,因为这将夸大热能中有用能的数量,导致与热流相关的排放因子变小。3.工作潜能法(1)根据有效能量,如电能和热能,并且定义热量的有效能量为可以做功的能量,来分配排放量;(2)将热能作为产生机械功使用时,适用本方法(在此,大量热量将不被归入有效能量);(3)对于出售热水的系统,本方法不适用,因为热水不能像蒸汽一样,转化为机械功使用。对于选择任何一个分配方法都很关键的假设是,电力或者蒸汽的生产者(销售者)和消费者(用户)需要使用同样的方法。如果采用不同的方法,将导致排放量的重复计算。也可以根据合同协议分配排放量,确保所有相关群体都使用同样的方法。然而,如果没有适当的合约,建议所有蒸汽或者电力的购买者都使用与蒸汽或者电力生产者相同的方法。为了确保热电联产厂分配方法一致,当没有适当的合约时,效率方法是优先考虑的方法。以下部分概括了热电联产厂分配排放量的效率方法,还提供:(1)使用效率方法的步骤指南;(2)效率方法自动工作表的使用说明;(3)使用效率方法的计算举例。0211热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配本章的1.4节和1.5节分别提供了使用工作潜能法和内能法的更多信息和步骤指南。1.3效率方法的使用指南使用该方法,排放量的分配根据的是蒸汽和电力产品各自的效率。GHG排放量在蒸汽和电力产品之间的分配决定,需要根据以下的步骤。值得注意的是,多种GHG气体(如CO2、CH4和N2O)排放量的分配估算,需要每种气体单独计算。步骤1:决定热电联产厂直接排放总量和蒸汽与电力的总产出。从热电联产系统或者购买或者销售蒸汽或电力,该系统都会有多种燃料输入和多种蒸汽或者电力输出。使用这个分配方法,燃料输入流需要根据修订的GHG盘查议定书计算工具,用于计算固定源燃烧的直接排放的计算工具转化成排放量,该工具可以在GHG盘查议定书网站上获得。不同的输出流需要合并为两个单独的值,一个是蒸汽输出流,一个是电力输出流。而且,这些输出流需要使用同样的能量单位(如:都使用BTU)。蒸汽表为不同温度和压力条件下的蒸汽提供能量值(焓值)。焓值乘以蒸汽的量得到能量的输出值。步骤2:评估蒸汽和电力产品的效率。这个方法的依据是燃料能量转化成蒸汽能比转化成电能的效率高。这个效率将决定燃料输入量的多少,因此排放量就与蒸汽和电力产品之间的比例有关。推荐使用特征原料效率因子。然而,如果没有可使用的特征原料因子,也可采用工具表所提供的默认值。步骤3:决定总排放量在蒸汽和电力产品之间的分配系数。需要使用公式1.1、1.2:HHTHPHeEEHPee(1.1)PTHEEE(1.2)式中EH——总排放量中分配给蒸汽产品的排放量;H——蒸汽产量(能量);eH——设定的蒸汽产品的效率;022温室气体排放核算工具P——实际产生的电力(能量);eP——设定的生产电力的效率;ET——热电联产系统总的直接排放量;EP——总排放量中分配给电力产品的排放量。注意:有时候,使用效率默认值将违背热电联产系统的能量平衡条件。这个可以通过比较计算出的假设能量输入值与热电联产厂实际的能量输入值进行验证。假定能量输入值是依据产生的热量和电能计算得到的,下面平衡式(公式1.3)是假定效率的计算式。HPHPee假设输入的能量(1.3)因为总排放量仍然是在能量产出物之间分配,所以即使违背了能量平衡,影响也不大。然而,使用者应该时刻留意能量平衡,如果不能满足限制条件,可以通过修订eH和eP使其满足条件。步骤4:计算蒸汽和电力产品的排放速度。将步骤3所得的蒸汽产品的总排放除以总的蒸汽产品量,得到蒸汽产品的排放速度(如:CO2质量/蒸汽量)。将步骤所得的电力产品的总排放除以总的电力产品量,得到电力产品的排放速度(如:质量/电力量)。步骤5:估计买卖过程的排放量。用买卖蒸汽或者电力的量,乘以步骤中恰当的排放速度,得到排放量。买卖蒸汽或者电力数量的单位必须和用于计算排放速度的单位一样(如:GJ)。注意:分配给蒸汽产品的排放量(EH)需要根据能量含量的不同再被分配给不同的热能产品。1.3.1效率方法如何使用计算工具表步骤1:(1)在A栏输入热电联产厂总的直接排放量;(2)在B栏输入热电联产厂蒸汽输出量,单位用GJ,BTU或者kWh(或者其他合适的能量单位);(3)在C栏输入热电联产厂电力输出量。确认与蒸汽输出量使用同样的能量单位。步骤2:(1)在D栏输入传统蒸汽产品的假设效率;0231热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配(2)在E栏输入传统电力产品的假设效率。步骤3:(1)在F栏蒸汽产品的排放份额将自动生成;(2)在G栏电力产品的排放份额将自动生成。步骤4:(1)在H栏蒸汽产品的排放速度将自动生成;(2)在I栏电力产品的排放速度将自动生成。根据不同热能产品的能量含量为其分配EH的份额。如上步骤2所述,推荐使用特征原料效率因子。如果没有特征原料因子可用,工具表将提供默认效率因子。1.3.2计算举例说明效率方法的应用设想一个燃烧总低热值为5000GJ的馏出燃料油的热电联产系统,产出4种能量产品,如表1.1所示。热电联产系统总排放量通过计算,用效率方法、内能法和工作潜能法分配给四种输出流。在内能法和工作潜能法中,三种蒸汽流和参考条件(可任意选择,在例子中选择了液态水在C和1.01×105Pa下的压力位101.325bar)的比焓值和比熵值选自标准蒸汽表,在很多热力学教科书上都可以找到。表1.1热电联产系统能量输出的计算举例总能量(GJ)蒸汽温度(C)蒸汽压力(bar)特殊焓(kJ/kg)特殊焓(kJ/kg·K)参考值N/A100101.325419.11.3069电流245N/AN/AN/AN/A蒸汽11355400403215.76.7733蒸汽21100300203025.06.7696蒸汽3750200102826.86.6922合计3450注:1bar=100kPa024温室气体排放核算工具如上概述,效率方法要求使用电力和蒸汽产品的效率因子(实际值,没有实际值时使用设定值)。使用效率方法最简单的途径就是分配给所有的电力输出一个单独的效率因子,分配给所有的热能(蒸汽或者热水)输出一个单独的效率因子。在这个例子中,将采用美国推荐的默认值(电力产品效率因子35%,热能产品效率因子80%)。步骤1:决定热电联产系统直接排放总量和蒸汽与电力的总输出。总排放量是通过使用燃料的总量和排放速度计算得到,计算方法在修订的GHG盘查议定书用于计算固定源燃烧直接排放量的计算工具中有描述。225000GJ(LHV)74.1kgCO/GJ(LHV)370500kgCOHE135511007503205GJH245GJP其中,LHV是低位发热值的英文缩写,有别于高位发热值。步骤2:估算蒸汽和电力产品的效率。采用美国推荐使用的默认值:电力产品,热能产品80%。确认使用这些默认值不会违背系统能量平衡的限制条件将更加有利。3205GJsteam245GJpower4706GJfuel0.8GJsteam/GJfuel0.35GJpower/GJfuel通过计算,能量平衡的限制条件并没有被打破,因为4706GJ比热电联产系统消耗燃料产生的能量(5000GJ步骤3:决定总排放量在蒸汽和电力产品之间的分配系数。需要使用公式1.1和公式1.2,确定分配后的排放量:232050.8370500315392kgCO32052450.80.35HE237050031539255108kgCOPE步骤4:计算蒸汽和电力产品排放速度。蒸汽:22315392kgCO98.04kgCOGJ3205GJ电力:2255108kgCO224.9kgCOGJ245GJ0251热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配表1.2用效率方法分配的排放量和排放速度结果分配排放(CO2)排放率(kgCO2/GJ)电流55.1225蒸汽113398.4蒸汽210898.4蒸汽373.898.4合计369.9N/A1.3.3质量控制为了找出计算误差和疏漏,可根据GHG盘查议定书企业标准(修订版)第七章(盘查质量管理)的指南,对所有排放量的估算执行过程质量控制。此外,不确定因素的量化也可以在GHG盘查议定书网站上找到指导和工具。1.3.4报告和文件GHG盘查议定书企业标准(修订版)在第九章(报告GHG排放量)中提供了对于报告的要求。为了确保评估具有可验证性,应该具有如表所示的证明文件。这些信息收集起来以便审计核查,但是在报告中并不要求。表1.3需要持有的文件数据参考文献来源燃料消耗量数据购买收据、送货回单、购买合同、公司购买记录、固定资产清单、计量燃料等热含量、排放因素、使用的有效率以及未完全实用价值的默认值购买收据、送货回单、购买合同、公司购买记录、IPCC、IEA、国家或相关的工业报告、测试报告等购买燃料货币兑换的价值总量或能量燃料消耗量的含量购买收据、送货回单、购买合同、公司购买记录、IPCC、IEA、国家或相关的工业报告等所有假设的出自评估燃料的消耗量、热含量和排放因子所有可获得的来源026温室气体排放核算工具1.4内能法的使用指南内能法分配排放量的依据是每个能量输出流的能量含量。电力的内能就是系统产生的电力量。蒸汽(或者热水)的内能等于产出蒸汽的能量减去回收冷凝液包含的所有能量。电力或者蒸汽输出流的无效利用造成的损失不考虑。这个分配方法在蒸汽被用于过程加热时十分适用。根据下列步骤,对GHG排放量在蒸汽和电力产品之间进行分配。注意:如果是多种GHG(如:CO2,CH4和N2O)都需要分配排放量,那么每种气体的计算都必须单独进行。步骤1:根据总燃料消耗量生产的电力和蒸汽确定产生的总排放量。取得或者估算出热电联产厂的总排放量。这可以通过热电联产厂的混合燃料和GHG盘查议定书针对固定源燃烧的直接排放计算工具使用指南计算得到,该计算工具可以在GHG盘查议定书网站上得到。步骤2:计算每种能量流的内能。电力的内能就是能量的输出量。蒸汽(或者热水)中只有用于过程加热的部分,才能认为是蒸汽的内能。而且假设蒸汽是用于间接加热,冷凝液可以返回热电联产系统。再者,如果冷凝液没有回流,或者作为热水的输出流在分配中要予以考虑,那么除了一些条件(如:锅炉给水的温度和压力)以外,需要确定参考条件。因此,蒸汽的内能可以用公式计算(使用单位已列出)。ref()iiFhh内能(1.4)式中Fi——蒸汽的质量,t(1000kg);hi——蒸汽流i的比焓值,kJ/kg;href——参考条件下的比焓值(假设在100C和1×105Pa条件下,与回流的冷凝液相关)。不同温度压力条件下标准气体焓值表中可以找到需要的焓值(hi,href)。步骤3:计算总内能。将所有能量流的内能加和。步骤4:决定将总排放量分配给每一个能量流的份额。用每一个能量流的内能(步骤2)除以总内能(步骤3)。步骤5:根据每个能量流的内能,将热电联产设备总排放量分配给每个单独的能量流。每个能量流,用其排放份额(步骤4)乘以总的排放量(步骤1)。0271热电联产(CHP)电厂温室气体排放量的分配步骤6:计算蒸汽和电力产品的排放速度。用每个能量流的总排放量(步骤5)除以该能量流(蒸汽或者电力)的总量,就可以得到该能量流的排放速度(如:CO2质量/蒸汽或电力的量)。步骤7:估算买卖过程的排放量。用买卖蒸汽或者电力的数量乘以恰当的排放速度(步骤6),估算出排放量。买卖蒸汽或者电力数量的单位必须和用于计算排放速度的单位一样(如:GJ)。1.5工作潜能法的使用指南这个方法是根据生产的不同能量流的工作潜能分配GHG排放量的。这个方法依据这样一种假设,假设蒸汽中的有用能量相当于蒸汽在开放(流)稳定状态下,热力学可逆过程(可利用的或者能量的热力学术语)中,可以做功的最大值。如果蒸汽被用作过程加热,那么蒸汽中的有用能量就相当于蒸汽的热含量,或者称焓.。因此,当蒸汽被用作过程加热时,工作潜能法就会低估蒸汽中有用能量的数量,就不应该被采用。根据下列步骤,对GHG排放量在蒸汽和电力产品之间进行分配。注意:如果是多种GHG(如CO2,CH4和N2O)都需要分配排放量,那么每种气体的计算都必须单独进行。步骤1:确定总燃料消耗量生产的电力和蒸汽所产生的总排放量。取得或者估算出热电联产厂的总排放量。这可以通过热电联产厂的混合燃料和GHG盘查议定书针对固定源燃烧的直接排放计算工具使用指南计算得到,该计算工具可以在GHG盘查议定书网站上得到。步骤2:计算每个能量流的工作潜能。电力的工作潜能就是输出的能量。蒸汽有不同的温度和不同的压力条件,因此工作潜能对于焓的比值就会不同。蒸汽的工作潜能可以利用公式1.5(显示了单位),通过比焓值(热能)和比熵值(理论度量不能被转化成机械功的能量)计算得到。refrefrefref[()()]iiiiWFhTShTS(1.5)式中Wi——蒸汽i的工作潜能,kJ;Fi——蒸汽的质量,kg;Tref——参照温度,K;hi——蒸汽流i的比焓值,kJ/kg;028温室气体排放核算工具href——参照状态下的比焓值,kJ/kg;Si——蒸汽流i的比熵值,kJ/kg·K;Sref——参照状态下的比熵值,kJ/kg·K。在提供不同温度和压力条件下标准蒸汽流焓值和熵值表中可以找到焓值和熵值(hi,href,Si和Sref)。参考状态(与Tref和Sref有关)的选择是任意的。步骤3:计算总的工作潜能。将所有能量流的工作潜能加和。步骤4:决定将总排放量分配给每一个能量流的份额。用每一个能量流的工作潜能(步骤2)除以总的工作潜能(步骤3)。步骤5:根据工作潜能,将热电联产设备总排放量分配给每个单独的能量流。每个能量流,用其排放份额(步骤4)乘以总的排放量(步骤1)。步骤6:计算蒸汽和电力产品的排放速度。用每个能量流的总排放量(步骤5)除以该能量流(蒸汽或者电力)的总量,就可以得到该能量流的排放速度(如:CO质量/蒸汽或电力的量)。步骤7:估算买卖过程的排放量。用买卖蒸汽或者电力的数量乘以恰当的排放速度(步骤6),估算出排放量。买卖蒸汽或者电力数量的单位必须和用于计算排放速度的单位一样(如:GJ)。2计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量030温室气体排放核算工具2.1综述2.1.1本章的目的和范围计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量是为了帮助工厂经理和现场人员计算并报告在制冷和空气调节设备生产、服务和处理的工程中,氢氟烃(HFC)的直接排放量。HFC的直接排放量是由公司拥有或者控制的排放源所排放的。从数据收集到报告的每一个计算过程中的每一个阶段,都对相应的方法逐一地进行了展示。此指南应该应用到涉及制冷和空气调节设备的制造、使用和处理的项目中。2.1.2过程描述和假设制冷和空气调节系统由许多终端设备组成,包括家用制冷、国内空调、热泵机组、移动空调、冷水机、食品零售冷冻、冷藏仓库、冷藏运输、工业过程制冷和商业统一空气调节系统。历史上,这部分会使用各种类似CFCs和HCFCs的臭氧层消耗物质(ODS)作为制冷剂。这些ODS在蒙特利尔议定书的要求下正在逐步被淘汰,被氢氟碳化物()所取代。制冷和空气调节系统的HFC排放量来自于生产过程的释放、设备使用限期内的泄漏、在设备使用寿命结束的处置阶段。这些气体的100年全球增温潜势(GWP)是CO2的140~11700倍,所以它们对气候变化的潜在影响将十分显著(表2.1)。同样的,任何减少这些气体的努力都具有巨大的潜在价值。GHG盘查议定书明确了制造、使用和处置阶段的排放量。表2.1普通温室气体和制冷剂的全球增温潜势值气体或者混合物全球增温潜势值来源CO21IPCC第二次评估报告(1995)CH421IPCC第二次评估报告(1995)N2O310IPCC第二次评估报告(1995)HFC-2311700IPCC第二次评估报告(1995)HFC-32650IPCC第二次评估报告(1995)0312计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量续表2.1气体或者混合物全球增温潜势值来源HFC-1252800IPCC第二次评估报告(1995)HFC-134a1300IPCC第二次评估报告(1995)HFC-143a3800IPCC第二次评估报告(1995)HFC-152a140IPCC第二次评估报告(1995)HFC-236fa6300IPCC第二次评估报告(1995)R-401A18美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-401B15美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-401C21美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-402A1680美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-402B1064美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-403A1400美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-403B2730美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-404A3260美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-406A0美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-407A1770美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-407B2285美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-407C1526美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-407D1428美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-407E1363美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-408A1944美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-409A0美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-409B0美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-410A1725美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-410B1833美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-411A15美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-411B4美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34032温室气体排放核算工具续表2.1气体或者混合物全球增温潜势值来源R-412A350美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-413A1774美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-414A0美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-414B0美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-415A25美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-415B105美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-416A767美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-417A1955美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-418A4美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-419A2403美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-420A1144美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-50037美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-5010美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-5020美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-5034692美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-504313美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-5050美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-5060美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-507或者R-507A3300美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-508A10175美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-508B10350美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34R-509或者R-509A3920美国采暖、制冷与空调工程师学会标准34PFC-218(C3F8)7000联合国环境规划署臭氧行动计划化学数据库(在线)PFC-116(C2F6)9200IPCC第二次评估报告(1995)PFC-14(CF4)6500IPCC第二次评估报告(1995)包含的仅供参考0332计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量2.2活动数据和排放因子的选择制冷和空气调节设备的制造商和使用者可以依据已经取得的数据估计HFC的排放量。这个指南包含一个筛选法,用于设定HFC排放量的重要性和两个定量方法去量化HFC的排放量。报告者可以依据数据的有效性、量化的目的和要求的精确度来选择量化方法。设备制造商和设备的使用者对自己拥有的设备进行维护,如果需要估算HFC的排放量,推荐的方法是建立在购买和使用的制冷剂的数量上。这种“基于销售法”要求从整个购买和服务记录上有可以利用的数据,可以从设备的制造(生产商)或者安装(用户)、使用、服务和处理的过程跟踪排放量。设备使用者如果有承包商为他们的设备提供服务,那么推荐的方法就可以在设备整个生命周期的每个阶段跟踪它的排放量。“生命周期阶段法”要求在安装过程中,填充新设备所使用的制冷剂的数量、服务设备所使用的制冷剂数量、从报废的设备中回收的制冷剂数量和新设备、报废设备全部并且是恰当的价值。如果在事先关注到这些需要的信息,承包商就有能力提供这些信息。这个方法就可以跟踪设备制造、使用、服务和处置的排放量。如果公司需要确定从制冷和空气调节设备的排放量是否巨大,或者与其他的排放源相比是否毫无可比性,可以考虑筛选法。筛选法可以使用设备排放因子缺省值或者渗漏率。由于这个方法不如其他方法精确,所以这个方法不能作为工具中提供的其他两个量化方法的替代方法使用。渗漏率可能十分不精确。如果公司用筛选法确定从制冷和空气调节设备排放的排放量十分巨大,那么就需要使用两种量化方法中的一种来估算HFC的排放量。注意:混合物的GWPs只依据ASHRAE标准34中列出的HFC和PFC的组分的GWPs得到。根据这个表格和议定书的目的,除了HFCs和PFCs,其他所有组分的GWP都认定为0。普遍认识到,这些组分的排放可能会对气候变化产生重大影响或者其他环境效应。然而,因为这些气体并不是京都议定书所认定的温室气体(CO2,CH4,HFCs,PFCs,SF6,N2O)的一部分,所以这些排放量不包含在温室气体排放清单里面。2.3制冷和空调的HFC排放量2.3.1方法描述直接排放是指从自身控制或者拥有的排放源所产生的排放量。既然这样,034温室气体排放核算工具直接的HFC排放量就是指从任何控制或拥有制冷和空调设备的生产、服务或者处置过程导致的排放。提供的筛选法是用于决定从制冷或空调设备中排放的温室气体是否重要。两个量化方法用于计算这些排放量,降序排列确定性。拥有和维护自己设备的设备制造商和设备使用者倾向于选择方法1——“基于销售法”,更容易使用。设备的使用者如果有承包商维护他们的设备,可以选择方法2——“生命周期阶段法”,更容易使用。筛选法:基于排放因子的方法。这个方法论是基于IPCC优良做法等级2自下而上法,要求的数据不包括单位的数据、使用制冷剂种类、每一种设备的制冷剂容量和每年的渗漏率。这些信息可以从设备中获得。表2.2提供了设备负荷的缺省值、设备的寿命、装配/安装的排放因子、每年渗漏率和回收效率。由于缺省排放因子具有很高的不确定性,所以这个方法只能作为一个筛选法。筛选方法论可以用公式2.1概括:EAEOEDE(2.1)式中E——制冷和空调排放量的二氧化碳当量,AE——装配排放量;OE——运行排放量;DE——处置排放量。最初某一特定时间内装配或者安装排放量的估算可以使用公式2.2:1()miiiiAENCAEFGWPCF(2.2)式中AE——制冷/空调设备装配排放量的二氧化碳当量;i——设施中制冷/空调设备的种类;Ni——设施中已安装的类型i的设备数量;Ci——每一个类型i设备中最初的制冷剂容量,kg;AEFi——生产i类型设备的安装泄露因子,%;GWP——类型i设备使用制冷剂的100年全球增温潜势;CF——从kg到t的转换因子,1t/1000kg;m——所生产设备的种类数。最初某一特定时间内运行排放量的估算可以使用公式2.3:1()miiiiOENCALRGWPCF(2.3)0352计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量式中OE——制冷/空调设备运行排放量的二氧化碳当量;i——设施中制冷/空调设备的种类;Ni——设施中已安装的类型i的设备数量;Ci——每一个类型i设备中最初的制冷剂容量,kg;ALRi——类型i设备的年渗漏率,%(如果报告期多于或者少于一年,需要一个修正去适应这种情况:例如报告期是两年,这个等式就需要乘以2);GWP——类型i设备使用制冷剂的100年全球增温潜势;CF——从kg到t的转换因子,1t/1000kg;m——所生产设备的种类数。最初某一特定时间内处置排放量的估算可以使用公式2.4:1[(1())(1)]miiiiiiDENCALRSRDGWPCF()(2.4)式中DE——制冷/空调设备处置排放量的二氧化碳当量;i——设施中制冷/空调设备的种类;Ni——设施中已安装的类型i的设备数量;Ci——每一个类型i设备中最初的制冷剂容量,Si——类型i设备最后一次填充的时间,年;ALRi——类型i设备的年渗漏率,Ri——回收的填充量,%;Di——销毁的制冷剂量;GWP——类型i设备使用制冷剂的100年全球增温潜势;CF——从kg到t的转换因子,1t/1000kg;m——所生产设备的种类数。方法1:基于销售法。(对自己的设备进行维护服务的设备制造商和设备使用者推荐使用这个方法)基于销售和质量平衡的方法是通过跟踪每一个使用的制冷剂量和能够系统地说明与排放量不相关的使用的制冷剂的量来工作的。不能说明的制冷剂的量就被假定为排放到大气中了。这个方法可以用公式2.5概括:()EDPSCGWPCF(2.5)式中E——某一年从制冷/空调中排放的量的二氧化碳当量,t;036温室气体排放核算工具D——存货的减少,这是年初制冷剂库存量与年末库存量的差值,这个数值可能为负值,如果库存在盘查年有所增加;P——购买/收购的制冷剂,这是在这一年中,从其他实体获得的制冷剂的总和,这包括从储存容器或者设备中能够获得的制冷剂,也包括范围外的回收和循环利用而得到的制冷剂;S——冷却剂的销售/支出,这是这一年销售或者分给其他实体的冷却剂总和,包括在贮藏容器或者设备中销售或者分给的冷却剂,也包括回收和场区外的循环利用、再利用或销毁;C——设备总的全填充量的增加(用于计算设备使用的排放量,而不是设备制造的排放量),这是这一年对于给定的冷却剂,设备总体积的净变化量,值得注意的是:总的满填充指的是总的适当的设备填充,并不是实际的填充,这反映的是渗漏。这个术语说明一个事实,如果购买了新设备,用于填充新设备的冷却剂不应再作为排放量。另一方面也说明另一个事实,如果从报废的设备中回收的冷却剂量比全填充的少,那么全填充量与回收量之间的差值就被排放出去了。如果报废的设备总的全填充比新设备总的全填充大,那么这个数值就会是负的;GWP——制冷剂的100年全球增温潜势;CF——从二氧化碳当量到t的转换因子。提供了两个使用“基于销售法”的电子表格:一个用于设备制造,一个用于设备的使用。自己服务和维护自己设备的使用者会发现提供这个方法要求的数据是很简单的。这个方法说明了从设备制造、运行(渗漏)、服务和处置的排放量。对于最近安装的设备,使用这个方法将有限制。在设备需要再次填充之前,有可能已经渗漏了两年或者更多的时间,所以这段时间的排放量直到发生之前,都没有被检测到。除去这个较小的缺陷,“基于销售法”对于估算这个部分的排放量提供了十分高的精确度。方法2:生命周期阶段法。(设备使用者如果有承包商负责设备的服务,那么推荐使用这个方法)生命周期阶段法需要的信息包括:安装新设备所填充的冷却剂量、服务设备所使用的冷却剂量、从报废设备中回收的冷却剂量和新设备与报废设备总的全部装料量。可以用公式2.6概括:()EIESDEGWPCF(2.6)式中E——制冷/空调排放量的二氧化碳当量,t;0372计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量IE——安装排放量(填充新设备的冷却剂量-新设备的总的全填充,如果设备在制造商那儿已经被预先填充了,那么就可以忽略);S——服务设备所使用的冷却剂数量;DE——处置排放量(报废设备的总的全填充-从报废设备中回收的冷却剂);GWP——制冷剂的100年全球增温潜势;CF——从kg到t的转换因子,1t/1000kg。注意:总的全填充指的是设备满的适当的填充,并不是实际填充,这反映的是渗漏。请参照2.3.1节,方法1对于这个数量的讨论和它的重要性。这个方法可以用于自己服务自己设备的公司,也可以用于有承包商服务设备的公司。有承包商服务其设备的公司必须从承包商那里得到所需要的信息。如果事先关注对这些信息的需求,服务承包商就有能力提供。如果服务承包商和设备的使用者对于要求的信息仔细跟踪和维持,那么生命周期阶段法就可以对设备排放量的估算将提高很高的精确性。2.3.2工具表的使用提供一个基于Excel表的工作手册帮助节所描述的计算过程。这个工作手册包括:(1)一份简介的复印件;(2)基于排放因子法进行筛选测试的试算表和说明;(3)使用基于销售法的估算排放量的电子数据表和说明;(4)使用生命周期阶段法估算排放量的电子数据表和说明;(5)温室气体和制冷剂的GWP值表;(6)IPCC对于各种应用的设备寿命、设备容积、装配释放、年渗漏和处置的冷却剂回收的缺省值表。下面的部分是对于如何使用工具表的逐步介绍。工具表1a:制冷/空调设备的制造HFC和PFC的排放量,基于销售法。(1)鉴别所有的空调和制冷设备以及它们使用的制冷剂,单纯使用CFCs或者HCFCs的可以忽略,根据你自己的判断,你可以在A栏输入对于设备的简单描述;(2)如果使用了其他的冷却剂,就使用底部的附加行或者自行插入行,在B栏输入冷却剂,如果多于一种设备使用了相同的冷却剂,而且你又希望区分它们,你也可以使用这些行或者插入新的行;038温室气体排放核算工具(3)在C栏输入年初冷却剂的库存量(仓库里的,不是设备中的),单位为kg,如果相同的冷却剂添加有一行或者多于一行的附加行,需要确保对于该冷却剂的总库存或者出现在一行中或者出现在附加行中,而不能出现在所有行中;(4)在D栏输入年末的冷却剂库存量(仓库里的,不是设备中的),单位为kg;(5)在E栏自动计算出冷却剂库存的减少量(年初-年末);(6)在F栏输入从生产商/经销商购入的冷却剂量(kg);(7)在G栏输入设备使用者退回的制冷剂量(kg);(8)在H栏输入经过工作场所的回收与再利用的冷却剂量(kg);(9)在I栏自动计算出总的制冷剂购买/获得量;(10)在J栏输入填充入设备的冷却剂的量(kg),如果这个不可知,请参照步骤A中A1~A4(W,X,Y和Z栏),用缺省方法估算其值;(11)在K栏输入在集装箱中运输给设备用户的制冷剂量(kg);(12)在L栏输入返还给制冷剂生产者的冷却剂量(kg);(13)在M栏输入发送到工作场所回收与再利用的冷却剂量(kg);(14)在N栏输入发送到工作场所销毁的冷却剂量();(15)在O栏自动计算出总的冷却剂销售(16)在P栏自动计算出排放量(库存减少量+总的购入/获得量-总的销售/支付量);(17)在Q栏已经输入了一个转换因子(。如果你希望输入的值是以英镑或者其他单位输入,而不是以kg为单位,你可以调整这个转换因子;(18)制冷剂的GWP值自动从表2.1中提取,并输入到R栏。如果出现“#N/A”,检查确保输入B栏的冷却剂在表2.1中出现,或者更加简单地删除查找功能,直接输入GWP值;(19)在S栏中自动计算出CO2的排放量当量,以t为单位(排放量×转换因子×GWP);(20)对于每一种设备和制冷剂,重复步骤(1)~(19),删除不需要的行;(21)在最后一行的S栏自动计算出总的CO2排放当量,单位为t。步骤A:决定J栏填充入设备的冷却剂的量(kg)。A1在W栏输入部分充电设备的铭牌容量(kg);A2在X栏输入局部冷却剂容量的密度或者压强。如果使用压强单位,须用绝对单位制(如:Pa或者磅/平方英寸);A3在Y栏输入全部冷却剂容量的密度或者压强。如果使用压强单位,0392计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量须用绝对单位制(如:Pa或者磅/平方英寸);A4在Z栏自动计算出填充入设备的冷却剂量(容积×[局部密度/全部密度]或者容积×[分压/全压]),并自动导入J栏。工具表1b:制冷/空调设备的使用者HFC和PFC排放量:基于销售法。(1)鉴别所有空调和制冷设备并根据它们使用的制冷剂进行分组,那些纯粹使用CFCs和HCFCs的可以忽略,每一个冷却剂和与之相关的设备,都需要单独列行跟踪,根据你自己的判断,你可以在A栏输入对于设备的简单描述;(2)如果使用的冷却剂没有列出,就使用底部的附加行或者自行插入行,在B栏输入冷却剂;(3)在C栏输入年初冷却剂的库存量(仓库里的,不是设备中的),单位为kg;(4)在D栏输入年末的冷却剂库存量(仓库里的,不是设备中的),单位为kg;(5)在E栏自动计算出冷却剂库存的减少量(年初年末);(6)在F栏输入从生产商/经销商批量购入的冷却剂量(kg);(7)在G栏输入制造商跟设备一起提供的制冷剂量(kg);(8)在H栏输入承包商(例如设备启动、维修或者自动结束时)添加给设备的冷却剂量(kg);(9)在I栏输入经过工作场所的回收与再利用的冷却剂量(kg);(10)在J栏自动计算出总的制冷剂购买(11)在K栏中输入批量(气缸)出售给其他实体公司的冷却剂的量(kg);(12)在L栏输入出售给其他实体公司之后,设备中剩余的冷却剂的量(kg)。如果该量未知,你可以假定它等于总的适当填充量,但是这要根据最后一次对设备的服务或者购入实体公司的第一次服务情况进行调整转变;(13)在M栏输入返还给制冷剂提供者的冷却剂量(kg);(14)在N栏输入发送到工作场所回收与再利用的冷却剂量(kg);(15)在O栏输入发送到工作场所销毁的冷却剂量(kg);(16)在P栏自动计算出总的冷却剂销售/支付量;(17)在Q栏中输入当年购买的全部新设备的全部满填充量(kg);(18)在R栏输入所有被改装成使用这种制冷剂的全部满填充量(kg);(19)在S栏中输入当年所有报废或者出售的设备的全部满填充量(kg);(20)在T栏输入所有之前使用这种冷却剂,但是之后被改装成其中不同冷却剂的设备的全部满填充量(kg);040温室气体排放核算工具(21)在U栏中设备总的满填充量增加量将自动计算出来;(22)在V栏自动计算出排放量(库存减少量+总的购入/获得量-总的销售/支付量-总的满填充量增加量);(23)在W栏已经输入了一个转换因子(t/kg),如果你希望输入的值是以英镑或者其他单位输入,而不是以kg为单位,你可以调整这个转换因子;(24)制冷剂的GWP值自动从表2.1中提取,并输入到X栏,如果出现“#N/A”,检查确保输入B栏的冷却剂在表2.1中出现,或者更加简单的删除查找功能,直接输入GWP值;(25)在Y栏中自动计算出CO2的排放量当量,以t为单位(排放量×转换因子×GWP);(26)对于每一种设备和制冷剂,重复步骤(1)~(25),删除不需要的行;(27)在最后一行的Y栏自动计算出总的CO2排放当量,单位为t。注意:总的全填充指的是设备满的适当的填充,并不是实际填充,这反映的是渗漏。请参照2.3.1部分,方法1对于这个数量的讨论和它的重要性。工具表2:制冷/空调设备使用者HFC和PFC排放量,生命周期阶段法。(1)鉴别所有空调和制冷设备并根据它们使用的制冷剂进行分组,那些纯粹使用CFCs和HCFCs的可以忽略,每一个冷却剂和与之相关的设备,都需要单独列行跟踪,根据你自己的判断,你可以在栏输入对于设备的简单描述;(2)如果使用的冷却剂没有列出,就使用底部的附加行或者自行插入行,在B栏输入冷却剂;(3)在C栏中输入填充新设备所使用的冷却剂的量(kg)。注意这里仅指在现场填充的设备,不是预先填充好的设备(对于预先填充好的设备的填充量是作为制造商的排放量,而不是使用者的排放量);(4)在D栏中输入被改装成使用这种冷却剂的设备的填充的冷却剂的量(kg);(5)在E栏中输入所有使用这种冷却剂的新设备的总的满填充量(kg);(6)在F栏中输入被改装成使用这种冷却剂的设备的总的满填充量(kg);(7)在G栏中自动计算出总的安装排放量;(8)在H栏中输入服务设备所使用的冷却剂量(kg),如果旧的冷却剂保留在设备中,或者现场回收返回设备,这就是将设备恢复到全部的恰当的填充量所需要的新冷却剂的量(例如:设备的平舱作业),如果旧的冷却剂从设备中回收或者运离工作场所再利用,这就是旧冷却剂或者运离场所冷却剂的数量与设备满填充量的差值,这等于使用排放量;0412计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量(9)在I栏输入当年报废或者出售的设备的总的满填充量(kg);(10)在J栏输入之前使用这种冷却剂,但是当年被改装成使用不同的冷却剂的所有设备的总的满填充量(kg);(11)在K栏输入从报废的或者出售给其他实体公司的设备中回收的冷却剂的量(kg);(12)在L栏输入当年被改装成使用其他不同冷却剂的设备中回收的冷却剂的量(kg);(13)在M栏中自动计算出总的最终使用和处置的排放量;(14)在N栏中自动计算出排放量(安装排放量+使用排放量+处置排放量);(15)在O栏已经输入了一个转换因子(t/kg),如果你希望输入的值是以英镑或者其他单位输入,而不是以kg为单位,你可以调整这个转换因子;(16)制冷剂的GWP值自动从表1中提取,并输入到P栏,如果出现“N/A”,检查确保输入B栏的冷却剂在表1中出现,或者更加简单地删除查找功能,直接输入GWP值;(17)在Q栏中自动计算出CO2的排放量当量,以为单位(排放量×转换因子×GWP);(18)对于每一种设备和制冷剂,重复步骤(,删除不需要的行;(19)在最后一行的Q栏自动计算出总的排放当量,单位为t。注意:总的全填充指的是设备满的适当的填充,并不是实际填充,这反映的是渗漏。请参照2.3.1部分,方法1对于这个数量的讨论和它的重要性。工具表3:制冷/空调设备HFC和PFC排放量,基于排放因子法的筛选法。步骤1:安装排放。(1)在A栏输入制冷/空调设备的类型(可选项);(2)在B栏输入在现在报告期间生产的装置数;(3)在C栏输入冷却剂(可选项);(4)在D栏输入冷却剂的GWP值,以表2.1为参考;(5)在E栏中输入此种类型设备的冷却剂填充量(kg),在表2.2中提供了各种应用的缺省值;(6)在F栏中输入装配排放因子(%),在表2.2中提供了各种应用的缺省值;(7)在H栏中自动计算出安装排放量(CO2t当量/年);(8)对于每一种设备和每一种冷却剂,重复步骤(1)~(7)。042温室气体排放核算工具步骤2:运行排放。(1)在A栏中输入制冷/空调设备的类型(可选项);(2)在B栏中输入当年在运行的设备的数量;(3)在C栏中输入冷却剂(可选项);(4)在D栏输入冷却剂的GWP值,以表2.1为参考;(5)在E栏中输入此种类型设备的冷却剂填充量(kg),在表2.2中提供了各种应用的缺省值;(6)在F栏中输入年渗漏率(%),在表2.2中提供了各种应用的缺省值,如果报告时间少于或者多于一年,就需要一个调整系数来说明情况,例如,如果报告时间是两年,你就需要乘以2;(7)在H栏中自动计算出运行排放量(CO2t当量/年);(8)对于每一种设备和每一种冷却剂重复步骤(1)~(7)。步骤3:处置排放。(1)在A栏中输入制冷/空调设备的类型(可选项)(2)在B栏中输入报告期间处置的设备的数量;(3)在C栏中输入冷却剂(可选项)(4)在D栏输入冷却剂的GWP值,以表(5)在E栏中输入此种类型设备的冷却剂填充量(,在表2.2中提供了各种应用的缺省值;(6)在F栏中输入年渗漏率(%),在表2.2中提供了各种应用的缺省值;(7)在G栏中输入最后一次再填充的时间(年);(8)在H栏中输入可回收利用的制冷/空调设备的冷却剂的百分比,在表2.2中提供了各种应用的回收利用率缺省值;(9)在I栏中输入最近期间销毁的冷却剂的数量(kg);(10)在K栏中自动计算出处置排放量(CO2t当量/年);(11)对于每一种设备和每一种冷却剂重复步骤(1)~(10)。步骤4:总排放。(1)从步骤1中自动计算出装配排放量;(2)从步骤2中自动计算出运行排放量;(3)从步骤3中自动计算出处置排放量;(4)自动计算总排放量(装配排放量+运行排放量+处置排放量)。0432计算制造、安装、使用、处置制冷和空气调节设备的氢氟碳化物(HFC)、全氟碳化物(PFC)的排放量表2.2IPCC优良做法指南默认条件排放因子(初始填充量的百分数%/年)应用寿命(年)负载(kg)装配年渗漏率回收效率家用制冷12~150.05~0.50.2~1%0.1~0.5%残余量的70%独立的商业应用8~120.2~60.5~3%1~10%残余量的70~80%中型和大型商业制冷7~1050~20000.5~3%10~30%残余量的80~90%运输制冷6~93~80.2~1%15~50%残余量的70~80%有食品加工和冷藏的工业制冷10~2010~100000.5~3%7~25%残余量的80~90%冷却装置10~3010~20000.215%残余量的80~95%住宅和商业用户空气调节包括热泵10~150.5~1000.25%残余量的70~80%移动空调12未提供20%0%这些值来自于IPCC优良做法指南和国家温室气体盘查不确定性管理(2000)。仅当它们的取值会导致计算结构的高度变化时,这些缺省值可以作为参考。如果从这个范围内选定了一个值,那么这个值就必须保持在一个报告期到另一个报告期或者一年到下一年中使用。如果实体公司特定数据无法获得,才使用缺省值,但是一个使用了这种数值的盘查清单,就只能被作为一个初级清单使用。2.4盘查清单质量因为不同的方法具有与之相关的不同精确度和不确定性水平,公司应该提供他们所使用的量化直接HFC排放量的信息。为了鉴定计算的误差和疏漏,所得数据的质量应该严格控制。推荐两种简单又有效率的方法:044温室气体排放核算工具2.4.1排放量对比将得到的排放数据与之前年份相同设备计算排放量的数据进行对比。如果现有数据与之前数据的差值不能用活动数据水平的改变和采用生产技术的改变加以解释,那么就存在计算误差。2.4.2数量级检查如果你已经使用方法1估算排放量,你可以采用方法2去检查你的结果是不是在适合的范围内。除此之外,估算结果与年HFC/PFC消耗量进行比较也是另一种检查方法。3己二酸生产中NO排放量的计算工具表指南046温室气体排放核算工具3.1概述3.1.1用途和范围己二酸生产中N2O排放量的计算工具表指南是为了在己二酸生产过程中,工厂管理人员和现场职工能更容易地测量和报告温室气体的直接排放量而编制的。一个循序渐进的方法将包含从数据收集到报告的每一个计算阶段。这部分的指南可以供所有涉及己二酸生产的企业使用。3.1.2过程描述己二酸的主要作用是用来制造6,6-尼龙。环己烷被用于生产酮醇,酮醇随后与硝酸反应,被氧化为己二酸。氧化亚氮(N2O)在这个反应中作为副产物产生,相关的排放因子为300gN2O/kg己二酸(±10%,取决于酮与醇的比例)。这个排放因子不包含任何消减技术相关的消减量。N2O可通过以下方法消减排放量:(1)用还原炉处理尾气;(2)在火焰反应器(T>900C)中,将热分解为可回收的NO;(3)催化分解N2O;(4)作为氧化法的原料消耗掉N2O大多数生产己二酸的大型生产商(在2000年占到世界上产力的80%以上)现在都开始处理N2O的排放量。3.1.3工具的适用性与己二酸生产相关的燃料燃烧也同样会排放温室气体。在以下的指南描述中并不对这些排放量进行说明。这些排放量估算的方法和细节请更多的参考固定源燃烧指南。3.2活动数据与排放因子的选择GHG盘查议定书对氧化亚氮排放量的估算是建立在己二酸产量、N2O排放因子、消减技术的消减因子和消减技术使用率的基础上。己二酸产量和消0473己二酸生产中N2O排放量的计算工具表指南减技术的细节可以从设备上获得。如果工厂特定数据无法获得,那么可以使用排放因子默认值和一些技术的近似消减因子。3.3工具所使用的计算方法计算己二酸生产过程的N2O的排放量,参见公式3.1(来源:2006IPCC指南):N2O排放量=(己二酸产量×排放因子)×(1-消减因子×使用率)(3.1)式中己二酸产量——t;排放因子——tN2O/t己二酸产量;消减因子——通过消减技术和消减活动消减的排放量的百分数,%;使用率——消减技术使用的时间百分数,%。提供工作表(即本章3.4中所完成的工作表)辅助己二酸生产过程中N2O排放量的估算。要尽可能使用共同特定数据。但是,在工作表中的表格1仍然提供了默认值。如果不知道工厂特定的排放因子,2006IPCC指南提供了排放因子的默认值为300gN2己二酸产量,可以转换为0.3tN2O/t己二酸产量。另外,2006IPCC指南仍然提供了各种消减技术的消减因子的默认值。3.4己二酸生产中N2O直接排放量直接排放量是指在报告设备范围(边界)以内产生的,或者是与生产己二酸相关的排放的情况。工作表(即为实际估算排放量的操作步骤):(1)在A栏中输入报告期间己二酸生产的数量(t);(2)在B栏中输入N2O的排放因子(tN2O/t己二酸产量),这个排放因子不包括任何消减技术;(3)通过己二酸生产量乘以N2O排放因子(A栏和B栏)计算出N2O排放量,C栏现在显示A和B的结果。如果没有出现这种情况,按步骤(9)进行计算;048温室气体排放核算工具(4)如果设备有使用N2O消减技术,请根据步骤(5)~(9)按步进行,否则,请直接跳去步骤(10);(5)在A栏中输入N2O消减技术的类型;(6)在B栏中输入通过消减技术消减的N2O百分比,这些污染控制必须针对降低N2O排放量;(7)输入N2O消减技术的使用率,按照消减技术使用时间的百分比(C栏);(8)通过上面步骤(1)计算得到的每年潜在N2O排放量乘以1减去N2O消减因子(B栏)乘以使用因子(C栏)估算出N2O排放量;(9)请输入N2O的全球增温潜势值(GWP),现在,N2O的100年GWP水平为310;(10)通过每年潜在N2O排放量(E栏)乘以N2O的GWP值(F栏)计算出二氧化碳当量值。3.5与己二酸生产相关的燃料燃烧所排放的CO2己二酸的生产要消耗各种形态的燃料。与这些燃料燃烧相关的温室气体排放不在己二酸生产议定书中进行直接说明。请使用固定源燃烧指南去估算这些排放量。4铝行业温室气体排放监测与报告050温室气体排放核算工具4.1铝行业对WRI/WBCSD温室气体议定书的附录4.1.0前言《国际铝业协会(IAI)铝行业对WRI/WBCSD温室气体议定书的附录》的基本前提为,国际铝业协会普遍接受并认可世界可持续发展工商理事会(WBCSD)及世界资源研究所(WRI)制定的“温室气体议定书的企业核算与报告原则(修订版)”。该附录由国际铝业协会制定并得到WRI/WBCSD认可,作为温室气体议定书的补充,对铝行业提供了更多的解释、指南以及实例。该温室气体协定包括以下温室气体核算与报告的题目:(1)温室气体核算与报告原则;(2)商业目标和清单设计;(3)设定组织边界;(4)设定运营边界;(5)跟踪长期排放;(6)确认与计算温室气体排放量;(7)管理清单质量;(8)核算温室气体减排量;(9)报告温室气体排放量;(10)鉴证温室气体排放量;(11)设定温室气体目标。该附录的目标为向国际铝业协会及利益相关方提供以下方面的明确指南:(1)排放源;(2)定义;(3)温室气体排放监测与计算方法;(4)清单边界;(5)温室气体监测与报告优良做法。该附录涵盖电解铝生产及其辅助过程的CO2和PFC排放。有关电力生产、电解铝生产、铝土矿开采、铝土矿石精炼以及利用再生资源生产铝的化石燃料燃烧产生的排放已经包括在WBI/WBCSD固定燃烧直接排放计算工具(第二版)中。该指南的目的为协助实现铝行业可信、一致、透明的温室气体计算与报0514铝行业温室气体排放监测与报告告,这对内部和外部相关者都是同样有益的。在此列举出的方法构成了铝行业的标准,利用该标准报告时出现的任何偏差都应当清晰的记录下来。文件中提供了铝行业排放计算的具体实例,以促进准备和维护温室气体清单的透明性和一致性。该文件准备过程中得到了国际铝业协会董事会(代表成员公司)的支持和批准。很多团体已经为该文件提出意见,包括签署该附录的WRI和WBCSD。2010年及之前,需要国际铝业协会更新该附录,以便与温室气体议定书的修改以及行业进一步发展保持一致。4.1.1温室气体核算与报告原则该附录接受并认可温室气体议定书中的观点——铝行业温室气体核算与报告应基于相关性、完整性、一致性、透明性及准确性的原则。4.1.2商业目标和清单设计通过编制温室气体排放清单增进对公司温室气体排放的了解,对企业而言有重要意义。公司经常指出下列五项商业目标作为编制温室气体清单的理由:(1)温室气体风险管理并确认减少排放的机会;(2)公开报告并参与自愿减排计划;(3)参与强制性报告计划;(4)参与温室气体市场;(5)认可早期的自愿行动。4.1.3设定组织边界与温室气体议定书一致,收集和报告温室气体排放信息应利用控制权法、股权比例法或二者结合的方法。股权比例定义为所有权或经济利益的比例。股权比例法增加了温室气体信息在不同使用者和具有不同目的活动间的适用性,尽可能地反映财务核算与报告标准中使用的方法。控制权法为将所有排放都统计在内提供了简单的方式,反映了运营中达成的管理责任。在控制权法下,公司的排放是其有控制权的业务的全部排放,但不包括没有控制权但有股权的业务,控制权可以从财务或运营角度界定。052温室气体排放核算工具具有设备部分控制权或联营公司间可签订协议,明确排放或排放管理责任的归属及相关风险的承担。如果存在该协议,公司可选择提供协议内容及温室气体风险和责任的分配信息。4.1.4设定运营边界温室气体议定书中引进并解释了“范围”的概念。与温室气体议定书一致,该附录要求铝生产企业核算并报告范围1和范围2的排放,范围3排放的核算和报告是选择性的。范围1、范围2和范围3排放的核算和报告应单独进行。范围1排放是公司持有或控制的排放源,也被叫做直接温室气体排放,包括:(1)化石燃料燃烧生产电力、热力或蒸汽;(2)物理或化学工艺;(3)运输原料、产品、废物和雇员(公司控制或持有的交通工具);(4)无组织排放(有意或无意的排放,如:设备接缝、密封件,矿山和电力变压器的泄漏)。铝行业范围1排放的实例包括:(1)熔炉/锅炉燃料燃烧;(2)焦炭煅烧;(3)阳极生产;(4)阳极消耗;(5)PFC排放;(6)石灰生产;报告企业生产电力、热力或蒸汽,但所生产的电力、热力或蒸汽被输出或出售,应作为范围1排放报告。范围2排放为消耗的所采购电力、热力或蒸汽产生的排放,被称为间接排放,因为这些排放是由于报告企业导致的,但产生在其他公司持有或控制的排放源。如果采购的电力又转售给最终用户,相关排放应归到范围3。采购的电力又转售给中间商,相关排放应作为支持性信息单独报告。为提高数据的透明性,范围1的排放数据不应从范围2活动数据中扣除或合并到范围2排放数据中。0534铝行业温室气体排放监测与报告范围3排放包括所有其他间接温室气体排放,公司可选择报告与其目标相关或有可靠信息的范围3活动。范围3排放的实例包括:(1)采购原料的生产过程排放;(2)不被报告公司控制或持有的相关运输活动排放;(3)外包、合同生产和特许经营;(4)所生产产品或服务的使用和生命周期排放。作为范围3排放的一个实例,用铝替代高密度的传统材料,计算证明汽车中每增加1kg铝材料的使用,可以通过提高汽车燃油效率减少超过20kg二氧化碳当量排放。4.1.5跟踪长期排放该附录推荐设定历史排放水平作为时间上的参考,如果可获得1990年可鉴证的排放数据,可选择该年作为基准年,如果没有可供鉴证的数据支持1990年作为基准年,公司应从1990年后最早具有可鉴证排放数据的一年作为基准年。按照温室气体议定书的要求,以下情况下公司应重新计算基准年排放量:(1)报告公司发生了对公司基准年排放量有重要影响的结构性变化。结构性变化意味着产生排放的活动或业务的所有权或控制权从一家公司转移到另一家公司,虽然单个方面的结构性变化可能对基准年排放量不会产生重大影响,但多次小的结构性变化可能产生重大的积累性影响。结构性变化包括:①合并,收购或资产剥离;②产生排放活动的外包和内包;(2)计算方法改变、或排放系数或数据准确性得到提高,对基准年排放量产生的重要影响;(3)发现重大错误,或多个积累的错误,产生重要的总体影响。对于明显的增长或降低,不用重新计算基准年排放和历史数据。明显增长或降低是指产量、产品类型、公司持有或控制的生产线关闭或投运。以下是一些一般的例子,不同具体情形可能具有不同的排放结果。054温室气体排放核算工具4.1.5.1收购后的基准年排放调整Alpha公司有两条生产线(A和B),基准年(第1年)每条生产线排放50000tCO2,总排放量为100000t。第2年该公司经历了显著增长,每条生产线排放增加到60000t(共120000tCO2当量)。对该情形不需进行基准年排放调整。第3年初,Alpha公司从另外一家公司收购了生产线C,该生产线第1年排放量为15000t,第二年和第三年都为20000t。所以,第3年Alpha公司总排放量为140000t。为保持时间的一致性,对于生产线C的收购,该公司重新计算了基准年排放量,该基准年增加了生产线C的基准年排放15000t,所以基准年排放调整为115000t。图4.1收购后的基准年排放调整4.1.5.2资产剥离后的基准年排放调整Beta公司有三条生产线(A,B和C),每条生产线基准年排放量为25000t,0554铝行业温室气体排放监测与报告总共75000t(第1年)。第2年,由于产量增长,每条生产线排放量增加至30000t(总共90000t)。第3年,Beta剥离了生产线C,年排放量变为60000t。这意味着相对于基准年总排放量中显著减少了15000t。但是,为保持时间上的一致性,该公司重新计算了基准年排放量,将生产线C被剥离考虑在内,减去生产线C25000t的基准年排放量。这样,基准年排放量调整为50000t,该公司第3年排放量相对于基准年增加了10000t。图4.2剥离后的基准年排放调整4.1.5.3收购在设定的基准年后运行的生产线Gamma公司有两条生产线A和B。在基准年(第1年),每条生产线排放25000tCO2当量,公司总排放量为50000t。第2年,公司经历明显增长,每条生产线排放量增加至30000t(总排放60000t)。该情形不需重新计算基准年排放。第3年初,公司从另外一家公司收购了生产线C,该生产线在第2年投产,第2年排放量为15000t,第3年排放20000t。Gamma公司056温室气体排放核算工具目前总排放包括生产线C的排放,第1年,第2年和第3年总排放分别为50000t,75000t和80000t。该收购的例子中,Gamma公司基准年排放没有变化,因为生产线C在确定的基准年之后投产,所以,Gamma公司基准年排放仍为50000t。图4.3收购在设定的基准年后运行的生产线4.1.5.4显著增长,生产线关闭和新上生产线铝公司Delta起初只运行熔炉A(年排放150000t)和B(年排放100000t)。所以,Delta公司基准年(第1年)排放为250000t。第2年,熔炉B关闭。第3年,由于产量增加,熔炉A排放增加至160000t,而且熔炉C开始运行(年排放200000t)。Delta公司基准年排放维持不变,仍为250000t,因为新生产线C在基准年还不存在,而且熔炉B的排放仍存在。第3年开始,熔炉C的排放包括在公司排放清单中,第1年,第2年和第3年Delta公司总排放量分别为250000t,150000t和360000t。0574铝行业温室气体排放监测与报告图4.4显著增长,生产线关闭和新上生产线总之,如果公司变化会影响温室气体排放信息的一致性,为体现该变化,应重新计算基准年排放。4.1.6确认与计算温室气体排放量该附录基本接受和认可温室气体议定书中温室气体排放确认和计算方法。该方法包括以下步骤:(1)确认温室气体排放源;(2)选择温室气体排放量计算方法;(3)收集活动数据和选择排放因子;(4)采用计算工具;(5)将温室气体数据汇总到公司一级。温室气体排放应利用归纳法计算,计算每个设备或排放源的排放量,并058温室气体排放核算工具利用控制权法或股权比例法汇总到组织一级的数据。4.2节提供了计算铝生产CO2和PFC排放优良做法的指南和例子。4.3节提供了计算温室气体排放的表格工具。4.1.7管理清单质量减少系统和固有的不确定性以保证清单质量,对清单和报告的准确性至关重要,应利用以下步骤提高清单质量:(1)遵守、使用核算和报告基本原则;(2)不同设备和生产线利用统一的计算系统和内部报告格式;(3)选择合适的计算方法;(4)设定合适的数据收集系统;(5)制定合适的信息技术控制措施;(6)针对技术性误差进行定期的准确性检查;(7)进行周期性的内部审查和技术评估;(8)保证温室气体信息的管理评审;(9)对清单编制人员制定定期培训制度;(10)进行不确定性分析;(11)独立的外部鉴证(如果可能)以上方法在温室气体议定书中有详述。4.1.8核算温室气体减排量公司减少的排放量是通过比较公司实际排放清单与基准年排放计算出来的。着眼于整个集团或组织的排放水平,有利于有效管理公司温室气体风险和机会,还有助于将资源集中于温室气体减排最有效的行动中。对方法的选择,与4.2节中的流程图一致,如果可能,推荐使用生产线具体的过程数据。产生的减排量应利用最准确的数据源进行跟踪、形成文件和报告。例如,阳极反应的监测数据应是跟踪和鉴证PFC减排的首选数据源。4.3节中描述了如何使用这些数据计算PFC排放量。对报告企业生产的产品和服务的使用以及最终处置的排放,如果对企业经营和目标很重要,而且有可靠的信息,可以考虑在内。该情形下,这些排放应在核算过程中清晰地形成文件,并作为范围3排放报告。范围1、范围2和范围3排放应单独核算和报告。0594铝行业温室气体排放监测与报告4.1.9报告温室气体排放量报告信息应有相关性、完整性、一致性、透明性和准确性;温室气体报告应基于公布时间可得的最佳数据;任何不足都应被充分文件化和披露;报告中发现的任何不符都应改正并在下一年中通报。公开的温室气体清单应至少包含以下内容:(1)公司和清单边界的描述。①选择的组织边界和所用的方法;②选择的运营边界,如果包括范围3排放,应明确哪些活动类型包括在内;③涉及的报告时间。(2)排放信息。①范围1和范围2总排放;②各范围单独的排放数据;③6种温室气体各自的排放量(t,以及折算为tCO2当量);④生物固定碳(生物质和生物柴油燃烧)的直接排放,根据范围分别报告;⑤基准年及其他年度排放;⑥排放显著变化的有关内容;⑦所用的计算方法;⑧因特殊原因排除的设备或排放源。如果还需要涉及其他信息,请见温室气体议定书的详细内容。4.1.10鉴证温室气体排放量4.1.10.1定义温室气体议定书指出鉴证是对所报告的温室气体信息的准确性、完整性及这些信息对温室气体核算和报告基本原则符合性的客观评价。ISO14064第3部分对鉴证的定义为:鉴证机构对所报告的温室气体排放量、清除量及减排量进行的系统、公正、有文件证明的阶段性审阅或确认。4.1.10.2目标在委托和计划一个独立的鉴证之前,公司应明确其目标,确定实施外部鉴证是否合适。实施外部鉴证的原因包括:060温室气体排放核算工具(1)增加公开信息和减排目标的可信度,并增加利益相关方对报告单位的信任度;(2)增加管理层和董事会对所报告信息的信心;(3)改进内部温室气体核算和报告实践(包括数据计算、记录和内部报告系统,温室气体核算基本原则的应用,如:检查完整性、一致性和准确性),促进组织内部学习和知识传递;(4)达到或预估未来交易体系的要求;(5)符合自愿或强制要求。4.1.10.3过程如温室气体议定书所述,很多有意完善其温室气体清单的公司,可能需要对其信息进行内部鉴证,由独立于温室气体核算和报告的人员完成。内部和外部鉴证应执行类似的程序和过程。ISO14064第3部分列举了实施鉴证的主要程序步骤:(1)与鉴证方就鉴证目标、范围、标准和保证等级达成协议;(2)制定合适的抽样计划和鉴证方法;(3)温室气体数据和信息控制的评价;(4)温室气体信息与事先确定的标准或要求进行比较评估;(5)书面鉴证声明或结论。4.1.10.4其他参考资料2003年,为鉴证魁北克市清单数据是否达到协议要求,加拿大铝业协会为铝冶炼厂制定了《温室气体审计指南》。ISO14064第3部分也包含温室气体计划和减排项目的审定要求,审定是“对温室气体项目,根据事先确定的标准,进行系统、公正和有文件证明程序的评估。”4.1.11设定温室气体减排目标温室气体减排目标有两种类型:绝对目标和基于强度目标。绝对目标是具体的减排目标,没有将组织经济增长等指标考虑在内(如:2012年相对于2000年温室气体排放减少10%)。基于强度目标经常用温室气体与另一商业度量(如:每吨产品)比例的减幅表示。在国际铝业协会制定的铝行业未来可持续发展提议中,国际铝业协会已0614铝行业温室气体排放监测与报告经制定了1990—2010年间,全球铝行业PFC排放降低80%(单位铝产量对应的排放量)的自愿减排强度目标。至2004年,该全球性行业已经减排了74%。请见国际铝业协会网站中的最新减排图表。部分国际铝业协会成员公司已经制定了具体的温室气体减排目标,与政府机构签订了正式的自愿减排协议。全球范围内铝业公司加入的自愿协议的例子如表4.1所示。表4.1全球范围内铝业公司加入的自愿协议的例子国家协议时间段减排类型温室气体s目标澳大利亚(GreenhouseChallengePlus计划-2005年的推进型协议,代替了原有的铝行业框架协议)进行中(1996年开始)报告绝对和强度指标CO2(直接和间接排放),CF4,C2F6寻找能效提高和过程排放改进的机会巴林1995—2000加拿大魁北克市(2002)自愿温室气体减排框架协议1990—2007绝对指标6减少200000tCO2当量排放法国AERES自愿协议1990—2007绝对指标6减排CO2当量排放48%德国1990—2005绝对指标CF4,C2F6减排PFC50%新西兰经商议的温室气体协议1990—2000挪威挪威铝行业温室气体协议(1997)1990—2005强度指标CO2,CF4,C2F6单位铝产量CO2当量排放降低55%英国1990—2010绝对指标CF4,C2F6PFC减排89%1990—2000CF4,C2F6单位铝产量PFC排放降低45%美国自愿铝行业契约(1995)2000—2010强度指标CO2,CF4,C2F6单位铝产量CO2当量排放降低53%该附录支持制定温室气体减排目标的方法。062温室气体排放核算工具4.2铝生产及其辅助过程CO2与PFC排放的计算方法图4.5电解铝生产过程CO2与PFC排放决策树4.2.1过程CO2排放以下内容与IPCC“国家温室气体排放清单指南”三层次基本框架一致。铝熔炼过程的CO2排放占所有直接CO2当量排放的90%,排放包括化石燃料燃烧的CO2排放和PFC排放。化石燃料燃烧的CO2排放指南没有包含在该文件中。计算阳极焙烘炉燃料燃烧CO2排放的方法在其他文献中有描述,在4.2.1.3中介绍了计算过程CO2排放的方法。0634铝行业温室气体排放监测与报告4.2.1.1CO2排放源1.电解大部分CO2排放来自碳阳极与氧化铝的反应(反应1)。反应1:2322AlO3C4Al3CO电解反应中,碳阳极与其他来源的氧(主要来自空气)反应也产生CO2。副反应中也产生CO2,CO2在该反应中与碳阳极反应生成CO,继续氧化后生成CO2。每一单位CO2参与副反应(反应2)可生成2单位CO2(反应3)。反应2:2COC2CO反应3:222COO2CO假设所有CO都转化为CO2。工业议定书中没有为转化为PFC而没有转化为CO2的微量碳做修正。除非有现场焚化,否则阴极反应不会有CO2产生,本章不为该反应提出建议。2.铝熔炼支持过程预焙技术(生阳极的焙烘)是另外一个CO2排放来自树脂粘合剂挥发性成分和焙烘炉含碳燃料燃烧的排放,覆盖阳极的填充材料也会被氧化,产生阳极焙烘过程的CO2排放。另外一个排放源是生产阳极的焦炭煅烧。很多厂商购买未经煅烧的焦炭原料,由于部分厂商运营自己的煅烧炉,本文提供了计算煅烧过程CO2排放的公式。另外一个可能的CO2排放源是小苏打粉的使用,小苏打粉会用于烟气净化过程(反应4)。反应4:232NaCOCOXYX和Y分别是烟气中的酸性成分以及该酸性成分反应产生的钠盐。3.铝精炼支持过程精炼过程不直接产生CO2,该反应将矾土矿转化为氧化铝。氧化铝精炼的大部分排放来自化石燃料燃烧(这部分排放已经包括在WRI/WBCSD的能064温室气体排放核算工具源和电力温室气体排放计算工具中)。但石灰石(CaCO3)的煅烧反应会排放CO2,部分厂商利用该反应生产铝精炼炉所需的氧化钙和氢氧化钙,该化学反应过程请见反应5、反应6和反应7。反应5:32CaCOCaOCO反应6:22CaO+HOCaOH两反应合并如下。反应7:3222CaCO+HOCaOHCO4.2.1.2计算过程CO2排放的方法铝生产3层次的直接CO2排放计算方法如下:层次1:行业范围生产技术的排放因子。层次2:包括行业典型技术参数的具体过程的计算公式。层次3:利用现场或公司具体数据的计算公式。应参考图4.5作为计算直接CO2排放的总体指南。1.层次1——CO2默认排放因子法层次1方法只能用于除技术类型和产量数据外,其他具体数据不可得的情形,利用排放因子乘以产量得到CO排放总量。铝生产企业一般都会记录可用于层次2和层次3方法计算排放量的参数。表4.2计算阳极或阳极糊消耗产生CO2排放的技术特定排放因子技术排放因子(tCO2/t铝)不确定性(±%)预焙烘1.610电解槽1.7102.层次2——具有行业典型技术参数的具体过程的计算公式计算CO2排放层次2方法计算直接CO2排放,通过计算每个过程的CO2排放后计算总排放量。1.3部分的公式描述了计算预焙技术排放的计算方法,1.4部分描述了电解槽技术的排放计算公式。3.层次3——利用企业监测数据计算CO2排放的方法最准确的CO2排放清单是利用项目所在地或公司的具体数据计算出来的(层次3方法),这些数据可能来自现场监测或提供者提供的数据,计算公式0654铝行业温室气体排放监测与报告为层次2中描述的公式。但是,利用的是设备或公司的具体数据,而不是行业的数据。利用设备或公司具体数据的计算公式增加到了4.3的Excel计算工具中。4.2.1.3计算预焙烘过程的CO2排放CWPB和SWPB技术排放CO2的来源包括电解和阳极焙烘。1.电解过程中消耗的预焙烘阳极产生的CO2排放式4.1为计算电解过程预焙烘阳极消耗产生的CO2排放的公式。2CO1004410012SaAshaEMPNAC(4.1)式中2COE——CO2年排放量,t;MP——总金属产量,t铝;NAC——净阳极消耗量,t/t铝;Sa——焙烘的阳极硫含量,wt%;Asha——焙烘的阳极中灰分含量,44/12——碳向CO2转化的因子。公式4.1所用参数及电解过程中预焙烘阳极消耗排放计算的行业数据请见表4.3。表4.3利用层次2和层次3方法计算预焙槽排放的数据源和不确定性层次层次3方法参数数据源不确定性(±%)数据源不确定性(±%)MP:总产量,(t铝/年)现场记录2现场记录2NAC:=净阳极消耗量(t/t铝)现场记录5现场记录5Sa:焙烘的阳极中硫含量(wt%)利用行业数据250现场记录10Asha:焙烘的阳极中灰分含量(wt%)利用行业数据0.485现场记录102.焙烘炉CO2排放焙烘炉的排放来自以下3个来源:(1)炉内化石燃料燃烧;(2)焙烘过程中释放的挥发成分燃烧;(3)焙烘炉填充材料的燃烧。066温室气体排放核算工具1)焙烘炉中烧制所用的燃料焙烘炉中燃料燃烧产生的CO2排放可用WRI/WBCSD能源与电力温室气体排放计算工具计算。2)树脂挥发成分燃烧中挥发物质的氧化公式4.2为挥发物质燃烧的CO2排放计算的公式。2WCO4410012HGAEBAWT(4.2)式中2COE——CO2年排放量,t;GA——安装的生阳极重量,t;GAW——生阳极重量,t;BAW——焙烘的阳极重量,t;BA——焙烘的阳极产量,t/年;HW——阳极含水量,wt%;WT——收集的废焦油量,t;44/12——CO2分子量∶碳原子量,比例。其中GAWGABABAW(4.3)式中GA——安装的生阳极重量,t;GAW——生阳极重量,t;BAW——焙烘的阳极重量,t;BA——焙烘的阳极产量,t/年。公式4.2包含的参数以及典型的行业参数请见表4.4。表4.4层次2和层次3方法计算焙烘炉树脂挥发成分燃烧CO2排放所用参数的数据来源层次2方法层次3方法参数数据来源数据不确定性(±%)数据来源数据不确定性(±%)GAW:生阳极重量(t)现场记录2现场记录2BAW:焙烘的阳极重量(t)现场记录2现场记录2HW:生阳极含水量(wt%)利用行业典型数据,0.550现场记录10A:焙烘的阳极产量(t/年)现场记录2现场记录2WT:收集的废焦油量(t)a)Riedhammer炉b)其他炉型利用行业典型数据,a)0.005·GAb)无关紧要50现场记录200674铝行业温室气体排放监测与报告3)焙烘炉填充材料的燃烧排放公式4.4为填充材料的碳氧化排放的计算式。2pcpcCO1004410012SAshEPCCBA(4.4)式中2COE——CO2年排放量,t;PCC——填充碳消耗量,t/t焙烘阳极;BA——焙烘的阳极消耗量,t/年;Spc——填充碳的硫含量,wt%;Ashpc——填充碳的灰分含量,wt%;44/12——CO2分子量∶碳原子量,比例。公式4.4包含的参数和确定的典型行业数据请见表4.5。表4.5层次2和层次3方法计算焙烘炉填充材料氧化CO2排放所用参数来源层次2方法层次3方法参数数据来源数据不确定性(±数据不确定性(±%)PCC:填充碳消耗量(t/t焙烘阳极)利用行业典型数据,0.015252BA:焙烘的阳极消耗量(t/年)现场记录2Spc:填充碳的硫含量(wt%)利用行业典型数据,250现场记录10Ashpc:填充碳的灰分含量(wt%)利用行业典型数据,2.595现场记录104.2.1.4计算电解槽过程CO2排放公式4.5为电解槽技术CO2排放的计算公式。2pppCOcc()1,0001,0001,0004412100()100100SAshHMPBCMPPCCSMPCMPESAshBCPCMPMPCD(4.5)068温室气体排放核算工具式中2COE——CO2年排放量,t;MP——总金属产量,t铝/年;PC——阳极糊消耗,t/t铝;CSM——环己烷可溶物质排放,kg/t铝;BC——阳极糊中典型的粘结物含量,wt%;Sp——粘结物的硫含量,wt%;Ashp——粘结物的灰分含量,wt%;Hp——粘结物的氢含量,wt%;Sc——煅烧焦炭中硫含量,wt%;Ashc——煅烧焦炭的灰分含量,wt%;CD——电解槽去除灰尘中碳含量,t碳/t铝;44/12——CO2分子量∶碳原子量,比例。公式4.5包含的参数以及行业中典型数值请见表4.6。表4.6层次2与层次3方法计算电解槽CO2排放所用参数来源及不确定性层次2方法层次3方法参数数据来源数据来源数据不确定性(±%)MP:总金属产量(t铝/年)现场记录2现场记录2PC:阳极糊消耗(t/t铝)现场记录2.5现场记录2.5CSM:环己烷可溶物质排放(kg/t铝)利用行业典型数据,HSS-4.0VSS-0.5现场记录15BC:阳极糊中典型的粘结物含量(wt%)利用行业典型数据,干阳极糊-24湿阳极糊-2725现场记录5Sp:粘结物的硫含量(wt%)利用行业典型数据,0.620现场记录10Ashp:粘结物的灰分含量(wt%)利用行业典型数据,0.220现场记录10Hp:粘结物的氢含量(wt%)利用行业典型数据,3.350现场记录10Sc:煅烧焦炭中硫含量(wt%)利用行业典型数据,1.920现场记录10Ashc:煅烧焦炭的灰分含量(wt%)利用行业典型数据,0.250现场记录10CD:电解槽去除灰尘中碳含量(t碳/t铝)利用行业典型数据,0.0199现场记录300694铝行业温室气体排放监测与报告4.2.1.5基于原材料购买的过程CO2清单的选择性方法该选择性方法适用于铝生产中图4.6过程边界内的CO2排放计算,CO2排放根据所消耗含碳原材料的含碳量计算出。图4.6根据所消耗原材料含碳量计算CO排放清单的过程边界公式4.6可用于计算所考虑时间段的排放总量,输入到该阳极过程系统边界的物质包括树脂、焦炭、购买的阳极和焙烘焦炭,燃料和电力不包括在内。输出为阳极混合和生成、焙烘和阳极消耗产生的CO2排放。粉末、污泥和出售的阳极等碳副产品也是系统产出。输入的树脂、焦炭和填充焦炭中所有的碳在该边界中转化为CO2、残余碳、粉末和残渣。应维持碳量的平衡,假设该过程中除可鉴证的碳输出外,其余碳都转化为CO2,此处也假设产生的所有CO也进一步转化为CO2。树脂和焦炭中包含的非碳成分,如硫、灰分、氢等对温室气体产生没有影响的物质没有包括在计算过程中。最后,混合、生成、焙烘及阳极运输消耗的能源和电力没有包括在该阳极计算中,这些输入产生的温室气体排放已经单独计算和报告。2CO1001001004412100100TPCPCCokeCCTPCCPCCEPAPACSASACTWC(4.6)式中2COE——CO2年排放量,t;TPC——总树脂消耗量,t树脂/年;PC——树脂碳含量,wt%;070温室气体排放核算工具Coke——焦炭消耗总量,t/年;CC——焦炭碳含量,wt%;TPCC——填充焦炭消耗总量,t/年;PCC——填充焦炭的碳含量,wt%;TWC——碳副产品或废物总量,t/年;PA——购买的阳极总量,t/年;PAC——购买的阳极碳含量,wt%;SA——出售阳极总量,t/年;SAC——出售阳极碳含量,wt%;44/12——CO2分子量∶碳原子量,比例。4.2.1.6过程CO2排放其他来源1.焦炭煅烧对具有焦炭煅烧过程的厂家,公式4.7可用于计算该排放源的CO2排放。22gcgcgcccCO1001004410010012440.03516HOVSSEGCCCUCCDEGC(4.7)式中2COE——CO2年排放量,t;GC——焦炭输入量,t/年;H2Ogc——焦炭含水量,wt%;Vgc——焦炭挥发性物质含量,wt%;Sgc——焦炭硫含量,wt%;CC——煅烧的焦炭产量,t/年;UCC——准备煅烧的焦炭收集量,t/年;DE——焦炭灰尘排放,t/年;Scc——煅烧焦炭的硫含量,wt%;44/12——CO2分子量∶碳原子量,比例;44/16——CO2分子量∶甲烷分子量,比例。公式4.7包含的参数及行业典型数值请见表4.7。0714铝行业温室气体排放监测与报告表4.7层次2和层次3方法计算煅烧操作CO2排放所用参数来源参数层次2方法数据源层次3方法数据源GC:焦炭输入量(t/年)现场记录现场记录H2Ogc:焦炭含水量(wt%)利用行业典型数据,10现场记录Vgc:焦炭挥发性物质含量(wt%)利用行业典型数据,10现场记录Sgc:焦炭硫含量(wt%)利用行业典型数据,3现场记录CC:煅烧的焦炭产量(t/年)利用行业典型数据,0.8·GC现场记录UCC:准备煅烧的焦炭收集量(t/年)利用行业典型数据,0现场记录DE:焦炭灰尘排放(t/年)利用行业典型数据,0.075·GC现场记录Scc:煅烧焦炭的硫含量(wt%)利用行业典型数据,2.5现场记录焦炭煅烧消耗的燃料消耗已经包括在设备总燃料消耗中,所有以上计算中不包括这一部分。2.苏打粉使用公式4.8可用于铝生产所用的苏打粉产生的2COsoda_ashsoda_ash44106EQP(4.8)式中2COE——CO2年排放量,t;Qsoda_ash——苏打粉消耗量,t/年;Psoda_ash——苏打粉纯度,十进制小数;44/106——CO2分子量∶碳酸钠分子量,比例。公式4.8所包含参数及行业典型数值请见表4.8。表4.8层次2和层次3方法计算铝生产过程中苏打粉使用产生CO2排放所用参数来源参数层次2方法数据源层次3方法数据源Qsoda_ash:苏打粉消耗量(t/年)现场记录现场记录Psoda_ash:苏打粉纯度(十进制小数)利用行业典型数据,0.95现场记录3.石灰生产公式4.9可用于铝生产相关的石灰生产的CO2排放。072温室气体排放核算工具2COiiss44445674EQPQP(4.9)式中2COE——CO2年排放量,t;Qi——生石灰产量,t/年;Pi——生石灰纯度,十进制小数;Qs——熟石灰产量,t/年;Ps——熟石灰纯度,十进制小数;44/56——CO2分子量∶生石灰分子量,比例;44/74——CO2分子量∶熟石灰分子量,比例。公式4.9所包含参数及行业典型数值请见表4.9。表4.9层次2和层次3方法计算石灰生产CO2排放所用参数来源参数层次2方法数据源层次3方法数据源Qi:生石灰产量(t/年)现场记录现场记录Pi:生石灰纯度(十进制小数)利用行业典型数据,现场记录Qs:熟石灰产量(t/年)现场记录现场记录Ps:熟石灰纯度(十进制小数)利用行业典型数据,现场记录4.2.2PFC排放计算电解铝生产过程中产生两种FPC气体——CF4和C2F6。反应8:3644NaAlF+3C4Al12NaF3CF反应9:36264NaAlF+4C4Al12NaF3CF以下PFC排放计算方法与IPCC清单指南一致。4.2.2.1计算PFC排放的方法三个连续步骤可用于计算电解铝生产中PFC排放的CO2当量排放。(1)首先计算每吨电解铝生产对应的两种PFC气体排放量;(2)每吨铝的排放率乘以清单编制对应时间段的铝总产量;(3)PFC排放总量乘以对应的温室气体潜能(GWP)得到CO2当量排放。0734铝行业温室气体排放监测与报告以下介绍了计算吨铝PFC排放的方法及其相关的不确定性等级。如图4.5所示,如果PFC排放占设备温室气体排放的重要部分,则4.2强力推荐层次3的方法。1.层次1——默认排放因子法估计目前运行中的所有电解铝生产线都会收集和存档阳极反应过程数据,用于以上两种PFC计算排放方法。但是,如果只能获得铝产量数据,而阳极反应的数据不可得,可用默认CF4和C2F6排放因子法,PFC排放总量和CO2排放当量,可用本节介绍的层次2和层次3方法的公式4.14、公式4.15和公式4.16计算。表4.10铝生产PFC排放计算的默认因子和不确定性水平CF4C2F6技术4CFR(kg/tAl)a不确定性(%)b26CFR(kg/tAl)c不确定性(%)dGWPB0.4-99/+380-99/+380SWPB1.6-40/+150-40/+150VSS0.8-70/+260-70/+260HSS0.4-80/+180-80/+180a默认CF4排放因子是利用国际铝业协会1990年调查数据的阳极反应中间值计算的;b该不确定性由根据国际铝业协会1990年阳极反应调查数据计算的CF4排放范围确定;c默认C2F6值是利用全球平均C2F6与CF4比率,乘以默认CF4排放因子;d不确定性范围是基于各种技术全球平均C2F6与CF4比率,乘以国际铝业协会1990年调查数据计算出的最低和最高CF4排放;说明:该默认排放因子只能用于层次2和层次3所需数据不可获得时的情形。2.层次2——计算PFC排放的方法该方法是基于阳极反应或过压过程的现场监测数据,但计算使用的是根据实测PFC数据计算的行业平均系数。PFC排放率及其CO2当量排放应根据层次3方法,利用公式4.14和公式4.15计算。目前推荐的平均排放率和过压系数请见表4.11。074温室气体排放核算工具表4.11PFC排放平均排放率和过压系数排放率系数b,c[(kgPFC/tAl)/(AE-mins/cell-day)]过压系数b,c,d,e[(kgCF4/tAl)/(MV)]C2F6与CF4比率技术aSCF4不确定性(±%)OVC不确定性(±%)FC2F6/CF4不确定性(±%)CWPB0.14361.16240.12111SWPB0.272153.65430.25223VSS0.09217NRNR0.05315HSS0.09944NRNR0.08548a中心预焙centreworkedprebake(CWPB),侧预焙sideworkedprebake(SWPB),verticalstubsoderberg(VSS)垂直自焙铝电解槽,horizontalstubsoderberg(HSS)水平自焙铝电解槽;b来源:向国际铝业协会报告的监测数据,USEPA赞助的监测和多地点监测;c每个排放率和过压系数估算基于以下假设的排放收集率:CWPB98%,SWPB90%,VSS85%,HSS90%。这些收集率是基于监测的收集比例、监测的氟化物收集率和外部意见;d该参数反映了部分生产线记录正过压和代数过压的监测,正过压和代数过压间还没有建立有力的关联。相对于代数过压,正过压比与排放有更好的关联性;e过压参数与VSS和HSS技术不相关(3.计算PFC排放的层次3方法该方法是基于利用实测阳极反应过程数据、铝产量数据和现场直接测量的PFC参数的计算方法。确定参数基于的监测应根据PFC监测议定书中优良做法的描述。4.2.2.2铝生产过程PFC排放计算1.步骤1——计算吨铝PFC气体排放量吨铝PFC排放,可根据现场记录的阳极反应过程数据类型,选择排放率法或过压法计算。1)利用阳极反应分钟数计算吨铝CF4和C2F6的排放率(排放率法)排放率系数:生产每吨铝的CF4排放量,利用每天阳极反应分钟数获得。由于PFC排放利用每吨铝的产量计量,排放率系数包含电解槽安培数和电压的影响,这两个参数决定槽中电解铝的产量。如果阳极反应分钟数是与排放率相关的阳极反应过程数据,可利用公式0754铝行业温室气体排放监测与报告4.10和公式4.11计算。每个运行中的电解槽都应使用两个公式计算,以获得各电解槽的吨铝排放量。44CFCFRAEMS(4.10)264264CFCFCFCFRRF(4.11)式中4CFR——CF4排放率,kgCF4/t铝;AEM——一电解槽的日阳极反应分钟数,AE分钟数/槽-天;4CFS——CF4排放率系数,KgCF4/阳极反应分钟数;26CFR——C2F6排放率,kgC2F6/t铝;264CF/CFF——C2F6与CF4的重量比率。注:术语“槽-天”是指运行的电解槽数与运行时间数的乘积。2)利用阳极反应过压计算吨铝CF4和C2F6排放率(过压法)过压系数:部分过程控制系统通过计算阳极反应过压(AEO)描绘阳极反应,AEO定义为电解槽中高出操作所需电压的部分,通过合计监测期间的高于所需电压水平的电压和时间计算,并将该数值除以监测时间。如果阳极反应过压为排放率相关的过程数据,可用公式(4.12)和公式(4.13)计算。与上文的排放率法一样,应将每个电解槽的排放利用这两个公式计算出。4CFAEOROVCCE(4.12)264264CFCFCFCFRRF(4.13)式中4CFR——CF4排放率,kgCF4/t铝;OVC——CF4过压系数,根据PFC监测议定书中的指南监测的现场数据计算获得;AEO——阳极反应过压,mV;CE——铝生产的电流功效,%;26CFR——C2F6排放率,kgC2F6/t铝;264CF/CFF——C2F6与CF4的重量比率。2.步骤2——计算每种PFC气体的公斤排放量PFC排放总量应利用公式4.14和公式4.15计算。运行中各槽排放的每076温室气体排放核算工具种PFC气体的排放率(步骤1计算得到)乘以该槽的铝产量得到PFC排放量。汇总所有的排放得到总PFC排放量。44CFCFERMP(4.14)2626CFCFERMP(4.15)式中4CFE——CF4排放量,kgCF4/年;26CFE——C2F6排放量,kgC2F6/年;4CFR和26CFR——CF4和C2F6排放率,kg/t铝产量;MP——金属产量,t铝/年。3.步骤3——计算PFC排放的CO2排放当量PFC排放的CO2当量,通过汇总各PFC气体的产量与其温室效应潜能(GWP)乘积计算出。用于计算的GWP在IPCC第二次报告中已经列出。4262CFCFCO-ep(6500)(9200)1000EEE(4.16)式中2CO-epE——年CO2当量排放,t/年;4CFE——CF4排放量,kgCF4/年;26CFE——C2F6排放量,kgC2F6/年。4.2.3修改历史排放数据及解决清单时间序列数据缺失问题的指南该部分为以下两个问题提供了指南,一个是通过更新排放因子或修改计算方法重新计算历史排放,另一个是部分所需数据不可得时如何建立时间序列。一个清单阶段中最好采用同一种方法以保证变化趋势能体现排放变化而不是计算方法改变。该部分提出的原则更适用于PFC排放而不是CO2排放。多数厂商都会记录阳极或阳极糊消耗量,但当两个数据缺失时,CO2排放量只能用层次1方法根据铝产量计算出,准确性会有所降低。对PFC排放,推荐使用更高层次的计算方法,只要高层次方法使用的支持数据可以获得。为准确评价排放趋势,排放时间序列的完整性非常重要,不管是当前数据还是历史数据,数据更新时,包括层次2和层次3方法合适排放系数的排放因子也应得到更新。自愿议定书和法规要求都应基于最容易获得的数据和方法,最理想状态为,在整个协议阶段或承诺期内保持方法的一致性。但是,部分区域或法规要求调整计算方法,以满足某些特殊要求。0774铝行业温室气体排放监测与报告该议定书认为这些指南在不同环境的应用应具有灵活性,在这些情形中,推荐厂商在更新历史数据时应用并评估专业判断。为协助鉴证活动和/或未来可能存在的重新计算,公司应证明和维持以下记录:(1)铝产量;(2)明确规定的阳极反应分钟数(电解槽的日阳极反应分钟数、阳极反应频率(AEF)、阳极反应持续时间(AED)或阳极反应过压(AEO);(3)当前和历史PFC排放率和/或过压系数;(4)计算PFC的方法,包括所用的层次和公式;(5)厂商所有PFC排放监测的细节;(6)重大的过程变化;(7)PFC计算。有关时间序列一致性的更多指南请见IPCC2006国家温室气体清单指南。计划2010年国际铝业协会(IAI)公布4.2的更新版,WRI/WBCSD议定书变化或行业内变化可能在此之前导致4.2系数的更新。最近的更新内容,可见国际铝业协会网站。4.2.3.1层次1排放因子变化导致的修正层次1排放因子计算,是利用1990年国际铝业协会阳极反应调查报告中层次2的排放率或过压系数,计算出的各种技术类型的阳极反应的中值。层次2系数的任何修改都会导致层次1排放因子的修改。当层次1排放因子修改后,应利用新的排放因子重新计算基准年的历史排放清单。4.2.3.2将层次1方法变换至层次2方法导致的修正阳极反应过程数据在多数厂家都可得,使层次2方法的使用成为可能。4.2强烈不支持使用层次1方法,除非没有阳极反应过程数据可以获得。当不能获得完整的阳极反应数据以支持清单时间序列内所有年份都使用层次2方法时,使用下文介绍的“拼接”方法也优先于层次1方法。只有当以下“拼接”方法都不合适时,才能根据层次1方法确定历史排放。1.替代技术当所需要的过程参数的历史数据都不完整时,AEF数据在整个时间段内可能是可获得的。在有AEF数据记录、没有AED或AEO数据记录的情形,PEF排放可根据AEF趋势估算出,其准确性也明显高于层次1方法。而且,078温室气体排放核算工具基于层次2和层次3方法系数的PFC排放率(kgCF4/tAL),可以根据公式4.17中的关联性用于早先的年份的计算。11periodnperiodnperiodnperiodnAEFRRAEF()()()()(4.17)式中R(periodn-1)——完整的阳极反应过程数据不可得时的CF4排放率,kgCF4/tAl;R(periodn)——完整的阳极反应过程数据可得时的CF4排放率,kgCF4/tAl;AEF(periodn-1)——阳极反应频率,n-1阶段每个电解槽每天的阳极反应分钟数的加权平均数;AEF(periodn)——阳极反应频率,n阶段每个电解槽每天的阳极反应分钟数的加权平均数。利用替代技术估算吨铝CF4排放后,吨铝C2F6的排放就可以通过乘以层次2和层次3方法中C2F6与CF4的比率计算出,像有完整的阳极反应数据计算。如果只能获得AEF数据,应利用替代技术而不是插入或推断技术,这与4.1.8中指南利用一定时间内最易获得的数据要求一致。2.插入技术当AEO,AED或AEF数据在过去部分年份可获得,其余年份不可获得,可以利用线性插入技术,提供层次2和层次方法使用时所需的连续性统计数据。该拼接技术的准确性部分取决于插入年的实际活动是如何发生的,这对AE表现会产生影响。3.趋势推断技术当AEO,AED和AEF数据都不存在,且没有专门管理AEO,AED或AEF的行动时,推荐利用层次2或层次3方法的第一个年份的排放数据,推断历史吨铝PFC排放率。这里对之前年份的推断基于一个假设,即AEO,AED和AEF数据保持不变,根据产量变化推断排放量。该推断方法应该可以达到高于层次1方法的准确性。4.重新计算的其他方法部分情形可能需要专门制定的方法重新计算历史排放,因为并不是所有情形都可以直接用现有方法计算。例如,在报告时间范围内技术改变,以上方法就不再适用。此时,如果足够的支持性数据是可获得的,可以利用专业0794铝行业温室气体排放监测与报告判断确定一种方法。该方法的需求和利用,以及前面所介绍的方法,都应清晰的说明。4.2.3.3层次2系数改变导致的修订如果层次2的排放率或过压系数修改了,修改过的系数应该用于重新计算基准年排放,这样所报告的排放变化才能反映真实的阳极反应情形而不是系数的变化。但是,如该部分介绍所述,抵消系数变化影响的规定可能是必要的,这样可以使层次2系数修改前确定的承诺或议定书维持原有的目标。应对各种现场环境收集可能相关的专家意见。4.2.3.4由层次2方法转变为层次3方法导致的修订由层次2方法转变为层次3方法不会对重新计算和时间序列一致性带来显著影响,只要运营技术没有较大的变化。层次2和层次3方法都使用铝产量、阳极反应分钟数(由AED和AEF的结果)或AEO作为排放计算的主要输入数据。层次2方法转变为层次3方法时,新层次3方法具体参数使用时应尽量追溯原有的阳极反应数据和铝产量数据,除非重大程序变化等情形使层次3系数在一定阶段内比层次2系数代表性更差。追溯使用相同系数的目的是使排放清单反映具体排放情景,而不是反映方法的变化。如上所述,在整个报告和承诺阶段应保持一致性。应对各种现场环境收集可能相关的专家意见。4.2.3.5层次3现场具体系数变化导致的修订如果后续安装设备的PFC监测数据计算的公式参数与之前确定的参数除测量误差外(一般小于20%)没有其他差别,之前确定的参数可继续使用,无需对历史数据重新计算。如果新计算的公式系数不同于之前的系数,且没有显著的过程变化,历史数据应利用新确定的、经审核过的层次3系数重新计算。如果新确定的公式系数是由于显著的过程变化,对基于新测量数据的新系数,应从过程改变开始之日起使用,旧系数应当用于过程改变之前的时间。如前文所述,专业指导可能有助于具体情形的管理。4.2.3.6过压法向排放率法转变或排放率法向过压法转变导致的修订如果排放率方法和过压法两种计算间的一致关系可随着时间得到证明,可利用重叠的方法计算排放因子,可以从排放率法向过压法转变或从过压法向排放率法转变。假设类似的关联性也存在于之前的时间段,应建立连续的080温室气体排放核算工具时间序列。这种情形下,过去几年的排放数据可根据在叠加阶段发现的关联性按比例调整。1.用层次2计算的方法改变层次2过压法向层次2排放率法转变,或相反方向转变,可以利用选择性的CF4参数(过压法或排放率法的)计算吨铝CF4排放实现。对两种类型数据都可得的时间段,应计算两种方法得到的两个CF4排放率的比率。两种排放率的比率应该用于调整可选择方法计算的CF4排放率。C2F6排放通常利用CF4排放乘以C2F6与CF4的重量比例计算。2.利用层次3计算的方法改变如果阳极反应过压和阳极反应分钟数在PFC监测中记录并用于确定合适的参数,只能从层次3过压法转变至层次3排放率法。此时新参数可用于重新计算可以获得合适的阳极反应分钟数或过压数据的第一年的历史排放。4.2.3.6.1部分描述的重叠方法可利用早期阶段新要求的方法重新建立时间序列。4.2.3.7从利用代数过压向正过压过程数据的改变与代数过压数据相比,正过压数据与排放更加相关。但是,整个PFC清单编制阶段的正AEO过程数据可能不可得。该情形下,可能建立一个准确的正过压与代数过压的关联性。该关联性收应是经证明过的,且是用于利用正过压重新计算历史排放的关联性。4.3计算电解铝生产CO2当量排放总量的Excel表格与指南4.3.1综述4.3.1.1目的和应用范围本部分内容是为工厂经理和现场负责人员编制的,以促进企业电解铝生产过程直接温室气体排放的定期计算和报告。燃料消耗(如电力生产和氧化铝生产)的CO2排放指南已经在WRI/WBCSD能源电力温室气体排放工具中提供。一个分步骤的方法涵盖了数据收集和报告中的计算程序。在一些实例中以多个表格的形式提出了可选择的方法,以计算电解铝生产过程各步骤的当量排放。存在可达到同一结果的多重方法是由于不同生产者要求的多样性,如自愿性或国家报告要求、不同历史数据收集方法等。0814铝行业温室气体排放监测与报告图4.7包括一个流程图,帮助使用者从手册中的各种表格工具中选择计算电解铝排放的方法。过程边界应根据温室气体议定书:公司核算和报告标准中的原则详细制定。图4.7评估电解铝生产排放的计算工具该指南中推荐的方法是根据温室气体排放类型制定的。铝生产中主要排放两类的温室气体,CO2在阳极与氧化铝的电解反应中生成,两种PFC气体(CF4和C2F6)在阳极反应中生成。电解反应中不排放SF6气体,该气体在铝生产过程中很少使用,只有在专用的镁铝合金中才能少量排放。4.3.1.2电解铝过程介绍电解铝生产分两步,首先,矾土矿经研磨、净化和钙化后,生产出氧化082温室气体排放核算工具铝(也叫铝氧化物,Al2O3),这一步的CO2排放不包括在本文中,使用者可在WRI/WBCSD能源电力温室气体排放计算工具中找到合适的方法和指南计算氧化铝生产的CO2排放。第二步,电解铝在电解槽中被电解成铝。电解槽装有溶化在电解池中的氧化铝,这些电解槽被装在有碳衬里钢架上,衬里作为电解的阴极,碳作为阳极部分淹没在池中且在反应中消耗。阳极可以在单独过程中预焙,阳极被黏贴在连接棒上并浸入池中(预焙槽单元),或将投入到槽中的包含树脂和焦炭的阳极糊自我焙烘形成(电解槽单元)。氧化铝电解产生融化状态的铝,沉积在阴极上,碳阳极氧化产生CO2。4.3.1.3过程排放多数CO2由碳阳极反应生成,如反应10。反应10:2322AlO+3C4Al3CO阳极与空气在高温下反应也生成(反应)部分CO2,该反应发生于单元操作,以及制铝设备的阳极生产中预焙的电极。反应11:2CO+C2CO反应12:222CO+O2CO预焙单元的阳极焙烘和阴极材料的挥发性物质的氧化也会产生CO2。计算焙烘过程相关的燃料消耗CO2排放的表格工具没有包括在电解铝工作手册中,但使用者可以参考WRI/WBCSD能源电力温室气体排放计算工具。部分生产设备已经整合了苏打粉使用、焦炭煅烧和石灰石生产的操作,每个过程都产生CO2。PFC气体在电解过程中间歇性产生,该反应在阳极反应的时间内发生(反应13和14)。反应13:3644NaAlF+3C4Al12NaF3CF反应14:36264NaAlF+4C4Al12NaF3CF0834铝行业温室气体排放监测与报告4.3.2活动数据和排放因子选择该部分指出了活动数据(4.3.2.1)和排放因子(4.3.2.2)选择有关的具体问题,可用于排放计算。因为铝生产设备通常记录相关数据,使层次2和层次3方法可用于排放计算,而不是利用层次1方法,所以铝生产的直接CO2排放因子不会相差太大,而且利用层次1方法的错误率在±6%以内。4.3.2.1活动数据所需的数据可以通过监测铝产量、过程数据记录或相关财务记录获得。4.3.2.2排放因子和排放率/过压系数表4.12列出了预焙和电解池单元的默认排放因子。表4.12计算阳极或阳极糊消耗的CO2排放的技术特定排放因子技术排放因子(tCO2/tAl)不确定性(±%)预焙1.610电解池1.710表4.13列举了计算PFC排放的合适的平均排放因子。表4.13各铝生产技术类型PFC排放计算的默认排放因子和不确定性范围CF4C2F6技术RCF4(kg/tAl)a不确定性范围(%)bRC2F6(kg/tAl)c不确定性范围(%)dCWPB0.4-99/+3800.04-99/+380SWPB1.6-40/+1500.4-40/+150VSS0.8-70/+2600.04-70/+260HSS0.4-80/+1800.03-80/+180a默认CF4排放因子由1990年国际铝业协会阳极反应调查数据中值计算出;b不确定性基于1990年国际铝业协会阳极反应调查数据计算的分技术CF4排放范围;c分技术的全球平均C2F6:CF4比率乘以默认CF4排放因子计算的默认C2F6排放因子;d利用全球平均C2F6:CF4比率乘以利用1990年国际铝业协会调查数据计算的CF4最低和最高排放水平。说明:默认排放因子只能在缺少层次2和层次3数据时使用。084温室气体排放核算工具PFC的排放率和过压法使用行业平均公式系数(见表4.14)。对更准确的清单,直接PFC监测应在具体设备上进行,以建立熔炉级的具体操作参数之间的关联性(如阳极反应的频率和持续时间或阳极反应过压)。表4.14利用AE数据计算吨铝PFC排放的分技术排放率和过压系数排放率系数b,c[(kgPFC/tAL)/(阳极反应数/槽-天)]过压系数b,c,d,e[(kgCF4)/mV]重量比例C2F6/CF4技术aSCF4不确定性范围(±%)OVC不确定性范围(±%)FC2F6/CF4不确定性范围(±%)CWPB0.14361.16240.12111SWPB0.272153.65430.25223VSS0.09217NRNR0.05315HSS0.09944NRNR0.08548a中心预焙centreworkedprebake(CWPBsideworkedprebake(SWPB),verticalstubsoderberg(VSS)垂直自焙铝电解槽,horizontalstubsoderberg(HSS)水平自焙铝电解槽;b来源:向国际铝业协会报告的监测数据,赞助的监测和多地点监测;c每个排放率和过压系数为假设的如下排放收集率:CWPB98%,SWPB90%,VSS85%,HSS90%。这些收集率基于监测的收集比例、监测的氟化物收集率和外部意见;d参数反应部分设施报告正过压和其他代数过压的监测,正过压和代数过压间还没有建立有力的关联。正过压比代数过压与PFC排放有更好的关联性;e过压参数与VSS和HSS技术不相关(NR)。如果层次3方法相对于层次2方法,PFC排放在整个设备温室气体清单中不会有显著的改善(层次2计算显示PFC排放低于0.04kg/t铝),可任意选择两种方法之一计算。4.3.2.3温室气体排放源的完整性这里规定的指南包含铝生产和支持过程的排放CO2和PFC排放。电力生产、电解铝下游生产过程,如铝锭铸造或产品制造、矾土矿开采、矾土矿精炼和利用再生资源的铝生产,相关化石燃料燃耗相关的排放包含在IPCC2006国家温室气体清单指南中。0854铝行业温室气体排放监测与报告4.3.3碳阳极反应的直接CO2排放电解铝预焙单元CO2排放计算用工作表1。如果知道阳极材料含碳量[重量/单位报告时间段或单位产品(t)],电解池单元用工作表2。工作表3可用于预焙或电解池单元,而且提供了计算CO2排放的一种可选择方法,该方法是基于含碳材料的购买记录。着重指出电解铝生产导致的CO2排放产生于上文介绍的电解过程,以及能源需求过程(如果能量是由化石燃料燃烧生产的)。如果电是由化石燃料产生的,利用WRI/WBCSD能源与电力温室气体排放计算工具计算电解CO2排放。4.3.3.1如果预焙单元的阳极材料数量是知道的工作表1计算过程:提示:使用者应注意指南中在此描述的各列内容及表格计算工具内容与所加的标注一致,而不是内在的ExcelA部分——预焙单元电解CO2排放(1)在A列输入报告阶段的电解铝产量(,在不同行输入各槽的数据;(2)在B列输入各槽的吨铝净阳极消耗;(3)在C列输入可获得的焙烘的阳极非碳成分含量数据。如果没有硫和灰分含量数据输入,行业典型数值将在计算中作为默认值使用;(4)在D列,报告阶段各槽的CO2排放量会自动计算出来;(5)总排放量在D列底部自动计算出来。B部分——阳极焙烘炉过程CO2排放(1)在A列输入生阳极和焙烘阳极的平均重量(t),阳极焙烘重量损失因子从这些数据中自动计算出来;(2)在B列输入报告阶段生产的焙烘阳极的总重量(t);(3)在C列,装载的生阳极重量自动计算出来(t);(4)在D列输入生阳极的平均氢含量(重量百分比),该数值可以乘以生阳极中树脂含量及树脂氢含量计算出。如果没有输入氢含量数据,行业典型数值在计算中作为默认值使用(生阳极重量的0.5%);(5)在E列输入炉中收集的废焦油重量(t),如果没有数据可得,输入以下数值:Riedhammer炉-生阳极0.5%,其他炉型0;(6)在F列输入可得的生产每吨焙烘阳极的填充碳消耗量,如果没有数086温室气体排放核算工具据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(7)在G列输入填充碳的非碳成分,如果没有硫和灰分含量数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(8)在H列,所报告阶段各炉的CO2排放量将自动计算出来;(9)焙烘阶段的总CO2排放在H列底部计算出。焙烘消耗燃料的CO2排放不包括在此,这些排放应利用WRI/WBCSD能源电力温室气体排放工具计算。4.3.3.2如果知道电解池阳极材料数量工作表2计算过程:(1)在A列输入电解槽的类型——垂直自焙铝电解槽(VSS)或水平自焙铝电解槽(HSS),利用下拉式列表框输入,在不同行输入各电解槽的数据;(2)在B列输入报告阶段电解铝产量(t),与A列输入的技术类型对应;(3)在C列输入生产每吨铝使用的阳极糊重量(t);(4)在D列输入可获得的生产每吨铝的环己烷可溶物质的排放量(kg)。如果没有数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(5)在E列输入阳极糊中粘合剂平均含量(重量百分比),如果没有可得数据,输入以下数值:干阳极糊-24(6)F和G列输入树脂和焦炭在阳极生成中的消耗量,如果H和G列没有输入数据,行业典型数据(VSS或HSS(7)H列输入可得的生产每吨铝的碳粉尘排放重量(t),如果没有数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(8)在I列,将根据输入的数据自动计算各电解槽的CO2排放;(9)所有槽的总排放量在I列底部自动计算出来。4.3.3.3根据含碳原料消耗量计算CO2排放的选择性方法工作表3计算过程:(1)在A至F列输入各报告阶段含碳原材料消耗量(t)和含碳原料的碳含量(重量百分比),如果B、D和F列中没有输入碳含量数据,行业典型数据将用于计算;(2)G列输入报告阶段碳副产品或碳废物的输出量,该输入会降低原材料消耗的CO2排放量;0874铝行业温室气体排放监测与报告(3)在H至K列输入购买或出售的阳极量(t)及其相应的碳含量(重量百分比),以便根据阳极的出售或购买做相应调整,如果I和K列没有输入碳含量数据,行业典型数据将用于计算;(4)在I列,将自动计算出各报告阶段所消耗原材料的CO2排放量;(5)所有阶段的总排放量在I列底部自动计算出来。4.3.3.4层次1默认CO2排放如果不知道含碳原材料数量,用工作表4计算,用表4.11所列数据计算出的排放因子。较好的做法为将默认排放因子利用作为最后的手段,只有金属产量数据可获得的时候使用。工作表4计算过程:(1)在A列输入电解槽类型(预焙或电解池),每种槽在不同行输入;(2)在B列输入报告阶段的铝产量(t),在不同行输入不同过程的数值;(3)在C列输入过程类型后,C2列会自动输入表4.11中相应的排放因子,或者也可以在C1列输入专门确定的排放因子;(4)D列自动计算出铝重量(B列)与排放因子(列)的乘积;(5)所有阶段总排放在D列底部计算。4.3.3.5焦炭煅烧CO2排放对有运营焦炭煅烧设施的厂家,应利用工作表CO2排放量。煅烧过程燃料消耗的CO2排放不包括在此,这些排放应利用WRI/WBCSD能源与电力温室气体排放计算工具计算。工作表5计算过程:(1)在A列输入报告阶段煅烧的生焦炭数量(t);(2)在B列输入生焦炭的非碳成分(水、挥发性物质和硫含量,重量百分比),如果没有数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(3)在C列输入A列输入的生焦炭生产出的煅烧过的焦炭产量;(4)D至F列输入煅烧焦炭的代表性参数,包括硫含量(重量百分比)、回收的未煅烧的焦炭和灰分排放(t),如果D至F列没有数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(5)G列根据输入的数据自动计算CO2排放量;(6)G列底部将自动计算总排放量。088温室气体排放核算工具4.3.3.6铝生产过程苏打粉使用产生的排放工作表6计算过程:(1)在A列输入各报告阶段的苏打粉消耗量(t);(2)在B列以小数形式输入消耗的苏打粉纯度,如果没有数据输入,行业典型数值在计算中作为默认值使用;(3)C列中将根据所输入数据自动计算各报告阶段的CO2排放;(4)CO2排放总量在C列自动计算出。4.3.3.7石灰生产CO2排放工作表7计算过程:(1)在A列输入各报告阶段的生石灰产量(t);(2)在B列以小数点形式输入生石灰的纯度。如果没有数据输入,将利用行业典型数值;(3)在C列输入各报告阶段的熟石灰产量(t);(4)在D列以小数点形式输入熟石灰的纯度。如果没有数据输入,将利用行业典型数值;(5)E列中将自动根据所输入数据计算各报告阶段的CO2排放;(6)CO2排放总量在E列自动计算出。4.3.4电解反应产生的直接PFC排放电解铝生产会排放CF4和C2F6两种PFC气体,当氧化铝含量过低、而电解池中电解继续进行,会发生“阳极反应”并产生这两种气体。这导致反应13和反应14,PFC排放会随着阳极反应频率、强度和持续时间增加而增加。为计算电解铝生产过程的PFC排放,根据可获得的数据类型提出两种计算方法。4.3.4.1排放率法或过压法对大部分电解铝生产设备,利用阳极反应的PFC反应比率(kgPFC/tAl)计算的排放率系数是计算PFC排放的合适因子。但是,对于利用过压控制技术记录过压的中心预焙和侧预焙,应使用过压法。最合适方法的选择结果应当用在工作表8。最合适的PFC排放计算是基于排放率、过压和比例因子(根据用优良做法现场监测的CF4和C2F6数据准确建立的排放和过程数据的联系,直接PFC0894铝行业温室气体排放监测与报告排放监测实施的信息见USEPA/IAIPFC监测方法)。工作表8计算过程:1)阳极反应分钟数(排放率法)(1)在A列,在下拉式菜单中输入槽类型和报告阶段的铝产量,在不同行输入不同类型槽的数据;(2)在B列输入平均阳极反应分钟数,为计算平均阳极反应持续时间(B2),阳极反应频率也可以输入B1列;(3)C列包含了IPCC推荐的CF4层次2排放率因子,如果已经根据优良做法监测了,可输入层次3排放率因子代替该数值;(4)在D列,CF4排放将根据排放率法自动计算出;(5)E列包含IPCC推荐的层次2的C2F6对CF4的重量比例,如果已经根据优良做法监测了,可输入层次3排放率因子代替该数值;(6)C2F6排放根据E列中C2F6对CF4的重量比例自动计算出;(7)D列的CF4排放乘以6.5、F列的C2F6排放乘以9.2,得到CO2当量排放量(t),各排放类型PFC排放的CO2当量排放总量在G列自动计算出来。(8)总CO2当量排放也在G列自动计算出来。2)阳极反应过压法(只用于具有佩希内控制系统的预焙槽线)(1)在A列,在下拉式菜单中输入单元类型和报告阶段的铝产量,在不同行输入各类型电解槽的数据;(2)在B列输入平均阳极反应过压(每单元)和铝生产电流效率(%);(3)C列包含了IPCC推荐的CF4过压系数,如果已经根据优良做法监测了,可输入层次3排放率因子代替该数值;(4)在D列,CF4排放将根据过压法自动计算出;(5)E列包含IPCC推荐的层次2的C2F6对CF4的重量比例,如果已经根据优良做法监测了,可输入实际监测数据代替该数值;(6)C2F6排放根据E列中C2F6对CF4的重量比例在D列自动计算出;(7)D列的CF4排放乘以6.5、F列的C2F6排放乘以9.2,得到CO2当量排放量(t),各排放类型PFC排放的CO2当量排放总量在G列自动计算出来;(8)总CO2当量排放也在G列自动计算出来。4.3.4.2基于产量的排放因子如果没有电解槽的阳极反应分钟数或阳极反应过压数据,用工作表9计算。并利用表4.12中列出的数值计算出的CF4排放因子。较好的做法为将默认排放因子利用作为最后的手段,只有金属产量数据可获得的时候使用。090温室气体排放核算工具工作表9计算过程:(1)在A列,在下拉式菜单中输入电解槽类型和报告阶段的铝产量(t),在不同行输入不同槽的数据;(2)在B列,排放的CF4气体的重量按照表4.12中适当的排放因子自动计算出来,或者选择输入专门确定的排放因子;(3)在C列,排放的C2F4气体的重量按照表4.12中适当的排放因子自动计算出来,或选择输入专门确定的排放因子;(4)B列的CF4排放乘以6.5,C列的C2F6排放乘以9.2,得到CO2当量排放量(t),各生产线PFC排放的CO2当量总量在D列自动计算出来;(5)总CO2当量排放在G列自动计算出来。4.3.5总CO2当量排放整个公司的铝生产排放的CO2当量可用工作表10计算。工作表10计算过程:(1)工作表1至工作表9的CO2值会自动输入到列中;(2)输入到A列的所有数值相加,该值会自动计算出。4.3.6质量控制为确保清单的可信度,应执行严格的程序以保证准确、透明和计算的可鉴证性,必须解决以下问题:(1)核对过程应保证使用最合适、最准确的排放因子,如果有专门确定的排放因子,该数值与默认值是否存在显著差别?(2)采用什么方法计算公司或设备排放因子?(3)是否与IPCC指南一致?(4)是否用文件证明了排放因子来源?4.3.7报告和文件所包含的工作表并不足以提供完全透明的报告。为提高透明度,较好的做法为报告CF4和C2F6气体的排放量和CO2当量排放。所用的温室效应潜能(GWP)应与执行京都议定书减排目标的UNFCCC指南一致,目前为CF46500,C2F69200。尽管IPCC第三次报告更新了包括CF4和C2F6在内的多种温室气体的温0914铝行业温室气体排放监测与报告室效应潜能,但京都议定书决议2/CP.3——京都议定书相关的技术问题第三段,重申参与方所用的温室效应潜能应是IPCC第二次报告中的数值(1995IPCCGWP值),这些数值根据100年的温室气体曲线、考虑了温室效应潜能计算包括的内在复杂的不确定性。4.4铝行业相关定义4.4.1阳极反应阳极反应(AE)是指由于电解液中氧化铝含量过低导致铝电解池中过程不稳定性情形。阳极反应伴随着CF4和C2F6的排放。需要采取干涉措施使电解池恢复到正常运行水平,通常是通过继续添加和溶解氧化铝,或阳极与金属衬垫之间临时短路将气膜移至阳极以下。阳极反应开始于电压快速提高并超过额定电压(A),通常6~10V。在电压降低并在一段时间内(通常15min)维持在另一电压值(B,通常为4.5~8)以下时,就可认为阳极反应停止了。4.4.2阳极反应分钟数每电解槽的日阳极反应分钟数为24内监测的电解槽阳极反应(高于额定电压A)的总分钟数。4.4.3正阳极反应过压(AEO)阳极反应中,AEO计算是时间与高于额定电压值B的电压的总和除以数据收集的时间(小时、天、月等)。4.4.4代数阳极反应过压阳极反应中,AEO计算为时间与高于和低于额定电压值B的电压的总和除以数据收集的时间(小时、天、月等)。4.4.5非正常排放新槽投入运行段阶的特殊情况下,高压操作的不算做是阳极反应,尽管该情形也会产生CF4和C2F6排放。092温室气体排放核算工具4.4.6铝熔炼技术铝熔炼技术包括电解槽和预焙两种技术,两种技术的主要区别在于所用阳极不同。电解槽利用持续的单一阳极,通过向阳极结构阶段性添加含有焦炭和树脂的阳极糊持续生成阳极。槽内的高温会将阳极糊烤成固体阳极。预焙技术使用的是用焦炭和树脂形成的阳极糊生产的阳极,首先压缩成“生阳极”,然后在专用炉中进行煅烧或燃烧。预焙的阳极黏贴在“棒”上并悬挂在槽中。新阳极会替换使用过的旧阳极(阳极头),会再利用到新阳极中。4.4.7水平自焙铝电解槽(HSS)技术HSS技术最显著的特点为电力连接件或螺柱的放置,它们被水平放于阳极中,其长度达到槽的两侧。通常水平自焙铝电解槽有罩盖,有四个可移动的门。阳极反应可用手动或自动控制。为了在阳极和槽侧面之间手动添加氧化铝,手动停止阳极反应,必须打开槽门。4.4.8垂直自焙铝电解槽(VSS)技术VSS技术中螺柱被垂直安放在阳极顶端,如图所示。槽中排出的气体被阳极边上的窄“气环绕”和为电解池其他部分形成“覆盖”的冻结室的收集。阳极反应控制包括手动或自动向阳极和槽的侧面间添加氧化铝,以及手动和自动阳极反应停止。图4.8垂直自焙铝电解槽(VSS)技术示意图0934铝行业温室气体排放监测与报告4.4.9侧预焙(SWPB)技术SWPB技术的特点为氧化铝添加和其他活动都在电解槽侧面进行。电解槽各侧通常有可提升的嵌板覆盖。阳极反应控制包括手动和自动氧化铝添加系统,以及自动的阳极移动设备。向池内手动添加氧化铝时,必须将嵌板打开。4.4.10中心预焙(CWPB)技术CWPB技术的特点为氧化铝添加和其他活动都在电解槽中心进行。如图4.9所示,电解槽有多个小嵌板覆盖。有关阳极反应的主要特点为一个自动的单个氧化铝添加系统,以及自动阳极移动设备。添加氧化铝时无需打开槽门,因为所有的添加都是通过槽内的漏斗进行的。图4.9中心预焙(CWPB)技术示意图5氨生产中CO排放量的计算工具表使用指南096温室气体排放核算工具5.1概述5.1.1工具使用目的和范围氨生产中CO2排放量的计算工具表的使用指南是帮助计算从氨(NH3)生产中CO2的直接排放量。这个文件要连同其他两个附件一起使用:(1)计算工具表——氨生产中CO2的排放量计算(2.0版本);(2)温室气体议定书报告标准与指南。按部就班的步骤将覆盖从数据收集到报告的整个计算过程的每个阶段。这是特定行业的工具,适合所有涉及氨生产的公司使用。5.1.2工具中使用的估算法总的来说,有两种估算方法可以用于计算一个公司的温室气体排放:(1)基于排放因子的方法;(2)直接测量法。两个都是用于估算温室气体排放的优良方法。通常公司会选择基于排放因子的方法。直接测量法更多地被用在测量非二氧化碳过程的排放量。如果在设施中已经安装了直接检测系统,那么检测出的相关数据也可以很好地估算出二氧化碳排放量。这个工具是建立在基于排放因子的方法上,用活动数据(工厂生产氨的产量)乘以排放因子,这个排放因子代表生产1t氨所需要的能量的数量。能量消耗的估计结果确定了以碳含量的数据来计算氨生产厂排放的二氧化碳的排放量。5.1.3过程描述无水氨是通过氢与氨按照3∶1的摩尔比例进行反应合成的。通过液态空气蒸馏或者空气燃烧氧化,回收残留的氮而得到氮元素。尽管可以从其他一些碳氢化合物,例如石油和煤,或者水,得到氢元素,但是大多数的氢元素来自天然气(主要成分是甲烷)。碳氢化合物的碳含量分布在氨合成过程的几个阶段,主要是蒸汽重组阶段和转化替换阶段,被转化成二氧化碳而去除掉。0975氨生产中CO2排放量的计算工具表使用指南这些二氧化碳是主要的潜在直接温室气体排放,尽管用于捕获二氧化碳和冷凝水抽提的二氧化碳萃洗剂再生也是其他的二氧化碳排放源。实际的或者潜在的二氧化碳排放量取决于碳贮存量与存储技术和尿素合成的范围与程度。需要注意:在氨生产中,从固定源燃料燃烧和原料使用的排放之间没有区别。这是因为在氨生产行业,燃料既可以作为能量使用,也可以作为过程原料使用。5.1.4假设这个指南所基于的假设是:在氨生产中,所有作为原料使用的碳含量都是以二氧化碳的形式排放到空气中的(EPA,1993)。5.2排放因子的选择最好的方式是使用能反应用户特征的排放因子。用户化的因子可以从氨合成工艺所使用的技术的供应商处得到。他们也可以通过每一个工厂来计算得到,但是工厂必须有生产氨所使用能量的数量时间序列数据和产品产量的时间序列数据。如果使用了用户化的因子,在报告的时候最好要清楚地申明,并且解释用户化因子是如何得到的。这个工具也提供了标准的排放因子范围供用户更加快捷地计算二氧化碳排放量。然而,这些标准因子值代表对燃料特性的估计值。也请注意,缺省因子是适用于天然气(特别是甲烷),因为天然气是氨生产厂最主要的原料。5.3排放量计算为了计算直接二氧化碳排放量,你需要知道生产氨的量、一个合适的排放因子、在氨合成中原料的碳被氧化的含量、通过碳贮存量与存储技术和尿素合成被捕获的二氧化碳的量。下面就是使用Excel工作表计算二氧化碳排放量的步骤:(1)在A栏中输入报告工厂所使用的生产过程。(2)在B栏中输入所生产氨的量(单位为t),为了增加透明度,推荐分098温室气体排放核算工具别输入每一种原料的数据与燃料类型,换句话说,公司尽可能按照生产过程和使用的原料分解他们的生产数据。(3)在D栏中输入燃料化的排放因子和过程化的排放因子,在Excel工作表的“方法”标签中,可以找到标准排放因子的列表,尽管经常推荐使用用户化的排放因子可以得到更加准确的数据。排放因子应该与燃料输入使用的数据相一致,例如,应该与输入的产品数据的单位相同。(4)在E栏中输入合适的碳含量因子,在F栏中输入合适的碳氧化因子。这些数值是燃料特征化的,燃料特征化的缺省值在工作表“附录A”中有给出,在“附录B”中包含一个计算工具可以用于导出用户化的碳含量因子,在“附录C”中包含一个经常使用的转化比例,可以帮助用户按照想要的单位表达自己的数据。注意:请确定碳含量因子和燃料要求的排放因子都是使用低位发热值LHV或者高位发热值HHV表达的数据,不能两者混淆使用。低位发热值也叫净热值,高位发热值也叫总热值。热值描述的是当燃料完全燃烧时,所释放的能量数量,低位发热值和高位发热值代表用不同的方法去测量释放能量的数量。高位发热值是指当所有燃烧的产物冷却到大气温度和压力下所产生的热值;低位发热值指的是燃烧产物冷却之后,水仍然以蒸汽状态存在所产生的热值。因此一种燃料,通常都有两个热值,一个,一个HHV。然而高位发热值通常在美国和加拿大使用,其他的国家都使用低位发热值。固体或者液体燃料的低位发热值大约是燃料高位发热值的95%,然而气体燃料的低位发热值,如天然气,是燃料高位发热值的90%。(5)分别在G栏和H栏输入在碳贮存量与储存技术和尿素合成所分离出的二氧化碳的量。5.4质量控制5.4.1数据误差鉴定为了鉴定计算误差和遗漏,推荐依据温室气体盘查议定书第8章关于所有排放量估算执行质量保证程序的指南。对于氨生产中,活动数据、排放因子和计算可以使用很多种方法进行鉴定:(1)与之前年份相同设备计算得到的排放数据进行比较。如果无法用活0995氨生产中CO2排放量的计算工具表使用指南动水平的改变或者燃料的转化解释现在数据域之前数据的含义,那么就很可能存在计算误差。同样,如果计算过程涉及燃料使用数据和排放因子的转化,你将返回并重新检查是否存在转化错误发生。(2)特殊来源与设备所消耗的燃料数据可以与购买燃料的数据相互比较。(3)如果是通过烟气排放连续监测系统得到的排放量估算,这个数据可以与视同燃料分析法所得到的排放量进行比较。(4)如果任何的排放因子是通过燃料供应商计算或者获得的,这些数据可以与国家或者国家排放因子缺省值进行比较。5.4.2不确定性评估氨生产工艺中,从化石燃料使用情况估算排放量的准确性绝大多数取决于使用或者购买燃料数量数据的可获得性。如果燃料的能量含量是直接检测或者计量的,那么结果的不确定性将会很低;如果必须转化为以质量或者体积检测的燃料数据为能量单位,那么不确定性将会增加;如果用美元数量来估算燃料的消耗量,那么不确定性将会进一步地增加。与燃料购买数据相关的最主要不确定性就是购买的燃料数量,并不是使用的燃料数量。这将导致排放量的过高估计。与排放因子相关的不确定性主要是因为测量与供货源的可变性的精确度。5.5报告与文件为了保证估算是可以检验的,需要保存以下的文件。这些信息收集起来是为了以后的审计和核查,并不要求报告或者在报告中提供出来。其涵盖的内容有:(1)数据。(2)文件来源。(3)燃料消耗数据。包括:采购票据、交货收据、买卖合同或者公司买卖记录、库存目录文件、燃料检测文件。100温室气体排放核算工具(4)不采用提供的缺省值,以及所使用的热含量和排放因子。包括:采购票据、交货收据、买卖合同或者公司买卖记录,IPCC,IEA,国家或者行业报告、检验报告;(5)用于转化购买燃料货币量为购买消耗燃料的数量或者能量含量的价格。包括:采购票据、交货收据、买卖合同或者公司买卖记录、IPCC,IEA,国家或者行业报告。(6)在估算燃料消耗量、热含量和排放因子时所作的假设。(7)所有可提供的来源。(8)温室气体盘查议定书第10章所提供的外部报告指南。6氟制冷剂(HCFC—22)的生产过程中三氟甲烷(HFC—23)的逸散排放计算工具指南102温室气体排放核算工具6.1综述6.1.1工具的目的及适用范围本指南是写给工厂管理层及基层人员,针对测量和报告在生产氟制冷剂(HCFC-22或CHClF2)时直接排放的三氟甲烷(HFC-23或CHF3)。此指南适用于一切涉及氟制冷剂的生产的项目。此行业指南仅包含三氟甲烷(HFC-23)流程相关的排放,而不包含:(1)在生产氟制冷剂(HCFC-22)时化石燃料燃烧的直接排放。(2)在购买用以制造氟制冷剂(HCFC-22)的电能的间接排放。这些温室气体排放计算方法包含于跨行业的固定燃烧指南文件。6.1.2过程描述氟制冷剂(HCFC-22)是一种用于制冷及温控系统的气体,在泡沫塑料及合成聚合物的生产中作为发泡剂。因为它是一种臭氧消耗物质,所以大部分的发达国家正将HCFC-22列为急需清除的化学原料。氢氯氟烃(HCFC-22)的生产涉及三氯甲烷()及氢氟化物(HF)的化学反应,此反应用到了五氯化锑()作催化剂。此过程会产生副产品HFC-23,但所释放的气体量取决于车间的具体条件及产生的氢氯氟烃(HCFC-22)量。HFC-23在近100年来的全球变暖潜势值(GWP)为11700,因此对于气候变化的影响非常显著。在美国,构成了第二大高变暖潜势的气体的一部分(包括HFCs,PFCs和SF6)。6.1.3此工具的适用性由HCFC-22分解后,其分解产物中,大约98%~99%的HFC-23是通过冷凝器而自然挥发的,压缩机、阀门及法兰盘的泄漏是逸散排放的主要源头,但这样的源头相对较小以至于在之后的文章中不会讨论。6.2计算方法,活动数据和排放因子HFC-23的排放量可以基于生产方所提供的数据。本指南描述了四种由简至难的处理方法,以方便报告出具者结合实际情况选择计算HFC-23的排放。其中,最佳方法的选择取决于所要求的精确度,以及数据的完整度。以下四种处理方法以精确度递减的方式排列。1036氟制冷剂(HCFC—22)的生产过程中三氟甲烷(HFC—23)的逸散排放计算工具指南方法1:最精确的计算HFC-23排放的方法。它使用排放持续监测机制(CEM)。如果车间采用此方法,则必须保证数据的完备性。一些CEM科技,例如质量流量计和累加器被欧美及日本的很多生产者加以应用。因此,在数据完备时应采用此方法。此方法暂不提供更多的计算指导。方法2:如果方法1(CEM)不能加以应用,则HFC-23的排放量可以用整合车间单位时间内气流排出量及排出浓度的方法计算。因为在此方法中排放量不是持续监测的,因此有必要在排放量出现显著变化时做分析及抽样调查,因为频繁出现排放量的显著变化会影响HFC-23的产生率,所以我们要确保数据采集环境是恒定的。此方法可总结为如下的公式6.1:23()(1)iHFC的排放率流通率浓度流通时间消除率利用率换算因子(6.1)式中i——设备中的蒸汽流;流通率——蒸汽流中的HFC-23流通,m3/min;浓度——蒸汽流中的HFC-23浓度,流通时间——蒸汽流中存在HFC-23min;消除率(%)——被回收装置消除的百分比(如果有);利用率(%)——回收装置的利用率(如果有)换算因子——由g换算为t的换算因子,此外,本方法在EXCEL中有应用实例。典型抽样的指南可从EIIP手册中取得:http://www.epa.gov/ttn/chief/eiip/techrep.htm#pointsrc。一般地,排放监测及相关计算方法需建立完备的草案及质量控制程序。方法3:如果方法2不可行,则车间需要用到生产过程中氟与碳的平衡率数据来计算HFC-23排放。此方法同时需要预估HCFC-22生产效率的部分损失,此损失是由于HFC-23作为副产品出现,并未经处理就向大气中逸散。此方法的应用体现在EXCEL中,并且默认参数也在其中予以提供。此方法可总结为如下的公式6.2:HFC123HCFC122approach311700EQEFT(6.2)式中HFC123E——HFC-23的排放量,t;HCFC122Q——车间生产的HCFC-22量,t;approach3EF——HFC-23生产的排放因子;T——HFC-23未经处理向大气中排放的时间;104温室气体排放核算工具11700——HFC-23的全球变暖潜势,此数值是HFC-23在100年间相对于CO2的全球变暖潜势值。其中,排放因子HFC123E可推断如式(6.3):approach3lossloss11001002100100CBFBEFECCEFC(6.3)式中CB——生产过程的碳平衡率(默认值=90%);CC——碳含量因子(默认值=0.81);FB——生产过程的氟平衡率(默认值=90%);FC——含氟量因子(默认值=0.54);Eloss——由于副产品HFC-23出现而导致的HCFC-22的生产效率损失(默认值=1.0)。方法4:最简单粗略,但是是最通常的做法,只需要提供HCFC-22的生产数据、合适的HFC-23排放因子以及HFC-23在未经处理的情况下直接逸散的时间信息。生产数据可由设备提供。此方法及其所用默认排放因子在EXCEL中有所体现。此方法可总结如式(6.4):HFC-23(HCFC-22)11700的排放量产量(6.4)式中HCFC-22产量——设备所制造的EF——HFC-23的排放因子,HFC-23t/HCFC-22产量;T——HFC-23气流在未经处理情况下直接逸散时长;11700——HFC-23的全球变暖潜势,此数值是HFC-23在100年间相对于CO2的全球变暖潜势值。6.3清单质量为识别错误与遗漏,所用排放数据质量应予以严格控制。下面推荐两个简便有效的方法:(1)排放数据比较。对于同一生产设备,对比其所用数据与之前所统计数据;当生产层次或是生产技术变革不能对现有数据及历史数据的差异进行解释时,很可能就意味着存在计算错误。(2)方法层级检验。如果运用方法1或方法2对排放量进行计算,报告人员可用方法3中介绍的方法检查结果是否在合理范围内。7钢铁生产中的温室气体排放量计算106温室气体排放核算工具7.1概述7.1.1工具的目的本工具提供了估算与钢铁生产相关联来源的温室气体(GHG)排放的指南。可在www.ghgprotocol.com下载相关计算工具表。这些文件一并构成钢铁行业计算工具,是温室气体议定书倡议中众多可用的计算工具之一,是世界资源研究所和世界可持续发展工商理事会的一个联合项目。此钢铁工具可供企业内部或公开报告所使用,或为参与温室气体项目提供参考。上述温室气体项目,包括自愿或强制性的项目和排放交易计划。本指南阐述了实施排放计算方法的最佳实践操作,以及收集、归档和数据的质量控制。它通常会提供不同的方法来计算单一来源的排放,以满足不同用户能够严格和详细掌握排放清单的需要及目标。本指南已经规范化,以便任何企业在任何经验或来源情况下都能对其排放做出可靠的估算。特别地,方法学中的几乎所有参数都提供了缺省值,例如,企业只需要提供生产数据或燃料消耗数据。此工具更新了2002年发布的企业标准指南中钢铁的部分。在这次更新中主要的修订包括为整个钢铁制造流程中特定的工业活动提供方法。例如,现在或许直接对还原铁和烧结生产、焦炭生产所产生的排放进行计算。此外,这次更新包括扩大覆盖了固定燃烧源,例如再热炉,它可能对钢铁设施的总体排放有显著地影响。使用温室气体议定书倡议的此工具及其他工具的用户应该参考企业标准(www.ghgprotocol.org),它大概描述了一般温室气体核算问题的最佳操作方法。特别地,企业标准解释了为什么钢铁企业需要在编写清单之前清晰设定它的组织和运营边界。因为设定边界是温室气体核算的一个关键问题,它应该在使用这个工具之前考虑,在7.2节总结了一些与设定边界有关的基本概念。用户应该参考企业标准更进一步地获得指导和信息。7.1.2应用领域钢铁生产是一个能源密集型活动,会在生产过程中的不同阶段产生二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),和氧化亚氮(N2O)排放(图7.1)。尽管CO2是主要的温室气体排放,但N2O和CH4排放不一定是微不足道的。因此,钢铁1077钢铁生产中的温室气体排放量计算工具尽可能为这三种温室气体提供整合方法。图7.1总结了在此工具中与工业活动有联系的温室气体排放。请注意本工具没有对运输车辆(移动燃烧)或外购电力、热量及蒸汽的排放提供计算指南。另外,用户如对这些来源的排放计算方法有兴趣,可以到协议书网站(www.ghgprotocol.org)参考相关工具。如图7.1所示,二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放源被认为是与钢铁生产相关的主要温室气体排放源。其他在这里没有提到的来源也可能对设施的总体排放有较大影响,包括现场材料运输和外购电力、热量及蒸汽的消耗。图根据2006年IPCC国家温室气体清单指南修订。图7.1钢铁生产过程中的排放7.2组织和运营边界组织和运营边界的设定方式决定了这些源的排放被包含于报告企业的清单中。因为组织设定的重要性,企业需要设定连续并可信的边界,这里对组织和运营边界进行了简洁的讨论。强烈建议用户参考企业标准进一步获得指导。7.2.1组织边界清单中排放源的准确核算取决于其企业属与全资企业、合资企业、子公司或者其他法定实体。企业标准为设定边界提供了两种方法。108温室气体排放核算工具1.股权比例方法企业报告某源的温室气体排放比例反映了其拥有此源的财务所有权比例。与固定资产投资相关的一个例外:当一个企业只拥有某源的一小部分股权且不对其施加重大财务影响,此企业不用核算对此源的排放。2.控制权法一个企业报告它所控制的源的100%排放量。下面提供两个标准用以定义控制权:(1)财务控制。如果公司有能力在获得经济利益的前提下,对源的财务和运营策略进行管理,则其对源具有财务控制权。(2)经营控制。如果它对源有充分的权利来主导和实施运营政策。则公司对源有经营控制权。企业标准鼓励公司在自愿报告方案中同时使用股权比例法和控制权方法。然而,合同安排需要确定所有权和温室气体排放报告的要求,以及可能会影响方法选择各种因素:责任和风险管理。在评估风险时,股权比例法和财务控制可能是最合适的选择。管理信息和业绩。控制权法使管理层对所控制的活动进行核算。报告的完整性。采用经营控制权法情况下,由于可能没有相匹配的记录或者金融资产清单未能证明业务包括在组织边界内。企业可能会发现证明报告的完整性很困难。一旦确定一个适当的方法,它应该连续适用于报告公司所控制的所有设施和单位。7.2.2运营边界确立了组织边界,公司就能够确立排放源的范围(或者运营边界)。准确的运营边界设定将帮助公司更好地管理存在于价值链中的全部类型的温室气体风险和机会。特别地,范围概念的引入帮助公司满足了企业报告程序、自愿注册的温室气体项目和其他温室气体项目的要求。排放可归类于三种范围之一。范围一是直接排放;也就是说,是报告企业直接拥有或控制的排放源。范围二和范围三是指间接排放,由第三方控制1097钢铁生产中的温室气体排放量计算的排放源,但它们仍然与报告企业的活动相关。范围二排放源来自于消耗外购电力、热力及冷气,范围三排放来自于其他所有间接来源,尤其是第三方运输原材料。在本工具中没有考虑范围二排放,但考虑了来自焦炭、石灰石和白云石生产过程中的范围三排放。另外,在本工具中的方法还涉及范围一排放。7.3方法论7.3.1简介7.3.1.1层级本章内容所中描述的方法可被分类于以下三个层级。一般地,各方法下的等式在不同层级间不变。但是,构成这些等式的参数取值会变化,以及在反映企业活动时参数取值也会有所不同。从层级增加至层级3过程中,各参数对于报告企业来说更加精确,这样也就使得排放量计算精确度增加。应用层级系统,可强调特定设施数据收集、使用的优点,同时区别不同方法可获得缺省因子的不同集合(例如,层级对再热炉都提供了缺省排放因子)。(1)层级1:层级1方法通过将生产数据相乘来估算排放,例如已使用燃料的体积或制造的钢铁量,可用工业具体的缺省排放因子与之相乘。在适当的情况下,将提供层级1的缺省数据。(2)层级2:层级2方法中,所需数据更加具体。例如,一个层级2排放因子可能会反映一国内默认的工业方法,相比之下,层级1因子反映的是国际缺省值。特定设施数据在层级2中不予考虑。层级2数据可从国家统计机构或工业协会获得。(3)层级3:层级3方法要求特定设施数据,例如设备所用燃料的组成,或设备使用的具体技术类型。须保证在计算设备的一种排放源排放时,仅使用一种方法,以避免排放量的双重计算。应特别关注有双能源和过程用途的燃料,可以为工业过程供应能源的工业过程产物也应同样关注,如,高炉气体、烧结气体、焦炉气体等。鼓励企业使用可能的最精确方法。110温室气体排放核算工具7.3.1.2CO2与CH4/N2O的区别二氧化碳排放的建议计算方法常常与氧化亚氮、甲烷的有所不同。这是因为二氧化碳排放在很大程度上取决于所消耗材料的碳含量,而氧化亚氮、甲烷排放则更多地受工业设备使用的排放/燃烧控制技术影响。相应地,二氧化碳排放量估算的最佳方法是利用物料平衡方法追溯工业过程中碳的流动过程来确定排放量,而氧化亚氮、甲烷排放量估算的最佳方法是利用设备或过程的特定排放因子来确定排放量。本指南中使用的方法将区别对待二氧化碳以及氧化亚氮、甲烷。氧化亚氮仅在涉及固定燃烧时会被本工具考虑。这是因为工业过程中特定钢铁行业氧化亚氮排放被认为是微不足道的。7.3.1.3全球暖化潜势温室气体的全球暖化潜势(GWP)是一个度量方法,我们用它来度量一定量的气体会对全球暖化产生多大的影响。全球暖化潜势是基于相对尺度给出的,可以将其他气体与二氧化碳作比较,而二氧化碳的全球暖化潜势为1.0。在100年的时间内甲烷的全球暖化潜势是,而氧化亚氮的GWP为310(IPCC第二次评估报告)。本工具中,每种温室气体的排放都需要乘以一个相应的GWP值以确定这些排放对全球暖化的潜在影响。相乘后的结果会以二氧化碳当量为单位给出(二氧化碳吨数)。与本指南一同的试算表程序使得设备可同时计算温室气体的净排放及其二氧化碳当量。7.3.2固定燃烧固定燃烧排放构成了钢铁企业总排放的近乎一半,排放的温室气体包括二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮。固定燃烧源有下列四类:(1)电力生产,例如自备锅炉发电站;(2)再热炉(其他煤及石油使用),例如,轧机部分;(3)焦炭生产;(4)喷焰燃烧。7.3.2.1电力制造及再热炉的排放1.CO2发电及再热炉的二氧化碳排放的计算需要碳含量的数据、热值以及所消1117钢铁生产中的温室气体排放量计算耗燃料的氧化比例。层级1中各因子的缺省值已提供。下面一部分提供了这些因子以及燃料消耗数据收集方法的相关信息。1)燃料消耗数据车间需收集报告年的燃料消耗量的数据,然后以燃料类型进行分类。这些数据可直接由厂区内计量燃料输入或输出的燃烧量获得。另外,数据可由购买或运输记录计算得来,这种情形下企业需格外关注其库存变化的计算。年度总燃料消耗=年度燃料购买-年度燃料卖出+年初燃料库存量-年末燃料库存量(7.1)2)燃料的碳含量及热值燃料的碳含量是涉及燃料的总量或原子数量的碳原子分数或总数;如此一来,碳含量便是一个测量燃料燃烧的二氧化碳排放的度量方法。特定燃料的碳含量会根据时间及空间而有所不同(参考例子中的图7.2)。变化的区间可能取决于所选的表达碳含量的单位——如果所选单位基于能量,则往往变化性较小(例如,kgcarbon/MJ或tonnescarbon/millionBtu),相反,如果所选单位基于数量(例如,,则变化性较大。碳含量值可通过热值或发热量被转换为能量单位。图7.2美国天然气管道中的碳含量空间变化来源:(美)能源信息管理局(1994),美国温室气体排放。1987~1992.112温室气体排放核算工具一种燃料的热值是指一定量燃料在燃烧时所释放的热量(典型单位是MJ/kg,thousandBtu/lb,MMBtu/bbl)。另外两种热值的计量方法也可被用来调整碳含量数据:低位热值[LHV;也称作净热值(NGV)]以及高位热值[HHV;也称作总热值(GCV)]。这两个度量方法的不同在于它们如何考虑水在燃烧后的不同的物理状态(液态或气态)。HHV包含了燃烧后水冷凝的潜在能量,而LHV是通过燃烧过程中的高位热值减去用于将水蒸发的热量得来。更具体地说:LHV=HHV-0.212H-0.0245M-0.008Y(7.2)式中M——水蒸气含量;H——氢气含量;Y——氧气含量。通常LHV及HHV之间数据转换的算法是针对诸如煤和石油的固态燃料,假设LHV是HHV的95%;但是针对例如天然气的气态燃料,假设LHV是HHV的90%。采用LHV占HHV的百分比这一做法的优点在于,如果使用前者,则碳含量与热值的关系会更加直接。这是因为是一个关于燃料湿度的函数,而湿度的变化很大。在北美,通常做法是使用LHV则更多地被北美以外地区采用。使用热值以及公式7.3,碳含量因子可被转换为能量尺度:cc,hfFFHV(7.3)式中c,hF——燃料基于热值单位的碳含量;cF——燃料基于质量或体积单位的碳含量;fHV——燃料的热值。总的来说,在已知燃料组成成分存在变化性的前提下,鼓励企业使用层级3,也即设备具体(设备层面)的碳含量和热值数据。理想地,碳含量因子在表达时应使用基于高热值的度量。层级3的信息可由供应商或所购燃料的材料数据表获得。如果设备具体的数据不可获得,车间可使用附录I中层级1的缺省数据。企业在一次计算中也可混合使用设备具体数据以及缺省数据(例如自定义碳含量因子,但是缺省HHV的数据)。层级2数据可从国家统计机构和其他国家级组织获得。1137钢铁生产中的温室气体排放量计算3)燃料馏分碳氧化因子燃料碳含量中的小部分可免于被氧化,继续在燃烧后作为固态,具体存在形式为灰或烟尘(对固态燃料而言),再或者以微粒排放(对天然气以及其他气态燃料而言)。这些未氧化的部分是一系列因子的函数,包括燃料种类、燃烧技术、设备使用年限以及操作方法。可假设这部分不产生二氧化碳排放,因此可以很容易地予以修正。本工具中静态燃烧的二氧化碳计算方法使用一个“氧化因子”来计算未氧化部分(完全氧化=1.00)。总的来说,气态及液态燃料的氧化因子变化较小,而固态燃料的氧化因子较大。例如,一项由澳大利亚进行的关于燃煤锅炉的研究表明,氧化因子介于0.88~0.99之间(IPCC,2006)。对于层级3的设备具体的氧化因子来说,推荐做法是计量燃烧过程固态燃料的残余量,然后分析残留物的碳含量。但是,如果不可行,可使用层级1中的缺省值1.00。4)二氧化碳排放的计算须保证在计算设备排放量时单位一致(节提供了单位转换比率)。建议在对设备使用公式7.4计算排放之前,使用数值表达层级2或层级3的碳含量数据。另外,当这些数据基于质量或体积时使用公式7.5。层级1中涉及公式7.4和公式7.5的缺省数据在基于质量:f,vc,voxEAFF基于体积:f,mc,mox4412EAFF(7.4)式中E——CO2排放量;Afv——燃料消耗量(体积);Afm——燃料消耗量(质量);Fcv——体积基准下的燃料碳含量;Fcm——质量基准下的燃料碳含量;Fox——氧化因子;44/12——二氧化碳与碳的质量比。fc,hox4412EAHVFF(7.5)式中E——二氧化碳排放量;114温室气体排放核算工具A——燃料消耗量(体积);HVf——燃料的热值;Fch——燃料在热值基准下的碳含量;Fox——氧化因子;44/12——二氧化碳与碳的质量比。2.甲烷和氧化亚氮排放由电力生产及再热炉产生的甲烷及氧化亚氮的排放可使用公式7.6予以计算。本工具提供了两套缺省排放因子,这两套因子都可用于公式7.6。在7.5节中列出了层级1燃料特定缺省因子。表7.1列出了层级3中的特定设施因子。鼓励车间在可能的前提下使用层级3因子,不过在数据不可靠时,可使用层级1中的因子。层级2是燃料特定或者国家特定的因子,非特定设施的,前两者可以交叉使用;这些数据可从国家统计机构或其他国家级组织获得。请注意氧化亚氮的缺省因子常常是基于有限的测量所得到的,因此有较大的不确定性。层级1:E=AfHHVfEF层级3:E=AfHHVfESEF(7.6)式中E——甲烷或氧化亚氮的排放量;Af——基于质量或体积的燃料燃烧量;EF——层级1的燃料特定的排放因子(缺省数据请参考7.5节);ESEF——层级3特定设施的排放因子(缺省数据请参考表7.1);GWP——甲烷:21,氧化亚氮:310。表7.1固定燃烧源层级3特定设施的甲烷及氧化亚氮缺省排放因子技术LHV/NCV单位:kg/TJ燃料HHV/GCV单位:kg/TJ燃料基础技术配置CH4N2OCH4N2O残留燃料油锅炉3.0000.3003.1580.316汽油/柴油锅炉0.2000.4000.2110.421大型固定式柴油引擎>600hp(447kW)4.000N/A4.211N/A液体燃料液化石油气(LPG)锅炉0.9004.0000.9474.2111157钢铁生产中的温室气体排放量计算续表7.1技术LHV/NCV单位:kg/TJ燃料HHV/GCV单位:kg/TJ燃料基础技术配置CH4N2OCH4N2O其他沥青/次沥青火上加煤机锅炉1.0000.7001.0530.737其他沥青/次沥青火下加煤机锅炉14.0000.70014.7370.737固态排渣,墙式燃烧0.7000.5000.7370.526固态排渣,切向燃烧0.7001.4000.7371.474其他沥青/次沥青粉末液态排渣0.9001.4000.9471.474其他沥青抛煤机1.0000.7001.0530.737循环床1.00061.0001.05364.211固体燃料沥青/其他沥青流化床燃烧室鼓泡流化床1.00061.0001.05364.211锅炉1.0001.0001.1111.111燃气的燃气轮机>3MW4.0001.0004.4441.1112-行程稀薄燃烧693.000N/A770.000N/A4-行程稀薄燃烧597.000N/A663.333N/A天然气燃气活塞式发动机4-行程富油燃烧110.000N/A122.222N/A生物量木材/木材废弃物锅炉11.0007.00011.5797.368来源:IPCC2016,第二卷,章节27.3.2.2焦碳制造的排放1.CO2本指南针对焦碳的生产提供了两种计算二氧化碳排放的方法。企业可根据使用的焦碳是否产自厂区以内自主选择其中一种。这是因为焦碳生产的副产品可能会涉及在工业活动中的应用。那些消耗焦碳的设备,如果焦碳是厂区以外生产的则不应计为副产品的排放;否则,这些副产品的排放有可能被双重计算。116温室气体排放核算工具对于焦碳生产,对厂内和厂外的排放须分别考虑,这一做法允许了基于所有权的排放的区分。换言之,如果焦碳购自报告企业的组织边界以外的实体,相关的排放则属于范围3,而非范围1。同样的,如果焦碳生产设备是厂区以外的,但在报告企业的组织边界内,则设备的排放归为范围1。图7.3说明了这个原则,即焦炭生产设备的二氧化碳排放量取决于这些设备是否在报告企业的组织边界内。图7.3厂区内焦碳生产中释放的二氧化碳应分别应用公式(7.7)和公式(7.8)予以计算。这两个公式都要求提供输入焦碳车间的原材料的碳含量数据。在数据可获得的情况下,建议企业使用特定设施(层级3)的数据。但是,如果数据不可获得,也可以使用层级1中的缺省数据(参见表7.2)。2CCaaBGaCO,energyCOCOGbxb()4412()CCCPMCBGCECOCCOGCCOBC(7.7)式中2CO,energyE——厂区内焦碳生产的二氧化碳排放,t;CC——厂区内综合钢铁生产设备中焦碳生产所消耗的焦化煤量,t;1177钢铁生产中的温室气体排放量计算PMa——其他过程材料a的用量,非作为单独术语列出的材料。例如为厂区内焦碳、熔渣以及钢铁的生产设备所消耗的天然气及原油,t;BG——焦炉中消耗的高炉煤气量,m3;CO——厂区内钢铁生产设备生产的焦碳量,t;COG——厂区外转化的焦炉煤气量,m3;COBb——厂区外转化至其他设备的焦碳炉副产品量b,t;Cx——投入或产出材料x的碳含量,tC/t。2CCaaNICaCO,energyCOGbxb()4412()CCCPMCNICCECOGCCOBC(7.8)式中2CO,energyE——厂区外焦煤生产的二氧化碳释放量,t;CC——非完整焦碳生产设备中焦化煤的使用量,t;PMa——其他过程用料的使用量,非焦化煤,例如国家在非完整焦碳生产中使用的天然气及石油,NIC——一国的厂区外非完整焦碳生产设备所生产的焦碳量,t;COG——厂区外非完整焦碳生产设备所生产的焦煤气体量,t;COBb——焦碳炉副产品b的数量,一国厂区外非完整设备中生产,从厂区外转移至其他设备,Cx——投入或产出材料x的碳含量,。表7.2过程源中消耗材料的碳含量过程材料碳含量(kgC/kg)鼓风炉煤气0.17木炭a0.91煤0.671煤焦油0.62焦炭0.83焦炉煤气0.47炼焦煤0.73118温室气体排放核算工具续表7.2过程材料碳含量(kgC/kg)直接还原铁(DRI)0.02白云石0.13EAF碳电极20.822EAF装料碳30.833燃料油40.864气焦0.83热压块铁0.02石灰石0.12天然气0.73氧气吹炼钢炉煤气0.35石油焦购买的生铁废铁钢来源及注意事项:缺省值与IPCC2006指南(卷2)相一致,它们是基于以下假设计算得来的:1假定其他沥青煤2假定80%的石油焦、20%的煤焦油3假定炼焦炉4假定天然气/柴油a木炭的二氧化碳排放可使用这个碳含量值进行计算,但是在国家温室气体清单中应报告为零。(参见第1卷第1.2节)。2.CH4焦煤生产中的甲烷排放可通过公式7.9予以计算,在使用公式7.9时无需考虑焦煤是厂区内\厂区外生产的。44CHCHEEFCoke(7.9)式中4CHE——焦煤生产中甲烷的排放量;4CHEF——甲烷排放因子;Coke——焦煤的生产量。甲烷的缺省排放因子,0.1g/t焦炭。1197钢铁生产中的温室气体排放量计算7.3.2.3喷焰燃烧的排放喷焰燃烧是固定燃烧中较特殊的一种,首先是因为它并不是出于能源制造的目的,其次它在相对低燃烧效率下出现(例如,喷焰燃烧可能有较大比例的未燃烧燃料)。喷焰燃烧在钢铁制造中不常见,因为多数钢铁制造车间在生产中循环利用焦炉和高炉气体。异常情况出现时,工业操作应立即中断、装置须脱机。喷焰燃烧的CO2及CH4排放应分别使用以下公式7.10和公式7.11进行计算。暂时没有计算喷焰燃烧的N2O排放的方法。1.CO22moleri5ato5.161C0OQC-排放量(7.10)式中CO2排放量——喷焰燃烧的年度排放量,t/年;Q——燃烧的气体体积,scf/年(1scf=0.0283168m3);moleratioC——(1bmoleHCi/1bmolegas×1bmolesC/1bmoleHCi),HCi=烃分子i;5.16×10-5——1/摩尔体积(1bmole379.3scf)×燃烧效率(0.98)×11bmolesCO2/lbmoleC441b/lbmole)×tonne/2204.61b2.CH4CH4排放=Qfg3.83×10-7CH4摩尔比GWP(7.11)式中CH4排放——喷焰燃烧的年度排放量,t/年;Qfg——燃烧的气体体积,scf/yr;CH4摩尔比——lbmoleCH4/lbmolesgas;3.83×10-7——1/摩尔体积(lbmole379.3scf)×0.02(%未燃烧CH4/100)×MWCH4(16lb/lbmole)×tonne/2204.6lb);GWP——21。7.3.3工业过程排放会释放温室气体的四个主要来源:(1)熔渣生产;120温室气体排放核算工具(2)芯块生产;(3)钢铁生产;(4)直接还原铁生产。CO2以及CH4是来源于上述过程主要的温室气体排放。同时也会有N2O排放,但是氧化亚氮的排放相对较少,因此在本工具中不再考虑。7.3.3.1过程来源的CO2方法学这些方法要求提供工业过程中所用材料的碳含量数据。鼓励企业使用层级3特定设施的数据。但是,如果相应数据不可获得,企业也可使用表格7.2中提供的层级1缺省数据。1.熔渣生产其二氧化碳排放应使用下面公式7.12予以计算:2CBRCOGBGCOaaSOGa44()CBRCCOGCBGCEPMCSOGC(7.12)式中2COE——熔渣生产的二氧化碳排放量,CBR——熔渣生产所用的购买和现场生产的焦碳渣数量,t;COG——熔渣生产中在鼓风炉内消耗的焦炉气数量,m3;BG——熔渣生产中消耗的鼓风炉气体数量,PMa——熔渣生产中其他过程材料a的消耗的数量,作为单独术语列出的天然气和燃油以外的材料,t;SOG——熔渣烟气转移到钢铁生产设备或其他生产设备中的量,m3;Cx——输入或输出材料x的碳含量,tC/(单位材料x)[如,tC/t](参考表7.2中提供的缺省值)。2.钢铁生产钢铁生产的二氧化碳排放应使用下面公式7.13予以计算:2PCaaCILDCEaCOCOGSIPBG()4412()PCCCOBCCICLCDCCECEOCCOGCSCIPCBGCbbb(7.13)式中2COE——钢铁生产的二氧化碳排放量,t;1217钢铁生产中的温室气体排放量计算PC——钢铁生产中焦煤的消耗量(不包括炉渣生产),t;COBa——鼓风炉中消耗的现场焦炉副产品a的数量,t;CI——直接注入鼓风炉中的焦煤数量,t;L——钢铁生产中消耗的石灰石数量,t;D——钢铁生产中消耗的白云石数量,t;CE——EAFs中消耗的碳电极数量,t;Ob——钢铁生产中消耗的其他碳气溶胶和过程材料b是数量,例如熔渣或废塑料,t;COG——钢铁生产中在鼓风炉内消耗的焦炉气的数量,m3;S——生产的钢数量,t;IP——未转化为钢的铁产量,t;BG——高炉煤气中转移出的数量,m3;Cx——投入或产出材料x的碳含量,tC/t(参考表7.2中的缺省值)。3.直接还原铁的生产(DRI)直接还原铁生产中燃料的燃烧、焦碳渣、冶金焦以及其他含碳物质的二氧化碳排放。可使用公式7.14计算其排放。2CONGNGBZBZCKCK()EDRICDRICDRIC(7.14)式中2COE——二氧化碳排放量,t;DRING——直接还原铁生产使用的天然气量,GJ;DRIBZ——直接还原铁生产使用的焦碳渣量,GJ;DRICK——直接还原铁生产使用的冶金焦量,GJ;CNG——天然气的碳含量,tC/GJ;CBZ——焦碳渣的碳含量,tC/GJ;CCK——冶金焦的碳含量,tC/GJ。7.3.3.2过程来源的CH4方法学钢铁生产中的甲烷排放被认为是微不足道的,因此在这里不予讨论。但是本工具给出了熔渣生产、生铁生产以及直接还原铁生产中甲烷排放的计算方法。此方法需分别使用公式7.15、公式7.16和公式7.17。122温室气体排放核算工具公式7.15和公式7.17中使用的排放因子层级1缺省数据在表7.3中提供。这些数据仅在设备具体的数据不可获得时可以应用。请注意,未能提供生铁生产的缺省数据(公式7.16)。4CHSIESIEFGWP(7.15)4CHPIEPIEFGWP(7.16)4CHDRIEDRIEFGWP(7.17)式中4CHE——甲烷排放量,kg;SI——熔渣产量,t;PI——生铁产量,包括转化及未转化为钢的铁,t;DRI——直接还原铁的产量,t;EFX——排放因子,kgCH4/tX;GWP——21。表7.3层级1过程排放源的甲烷的排放因子过程排放因子熔渣生产0.07生产的熔渣DRI生产1(基于净发热值上)来源:IPCC2006(卷3,章节4)。7.3.4石灰石及白云石生产下面,提供了两种计算石灰石及白云石生产的CO2排放的方法。至于选择哪一种进行计算,取决于数据的可获得性及生产是否发生于报告企业的组织边界内。如果相关排放是直接排放(范围1)则应使用范围1方法。如果相关排放是间接排放(范围3),并且报告企业不具备获取范围1方法所需数据的能力,则报告企业应使用范围3方法。7.3.4.1范围1排放范围1方法要求石灰生产中碳酸盐的种类、数量以及碳酸盐的相应排放因子数据。使用公式7.18计算其排放量。请注意本方法假定没有LKD回收到石灰窑,因为在实际情况中,LKD很少回收至石灰窑。1237钢铁生产中的温室气体排放量计算2COdddd()(1)iiiiEEFMFMCFEF(7.18)式中2COE——石灰生产的二氧化碳排放量,t;EFi——碳酸盐i的排放因子,tCO2/t碳酸盐(参考表7.4中的缺省数据);Mi——消耗的碳酸盐i的重量或质量,t;Fi——碳酸盐I的煅烧比例,分数(见下文);Md——LKD的重量和质量,t;Cd——LKD中原始碳酸盐的重量比例,分数(见下文);Fd——LKD的煅烧比例,分数(见下文);EFd——LKD中未煅烧的碳酸盐的排放因子,tCO2/t碳酸盐(见下文)。鼓励企业在应用公式7.18时使用设备具体的数据。但是,层级1的缺省数据可在设备具体数据不可获得时予以应用。具体地:(1)碳酸盐排放因子(EFi),参考表7.4中提供的数值;(2)碳酸盐煅烧比例(Fi),可假定为数值1.0(例如,100%煅烧);(3)LKD煅烧比例(Fd),可假定为数值1.0(例如,100%煅烧);(4)LKD中的原始碳酸盐重量分数(,因为碳酸钙是石灰石及白云石生产所需原材料中占主导地位的碳酸盐,所以可假设设施中残留的LKD是由100%的碳酸盐构成。因此,Cd的层级缺省数据等同于原材料中烧窑给料的碳酸钙。表7.4常见碳酸盐种类的层级碳酸盐矿石名称(s)排放因子(tonnesCO2/tonnecarbonate)CaCO3方解石或文石0.44MgCO3菱镁石0.52CaMg(CO3)2白云石0.48FeCO3菱铁矿0.38Ca(Fe,Mg,Mn)(CO3)2铁白云石0.41~0.48MnCO3菱锰矿0.38Na2CO3碳酸钠或纯碱0.41来源:IPCC2006指南,卷3,表格2.1。7.3.4.2范围3排放报告企业应使用公式7.19对石灰生产中的范围3二氧化碳排放(间接排124温室气体排放核算工具放)进行计算。这是一个基于产出的方法,本方法要求提供设备的石灰给料量数据。这些数据之后将与排放因子相乘,此排放因子是基于化学计量比以及CaO/CaO·MgO的组合类型,本组合类型在石灰生产工业具有代表性。未回收至烧窑的氢氧化钙及其他LKD会修正相应的CO2排放结果。2COLlimefractionwaterCF()[1()]EMEFHHLKD(7.19)式中2COE——从石灰生产中排放的CO2,t;EFlime——进口特定类型的石灰排放因子,缺省值为0.75tCO2/t石灰生产;ML——石灰生产的重量,t;Hfraction——进口石灰的水化比例,缺省值:0.1;Hwater——熟石灰的含水量(比例),缺省值:0.1;LKDCF——石灰窑尘(LKD)生产的修正因子不是回到石灰窑,缺省值:1.02。缺省排放因子假设生产石灰85%是高钙石灰,15%是白云石石灰(见公式7.20)。报告企业能够获得更准确的信息,它应该根据公式7.20和表7.5来调整缺省排放因子,以反映实际的结合进口石灰的石灰类型和CaO/CaO·MgO种类的内容。limei()()iiiEFProportionEFProportionEF(7.20)式中EFlime——石灰生产的聚合排放因子;Proportioni——报告企业的石灰进口类型石灰i的比例;EFi——石灰类型i的排放因子,tCO2/t石灰(见表7.5)。表7.5各种石灰类型的属性石灰类型化学计量比(tCO2/tCaO或CaO·MgO)(1)CaO含量范围(%)MgO含量范围(%)CaO或CaO·MgO缺省值(比例)(2)缺省排放因子(tCO2/t石灰)(1)·(2)高钙石灰0.78593~980.3~2.50.950.75白云石石灰0.91355~5738~410.95或0.850.86或0.77水硬石灰0.78565~92NA0.750.59来源:2006年IPCC指南,卷2,表2.1。1257钢铁生产中的温室气体排放量计算7.4估算燃料固定燃烧的CO2排放因子缺省值表7.6和表7.7包含了各种燃料属性的一级缺省值(燃料热值,碳含量和碳氧化分数)能够使公司计算燃料燃烧所排放的CO2。表7.6碳含量的一级默认值碳含量能量基准(=碳含量/热值)燃料%基准(%w/w)低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准(kg/GJ)高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准(kg/GJ)原油0.852019.00沥青质矿物燃料0.582119.95天然气液体0.7717.516.63车用汽油0.8418.917.96航空汽油0.8519.118.15喷气机汽油0.8519.118.15喷气机煤油0.8619.518.53其他煤油0.8619.618.62页岩油0.762019.00气体/柴油0.8720.219.19残留燃料油0.8521.120.05液化石油气0.8117.215.48乙烷0.7816.815.12石油精0.892019.00地沥青0.882220.90润滑剂0.802019.00石油焦0.8626.625.27炼油厂原料0.862019.00炼油气0.7815.714.13固体石蜡0.802019.00石油溶剂&SBP0.802019.00原油和衍生物质其他石油产品0.802019.00126温室气体排放核算工具续表7.6碳含量能量基准(=碳含量/热值)燃料%基准(%w/w)低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准(kg/GJ)高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准(kg/GJ)无烟煤0.7226.825.46炼焦煤0.7325.824.51其他沥青煤0.6725.824.51次沥青煤0.5026.224.89褐煤0.3327.626.22油页岩和焦油沙0.2629.127.65棕色煤压块0.5526.625.27专利燃料0.5526.625.27焦炉焦炭/褐煤焦/碎焦炭0.8229.227.74煤气焦炭0.8229.227.74煤焦油0.622220.90煤气公司煤气0.4712.110.89焦炉煤气0.4712.110.89鼓风炉煤气0.1770.863.72煤及衍生产品氧气吹炼钢炉煤气0.3549.644.64天燃气天燃气0.7315.313.77城市废弃物(非生物量比例)0.252523.75工业废弃物NA39NA非生物质废弃物废油0.802019.00泥炭泥炭0.2828.927.46木材/木材废料0.4830.528.98亚硫酸盐碱液(黑液)0.312624.70生物质废弃物其他主要固体生物量0.3227.325.941277钢铁生产中的温室气体排放量计算续表7.6碳含量能量基准(=碳含量/热值)燃料%基准(%w/w)低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准(kg/GJ)高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准(kg/GJ)木炭0.9030.528.98生物汽油0.5219.318.34生物柴油0.5219.318.34其他液体生物燃料0.5921.720.62填埋气体0.7514.913.41污泥气体0.7514.913.41其他生物气体0.7514.913.41生物质废弃物城市废弃物(生物量比例)0.3227.325.94表7.7燃料热值和碳氧化因子的一级缺省值燃料高位热值(HHV总热值(GCV(thousandBtu/lb)LHV)/净热值(NCV)unitsMJ/kg/TJ/Gg碳氧化因子(%)原油21.3142.3100沥青质矿物燃料13.8527.5100天然气液体22.2644.2100车用汽油22.3144.3100航空汽油22.3144.3100喷气机汽油22.3144.3100喷气机煤油22.2144.1100其他煤油22.0643.8100原油和衍生物质页岩油19.1938.1100128温室气体排放核算工具续表7.7热值燃料高位热值(HHV)/总热值(GCV)单位(thousandBtu/lb)低位热值(LHV)/净热值(NCV)unitsMJ/kg/TJ/Gg碳氧化因子(%)汽油/柴油21.6643100残留燃料油20.3540.4100原油和衍生物质液化石油气25.1547.3100乙烷24.6746.4100石油精22.4144.5100地沥青20.2540.2100润滑剂20.2540.2100石油焦16.3732.5100炼油厂原料21.6643100炼油气24.9349.5100固体石蜡20.2540.2100石油溶剂&SBP20.2540.2100原油和衍生物质其他石油产品20.2540.2100无烟煤13.4526.7100炼焦煤14.2028.2100其他沥青煤12.9925.8100次沥青煤9.5218.9100褐煤5.9911.9100油页岩和焦油沙4.488.9100棕色煤压块10.4320.7100煤及衍生产品专利燃料10.4320.71001297钢铁生产中的温室气体排放量计算续表7.7热值燃料高位热值(HHV)/总热值(GCV)单位(thousandBtu/lb)低位热值(LHV)/净热值(NCV)unitsMJ/kg/TJ/Gg碳氧化因子(%)焦炉焦炭/褐煤焦/碎焦炭14.2028.2100煤气焦炭14.2028.2100煤焦油14.1028100煤气公司煤气20.5838.7100焦炉煤气20.5838.7100鼓风炉煤气1.312.47100煤及衍生产品氧气吹炼钢炉煤气3.757.06100天燃气天燃气25.5248100城市废弃物(非生物量比例)5.0410100工业废弃物NANA100非生物质废弃物废油20.2540.2100泥炭泥炭4.929.76100木材/木材废弃物7.8615.6100亚硫酸盐碱液(黑液)5.9411.8100其他主要固体生物量5.8411.6100木炭14.8629.5100生物汽油13.6027100生物柴油13.6027100其他液体生物燃料13.8027.4100填埋气体26.8050.4100污泥气体26.8050.4100其他生物气体26.8050.4100生物质废弃物城市废弃物(生物量比例)5.8411.6100130温室气体排放核算工具7.5估算燃料固定燃烧排放的CH4和N2O的一级默认值表7.8低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料燃料CH4N2OCH4N2OCH4N2OCH4N2O原油3.0000.6000.1340.0272.8500.5700.1270.025沥青质矿物燃料3.0000.6000.0870.0172.8500.5700.0830.017天燃气液体3.0000.6000.1400.0282.8500.5700.1330.027车用汽油3.0000.6000.1400.0282.8500.5700.1330.027航空汽油3.0000.6000.1400.0282.8500.5700.1330.027喷气机汽油3.0000.6000.1400.0282.8500.5700.1330.027煤油3.0000.6000.1390.0282.8500.5700.1320.026其他煤油3.0000.6000.1380.0282.8500.5700.1310.026页岩油3.0000.6000.1200.0242.8500.5700.1140.023汽油/柴油3.0000.6000.1360.0272.8500.5700.1290.026残留燃料油3.0000.6000.1280.0262.8500.5700.1210.024液化石油气1.0000.1000.0530.0050.9000.0900.0470.005乙烷1.0000.1000.0520.0050.9000.0900.0460.005石油精3.0000.6000.1410.0282.8500.5700.1340.027地沥青3.0000.6000.1270.0252.8500.5700.1210.024润滑剂3.0000.6000.1270.0252.8500.5700.1210.024石油焦3.0000.6000.1030.0212.8500.5700.0980.020炼油厂原料3.0000.6000.1360.0272.8500.5700.1290.026炼油气1.0000.1000.0550.0060.9000.0900.0500.005固体石蜡3.0000.6000.1270.0252.8500.5700.1210.024石油溶剂&SBP3.0000.6000.1270.0252.8500.5700.1210.024原油和衍生物质其他石油产品3.0000.6000.1270.0252.8500.5700.1210.0241317钢铁生产中的温室气体排放量计算续表7.8低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料燃料CH4N2OCH4N2OCH4N2OCH4N2O无烟煤1.0001.5000.0280.0420.9501.4250.0270.040炼焦煤10.0001.5000.2970.0459.5001.4250.2820.042其他沥青煤10.0001.5000.2720.0419.5001.4250.2580.039次沥青煤10.0001.5000.1990.0309.5001.4250.1890.028褐煤10.0001.5000.1250.0199.5001.4250.1190.018油页岩和焦油沙10.0001.5000.0940.0149.5001.4250.0890.013棕色煤压块10.0001.5000.2180.0339.5001.4250.2070.031专利燃料10.0001.5000.2180.0339.5001.4250.2070.031焦炉焦炭和褐煤焦炭10.0001.5000.2970.0459.5001.4250.2820.042煤气焦炭1.0000.1000.0300.0030.9500.0950.0280.003煤焦油10.0001.5000.2950.0449.5001.4250.2800.042煤气公司煤气1.0000.1000.0430.0040.9000.0900.0390.004焦炉煤气1.0000.1000.0430.0040.9000.0900.0390.004鼓风炉煤气1.0000.1000.0030.0000.9000.0900.0020.000煤及衍生产品氧气吹炼钢炉煤气1.0000.1000.0080.0010.9000.0900.0070.001天然气天然气1.0000.1000.0530.0050.9000.0900.0510.005城市废弃物(非生物量比例)30.0004.0000.3160.04228.5003.8000.3000.040工业废弃物30.0004.000N/AN/A28.5003.800N/AN/A非生物质废弃物废油30.0004.0001.2690.16928.5003.8001.2060.161泥炭泥炭2.0001.5000.0210.0151.9001.4250.0200.015木材/木材废弃物30.0004.0000.4930.06628.5003.8000.4680.062生物质废弃物亚硫酸盐碱液(黑液)3.0002.0000.0370.0252.8501.9000.0350.024132温室气体排放核算工具续表7.8低位热值(LHV)/净热值(NCV)基准高位热值(HHV)/总热值(GCV)基准kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料kgGHG/TJ燃料kgGHG/t燃料燃料CH4N2OCH4N2OCH4N2OCH4N2O其他主要固体生物量30.0004.0000.3660.04928.5003.8000.3480.046木炭200.0004.0006.2110.124190.0003.8005.9000.118生物汽油3.0000.6000.0850.0172.8500.5700.0810.016生物柴油3.0000.6000.0850.0172.8500.5700.0810.016其他液体生物燃料3.0000.6000.0870.0172.8500.5700.0820.016填埋气体1.0000.1000.0560.0060.9000.0900.0500.005污泥气体1.0000.1000.0560.0060.9000.0900.0500.005其他生物气体1.0000.1000.0560.0060.9000.0900.0500.005生物质废弃物城市废弃物(生物量比例)30.0004.0000.3660.04928.5003.8000.3480.0467.6单位转换比率表7.9质量1磅(lb)453.6克(g)0.4536公斤(kg)0.0004536吨(t)1公斤(kg)2.205磅(lb)1美吨(ton)2000磅(lb)907.2公斤(kg)1吨(t)2205磅(lb)1000公斤(kg)1.1023美吨(tons)体积1立方英尺(ft3)7.4805加仑(gal)0.1781桶(bbl)1立方英尺(ft3)28.32公升(L)0.02832立方米(m3)1加仑(gal)0.0238桶(bbl)3.785公升(L)0.003785立方米(m3)1桶(bbl)42加仑(gal)158.99公升(L)0.1589立方米(m3)1337钢铁生产中的温室气体排放量计算续表7.9体积1公升(L)0.001立方米(m3)0.2642加仑(gal)1立方米(m3)6.2897桶(bbl)264.2加仑(gal)1000公升(L)能量1千瓦小时(kWh)3412Btu(btu)3600千焦(KJ)1兆焦(MJ)0.001gigajoules(GJ)1焦耳(GJ)0.9478百万Btu(百万btu)277.8千瓦小时(kWh)1Btu(btu)1055焦耳(J)1百万Btu(millionbtu)1.055焦耳(GJ)293千瓦小时(kWh)1千卡(therm)100000btu0.1055焦耳(GJ)29.3千瓦小时(kWh)其他千1000兆1000000千兆1000000000tera10000000000001磅/平方英寸0.06895巴1kgf/cm3(techatm)0.9807巴1atmosphere(atm)1.01325巴101.325千克帕斯卡14.696每磅平方英寸(psia)1英里(statue)1.609千米1吨CH421吨CO2e1吨N2O310吨CO2e1吨C3.664吨CO2e8石灰生产过程中二氧化碳的排放计算136温室气体排放核算工具8.1概述1.工具的目的和适用范围本指南是写给工厂管理层和现场人员,针对石灰制造生产中的温室气体直接排放的测量和书面报告。此行业指南可应用于所有涉及石灰生产的行业。2.过程描述石灰在各种工业、化工和环境等行业应用广泛。主要的消耗源自炼钢、在燃煤发电厂排气脱硫、建筑材料、纸浆和纸张生产、水净化等。石灰生产的三个步骤:原材料准备、煅烧和水化。石灰石的煅烧过程,主要是碳酸钙(CaCO3)在窑炉中高温受热产生生石灰(CaO)。二氧化碳是该反应过程的副产物,通常都是排放到大气中。然而,一些设施能够回收一部分排放量。例如用于糖精炼和沉淀碳酸钙生产。高钙石灰是由包含0%~5%质量氧化镁的石灰石而生产出来的,因此有较高钙含量。相比之下,白云石石灰通常包含35%~45%的氧化镁。水硬性石灰与水反应形成局部硬化,所以不同于非水硬性石灰,它们可以置于水下。3.工具的适用性在窑炉的加热过程中,燃料燃烧会排放温室气体。这些排放量并不在下列指导方针的描述内。这些排放量的估算请详见固定燃烧指南。8.2方法的概述这个工具提供两种石灰生产过程中CO2排放量的计算方法,和相关应用的电子文档。1.方法1利用生产数据估算排放量。根据石灰的生产类型,估算其分解时产生的排放量。排放量的计算考虑了CaO和CaO·MgO对于每个石灰类型的化学计量比。这个化学计量比,是衡量一吨特定类型的石灰煅烧时CO2的释放量。最后,用排放量估算来校正剩余的熟石灰及未被回收的石灰窑尘(LKD)的CO2排放量。方法1是根据下面的公式:2CO2[(CaO)][1(HHO)]iiiiiEQSRCF(8.1)1378石灰生产过程中二氧化碳的排放计算式中2COE——石灰生产中CO2的排放量,t;Qi——i型石灰的产量,t;SRi——i型石灰;CaOi——i型石灰中CaO和CaO·MgO的含量(分数);Hi——i型石灰中熟石灰的比例(分数);H2Oi——i型石灰中熟石灰的含水量;CF——石灰窑尘(LKD)的校正系数。如果工厂生产石灰的Hi、H2Oi和CaOi比值无效,可以使用工具提供的默认值。2.方法2利用石灰窑中原材料的碳酸盐成分估算排放量。排放物可在生产所用碳酸盐、校正后的石灰窑尘(LKD)及尚未煅烧的每种碳酸盐含量的基础上分解。方法2在计算过程中需要比方法1更多具体的数据,能够更准确地估算CO2的排放量。方法2是根据下面的公式:2COdddd()(1)iiiEEFMFMCFEF(8.2)式中2COE——石灰生产中CO2的排放量,EFi——i型碳酸盐的排放因子,Mi——i型碳酸盐消耗量,t;Fi——i型碳酸盐达到的煅烧比例(分数);Md——石灰窑尘(LKD)质量,t;Cd——石灰窑尘(LKD)中原始碳酸盐的重量比例(分数);Fd——对石灰窑尘(LKD)达到的煅烧比例(分数);EFd——石灰窑尘(LKD)中未煅烧碳酸盐的排放因子,tCO2/t碳酸盐。如果工厂提供的EFi、Fi、Cd、Fd和EFd比值无效,可以使用工具提供的默认值。8.3石灰生产过程中燃料燃烧的二氧化碳排放量在石灰生产的煅烧过程中会消耗各种燃料。这些与燃料燃烧相关的温室气体排放不直接计入石灰生产的方法论,请根据固定燃烧指南来估算这些温室气体排放量。9硝酸生产中氧化亚氮排放的计算工具指南140温室气体排放核算工具9.1概述1.工具的目的和适用范围此指南针对工厂管理层与基层人员测量和报告由硝酸导致的温室气体直接排放。这种循序渐进的方法用于从数据收集到报告的每个计算阶段。此指南包含硝酸生产过程中相关氧化亚氮的排放。然而,这个指南没有包含:①硝酸产品发生化学氧化而造成的直接排放;②外购能源(电力或者蒸汽)用于硝酸生产而造成的间接排放。这些温室气体排放计算方法包含于跨行业的固定燃烧指南文件。2.工具的适用性硝酸生产排放的氧化亚氮取决于硝酸的产量、车间设计、燃烧情况和根据氧化亚氮在后续消除过程中的减少量。许多硝酸生产商已经考虑如何减少氮氧化物的排放。在欧洲,最普遍的氮氧化物减排技术是使用选择性的催化减少,这个技术不会降低氧化亚氮的排放,有时还会导致其增加。在美国和加拿大,许多工厂使用非选择性的催化减少技术来减少氮氧化物的排放,并且这项技术也会减少氧化亚氮的排放。9.2活动数据和排放因子的选择本指南包含一个多层级的方法,给报告者测量氧化亚氮在硝酸生产中的排放提供简单或者更加先进的方法选择。这个精确的排放数据能够通过对氧化亚氮的直接检测获得。使用设置的特定排放因子是第二好的解决方案。最不精确的结果是通过使用默认值的排放因子获得的。9.3计算氧化亚氮的排放方法一:直接监控氧化亚氮的排放。氧化亚氮的排放因车间不同而具有多样性。氧化亚氮的排放很大程度上取决于一些特定因素,例如车间设计、生产条件以及减排技术。因此,直接监测产生的排放数据是很精确的。1419硝酸生产中氧化亚氮排放的计算工具指南精确地对氧化亚氮的直接排放进行监测需要测量已经存在的输出流1和不受控制的输出流2。然而,当仅有输出流1的测量数据时,数据质量也是令人满意的。为了从直接监测中获得氧化亚氮的排放数据,当烟气中的污染物浓度已经测得时,这个浓度乘以烟气的流速得到一个质量排放率,这个质量排放率可以按年折算以获得全年或者一个不同报告期间的排放。氧化亚氮的排放数据通常在持续监测的基础上获得的。如果一个工厂的监测没有持续进行,就有必要在它经常显著变化时进行抽样和分析,以确保操作条件恒定。很多不同的技术能够用于监测直接排放。当应用直接测量技术时,应密切关注技术供应商和/或环境监管部门提供的使用说明。方法二:使用氧化亚氮特定场所排放因子(见表9.1)。方法三:使用氧化亚氮缺省排放因子(见表9.1)。表9.1硝酸生产过程氧化亚氮特定场所排放因子生产过程N2O排放因子(与100%硝酸有关)具有NSCRa的工厂(所有过程)2kgN2O/t硝酸±10%具有集成过程或尾气N2O去除的工厂2.5kgN硝酸±10%大气压力工厂(低压)5kgN硝酸±10%中等压力燃烧工厂7kgN硝酸±20%高压工厂9kgN硝酸±40%注:上标a为非选择性催化还原(NSCR)。氧化亚氮的排放因车间不同而具有多样性。氧化亚氮的排放很大程度上取决于特定因素,如车间设计、生产条件和减排技术。因此,使用特定排放因子生成的数据比使用缺省排放因子生成的数据更准确。缺省排放因子只能提供粗略的排放估计,不能单独反映每个装置的实际排放情况。氧化压力和生产每吨HNO3造成氧化亚氮的排放水平之间是否存在相关性仍然是行业所讨论的问题。特定排放因子可能来自于排放的直接测量。如果一个工厂的监测没有持续进行,就有必要在它经常显著变化时进行抽样和分析,以确保操作条件恒定。表9.1是基于下面的公式:氧化亚氮的排放量=硝酸产量×氧化亚氮排放因子×(1-(氧化亚氮消除因子×减排技术使用因子))(9.1)在此,还需要确定如下数据:142温室气体排放核算工具硝酸产量(t);氧化亚氮排放因子(kg氧化亚氮/t硝酸生产);如果选择不使用缺省排放因子也需要减排系统的减排效率数据以及此系统的使用时间。这两种数据应以分数的形式输入到试算表。提供了五种不同类型硝酸生产工厂的缺省因子。某些缺省值来源于使用特定减排技术的假设,工厂需不需要提供它们减排系统的数据,取决于所使用的缺省值。(1)可受控制的输出流:局限于通风口的排放,因此相对容易衡量。(2)不受控制的输出流:无局限的排放,因此难以衡量。工具表的使用过程:①在A列填入硝酸的产量(t)。②在B列提供了氧化亚氮的缺省排放因子。使用特定氧化亚氮排放因子优先于缺省值,这些值填入C列。D列自动选择自定义氧化亚氮排放因子。③根据选择的不同类型的排放因子,输入特定减排效率数据以及减排技术的数据。在常规排放因子及缺省排放因子选定的情况下,上述数据是必须提供的。在硝酸生产车间,氧化亚氮可在工业废气或氮氧化过程或尾气中被清除。氧化亚氮消除因子取值范围在之间。例如,如果清除装置运行950小时而硝酸生产装置运行1000小时,则其消除因子是0.95。④G列及H列所取数值是自动计算生成的。9.4清单质量为识别计算错误及遗漏,所得排放数据的质量必须予以控制。推荐以下两个简便有效的方法:1.排放数据比较对于同一生产设备,对比其所用数据与之前所统计数据;当生产层次或是生产技术变革,不能对现有数据及历史数据的差异进行解释时,很可能就意味着存在计算错误。2.方法层级检查如果运用方法1或方法2对排放量进行计算,报告人员可用方法3中介绍的方法检查结果是否在合理范围内。10估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具144温室气体排放核算工具10.1执行摘要本核算工具及报告内容包含了估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具,其版本1.1由国家改善大气与河流委员会为国际林纸协会联合会制定。该版本与2001年发布的版本1.0的不同,在附录G中描述。这些特定工业的工具的目的在于与温室气体计量议定书配合使用,上述“温室气体计量议定书”如下:WRI/WBCSD发布的温室气体议定书、美国环境保护署(USEPA)发布的温室气体盘查议定书核心模块的指导意见、由自愿挑战与登记发布的“实体或基于设施报告的挑战注册指南”以及其他企业温室气体清单议定书。这些工具反映了许多知名且被广泛接受的议定书的特征。此外,他们预计了一系列造纸厂在开发设施层级或企业层级库存清单时所必须解决的问题。为保证此工具与政府间气候变化专门委员会(IPCC)和WRI/WBCSD发布的指南一致,已做出了特别的努力。这些工具是根据化石燃料燃烧中燃料含碳量(或可比的排放因子)和燃料消耗量数据去估算CO2的排放量。生物质燃烧排放的二氧化碳不计为温室气体排放,这是本报告所检查的大多数议定书约定并俗成的,但如果企业选择报告生物质燃烧的排放,那么可以对它们单独报告。对于那些希望遵守WRI/WBCSD温室气体议定书的企业来说,应包括这些生物质燃烧所产生的CO2排放,并且应将其与直接温室气体排放分别报告。不管选择哪种报告方法,清楚地区分源自生物质燃烧的CO2排放以及化石燃料的CO2排放都相当重要。在估算化石燃料和生物质燃料所产生的甲烷和氧化亚氮排放时,须使用排放因子和活动数据。为估算硫酸盐制浆造纸厂石灰窑和煅烧炉所产生的化石二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放,本指南提供了相应的方法。在估算垃圾填埋场和污水处理厂的温室气体排放时,如同估算车辆和其他化石燃料设备的排放量,须使用IPCC建议的方法。然而,在所有的情况下,企业可以使用场地特定的信息估算温室气体排放量,从而可产出比本报告列出的工具更精确的结果。使用这些工具时,与外购电力或蒸汽相关的间接排放被包含于清单结果中,但是需要与直接排放区分。归因于输出电力或蒸汽的排放,是直接排放的一部分,为了表明在一些设施中所产生的直接排放是与输出的能量流相关的,本报告进行了明确的描述。报告中使用了WRI/WBCSD的“效率方法”去估算热电联产系统的温室气体排放。14510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具本计算工具允许企业开发自身的排放清单,此清单包括所有组织边界内的直接排放源。例如企业拥有的运输车队,以及组织边界外的间接排放源,例如源自购买和消耗的电力、热力及蒸汽的排放,以及组织边界外的现场纸浆和造纸生产操作。可以理解的是,企业根据清单目标而报告最适当的间接排放源。对多数工厂来说,其温室气体简介主要由化石燃料的静态燃烧排放以及外购电力和蒸汽的排放所构成,这些排放在10.9和10.13中予以讨论。对于那些仅考虑了CO2排放的清单来说(即CH4及N2O的排放不包含于排放清单中),在估算排放时仅基于设施层级的燃料消耗量活动数据和CO2排放因子可能会更合适。在某些特定情况下,也可以利用设施层级的活动数据对CH4、N2O排放量进行充分的估算。为有助于理解清单结果,这些工具建议在结果中包含清单的运营边界的描述以及用于估算排放所用的排放因子。建议的企业清单结果报告的格式中可以将直接排放(源自企业拥有或控制的排放)与间接排放(是该公司的活动结果,但是发生源是由另一个公司控制或拥有)分别报告。企业可自行选择确定排放所有权的方法,但该方法应在清单结果中予以解释。用户可根据WRI/WBCSD温室气体议定书的指导,来确定部分拥有或部分控制排放源的所有权。为协助执行本报告所描述的计算,报告中提供了一个Excel工作簿。10.2计算工具(版本1.1)10.2.1引言为了改进估算纸浆和造纸厂温室气体排放的方法,2001年国际森林和造纸业协会(ICFPA)同意将国际工具发展为:(1)启用统一收集可信、透明和可比的全球数据;(2)注明林产工业的独特属性;(3)建立一个框架,使得此框架有助于实施一系列可能会用到碳清单数据的项目。为达到这个目的,ICFPA气候变化工作组雇佣了国家改善大气与河流委员会研究中心(NCASI),以审查现有温室气体议定书及协助发展用于估算温室气体排放的计算工具。本报告包含该成就的结果。版本1.0的这些计算工具发布于2001年12月。附录G显示了对此计算工具所做的修正。本报告的正文中描述了这些计146温室气体排放核算工具算工具。附录汇总了一系列现有议定书中计算工具的相关特征,并且对估算方法提供了更多细节。本材料仅包含纸浆和造纸厂的生产相关的排放。碳汇和森林封存相关的排放并没有解决。这些计算工具将帮助企业开发温室气体排放清单用于各个目的,包括公司内部基准、公众报告、产品描述、碳交易。但是,决定温室气体清单编制的原则会根据项目而有实质的不同,所以计算工具的使用者需要清楚其清单预期用途的要求。这些特定工业的工具应该与可接受的温室气体计量议定书(如:WRI/WBCSD发布的“温室气体议定书”、USEPA发布的“温室气体盘查议定书核心模块的指导意见”、VCR发布的“实体或基于设施报告的挑战注册指南”或其他的温室气体清单议定书)结合使用。这些议定书对从定义温室气体清单目标到检查工业范围以外的结果的特定工具选项,这一范围内的问题提供了有价值的信息。佐治亚—太平洋公司的议定书便是一个公司自行开发林产工业特定议定书的例子。10.2.2林产工业温室气体排放情况林产工业在全球碳循环中扮演着重要而复杂的角色。森林为行业提供了主要原材料。其可持续化的管理固定了大量的碳,并且提供了可用的产品,这些产品在使用和废弃过程中对碳库作出了重要贡献。此外,森林提供了多重的环境、社会及经济方面的效益。在多数发达国家扩大林地面积的努力和发展中国家建立的新种植园,正在增加碳汇。正在进行研究以确认森林管理实践能够在现有森林优化碳汇的同时保持或者加强森林生产力并保护环境。在森林生产出所需的产品时,碳也得以存储,因为大多数产品在使用及废弃后延长了碳储存的时间。回收利用是碳循环的一个重要组成部分,因为它可以帮助延长产品储存碳的时间。据估计,全球在森林产品中储存的碳每年增加1.39亿吨(Winjum,Brown和Schlamadinger,1998)。林产工业严重依赖于取代了化石燃料的生物质燃料,后者是引起大气中二氧化碳含量上升的主要原因。在许多国家,使用生物质燃料可满足半数以上行业的能源需求。那些不可经济地回收的森林产品是生物质燃料的一个来源。纸浆和造纸行业是使用热电联产系统(CHP)的全球领导者,它也被称14710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具为废热发电系统。热电联产系统使用相同燃料生产电能和热能,相比普通生产电力和蒸汽的方法,可产生两倍或更多的电力和蒸汽。因此可通过减少化石燃料使用量来减少温室气体排放。在一些国家,纸浆和造纸工业一半以上的能量来源于热电联产系统。该行业与全球碳循环的相互作用是广泛而复杂的。因此,重要的是,该行业的温室气体排放不可被独立看待。只有在森林产品碳循环的整体环境中,才能对行业的排放的重要性进行适当的评估。10.2.3这些计算工具与其他温室气体议定书的关系有很多关于温室气体排放的估算及报告议定书。大多数现有议定书是基于一套通用的一般原则的,它们的主要差异在于不同的议定书有不同的目的(例如国家清单、企业清单等)。温室气体清单开发的一般原则是很重要的,并且应在准备清单时予以说明。但是,本报告并没有对这些问题有太多关注,因为这些原则是通用的且信息可在其他地方查找到。在开发清单时一些特别有用的信息来源:(1)联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC1997a,b,c,2000a);(2)世界资源研究所/世界可持续发展工商理事会(WRI/WBCSD)(WRI2001,2004a);(3)皮尤全球气候变化中心(Loreti,Wescott,andIsenberg2000;Loreti,Foster,andObbagy2001);(4)美国环境保护署(USEPA2003);(5)加拿大气候变化自愿挑战与登记(VCR2004)。在企业使用这些计算工具时,WRI/WBCSD和PEW中心的文献资料尤其相关,因为他们注重企业层级的报告。如何获取这些文件包含于文献引用中,WRI/WBCSD和PEW中心的文献资料提供了下列通用并且重要的信息:(1)温室气体报告原则(如:相关性、一致性、完整性、透明性、准确性);(2)定义企业目标清单(如:公开报道、自愿行动、碳交易);(3)建立组织和运营边界;(4)建立历史参考数据和跟踪气体排放;(5)清单质量管理;(6)核查。148温室气体排放核算工具纸浆和造纸工业计算工具在这个报告中的目的是:帮助企业寻找满足于一系列议定书的数据,这些议定书包括WRI/WBCSD温室气体议定书。鉴于WRI/WBCSD温室气体议定书的广泛认可,在使用这些计算工具时需要重点注意:它计算出来的信息可能无法完全满足温室气体议定书的报告要求。具体来说,温室气体议定书建议企业在清单中报告由空调和制冷设备排放的氢氟碳化物(HFCs),但是在纸浆和造纸业计算工具中并没有提及HFC的估算。WRI/WBCSD有一个用来估算HFC和PFC排放的计算工具(计算制造、安装、操作和处理制冷和空调设备中HFC和PFC排放的工具,版本1.0),温室气体议定书网站可提供下载(WWW.GHGPROTOCOL.ORG)。IPCC也发出声明,企业如果想估算这些排放,则可能会在以上网站发现有用的温室气体排放计算工具(IPCC1997c,Section2.17.4.2)。WRI/WBCSD温室气体议定书和这里介绍的计算工具会存在其他差异,存在这些差异的原因在于这些工具提供了温室气体议定书未要求的额外信息,或是提供了略微不同的格式。也许与IPCC的建议方法仅有的一处显著差异来自估算垃圾填埋场排放的方法。IPCC的计算方法依赖于通用的估算方法,而我们介绍的计算工具中,需要基于厂区特定的气体收集数据对温室气体排放量进行估算。10.2.4计算工具概述10.2.4.1应用计算工具所涉及的步骤总的来说,计算工具需要用户执行以下步骤,其中大部分将在本报告的后续章节中进行详尽描述。(1)确定清单的目标。大多数开发企业温室气体清单的协议(包括WBCSD温室气体议定书),可以帮助企业了解温室气体清单结果的各种用途。温室气体清单的构思和执行将在很大程度上取决于清单结果的预期用途。因此企业在开发温室气体清单前,务必保证自己用于编制清单的方法满足于清单目标的要求。(2)确定边界条件。在编制温室气体清单时必须考虑两种类型的边界——运营边界和组织边界。组织边界反映的是企业的运营及法律架构的所有权和控制权。温室气体议定书(WRI2004a)提供了关于确定组织边界的广泛指导。它将确立组织14910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具边界的过程描述为“选择一种估算温室气体排放的方法,然后一致地运用选定的方法,并且出于估算和报告温室气体排放的目的去定义那些构成企业的运营和商业”。温室气体议定书建议:以下两种方法都可以在设定组织边界时用来确定温室气体排放:股权比例方法和财务控制方法。温室气体议定书提供了确定组织边界的广泛讨论及例子(WRI2004a)。运营边界定义了那些需要满足清单目标的排放源,并将排放源分为“直接”排放源和“间接”排放源,尔后确定估算和报告间接排放的范围。“直接”和“间接”排放定义如下(WRI2001,2004a):①直接排放:报告企业拥有或控制的排放源。②间接排放:因企业活动而引起,但被其他组织拥有或控制的排放源。当然,理论上能够和企业活动有相互联系的温室气体排放有一种无尽的上游下游因果关系。然而,温室气体议定书,通常要求企业的间接排放源自有限范围——如那些由企业所消耗但是由其他企业所生产的电力、蒸汽和热能,并且这些间接排放在计算工具中予以了说明。该工具可以解决下列问题:①从厂区内运营产生的直接排放(例如:公司拥有的发电锅炉);②从厂区外运营产生的直接排放(例如:公司拥有的采伐设备);③来自输出电力或蒸汽部分的直接排放;④与外购电力或蒸汽部分相关的间接排放(例如:包括那些来自外包独立供电区);⑤不涉及电力和蒸汽传输的厂区内运营的间接排放(例如:外包的场内污水处理业务)。那些希望满足温室气体议定书要求的报告编制企业,同时需要将所有直接排放以及那些归因于外购电力、蒸汽、沸水或冷水相关的间接排放包含于内(WRI2004a)。这些工具没有将非常规纸浆和造纸过程产生的运营排放包含在内,尽管企业可能会需要将其包含在内,以满足清单目标(例如:它们在企业的组织边界之内)。(3)估算排放。下一个步骤是估算温室气体排放。本报告中的计算工具解决下列问题:①来自化石燃料固定燃烧产生的二氧化碳排放;②来自化石燃料燃烧装置、回收炉、生物质燃烧锅炉、石灰窑炉等的甲烷和氧化亚氮的排放;150温室气体排放核算工具③来自纸浆生产过程中碳酸钙或碳酸钠添加剂使用时产生的二氧化碳;④运输及移动源产生的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放;⑤来自造纸厂垃圾填埋场和废水厌氧处理过程的甲烷排放;⑥移动源排放(例如:公司拥有的运输车队、采伐设备);⑦输出至附属碳酸钙沉淀(PCC)工厂的化石燃料源二氧化碳;⑧输入的二氧化碳(例如:为酸碱中和);⑨与电力和蒸汽的输入和消耗相关的温室气体排放;⑩电力和蒸汽输出所产生的温室气体排放。这些计算工具可以估算纸浆和造纸厂生产过程中来自生物质燃烧的温室气体排放量,但这部分排放不包括在温室气体排放总量内(即需要分别处理)。生物质碳被认为是“中性碳”,因为生物质中的碳起源于大气。因此,生物质燃烧会使得碳循环至大气中,而化石燃料的燃烧会向大气中释放新的碳。温室气体议定书遵循的报告通常与国家清单所使用的相一致,即:生物质燃料燃烧所产生的二氧化碳排放会包含于报告中,但仅作为信息用途,并不将其包含于国家总排放中。10.7中有具体明确生物质燃烧产生二氧化碳排放的估算方法。虽然这些计算工具不能解决燃气管道系统或许会有的甲烷泄漏(例如:连接天燃气锅炉的管道),但是如果使用者希望说明这些与以上清单中列出的GHG排放相比很小的逸散释放,可到发布的《设备泄漏排放估算议定书》中寻找更多信息(USEPA1995)(4)成果报告。这个计算工具强调了结果的分类及透明性。本报告的10.2.16提供了一个报告清单的例子,此例子是为了给公司提供一个能够在清单中很好表达透明度和分类信息的方式(但是,企业可选择使用其他的格式来报告)。企业如果要报告生物质燃烧导致的二氧化碳排放的附加信息,请参考10.7。10.2.4.2数据质量本报告中的计算工具可根据不同的目的进行排放估算。在很大程度上,清单的编制目的将决定所需数据的品质和需要选择的估算方法。例如在收集企业基准数据时,允许使用通用的煤燃烧的排放因子,但是在碳交易计划中却需要根据具体燃煤的碳含量去估算排放。在企业编制清单之前,需注明根据清单的既定用途而对数据质量提出的要求。在大多数情况下,企业可使用排放因子及相应的活动数据来估算温室气体排放(如:所消耗的燃油量)。对于大多数工厂来说,温室气体排放的最大15110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具来源是化石燃料固定燃烧装置。幸运的是这些设施通常有完整的化石燃料类型和消耗量记录,而这些源的二氧化碳排放与燃料的碳含量直接相关,如同在被广泛接受的排放因子中所反映的那样。但是,对于大多数其他数据来源,由于有时只能获得极少的活动数据,以及更多情况下排放因子是基于很少的数据,导致温室气体排放的数据质量很低。由于排放因子会对温室气体清单产生重要影响,所以计算工具提供了表格(表10.14)以鼓励企业说明用于开发清单的排放因子。可以预见的是,在未来的时间里将对排放进行更多的测量,同时会改进排放因子来反映这些新的数据。所以排放清单的使用者需要了解这一过程以及其对排放量清单数据的影响。有一点可以肯定,估算结果的质量会随着时间的推移而逐渐提高,但是不可能预测估算会被高估或者低估。对大多数工厂而言,这些变化对其温室气体构成的影响并不重要。但是,因为温室气体最大的排放源来自大多数纸浆和造纸厂生产过程中化石燃料的固定燃烧,使得这很好理解。10.2.4.3单位不同的国家使用不同的计量单位(如:美国加仑与英国加仑)。这将会产生相当大的混乱。因此需要应用全球统一的排放因子和评估技术,使用SI(公制)系统编制报告。在10.3中包含国家或信息负责国所建议的排放因子及其他参数。对一些涉及计量单位的重要事项进行了额外批注。(1)温室气体计量单位。温室气体通常在它们造成全球变暖的估计潜力基础上相比较。全球变暖潜值(GWP)因子被开发,以用于将一定量的非二氧化碳温室气体用一个等量的变暖潜力转换为一定量的二氧化碳。虽然这些因子的推导过程依赖于一系列的假设,GWP被普遍地用来比较温室气体之间辐射强度的影响。甲烷的GWP值为21,从全球变暖的观点来看,1克甲烷相当于21克的二氧化碳。氧化亚氮的GWP为310。在其他地方有对这些推导的解释(IPCC,1996)。当一个排放估算是转换成等量的二氧化碳的几种温室气体组合时,那这个估算被称之为二氧化碳当量,简写为CO2e、CO2eq或CO2-equiv。为将二氧化碳、甲烷、氧化亚氮的排放转化为二氧化碳当量,需要将甲烷排放量乘以21,将氧化亚氮的排放量乘以310,然后将其分别相加。152温室气体排放核算工具二氧化碳当量有时也被看做在二氧化碳当量中碳的重量,通常用吨碳当量为单位(MTCEs)。MTCEs是由二氧化碳重量(t,等于1000kg)乘以12/44得来的,12/44是二氧化碳中碳的质量分数。为了保证温室气体报告的透明度和避免混淆,这些计算工具中通常报告的是每种温室气体的质量,而不是二氧化碳当量或MTCES。然而在某些情况下,企业发现更加适合使用基于多种转换为二氧化碳当量或MTCES的综合排放的排放因子。如果事先已予以说明,这是可以接受的。(2)燃料的热含量:GCV对NCV。一些国家根据其总热值(GCV)或高位热值(HCV)来衡量燃料,而其他国家则使用净热值(NCV)或低位热值(LHV)。GCV与NCV的区别在于燃料燃烧过程中产生的水蒸气的形式(气态或液态)。GCV包含燃烧后水的潜热。NCV由生成气态水而计算(即未冷凝)。水的气化潜热在GCV中被减去了。当一种潮湿的燃料在燃烧时,存在两种来源的生成水:燃料中的含水和燃料中氢燃烧生成的水。在任意湿含量下,燃料的NCV可由下式确定(KitanaandHall1989,p.883):NCV=(1-Mwet)[GCVsolids(10.1)式中NCV——任何湿含量下的净热值;GCVsolids——干燃料总热值(零含水量)——水的气化潜热(2.31MJ/kg,25C);Mwet——湿基燃料的含水量,%;Mdry——干基燃料的含水量,%;H——干燃料中氢的质量分数,%。如果NCV是用干燃料来表示(例如:对应燃料的干基),则可以从干燃料的GCV来确定。NCVsolids=GCVsolids-9H(10.2)式中NCVsolids——干燃料的净热值(零含水量)。一个普遍接受的近似是:对于煤和石油来说,NCV是GCV的95%,对于天然气来说,NCV是GCV的90%(IPCC1997c)。IPCC没有提供生物质燃料的NCV和GCV的关系,估计是因为生物质燃料的含水量区别很大。然而,在大多数情况下,林产工业通过生物质中干燥固体的能量来描述生物质15310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具燃料的能量含量(例如:废纸浆、碎木燃料等)。因此,可使用公式10.2来换算干基生物质燃料的NCG和GCV之间的关系。许多木材品种的氢含量大约是6%(占干木材比例的0.06)。木材典型的NCVsolids值为20MJ/kg(IPCC1997C)。因此:NCVsolids=20MJ/kg干木=GCVsolids-9×(2.31MJ/kg水)×(0.06)4GCVsolids=20MJ/kg干木+9×(2.31MJ/kg水)×(0.06)=21.25MJ/kg干木(10.3)NCVsolids和GCVsolids之间的近似关系可以使用以下公式:solidssolidsNCV200.940.95GVC21.25(10.4)重要的是,要意识到上面的关系仅在能量含量(表达为GCV和NCV)用干基单位表示的情况下有效(例如:能量单位为生物质固体,如20GJNCV每吨干木)。在本报告中,我们使用NCV(LHV。在某些情况,排放因子是由GCV(HHV)转化的,并且使用上面所描述的近似值。在10.9中,能量相关的参数用发布信息的官方机构或国家采用的单位来表达。除特殊说明外,10.3~10.9中使用NCV(LHV)。10.2.5确定清单的组织边界组织边界根据公司温室气体排放统计的用途来确定。存在大量各种可能的所有权划分方式,使得很难对如何推导组织边界给出特定指导。也许对确认组织边界的方法最彻底的讨论来自WRI/WBCSD温室气体议定书(WRI2004a)。组织边界包括部分拥有或部分控制的排放源的公司会对议定书存在需求。温室气体议定书对方法的概述在此进行了总结。当GHG的分配以合约形式被规定,则使用该分配。否则WRI/WBCSD温室气体议定书建议可用以下两种方法之一进行分配:根据控制权或股权比例。当然,如果报告企业拥有清单所考虑的所有运营权,则使用两种方法确定的组织边界是相同的。温室气体议定书还概述了不同的选择标准,这将有助于方法的选择,包括财务审计的一致性(WRI2004a)。154温室气体排放核算工具使用以上的方法确定了企业的组织边界后,运营边界将会使用组织边界下的方法(所有权或控制权法)对排放源进行分类,分为直接和间接排放。对于外购电力或蒸汽的消费来说,情况相对简单,因为其排放通常来源于企业控制权或所有权外的排放源,因此是间接排放。使用这些计算工具的公司可能遇到如下情况,清单包括的排放源只有部分排放被报告为企业层面的直接排放,因为排放源由公司共同拥有或者控制。在其他情况下(如:外包业务、不被公司拥有和控制)可报告在间接排放中。其中的一些例子包括:(1)当工厂部分拥有生产设施的热电联产运营;(2)独立供电区由其他公司拥有或部分拥有;(3)所有由第三方拥有或操作的污水处理和垃圾填埋作业;(4)工厂中的设施被多方所有。10.2.6识别列入清单运营范围内的纸浆和造纸生产本报告中的表10.11可用于记录清单中所包含的运营边界。公司也可以使用其他格式来汇集此信息,但是建议在结果中包含对清单边界和运营的描述,这将有利于对结果的理解。在许多议定书中(包括WRI/WBCSD温室气体议定书)都有确定组织边界以及确定所有权和控制权的考虑。(即设定组织边界。例如纸浆和造纸厂有温室气体排放潜在可能的生产过程,包括:(1)该厂的电力锅炉、燃气涡轮机和其他燃烧装置生产蒸汽或者电力的过程;(2)回收炉或其他燃烧造纸废液的设备;(3)焚化炉;(4)石灰窑炉和煅烧炉;(5)气体或者其他化石燃料干燥器;(6)厌氧污水处理和污泥消化操作(如果在现场或被公司拥有,则通常包含在清单的边界内);(7)放置造纸厂废弃物的填埋场(如果在现场或被公司拥有,则通常包含在清单的边界内);(8)厂内车辆和机械;(9)供应造纸厂的收割设备(如果在现场或被公司拥有,则通常包含在清单的边界内);15510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具(10)工厂用于运输原材料、产品或废物的车辆(如果在现场或被公司拥有,则通常包含在清单的边界内)。例如因纸浆和造纸厂有时消耗外购电力或者蒸气,而它们在生产时会有温室气体的间接排放产生,这些生产过程包括:(1)制备原始纤维(公司所拥有的去皮、切片和其他贮木场作业);(2)制备再生纤维,包括脱墨;(3)机械制浆;(4)化学制浆;(5)半化学制浆;(6)其他化学制浆工艺;(7)化学还原处理;(8)纸浆过滤、增稠和洗涤;(9)原始纤维漂白和回收纤维漂白及增白;(10)现场生产二氧化氯和其他漂白化学品;(11)纸和纸板的生产,包括存货盘点和完善;(12)涂层,包括挤压涂层;(13)修边、包卷、切纸等;(14)工厂雇员的正常办公和建造;(15)传入过程的水处理及废物处理过程的设备使用;(16)非化石燃料燃烧排放控制设备(例如:静电除尘器、生物过滤器)。有几种类型的辅助操作可能与工厂设施相关,但在某些情况下,它们并不在清单的组织和运营边界范围内。是否包含这些源的排放取决于清单边界范围。这些辅助操作有关的例子包括:(1)位于制造现场的化工厂;(2)主要业务是向邻近的工厂出售电力的商业发电厂;(3)多数不在工厂内进行的加工操作。10.2.7实质性和重大排放问题温室气体议定书通常允许企业忽视一些不会显著影响总排放量的排放。“实质性”的概念来源于财务报告,当报告值和审计值偏差在5%(尽管这不是一个绝对的标准)以上时被认为存在实质性偏差(Loreti,Foster和Obbagy2001)。在温室气体清单中,实质性没有普遍公认的标准(Loreti,Foster和Obbagy2001)。温室气体议定书提供一般性的指导,“信息被认为是实质性的,156温室气体排放核算工具如果因其被包含或排除,会对信息使用者的决定或行为产生影响”(WRI2004a)。温室气体议定书继续讨论说,“当实质性的概念涉及值的判断,应预先定义在什么程度上偏差被认为是具有实质性(实质性限值)。一般来说,如果错误超过了被核查的组织的总清单的5%,则被认为是实质性误导”。但是,“实质性限值不同于最低排放,或一个公司可允许的在清单中略去的排放量。”它还指出,为了使用实质性的定义,特定排放源或活动的排放必须被量化,以确保它们低于限值。但是,排放量一旦被量化,那么使用限值的多数优点则会丢失(WRI2004a)。这些工具没有具体建议如何确定排放量是否已经很小,以至于可以忽略,而不会对清单产生实质性影响,但是这些工具中包含排放因子和计算实例,有助于企业决定哪些排放对于报告来说是实质性的。是否或者如何报告排放估计的讨论取决于企业或者他们向谁报告。这个决定可能会部分取决于产生公司清单报告时所用数据的质量和清单结果的使用目标。但是在清单的结果中,企业应该声明那些基于实质性考虑而排除的排放。此外,需要认识到如果数个单个不具备实质性的小排放源在清单中都被忽略时,累积效果可能会超过清单的5%而成为实质性遗漏。表10.1中提供了本章节中具有代表性的排放因子。该信息可以帮助企业确定哪些排放源必须包含在清单中,以及哪些排放源很小而可以忽略。此报告的后续部分提供了来自IPCC和其他参考资料的排放因子。表10.1中的因子清楚地说明了在化石燃料燃烧过程中二氧化碳排放的重要性。在大多数情况下,甲烷和氧化亚氮的排放对企业温室气体库存清单的贡献相对较小,即使是使用二氧化碳当量基准也是如此。此外,对于其他非化石燃料燃烧源来说,它们的贡献也很小。本章节包含的计算实例,有助于确定那些次要的排放源。但是最终是否包含此排放的决定,必须要由公司或在温室气体报告程序指南中指出。表10.1中不包括生物质燃烧中二氧化碳的排放。因为在温室气体议定书中,如果是国家清单,不需要报告在温室气体总量里,应该单独报告。在清单结果中,公司应该识别那些被估算的太小以至于不会对清单结果造成实质性影响的排放。本报告中所呈现的报告格式允许通过将其报告为“非实质性”或“NM”,以识别这些情况。公司还应在报告中说明清单所使用的决定是否为非实质性排放的标准。例如可以用脚注来表明排放是非实质性的,是因为他们所占工厂或公司的直接排放小于一定比例。15710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.1用于识别重要和不重要温室气体源的排放因子的范围CH4N2O单位化石-CO2(CO2当量)默认值天然气用于锅炉kgCO2当量/TJ56100~5700013~35731~620245锅炉用残油kgCO2当量/TJ76200~7800013~6393~1550245锅炉用煤kgCO2当量/TJ92900~12600015~294155~29800Θ245树皮和木柴废料kgCO2当量/TJ0<21~860<310~8060Θ8纸浆黑液kgCO2当量/TJ042~63015508石灰窑kgCO2当量/TJ取决于燃料21~570ψ26石灰煅烧炉kgCO2当量/TJ取决于燃料21~571550λ26纸浆厂碳酸钙添加剂kgCO2当量/TJ440007纸浆厂碳酸钠添加剂kgCO2当量/TJ415007车辆用柴油燃料kgCO2当量/TJ74000~7530082231620~977029汽油用于非道路移动源和机械中的四冲程发动机kgCO2当量/TJ69300~75300843090093~258029汽油用于非道路移动源和机械中的二冲程发动机kgCO2当量/TJ69300~75300000124~86129厌氧废水处理kgCO2当量/kgCODteated05.250η方程67固体废弃物填埋场kgCO2当量/t干固体废物03500∞0方程135二氧化碳当量用IPCC全球变暖潜值计算(甲烷=21,氧化亚氮=310)。Θ报告的氧化亚氮排放因子大于1500kgCO2当量/TJ,通常限于流化床锅炉。IPCC的资料表明,氧化亚氮不可能在石灰窑中大量形成。煅烧炉中产生的氧化亚氮如果存在的话,其量是未知的,因此在这里列出用于烧窑的一般燃料的最大因子。假设处理厂没有气体捕获。158温室气体排放核算工具假设50%的填埋物是可降解有机碳,50%的可降解有机碳降解为气体,气体中50%的碳包含在甲烷中,填埋场覆盖物或捕获中没有甲烷氧化,且在垃圾被填满当年已经全部释放。这种方法是仅用于考虑排放因子是否在清单中适用。更多的精细估算方法在计算工具中阐明,使用精细方法通常会产生低于该排放估算的结果。10.2.8静态燃烧中由化石燃料产生的温室气体排放10.2.8.1二氧化碳大多数的纸浆和造纸厂生产工厂中的温室气体排放主要来自化石燃料静态燃烧所排放的二氧化碳。二氧化碳的排放量可以从所燃烧的化石燃料碳含量以及排放因子中估算出。在某些情况下,会使用未氧化碳的校正(即减少)。公司可以使用以上来源的数据,优先选取下列来源:(1)工厂使用的特定燃料数据;(2)由政府官方推荐的最合适的数据;(3)从其他来源获得的最合适的数据,如谨慎的做法是,认识到排放清单的既定用途会影响排放估算的精确水平,以及所用因子的特异性要求(例如:编制的公司内部的排放清单与编制参与交易排放计划的清单可能不要求相同的精度和分辨率)在可能的情况下,最好是获得工厂所用燃料的排放因子,这通常可以从燃料供应商处获得。此做法对于煤来说尤为重要,因为不同等级的煤会根据碳含量和发热值而存在很大的差异。天然气的排放因子也会不同,除其他因数外,还取决于原料气中的非甲烷碳氢化合物是否被移除。二氧化碳排放因子及化石燃料碳含量和未氧化碳的相关信息来源于大多数政府官方机构和各种现有议定书。IPCC通用(层级1)排放因子详见表10.2。为修正未氧化碳所产生的二氧化碳排放,IPCC建议煤炭的缺省校正因子为0.98,石油和石油产品为0.9,天然气为0.995,泥煤为0.99(非家用燃烧)(IPCC1997c)。基于这些建议,表10.2中的IPCC排放因子以未修正或者对未氧化碳修正的方式列出。但是,IPCC指出对于煤炭,未氧化碳可比默认值和引文高很多。澳大利亚的一项研究表明燃煤锅炉中未氧化的碳范围在碳进料的1%~12%左右。遗憾的是,在不同的温室气体核算和报告议定书中未氧化碳的最合适修正因子没有一致结论,表10.3中对这些信息作出了说明。除非另有说明,否则这些计算工具中提出的计算实例和使用的因子都是基于IPCC的建议。15910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.2IPCC默认的化石燃料的二氧化碳排放因子(在IPCC1997B)化石燃料未校正的排放因子(千克CO2/TJ)校正的排放因子(千克CO2/TJ)原油7330072600汽油6930068600煤油7190071200柴油7410073400残油7740076600液化石油气6310062500石油焦炭10080099800无烟煤9830096300烟煤9460092700次烟煤9610094200褐煤10120099200泥煤106000104900天然气5610055900假设这些因子没有未氧化的碳。为了计入未氧化碳,IPCC建议乘以这些默认因子:煤炭=0.98,石油=0.99,煤气=表10.3来自不同指导文件的未氧化碳的推荐修正因子来源煤石油天然气IPCC(1997C)98%99%99.5%加拿大环境部(2004)99%99%99.5%美国环保署(USEPA2003)99%99%99.5%美国能源部(USDOE1994)99%99%99%美联社(USEPA1996)99%99%99.9%VCR(2004)中所示排放因子没有注明对未氧化碳的修正因子,但VCR(2004)中所示的所有排放因子均来自加拿大环境部2004。在许多情况下,对于在生产设施中燃烧单一化石燃料的总二氧化碳排放在估算时可免于从单一燃烧装置分别估算。例如,一个工厂的几台锅炉和红外烘干机都使用的是天然气,那么可以根据天然气的气体使用量来估算出总160温室气体排放核算工具的排放量。实际上,一些工厂可能为了便于行政管理,可能会缺乏用于分别估算各燃烧单元排放所需的燃料计量设备。如果一个工厂输出化石燃料派生的二氧化碳,例如输出至附近的沉淀碳酸钙(PCC)工厂,这些输出就不应包含于排放总量中,因为这不是由工厂排放的二氧化碳。表10.13中有独立的一行以单独报告输出的化石燃料派生二氧化碳。NCASI已获得的数据表明,一些天然气燃烧设备(例如:一些类型的燃气烘干机)以及排放控制设备(如:蓄热式催化氧化系统RCO和蓄热式热氧化系统RTO)的燃烧效率有时比工业锅炉低,允许一部分燃料以甲烷形式离开燃烧设备。这种情况可能在如下燃烧设备中存在:在较低的燃烧温度下操作(天然气自燃温度大约是1000F,要达到99%的燃烧效率,燃烧温度需达到约1475F(Lewandowski2000)),炉子在热功率输入低或者在设计工作范围下限操作,以及天然气炉被损坏或者维护不充分。提供给NCASI的数据表明未燃烧的甲烷从流程或者从天然气燃烧器内进入RCO,它将未燃烧就穿过,因为催化剂在正常的RCO操作温度下不会氧化甲烷。流程排放中的天然气通常在RTO中被氧化,因为操作温度高于甲烷的自燃温度。然而天然气在RTO操作于燃料模式(该模式下天然气与其他需要被控制排放的流程气一起投入RTO输入)下可能会比燃烧模式(该模式下天然气在RTO炉内燃烧)下排放更高水平的未燃烧甲烷。没有进行净化循环操作时这种状况更加明显。目前NCASI获得的数据表明未燃烧的甲烷量是高度可变的。在大多数情况下,公司将结合最合适的排放因子以及燃料消耗活动数据来估算二氧化碳排放量。如果一个公司有可靠的天然气燃烧设备产生的甲烷释放量数据(如:排放测试结果),那么就可以使用此数据去修正由排放因子推算出的二氧化碳排放量,以计入未燃烧的燃料。这种计算的一个例子可在报告《木料制品生产设备估算温室气体排放计算工具》中找到(NCASI2004)。城市固体废弃物(MSW)或源于MSW的材料有时可用作燃料。城市垃圾中含有化石碳(主要是塑料)和生物质碳(纸和食品废物)。IPCC建议使用城市生活垃圾的成分(即它的化石碳含量)来估算化石二氧化碳的排放。在没有其他数据可用时,IPCC建议假设城市垃圾中湿重16%为化石碳和5%为未燃烧化石碳(IPCC2000a)。这些联合假设得出了MSW燃烧的化石二氧化碳排放因子为557kgCO2/t(湿基)。10.2.8.2甲烷和氧化亚氮化石燃料燃烧排放的甲烷和氧化亚氮与二氧化碳相比是相对较少的。事16110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具实上,一些清单议定书没有包含从化石燃料燃烧排放的甲烷和氧化亚氮。但是因为一些计算工具中包含了甲烷和氧化亚氮的计算,所以在这些计算工具中列出。公司会常常用到表10.1的数据以证明化石燃料燃烧中甲烷和氧化亚氮的排放量相对于二氧化碳的排放量来说是微不足道的。在其他情况下,可能存在单一的排放因子,它包括(可计量)化石二氧化碳、甲烷、氧化亚氮,并且把它们用二氧化碳当量表示。这种情况下,公司不需要单独地报告三种气体。估算甲烷和氧化亚氮通常会涉及选择与燃料类别和燃烧类型相对应的最合适的排放因子。对于普通的化石燃料燃烧设备,如锅炉,建议在选择排放因子时遵循以下顺序:①工厂使用的特定燃料数据;②由政府官方推荐的最合适的数据;③从其他来源获得的最合适的数据。谨慎的做法是,认识到排放清单的既定用途会影响排放估算的精确水平,以及所用因子的特异性要求(例如:编制的公司内部的排放清单与编制参与交易排放计划的清单可能不要求相同的精度和分辨率)现有的议定书和大多数国家当局通常会发布用来估算化石燃料燃烧锅炉和其他燃烧设备的氧化亚氮和甲烷的排放因子。提供了甲烷和氧化亚氮的层级1和层级2排放因子。IPCC提供的估算排放的层级方法是根据总的燃料消耗量以及平均排放因子计算所有燃烧源的排放总量(IPCC1997b,c)。IPCC提供的层级2方法是基于详细的燃料和技术信息的。换句话说,层级1的分析是由设施水平的燃料消耗数据得来,而层级2的分析需要每个源的具体的燃料消耗数据和相关的源特定的排放因子。下面是方法1的一个例子:一工厂在下列设施中使用天然气:锅炉、干燥器、和RTO三个设备。总排放量的估算是利用三个设备天然气的总消耗量乘以天然气的排放因子来得到的。同一例子使用方法2:排放量的估算需要锅炉所消耗的燃料以及该类型锅炉特定的排放因子、烘干机的排放估算是获得消耗的燃料以及该类型烘干机特定的排放因子,等等。层级2方法比层级1方法更详细,如果排放源的特定燃料消耗数据和排放因子可获得,则使用层级2方法会得到更加精确的结果。表10.4中展示了甲烷和氧化亚氮的IPCC的层级1排放因子。表10.5展示了IPCC中的林产工业相关的许多化石燃料和燃烧设备的层级2排放因子,因为它们更具体,具体到燃料类型和燃烧装置,因此通常是首选的。162温室气体排放核算工具表10.4静态燃烧的IPCC层级1甲烷和氧化亚氮排放因子(源自IPCC1997c)CH4排放因子(kg/TJ)N2O排放因子(kg/TJ)煤101.4天然气50.1石油20.6木料/木料残余304表10.5工业锅炉的IPCC层级2甲烷和氧化亚氮非受控排放因子(IPCC1997c)燃料技术配置kgCH4/TJkgN2O/TJ烟煤火上加煤机锅炉1.01.6次烟煤火上加煤机锅炉1.01.6烟煤下部加料锅炉141.6次烟煤下部加料锅炉141.6烟煤压制成粉干底,墙体烧制0.71.6烟煤压制成粉干底,四角切圆燃烧0.70.5烟煤压制成粉0.91.6烟煤抛煤机循环或冒泡1.01.6烟煤流化床循环或冒泡1.096次烟煤流化床1.096无烟煤101.4残油3.00.3馏分油0.20.4天然气锅炉1.40.1天然气涡轮机0.60.1天然气内燃机2级循环稀燃170.1天然气内燃机4级循环稀燃130.1天然气内燃机4级循环富燃2.90.1此表是IPCC层级1的煤及天然气的一般排放因子。层级2排放因子不在其中。16310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具甲烷及氧化亚氮的层级1、层级2排放因子都是基于不可控排放的。这对于甲烷来说并不重要,因为大多数排放控制设备对甲烷排放的影响很小(IPCC1997c)(可能会有例外,包括如RTO的热氧化系统,它在某些操作设置下可氧化甲烷)。氧化亚氮的排放则会受控制设备的影响,但是相关数据很有限(IPCC1997c)。如果氧化亚氮排放对清单结果很重要,企业或许需要收集其排放数据。但是多数情况下,可控及不可控排放之间的区别预计对温室气体总排放影响很小。因此,企业一般会选用表10.4、表10.5中提供的层级1或层级2排放因子,除非有适合个别工厂当时情况的其他排放因子。使用柴油或汽油的静态内燃机(例如:那些用于驱动应急发电机或涡轮机)的甲烷及氧化亚氮排放因子可通过非道路移动源的排放因子得出,后者提供于表10.9。化石燃料可被用于森林产品业的不同燃烧单位。森林产品业中,关于估算特定单位的甲烷及氧化亚氮排放的具体建议解释如下:回收炉——多数情况下,仅有少量的化石燃料在回收炉中燃烧。相应的二氧化碳排放可应用10.2.8.1中所说的方法予以计算。当大量的化石燃料燃烧后(它们代表了在用燃料的大部分),在选择甲烷及二氧化碳的排放因子时需要进行专业判断。但是在绝大多数情况下,被用于回收炉的少量的化石燃料可包含于用于估算制浆液燃烧的甲烷及二氧化碳的燃烧率中。回收炉的甲烷及氧化亚氮的排放因子提供于10.2.11.2混合燃料——燃烧生物质和化石燃料的锅炉。从锅炉中释放的甲烷及氧化亚氮对燃烧条件很敏感,特别是燃烧温度。多数情况下,混合燃料锅炉的燃烧条件更类似于生物质燃烧锅炉,而不像化石燃料燃烧锅炉。因此,除非可获得的现场特定数据,该数据源于测试类似的锅炉燃烧相匹配的混合燃料,建议在估算混合燃料锅炉的甲烷及氧化亚氮排放时通过锅炉的总热量输入及生物质的甲烷、氧化亚氮排放因子计算。这些排放因子汇总于10.2.11.2中。在某些情形下,车间会运行混合燃料锅炉,在此混合燃料锅炉中,化石燃料是锅炉给料的主要构成。虽然在这些情形下,使用之前所介绍的估算甲烷、氧化亚氮的方法是合适的,但是同样有效的方法是:各种化石燃料消耗率乘以各类燃料的排放因子,再加上生物质燃料的消耗率乘以生物质燃料的排放因子。硫酸盐制浆厂石灰窑及煅烧炉——石灰窑及煅烧炉的排放很特殊,以至于需要单独讨论(在10.3中讨论)。燃气红外烘干机、焚化炉及其他各种造纸和制浆排放源——这些燃烧单位中化石燃料燃烧产生的二氧化碳可用10.2.8.1中描述的方法进行计算。如果缺乏场地特定的信息,企业可以假设排放源的甲烷及氧化亚氮是微不足道164温室气体排放核算工具的(基于燃料的消耗量),或使用层级1排放因子,或在其他流程中相似燃料燃烧的排放因子。表10.1中的数据说明,对多数企业而言,只需相对简单的注明甲烷及氧化亚氮排放很小,因此可以在清单中予以忽略。这些排放源的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放可用燃料的碳含量或二氧化碳排放因子予以直接估算,所用方法与其他静态燃烧单位所使用的方法一致。计算甲烷及氧化亚氮排放指南的总结:基于10.2.8.2所给出的信息,以下给出关于甲烷及氧化亚氮计算的指南。①如果车间仅有能力取得车间级别的燃料消耗数据,本活动数据可与层级1排放因子共同使用以估算排放。②如果车间可获取燃烧设备具体的燃料消耗数据,本活动数据可与可获得的适当的层级2(特定源)排放因子以及在层级2排放因子不可获得情况下的层级1排放因子(例如:燃气烘干机、焚烧炉)一同使用,来计算排放量。③如果车间有能力获得排放源设备(诸如燃气烘干机和焚烧炉)的甲烷排放数据,则此信息可用来核对由排放因子及燃料消耗量获得的排放估计。计算实例:使用天然气的小型工厂的排放。一小型工厂通过小型锅炉及若干红外线干燥器使用天然气。此工厂的记录反映了一年内,工厂使用了1700万方的天然气。此后工厂决定通过天然气总消耗量估计排放量,而非将锅炉排放与红外线烘干机的排放分别计算。工厂不知道所用天然气的碳含量,但IPCC55.9tCO2/TJ(修正0.5%未氧化碳之后)。工厂使用表格10.4中提供的甲烷及氧化亚氮的排放因子(5kgCH4/TJ及0.1kgN2O/TJ)。工厂估计天然气的热值为52TJ/kiloton,密度为0.673kg/m3。年度排放计算如下:CO2排放:(17×106m3gas/y)×(0.673kg/m3)=11.4×106kggas/y=11.4ktonnegas/y11.4ktonnegas/y)×(52TJ/kiloton)=595TJ/y(595TJ/y)×(55.9tCO2/TJ)=33300tonneCO2/yCH4排放:(595TJNCV/y)×(5kgCH4/TJNCV)=2975kgCH4/y=2.975tonneCH4/y使用IPCCGWP值21,此数据等同于to62.5tonneCO2-eq./y。N2O排放:(595TJNCV/y)×(0.1kgN2O/TJNCV)=59.5kgN2O/y=0.06tonneN2O/y使用IPCCGWP值310,此数据等同于18tonneCO2-eq./y。总GHG排放=33300+62.5+18=33400tonneCO2-equivalents/y16510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具以二氧化碳为基准,甲烷及氧化亚氮排放大约是二氧化碳排放的0.25%。这样的排放量是相对较小的,即使排放因子是几倍大。正因为这样,公司可能会决定在结果中不包括甲烷及氧化亚氮的估算,而在结果中指出估算结果表明排放量对排放清单不具备实质性,因为其排放量不足二氧化碳排放的0.25%。计算实例:使用烟煤粉的大型固态排渣、墙式燃烧锅炉的CO2、CH4及N2O排放。锅炉每小时产生350000kg蒸汽(大约770000pounds/hr)。在一年时间内,工厂的记录显示锅炉消耗了336000Mg(370000t)煤,这种煤的热值较高,平均为13000BtuHHV/lb。(1)基于燃料碳含量的CO2排放量。工厂有锅炉燃煤的碳含量信息(80.1%碳,质量单位)。工厂认为烧煤锅炉中(2%未燃烧碳)未燃烧碳的IPCC缺省修正是合理的。工厂决定使用表10.5中提供的甲烷及氧化亚氮的层级2IPCC缺省排放因子。使用烟煤粉底固态排渣、墙式燃烧锅炉的IPCC层级2排放因子是/TJNCV及1.6kgN2O/TJNCV。工厂应用了常见的假设——煤的净热值(或低位热值)比总热值(或高位热值)低5%。二氧化碳、甲烷及氧化亚氮的年度排放估计如下:CO2排放:(336000Mg/ycoal)×(0.801Mgcarbon/Mgcoal(0.98Mgcarbonburned)×(44MgCO2/12Mgcarbon)=/yror967×103tCO2/yrCH4排放:370000shorttonscoal/y=740×106pounds/y(740×106pounds/y)×(13000BtuHHV/pound)=9.62×1012BtuHHV/y对煤来说,LHV是0.95乘以HHV(参考10.2.4.3中的第2部分)。(9.62×1012BtuHHV/y)×(0.95tocorrecttoLHV)=9.14×1012BtuLHV/y(9.14×1012BtuLHV/y)×(1055J/Btu)=9.64×1015JNCV/y=9.64×103TJNCV/yCH4排放=(9.64×103TJNCV/y)×(0.7kgCH4/TJNCV)=6.75×103kgCH4/y或6.75tCH4/y应用甲烷的IPCCGWP值21,这等同于142tCO2-eq./y。N2O排放:N2O排放=(9.64×103TJNCV/y)×(1.6kgN2O/TJNCV)=15.4tN2O/yr应用氧化亚氮的IPCCGWP值310,这等同于4780tCO2-eq./y。166温室气体排放核算工具总GHG排放=967000+142+4780=972000tCO2-equivalents/y相较于CO2排放量,锅炉的甲烷及氧化亚氮的排放量非常小。CO2排放=967000tCO2/y;CH4排放=142tCO2-eq./y或0.015%ofCO2排放;N2O排放=4780tCO2-eq./y或大约0.5%ofCO2排放。(2)基于排放因子的CO2排放计算。在本例中,工厂不可获得锅炉燃煤的碳含量信息。二氧化碳的IPCC层级1缺省排放因子为94.6tCO2/TJNCV。工厂认为烧煤锅炉中(2%未燃烧碳)未燃烧碳的IPCC缺省修正是合理的。CO2排放:370000shorttonscoal/y=740×106pounds/y(740×106pounds/y)×(13000BtuHHV/pound)=9.62×1012BtuHHV/y针对煤,LHV是0.95乘以HHV(参考10.2.4.3中的第2部分)。(9.62×1012BtuHHV/y)×(0.95tocorrecttoLHV)=9.14×1012BtuLHV/y(9.14×1012BtuLHV/y)×(1055J/BtuJNCV/y=9.64×103TJNCV/y未修正CO2排放=(9.64×103TJNCV/y/TJNCV)=912×103tCO2/y修正2%未燃烧碳后的CO2排放=甲烷及氧化亚氮排放在上文(1)中已计算。CO2排放=894000tCO2/y;CH4排放=142tCO2-eq./y或0.016%ofCO2排放;N2O排放=4780tCO2-eq./y或大约0.5%ofCO2排放。与之前例子类似,这种比较表明:对于很多工厂来说,可仅需简单的声明化石燃料锅炉的甲烷及氧化亚氮排放对于排放清单不具备实质性。10.2.9硫酸盐制浆厂石灰窑及煅烧炉的排放源自硫酸盐制浆厂石灰窑及煅烧炉的化石——二氧化碳排放可使用与估算其他固定源化石燃料燃烧设备的二氧化碳排放相同的方法进行估算——通过确定烧窑的化石燃料的消耗量,尔后根据燃料的碳含量或排放因子进行估算。这些二氧化碳排放应与其他化石燃料相关的二氧化碳一同报告。虽然CaCO3在烧窑或煅烧炉中燃烧会释放二氧化碳,但是从CaCO3中释16710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具放的碳是生物质碳,其源于木料,不应包含在温室气体总排放内。对于那些按照WRI/WBCSD议定书要求准备相应清单报告的企业,在报告时应报告其与生物质相关的排放,但是须与化石燃料燃烧的直接排放相区分。在10.7已经供了一份报告此附加信息的模板。硫酸盐制浆工厂的碳转移以及区分生物质和石灰窑化石二氧化碳排放的原因于10.3中予以解释,此解释是由Miner和Upton(2002)提出的。源自硫酸盐制浆厂石灰窑及煅烧炉的甲烷、氧化亚氮排放数据很少。本文仅揭示了于80年代初(NCASI1981)三种烧窑经取样后的数据。数据显示排放因子为2.7kgCH4/TJ。对于商业烧窑来说,IPCC建议燃油及燃气的烧窑的排放因子分别为1.0及1.1kgCH4/TJ。IPCC因子仅是针对商业烧窑的,并不适合于硫酸盐制浆厂石灰窑。表10.1说明了对于化石燃料烧窑或煅烧炉,甲烷排放相对于化石燃料二氧化碳排放是很少的。关于烧窑或煅烧炉释放的氧化亚氮数据暂时没有,但是旋转烧窑中的温度太高以至于无法大量生成氧化亚氮(更多信息请参考10.3)。因此可以很自然地假设旋转烧窑的氧化亚氮排放是微不足道的。煅烧炉中的温度似乎更容易生成氧化亚氮(参考10.3)。虽给定了石油及天然气的氧化亚氮排放因子范围,但是对于使用化石燃料的煅烧炉来说,氧化亚氮的排放量相对于化石燃料煅烧炉产生的二氧化碳排放量非常小。硫酸盐制浆厂石灰窑及煅烧炉的建议排放因子,总结于表10.6中。在世界上一些工厂,烧窑或煅烧炉产生的烟道气被输送到相邻的沉淀碳酸钙(PCC)车间作为原材料加以利用(PCC是时常在纸和纸板产品中用作无机填充剂或涂层材料的一类物质)。在清单示例的结果表格中提供了一条单独的方式,以解释上述化石燃料二氧化碳被输送至PCC车间的量。这些化石燃料生成的二氧化碳输出不应包含于温室气体总排放量中,因为它们并不是由工厂释放的。如果工厂想显示与烧窑烟气一同输送的生物质转化的二氧化碳量,则可作为附加信息(参考10.7)。有时,工厂会在PCC车间并未运作的情况下将二氧化碳输送至PCC车间。本计算工具并不强求修正这种情况下二氧化碳的输送量,因为输出的二氧化碳已经不属于工厂,同时工厂也不能控制PCC车间是否使用。如果PCC车间在制定清单,则从工厂收到的任何未用化石——二氧化碳都会在其清单中被列为直接排放。对PCC车间的化石燃料二氧化碳输出被示于结果表格中(表10.13)。此表格同时用来显示工厂的任何二氧化碳输入,例如中和反应。168温室气体排放核算工具表10.6硫酸盐制浆工厂石灰窑及煅烧炉的排放因子硫酸盐法浆厂烧窑硫酸盐法浆厂煅烧炉燃料CO2CH4N2OCO2CH4N2O残油766002.70766002.70.3馏分油734002.70734002.70.4天然气559002.70559002.70.1沼气02.7002.70.1——源于表10.2,并经过未燃碳修正;——源于NCASI1981;——基于IPCC对于温度对N2O排放产生的描述;——源于表10.5;——因与其他燃料相比,沼气的组成和燃烧条件更接近于天然气,因此假设使用天然气的排放因子是恰当的。这些计算工具并没有解决输出的二氧化碳最终归属或最终由PCC车间排放的二氧化碳的所有权,因为这两个问题都处于造纸业运营边界外。它也没有解决输送至PCC车间时有多少碳被固定的问题。但是最终,PCC车间中大多数碳在垃圾纸的填埋、脱墨工厂的残留物填埋或废纸燃烧的灰烬过程中被固定。计算实例:给料为天然气的石灰烧窑的温室气体排放。一个1000t/日的硫酸盐制浆厂有一座单一的燃气石灰窑。工厂的记录显示去年工厂使用了28.6×106磅的天然气,此种天然气的典型热值为21000BtuHHV/lb,密度为0.77/m3。IPCC中锅炉所用天然气的二氧化碳排放因子可用作石灰烧窑的排放因子,因为其二氧化碳排放可视为仅由气体组成。锅炉中天然气的IPCC二氧化碳排放因子为55.9tCO2/TJ(在0.5%未氧化碳修正后)。对于甲烷,工厂决定仅使用烧窑可获得的排放因子(2.7kgCH4/TJ),同时假设氧化亚氮排放是微不足道的,因为IPCC中有关氧化亚氮生成所需温度的讨论。烧窑的温室气体排放计算如下:CO2排放:28.6×106poundsgas/y×21000BtuHHV/lb=601×109BtuHHV/yfornaturalgas,LHVis0.9timesHHV(seeSection4.4.2)。601×109BtuHHV/y×0.9(toconverttoLHV)=541×109BtuLHV/y541×109Btu/y×(1.055×10-6GJ/Btu)=570000GJ/y=570TJ/y570TJ/y×55.9tCO2/TJ=31900tCO2/y16910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具CH4排放:570TJ/y×2.7kgCH4/TJ=1540kgCH4/yr使用IPCCCO2当量系数21,这等同于32tCO2。这是一个相较于二氧化碳排放量很小的数量(31900t)。额外地,此估计是基于一套较小的旧数据集。相应地,在清单中工厂可能在报告中说明甲烷排放对于清单不具备实质性。N2O排放:根据以上讨论和10.3中的更多细节,IPCC对于燃烧过程中生成氧化亚氮所需温度的分析说明石灰烧窑中不大可能会有大量的氧化亚氮排放。因此工厂可能会在清单结果中对此说明。总GHG排放=31900+32+0=31900CO2-equivalents/y10.2.10化学添加剂的二氧化碳排放10.2.10.1纸浆工厂所用碳酸盐添加剂的排放尽管回收系统中钠和钙的损失通常由非碳酸盐化学品补充,有时仍会使用少量的CaCO3及Na2CO3。这些化学品所含的碳通常是化石起源的,尽管在某些情况下(例如:从以纯碱为基础半化学品工厂购买的Na2CO3)它们可由生物质转化得来。在本文的计算工具中,假设在这些化学添加剂中的碳以二氧化碳的形式从石灰炉或回收炉逸散。这些排放在计算时须假设回收系统及苛化系统所用的CaCO3和Na2CO3中所有碳都释放至大气层。其排放量通常很小,在正常情况下,一般用工厂采购记录或工厂基准来进行计算。如果化学添加剂中的碳是起源于生物质的(不常见情况),则其释放的二氧化碳不被考虑为温室气体排放,同时,这种情况下前文所说的碳不需包含于总温室气体,尽管温室气体议定书要求其应该作为附加信息在报告中予以披露。更多信息请参考10.7节。纸浆厂中,计算基于碳酸盐使用的化学添加剂的化石二氧化碳排放所用的转换因子,见表10.7。表10.7纸浆厂碳酸钙及碳酸钠化学添加剂的排放排放纸浆厂添加剂CaCO3440kgCO2/tCaCO3纸浆厂添加剂Na2CO3415kgCO2/tNa2CO3如添加剂源于生物质,GHG排放为零170温室气体排放核算工具需要指出的是,因在苛化过程中以碳酸钙形式流失,钙添加剂是必需的。流失的碳酸钙通常被填埋,从而起到了固碳作用。因本计算工具的默认方法并没有考虑到系统的碳损失,因此碳酸钙添加剂中所估计的二氧化碳排放要高于实际排放。如果该排放很显著,公司可能要进行详细分析以计入苛化过程中的碳酸钙损失。计算实例:烧窑使用CaCO3作为添加剂的硫酸盐制浆厂。一2000tpd硫酸盐制浆厂通过工厂记录得出工厂在苛化过程中一年使用7000t碳酸钙作为添加剂(此工厂的添加率为2%)。本工厂所用碳酸钙来自化石源(非生物质源)。排放估算如下:(7000tCaCO3/y)×440kgCO2/tCaCO3=3080000kgCO2/y=3080tCO2/y10.2.10.2来自烟气脱硫系统(FGD)的石灰石或白云石使用的排放石灰石(CaCO3)及白云石(CaCO3·MgCO3)1是很多类别的工业所使用的基本原材料,包括电力及工业车间的烟气脱硫系统、流化床锅炉所用的吸附剂。例如,湿法石灰石的“洗涤器”使用石灰石泥浆——由水和非常细碎的石灰石组成的混合物——以阻止二氧化硫流出烟囱。二氧化硫气体和细碎的石灰石会在氧气及钙的环境下发生一种快速的化学反应,生成可去除的固态废物。在此化学反应过程中石灰石被加热,同时生成副产品二氧化碳。纸浆和造纸工厂的一些给料为煤的锅炉存在这样的系统。石灰石作为吸附剂材料使用时导致的二氧化碳排放可如下计算:将石灰石或白云石的使用量乘以平均碳含量,大概是石灰石质量的12%,或白云石质量的13%(基于化学反应平衡式计量)。此种方法假设矿物中的所有碳均被氧化、释放,同时材料中仅有少量杂质。用摩尔质量根据二氧化碳与石灰岩的质量比率转换,得到排放因子为0.440tCO2/t石灰石以及0.447tCO2/t白云石。所耗石灰石的质量可从购买记录或测量数据得到(如秤)。将这部分转化为二氧化碳质量基准。工业用途的石灰石往往是纯石灰石、白云石以及少量杂质(例如:氧化镁、二氧化硅及硫黄)的混合物。估算作为吸附剂使用的石灰石所造成的二氧化碳排放时的不确定性部分取决于石灰石的化学组成。10.2.11静态燃烧中由生物质燃料产生的排放10.2.11.1生物质燃料燃烧产生的生物质源二氧化碳排放很多纸浆厂和造纸厂产生了多于其能量需求的能量,这些能量来自于此17110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具工厂的废弃物及生产流程中产生的生物质燃料。生物质燃料燃烧时产生的二氧化碳不包含于温室气体总排放中。但是温室气体议定书要求生物质产生的二氧化碳须报告为附加信息。此方法是联合国气候变化框架公约对国家清单的总体规定。因此,为与已建立的惯例保持一致,采用此类计算工具估算出的温室气体库存结果不包括生物质燃烧的二氧化碳排放,但估算生物质产生的二氧化碳的方法同时予以提供,以满足报告需要(参考10.7)。森林固碳量的增加或减少由森林综合计算系统统计。此方法是联合国气候变化框架公约对国家清单的总体规定。大多数国际协议,包括IPCC,都已采纳这套由联合国发起的公约。IPCC已声明生物质燃烧产生的排放不增加大气中的二氧化碳浓度(IPCC1997a,c)。因此,为与这些已建立的惯例保持一致,采用此类计算工具估算出的温室气体清单结果不包括生物质燃烧的二氧化碳排放。但是WRI/WBCSD温室气体议定书以及一些国家报告议定书要求估算并报告这些排放,只是需要与直接温室气体排放予以区分。这些计算工具提供了一个空项,以便对生物质燃烧产生的二氧化碳排放分别报告。在10.7中包含一些信息,这些信息可帮助想与这些要求保持一致的企业。IPCC提供了一个生物质燃料的清单((1)木料及木屑(虽然产生沼气的木屑及其他生物质未被IPCC单独列出,但很明确它们属于生物质的总体定义范围内)(2)木炭;(3)粪便;(4)农业残留及废物;(5)城市及工业废物中生物质起源的有机材料(包含纸浆和造纸厂的废水处理);(6)蔗渣;(7)生物酒精;(8)造纸黑液;(9)掩埋场废气;(10)污泥废气。泥煤燃烧的CO2排放通常被认为是温室气体,并包含于化石燃料燃烧的排放中(见表10.2)。不凝气(NCGs)由还原态硫化合物以及其他有机化合物组成,这些化合物是在硫酸盐制浆流程中形成的。这些气体往往在锅炉、烧窑或作为减污装172温室气体排放核算工具置的焚化炉中被收集、燃烧。因为在NCGs中的碳是木料源,因此NCGs燃烧过程中产生的二氧化碳是由生物质起源的,由此,不应包含于直接温室气体排放表中。在硫酸盐制浆工厂中NCGs的燃烧消耗量相比于制浆废液以及其他木屑燃料是很小的。关于NCGs燃烧释放的甲烷或氧化亚氮数据暂时不可获得。10.2.11.2生物质燃料燃烧产生的甲烷及氧化亚氮排放尽管生物质燃烧释放的二氧化碳已基本上完全排除于温室气体清单之外,但是生物质燃烧产生的甲烷及氧化亚氮往往包含于其中,因为这两种气体不参与大气中二氧化碳的固定—循环过程,详见10.2.11.1部分。因此,本文中的计算工具可在计算相应的排放时提供帮助。如果一企业拥有可信的估算生物质燃烧所释放的甲烷及氧化亚氮量所需的特定现场的数据,则企业应使用这些数据。不然的话,有必要使用最合适的排放因子。不幸的是,可获得的生物质燃烧的甲烷及氧化亚氮排放数据很少。IPCC于1996年发布的修订后清单指南使用了开发的排放因子。很多国家也同样使用这个排放因子。后来又修订了这些因子。但是即使是更新后的EPA因子,也仅是基于有限数据的。表提供了生物质锅炉的甲烷及氧化亚氮排放数据信息。表10.8中针对“木料、木屑及其他生物质废物”燃烧的层级1排放因子。表10.8中并不包含基于IPCC或EPA因子的个别国家因子。数据的变化反映了所测试锅炉的种类及使用年限、使用环境、控制设备以及燃料特性。在章节10.2.11.1中已有所描述,硫酸盐制浆流程中NCGs燃烧导致的甲烷或氧化亚氮排放数据暂时没有。表10.8所示的排放因子是与工厂相适应的,因此企业在估算排放量时需要根据具体情况选取。例如,拥有流化床锅炉的公司会更倾向于使用Fortum排放因子,因为它是基于流化床锅炉开发的,而其他排放因子是基于机械加煤锅炉或其他未详细说明设计的锅炉。但是在很多情况下,因为排放因子的范围以及此时刻与锅炉各种运行条件相匹配的能力有限,很合理的便是表格中所示的平均排放因子以适应锅炉。这些平均排放因子在CORINAIR排放清单中引用的范围内(范围请参考表格)(EFA2004)。对于给料为木料燃烧的设备,最合适的是使用表10.4中所示的IPCC层级1排放因子。在某些情形下,设备在估算排放时须将设备层面燃料消耗量数据以及层级1排放因子相配合使用。17310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.8生物质燃烧的甲烷及氧化亚氮排放因子排放因子描述kgCH4/TJkgN2O/TJ备注废木料燃烧炉木料、木屑及其他生物质和废物304层级1-IPCC1997c使用木料燃烧的机械加料锅炉的未控制排放15—层级2-IPCC1997c木屑燃烧平均值9.55.9USEPA2001烧泥煤或树皮的循环流化床锅炉均值18.8Fortum2001烧泥煤或树皮的鼓泡流化床锅炉均值2<2Fortum20011980前使用木屑燃烧的机械加料锅炉,取样在控制设备前8.2—NCASI19801980前使用木屑燃烧的机械加料锅炉,取样在除湿器后2.7NCASI1985燃木锅炉413.1JPA2002木料作为燃料243.4AEATech.2001废木料305SwedishEPA2004废木料平均排放因子124回收炉回收炉<1<1Fortum2001回收炉—造纸黑液2.5—JPA2002造纸黑液305SwedishEPA2004造纸黑液平均排放因子2.521~17.71~21.4EEA2004——由GCV转换至NCV并考虑了5%的差异;——排除了一个在低氧高一氧化碳条件下的极大值;——基于干基含热量20GJ/t;——基于液体的干基含热量13.3GJ/t。使用生物质燃料和化石燃料混合燃料的锅炉:在10.2.8.2中已讨论过,锅炉的甲烷及氧化亚氮排放对燃烧条件很敏感,尤其是燃烧温度。多数情况下,混合燃料锅炉的燃烧条件更类似于生物质燃174温室气体排放核算工具料锅炉,而非化石燃料锅炉。甲烷及氧化亚氮排放与燃烧条件关系更直接,而非燃料种类。因为大多数基于木料的燃料有着很高的湿度,一个合理的缺省值便是假设混合燃料锅炉的燃烧条件反映了木屑燃料的影响。因此,除非可获得厂区特定的相似锅炉燃烧可比较的混合燃料的数据,或除非混合燃料锅炉的燃烧条件相比木屑燃料锅炉更类似于化石燃料锅炉,建议在计算混合燃料锅炉的排放时通过锅炉的总热量输入,及生物质的甲烷、氧化亚氮的排放因子进行估算。某些情形下,一设备也许会运营某一混合燃料锅炉,此锅炉所用燃料中,化石燃料占比更大。虽然在这些情形中,使用前文所述计算方法估算甲烷及氧化亚氮排放是合适的,同样有效的计算方法是:每种化石燃料消耗率乘以燃料的排放因子,加上生物质燃料的消耗率乘以生物质燃料的排放因子。计算实例:有树皮锅炉的工厂。一工厂有一循环能力为250000kg蒸汽/小时(550000pound/hr)的循环流化床锅炉(CFB)。一年内,此锅炉燃烧了大约6.9×106GJ的树皮以及0.8×106GJ的燃油。因为锅炉使用了化石燃料作为补充,所以有必要通过所用的化石燃料及基于总燃烧率的甲烷、氧化亚氮排放去估算二氧化碳排放。工厂决定使用残油的IPCC排放因子(76.6tCO1%的未燃碳修正),估算甲烷及氧化亚氮排放基于总燃烧率以及在CFB锅炉后得出的排放因子。Fortum发现的平均排放因子示于表中,为1kgCH4/TJ及8.8kgN2O/TJ。化石燃料的CO2排放:(0.8×106GJ/y)=(0.8×103TJ/y)(0.8×103TJ/y)×(76.6tCO2/TJ)=61300tCO2/yCH4排放:总热量输入=(6.9×106GJ/y)+(0.8×106GJ/y)=7.7×106GJ/y=7.7×103TJ/y7.7×103TJ/y×1kgCH4/TJ=7700kgCH4/y=7.7tCH4/y使用IPCC暖化潜势21,等同于162tCO2-eq./y。N2O排放:总热量输入=7.7×103TJ/y7.7×103TJ/y×8.8kgN2O/TJ=67800kgN2O/y=67.8tN2O/y使用IPCC暖化潜势310,等同于21000tCO2-eq./y。总CO2当量排放=61300+162+21000=82500tCO2-equivalents/y17510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.2.12归因于外购和输出电力及蒸汽的排放购自其他公司的电力或蒸汽(或热水)通常会导致间接排放。例如,“排放由报告企业的活动所导致,但是产生自其他企业掌握或控制的排放源”(WRI2004a)。当然,企业所用的每种原材料、能量源及服务都会有间接排放的影响。但是很多GHG核算议定书,选择性地包含了与电力及蒸汽消耗相关的间接排放,因为它们适用于很多的活动,同时也是企业的总温室气体排放的显著组成部分。因此本报告中出现的工具,解决了电力及蒸汽(或热水)传输的间接排放问题。与多数现存议定书类似,这些计算工具建议在报告时将间接排放与直接排放分别报告。10.2.12.1购买电力及蒸汽的排放因子电力公司及政府机构基于国家或地区公布发电时的排放信息,因此估计其间接排放及相应的电力购入是相对容易的。但是往往困难的是判定电力的排放因子是包含了全部的温室气体还是仅仅有二氧化碳。区别一般不重要,因为二氧化碳在大多数情况下占绝大多数。因此出于这些工具的目的,假设购入电力的排放因子包括了所有温室气体,同时以二氧化碳当量报告。如果可以获得与电力相关的个别气体的排放因子数据,个别气体可分别报告后合并为二氧化碳当量,或个体排放因子可合并为二氧化碳当量排放因子。电力输送中的损耗根据输送距离的不同而有所差异。某些情况下,损耗很明显,以至于它成为了电力输送的重要依据。但是,购入电力的温室气体排放因子很少考虑输送损失的影响。例如,温室气体议定书声明了“购买电力的最终用户不需报告与[输送及分配]损失相关的间接排放,因为最终用户在使用电力时并不拥有[输送及分配]的经营权。”([输送及分配损失])(WRI2004a)。更多地,接受温室气体议定书很少询问电力的使用者去计量输送损失。这样一来,这些工具建议在对购买电力使用排放因子时不包含输送损失。但是如果输送损失特别重要,则可在结果中注明,同时其影响可在支持材料中予以估计。此外,一些公布的购入电力的排放因子是“完整的燃料循环”排放因子,后者包含燃料生产的上游排放。因为完整的燃料循环排放因子并不规范,这些计算工具建议购入电力的排放因子仅基于电力制造者的排放而非其上游排放。如果公司必须使用完整的燃料循环排放因子(例如:以满足国家报告要求),应在结果中予以说明。176温室气体排放核算工具10.2.12.2电力外购为估算与已消耗电力外购相关的间接排放,企业应用可得到最合适的购买电力排放因子。例如,它应该反映电力生产被购买期间所产生的排放。在大多数纸浆及造纸工厂,电力外购是来自于基本负荷。因此多数情况下,应使用基本负荷或平均排放因子,而不是边际或峰值电力排放因子。如果企业可说明其峰值电力排放因子(或其他排放因子)更加合适,那么可以予以应用,但是应在结果中记录其理由。在某些情况下,电力购入的排放因子会反映特定的与电力供应商之间的购买协议(例如:“绿色”电力)。在购入电力生产于附近CHP系统的情况下,与电力购入相关的排放可使用10.2.12.6中所描述的方法予以估算。当然,如果某工厂所使用的热力及电力都源自CHP系统,则没有必要指定(确定)排放。在这种情况下,如果企业掌握或控制排放源,则所有排放都应报告为直接排放。另一方面,如果排放源被另一实体所掌握或控制,则所有排放应报告为间接排放。计算实例:工厂购买电力。在加拿大Alberta有一工厂,在一年中购买了的电力(83300MW·h)。加拿大VCR注册指南显示,在Alberta的购买电力的平均排放因子为0.991kgCO2eq./kW·h。相关的间接排放估算如下:83300MW·h/y=83.3×106kW·(83.3×106kW·h/y)×(0.991kgCO106kgCO2-eq./y=82600tCO2-eq./y10.2.12.3电力输出对于工厂报告与电力、蒸汽生产相关的所有直接排放,不管电力、蒸汽被内部使用还是外部输出,本计算工具均建议了报告结果的模板。当企业想要描述直接排放对输出电力、蒸汽的贡献时,例子中的报告表格提供了一份建议格式。表格同时提供了一份模板,以便企业比较输出电力碳强度(单位kgCO2/MW·h)与外购电网中电力的碳强度。企业会发现这很利于突出基于生物质的电力及CHP系统所生产的电力对环境有利的贡献。对于想遵从WRI/WBCSD温室气体议定书的企业,不应净外购/输出或其相应的排放。电力输出可能包含于可选信息分类下,但是源自电力生产的排放始终包含于组织的直接排放分类下。估算电力输出的排放影响涉及估算工厂生产输出电力所产生的排放。因17710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具为工厂的输出电力往往产生于热电联产(CHP)系统,企业通常需要使用CHP系统中所介绍的方法去计算输出电力的排放。在清单结果中,企业可显示输出电力或蒸汽的碳强度(例如,单位为kgCO2/MW·h或kgCO2/GJ)与外购电网中电力或蒸汽的碳强度相比较的结果。为估算电网的碳强度,工厂应使用可获得的最合适的电网排放因子。例如:其应反映被电力输出所假定取代的排放。因为工厂通常输出电力至基本负荷(例如:工厂通常不会是峰值功率的供应者),大多数情况下会使用基本负荷排放因子而不是边际或峰值功率排放因子。但是如果更加合适,则企业可以使用峰值或边际排放因子。10.2.12.4蒸汽外购在很多情况下,当工厂外购蒸汽时,它是被附近的CHP系统所生产的。在这样的情况下,工厂所报告的间接排放可通过10.2.12.6中描述的分配方法进行计算。在其他情况下,工厂和蒸汽制造商之间的合同可能会定义电厂所产生的排放是如何在电厂卖出的电力和蒸汽之间分配的。在这些情况下,分配方法应在结果中予以解释。如果外购蒸汽不是产自系统,则工厂应应用专业判断以估算所产生的排放。在计算中,输送至工厂的热量可进行适当修正,以反映返回冷凝物中的热量。用于估算与外购蒸汽相关的间接排放的方法应在清单结果中予以描述。10.2.12.5蒸汽及热水输出与电力的例子相类似,源自公司掌握锅炉的总的现场排放被视为直接排放,不管蒸汽或热水是否是输出的,与输出蒸汽或热水相关的排放可分别披露。例如,在温室气体议定书中此信息可能提供于选择性信息部分。估算这类排放的方法与估算输出电力的方法相类似。用于估算方法的选择取决于是否涉及CHP系统。如果来自锅炉的蒸汽未经CHP系统中使用就直接输出,则锅炉的排放通常可按蒸汽输出量成正比分配(作为锅炉产生总蒸汽量的一部分)。但是,如果涉及了CHP系统,为分配排放,须使用10.2.12.6中叙述的方法进行计算。在这两种情况下,工厂所输送的热量可予以修正,以反映返回冷凝物中的热量。各种情况都会要求使用最佳的专业判断。热水输出的处理与蒸汽输出相同,在能量含量基准下(例如,1GJ的热水能量假设等同于1GJ的蒸汽能量,源自工厂生产蒸汽的热水时的热量损失被假设为可忽略)。178温室气体排放核算工具10.2.12.6热电联产系统(CHP)的排放分配当电力由热电联产(CHP)系统生产时,可能很有必要将CHP系统产生的排放分配至多种输出的能流。当然,如果工厂掌握着CHP系统,同时利用着其所有的输出,便没有必要分配,因为所有的排放都是工厂的直接排放。但是在很多情况下,工厂可能会或多或少地接收源自外部提供者所提供的CHP能量,或者会输出一部分的自身的CHP能量。例如,如果某工厂从附近的电力工厂外购蒸汽,则有必要估算与外购蒸汽相关的间接排放。类似地,如果某工厂将源自CHP系统的能量输出但是将蒸汽内部使用,则必须估算工厂的排放对输出电力能产生多大的贡献。热水输出的处理方法与蒸汽输出相同。尽管有好几种分配CHP系统排放的方法,在这些计算工具中仍然推荐“效率”方法(其他不同方法的附加信息参见10.4)。推荐“效率”方法是因为此方法试图将能量输出与产生这些能量所用的燃料量相联系,以及延伸地,将产生这些能量所造成的温室气体相联系。如果企业使用了其他方法,则必须在结果中进行描述。效率方法是WRI/WBCSD(WRI2004b)所建议的三种方法之一。此方法有两个版本。简化效率方法相对简单,但是涉及几个关于设备效率的假设。我们预计此简化方法对于很多工厂使用足够,因此,简化效率方法作为缺省方法包含于本报告中。详细的效率方法则比较复杂,但是可使用工厂有可能拥有的特定现场的CHP系统的设计以及操作数据。详细的效率方法在10.4中描述。当工厂或企业有不止一个CHP系统时,如果已有基础可对不同CHP系统使用各自的效率,则在对所有系统分配排放时,不需对电力及蒸汽生产使用同样的效率数据。简化效率方法:效率方法要求使用针对电力及蒸汽生产的假设效率因子,或针对基于细节过程设计及运营信息的每一种蒸汽或电力生产装置的实际效率因子。我们假设热水生产的效率与蒸汽生产的效率相同。应用效率方法最简单的途径是指派一个单效率因子至所有电力输出以及热量(蒸汽及热水)输出。此信息被用来计算效率比率,此比率等同于电力生产效率除以热量输出效率。例如,如果CHP系统生产蒸汽的效率为80%,而生产电力的效率为40%,则比率为2。通常使用效率比率而非个体效率,因为:①此比率控制着排放的分配,而个体效率不能做到;②个体效率被能量平衡所限制,因此不可能独立地指定。基于该效率比,使用公式10.5及公式10.6对CHP系统的排放在热量及17910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具电力输出之间进行分配。本方法在此报告中被称为简化效率方法。对于那些缺少或选择不使用CHP系统的细化设计及运营数据的企业来说,建议使用简化效率方法。HHTeffeffP;eHEERHPRe(10.5)式中EH——可归于热量生产的排放份额,tGHG/y;ET——源自CHP车间的总排放,tGHG/y;H——热量输出,GJ/y;P——电力输出,GJ/y;Reff——热生产效率比电生产效率;eH——典型热生产的假设效率(缺省值=0.8);eP——典型电力生产的假设效率(缺省值=0.35)。归于电力生产的排放份额是由这样的关系被指定的:PTHEEE(10.6)式中EP——归于电力生产的排放份额。在这些计算中,蒸汽中的热量可予以修正,以反映返回冷凝物中热量的数量。在使用此简化效率方法时,推荐使用电力生产的效率0.35,及蒸汽生产效率0.8(或热水),并可与效率比率()相匹配。下面的计算实例使用了这些建议的缺省效率因子。计算实例:分配CHP排放至三种输出流——通过简化效率方法与WRI/WBCSD建议的美国缺省效率因子。某工厂有如图10.1所示的CHP系统,但是缺少(或选择不使用)细化能量平衡信息。反而,企业选择使用简化效率方法及WRI/WBCSD建议的美国缺省效率;电力生产为0.35,蒸汽生产为0.8(WRI2004b,c)。图10.1180温室气体排放核算工具使用这些假设效率,排放可如下被分配为CHP系统的这三种输出(使用1小时运营基准):总系统排放:燃料1:CO2(1538m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(55.9kgCO2/GJ)=3353kgCO2/hrCH4(1538m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(0.0006kgCH4/GJ)×(21CO2-eq./CH4)=0.76kgCO2-eq./hrN2O(1538m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(0.0001kgN2O/GJ)×(310CO2-eq./N2O)=1.86kgCO2-eq/hr总燃料1排放=3356kgCO2-eq./hr燃料2:CO2(974m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(55.9kgCO2/GJ)=2123kgCO2/hrCH4(974m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(0.0014kgCH4/GJ)×(21CO2-eq./CH4)=1.12kgCO2-eq./hrN2O(974m3/hr)×(0.039GJ/m3)×(0.0001kgNO/GJ)×(310CO2-eq./N2O)=1.18kgCO2-eq./hr总燃料2排放=2126kgCO2-eq./hr总CHP系统排放=3356+2126=总系统电力输出=P1+P2=8MWeff0.82.30.35RH22215MW5482kgCOeq2462kgCOeq15MW(8MW2.3)20681tCOeq/yat350d/EyP22225482kgCOeq2462kgCOeq3020kgCO25368tCOeq/yrat350d/yoperationE使用简化效率方法及缺省电力、蒸汽效率因子,CHP系统的排放可按下列比例分配至输出流:分配至热量输出的CHP排放=100×2462/5482=44.9%分配至电力输出的CHP排放=100×3020/5482=55.1%这些比例可用于分配所有源自CHP系统的温室气体排放。能量输出的排放因子可拓展如下:CHP热量输出的排放因子=(2462kgCO2-eq./hr)/15MW=164.1kgCO2-eq./MW·h18110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具CHP电力输出的排放因子=(3020kgCO2-eq./hr)/8MW=377.5kgCO2-eq./MW·h10.2.13车辆及混杂化石燃料燃烧设备的温室气体排放企业一般拥有一些车辆,以运输原材料、产品、废物及雇员。企业也可能拥有非道路车辆及其他种类的化石燃料燃烧设备。因为企业或许会倾向于将这些排放包含于共同的温室气体清单(在WRI/WBCSDGHG议定书中已建议),它们在这些计算工具中已有所提及。企业应该在清单结果中指出是否已包含这些排放。10.2.13.1公路车辆的温室气体排放有意包含这些排放的企业可在计算排放时基于燃料消耗数据或旅行距离的数据。如果企业使用燃料消耗数据估算二氧化碳排放,则此估算使用的是与估算静态、化石燃料燃烧相同的方法及排放因子(见10.2.8.1)。公路源的甲烷及氧化亚氮的排放因子可于IPCC1997c卷中找到。一系列参数会影响公路车辆的甲烷及氧化亚氮排放,包括车辆种类、消耗燃料种类、运行特征、排放控制、维持手段以及车队年龄。这些因素的影响会反映在IPCC1997c公路车辆的排放因子的表格中。大体来说,以汽油为燃料的公路车辆的甲烷及氧化亚氮排放因子,合并且表达为二氧化碳当量时,范围是1.2~13.5kg/GJ,中值为4.6kg/GJ。以柴油为燃料的源的甲烷及氧化亚氮的排放因子相对较低,范围是0.6~4.4kgCO2-equiv/GJ1.0kgCO2-equiv/GJ。液态运输燃料的二氧化碳排放因子通常很接近70kgCO2/GJ。IPCC1997c中的排放因子说明,对于某些种类的公路运输源,甲烷及氧化亚氮排放仅是总温室气体排放的很小的一部分,但是这些源在其他种类的运输情况下可能更显著。WRI2004d中提供的指南仅解决了运输源的二氧化碳排放,可能是因为在估算甲烷及氧化亚氮排放时的困难,以及其对于总温室气体排放的贡献量较小。应认识到,使用基于里程数的排放因子可能会导致估算排放时精确度较低,而使用基于燃料消耗量数据时,排放的估算精度会较高。但是,如果企业认为使用基于行驶里程数据去估算排放更方便,则可以使用WRI2004d(于10.5中重现)中提供的二氧化碳排放因子。WRI/WBCSD温室气体议定书并不提供针对运输源的甲烷及氧化亚氮排放因子。10.2.13.2非道路车辆及设备的温室气体排放企业可能拥有非道路车辆及其他化石燃料驱动的设备,并且想将其包含182温室气体排放核算工具于自身组织边界范围内。这些排放源可能包含铲车甚至链锯。可使用燃料消耗数据及表10.2中提供的排放因子来估算这些排放源的二氧化碳排放。其中一些排放源的温室气体排放主要部分是甲烷及氧化亚氮,氧化亚氮排放报告为30g/GJ或9kgCO2-equiv./GJ,可超过这些排放源的二氧化碳排放量的10%。移动源的排放因子在多处可见。一些可获得的信息总结于10.5中。IPCC指南包含数个不同组的排放因子,而不会推荐单一组的排放因子(IPCC1997c)。表10.9就源自于IPCC引用的源头之一。表格中的二氧化碳因子来自于表10.2,并且与IPCC1997c的原表格有所不同,因为使用了IPCC建议,修正了未氧化碳。表10.9同时包含了全部的使用IPCC全球暖化潜势(甲烷为21,氧化亚氮为310)推导的二氧化碳当量排放因子。公布的移动源的甲烷及氧化亚氮排放因子据议定书不同而不同。特别地,氧化亚氮排放因子的差别,最高会对二氧化碳当量造成10%的影响。当企业需要精确计算这些源的排放时,建议检查10.5中讨论的多种源,以确定最佳的排放因子。但是在多数情况下,表10.9所提供的排放因子已经足够。表10.9非道路移动源及设备的排放因子(IPCC1997c)(IPCC修订后1996指南截取自)源及发动机类型CO2kg/TJCH4CO2-equiv.kg/TJ林业柴油73,40043082800工业柴油73,40043082800铁路柴油73,40043082800内陆水运柴油73,40043082800海运柴油73,4007274200工业汽油4冲程68,60050270300林业汽油2冲程68,6001700.472300工业汽油2冲程68,6001300.471500内陆水运汽油4冲程68,60040270100内陆水运汽油2冲程68,6001100.471000——源于表10.2,经未燃碳修正。计算实例:厂区内车辆及设备的温室气体排放。18310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具基于购买记录,某工厂估算了一年内为厂区内车辆及设备所购买的燃料数量。它应用了表10.1中所示的最大的排放因子并且估计其排放会比工厂排放的0.5%还少。工厂与其尝试去研究出更精确的估算方法,还不如决定在结果中报告:仅此排放源的排放是不重要的,因为它们仅占总排放不到0.5%的比例。计算实例:企业的林业运营及木料运输车队的温室气体排放。某企业的燃料购买记录显示,在一年中,以下数量的燃料被此企业的林地运营及向企业运输木料的车队所消耗:汽油=10000l-企业估计大约90%的此燃料用于4-冲程发动机,同时10%用于2-冲程发动机,在森林设备中。柴油=200000l汽油的热含量大约为0.034GJ/l,柴油的热含量大约为0.038GJ/l。企业决定使用表10.9中的二氧化碳当量排放因子去估算排放。用于4-冲程的发动机的汽油=10000l/y×0.9=9000l/y9000l/y×0.034GJ/liter=306GJ/y0.306TJ/y×70300kgCO2-equiv./TJ2-equiv./y=21.5tCO2-equiv./y用于2-冲程的发动机的汽油=10000l/y1000l/y1000l/y×0.034GJ/liter=34GJ/y0.034TJ/y×72300kgCO2-equiv./TJ=kg-equiv/y=2.5tCO2-equiv./y使用的柴油=200000l/y200000l/y×0.038GJ/l=7600GJ/y=7.6TJ/y7.6TJ/y×82800kgCO2-equiv./TJ=629000kgCO2-equiv./y=629tCO2-equiv./y企业控制的森林运营及木料车辆的总温室气体排放:21.5+2.5+629=653tCO2-equiv./y10.2.14来自垃圾填埋场中废弃物所产生的温室气体排放这些计算工具假设许多企业会将企业控制的填埋场包含在库存边界范围内。这些工具同样可以用在那些案例中:工厂的过程废弃物由市政固态废弃物填埋所处理,同时企业关心的是估算工厂对市政填埋在排放方面的贡献。一些企业仍然持有未处理的木料残留堆。对于非故意堆肥或暴露于空气中的木料残留堆,甲烷排放可使用14.2中提供的针对填埋的估算方法予以计算。184温室气体排放核算工具类似于为多数议定书所接受的例子,在这些工具中仅对甲烷排放有所处理,因为源自填埋场的二氧化碳由生物质碳构成,而氧化亚氮排放假定是可忽略的。表10.1中显示的是废弃物填埋的排放因子。此因子是基于一系列保守的假设,并且在多数情况下,会导致比实际填埋工厂废弃物的排放更高的估算。在决定填埋气排放是否对清单具备实质性时,排放因子非常有用。但是,在估算清单结果时建议使用这里所描述的方法。10.2.14.1使用填埋气体收集系统的数据在某些情况下,企业填埋场是用低渗透性的覆盖材料所覆盖,并且收集了填埋气体。在多数这种情况下,收集及破坏的甲烷的数量可通过厂区具体的数据予以估算。IPCC建议方法仅间接使用此信息。IPCC建议,企业首先通过估计总气体生成量(使用下列讨论的其中一种数学模型),而后减去甲烷捕获及燃烧的数量,来估算填埋气体排放。这两者的差我们假设是释放掉了。此种方法的问题在于,因为估算甲烷生产量时有很大的不确定性,其燃烧的数量便很容易比企业估算出的生产量更大,从而产生负排放。同样的,估算的生产率与测量后收集率的比较可能会得出非常低的收集效率,这仅是因为估算甲烷生产时的不确定性所导致。另一种可行的方法是,测量收集在有效的收集系统内的甲烷量:以估算系统的收集效率,而后反向计算生产的甲烷数量。例如,如果某工厂覆盖的填埋场地决定了其收集系统每年收集了的甲烷,而工厂估算其收集效率为90%,此种情况下,生产的甲烷为100t。此方法的问题在于,填埋气体收集系统的效率会有所变化,存在较高的不确定性。已报告的收集效率范围为60%~85%(USEPA1998d)。这种变化性及不确定性使得IPCC认为:“使用未记载的对填埋气体回收潜力的估算是不合适的,例如某些估算会过高估计回收的数量”(IPCC2000a)。尽管如此,此方法是建立在测量值——收集的气体量的基础上的。因此,可以很合理地认为,在少数情况下,它会产生比IPCC缺省方法更加精确的估算。这对于工厂填埋尤为正确,因为数据可获得性太小,而不能导出应用IPCC数学模型估算排放时所需的参数。因此,在这些计算工具中,当企业拥有的填埋场被低渗透率的覆盖物所覆盖,以及其装备了用正常标准建设并运行的气体收集系统时,建议甲烷收集率可由下列测量后反算获得:①测量收集的甲烷量;②测量的或假设的18510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具收集效率。缺省收集效率75%被一些当局所使用,同时也被建议,除非可获得厂区特定的收集效率数据(USEPA1998d)。这些计算工具同时假设所有捕获及燃烧的甲烷被转化为生物质二氧化碳,因此不包含于温室气体总量中。使用这些缺省值以及假设后,甲烷释放的估算可通过公式10.7来完成。排放至大气的CH4(m3/y)=[(REC/FRCOLL)×(1-FRCOLL)×FRMETH×(1-OX)]+[REC×FRMETH×(1-FRBURN)](10.7)式中REC——收集的填埋气体量,使用场地特定基准,m3/y;FRCOLL——生产的填埋气体中被收集的比例,缺省值为0.75;FRMETH——填埋气体中甲烷的比例,缺省值为0.5;OX——在填埋表面层被氧化的甲烷比例,缺省值为0.1;FRBURN——收集到的甲烷中被燃烧掉的部分,视场地具体情况而定。10.2.14.2无气体收集数据时对填埋场的甲烷估算1.简化一阶衰减方法当上中描述的方法不能使用时,建议企业采用一阶衰减模型以估算填埋场气体排放,并使用为纸浆和造纸厂工业垃圾填埋而导出的参数。这是IPCC推荐的默认方法,并被多数国家主管部门采用(),可以用于估算活动状态和非活动状态的垃圾填埋场的甲烷排放量。在年度存放恒定(或假设为恒定)时,的缺省方法会折合为两个等式。这种简化方法应该足够使用,除非被填埋的废物数量或种类在各年中变化很大(例如,厂区有建设纸浆脱墨工厂),或填埋场的设计或运营改变很大,以至于对甲烷生产或释放产生了重大影响(例如,安装了气体收集系统)。简化方法如下:源自填埋场的垃圾产生的CH4(m3/y)=RL0(e-kC-e-kT)(10.8)式中R——每年送至填埋场的平均垃圾数量,Mg/y;L0——甲烷最终的生产潜力,m3/Mgwaste;k——常规甲烷生产率,1/y;C——填埋场不再接收垃圾的时间,y;T——填埋场开始运营的年度,y。(注意:R及L0可以是湿重、干重、可降解有机碳或其他形式,但是R及L0的单位必须相同。)186温室气体排放核算工具当企业可区分无效废物(例如:锅炉灰、混凝土)的数量时,建议这些数量不要包含于输入参数R中(每年送至填埋场的垃圾平均数量)。并不是所有生成的甲烷都被释放到大气中去了。对大气排放的估算,是将公式10.8的计算结果运用到公式10.9中。对拥有现代化气体收集和燃烧系统、但没有回收气体测量设备的垃圾填埋区而言,甲烷的回收量可以假定为75%(USEPA1998d)。CH4(m3/y)释放量=[(CH4生产量-CH4回收量)×(1-OX)]+[CH4回收量×(1-FRBURN)](10.9)式中CH4生产量——来自公式10.8;CH4回收量——收集的甲烷量,视场地具体情况而定;OX——填埋场表层在逸散前被氧化的比例,通常假设为0.1;FRBURN——收集到的甲烷中经燃烧的比例,视场地具体情况而定。如果填埋量发生显著变化,或垃圾填埋场的设计发生改变以至于一些参数值发生实质性变化,则需要更复杂的方法。为了应对这些更复杂的情况,推荐方法是对每年的气体排放量进行建模,进而累加以预测本年度发生的气体排放。更详细的分析说明见下面第2在10.6中鉴别出了一系列公式所需的参数的来源。遗憾的是,数值会据议定书不同而不同,并且仅基于少量数据。对于这种情况:纸浆及造纸厂废水处理污泥是主要废物时,合理的恒定比率,范围降至0.01~0.1/yr,同时L0降至50~200m3/Mg。美国正在进行这样的研究,这将有助于缩小这些范围。初步显示,森林产品工业的填埋场的气体产生量要比使用市政固态废弃物(NCASI1999)参数预测的结果小。了解这一点后,建议在现在进行的研究结束之前,除非企业有更合适其垃圾的特定国家或特定场地的因子,企业应使用表10.10中所示的参数值。为获得更多信息,可引用10.6所述理论。表10.10估算废弃填埋场中甲烷排放为K和L0推荐的缺省值参数缺省值k0.03y-1L0100m3/Mg垃圾干重2.详尽一阶衰减方法考虑到每年送入垃圾填埋场的废弃物数量有变化,IPCC针对这种情况提18710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具出了一个变量。结合公式10.10、10.11,以从第一年开始估算出接下来各年废弃物存放产生的甲烷量。给定年份上一年存放废弃物排放的CH4量(m3/y)=kRyL0(e-k[T-Y])(10.10)式中k——甲烷产生率常数,1/yr;RY——Y年发送到垃圾填埋场的垃圾量,Mg/yr;L0——甲烷最终的生产潜力,m3/Mg废弃物;T——待估算排放的年度,格式等同于填埋场开放使用的年度;Y——填埋场开放使用并填埋垃圾后的年度。这样(T-Y)等于年数,即从开始填埋垃圾年度起至待估计排放量的年度之间的年数。CH4排放量(m3/y)=[(CH4产生量-CH4回收量)×(1-OX)]+[CH4回收量×(1-FRBURN)](10.11)式中CH4产生量——源自公式10.10;CH4回收量——甲烷的收集量,视特定场地情况而定;OX——填埋场表层在逃逸前被氧化的比例,通常为0.1;FRBURN——收集的甲烷中经燃烧的比例,视特定场地情况而定。当企业可分别估算其无效垃圾的数量时(例如,锅炉灰,混凝土),建议这些数量不要包含于输入参数RY(第年送至填埋场的垃圾数量)。要完成以上计算,需估算自填埋场开始使用后每年度垃圾存放数量。IPCC规定,对于非常旧的垃圾填埋场,在本年度开始之前至少有三个废弃物降解半衰期是可追溯的。鉴于对多个工厂污泥缓慢降解的观察显示,25年是满足这一标准的最低年限。对于每年的存放量,估算当年及来年甲烷的泄漏量。在随后的年度中,释放的甲烷量为每一个上年度进行垃圾存放并在当年释放甲烷的量的总和。在第一年,存放量为A,并且估计它会在第1、2、3年分别释放X1、X2及X3单位重量的甲烷。第一年报告的甲烷排放为X1单位重量。在第二年,存放量为B,估计其会在第2、3、4年分别释放甲烷Y2、Y3、Y4单位重量。第二年甲烷的报告排放为X2加Y2单位重量。在第三年,存放量为C,并估计它会在第3、4、5年分别释放甲烷Z3、Z4、Z5单位重量。第三年的甲烷报告排放为X3加Y3加Z3单位重量。此过程每年往复循环。k及L0的数值与简化一阶方法中的相同,如表10.10所示。计算实例:某配备现代低渗透率覆盖物及气体收集系统的工厂填埋场的排放。收集到的气体用于燃烧。188温室气体排放核算工具对一填埋场气体收集系统进行测量。此系统收集了820000标准m3/y,并且气体中47%(体积分数)为甲烷。工厂没有针对气体收集系统的场地具体的效率数据,因此它使用了建议的缺省值75%。同时又使用了缺省假设:未收集气体中10%在逸散至大气前会被氧化。收集的甲烷量=820000m3/y×0.47=385000m3/y产生的甲烷量=(385000m3/y)/0.75=513000m3/y释放的甲烷量=(513000-385000)m3/y×(1-0.1)=115000m3/y=115×106l/y释放的甲烷量=(115×106l/y)/22.4l/g-mole=5.13×106g-mole/y释放的甲烷量=(5.13×106g-mole/y)×16g/g-mole=82×106g/y=82tCH4/y使用IPCCGWP(21),这等同于1720tCO2-equiv./y。计算实例:用于填埋工厂废水处理残渣及灰尘的有二十年历史的旧填埋场的排放。此填埋场没有气体收集系统。某工厂每天填埋50t固态垃圾,这些垃圾主要由废水处理车间固体、灰及硫酸盐制浆工厂的其他混杂废物所构成。工厂每年有350天会产生垃圾。填埋场已使用年并且尚在使用中。此填埋场不具备气体收集系统。工厂使用表格10.10中的k及L0的缺省值/Mg,K为0.03/y)。R=50Mg/d×350d/y=17500Mg/yL0=100m3/Mgk=0.03/yC=0yT=20y甲烷产生量(m3/y)=17500×100×(e-0.03×0-e-0.03×20)=790000m3/y甲烷的密度(0℃及1atm.pressure)=0.72kg/m3(来自Perry’s化学工程手册)甲烷产生量(kg/y)=790000m3/y×0.72kg/m3=568000kg/y=568t/y假设填埋表面10%被氧化甲烷的释放量=568t/y×(1-0.1)=511tCH4/yreleased使用IPCCGWP(21),这等同于10700tCO2-equiv./y。请注意表10.1中的排放因子会产生如下估算结果:50t/d×350d/y×3500kg/t=61250000kg/y=61250tCO2-equiv./y,是更精确方法的五倍以上。18910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.2.15污水或污泥厌氧处理过程的温室气体排放大部分现有的温室气体议定书只针对厌氧处理和消化过程的废弃物处理车间排放。因此,这些计算工具是在假设其他类型的废水和污泥处理过程的排放量是可以忽略不计的情况下提出的。虽然有氧和兼性处理系统可能有溶解氧耗尽的区域,但是在曝气稳定池、活性污泥系统以及与之相关的滞留池中甲烷产生率比厌氧系统的估算排放低得多。在任何情况下,由于缺乏数据,很少估算有氧和兼性处理系统的排放数据,例如IPCC建议把用于需氧系统中的甲烷转换因子假定为0(IPCC1997c)。对于厌氧系统,仅需估算甲烷排放。企业掌握的来自厌氧系统的甲烷排放会被报告为直接排放。来自污水和污泥处理过程的二氧化碳排放中包含生物质碳,此生物质碳未包含于总的温室气体排放中。此生物质碳并非燃烧相关(例如:它并不是由甲烷燃烧而形成的),它常常被排除在清单结果外。此外,处理厂的氧化亚氮排放也是很小的,而且很可能仅在废水排放过程中产生(IPCC1997c)。10.2.15.1厌氧处理过程中废气被捕获的情形在许多情况下,厌氧处理系统是有覆盖的,并且气体被收集及燃烧。目的之一是阻止气味,为了达到这个目的,系统必须非常高效。因此,为了编制温室气体清单,对于在厌氧处理过程中甲烷被捕获和燃烧的情形,假设其被完全收集和销毁,则不存在甲烷排放。由于燃烧甲烷产生的二氧化碳中包含生物质碳,而生物质碳不需要在温室气体清单总量中报告。如果工厂的情况表明并不是少量的甲烷在收集过程中逸散,工厂需尝试统计这些排放,但该情况对于收集和燃烧甲烷的工厂而言,一般属非正常状态。当然,如果气体被释放到大气中而不是被燃烧,那么这些气体应该包括在清单中。10.2.15.2厌氧处理过程中废气被释放至大气的情形厌氧处理操作中,如果废气没有被收集及燃烧,那么很有必要估算释放至大气中的甲烷。在某些情况下,例如这些气体通过一个密封容器的通风孔释放,释放可以直接测量。在其他大多数情况下,它们必须被估算。这些计算工具在2000年5月优良做法文件中描述且公式10.12所示的(IPCC2000a)IPCC缺省方法被建议使用。尽管IPCC文档允许此公式应用于非完全厌氧系统(通过乘以小于1的任意调整因子),目前没有现成的数据190温室气体排放核算工具以支持调整因子的选择。因此这里推荐,甲烷的排放估算仅限于从厌氧处理或污泥消化系统中进行,直到有其他系统的因子可供使用。厌氧处理装置甲烷排放(kg/年)=(OC×EF)-B(10.12)式中OC——供给厌氧系统的化学需氧量或化学耗氧量,kg/年;EF——排放因子,默认值=0.25kgCH4/kgCOD给料或0.6kgCH4/kgBOD给料(或其他基于BOD的因子,该因子可根据现场特定的COD/BOD比率,乘以基于COD因子0.25kgCH4/kgCOD而获得);B——现场特定条件下获得的甲烷捕获和燃烧量,kgCH4/年。如果是单独处理固体,则可以使用10.13进行污泥消化系统的排放估算。在污泥被燃烧的情况下,它包含于章节10.2.11中已讨论的生物质燃烧的温室气体排放。厌氧污泥消化设备的甲烷排放(kg/年)=(OCs×EFs)-B(10.13)式中OCs——污泥的有机物含量;EFs——排放因子,单位与OCs一致的默认值为0.25kgCH4/kg污泥给料);B——现场特定条件下获得的甲烷捕获和燃烧量,kgCH4/年。计算实例:纸板回收工厂有厌氧处理但是没有进行气体回收。纸板回收厂使用厌氧处理装置对生活污水进行处理,废水中包含10000kgCOD/d。工厂每年有300天会产生废水。IPCC针对厌氧处理系统生成甲烷的默认值是0.25kgCH4/kgCOD化学耗氧量给料。甲烷的排放估算如下:OC=10000kg/d×300d/y=3000000kgCOD/yCH4产生=3000000kgCOD/y×0.25kgCH4/kgCOD=750000kgCH4/y=750tCH4/y使用IPCC全球变暖潜值(21),这等于15750tCO2e/年。10.2.16呈现清单结果这些计算工具提供了一个总结清单结果的例子。公司也可以自由选择更方便或适当的格式,但是,在使用这些计算工具时要充分地了解到它适用范围以确保清单结果的透明度,并且需要辅以关键信息以及理解结果。19110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具公司可能会用体现清单结果的表格展示如下。表10.11提供了用于描述营运边界操作所产生的排放清单。鼓励公司在清单中包含额外的信息,这将有助于解释清单结果。表10.12包含一个可以用来记录直接排放的格式范例。这些排放来源于公司拥有或控制的边界内。公司可以自由的选择方法来报告部分拥有或控制的排放源产生的排放量,但是方法应在清单中详细描述。此外,表中的另一个例子展示了有关输出电力与蒸汽的直接排放。鼓励公司用此格式或其他类似的格式来报告电力或蒸汽输出,因为它会对排放源的温室气体分布有显著的影响。表10.13是一个记录间接排放的范例(在营运边界内被另一个实体所拥有的),如外购的电力和蒸汽。还鼓励企业使用类似的格式来报告对企业温室气体排放有重大影响的外包业务(如:独立供电厂)。表10.14提供了可用来编制清单的记录排放因子的示例。建议企业在清单报告中包含这些信息,以使清单更加透明。工厂的清单报告应该按照表10.15~表10.18的示例。示意图10.2描述了清单中应该包括的各个排放源和类别。公司如果想出具满足世界资源研究所温室气体议定书的温室气体排放要求的报告,需要将生物质燃烧产生的二氧化碳单独报告,以区别于直接温室气体排放。可按照10.7执行(包括表)以达到这个目的。可用一个Excel工作簿来执行本报告中涉及的计算。已完成的工作簿代表了用来表达结果的清单另一种方法。表10.11报告清单运营边界的表格示例使用此处以提供有助于理解清单运营边界的额外信息,包括所使用的对部分拥有或控制的排放源的排放分配方法。(如需要请附页)标记识别包括在清单的操作采伐木材/芯片/树皮/废纸/其他的原材料运输车辆产品、副产品或废物运输车辆剥皮破片机械法制浆化学制浆——硫酸盐化学制浆——亚硫酸盐化学制浆——其他192温室气体排放核算工具续表10.11使用此处以提供有助于理解清单运营边界的额外信息,包括所使用的对部分拥有或控制的排放源的排放分配方法。(如需要请附页)标记识别包括在清单的操作半化学制浆回收炉——硫酸盐溶液炉——亚硫酸盐溶液炉——半化学品石灰窑煅烧炉非冷凝气体焚烧炉废纸制浆和清洁脱墨化学或半化学纸浆漂白脱墨增白现场配制的化学品(如:二氧化氯、臭氧)纸或纸板生产涂料(包括液压涂料)卷切边、卷包装、薄板切割现场电力和蒸汽锅炉现场燃气轮机燃气红外烘干机其他化石燃料的燃烧机污水处理操作污泥处理垃圾填埋场接收的工厂废料空气排放控制装置道路车辆非道路车辆和机械普通办公室/工厂员工办公区其他操作——描述:其他操作——描述:其他操作——描述:此表格可以被用来表示清单的边界和它们的所有权。需提供边界的总体描述,任何额外的信息都必须有所解释,然后在适当的位置标注上“X”。19310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.12报告GHG直接排放清单结果的表格示例直接排放总量(t)凡是已被确定为无关紧要或非实质性的排放,请填写“NM”且在脚注中予以说明确定的依据。CO2CH4N2OCO2e过程和能源相关的排放1固定化石燃料燃烧2生物质燃烧N/A3化学品(碳酸钙、碳酸钠)交通运输和机械排放4道路车辆5非道路车辆和机械废弃物排放管理6工厂废弃物的垃圾填埋场排放N/A7废水厌氧处理系统N/A8以上不包括的其他直接排放:直接排放总量(第1行~第8行的总和)输出的电力和蒸汽的排放(直接排放总量的一个子集)9有关电力输出的排放输出电力的碳强度(磅CO2/MW电网电力输出的碳强度(磅CO2/MW·h)估算电网温室气体排放强度的方法:10输出蒸汽的排放11输出总排放量(第9行~第10行的总和)解释用于确定所有权/控制权未完全属于公司所有的方法。WRI/WBCSD温室气体议定书等,可作为确定所有权/控制权的指南供参考。列入用于理解清单结果所需的其他任何信息:CO2当量通过乘以各气体的IPCCGWP值(CO2=1,CH4=21,N2O=310)并将三种气体求和得出。也可不需对三种气体单独估算而直接使用CO2当量的排放因子。(源于公司全部或部分拥有和控制的排放源的排放)N/A:不适用。生物质的二氧化碳排放未包含着GHG总量中,因这部分碳被认为是自然循环的一部分。194温室气体排放核算工具表10.13报告GHG非直接排放清单结果的表格示例t凡是已被确定为无关紧要或非实质性的排放,请填写“NM”且在脚注中予以说明确定的依据。CO2CH4N2OCO2e外购电力和蒸汽相关的间接排放,包括独立供电区1消耗外购电力产生的间接排放2消耗外购蒸汽产生的间接排放3外购电力或蒸汽的间接排放总量(1和2的总和)其他间接排放4包括在清单中的其他间接排放描述:外购和输出化石燃料产生的二氧化碳5输入的二氧化碳(例如,用于中和)6输出化石燃料产生的二氧化碳(如,输出至PCC工厂)注1:这只包括可追溯至化石燃料的二氧化碳输出部分。输出生物质产生的二氧化碳报告在10.7中。注2:这个输出二氧化碳不应该报告在排放表10.12中。解释用于确定所有权/控制权未完全属于公司所有的方法。WRI/WBCSD温室气体议定书等,可作为确定所有权/控制权的指南供参考。列入用于理解清单结果所需的其他任何信息:CO2当量通过乘以各气体的IPCCGWP值(CO2=1,CH4=21,N2O=310)并将3种气体求和得出。也可不需对三种气体单独估算而直接使用CO2当量的排放因子。(由外购电力/蒸汽,以及净输出化石CO2引起的排放)19510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.14报告用于准备清单的排放因子(EF)的表格示例(包括单位)CO2CH4N2OCO2e因子来源化石燃料燃烧燃料燃烧单位生物质燃烧燃料燃烧单位N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A废弃物管理垃圾填埋排放1:气体收集%=“k”=“L0”=垃圾填埋排放2:气体收集%=“k”=“L0”=垃圾填埋排放3:气体收集%=“k”=“L0”=厌氧处理排放:“因子”=外购电力和蒸汽外购电力的排放因子外购蒸汽的排放因子N/A:不适用。生物质的二氧化碳排放未包含在GHG总量中,因这部分碳被认为是自然循环的一部分。196温室气体排放核算工具表10.15GHG清单结果示例:清单的运营边界使用此处以提供有助于理解清单运营边界的额外信息,包括所使用的对部分拥有或控制的排放源的排放分配方法。(如需要请附页)用于第三方进行废纸分类作业的少量外购电力包括在工厂的清单结果中。此外,一个由其他公司所拥有的燃气轮机CHP系统在现场为工厂提供电力和蒸汽,但系统大部分电力被外售。这部分排放用简化的效率方法进行了分配。当工厂停车,我们有时会继续使用工厂所有的涡轮机用生物质发电并出售给电网。标记识别包括在清单的操作采伐X木材/芯片/树皮/废纸/其他的原材料运输车辆X产品、副产品或废弃物运输车辆剥皮X破片X机械法制浆化学制浆——硫酸盐X化学制浆——亚硫酸盐化学制浆——其他半化学制浆回收炉——硫酸盐X溶液炉——亚硫酸盐溶液炉——semichem石灰窑煅烧炉非冷凝气体焚烧炉X废纸制浆和清洁X19710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具续表10.15废纸制浆和清洁X脱墨X化学或半化学纸浆漂白X脱墨增白X现场配制的化学品(如:二氧化氯、臭氧)X纸或纸板生产X涂料(包括液压涂料)X卷切边、卷包装、薄板切割X现场电力和蒸汽锅炉X现场燃气轮机燃气红外烘干机X其他化石燃料的燃烧机X污水处理操作X污泥处理X垃圾填埋场接收的工厂废弃料X空气排放控制装置X道路车辆X非道路车辆和机械X普通办公室/工厂员工办公区X其他操作——描述:现场商业废纸收集和整理其他操作——描述:其他操作——描述:此表格可以被用来表示清单的边界和它们的所有权。需提供边界的总体描述,任何额外的信息都必须有所解释,然后在适当的位置标注上“X”。198温室气体排放核算工具图10.2清单结果示例图解19910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.16GHG清单结果示例:直接排放凡是已被确定为无关紧要或非实质性的排放,请填写“NM”且在脚注中予以说明确定的依据。直接排放总量(t)过程排放和与能源有关的排放CO2CH4N2OCO2e1固定源化石燃料燃烧720000100807469002生物质燃烧N/A12040149203化学添加剂(CaCO3和Na2CO3)5500005500运输和机械排放4道路车辆5非道路车辆和机械NMNMNMNM废弃物处理排放6垃圾填埋场中工厂废弃物的排放N/A511107307污水厌氧处理系统N/AN/A8上述不包括的直接排放及解释:直接排放总量(第1行~第8行总计)与输出电力和蒸汽相关的排放(直接排放总量的一个子集)9有关输出电力的排放062746输出电力的碳排放强度(磅CO2/MW﹤20接入电网的碳强度(磅CO2/MW·1452电网温室气体排放强度的估算方法:10有关输出蒸汽的排放000011输出总排放(第9行和第10行总合)062746解释用于确定所有权/控制权未完全属于公司所有的方法。WRI/WBCSD温室气体议定书等,可作为确定所有权/控制权的指南提供参考。列入用于理解清单结果所需的其他任何信息:这些排放量是不确定的,但是用可获得的最高的燃油消耗数据和排放因子可估算出这些排放小于工厂总排放的0.5%。因此,将其报告为非实质性(NM)。CO2当量通过乘以各气体的IPCCGWP值(CO2=1,CH4=21,N2O=310)并将3种气体求和得出。也可不需对三种气体单独估算而直接使用CO2当量的排放因子。(源于公司全部或部分拥有和控制的排放源的排放)N/A:不适用。生物质的二氧化碳排放未包含在GHG总量中,因这部分碳被认为是自然循环的一部分。200温室气体排放核算工具表10.17GHG清单结果示例:非直接排放t凡是已被确定为无关紧要或非实质性的排放,请填写“NM”且在脚注中予以说明确定的依据。CO2CH4N2OCO2e外购电力和蒸汽相关的间接排放,包括独立供电区1消耗外购电力产生的间接排放720002消耗外购蒸汽产生的间接排放124003外购电力和蒸汽的间接排放总量(1和2的总和)84400其他间接排放4包括在清单中的其他间接排放描述:0外购或输出化石燃料产生的二氧化碳5输入的二氧化碳(例如,用于中和)06输出化石燃料产生的二氧化碳(如,输出至21000注1:这只包括可追溯至化石燃料的二氧化碳输出部分。输出生物质产生的二氧化碳排放在10.7中报告。注2:这个输出二氧化碳不应该报告在排放表10.12中。解释用于确定所有权/控制权未完全属于公司所有的方法。WRI/WBCSD温室气体议定书等,可以作为确定所有权/控制权的指南提供参考。列入用于理解清单结果所需的其他任何信息:CO2当量通过乘以各气体的IPCCGWP值(CO2=1,CH4=21,N2O=310)并将3种气体求和得出。也可不需对三种气体单独估算而直接使用CO2当量的排放因子。(由外购电力/蒸汽,以及净输出化石CO2引起的排放)20110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.18GHG清单结果示例:用于准备清单的排放因子(EF)CO2CH4N2OCO2e排放因子来源化石燃料燃烧燃料燃烧设备汽油林业设备66.8t/TJHHV表10.9柴油卡车和机械78.6t/TJHHV表10.9煤锅炉88.8t/TJHHV0.7kg/TJHHV1.5kg/TJHHV表10.2和表10.5(校正未氧化的碳)天然气锅炉50.2t/TJHHV5kg/TJHHV0.1kg/TJHHV表10.2和表10.5(校正未氧化的碳)生物质燃烧燃料燃烧设备树皮和木材剩余燃料锅炉N/A11kg/TJHHV表10.8N/AN/AN/AN/A废弃物管理垃圾填埋排放1气体收集百分比=75“k”=0.03“L0”=100m3MGdrywt垃圾填埋排放2气体收集百分比=“k”“L0”垃圾填埋排放3气体收集百分比=“k”“L0”厌氧处理产生的排放“EF”=外购电力和蒸汽外购电力的排放因子从当地电网购买电力726kgCO2/MW·h来自电力供应商的信息外购蒸汽的排放因子N/A:不适用。生物质的二氧化碳排放未包含在GHG总量中,因这部分碳被认为是自然循环的一部分。202温室气体排放核算工具10.3硫酸盐制浆工厂石灰窑炉和煅烧炉产生的温室气体排放正确估算来自硫酸盐制浆工厂石灰窑和煅烧炉中的温室气体排放存在很大的困扰。本部分内容说明了一些在本综述中包含的议定书所建议的方法。此外,它还包含了对估算这些排放的正确方法的讨论。正确的做法是清单中只包括煅烧炉和石灰窑中与化石燃料相关的二氧化碳排放,以及当被认为对清单具备实时性影响情况下的甲烷和氧化亚氮。10.3.1现有议定书加拿大环境部在1990年—2002年的温室气体清单中指出,来自纸浆厂造纸废液的石灰再生过程中的排放不包含在工业过程章节。因为二氧化碳源自于生物质,它记录在“土地利用变化和林业”部门。IPCC认为来自工厂石灰窑和煅烧炉的二氧化碳应当包含在温室气体清单中。同时又指出从废碳酸钙(例如:木浆和纸业)中再生石灰的工业过程,是不太可能报告他们的石灰产量的。这些数据的遗漏可能会导致低估一国的石灰产量。而没有直接指明是否应当包括二氧化碳的问题。IPCC建议燃油和燃气石灰窑的排放因子分别为1.0和1.1kg甲烷/TJ。但这些因子并不是为硫酸盐制浆厂石灰窑开发的。EPA建议在硫酸盐制浆石灰渣煅烧所产生的二氧化碳,不应包括在温室气体清单中。在美国温室气体清单排放源和汇中,EPA指出:在某些情况下,石灰从制浆厂和污水处理厂的碳酸钙副产物中产生。这些过程中所产生的石灰没有包括在USGS商业石灰消耗数据中。在制浆工业中(主要是硫酸盐制浆过程中),石灰在苛化由碳酸钠和硫化钠组成的工艺溶液(绿液)中被消耗。绿液是稀释黑液燃烧产生的熔炼物所产生的,黑液中含有源自木料的生物碳。硫酸盐制浆工厂在苛化操作后还原碳酸钙“泥浆”且大部分硫酸盐工厂在苛化操作后还原废碳酸钙并将其煅烧成石灰(从而产生了二氧化碳),以供制浆工艺重新使用。虽然再生的石灰可以被认为是一种石灰的生产过程,在此过程中所产生的二氧化碳主要是来源于生物质。所以,这个排放不会被纳入总量中。20310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.3.2正确统计来自硫酸盐制浆工厂石灰窑分解炉内的温室气体排放10.3.2.1二氧化碳NCASI最近检查了石灰窑温室气体排放量的问题,下面的讨论大部分来自该文件。制浆化学品的回收和再利用是硫酸盐制浆工艺必不可少的。该恢复过程涉及两个相互关联的循环,在图10.3中有描述。这些可以认为是一个钠循环和一个钙循环。在钠循环中,氢氧化钠和硫化钠的混合白液将被添加到制浆蒸煮器内的木片中。经过该过程木材中的大部分非纤维性材料被溶解。在制浆流程结束时蒸煮器卸料,产生由木质纤维和被称为黑液(因含有未溶解的木质素类材料而呈现深色)的制浆废液的复合物。含有制浆废液化合物的黑液通过清洗、蒸发、浓缩从木纤维中分离,之后送往回收炉,在受控的条件下燃烧。图10.3硫酸盐制浆法和化学回收系统简图回收炉产生的大量蒸汽被用于整个工厂的生产。此外,由于受控的炉底缺氧条件,生成主要含碳酸钠和硫化钠的熔融物。在回收炉中,通过还原204温室气体排放核算工具黑液中的各种硫化合物形成硫化钠。碳酸钠是由钠化合物(主要是氧化钠和硫化钠)与二氧化碳进行反应而生成的,作为生物质燃烧的木质材料则是黑液在此作出的最大的贡献。熔融物从回收炉底部卸出并溶于水以生产绿液。随后绿液中的碳酸钠通过在苛化器中与氢氧化钙反应转化成氢氧化钠,产生碳酸钙沉淀。移除沉淀以生产白液,用于制浆的氢氧化钠和硫化钠复合物。通过这种方式完成钠循环。因少量的钠流失,工厂通常根据是否需要额外的硫以及回收系统不同工艺的产能,通过添加碳酸钠、硫酸钠或氢氧化钠补充。钙循环和钠循环在苛化器中相交。绿液中的碳酸钠与氢氧化钙在苛化过程中反应生成碳酸钙(CaCO3)。这个碳中所含的碳酸钙来源于木材,并在回收炉内转变成生物质二氧化碳。随后在回收炉中与氯化钠反应形成碳酸钠,最终在苛化器中转换成碳酸钙。因此,在本质上,苛化中的反应完成了生物碳从钠循环到钙循环的转移。苛化形成的碳酸钙从白液中分离脱水(形成白泥),洗涤后,在石灰窑或者煅烧炉中燃烧以产生氧化钙。碳酸钙在石灰窑中转换成氧化钙的过程会释放二氧化碳,其中的碳源于木料并且在绿液中通过碳酸钠转移至钙循环。因此,除了在回收系统中添加碳酸钙作为化学添加剂的情况,温室气体清单中唯一所需包含的二氧化碳来自煅烧炉中的化石燃料燃烧。在本报告的其他部分,有关于一些工厂所使用的含碳酸盐添加剂相关的GHG排放的额外讨论。10.3.2.2甲烷已发现少量的甲烷来自一些硫酸盐制浆厂中石灰窑的排放。在20世纪70年代末,通过对三个工厂的取样,发现甲烷浓度通常不到1ppm的量(体积分数),虽然有测定结果高达34ppm。对于三个工厂的73个测量值,除了7个结果外均小于5ppm。对于这三个工厂,5ppm对应的排放量为生产每吨纸浆排放0.004kg甲烷。假设石灰窑燃料消耗率为1.5GJ/t纸浆,这等于2.7kg甲烷/TJ。IPCC建议甲烷在燃油和燃气石灰窑的排放因子分别为1.0和1.1kg甲烷/TJ。但这些因子并不是为硫酸盐制浆厂石灰窑开发的。虽然数据陈旧且有限,NCASI的排放因子2.7kg甲烷/TJ可能比用于商业窑炉的IPCC排放因子更适合估算硫酸盐制浆工厂石灰窑产生的甲烷排放。如果有新的数据产生,那么该排放因子有可能被修改。20510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.3.2.3氧化亚氮因为氧化亚氮是在部分燃烧过程中形成的,检查硫酸盐制浆工厂石灰窑氧化亚氮的排放潜力是适宜的。这种气体是潜在的重要温室气体,因为它的全球变暖潜值为二氧化碳的310倍。IPCC评估了文献并总结出燃烧温度在538C~927C的范围外是不太可能产生氧化亚氮的。煅烧石灰初始温度大约为816C,在石灰窑中,温度通常在980C~1200C。在石灰窑中加热固体钙,需要一个高于适宜产生氧化亚氮形成的温度范围的燃烧温度。因此,硫酸盐制浆制造厂的石灰窑预计不会是一个重大的氧化亚氮排放源。一些工厂使用煅烧炉而非窑来再生石灰,由于煅烧炉工作在一个较低的温度(最高温度约870C),它将是一个潜在的氧化亚氮排放源,但是缺乏具体数据。因此,假设石灰窑产生的氧化亚氮很少,且不需要报告是合理的。然而,对煅烧炉的情况该假设并不合理。但因缺乏数据,所以建议使用类似尺寸的化石燃料锅炉N2O排放因子。10.3.2.4使用硫酸盐制浆工厂中石灰窑气生产碳酸钙沉淀碳酸钙颜料可在一些等级的纸和纸板的生产中作为涂层和填料。碳酸钙颜料通过研磨石灰石或大理石,或通过化学沉淀碳酸钙来制造。在一些工厂,通过作为现今通常做法,是使用石灰窑烟道气(或其他锅炉烟气)通过附属厂来生产碳酸钙沉淀并正确描述石灰窑的排放是很复杂的。PCC的生产过程中涉及购买的氧化钙(石灰)和富含二氧化碳的石灰窑气中进行反应来生产PCC。尽管其他厂烟道废气有时候被使用,但是石灰窑气仍被看好,因为它具有很高含量的二氧化碳。虽然在附属厂用于生产PCC的二氧化碳与整个工业的总体排放相比很少,但对于造纸厂单独而言数量却很显著,因为烟气中50%或者更多的二氧化碳在PCC制造过程中被消耗。确实,一些硫酸盐制浆厂使用生物质能提供几乎所有的能源需求,仅在石灰窑中化石燃料有着明显的使用。在这样的工厂,PCC在制造过程中捕获的二氧化碳,实际上超过工厂排放的化石二氧化碳。因输出至PCC工厂的二氧化碳未经造纸厂排放或源于任何属于工厂的源,所以将其报告为输出而不是排放。当二氧化碳源自于石灰窑时,该气体由源自化石燃料二氧化碳和源自生物质二氧化碳复合组成。计算工具建议,206温室气体排放核算工具在报告中应该把这两种类型的二氧化碳单独报告。源自化石燃料的二氧化碳输出数据同其他源自化石燃料的二氧化碳数据一起报告,而源自生物质的二氧化碳可在10.7中报告(由生物质燃烧产生的二氧化碳)。对于由造纸厂排放生产的PCC,需要注意的是,计算工具的目的是帮助识别工厂或公司产生的温室气体量,而不是识别那些排放的最终归属。计算工具也不准备注明在PCC生产中使用造纸厂排放作为原材料有关的交替使用的生命周期。这些问题需要分析,而且远远比本清单指南涵盖范围内所可能进行的分析广泛。10.4热电联产系统(CHP)的温室气体排放分配:建议指南及方法回顾本部分包含纸浆及造纸厂温室气体排放的估算(版本1.1),10.2.12.6中效率方法的相关材料,同时涉及CHP系统排放其他分配方法的附加信息。10.4.1建议指南当电力由热电联产系统(CHP)生产时,有必要将系统的排放分配至不同的能量输出源。当然,如果工厂掌握着系统并且使用着此系统所有的输出,那么前述分配过程则没有必要,因为所有排放都是工厂的直接排放。但是在多数情况下,工厂或许会从外部提供者接收CHP能量,或许会输出一部分其CHP系统输出。例如:如果某工厂从附近电力车间外购蒸汽,则有必要估算与蒸汽外购相应的间接排放。类似地,如果某制造商输出源自CHP系统的电力但是将蒸汽内部使用,则有必要估算有多少排放归因于输出电力。虽然有好几种针对CHP系统排放的分配方法,但是在这些计算方法中最推荐的方法是效率方法,因为其试图将能量输出与产生这些能量所需的燃料数量相联系,并将其扩展至生产这些能量所造成的温室气体量。效率方法也是WRI/WBCSD(WRI2004b,c)所建议的三种方法之一。10.4.2方法综述关于CHP车间的电力及蒸汽或热水输出的排放,有至少四种方法可以广20710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具泛应用至其分配中。所有陈述的这四种方法涉及估算总CHP系统排放,此排放基于化石燃料燃烧及将总排放分配至不同的输出流。排放分配要么基于已知的能量输出数值,每个能量输出中“有用能量”的含量,要么通过估算产生每笔能量输出的原始燃料能量消耗。排放分配的财务(金融)数值方法涉及指派一货币数值至每一能量输出流并且根据能量值分配排放。用于确定这些数值的方法是视现场具体情况而定,这种分配方法没有可供选择的应用方式。因此,本指南不建议企业在分配CHP系统排放时使用财务方法。效率方法是基于排放分配的,而排放分配是参考用于生产每笔能量输出所用燃料数量的。此方法通过假设或估算流程中不同节点的能量转换效率而后反算出与每笔能量输出流相关的燃料数量。此方法可以使用其简化形式或复杂形式,同时,此方法也是木料制品温室气体核算所建议的计算方法。热含量及做功潜力方法在分配排放时基于有用能量在每笔能量输出中的数量。这两种分配方法视电力中的能量含量是“完全利用”的,换言之,电力中的能量在流程中是以有用的形式消耗的。分配方法的主要区别在于如何确定与蒸汽相关的能量含量。热含量方法假设蒸汽(或热水)中有用能量含量等同于可从中提取的热量,而做功潜力方法假设有用的能量含量等同于蒸汽最大做功。相应地,做功潜力方法不被建议为分配系统排放的方法,因其包含热水能量输出流(热水不能做功)以下将结合给一个假定的CHP系统分别按照三种方法分配GHG排放的示例简单介绍效率、热含量及做功潜力方法。10.4.2.1效率方法1.简化效率方法详见10.2.12.6中关于“简化效率方法”部分。2.详细的效率方法对于能量输出仅含单一热输出(以蒸汽或热水的形式)和单一电能输出的简单CHP系统,联用公式10.14和10.15以分配各能量输出的GHG排放是相当简单明确的。然而,许多工业热电联产系统包括多个热输出流和来自多个不同驱动力的发电机所生产的合并电力。要使用效率方法去分配更加复208温室气体排放核算工具杂的热电联产系统的温室气体排放,公式10.14和10.15可修改为更加通用的形式,如下:1H1H1T1212H1H2P1P2HeEEHHPPeeee(10.14)1P1P1T1212H1H2P1P2PeEEHHPPeeee(10.15)式中EH1——热生产蒸汽流1所占的排放;EP1——通过发电机1生产电力所占的排放;ET——热电联产厂的总排放量;H1——蒸汽流1中所含的热输出;H2——蒸汽流2中所含的热输出;P1——发电机1的输出功率;P2——发电机2的输出功率;eH1——蒸汽流1热生产的总效率;eH2——蒸汽流2热生产的总效率;eP1——发电机1电力生产的总效率;eP2——发电机2电力生产的总效率。生产设施可能已经具备能量平衡数据,此能量平衡数据包含了可施行详细效率方法的信息。在这些情况下,效率方法应用能量平衡去估算每一个热电联产输出流所需的燃料量。这可以转化成每个流的温室气体分配。在简化效率方法中,热水流与蒸汽输出是同样处理的。计算示例:复杂热电联产系统的排放分配。图10.4演示了一假设热电联产系统,它包括三个能量输出流(一个蒸汽流H1和两个电力输出流P1、P2),并且包含了两个燃料输入(一个输入至燃气涡轮机,另一个输入到热回收蒸汽发生器(HRSG))。为了使用公式10.16和公式10.17去分配此热电联产系统的三股能量输出的温室气体排放,每个输出的效率因子必须是已开发的或者假设的。20910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具图10.4CHP系统排放与前文示例相同:燃料1的总排放=3356kgCO2-eq./hr燃料2的总排放=2126kgCO2-eq./hrP1为燃气涡轮的输出功率,基于制造商的信息其效率估计为0.3(30%)。燃气涡轮的机械损耗大约为5%,因此,生产涡轮机废气的废热的“效率”为1-0.05-0.3=0.65,或65%。利用等式B3和B4,将燃气涡轮机中燃料燃烧的排放分配给P1和废热,以1个小时为基准进行如下计算:1111eat1eat1225MW0.33356kgCOeq1678kgCOeq5MW10.83MW0.30.65pPFpHPeEEHPee术语“效率”被用于此以表示燃气涡轮机的废热产量与燃气涡轮机的燃料能量输入之比。虽然废热生产率一般不用效率因子表示,但在此例中需要此因子以用于排放分配的效率方法,因燃气涡轮机废热是HRSG的一个能量输入。eateat11eateat12210.83MW0.653356kgCOeq1678kgCOeq5MW10.83MW0.30.65eatHHFPHHeEEHPee210温室气体排放核算工具H1和P2的效率因子的开发是很复杂的,因为热电联产系统集成了两个燃料输入流(F1和F2)。余热蒸汽发生器(HRSG)中产生的蒸汽能量,来自于燃气涡轮机(热是来自燃料流F1的部分能量)和天然气补充燃烧(常常称作补燃燃烧器)所共同产生的废热。在分配关于余热蒸汽发生器(HRSG)的排放时,从燃气涡轮机中排出的废气被视为燃料,并且分配给此流(eatHE)的排放量会被添加到F2的排放(2FE)中,然后总排放量(2FE)会在H1和P2之间分配。在HRSG中将这两种能源转化为蒸汽的效率不同。工厂信息显示,在余热锅炉中,将燃气涡轮机中的废气转换成蒸汽能量的效率是80%。在补燃燃烧器中辅助燃料的燃烧效率是100%(这对于辅助燃烧的HRSG来说通常是真实的)。此信息可用于开发余热锅炉的整体效率,如下:10.55MW10.83MW100%80%90%10.55MW10.83MW10.55MW10.83MWBeff假定与H1相关的效率等同于余热锅炉中的蒸汽生产效率(HS),为90%。据工厂信息显示,背压汽轮机将膨胀转换为机械功(各向同性膨胀效率)的效率为75%,发电机将机械功转换为电力的效率为。因此,生产电力输出的效率P2为:turbinegenerator()()()(0.9)(0.75)(0.95)0.64,or64%Beffeffeff22eat22,1261,6783,804kgCOeqFFHEEE2223MW0.643,804kgCOeq835kgCOeq3MW15MW0.640.9PE12215MW0.93,804kgCOeq2,969kgCOeq3MW15MW0.640.9HE表10.19总结了在热电联产系统示例中三个输出流的排放因子和排放。21110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.19总能量(MW)功效蒸汽温度(C)蒸汽压力(bar)CO2排放(kgCO2)CO2排放因子(kgCO2/MW·h)P1(电流)50.3N/AN/A1678336P2(电流)30.64N/AN/A835278H1(蒸汽)150.917072969198合计548210.4.2.2热含量方法在热含量的方法中,电力中的所有能量都被视为有用的。然而,总能量中仅有一部分可以被用于生产用热的蒸汽(或沸水)被认为是有用的。此外,我们假设蒸汽被用于间接加热,冷凝液会返回热电联产系统。如果冷凝液没有返回或者热水输出流被考虑在分配范围内,则可以参考除下面所示的其他条件(如:锅炉用水的温度和压力)。因此,可以使用公式10.16来计算蒸汽的有效能量含量:有效能量=Fi×(Hi-Href)(10.16)式中Fi——蒸汽的质量,t(1000kgHi——每kJ/kg中蒸汽流i的比焓;Href——参考条件下的比焓(与假设在100C和一个大气压力下,回流的冷凝液一致)。如果蒸汽(或热水)流量按照总能量的方式表示,对应的质量可以用公式10.17计算:iiFH能量总(10.17)例如,考虑一个每年二氧化碳排放总量为174000t的热电联产系统,其总能量输出如表10.20所示。电力中的有效能量含量等同于总能量,且对于三个蒸汽流来说,使用公式10.18来计算其中的有效能量。对于每个能量流输出分配二氧化碳排放及排放因子(CO2t/GJ总能量)示于表10.20中。212温室气体排放核算工具表10.20基于热含量方法温室气体排放的分配热电联产系统二氧化碳排放总量A总能量(GJ)B蒸汽温度(C)C蒸汽压力(barg)D有用的能量Eq.1(GJ)ECO2排放E=H×Di/∑D(tCO2)FCO2排放因子F=E/A(tCO2)电流245N/AN/A2451416757.8蒸汽(1)13554004011786812050.3蒸汽(2)1100300209475476249.8蒸汽(3)750200106393695149.3合计3450300917400010.4.2.3做功潜力法在其他应用中,热电联产系统中生产的蒸汽可用于驱动机械设备。在这些情况下,更合适使用做功潜力法分配排放。做功潜力法不适合应用在包含热水输出的热电联产系统中。类似于热含量方法,做功潜力法认为电能中所有能量都是有用的,并且蒸汽中的一部分能量是有用的。然而,在做功潜力法中,蒸汽总能量中有用的部分能量是对应蒸汽在开放(流动)、稳态、热力学可逆过程下所能做的最大功。这部分功在热力学上被称为“有用功”或“放射本能”。涉及参考案例的特定蒸汽流的放射本能,可使用公式10.18计算:refrefrefref{[(273)][(273)]}iiiFHTSHTS有用功(10.18)式中Fi——蒸汽的质量,t(1000kg);Hi——每kJ/kg中蒸汽流i的比焓;Href——参考条件下的比焓(与假设在100C和一个大气压力下,回流的冷凝液一致);Si——蒸汽流i的比熵,在kJ/kg.k;Sref——参考条件下的比熵;Tref——参考条件下的温度。表10.21中给出了对同一热电联产系统用做功潜力法对每个能量输出流分配二氧化碳排放量和排放因子的计算方法。21310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.21基于做功潜力法的温室气体排放量分配热电联产系统二氧化碳排放总量A总能量(GJ)B蒸汽温度(C)C蒸汽压力(barg)D有用的能量Eq.1(GJ)ECO2排放E=H×Di/∑D(tCO2)FCO2排放因子F=E/A(tCO2)电流245N/AN/A24548200197蒸汽(1)1355400403206300046.5蒸汽(2)1100300202104120037.5蒸汽(3)750200101092150028.7合计345088417400010.5现有盘查议定书中估算交通车辆与机械的温室气体排放方法概述10.5.1概述温室气体国家清单中,移动源的排放集中在高速公路旅行以及铁路、航空和水路运输。高速公路旅行排放是迄今为止移动排放中最显著的组成部分。纸浆和造纸厂的一些移动源排放很少会被关注到,例如工业设施或在林业经营中所用车辆的排放。一些清单文件表明非高速公路设施以及建设车辆似乎适用于部分上述排放源。WRI/WBCSD的温室气体议定书根据车辆的所有权或控制权,对移动排放源区分为直接排放和间接排放。WRI/WBCSD议定书中的范围1的报告要求包括了所有的直接排放,而不管其发生地(WRI2004a)。因为企业的清单往往包括现场和场外车辆的排放,因此本章节中给出的参考,可用来估算林产品工业中有时会用到的各种非道路车辆及设备的排放。企业如果有兴趣估算其拥有的道路车辆的排放,可使用各种组织所提供的信息,包括IPCC1997c和WRI/WBCSD(WRI2004d)。WRI/WBCSD所提供的交通排放的计算工具可在互联网上查找到(WRI2004d),并且已在此进行了简要总结。附在本报告的Excel工作簿中整合了WRI/WBCSD所提供的运输计算工具(WRI/WBCSD所提供的基于距离的计算工具,不包括在本报告所附的Excel中)。214温室气体排放核算工具10.5.1.1二氧化碳从本质上讲所有的议定书都建议:运输车辆和设施的二氧化碳排放可由燃料消耗量及碳含量数据进行计算。这是经下列议定书所确认的:修订后1996年IPCC指南(IPCC1997c),2000年5月IPCC优良做法(IPCC2000),EMEP/CORINAIR排放清单指南第三版(EEA,2004年),以及WRI/WBCSD的温室气体议定书计算工具(WRI2004d)。一些议定书同样提供了基于距离的排放因子(kgCO2/vehiclekm),它们可以交叉检查上述估计。可以合理地认为,企业能够估算现场车辆所使用燃料的消耗量与碳含量。如果缺乏燃料的碳含量信息,企业可以使用由国家相关部门公布的数值。在某些情况下,当局发布一个单一的以二氧化碳当量为单位的排放因子,并且此因子合并了甲烷和氧化亚氮的排放。例如澳大利亚温室效应挑战组织(AGO2004),排放因子不仅包括所有三种温室气体,还包括上游排放的影响,如燃料开采、加工和运输(即完整的燃料循环排放)。10.5.1.2甲烷和氧化亚氮1.修订后IPCC1996指南和2000月的最佳实践文档修订后IPCC1996指南中的参考手册包含“表观非道路源”的排放因子。(IPCC1997c,页面1.88)。修订后IPCC1996EMEP/CPROMAOR排放库存手册公布的排放因子,此手册于更新。两套排放因子示于表10.22和表10.23中。表10.22基于非道路移动源和机械燃料消耗量的氧化亚氮和甲烷的排放因子(IPCC1997c)(根据EMEP/CORINAIRIPCC修正了1996指南)源和发动机类型gN2O/千克燃料gN2O/MJgCH4/千克燃料gCH4/MJ林业——柴油机1.30.030.170.004工业——柴油机1.30.030.170.004铁路——柴油机1.20.030.180.004工业——四冲程汽油机0.080.0022.20.05林业——二冲程汽油机0.020.00040.047.7工业——二冲程汽油机0.020.00040.056.021510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.23非高速公路车辆的氧化亚氮和甲烷的排放因子(IPCC1997c)(IPCC根据美国环境保护署数据修正了1996指南)源和发动机类型gN2O/kg燃料gN2O/MJgCH4/kg燃料gCH4/MJ船舶残余0.080.0020.230.005蒸馏物0.080.0020.230.005汽油0.080.0020.230.005机车残余0.080.0020.250.006柴油机0.080.0020.250.006煤0.080.0020.250.006农用设备燃气/拖拉机0.080.0020.450.011其他燃气0.080.0020.450.011柴油/拖拉机0.080.0020.450.011其他柴油0.080.0020.450.011建筑沼气建设0.080.0020.180.004柴油建设0.080.0020.180.004其他非高速公路源燃气雪地车0.080.0020.180.004小型天燃气设施0.080.0020.180.004重型天然气设施0.080.0020.180.004重型柴油设施0.080.0020.180.0042.EMEP/CORINAIR排放清单指南EMEP/CORINAIR排放清单指南包含了基于发动机功率输出的第二套排放因子(EEA2004)。这些排放因子以可基于发动机设计以及发动机使用年限进行校正的方式列出。它们可被用来估算所有化石燃料引擎的排放。这些排放因子和需要调整的因子示于表10.24。216温室气体排放核算工具表10.24CORINAIR基于发动机输出的非道路移动源和机械设施的N2O和CH4的排放因子(源自EEA2004)源和发动机类型功率N2O(g/kW·h)CH4(g/kW·h)基准线因子柴油发动机0.350.05二冲程汽油机0~2kW0.016.60二冲程汽油机2~5kW0.013.55二冲程汽油机5~10kW0.012.70二冲程汽油机10~18kW0.012.26二冲程汽油机18~37kW0.012.01二冲程汽油机37~75kW0.011.84二冲程汽油机75~130kW0.011.76二冲程汽油机130~300kW0.011.69四冲程汽油机0~2kW0.035.30四冲程汽油机2~5kW0.032.25四冲程汽油机5~10kW0.031.40四冲程汽油机10~18kW0.030.96四冲程汽油机18~37kW0.030.71四冲程汽油机37~75kW0.030.54四冲程汽油机75~130kW0.030.46四冲程汽油机130~300kW0.030.39四冲程液化石油气0.051.0用于柴油发动机污染物的加权因子(将如下因子与上述基准因子相乘)自然吸气直喷1.00.8涡轮增压直喷1.00.8内冷涡轮增压直喷1.00.8内冷涡轮增压预燃注油1.00.9自然吸气预燃注油1.01.0涡轮增压预燃注油1.00.9521710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具续表10.24源和发动机类型功率N2O(g/kW·h)CH4(g/kW·h)老化因子(将如下因子与上述计算所得因子相加)柴油发动机0%每年1.5%每年二冲程汽油发动机0%每年1.4%每年四冲程汽油和液化石油气发动机0%每年1.4%每年3.澳大利亚温室气体挑战计划——排放因子及方法工作簿加入澳大利亚温室气体挑战计划的制造商在估计排放量时,使用包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的排放因子,并考虑完整的燃料循环排放(例如:包括了来自于燃料开采、加工和运输的上游排放)。4.芬兰——1990~2002年芬兰的温室气体排放,国家清单报告芬兰的清单文件:芬兰1990~2002年温室气体排放,国家清单报告,包含一系列的“小规模燃烧”的排放因子,其中大部分因子来自CORINAIR排放清单手册。一些与林产品工业有关的排放因子如表所示。表10.25芬兰非道路林业和工业机械的排放因子(2004芬兰环境部)排放源燃料CH4(mg/MJ)N2O(mg/MJ)非道路机械/林业柴油(柴油机)4.332.5非道路机械/林业汽油139.00.3非道路机械/建筑柴油(柴油机)4.331.7非道路机械/建筑汽油133.41.7非道路机械/其他柴油(柴油机)4.131.5非道路机械/其他汽油95.01.2非道路机械/其他液化石油气64.63.25.加拿大加拿大温室气体挑战,对于实体&基于设施的报告指南,加拿大气候变化自愿挑战和登记报告(VCR)-3.0版,2004年7月发布。218温室气体排放核算工具VCR指南提供了一组用于估算运输工具燃料消耗相关排放的CO2、CH4和N2O排放因子(VCR2004)。它还提供了另一套用来估算运输工具(如铁路运输,公交)间接排放的排放因子(以CO2当量的形式)。表10.26和表10.27转载了VCR推荐的排放因子。表10.26加拿大普通运输工具燃料的排放因子(转载自2004年VCR)运输工具(燃料)CO2CH4N2O汽车(汽油)2.360kg/10.00012kg/10.00026kg/1汽车(乙醇混合汽油)2.124kg/10.00012kg/10.00026kg/1汽车(柴油)2.730kg/10.00005kg/10.0002kg/1轻型货车(汽油)2.360kg/10.00022kg/10.00041kg/1轻型货车(乙醇混合汽油)2.124kg/10.00022kg/10.00041kg/1轻型货车(柴油)2.730kg/10.00007kg/10.0002kg/1重型车辆(汽油)2.360kg/10.001kg/1重型车辆(乙醇混合汽油)2.124kg/10.001kg/1重型车辆(柴油)2.730kg/10.00008kg/1摩托车(汽油)2.360kg/10.000046kg/1摩托车(乙醇混合汽油)2.124kg/10.000046kg/1丙烷车辆1.500kg/10.000028kg/1天然气车辆2.758kg/kg0.03210kg/kg0.00009kg/kg非道路车辆(汽油)2.360kg/10.0027kg/10.00005kg/1非道路车辆(乙醇混合汽油)2.124kg/10.0027kg/10.00005kg/1非道路车辆(柴油)2.730kg/10.00014kg/10.0011kg/1铁路机车(柴油)2.730kg/10.00015kg/10.0011kg/1船艇(汽油)2.360kg/10.0013kg/10.00006kg/1船舶(柴油)2.730kg/10.00015kg/10.00100kg/1船舶(轻馏分油)2.830kg/10.0003kg/10.00007kg/1船舶(重残油)3.090kg/10.0003kg/10.00008kg/1常规飞机(航空汽油)2.330kg/10.00219kg/10.00023kg/1喷气飞机(航空涡轮燃料)2.550kg/10.00008kg/10.00025kg/121910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.27加拿大运输工具的间接排放因子(转载自2004年VCR表6)铁路运输(货运)0.0162kgCO2-当量/t-km铁路运输(客运)0.1033kgCO2-当量/乘客-km公共汽车(市区)0.1460kgCO2-当量/乘客-km公共汽车(城际)0.0565kgCO2-当量/乘客-km航空旅行0.1359kgCO2-当量/乘客-km6.WRI/WBCSD的温室气体议定书及支持文件由于甲烷和氧化亚氮“在总交通运输排放中仅占较少部分”,所以WRI/WBCSD议定书只包括移动源排放的二氧化碳。企业可选择估算由移动源所排放的甲烷和氧化亚氮。表10.28和表10.29包含了WRI/WBCSD温室气体议定书中提供的基于所用燃料及行驶距离的缺省排放因子。表10.28不同运输燃料的缺省排放因子(WRI2004d)燃料类型kgCO2/GJ汽油69.25煤油71.45喷气飞机燃料70.72航空汽油69.11柴油74.01蒸馏燃油一74.01蒸馏燃油二74.01残留燃油四74.01残留燃油五77.30残留燃油六77.30液化石油气63.20润滑油73.28无烟煤98.30烟煤94.53丙烷62.99次烟煤96.00木材,木渣燃料100.44天然气56.06220温室气体排放核算工具表10.29对于不同类型的移动源和活动数据默认的燃料经济因子(WRI2004d)车辆类型L/100kmmpggCO2/km小型气/电混合动力4.256100.1小型燃气汽车(高速公路)7.332175.1小型燃气汽车(城市)9.026215.5中型燃气汽车(高速公路)7.830186.8中型燃气汽车(城市)10.722254.7大型燃气汽车(高速公路)9.425224.1大型燃气汽车(城市)13.118311.3中型货车(高速公路)8.727207.5中型货车(城市)11.820280.1迷你货车(高速公路)9.824233.5迷你货车(城市)13.118311.3大型货车(高速公路)13.118311.3大型货车(城市)16.814400.2中型皮卡(高速公路)10.722254.7皮卡车(城市)13.817329.6大型皮卡(高速公路)13.118311.3大型皮卡(城市)15.715373.5液化石油气汽车11.221266柴油汽车9.824233汽油轻卡16.814400汽油重卡39.26924柴油轻卡15.715374柴油重卡33.67870轻型摩托车3.96093柴油巴士35.16.7103522110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.6源于纸浆和造纸厂垃圾管理的温室气体排放:推荐方法和现有方法概述10.6.1垃圾填埋场甲烷排放估算的推荐方法这些计算工具假设许多企业会将企业控制的填埋场包含在清单边界范围内。这些工具同样可以用在如下案例中:工厂的过程废弃物由市政固态废弃物填埋所处理,同时企业关心的是估算工厂对市政填埋在排放方面的贡献。报告格式按照仅披露公司自有垃圾填埋场排放量的情况而准备。类似于为多数议定书所接受的例子,在这些工具中仅对甲烷排放有所处理,因为源自填埋场的二氧化碳由生物质碳构成,而氧化亚氮排放假定是可忽略的。表10.1中显示的是废弃物填埋的排放因子。此因子是基于一系列保守的假设,并且在多数情况下,会导致比实际填埋工厂废弃物的排放更高的估算。在决定气体排放是否对清单具备实质性时,排放因子非常有用。为准备估算以用于清单结果,计算工具推荐在此描述的方法,这些方法都包含在本报告附带的Excel工作簿中。10.6.1.1使用填埋气体收集系统的数据在某些情况下,企业填埋场是用低渗透性的覆盖材料所覆盖,并且收集了填埋气体。在多数这种情况下,收集及破坏的甲烷的数量可通过厂区具体的数据予以估算。IPCC建议,从企业估计的由填埋而产生的甲烷气体总量减去甲烷的破坏量来使用该信息。此种方法的问题在于,估算甲烷生产量时有很大的不确定性,其燃烧的数量(测量值)便很容易比生产量(估算值)更大,从而产生负排放。同样的,估算的生产率与测量后收集率的比较可能会得出非常低的收集效率,这仅是因为估算甲烷生产时的不确定性。另一种可行的方法是,测量收集系统捕获的甲烷量。可选的办法是估计收集效率,而后反算生产的甲烷数量。例如:如果某工厂覆盖的填埋场地决定了其收集系统每年收集了90t的甲烷,而工厂估算其收集效率为90%,此种情况下,生产的甲烷为100t。此方法的问题在于,填埋气体收集系统的效率会有所变化,以及存在的222温室气体排放核算工具不确定性。已报告的收集效率范围为60%~85%(USEPA1998d)。这种变化性及不确定性使得IPCC认为,“使用未记载的对填埋气体回收潜力的估算是不合适的,例如某些估算会过高估计回收的数量”(IPCC2000)。尽管如此,此方法是建立在测量值——收集的气体量的基础上的。因此,可以很合理地认为,在少数情况下,它会产生比IPCC缺省方法更加精确的估算。这对于林产工业填埋尤为正确,因为数据太有限,而不能导出应用IPCC默认林产工业垃圾数学模型所需参数。因此,在这些计算工具中建议,当填埋场被低渗透率的覆盖物所覆盖,以及其装备了用正常标准建设并运行的气体收集系统时,甲烷收集率可由测量甲烷的收集量并估算收集效率反算获得缺省收集效率75%被一些当局所使用,同时也被建议,除非可获得厂区特定的收集效率数据(USEPA1998d)。这些计算工具同时假设所有捕获及燃烧的甲烷被转化为生物质二氧化碳,因此不需包含于清单中。使用这些缺省值以及假设后,甲烷生产的估算可通过公式10.19来完成。排放至大气的CH4(m3/y)=[(REC/FRCOLL)(1-FRMETH×(1-OX)]+[RECFRBURN)](10.19)式中REC——收集的填埋气体量,使用场地特定基准,/y;FRCOLL——生产的填埋气体中被收集的比例,缺省值为0.75;FRMETH——填埋气体中甲烷的比例,缺省值为0.5;OX——在填埋表面层被氧化的甲烷比例,缺省值为0.1;FRBURN——收集到的甲烷中被燃烧掉的部分,视场地具体情况而定。10.6.1.2无气体收集数据时对填埋场的填埋甲烷估算1.简化的一阶衰减方法在10.6.1.1中描述的方法不能使用时,建议企业采用一阶衰减模型以估算填埋气体排放,并使用为纸浆和造纸厂工业垃圾填埋而导出的参数。这是IPCC推荐的默认方法,并被多数国家主管部门采用(IPCC2000)。可以用于估算活动状态和非活动状态的垃圾填埋场的甲烷排放量。在年度存放恒定(或假设为恒定)时,IPCC的缺省方法会折合为两个等式。这种简化方法应该足够使用,除非被填埋的废弃物数量或种类在各年度中变化很大,或填埋场的设计或运营改变很大以至于对甲烷生产或释放产生22310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具了重大影响(例如:安装了气体收集系统)。源自填埋场的垃圾产生的CH4(m3/y)=RL0(e-kC-e-kT)(10.20)式中R——每年送至填埋场的平均垃圾数量,Mg/y;L0——甲烷最终的生产潜力,m3/Mgwaste;k——常规甲烷生产率,1/y;C——填埋场不再接收垃圾的时间,y;T——填埋场开始运营的年度,y。(注意:R及L0可以是湿重、干重、降解有机碳或其他形式,但是R及L0的单位必须相同)并不是所有生成的甲烷都被释放到大气中去。对大气排放的估算,是将公式10.22的计算结果运用到公式10.23中。对拥有现代化气体收集和燃烧系统,但没有回收气体测量设备的垃圾填埋区而言,甲烷的回收量可以假定为75%(USEPA1998d)。CH4(m3/y)释放量=[(CH4生产量CH回收量)×(1-OX)]+[CH4回收量(10.21)式中CH4生产量——来自公式10.22;CH4回收量——收集的甲烷量,视场地具体情况而定;OX——填埋场表层在逸散前被氧化的比例,通常假设为0.1;FRBURN——收集到的甲烷中经燃烧的比例,视场地具体而定。如果填埋量发生显著变化,或垃圾填埋场的设计发生改变以至于一些参数值发生实质性变化,则需要更复杂的方法。为了应对这些更复杂的情况,推荐方法是对每年的气体排放量进行建模,进而累加以预测本年度发生的气体排放。更详细的分析说明见下文。本文列出了一些在公式中所用到的L0和k参数值的来源。遗憾的是,在不同议定书中参数值的变化相当显著并且参数值仅基于少量数据。2.详尽一阶衰减方法考虑到每年送入垃圾填埋场的废弃物数量有变化,IPCC针对这种情况提出了一个变量。利用这个变量结合公式10.24和公式10.25,可以从第一年开始估算出接下来各年废弃物存放产生的甲烷量。给定年份上一年存放废弃物排放的CH4(m3/y)=kRyL0(e-k[T-Y])(10.22)式中k——甲烷产生率常数,1/yr;224温室气体排放核算工具Ry——y年发送到垃圾填埋场的垃圾量,Mg/yr;L0——甲烷最终的生产潜力,m3/Mg废弃物;T——待估算排放的年度,格式等同于填埋场开放使用的年度;Y——填埋场开放使用并填埋垃圾后的年度。这样(T-Y)等于年数,即从开始填埋垃圾年度起至待估计排放量的年度之间的年数。CH4排放量(m3/y)=[(CH4产生量-CH4回收量)×(1-OX)]+[CH4回收量×(1-FRBURN)](10.23)式中CH4产生量——源自公式10.22;CH4回收量——甲烷的收集量,视特定场地而定;OX——填埋场表层在逃逸前被氧化的比例,通常为0.1;FRBURN——收集的甲烷中经燃烧的比例,视特定场地而定。要完成以上计算,需估算自填埋场开始使用后每年度垃圾存放数量。IPCC规定,对于非常旧的垃圾填埋场,在本年度开始之前至少有三个废弃物降解半衰期是可追溯的。鉴于对多种林产品工业废料缓慢降解的观察显示,25年是满足这一标准的最低年限。对于每年的存放量,估算当年及来年甲烷的泄漏量。在随后的年度中,释放的甲烷量为每一个上年度进行垃圾存放并在当年释放甲烷的量的总和。计算方法如下:在第1年存放了数量为的废弃物,并估计在接下来第1、2、3、…年甲烷的释放量分别为X1、。报告中第1年甲烷排放量为X1t;第2年存放了数量为B的废弃物,并估计在接下来第2、3、4、…年的甲烷释放量分别为Y2、Y3、Y4、…t。报告中第2年甲烷的排放量为X2+Y2t;第3年存放了数量为C的废弃物,并估计在接下来第3、4、5、…年的甲烷释放量分别为Z3、Z4、Z5、…t。报告中第三年甲烷的排放量为X3+Y3+Z3t;……此过程每年往复循环。k和L0与简化的一阶衰减方法中相同。3.一阶甲烷生成速率常数——k即使是城市垃圾填埋场,一阶速率常数也具有很大的不确定性。关于林产工业垃圾填埋场的一阶速率常数确定性更差。指南对于本研究给出的值按来源概述如下:(1)IPCC——k通常在每年0.005~0.4之间变动,城市固体废弃物的缺省值为0.05/年(IPCC1997c)。22510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具(2)英国——k通常为缓慢降解垃圾0.05/年,快速降解垃圾0.185/年(AEA技术2001)。(3)瑞典——k所有垃圾填埋场均等于0.09/年(瑞典环保局2004)。(4)加拿大——k木材废弃物堆填区为0.01/年,城市固体废弃物按省份不同而有所差异(加拿大环境部2004)。(5)美国环境保护署——k在每年降水大于25英寸(63.5cm)的地区为0.04/年,少雨地区为0.02/年(针对城市固体废弃物垃圾填埋场)(美国环保局1998d)。(6)芬兰——在最新提供的国家清单中,芬兰使用IPCC中的方法2(芬兰环境部2004)。对1990~2002年不同废弃物的k值进行确定:k1=0.2(城市固体废弃物和污泥中的食品垃圾)。k2=0.03(在城市固体废弃物、建设和拆迁废弃物中的木材废弃物,以及城市固体废弃物中含有木质素的垃圾纸张)。k3=0.05(上述以外的工业固体废弃物和城市固体废弃物中的其他部分)。4.甲烷的最终生产潜力——L0L0的值差异很大。除非另有说明,以下为城市固体废弃物的参数值。同样有必要说明的是,L0可以表示为湿重、干重或其他。和R(处理的废弃物的量)形式可以随意,但必须相同。城市固体废弃物的参数值通常在湿废弃物的条件下。(1)IPCC——IPCC引用的来源表明,至高于200m3/Mg的范围中变化。并给出了计算特定现场L0的公式(IPCC1997c):L0=(DOC,废弃物中可降解的有机碳分数)×(DOCf,降解至垃圾填埋气中的DOC分数)×(16/12,将碳转换为甲烷)×(F,源于管理良好的垃圾填埋场的气体中的甲烷分数,默认值为0.5)×(MCF,管理良好的垃圾填埋场释放气体中甲烷的量)IPCC推荐的城市固体废弃物填埋场的默认为(IPCC1997c,2000):DOC——不同国家的默认值为0.08~0.21,但建议采用特定现场的测定值。DOCf——若DOC(包括木质)的默认值为0.5~0.6。F——默认值为0.5。MCF——现代化管理的垃圾填埋区为1.0;浅层(深度小于5m)的无管理的垃圾填埋区为0.4;深层无管理垃圾填埋区为0.8。(2)英国——用IPCC提供的公式计算L0。国家研究机构确定不同类型垃圾的DOC。DOCf假定为0.6,F通常为0.5(旧式浅层填埋区为0.3),MCF假定为1.0(AEA技术2001)。226温室气体排放核算工具(3)瑞典——采用45kgCH4/t(等同于63m3/Mg),特别是对纸浆和造纸厂污泥堆填区的L0(瑞典EPA2004)。(4)芬兰——在较早的垃圾填埋场甲烷的国家清单中,芬兰虽未使用一阶衰减模型方法,但仍需要估计L0。芬兰使用的是IPCC的L0公式(芬兰技术研究中心,2001),这里给出公式的变量值:DOC=0.4,纸张和纸板,湿重;=0.3,木材和树皮,湿重;=0.1,脱墨垃圾,湿重(定义并不明确,脱墨污泥被单独列出);=0.45,林业污泥,未说明,干重(假设固体含量为30%);=0.3,脱墨污泥,干重(假设固体含量为30%);=0.3,林业纤维污泥,干重(假设固体为30%)。DOCf=0.5(以反映芬兰垃圾填埋场的低温和非最佳分解条件)。MCF=0.7(假定半数垃圾运往小填埋场且MCF=0.4,其余运往大型垃圾填埋场且MCF=1)。F=0.5。合并以上参数,假设MCF为1,并考虑木产品工业垃圾干基DOC范围为0.3~0.45,计算得出L0的范围为0.1~0.15kg~210m3/Mg。(5)加拿大——加拿大使用118kgCH木材垃圾,即165m3/Mg,对木材垃圾填埋场的甲烷潜力进行计算。年加拿大对城市固体废弃物L0使用165kgCH4/t,1989年之后,建议采用4/t对城市固体废弃物填埋场的L0值进行计算(加拿大环境部(6)美国——EPA的排放因子汇编(AP-42)指出100m3/Mg建议作为大多数城市固体废弃物填埋场的默认值(美国环保局1998d)。5.推荐的k和L0缺省值对于垃圾主要成分是废水处理污泥的情况,速率常数k值的合理范围为0.01~0.1/年,L0为50~200m3/Mg。NCASI在进行可以缩小这些范围的研究。初步结果表明,林产工业垃圾填埋所产生的气体量比按照城市固体废弃物的参数预测出的气体量要小。据此,建议直到研究完成,并且除非公司有国家或现场的特定因子,需使用表10.30中列出的参数值进行计算。表10.30估算木制品工业垃圾填埋场甲烷排放量推荐的k和L0缺省值参数缺省值k0.03每年L0100m3/Mg干废弃物22710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.6.2估算污水或污泥厌氧处理过程CH4排放量的推荐方法大部分现有的温室气体议定书只针对厌氧处理和消化过程的温室气体排放量。因此,这些计算工具是在假设其他类型的废水和污泥处理过程的排放量是可以忽略不计的情况下提出的。虽然有氧和兼性处理系统可能有溶解氧耗尽的区域,但是在曝气稳定池、活性污泥系统以及与之相关的滞留池中甲烷产生率比厌氧系统的排放低得多。在任何情况下,由于缺乏数据,不可能合理估算有氧和兼性处理系统的排放。对于厌氧系统,仅需估算甲烷排放,理由是①来自污水和污泥处理过程的二氧化碳排放中包含生物质碳,此生物质碳未包含于大多数温室气体议定书;②其他议定书假设如果存在N2O排放,仅在废水排放后产生。10.6.2.1厌氧处理过程中废气被捕获的情形。在许多情况下,厌氧处理系统是有覆盖的,并且气体被收集及燃烧。目的之一是为了阻止气味,为了达到这个目的,系统必须非常高效。因此,以温室气体清单为目标,假设当排放的甲烷在厌氧处理操作中被捕获和燃烧,其收集和破坏是完全的,从而没有甲烷排放。如果工厂的情况表明并不是少量的甲烷在收集过程中逸散,工厂需尝试统计这些排放,但该情况对于收集和燃烧甲烷的工厂而言,一般属非正常状态。当然,如果气体被释放到大气中而不是被燃烧,那么这些气体应该包括在清单中。10.6.2.2厌氧处理过程中废气被释放至大气中的情形。厌氧处理操作中,如果废气没有被收集及燃烧,那么很有必要估算释放至大气中的甲烷。在某些情况下,例如这些气体通过一个密封容器的通风孔释放,释放可以直接测量。在其他大多数情况下,它们必须被估算。这些计算工具在2000年5月优良做法文件中已作描述,且公式10.24所示的(IPCC2000)IPCC缺省方法被建议使用。尽管IPCC文档允许此方程应用于非完全厌氧系统(通过乘以小于1的任意调整因子),目前没有现成的数据以支持调整因子的选择。因此这里推荐,甲烷的排放估算仅限于从厌氧处理或污泥消化系统中进行,直到有其他系统的因子可供使用。厌氧处理装置甲烷排放(kg/年)=(OC×EF)-B(10.24)式中OC——供给厌氧系统的化学需氧量或化学耗氧量,kg/年;228温室气体排放核算工具EF——排放因子,默认值=0.25kgCH4/kgCOD给料或0.6kgCH4/kgBOD给料(或其他基于BOD的因子,该因子可根据现场特定的COD/BOD比率,乘以基于COD因子0.25kgCH4/kgCOD而获得);B——现场特定条件下获得的甲烷捕获和燃烧量,kgCH4甲烷/年。如果是单独处理固体,则可以使用公式10.25进行污泥消化系统的排放估算。在污泥被燃烧的情况下,它包含于其他章节中已讨论的生物质燃烧的温室气体排放。厌氧污泥消化设备的甲烷排放(kg/年)=(OCs×EFs)-B(10.25)式中OCs——污泥的有机物含量;EFs——排放因子,单位与OCs一致。IPCC的默认值为0.25kgCH4/kg污泥给料;B——现场特定条件下获得的甲烷捕获和燃烧量,kgCH4/年。在大多数议定书下,废水的N2O排放被认为在废水排入受纳水体后发生。因此,这些排放不在此工具中说明。10.6.3概述现有的方法10.6.3.1IPCC修订1996年IPCC指南以适用于国家温室气体清单和优良作法以及国家温室气体清单里的不确定性管理。注意:在下面的讨论中,一些符号的使用与用于IPCC文档的是不同的。这样做是为了消除在IPCC文档中使用类似符号的变量之间可能存在的混淆。1.垃圾填埋场——归于一年的方法IPCC的缺省方法对于来自垃圾填埋场的甲烷排放预估仅限于城市固体废弃物填埋场。1996年的IPCC指导方针的参考手册第6章(IPCC1997c)和2000年5月的优良作法文档(IPCC2000)提供了两种通用的方法估算垃圾填埋场排放。第一个假定所有有机物都在它被放在垃圾填埋场的当年被降解,第二个假定是使用一阶模型估算随时间的释放量。优良做法文档表明一阶衰减方法应尽可能使用(IPCC2000)。归于一年的方法首先要估算被填埋废弃物的可降解有机碳(DOC)含量。IPCC为某些大体积材料提供的默认值见表10.31。22910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.31主要垃圾流的DOC缺省值,源于IPCC1996年修订方法(用于城市固体废弃物中“湿或新鲜”的材料)垃圾流降解有机碳(按重量)纸张和纺织品40%花园和公园废弃物及其他非食品腐烂有机物17%食品垃圾15%木头和稻草垃圾(不含木质素)30%可降解有机碳的碳总量中只有一小部分转化成了垃圾填埋气体。这部分用DOCf表示。1996的IPCC指南依靠一个简单的模型来生成DOCf的缺省值0.77,但2000年5月的IPCC优良做法指南和不确定性管理文档表明这个值太高除非DOC值中不包括木质素碳。2000年5月的文档继续说当DOC包含木质素,DOCf缺省值的“优良做法”应该是0.5~0.6,除非可获得更好的特定现场数据(IPCC2000)。之后IPCC应用了甲烷校正因子(MCF),意在解释如下事实:垃圾填埋场的设计和操作可以影响可降解碳分解成二氧化碳而不是甲烷的趋势。MCF是对非管理垃圾填埋场与进行管理的垃圾填埋场甲烷生成潜力比率一个简单衡量。一个垃圾填埋场被认为是“被管理的”,它应该是控制垃圾存放,并至少满足下列之一:垃圾的覆盖材料、机械压实或平整。管理的垃圾填埋场作为基准条件,其MCF假定为1.0。浅层(深度小于)的无管理的垃圾填埋区为0.4,深层无管理垃圾填埋区为。在被管理的垃圾填埋场,缺省假设是甲烷包含50%的垃圾填埋气体。MCFs对无管理垃圾填埋场修订了该假设,例如对深层无管理垃圾填埋场填埋气甲烷含量为40%(0.8×50%),浅层无管理垃圾填埋场为20%(0.4×50%)。在很多填埋场,气体被捕获并且燃烧,将碳转化为生物质二氧化碳。即:垃圾填埋场的甲烷转化为生物质二氧化碳。因为垃圾填埋场甲烷形成的CO2是生物质碳,它不包含在IPCC排放清单里。引用IPCC的话“源自一年生生物质(如农作物、森林)的有机物降解是废弃物释放出的二氧化碳的主要来源。因此,在IPCC方法学中这些二氧化碳排放不被视为废弃物的净排放。如果生物质原料没有可持续的产生,净二氧化碳释放应该计算和报告在农业、土地利用变化和林业章节”(IPCC1997c)。因此,总的来说,IPCC归于一年的方法设计如下计算:甲烷生成=(送到垃圾填埋场的数量)×DOC×DOCf×16/12×0.5×MCF(10.26)230温室气体排放核算工具式中DOC——废弃物中可降解有机碳的比例(基于用来测量送到垃圾填埋场的垃圾数量相同的单位);DOCf——降解为垃圾填埋气体的DOC比例;16/12——从碳到甲烷的转换因子;0.5——有管理的垃圾填埋场气体甲烷比例,缺省值;MCF——垃圾填埋气体的甲烷数量相对于有管理的垃圾填埋场比率(有管理的垃圾填埋场MCF=1)。释放的甲烷=(生产的甲烷-REC)×(1-OX)(10.27)式中REC——通过燃烧甲烷转化成CO2的数量;OX——在垃圾填埋场覆盖物表面氧化的甲烷转换成CO2的比例(缺省值是0。但是2000年5月的IPCC优良做法文档表明,在发达国家良好管理的垃圾填埋场,可以使其值为0.1)。2.垃圾填埋场——一阶衰减方法IPCC建议了两种方法适用于垃圾填埋场随时间甲烷排放的模型。第一个使用填埋场使用期平均垃圾接收量;第二个单独考虑每年的垃圾量(IPCC1997c)。3.污水处理和厌氧污泥消化在厌氧处理厂,废水中大部分的有机物被转化为生物污泥或者二氧化碳。因为碳来源于生物质,从污水处理中排放的不包含在温室气体清单内。但是,甲烷和氧化亚氮可能在废水处理时释放。特别地,甲烷是厌氧污水处理和污泥消化过程的一个重要排放。甲烷和氧化亚氮通常包含在温室气体清单里面。1996修订版指南的废弃物部分包含了从“人为污水”估算氧化亚氮排放的方法(IPCC1997c)。这个讨论将读者导向手册的农业部分以获得更多的信息。在IPCC相应章节指出三个研究调查了运行污水处理设施的氧化亚氮排放(IPCC1997c)。所有的研究均报告了N2O排放。因此,在IPCC方法学“与污水处理和土地处理相关的氧化亚氮被认为是微不足道的”,并且进一步假设“所有的污水氮进入河流和江”之后,其中的一部分转换成了氧化亚氮(IPCC1997c)。总之,IPCC指南包含了人为污水排出后氧化亚氮排放的估算方法,但假设污水处理工厂的氧化亚氮排放可以忽略不计。这里没有讨论从木材制品或其他工业废水处理厂的氧化亚氮排放。污水处理排放的甲烷却得到了IPCC指南文档更多的关注。在IPCC优良23110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具做法文档中的一个图显示了哪些类型的处理工艺有“潜在的CH4排放”(IPCC2000)。此图表明所有的厌氧处理过程都在IPCC指南涵盖范围以外,因甲烷生成的可能性很低,指南专注于厌氧废水处理和厌氧污泥消化。1996年修订的IPCC指南参考手册包含一个关于纸浆和造纸厂工业废弃物处理操作的讨论(IPCC1997c):评估工业废水流甲烷产生的潜力,应该基于废水中可降解有机物的浓度、废水的体积、行业在厌氧池处理废水的习惯。使用这些标准,IPCC建议指出:纸浆和造纸厂在废水处理中是最可能产生甲烷的(IPCC1997c)。造纸和纸浆行业以及肉类和家禽加工工业产生大量的废水,其中包含有高水平的可降解有机物。此外,两个产业利用通常含废水处理系统的大型设施。肉类和家禽加工设施通常采用厌氧池来处理他们的废水,然而造纸和纸浆工业使用厌氧池处理也是众所周知的。IPCC从污水处理或污泥消化预估甲烷排放的方法相似于用于预估垃圾填埋场甲烷排放的归于一年方法。计算排放使用公式10.28:甲烷排放=(TOW或TOS(10.28)式中TOW或TOS——厌氧处理废水或污泥中的有机物含量;B0——CH4每单位有机物,与TOWMCF——没有被收集或燃烧的甲烷比例,根据处理单位从0变化到1。首先,需确定加入处理单元的可降解有机物的量。废水中总有机物(化学需氧量,COD)以TOW表示,而在污泥中的总有机物量以TOS表示。IPCC参考手册包含一些限定数据,可用于估计纸浆和造纸厂废水COD,但它们并不包含在这个报告中,因个别工厂在可获得数据时,质量会好很多(IPCC1997c)。把未经处理的废水COD分为TOW和TOS,这两个流在后续计量中保持分离。污泥填埋计量显示在10.6.1.2小节中,而污泥消化的排放将使用公式10.28来计算。在污泥燃烧的情况下,它包含在生物质燃烧的温室气体排放的计算,在其他地方讨论。对于工业废水,最大甲烷生产能力以B0表示并表达为kgCH4/kgCOD。IPCC1996修订指南对废水和污泥的B0给出了默认值0.25kgCH4/kgCOD。IPCC指南的脚注解释说,因为COD的可降解有机物与可降解BOD中测定的物质是相同的材料,因此B0将是0.25kgCH4/kgCOD或BOD。如果因子232温室气体排放核算工具基于BOD或COD去除,这个说法大致是真实的,但是指南没有说明,只是说TOW和TOS分别是工业废水和污泥总有机物量(IPCC1997c)。IPCC优良做法文档用这个解释改动了1996年指南(IPCC2000)。需注意可降解碳在有机废弃物中可以BOD或COD的形式测量。对于典型的民用未经处理的污水,COD(mg/l)高于BOD(mg/l)2~2.5倍。因此,使用与测量可降解碳一致的排放因子是很重要的。IPCC指南仅提供了一个B0的缺省值,既用于COD又用于BOD。这不符合观测到的在未经处理污水中的BOD和COD水平差异。考虑到废水中BOD和COD的量不同,根据所用的不同测量方式,对同一数量的废水将得到不同的排放水平结果。为了确保对给定量的废水中的排放估算结果一致而不考虑所采用的有机碳测量方式,基于COD的B0应默认放大2.5倍,以转换成以BOD为基础的值。因此,优良做法使用0.25kgCH4/kgCOD的缺省值或者使用0.6kgCH4/kgBOD的缺省值。重点是这个因子的基础必须和废弃物有机物含量的测定相匹配。特别是,一个人需要知道这个因子是适合BOD还是COD,以及它们是根据未治理污水的有机物含量还是在治理中去除的有机物含量。甲烷转换因子(MCF)再次被用于表示相对于参考系统的甲烷生成潜力。在这种情况下,有两个参考系统。MCF0.0,然而对完全厌氧系统是1.0。尽管参考手册示例出对不同国家的缺省MFC,IPCC建议应咨询专家以确定MCF的适合值(IPCC1997c。在此综述中,没有公布有氧或兼性处理系统的MCF值。10.6.3.2加拿大加拿大温室气体挑战,对于实体&基于设施的报告指南,加拿大气候变化自愿挑战和登记,以及加拿大的温室气体清单(1990—2000)。VCR(2004)指南没有包括具体的废弃物管理活动排放。然而,这些排放包含在加拿大温室气体清单里(1990—2002)(加拿大环境局2004)。加拿大没有计算生物质碳分解产生的CO2,然而,估算了CH4和N2O的排放(加拿大环境局2004)。1.垃圾填埋场因为加拿大的垃圾填埋场特点随着时间的推移而改变,加拿大使用SchollCanyon模型(一阶衰减模型)估算垃圾填埋场的甲烷排放。这允许每年废弃物存放量的变化也允许衰变率根据管理实践和其他因素而变化。这是23310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具在1996年修订后的IPCC指南和2000年5月优良做法文档描述的一个选项。文中这些描述仅强调加拿大方法中涉及加拿大特定的参数值方面或背离IPCC方法的代表方面(加拿大环境局2004)。因为森林产业(行业)在加拿大规模很大,政府开发了单独估计木材废料垃圾填埋场甲烷排放的方法。经过评估加拿大专家对市政固体废弃物(MSW)垃圾填埋场模型的k值建议后,政府决定在主要的森林工业省份用最低的k值估算木料垃圾填埋场的排放。这个k为0.01/年。加拿大政府考虑了木材废料中可降解的碳含量并假设木材废料填埋气体含有50%甲烷以计算木材废料的甲烷生成潜力(L0),该值为118kgCH4/t木材废料(加拿大环境局2004)。2.污水处理和污泥消化加拿大只估算了市政污水处理的温室气体排放,因为缺乏处理工业废水的数据(加拿大环境局2004)。有氧系统的甲烷排放被认为是微不足道的,该假设符合IPCC指南。估算厌氧系统的排放使用Ortech国际在年为加拿大环境局开发的一种方法。使用这种方法,估计有4.015kgCH年可能会从废水厌氧处理排放(加拿大环境局2004)。这个因子乘以每个省的人口数量以及每个省污水厌氧处理的比例来估计市政污水厌氧处理甲烷排放。加拿大使用IPCC缺省方法估算人为污水的IPCC方法论假设(a)忽略在处理期间N2O的排放量;()未经处理的人为污水中所有的氮均排放到河流或江,在那里,一部分氮转化为氧化亚氮(加拿大环境局2004)。10.6.3.3芬兰——在芬兰温室气体的排放和消除1.垃圾填埋场2001年芬兰政府的估算是基于IPCC的归于一年的缺省方法(IPCC1997c)。参数值选取能够代表芬兰的情况(芬兰2001的技术研究中心)。估计纸浆和造纸厂垃圾填埋场的排放所需参数值,如下所示。关于IPCC一年内所有方法的描述包括了更多关于变量和计算的信息。甲烷排放每年=([废弃物处理每年×DOC×DOCf×MCF×F×16/12]-R)-(1-OX)(10.29)式中DOC——废弃物中可降解有机碳的比例(根据以下废弃物类型有所变化;虽然没有指定,强烈建议DOC的值包括木质素);234温室气体排放核算工具=0.4适用于纸和纸板,湿基;=0.3适用于木材和树皮,湿基;=0.1适用于脱墨废弃物,湿废弃物基础(定义不明确,因为脱墨污泥单独列出);=0.45森林工业污泥,没有指定,干基(假定30%的固碳含量);=0.3脱墨污泥,干基(假定30%的固碳含量);=0.3林业纤维污泥,干基(假定30%固碳含量);DOCf——0.5(可降解有机碳降解到垃圾填埋气体的比例;1996年修订的IPCC指南建议的缺省值为0.77,但是2000年5月的优良做法文档修改DOCf的缺省值为0.5~0.6,当木质素包含于DOC的情况;芬兰使用0.5来反映低温和非最佳分解条件下芬兰垃圾填埋场的分解);MCF——0.7(实质上是垃圾填埋场的甲烷生成潜力相对于一个“有管理的”垃圾填埋场;芬兰假设一半的垃圾送去小的垃圾填埋场令MCF=0.4,另一半垃圾送去大的垃圾填埋场令MCF=1);F——0.5(垃圾填埋场气体中甲烷的比例;缺省假设垃圾填埋场气体50%是甲烷);16/12——转换因子;R——垃圾填埋场甲烷回收的数量,这个值每年都在变化;OX——0.1(在垃圾填埋场覆盖的上层没有回收的甲烷被氧化成了CO2)。在大多数最近的国家清单里,芬兰使用IPCC的层级2方法(芬兰环保部2004)。在1990~2002年的清单,芬兰环保部门对不同的废弃物提供了k值:k1=0.2(城市固体废弃物和污泥中的食品垃圾);k2=0.03(在城市固体废弃物、建设和拆迁废弃物中的木材废弃物,以及城市固体废弃物中含有木质素的垃圾纸张);k3=0.05(上述以外的工业固体废弃物和城市固体废弃物中的其他部分)。2.污水处理和污泥消化芬兰使用IPCC的缺省方法估算污水治理产生的甲烷排放(芬兰环境部2004)。CH4排放=有机物负荷×B0×MCF(10.30)式中有机物负荷——(在芬兰的情况下)工业废水的COD和民用废水的BOD;23510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具B0——甲烷最大生成潜力,芬兰使用缺省值是1996年修订的指南给出的0.25kgCH4/kgCOD或BOD;2000年5月的IPCC优良做法文档修订缺省值为0.25kgCH4/kgCOD和0.6kgCH4/kgBOD;MCF——一个加权平均值,以反映芬兰处理厂甲烷生产潜力相对于厌氧处理厂。芬兰使用民用废水的MCF为0.01,工业废水为0.005。根据1996年修订的IPCC指南来估算N2O的排放,芬兰扩大了范围已不仅包括生活污水的氮排放,而且包括工业污水和渔场废弃物的氮排放(芬兰环境部2004)。IPCC方法估算废水排出后的N2O排放,但是假设处理工厂的N2O排放可以忽略不计。10.6.3.4日本——日本纸协会的信息在对温室气体准备全国清单时,环境部包括了从含“废纸”的垃圾填埋场排放的甲烷和氧化亚氮,这些废纸被认为是污泥或来自纸浆和造纸厂生产的其他过程废弃物(JPA2001)。排放因子是:甲烷=151kg/t废纸氧化亚氮=0.01kg/t废纸10.6.3.5瑞典——瑞典的国家清单报告(2004)1.垃圾填埋场在瑞典的2004年的国家清单报告中,瑞典使用了一个非常类似于IPCC一阶衰减方法来估算垃圾填埋场的甲烷排放。1952年以及之后的垃圾填埋场包含在分析内。速率方程的时间因子被略微调整以反映如下假设:所有的垃圾都在每年的7月1日被掩埋。此外,瑞典还开发了用于模型中的一系列参数的特定国家值(瑞典EPA2004)。瑞典政府已经考察了从纸浆厂污泥填埋的甲烷生成。它使用值45kgCH4/t废弃物来代表纸浆和污泥厂填埋的甲烷生成潜力(瑞典EPA2004)。用于垃圾填埋场甲烷排放量的一阶衰减模型的其他值如下(瑞典EPA2004):1980年以前的MCF=0.6;1980年及以后的MCF=1.0;F(垃圾填埋场气体的甲烷比例)=0.5;236温室气体排放核算工具DOCf(可降解有机碳降解到垃圾掩埋气体的比例)=0.7;OX(未收集气体在垃圾填埋场表层的氧化比例)=0.1;t1/2(甲烷生成的半衰期)=7.5年;k(一阶速率常数假设一个半衰期为7.5年)=0.092/年。2.污水处理和污泥消化瑞典国家清单报告表明“对所排放废水中的氮使用国家活动数据,结合模型。该模型用于估算未输入到市政污水处理厂的人为污水中的氮”(瑞典EPA2004)。公式用来从废水里的氮估算氧化亚氮的排放,包括与市政污水处理厂相关的数据、工业处理厂和数据不可获得的小处理厂(最后一项涉及假设,需假定与小处理厂相关的人数以及这些人的氮消费)。使用了IPCC把氮转化为氧化亚氮的缺省因子。污泥相关的甲烷排放从垃圾填埋场的估算如上所述。厌氧污泥消化的温室气体排放没有被讨论,尽管报告已经注明已经消化污泥的垃圾填埋场气体潜力已经减少了50%(瑞典EPA2004)。10.6.3.6美国——美国温室气体排放和汇的EPA清单1.垃圾填埋场EPA对垃圾填埋场的温室气体排放的分析重点是市政固体废弃物填埋场的甲烷排放,虽然也估算工业垃圾填埋场甲烷的排放量。这个方法的描述是来自EPA的美国温室气体排放和汇清单()(美国EPA2004):垃圾填埋场的甲烷排放被认为等于市政填埋场产生的甲烷排放,减去甲烷恢复和燃烧,加上工业填埋场产生的甲烷,减去释放到大气中以前的甲烷氧化。从市政垃圾填埋场估算甲烷排放是基于每年更新的美国垃圾填埋场的数量模型。这个模型是基于实际废弃物处理模式,EPA固体垃圾部门在1986年对垃圾填埋的广泛调查中证明。第二个模型被用来估算垃圾填埋场的数量(这个模型在美国EPA1993描述)。对于在这里数据提到的每个垃圾填埋场,对甲烷排放有贡献的被存放的垃圾量根据它的开放使用年、垃圾接收速度、关闭年和设计能力予以估算。每年的国家市政垃圾填埋量根据填埋场进行分配。市政垃圾填埋场的排放通过对导致排放的废弃物数量乘以排放因子来估计……估算垃圾填埋气体每年的回收量基于更新的数据,该数据收集于23710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具燃烧设备供应商和由EPA的垃圾填埋沼气拓展项目(LMOP)汇编填埋气-能源项目(LFGTE)所得数据库……工业垃圾填埋场的排放被假设等于市政垃圾填埋场的甲烷排放总量的7%。市政和工业废弃物中被垃圾填埋场覆盖物氧化的甲烷数量均被假定为没有回收的甲烷生成量的10%。为了计算净甲烷排放,甲烷回收和甲烷氧化都从市政和工业垃圾填埋场的甲烷生成里面减去。在1990年的美国,报告给国会的人为甲烷排放估算的模型是MSW垃圾填埋场的双参数模型(美国EPA1993)。它是基于对超过85个美国MSW垃圾填埋场的气体生成数据进行经验分析,并根据放置的垃圾量和环境降雨估算甲烷生成量。然而,EPA也有一个模型,它等同于IPCC建议的一阶衰减模型。EPA的一阶衰减模型在它的排放因子汇编中有描述,AP-42(美国EPA1988d)。EPA把它的模型称作填埋气体排放估算模型(LAEEM)。NCASI综述了EPA估算掩埋场气体的甲烷排放的常规方法并将结果发表在NCASI的技术公报790号(NCASI1999)。这里的这些材料主要取自该公报。LAEEM是一个基于PC的自动估算工具,在环境中运行,适用于估算市政固体废弃物(MSW)垃圾填埋场不受控制的空气排放,可以从美国环保署的空气质量规划和标准局获得。LAEEM包含SchollCanyon模型,该模型是一阶单级模型,与IPCC一致。根据经验调整运动速率常数以反映垃圾湿度含量和其他垃圾填埋场条件的变化。SchollCanyon模型假定一旦垃圾被存放,气体产生速率达到峰值并且厌氧条件下立即建立。气体产生后假定按照一阶衰减以指数方式减少。这个模型可以把填埋场划分成不同的模块(年度废弃物积累)来计算随着时间积累的不同年限的废弃物变化。建议的甲烷生成的缺省一阶速率常数(k)在每年降水大于25英寸的地区为0.04/年,少雨地区为0.02/年。推荐的甲烷生成潜力的缺省值(L0)为100m3甲烷/Mg废弃物(美国EPA1998d)。对这些NCASI建议源的检查结论是EPA的缺省值(MSW的垃圾填埋场研究派生)对于木材产品的工业垃圾填埋场可能过高(NCASI1999)。2.污水处理和厌氧污泥消化在以前的清单中(如:在USEPA2001a讨论的)EPA表示它使用了IPCC238温室气体排放核算工具方法估算废水处理的甲烷排放。这包括估算有机物产生的废水量并乘以排放因子。在这些之前的清单中EPA仅估算了厌氧处理操作中的甲烷排放,厌氧处理被认为处理了15%产生在美国的国内废水BOD(美国EPA2001a)。在其最近的清单中,EPA使用了不同的方法估算工业污水处理排放。以下描述的方法源自EPA的清单美国温室气体排放和汇(1990—2002)(美国EPA2004),并指出EPA符合IPCC的方法学描述(2000):通过乘以年度产品产量(t/每年)和平均流出量(m3/输出t),在流出量中的有机物含量(有机COD的克数/m3),排放因子(gCH4/gCOD),厌氧降解的有机COD百分比,以估算甲烷排放。为开发对纸浆和纸类范畴的估算,BOD代替COD使用,因为可以获得更加精确的BOD值。纸浆和造纸厂的污水排放因子是0.6kgCH4/kgBOD5……(这里EPA引用IPCC2000)。纸浆和造纸厂工业类型的污水治理包括中和、筛选、沉降、浮选/旋液分离去除固体。这里最重要的一步是用来储存、沉降和生物处理的水池(次级处理)。在确定厌氧降解百分比时,无论是初级还是次级处理都会被考虑在内。初级处理池充气是为了减少厌氧活动。然而,水池很大,厌氧活动区域可能产生。大约传递到次级处理,一般不会让空气进入(EPA)。假设在次级处理水池中厌氧降解,有10%释放到排出污水里(这里1997年出版的EPA-600/R-97-09)。总的来说,污水有机物质的厌氧降解的百分比被认定是10.3%……EPA引用的2000年IPCC指南和EPA从指南里开发的方法学有潜在的重大差异,IPCC指南建议用有机材料在污水中的数量乘以“最大甲烷生产能力”(0.6磅甲烷每磅BOD)(1磅≈0.4536kg),然后乘以“废弃物厌氧处理的比例”,而EPA的方法是用有机材料的数量乘以“排放因子”(0.6磅甲烷每磅BOD)然后根据“被认为是厌氧降解的有机物(BOD)百分比”。从这个结论可以清楚看出,IPCC认为有机物厌氧降解有形成甲烷的潜力,而EPA给这个潜力的最大值指定了一个排放因子。此外,IPCC建议评估实际上被厌氧处理废弃物的比例,而EPA假设废水流中有机物的一部分被厌氧降解,不考虑所采用的污水处理技术。23910估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具10.6.3.7WRI/WBCSD——温室气体议定书,2001年10月WRI/WBCSD议定书(WRI2001,2004a)将废弃物管理的温室气体排放划分到公司拥有的源(包含在WRI/WBCSD议定书的范围1)和来自其他实体拥有的源(包含在范围3)。10.7生物质燃烧排放的二氧化碳10.7.1估算生物质燃烧的CO2排放量纸浆和造纸厂从工业本身废弃物和过程流回收的生物质燃料能满足大约三分之二的自身能源需求。能源丰富的生物质来自收获和制造过程回收的木屑、树皮和制浆废液,是大气中的二氧化碳在树木生长过程中被固定然后转化为有机物碳。当这些生物燃料燃烧时,制造和燃烧过程中的二氧化碳排放是树木生长时固定的大气二氧化碳,因此,对大气中的二氧化碳水平没有净贡献。这个碳循环是一个闭环。新树的生长不断吸收大气二氧化碳和维护这个周期。任何森林固碳的增加或减少都被计入森林综合统计系统。联合国气候变化框架公约对国家清单做了如上总体规定。大多数国际协议包括联合国家政府间气候变化委员会(IPCC)都采用了联合国规定的该公约。IPCC表示生物质产生的排放不会增加大气的二氧化碳浓度(IPCC1997a)。10.7.2估算生物质排放这里报告关于生物质排放的如下信息:(1)以温室气体排放和非温室气体排放的形式确保读者理解实体整体的能量介绍;(2)对生物质燃料如何在造纸和纸浆生产中的产生和使用提供认识和理解。表10.32~表10.34可以被用来估计生物质燃烧的CO2排放,表10.35可以用于记录结果。注意:这个信息符合由世界资源研究所和世界可持续发展工商理事会设计的一般温室气体议定书(WRI2001,2004a)。这些计算工具的用户可以根据特定设施或者公司需要对提供信息的格式和类型进行修改。240温室气体排放核算工具表10.32估算生物质派生的CO2排放,源于燃烧木材、树皮和其他生物质燃料(制浆液在表10.33中说明)源描述燃料类型步骤1步骤2步骤3SourceDescriptionFuelTypeABCDEFSourceDescriptionFuelType燃料燃烧的数量用来测量燃料使用数量的单位(注意:不要混淆HHVs和LHVs)CO2排放因子:(缺省值是:固体生物质:109kgCO2/GJLHV)CO2排放因子的单位CO2的排放kgCO2/年CO2的排放t碳/年SourceDescriptionFuelTypeE=A×CF=E×12/44/1000例子:树皮锅炉树皮500000GJ(LHV)kgCO2/5450000014900燃烧木材、树皮或者其他生物质以CO2释放的生物碳(制浆液在表10.33中说明)生物质派生CO2的输出量(已包含在上述结果)(例如,输出至PCC工厂)而不是排放量——可选信息政府间气候变化委员会(IPCC)的固体生物质排放因子(1997)。修订1996年IPCC的国家温室气体清单指南:参考手册(卷3)。注意:所有列出的排放因子都是基于LHV,假定生物质燃料的HHV为95%。24110估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.33估算生物质派生的CO2排放,源于制浆液和硫酸盐制浆厂石灰回收注意因制浆废液的排放因子基于制浆液的碳含量(假设对未氧化的碳进行1%的修正),制浆液排放因子将包括回收炉熔炼物中所有的碳。因此,对于硫酸盐制浆厂,制浆液排放因子估计了回收炉和石灰窑二者的生物碳排放。公司可以选择估算派生生物质CO2输出的数量而不是回到大气中的那部分。如果从石灰窑或者煅烧窑输出,其中化石燃料已经被使用,作为通用的近似值,输出的生物质派生CO2,将会是化石燃料派生CO2的两倍(见“CO2外购和输出”工作表)。而当输出由源于只燃烧生物质燃料的石灰窑或煅烧窑的气体组成,所有输出的CO2都是生物质派生CO2。源描述燃料类型步骤1步骤2步骤3SourceDescriptionFuelTypeABCDEFSourceDescriptionFuelType燃料燃烧量用来测量燃料使用数量的单位(注意:不要混合HHVs和LHVs)CO2排放因子:(缺省值列在下面表10.34;CO2排放因子的单位CO2的排放kgCO2/年CO2的排放t碳/年SourceDescriptionFuelType=A×CF=E×12/44/1000例子:回收炉硫酸盐制浆液,北美SW100000GJ(LHV)94200002570制浆液中的生物质碳以回收炉和石灰窑或者煅烧窑CO2的形式释放生物质派生CO2的输出量(已包含在上述结果)(例如,输出至PCC工厂)而不是排放量——可选信息注意:所有列出的排放因子都是基于LHV,假定生物质燃料的HHV为95%。242温室气体排放核算工具表10.34建议的制浆液生物质派生CO2的缺省排放因子(包括来自回收炉和石灰窑/煅烧窑的排放)制浆液的类型PulpingLiquor木材提供典型的碳含量(百分比,干基)典型能源含量——HHV(GJHHV/t干固体)计算能量含量——LHV(GJLHV/t干固体)生物质派生CO2的排放因子(kgCO2/GJLHV)Kraft黑液Scandinavian软木3514.213.594.2Kraft黑液Scandinavian硬木32.513.512.892.0Kraft黑液北美软木3514.213.594.2Kraft黑液北美硬木3413.913.293.5Kraft黑液热带桉树34.8Kraft黑液热带混合树林35.214.113.495.4Kraft黑液蔗渣36.914.814.195.3Kraft黑液竹子34.514.113.493.5Kraft黑液稻草36.514.714.094.9半-化学性的待定亚硫酸盐待定Kraft黑液的缺省排放因子是基于制浆液的碳含量(假设未氧化的碳修正值为1%),包括回收炉熔炼物中所有的碳。因此,对于硫酸盐制浆厂,制浆液排放因子估计了回收炉和石灰窑二者的生物碳排放。因子来自于:第1章-化学回收,byEsaVakkilainen.1999。造纸科学与技术,Book6B:化学制浆。Gullichsen,J.andPaulapuro,H.(eds.).Helsinki,Finland:FapetOy。24310估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具表10.35生物质派生的CO2排放写“NA”表明一个项目不适用。凡是已被确定为无关紧要或非实质性的排放,请填写“NM”且在脚注中予以说明确定的依据。生物质派生的CO2排放(t)1生物质燃料锅炉(来自表10.32)2制浆液派生的CO2(来自表10.33)3派生生物质的CO2总排放(1和2的总和)解释用于确定所有权/控制权未完全属于公司所有的方法。WRI/WBCSD温室气体议定书等议定书可以作为确定所有权/控制权的指导方法。列入用于理解清单结果所需的其他任何信息:244温室气体排放核算工具10.8温室气体排放因子系列表格相关表格在报告主体中已经给出。表格编号为表10.2~表10.9。10.9总结版本1.0的重大修订这份报告,估算纸浆和造纸厂温室气体排放量的计算工具,版本1.1,是对发表在2001年年底的原始版本的第一次重大修订版本。此次修订的进行有以下几个原因:(1)修订原始版本的小错误;(2)反映新的指南提供在2004年3月的温室气体议定书(WRI2004a);(3)反映包含在国家指导文件中的新指导。附录对报告的重大变化提供了一个总结。报告中只是为提高清晰度的措辞和组织的变化,将不会反映在此附录中。这里只计入重大变化。执行摘要措辞的修订是为了帮助清晰地区分组织边界和运营边界的不同。第一节气候领袖温室气体清单议定书核心模块指南由美国环境保护局(USEPA)颁布,且加入加拿大温室气体挑战局,对于实体&基于设施的报告指南,加拿大气候变化自愿挑战和登记组织(VCR)作为“可接受的温室气体议定书”例子,用于纸浆和造纸工具。这两个议定书也在第三节中被定义。乔治亚-太平洋公司开发的温室气体议定书被看为是一个公司如何制定一个林产工业的具体协议(GP2002)。第三节用于排放制冷和空调设备的制造、安装、操作和处置过程HFC和PFC排放的计算工具,版本1.0,目前正在由世界资源研究所(WRI)/世界可持续发展工商理事会(WBCSD)开发,它被想要估算这些温室气体排放的企业看作是一个来源。这些措辞的修改是为了帮助区分组织边界和营运边界之间的差异。第四节关于确定温室气体清单目标的讨论被简写了。本章确定清单边界条件的部分修订以反映2004年3月温室气体议定书24510估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具的变化(WRI2004)。读者被导向温室气体议定书以获得确定组织边界的附加信息。10.2.4.3中第(2)点被扩展以对燃料能源GCV(HHV)和NCV(LHV)的不同提供更多的信息,包括估算生物质燃料的GCV和NCV之间的关系。“气候中立”这个词将不会再出现在报告中,因为它是不准确的。例如,生物质燃烧的甲烷和氧化亚氮的排放必须包含在温室气体清单总量里。与生物质燃料相关的一小节内容添加进来以解释为什么生物质派生的CO2经常被称作“碳中性”。纵观整个报告的其他部分,术语“生物质”、“生物质燃料”或“生物量碳”被用来替代“碳中性”。第五节和第六节这些部分在原来的报告中是以相反的顺序呈现的,广泛的讨论已经被修改来帮助区分组织和营运边界的问题。第七节对实质性和不重要排放的讨论已经被修改以反映2004年3月温室气体议定书的指导(WRI2004a)。第八节关于不同用途的清单能够影响排放估算的决议所要求的水平的讨论被包含在内,以及在开发清单中特定源对特定设施活动数据的讨论。煤和不同档次的天然气排放因子可变性的讨论也被包含在其中。更正未氧化的碳排放因子的讨论进一步扩大。增加一个IPCC的更正建议表格(见表10.3)。关于一些天然气燃烧设备可能会高于公布的排放因子所示的甲烷排放量的讨论增加到本部分,包括源排放测试结果如何用来估计从这些来源的排放量。关于估算甲烷和氧化亚氮排放量的层级1和层级2的适当使用的讨论被增加到本部分,以及IPCC的一个表格表示层级1的甲烷和氧化亚氮的排放因子(见表10.4)。关于估算组合燃油锅炉、生物质和化石燃料燃烧的甲烷和氧化亚氮的排放量的讨论作了修改和扩充。加入了估算固定源燃烧的甲烷和氧化亚氮排放量的概要指导。以估算天然气消耗的排放量的计算修订为例,清楚地表明计算是依据特定设施(油耗)的活动数据结合层级1的甲烷和氧化亚氮的排放因子。计算“天然气用于小厂的CO2、CH4和N2O的排放量”示例修订:改变天然气密度函数从0.8kg/m3到0.673kg/m3。在这个例子中计算的一个数学错误也得到了纠正。246温室气体排放核算工具第九节表10.6的脚注(硫酸盐制浆厂石灰窑的煅烧炉的排放因子)也得到了修订。第十节消耗碳酸盐添加剂的CO2排放量信息被分配了段落号(10.2.10.1)。加入一个新的小节(10.2.10.2)讨论从石灰石和白云石在烟气脱硫(FGD)消耗的二氧化碳排放量。轻微的措辞变化已在本节和其他报告中阐明,只有外购的电力、蒸汽或加热/冷却水被“消耗”的情况下,公司必须将其包含在间接排放的计算中。如果外购能源仅仅是发送给另一家公司,但并没有被“消耗”,是不相关的间接排放。第十一节对报告生物质燃料燃烧的CO2排放量的讨论修订,以反映2004年3月的温室气体议定书(WRI2004a)不再引用这些报告排放为“支持信息”。关于硫酸盐法纸浆工艺产生的不凝性气体(NCGs)燃烧所产生的排放量的讨论也被列入在内。讨论了为什么木材燃烧设备比锅炉以及面向工业应用而开发的锅炉更适合使用IPCC层级1的排放因子,作为补充。关于估算组合燃油锅炉、生物质和化石燃料的燃烧排放的讨论,对其作出修改和补充。第十二节讨论与外购/购买电力相关的输电和配电的损失,以反映2004年3月温室气体议定书的指导(WRI2004a)。此小节讨论电力/蒸汽的外购和输出网已经被删除(声明“要符合世界资源研究所(WRI)/世界可持续发展工商理事会(WBCSD)的温室气体议定书的企业不应有净进输出或与之相关的排放”仍然包含在内)。CHP系统使用简单效率方法分配排放量的例子中的一个错误已经得到纠正(在本质上是印刷错误)。增加了以下说明:与输出电力、蒸汽或加热/冷却水相关的排放量是公司直接排放的一个子集,并且必须包含在直接排放的总量里面。第十三节本小节对根据行驶距离(而不是基于燃料消耗量)估算道路运输的排放量提供的指导已经被删除。基于距离的排放因子表格也已经被删除(该信息仍然可在10.5中查到)。24710估算纸浆生产和造纸厂温室气体排放的计算工具关于可以影响运输车辆的CH4和N2O排放量的各种参数的讨论也已经增加了。增加了以下讨论:不太准确的排放量估算是由基于距离的活动数据造成的而不是基于估计油耗为基础的数据(以及相关的排放因子)。第十四节增加了讨论估算非整理成堆的木材废料的甲烷排放。增加了公司应该调整所填埋的材料量已计入惰性废弃物(例如:锅炉灰渣、混凝土等)的指南,估算垃圾填埋场甲烷排放量时,指南提供的数据可以使用。第十五节增加的文本是为了解释派生生物质甲烷燃烧产生的CO2并不包含在温室气体清单总量里,但根据温室气体议定书,它必须作为附加信息包含在内。人们还注意到有氧废水处理系统产生的二氧化碳一般也不报告,因为它并不与燃烧相关。第十六节报告直接排放的例表(表10.12)被修订,以增加位置以报告因能源输出而导致的部分直接排放(这些都是直接排放总量的一个子集,它们不在直接排放总量报告格式的例子中减去)。此外,垃圾填埋场排放、厌氧废水处理厂排放报告二氧化碳的排放的单元格中“”被“N/A”替换了。表10.16中做了相应的修订。报告间接排放(表10.13)的示例表格已修订,以删除报告直接排放与能源输出相关的选项。表10.17做了相应的修订。报告排放因子的示例表格(表10.14)生物质燃料燃烧的CO2排放因子的报告表格中“0.0”已被“N/A”替换。表10.18做了相应的修订。参考章节参考部分进行了更新,删除了不在报告主体引用的文献引用。所有的互联网地址在必要时更新。新的引用在必要时增加。支持内容10.3(化石燃料固定燃烧的温室气体排放——概述现有议定书的方法)已经被删除。10.5(生物质燃烧的甲烷和氧化亚氮的排放——概述现有议定书的方法)已经被删除。10.6(进输出电力和蒸汽的温室气体排放——概述现有议定书的方法)已经被删除。248温室气体排放核算工具10.10(从部分拥有或部分控制源分配温室气体的排放——概述现有议定书的方法)已经被删除。增加了一个新的附录以在报告的主体包含排放因子表格的复件。增加了一个新的附录以展示对版本1.0的工具的重要修订的总结。更新所有剩余附录以反映当前各个国家及国际协议的指南。校正了呈现在10.7(表10.34)中使用制浆液生物质燃烧的CO2排放因子,以消除一个近似5%的误差(当把碳的质量转换成相应的二氧化碳的量时,不正确的转换所引入的错误)。表10.34的注脚已经被修改。这种修正要求修改实例计算表10.33。11消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放250温室气体排放核算工具11.1概述1.该工具的目的和作用该工具有利于购买电力、热或者蒸汽消耗的间接CO2排放的计算。该文件和配套的工作表一起使用。根据环境,这个工具可以和其他六种文件和工具表一起使用。这些文件和工具表包括:“温室气体协定书:企业核算和报告准则”;“计算工作表的指导”——固定燃烧的直接排放量;“计算工作表”——固定燃烧的直接排放量;“计算工作表”——热电联产发电站的CO2排放量的分配;“计算工作表的指导”——热电联产发电站的CO2排放量的分配。“气候变化工作5~9”。一步一步的方法涵盖了从数据收集到报告过程的每个阶段。这个是跨行业的工具,可以被所有运营涉及购买电力、热或蒸汽消耗的公司运用。该工具定期更新,以纳入有关量化方法、排放因子的最佳选择方法和国家技术指导。2.过程的描述化石燃料在固定燃烧装置中燃烧产生电力、热、蒸汽或其他化石能源(例如:核能、水力、风力、太阳能等)被利用来产生能量。来源于购买电力、热或者蒸汽产生的温室气体排放量通过固定燃烧装置中的化石燃料的燃烧直接释放到大气中。这些温室气体包括CO2、CH4、N2O。来源于固定燃烧的排放源包括锅炉、加热器、炉、窑、烤箱、烘干机和任何使用燃料的其他设备或机械。购买电力、热或者蒸汽消耗产生的温室气体排放量在电力、热或者蒸汽的设施中释放(如固定燃烧装置),这些排放是消费者购买电力、热或者蒸汽活动的结果。因此,购买电力、热或者蒸汽消耗产生的温室气体排放量被考虑为间接排放量,由于它们是电力、热或者蒸汽购买和消耗的间接结果,尽管排放实际发展在拥有或者控制排放源的其他公司。3.工具中使用的评估方法工具中的方法是基于排放系数方法,这个是测量与购买电力、热或者蒸25111消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放汽消耗相关的排放的最合适和最实际的方法。基于排放系数的方法评估通过活动数据的水平(如设施消耗的电力的kW·h)与排放系数(克CO2/kW·h)相乘。这个指导的第二部分提供了关于决定更合适的活动数据和排放系数的更多信息。4.工具的应用虽然化石燃料的燃烧也释放CO2、CH4。但是CO2排放量占固定燃烧装置释放的温室气体的大部分,在生产电力、热或者蒸汽的过程中,加权它们的温室气体全球变暖潜力值(GWP),CO2通常占化石燃料固定燃烧释放的温室气体的90%以上。估计CO2排放量的方法不同于估计CH4和N2O的排放量的方法。通常应用消耗的燃料的合适的排放系数对CO2进行估计,然而估计CH4和N2O的排放的方法不仅要根据燃料的特征,同时还要根据技术种类和燃烧特性,污染控制设备的使用和可见的环境状况。这些气体的排放常常根据燃烧技术的不同、效率和严密度而变化,同时运营操作和维护也对其产生影响。由于这个复杂性,需要做更多的努力来评估购买电力、热或者蒸汽消耗的CH4和N2O的排放量,这样就存在更高的不确定性。这个工具因此仅仅包括估计购买电力、热和蒸汽消耗的CO2排放。11.2组织边界和运营边界在识别和计算一个公司的GHG排放之前,定义公司的组织边界和运营边界是十分重要的,这个使企业决定哪些商务装置和企业活动将导致包括在公司温室气体清单中的温室气体排放。然而关于设定组织边界和运营边界的有限指导将在下面提供,强力建议公司参考《企业温室气体核算和报告标准》(以下简称《企业标准》)的修订版本,这个可以在温室气体议定书倡议行动网站中下载,这个给了公司建立GHG清单的更多指导。1.组织边界《企业标准》的第三章提供了决定公司哪些商务活动应该包括在企业的温室气体清单中的指导。这个过程被称作“设定组织边界”。有两种方法来建立企业的组织边界:股权比例法和控制权法。股权比例法——在采用股权比例法的情况下,公司根据其在业务中的股权比例核算温室气体排放量。252温室气体排放核算工具控制权法——公司核算受其控制的业务的全部温室气体排放量。财务控制权:如果一家公司可以对一项业务做出财务和运营政策方面的指示,以从其活动中获取经济利益,前者即对后者享有财务上的控制权。运营控制权:如果一家公司或其子公司享有提出和执行一项业务运营政策的完全权力,这家公司便对这项业务享有运营控制权。2.运营边界《企业标准》中的第四章提供了定义运营的排放,并分类为直接或者间接的排放量,同时选择了排放量的范围。这个过程被定义为“设定企业的运营边界”,并且使一个报告公司决定哪些导致GHG排放的活动将计入温室气体清单。企业拥有或者控制的排放源直接排放的温室气体被称作“范围1”的排放。固定燃烧装置的化石燃料的燃烧产生的温室气体排放应分类和报告在企业拥有或者控制的固定燃烧装置的“范围1”的直接排放。这个工具不能够用来计算直接排放量,反而,《温室气体盘查议定书》中倡议的“固定燃烧的直接排放”计算工作表和指导文件可以使用。间接温室气体排放是公司活动的结果,但是出现在非有公司持有或者控制的排放源。间接排放包括“范围2”和“范围”的排放。“范围2”的排放核算消耗的购买电力、热或者蒸汽产生的温室气体排放。这个工具用来核算与消耗的购买电力、热或者蒸汽有关的“范围2”的间接排放。“范围3”排放包括所有其他间接排放,无论它是否在组织边界之内。这个工具应该也可以用来核算与消耗的购买电力、热或者蒸汽有关的“范围3”的间接排放。《企业准则》要求企业必须核算并报告“范围1”和“范围2”的排放信息,“范围3”是选择性的报告类别。3.租用设施的处理很多公司租用建筑或者设施空间,并且必须决定怎样核算和报告来自租用空间的购买电力的温室气体排放量。决定如何核算和报告与租用设施相关的温室气体排放,请参考《温室气体企业标准》附录F中的“租用设施的温室气体排放分类”。25311消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放4.核算转售购买的电力、热或者蒸汽这个工具的重点是消耗的购买电力、热或者蒸汽,一些公司购买电力,然后再转售给最终用户或者中间商。转售购买的电力、热或者蒸汽给最终使用者应该归类在“范围3”的间接排放中,通过《温室气体企业准则》,这个是选择性的报告,但是鼓励核算和报告这些排放量。转售购买的电力、热或蒸汽给最终使用者或者中间商的信息应该作为选择性的信息单独报告。这个工具可以用来核算与转售购买的电力、热或者蒸汽有关的排放。5.核算电力运输和配送的间接排放通常出现这种情况:在向最终消耗单位传输和配送的过程中,要消耗很大一部分的电力。持有或者控制输配业务的公司报告生产输配过程中损耗的采购电力的排放量,这与范围2的定义一致。因此,除非购买电力、热或者蒸汽的公司持有或者控制输配操作,输配损耗不应该包括在公司的温室气体清单中。请参考《温室气体企业标准》第四章和附录。假设电力损耗的水平和重要的排放系数已经确定的情况下,该工具可以用来核算与输配损耗有关的排放量。购买的电力的种类:自己的消耗(组织边界内);自己的消耗(组织边界外),转销给最终用户;转销给中间商:范围2(要求报告);范围3(要求报告);范围3(强烈推荐报告);选择报告信息。11.3活动数据和排放系数的选择正如第一部分提到的那样,这个工具可以使用基于系数的方法,这个方法通过活动数据和排放因子相乘。活动结果通过活动数据被量化,如电力消耗和排放系数将活动数据转换为排放值:活动数据×排放系数=CO2排放量1.活动数据应使用这个工具收集GHG排放的活动数据来量化消耗的购买的电力、热或蒸汽。电力的消耗通常用千瓦时(kW·h)或者兆瓦时(MW·h)测量。254温室气体排放核算工具热或蒸汽的数据的使用通常用热量单位(BTU)、焦耳(J)、therms或磅,这些可能转换为kW·h(参考工作表中“转换系数”,从这个数据转换到kW·h)。特定设施方法(计算每单位设施的热或者蒸汽的活动数据),使用燃料的购买记录是唯一可行的计算热或者蒸汽活动数据的方法。然而,收集有关消耗的购买电力的活动数据现存几种方法。特定设施法(计算每单位设施电力活动数据)使用电力仪表的记录是优先选择方法。这个通常是最准确的方法,便于识别减少温室气体排放的机会。如果计算在设施水平使用电力账单或者记录电力使用的活动数据是不可能的情况下,这种情况通常在租用设施这个并不是有报告企业持有的情况,可以使用最接近电力使用的活动数据的评估方法。计算电力使用的活动数据的收集方法列于下面,包括优先选择方法和其他三种评估方法。“工作表2”总结了这些数据收集方法以最优方法到做保守的方法的顺序列出。重要的是在清单中记录活动数据收集方法的选择并且跟踪购买的电力、热或蒸汽。实际的电力或燃料使用记录方法——正如上面提到的,这个是最优的方法,并且是最准确的方法。对于购买的电力,每月的电费或电表读数应提供必要的活动数据。对于租用空间,尤其是在写字楼,用电成本经常作为租金的一部分,准确的用电量数据往往难以取得,每月的电费或电表读数可能无法使用。在这种情况下,有必要使用以下三种估计方法中的一种进行估算电力消耗。对于购买的电力或者蒸汽,购买记录应提供最必要的活动数据。请注意:下列的三种评估方法对于购买的热或者蒸汽是不可能使用的。当使用“实际的电力或者燃料使用记录方法”的时候,应使用“工作表1——标准方法”估算与购买电力、热或蒸汽有关的CO2排放量。(1)建筑的具体数据估算方法。如果燃料购买记录、电费或者电表读数是不具备或不适用的,通常因为报告公司租用有其他实体所拥有的建筑,下一个评估电力消耗的最佳方法是使用基于建筑的具体电力使用记录进行评估电力消耗。然而这种方法使用实际的建筑具体数据,这个数据不是特定的办公室空间的数据,而是整个建筑能量的使用。这种方法的其他限制是它假设建筑的占有者拥有相似的能量消耗特征。对于这个方法,被认为没有最优方法“实际电力或者燃料使用记录”准确的原因上面已经提及。要按照这种方法,下面的信息将是必要的,应该从建筑的所有者处获得:25511消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放①总建筑面积;②公司的空间面积;③总建筑用电量(kW·h或MW·h);④大厦的入住率(如果建筑的75%被占用,就用0.75)。利用这些信息和下面的公式,将有可能估计电力消耗的近似值(kW·h或MW·h)。(公司的空间面积÷总建筑面积)×总建筑用电量÷建筑入住率=电力使用的近似值(kW·h或MW·h)当使用“建筑的具体数据估算方法”的时候,应使用“工作表2——建筑估算”来估算与消耗的购买电力有关的CO2排放量。(2)相似建筑或设施评估方法。如果建筑的具体电力使用数据是不可获得的,使用报告公司拥有的其他相似建筑或设施推算出来的实际数据建立建筑或者设施的电力消耗的估算。这种方法只有当报告公司有相似的建筑或设施类型的时候使用,相似的电力使用形式以及可以获取准确、可信的电力使用数据对于上面描述的“实际的电力或燃料使用记录方法中的一些企业。当使用“相似建筑或设施评估方法”的时候,1——标准方法”应该用于计算与消耗的购买电力相关的报告公司应该明确和透明证明这种方法如何使用通过记录使用的数据和做出的假设。(3)通用建筑空间数据的方法。如果特定建筑的用电量数据或其他类似的报告公司所拥有的建筑物/设施准确的数据不可用,它可能是在某个特定国家的通用办公空间里面从收集源收集已发布的默认数据每千瓦时/平方,如政府机构。这种方法只建议作为最后的方法,因为它作为一个很粗略的估计,可能会十分不准确。此外,这种方法应该只能用于报告办公室的电力使用的二氧化碳排放,并且这个排放只占公司总的温室气体排放的很小比例。对于办公为主的公司,它的办公电力使用的二氧化碳排放量占很大一部分的时候,这个方法是不适用的。当使用通用建筑空间数据的方法的时候,应使用“工作表1——标准方法”计算与消耗的购买电力有关的CO2排放量。活动数据收集方法见表11.1。256温室气体排放核算工具表11.1优先顺序活动数据收集方法名称测量或估计的活动使用的工作表1实际的电力或燃料使用记录方法电力、热或蒸汽的使用工作表1——标准方法2建筑的具体数据估算方法电力的使用工作表2——建筑评估3相似建筑或设施评估方法电力的使用工作表1——标准方法4通用建筑空间数据的方法电力的使用工作表1——标准方法2.排放系数(1)选择电力、热或蒸汽排放系数。电力、热或蒸汽排放系数根据季节、一天中的时间和供应商的变化而变化。有一个问题是当计算与电力、热或蒸汽相关的CO2排放量的时候是否使用边际或者平均速率。由于计算所有的变动通常是不可能的,并且边际速率也通常不可使用,因此,在计算实体的间接排放的时候本工具推荐使用平均速率。下面提供了选择电力、热或蒸汽系数的多个方法。如果特定地点的排放系数是可用的,一般采取通用的排放因子。后文的工作表总结了数据收集的选择优先顺序。重要的是要记住,以相同的计量单位的排放系数表示计算工作表中的活动数据。重要的是在清单中记录和证明使用的排放因子的选择。现场排放系数——这是最准确的方法,但是通常只是应用于大的工业消费者,该消费者具有直接的供应和分配合同与一个特定的电力、热或者蒸汽供应商。在某些情况下,排放系数应该通过电力、热或者蒸汽供应商应用的实际的燃料和技术来决定。区域/电源池排放系数——如果现场排放系数不可用,那么使用政府公布的区域/电源池排放系数。政府统计可能聚合电源池地区或国家。国家平均排放系数——如果区域/电源池排放系数不可用,那么使用合适的通用国家平均系数,对于整个国家的电网。《EFS电力国际机场所有的燃料》工作表中提供了CO2/kW·h的信息。如果你想知道供应商燃烧的是哪种燃料,使用《EFS电力国际机场所有的燃料》。这些统计数字已由国际能源机构(IEA)和UNEP制定并且没有包括传输损耗。(2)选择从热电联产中购买的电力、热火蒸汽的排放系数。在热电联产系统中,电力和蒸汽是一起通过那个相同的燃料供应中产生25711消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放的。根据热电联产系统的配置,系统可以产生一倍、两倍,甚至高达五倍,尽可能多的热能源为电能。如果公司使用来源于特定的热电联产系统的所有电力或者使用相同比例的热能和电能,然后考虑产生的总能量和工厂排放总量得到的平均排放因子就足够了。然而,在大多数情况下,有必要制定热电联产中的CO2排放量到两个或者多个能量流中(电力和蒸汽)。存在不同的方法分配的热电联产电厂的排放量,包括“效率”、“能量含量”、“工作的潜力”等方法。这些方法都解释,随着进一步的指导和计算工作表关于确定从热电联产系统中购买的电力、热或者蒸汽的排放系数,在“热电联产(CHP)电厂的二氧化碳排放量的分配”的计算工作表和指导文件中。11.4使用计算工作表该指导文件应结合配套的计算工作表一起使用。这个工作表由两部分组成:“工作表1——标准方法”和“工作表1.工作表1——标准方法对于所有基于排放系数方法(活动数据×排放系数=CO2排放量)的计算都可以使用该工作表,使用工作表1①A列中的单位kW·h输入来源于购买电力、热或蒸汽的活动数据。如果活动数据不是以单位kW·h收集的,那么使用转换系数工作表将它转换为单位kW·h。②B列中输入合适的CO2排放系数。注意输入的排放系数的单位应该为gCO2/kW·h。如果选择的排放系数不是gCO2/kW·h,那么使用转换工作表将其转换为gCO2/kW·h。③C列中电力、热或者蒸汽购买活动数据是自动乘以相应的排放因子来获取间接的二氧化碳排放量以二氧化碳的吨数表示。④C列中的所有值都将自动添加来提供总的二氧化碳值,以吨数表示。2.工作表2——建筑估计该工作表用于计算以下“特定建筑数据估计方法”:258温室气体排放核算工具(公司的面积/总建筑面积)×总建筑耗用电力/建筑入住率=大约使用的电力kW·h或MW·h使用该工作表的步骤如下:①在A列中输入建筑物每年使用的电力的活动数据kW·h,如果活动数据不是以单位kW·h收集的,那么使用转换系数表格将其转换为kW·h。②在B列中输入建筑物的总面积。在B列和C列使用相同的测量单位是十分重要的。③在C列中输入公司的面积。在B列和C列使用相同的测量单位是十分重要的。④在D列中输入建筑入住率。例如:建筑的75%有人入住,那么入住率为75%,那么在D列中输入0.75。⑤在E列中,自动生成公司每年使用的电力的评估值,单位用kW·h表示。⑥在F列中,输入合适的CO2排放系数。注意该排放系数的单位应该为gCO2/kW·h,如果选择的排放系数的单位不是/kW·h,那么使用转换系数表格进行转换。⑦在G列中,自动生成公司每年的排放量的吨数的估计值。⑧G列中的所有值都将自动添加提供总的排放量,以吨数表示。11.5计算的质量控制要识别计算错误和遗漏,建议按照《企业标准》第7章(清单质量管理)中提到的一般指导对所有排放估计实施质量保证过程。不确定性评估:当估计消耗的购买电力、热或者蒸汽产生的CO2排放时,不确定性有两个来源——活动数据和排放系数关于电力、热或蒸汽使用的活动数据的收集通常根据数据可使用性决定。如果实际的电力或者燃料使用记录是可以使用的,那么关于活动数据的不确定性将显著低于这些数据不可使用的情况。这种情况下,使用一种更加不准确的估计方法,即默认数据的方法是有必要的。排放系数的不确定性主要是由于它的测量精度和供应源的变动性。例如,煤炭根据其特征和化学性质的不同,排放系数的变化也很大。因此,使25911消耗的购买电力、热或蒸汽的间接二氧化碳排放用国际默认碳含量变异系数可能导致一个更加不准确的估计。关于不确定性量化的计算方法和指导可以在温室气体议定书倡议网站上找到。11.6报告与记录为了确保估计可核查,表11.2所列文件应予以保留。为了审核和认证的目的此信息应收集,但不要求报告或提供。表11.2数据文件来源电力、热或蒸汽购买和消耗数据购买收据、送货单,购买合同或公司购买记录、电费、电力计量文档使用的排放系数,不仅仅是提供的默认值购买收据、送货单、合同购买或签订的购买记录、IPCC、国际能源机构、国家或行业报告、测试报告估计电力、热或蒸汽消耗和排放系数的假设所有适用的来源该工具计算与购买的电力发电有关的温室气体排放。它使用默认的排放系数或者国家、地区的排放系数。默认排放系数至少包括电力设施释放的主要温室气体CO2的排放系数。其他温室气体排放系数也是可行的,这些一起构成了这个工作表。12全球增温潜势值262温室气体排放核算工具表12.1包括相对于CO2的直接排放100年范围内的全球增温潜势值(除CH4以外)。该表改编自2007年IPCC第四次评估报告中表2.14。2007年的第四次评估报告值是最新的,但是同样列出了1995年的第二次评估报告值。更多的信息,可以查阅IPCC网站(www.ipcc.cn)。表12.1(除CH4)相对于CO2的直接排放全球增温潜势值(GWP)(选自2007年IPCC第四次评估报告表2.14)100年GWP值工业名称或常用名化学式第二次评估报告(SAR)第四次评估报告(AR4)二氧化碳CO211甲烷CH42125氧化亚氮N2O310298蒙特利尔议定书控制物质一氟三氯甲烷CCl3F38004750二氟二氯甲烷(氟利昂-12)CCl2F810010900三氟一氯甲烷CClF14400三氯三氟乙烷CCl2FCClF48006130二氯四氟乙烷CClF2CClF10000一氯五氟乙烷CClF2CF37370溴三氟甲烷CBrF354007140溴氯二氟甲烷CBrClF21890二溴四氟乙烷CBrF2CBrF21640四氯化碳CCl414001400溴甲烷CH3Br5三氯乙烷CH3CCl3100146二氯氟甲烷CHCl2F151氯二氟甲烷CHClF21500181011-二氯-222-三氟乙烷CHCl2CF39077氯四氟乙烷CHClFCF347060926312全球增温潜势值续表12.1100年GWP值工业名称或常用名化学式第二次评估报告(SAR)第四次评估报告(AR4)蒙特利尔议定书控制物质11-二氯-1-氟乙烷CH3CCl2F6007251-氯-11-二氟乙烷CH3CClF21800231033-二氯-11122-五氟丙烷CHCl2CF2CF312213-二氯-11223-五氟丙烷CHClFCF2CClF2595氢氟碳化物三氟甲烷CHF31170014800二氟甲烷CH2F2650675氟甲烷CH3F15092五氟乙烷CHF2CF280035001122-四氟乙烷CHF2CHF100011001112-四氟乙烷CH2FCF13001430112-三氟乙烷CH2FCHF300353111-三氟乙烷CH3CF3800447012-二氟乙烷CH2FCH2F5311-二氟乙烷CH3CHF2140124氟乙烷CH3CH2F121112333-七氟丙烷CF3CHFCF329003220111223-六氟丙烷CH2FCF2CF31340111233-六氟丙烷CHF2CHFCF31370111333-六氟丙烷CF3CH2CF36300981011223-五氟丙烷CH2FCF2CHF2560693氢氟碳化物11133-五氟丙烷CHF2CH2CF3103011133-五氟丁烷CH3CF2CH2CF37941112234555-十氟戊烷CF3CHFCHFCF2CF313001640264温室气体排放核算工具续表12.1100年GWP值工业名称或常用名化学式第二次评估报告(SAR)第四次评估报告(AR4)全氟化合物六氟化硫SF62390022800三氟化氮NF317200四氟化碳CF465007390六氟乙烷C2F6920012200八氟丙烷C3F870008830八氟环丁烷c-C4F8870010300十氟丁烷C4F1070008860十二氟戊烷C5F1275009160十四氟己烷C6F1474009300全氟萘烷C10F18﹥7500五氟化硫三氟甲烷SF5CF17700全氟环丙烷c-C3F﹥17340氟化醚类HFE-125CHF2OCF14900HFE-134CHF2OCHF26320HFE-143aCH3OCF3756HCFE-235da2CHF2OCHClCF3350HFE-245cb2CH3OCF2CF3708HFE-245fa2CHF2OCH2CF3659HFE-254cb2CH3OCF2CHF2359HFE-347mcc3CH3OCF2CF2CF3575HFE-347pcf2CHF2CF2OCH2CF3580HFE-356pcc3CH3OCF2CF2CHF2110HFE-449sl(HFE-7100)C4F9OCH3297HFE-569sf2(HFE-7200)C4F9OCH55926512全球增温潜势值续表12.1100年GWP值工业名称或常用名化学式第二次评估报告(SAR)第四次评估报告(AR4)氟化醚类HFE-43-10pccc124(H-Galden1040x)CHF2OCF2OC2F4OCHF21870HFE-236ca12(HG-10)CHF2OCF2OCHF22800HFE-338pcc13(HG-01)CHF2OCF2CF2OCHF21500HFE-227eaCF3CHFOCF31540HFE-236ea2CHF2OCHFCF3989HFE-236faCF3CH2OCF3487HFE-245fa1CHF2CH2OCF3286HFE263fb2CF3CH2OCH311HFE-329mcc2CHF2CF2OCF919HFE-338mcf2CF3CH2OCF552HFE-347mcf2CHF2CH2OCF374HFE-356mec3CH3OCF2CHFCF101HFE-356pcf2CHF2CH2OCF265HFE-356pcf3CHF2OCH2CF502HFE-365mcf3CF3CF2CH2OCH311HFE-374pc2CHF2CF2OCH2CH3557全氟聚醚PFPMIECF3OCF(CF3)CF2OCF2OCF310300碳氢化合物和其他化合物的直接影响甲醚CH3OCH31三氯甲烷CHCl3431二氯甲烷CH3Cl298.7氯甲烷CH3Cl13一溴二氟甲烷CHBrF2404三氟碘甲烷CF3I﹤10.413温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估268温室气体排放核算工具13.1前言温室气体排放数据管理的其中一个因素涉及质量和数量的不确定性分析。比如,几种排放贸易建议书要求参加者提供他们的活动排放的最基本的不确定性信息(如拟议中的欧洲排放津贴的交易计划)。温室气体议定书倡议制定本指导意见以及基于Excle电子表格的计算工具。在温室气体排放清单数据的不确定性评估中,这个工具自动汇集各个步骤。这份文件的目的在于描述这个计算工具的作用,同时能够让企业更好地理解如何准备、阐释以及利用清单的不确定性评估。本文叙述了工具指南。本指南是在国家温室气体排放清单IPCC的基础上完成的,应该被看作是对温室气体议定书倡议所提供的计算工具的补充,也应该被视为标准文件中清单质量管理的章节的补充。第二部分对于相关的不同类型的企业温室气体清单的不确定性给出了一个简短的概述,并且指出温室气体议定书不确定性计算工具的局限性。紧接着在第三部分对解释和汇总统计不确定性的方法做了个简短的介绍。第四部分到第八部分逐步讨论用一阶误差传递法收集和合并不确定性信息。第九部分对于如何记录及解释不确定性评估结果提出了建议。最后,第十部分对于如何使用不确定性的计算工具给了一个简短的指导。13.2与温室气体排放清单相关的不确定性与温室气体排放清单相关的不确定性大致可以分为科学不确定性和估算不确定性。科学上的不确定性产生于实际排放量或者清除过程没有被充分理解。举个例子,比如与被用来合并不同温室气体排放量的估值的全球气候变暖潜能值直接和间接相关的许多因素涉及重大的科学上的不确定性。分析和量化这种科学不确定性是极为困难的,可能超出了许多公司盘查工作的能力范围。估算的不确定性产生于任何对温室气体进行量化的过程。因此,所有的排放量或者清除量估计都与不确定性估算相关。估算不确定性可以被细分为两种类型:模式不确定性和参数不确定性。模式不确定性指在特征化各种参数和排放过程的关系时所运用的数学公26913温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估式的不确定性。比如:模式不确定性的出现可能是由于使用不正确的数学模型或者不适当的模型参数。和科学不确定性同样,估算模型的不确定性也可能超出了公司盘点工作努力才能够达到的范围。然而,有些公司可能希望在他们的排放估算模型中利用其独特的科学和工程专业知识估算其不确定性。参数不确定性指用来输入估算模式中参数的不确定性(包括活动数据、排放因子或其他参数等输入值)。参数不确定性可以通过统计分析、测定测量设备的精度、专家判断来进行评估。对于这些决定要对其排放清单进行调查的公司来说,主要的焦点是量化参数的不确定性以及估算基于前者的源类别不确定性。1.不确定性量化的局限性和目的鉴于大多数企业可控范围内的不确定性只有参数不确定性,企业温室气体清单不确定性的估算必然是不完善的。况且这种不确定性的估算有时候是在没有完整的和强大的样本数据的情况下算出的。通常只有单个数据点可用于大多数参数(如购买的汽油量和消耗的石灰量)。在这些案例中,公司可以利用仪器精度或者校准信息,告知他们统计不确定性的评估。然而,量化一些与参数相关的系统不确定性以及补充统计不确定性估算,公司通常都会依赖于专家判断。专家判断的问题在于专家很难以一种可比较的或者一致的方式通过参数、源类别或者公司获得判断结果。基于这些原因,几乎所有有关温室气体排放清单的不确定性综合估算不仅不完善,而且含有主观成分。换句话说,尽管做了最大努力,温室气体排放清单的不确定性估算本身必须被认为是高度不确定的。除了在高度限制的情况下,否则不确定性估算不能被视为可用于比较不同源类别或不同的公司公正措施的客观性指标。这种例外情况指的是当两个运作类似设施使用相同的估算方法时。在这种情况下,对于大部分来讲,科学或者模型不确定性的差异可以忽略不计。然后,假设无论是统计数据或者仪器精度数据都可用来估计参数的不确定性(专家判断是不需要的),量化的不确定性估算可视为设施之间进行的比较。这种类型的比较目的在于满足一些排放交易计划规定的具体检测、评价和测量的要求。然而,即使这样,可比性的程度仍然取决于估算排放量的参与者的灵活性、设施之间的同质化以及实施水平和审查所采用的方法。考虑到这些限制,在开展温室气体盘查中,不确定性评估的作用是什么?不确定性调查可以是一个更广泛的学习和质量反馈过程的一部分。它们可以支持公司去理解产生不确定性的原因,并帮助公司找出如何改善清单质量。270温室气体排放核算工具比如:收集用于决定活动数据和排放因子的统计特性的信息、提出问题、并仔细和系统地调查数据质量。此外,这些调查可以建立与数据供应商之间的沟通和反馈线,这样就可以确定具体的可以提高所使用数据和方法的质量的机会。同样的,虽然不完全客观,但是这种不确定性分析的结果可以给评论人员、核查人员和管理人员提供有价值的信息,以供确定投资优先顺序,从而改善数据来源与方法。换句话说,虽然主观,但不确定性评估成为评估质量和指导实施质量管理的严格程序。2.参数的不确定性:系统和统计的不确定性最经得起评估的公司库存清单不确定性类型的识别就是将使用的不确定性相关参数(即活动数据、排放因子和其他参数)输入排放估算模型。在这种情况下,参数不确定性可以通过两种类型来识别:系统不确定性和统计不确定性。如果数据出现系统性偏差,系统不确定性就会出现。也即测量值或者估计值的平均值总是小于或者大于真实值。例如:所有相关的源活动或类别还没有被确定,不正确或不完整的估算方法采用或使用了有缺陷的测量设备,从而排放因子是由非代表性样本构造的,这时就可能会出现偏差。因为真实值是未知的,这样的系统性偏差不能经过反复检验而得出,因此,无法通过统计分析进行量化。然而,有时候通过数据质量调查和专家判断识别偏差也是有可能的。温室气体议定书企业标准中“盘查质量管理”一章提供了有关如何规划和实施温室气体数据质量管理系统的指导。一个精心设计的质量管理体系可以显著降低系统的不确定性。专家判断本身的“认知偏见”是系统偏差的来源之一。这种认知偏差的产生与人的认知往往是系统扭曲的心理事实相关,尤其是当涉及非常低或非常高的概率时。因此,在选择或扩展参数估计时,专家判断的认知偏差能够导致错误的参数估计。为了尽量减小认知偏差的风险,强烈建议使用预定义的程序来选择专家。13.6第1节为在选择专家之前咨询标准化协议提供了一些参考建议。我们应该时常鉴定并定性分析数据存在的特定系统偏差的潜在原因。如果可能的话,对任何偏见和其相对幅度的方向(不管是高估或者低估)都应该进行讨论。无论是否准备进行定量不确定性估算,这种类型的定性信息都是必不可少的,因为它解释了为什么这样的问题可能时有发生,以及需要做些什么改善才能解决这些问题。这样的讨论,可以发现产生偏见的27113温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估可能原因以及如何排除这些偏见的方法,这些将成为不确定性评估工作最有价值的成果。一家公司在其排放清单编制准备工作中所使用的数据(即参数)也将受到统计(即随机)的不确定性。这种类型的不确定性来源于自然变化的不确定性(比如:在测量过程中的人为错误和测量设备的随机波动)。随机不确定性可以通过对采样数据的反复实验检测来确定。理想情况下,随机不确定性应该使用现有的经验数据进行统计学估算得出。但是,如果没有足够的样本数据可以用来得出有效的统计结果,那么参数不确定性可以从使用如下所述的引出协议得到的专家判断中给出。温室气体议定书不确定性的计算工具是设计用来汇总统计(随机)不确定性的假设的相关变量的正态分布。图13.1所示为在温室气体清单的情况下发生的不同的不确定性的总结。图13.1与温室气体清单有关的不确定性的类型272温室气体排放核算工具以下指导集中在通过一个过程来评估统计(或内在)的不确定性上,其量化评估是在大多数公司可行的范围内。温室气体议定书的不确定性计算工具就是被设计用来汇集这种不确定性。13.3统计不确定性的汇总测量的不确定性通常用一个不确定性的范围来体现,比如在平均值的+5%、-5%区间内变动。一旦在参数不确定性范围内收集了足够多的信息(见13.6),以及一个公司希望通过完全量化的方法把收集的有关参数的不确定性信息联合起来,那么,有两个数学技术可供这个公司选择:(1)一阶误差传播方法(高斯方法);(2)基于蒙特卡罗模拟的方法。本指南中提出的温室气体议定书的不确定性计算工具就是使用一阶误差传播方法计算的。然而这个方法应该只适用于满足以下假设的情况:(1)每个参数产生的错误应该是正态分布的(即高斯分布);(2)必须在估计函数时没有偏见产生(即估计值就是平均值);(3)被估算的参数必须是不相关的(即所有参数是完全独立的);(4)每个参数中个体的不确定性必须小于平均值的60%。第二种方法是使用基于蒙特卡罗模拟的一种技术,即允许任何概率分布、范围以及相关结构的不确定性结合,只要它们已进行适当量化。蒙特卡罗技术可用于估计单一来源的不确定性以及网站或公司的总的不确定性。虽然蒙特卡罗技术极其灵活,但在所有情况下,计算机软件是可供其使用的。市面上出售的仿真软件包(@RISK或者水晶球)都可以使用。由于温室气体议定书计算工具的不确定性聚集是基于一阶传播方法的,因此接下来的指导意见将始终涉及这种方法。使用蒙特卡罗技术的进一步指导意见在IPCC中的优良做法指导意见或EPA的质量控制/质量保证计划“(见下面的参考资料)中可以得到。13.4不确定性的评估和汇总过程图13.2给出了在温室气体会计中通过使用一阶误差传播技术,按照统计不确定性进行评估的过程概述。温室气体议定书的不确定性计算工具,可用以支持不确定性分析师的不同的不确定性聚集和排名。下面将这个过程分为5个步骤进行详细解释。27313温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估图13.2温室气体清单中不确定性参数估算和汇总的过程13.5筹备数据评估(步骤1)在任何不确定性评估中,应明确:(1)被估算的是什么(即温室气体排放量);(2)识别和量化的不确定性产生的可能原因是什么。温室气体排放量可通过直接或者间接测算得到。间接的方法通常包括使用估算模型(例如:活动数据和排放因子),而直接的方法需要一些仪器(例如:连续排放监控)直接测量向大气排放的温室气体量。由于在直接或间接的温室气体排放量的测量中使用的数据是随机变化的,因此始终存在着与由此产生的排放量估计相关的统计不确定性。一个设计良好的数据质量管理体系可以帮助减少数据的不确定性。请参阅温室气体议定书中第8章的“库存管理质量”中,为指导企业盘查,模块应该如何建立良好的质量管理体系。274温室气体排放核算工具不确定性数据收集水平应该与实际估算数据收集水平处于同一水平。通常从以最低水平收集然后聚集在工厂或者公司级的数据开始评估,那么不确定评估将更加精确。13.6在源水平上量化统计的不确定性(步骤2)温室气体清单方面的统计不确定性,通常用一个排放量的预期平均值百分比的范围来表示。这个范围可通过计算“置信区间”来确定,在这个区间中,一个不确定量的潜在值被认为处于指定的概率内(将在第2小节进一步讨论)。另一种可能性是,咨询公司内部的专家给出估算的所使用数据的不确定性范围。在实践中,不确定性评估可能会基于这两种方法的结合:大样本的直接或间接测量的排放数据是可用的,有可能使用特定的统计方法来计算统计不确定性。对于其他参数,进行统计分析的数据不足时,采用专家判断估算不确定性范围将是必要的;可以通过清单中使用的任何测量设备的精度数据对专家判断进行补充。无论是从样本数据,还是测量设备的精度测定,或者从专家的判断来收集不确定性信息,最好应该是在一个公司的整体质量管理体系中进行,在这个体系中,调查是为估算温室气体排放所收集的数据的质量而进行的(见温室气体议定书:企业会计准则的“清单质量管理”章节)。以下小节提供一些通过专家引出评估不确定性的参考。第2小节给出了一些在使用t-检验由样本数据计算具体参数的不确定性范围的指导意见。1.专家引出的指导意见为了避免专家在评估不确定性的范围或概率函数的参数时可能会出现的认知偏差,强烈建议使用“专家引出议定书”。在本指导意见的背景下,不确定性分析师使用引出协议的一套程序,并采访各位专家输入变量的不确定性,估计清单的源类别。专家引出的一个知名的协议的例子就是斯坦福/SRI协议。IPCC国家温室气体清单的优良做法指导意见以及美国环保局的程序质量保证/质量控制和不确定性分析手册,对如何建立国家数据专家引出的过程提供一个很好的概述,这个国家数据也适用于公司层面的温室气体清单。2.使用样本数据计算不确定性参数不确定性也可以通过使用统计方法从采样间隔、样品间的差异以及仪器的校准参数来计算置信区间。本节介绍一种使用样本数据计算不确定性27513温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估范围的简单的统计方法。这里介绍的置信区间是使用t统计计算的,这种置信区间可用于直接测量的排放量以及与活动数据和排放系数(即间接测量)相关的不确定性估计。这种方法基于的假设是:测量数据的分布收敛于正态分布,这通常是在不存在重大系统偏差的情况下完成的。需要引起注意的是,这种方法是一个很普通的方法,并根据具体情况可能要应用更合适、更复杂的统计方法。这里介绍的方法,对于一个具有n个测量值的样本需要以下5个步骤:(1)选择置信水平。置信水平决定排放量的真实数值在不确定范围内的概率大小。在自然科学上和技术试验里,选择95%或者99.73%的置信水平往往是标准的做法。IPCC建议选择95%置信水平作为范围定义的合适水平。应该始终报告使用的置信水平。(2)确定t因子[简称为(1-α/2)t分布的分位,标准误差是服从t分布]。这可以通过使用表13.1来完成(表13.4提供了一个具有更大范围n和不同的置信水平的t-因素表)。表13.195%和99.73%因子测量次数(n)95%99.73%34301921527866282374531022640950201316100198308∞196300(3)计算样本平均值X和样本的标准偏差S:11nkkXxn,每一个例子均有n项;211()1nkkSXXn。(4)计算Stn的值。(5)计算置信区间:[StXn;StXn]。276温室气体排放核算工具这个置信区间可以很容易地转换成以+、-百分比表示的不确定性范围。这个过程通常使用计算软件来完成。所有计算软件包和电子表格应用程序都可以实现这个计算过程。13.7结合间接测量的单一源排放的不确定性(步骤3)导致间接测量的不确定性的原因一般与测量技术使用有关。具有高度不确定性的方法通常会导致在最后评估时统计的高度不确定性。在间接测量的情况下,不确定性与活动数据、排放因子有关。有以下几种方法来量化这种不确定性的范围:(1)使用一组或者几组样本数据进行统计测试(例如使用13.6第2小节中的解释方法)。(2)确定使用任何测量设备仪器的精度,特别是对于活动数据。(3)公司内部的咨询专家使用13.6第1小节的方法估算所述数据的不确定性范围。(4)使用第三方的不确定性范围(如在第二个工作表中提供不确定性计算工具)。这种方法是最有用的,因为它没有具体的报告公司所产生的数据。活动数据以及较轻程度上的排放因子,直接取决于所直接使用的技术,这个技术是推荐使用的一个或者两个方法。如上所述,间接测量排放通常由活动数据和排放因子相乘得到,例如:购买电力乘以单位发电量CO2排放因子;销售的水泥吨数乘以单位水泥生产量CO2排放因子;出租车行驶里程数乘以单位行驶里程CO2排放因子。这个乘法加剧了不确定性。由此估算的排放量结果将低于某些组件实际的排放量(这句话被称为复利的不确定性原理),所得排放结果估算的不确定性比组成部分的不确定性要低(这习惯性称为复合不确定性原理)。比如,一个公司可能从其用电台账中得到准确度足够高的用电千瓦小时(kW·h)量,然而,对于生产和输送的最适用的电力排放因子,可能就是国家电网每年的电力基准线排放因子加权平均值,这在相应公司的负荷曲线中对于季节性和每小时的燃料组合反映可能不佳。千瓦时的测量有高度的确定性,但是二氧化碳排放因子却很容易被少估算20%。27713温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估对于公司所特有的不确定性数据,平方和的方法可用于计算产品的两个或者更多因子的置信区间。如果不确定性服从正常分布以及个体不确定性低于60%,那么这种方法的使用是有效的。如果这个假设被提出并视为有效的,那么公司应该在他们的分析中进行说明。产品的置信区间(加或者减百分比)就是各个因素的相对置信区间的平方和的平方根,即22ab。则相乘的不确定性为:(A+/-a%)×(B+/-b%)=C+/-c%式中22Cab。上述方程显示如何评估公司个体的各因素的不确定性范围,这些因素可能加剧不确定性。然而,需要指出的是,个体的不确定性总和大于60%是无效的。这个公式在不确定性计算工具第一张表中是成立的,这是旨在便于使用流程中的步骤3和4的估计和聚集间接计量排放的不确定性。13.8小计和汇总单一排放源量化的不确定性(步骤4)如果清单中单一排放源的参数不确定性已经被确定,公司可以考虑使用加权平均的方法小计和汇总估算的不确定性。附加的不确定性可以通过以下所列计算方法估算。数字不确定性的估算可以把平方和的根技术以及使用绝对值调整每个参数估计的相对权重这两种技术相结合。添加不确定性:(C+/-c%)+(D+/-d%)=E+/-e%22()()CcDdeE举个例子:一份清单具有两个CO2排放源,分写计算如下:110±4%t和90±24%t。则总清单为200t的不确定性为:224.421.622.0411%11090200u对于温室气体议定书不确定性计算工具来说,使用这种方法汇总不确定性是非常便利的,因为它提供了直接和间接测量的排放自动化工作表。278温室气体排放核算工具13.9不确定性评估解释和文件化(步骤5)不确定性评估的最后一步往往是最重要的一步。公司在收集信息和数据以量化不确定性评估和实施模型时,需要付出很大的努力,比如温室气体不确定性计算工具,用来汇总跨源类别的不确定性参数和整个温室气体清单。然而,如果在整个过程中所采取的步骤没有被详细的文件化并进行解释,那么所有这些努力将不会产生任何好处,这将导致在数据收集的质量以及整体排放清单有所改善。公司的不确定性评估工作实施全面质量管理体系的整合可以帮助解决这个问题。另外,新兴的和现有的排放交易计划(如拟议中的欧洲排放津贴交易计划或英国贸易计划)需要通报不确定性调查(如测量的不确定性)的基本结果。在对于针对一个不确定性评估(如统计不确定性、设备精密度不确定性或者专家判断不确定性)收集参数数据的过程中,关键是对计算步骤进行文件化并解释,确定各种不确定性产生的原因,并就如何减少这种不确定性提出具体的建议。虽然议定书规定的不确定性计算工具中使用的一阶误差传播方法无法处理数据的系统偏差,但是在不确定性评估过程中或者进行数据质量管理流程中确定这种偏差时,它们应该被文件化。当在解释一个量化的不确定性评估结果时,记住使用方法的局限性是很重要的。虽然它可以提供一个有用的“一阶”评比,一阶误差传播方法需要的许多假设可能不完全适合公司内的某项活动的特点。正确理解不确定性需要讨论对任何数量的不确定性评估的局限性和大量的警报信息。解释还需要所确定的不确定性产生的原因进行深入讨论,包括偏见以及测量精度,不论这些不确定因素是否在模型中量化使用。至少,对不确定性评估的解释可能排除不确定性的定量分析或者总结排名,特别是他们认为库存清单的照片不完整。然而,清单对于不确定性的可能原因以及数据质量提高的相关建议始终应该进行一个详细的定性讨论。当把不确定性评估的量化部分进行文件化时,这些结果可以根据简要规模排名。一个任意但是典型的规模如表13.2所示。这些序号值是基于定量的置信区间,估计或测量值的百分比,其中可能存在的真正值。27913温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估表13.2数据的精度等级以及在温室气体议定书的不确定性计算工具中使用的区间间隔数据的准确性平均值的百分比间隔高+/-5%好+/-15%一般+/-30%差>30%温室气体议定书不确定性计算工具能够基于表13.2给定的规模在区间水平上自动实现排序。(1)直接测量的个体水平排放数据;(2)间接测量的单一源水平数据;(3)本次总体水平。使用这样的“序号”排名往往是备受争议的,因为在把量化的不确定性转化为一个排名时会丢失重要信息。因此,有必要把在量化评估和描述不确定性产生的主要原因时所出现的限制性进行文件化并进行排名。表13.3提供了不确定性排名,以及在获得这些排名的简要说明,通常是达到最好的设施或者公司最近组装的排放清单。缺乏数据以及有效的质量管理体系有可能导致较低的排名。强烈建议,严格的数据管理体系要像在温室气体议定书企业会计准则“清单质量管理”章节中讨论的一样实施。表13.3共同排放源的确定性排序主要排放类别小计可达到的最佳确定性排名现场的固定源燃料燃烧交货记录及票据使测量方便、准确;碳含量几乎是标准的,因此算得的排放因子是准确的(每吨煤的碳变化;使用煤炭平均缺省因子可能会产生一个比较接近的加总)过程排放结合准确的输入记录进行质量平衡计算可产生高度精确的总数。如果使用生产总量乘以行业平均水平的排放因子计算产品生产产生的碳排放,结果将是一般或者差。不可测量的气体泄漏是问题所在280温室气体排放核算工具续表13.3主要排放类别小计可达到的最佳确定性排名直接控制车辆如果使用统计完整的燃料记录,并且乘以燃料排放因子,那么计算的结果属于高精准度。各类型设备的行驶距离乘以单位行驶里程的平均燃料消耗因子计算出的结果属于一般精确。如果行驶距离是粗略估算的,那么这个计算结果的精准度将较差电力使用如果一种燃料用于发电或者边际发电燃料可以跟设施负荷曲线匹配,那么结果的精确度将比较高。如果使用电网发电年均排放因子乘以燃料使用量,结果精确度一般。如果用电量没有计量而必须从设备和使用时间进行估算,那么得到的结果的精确度一般或者较差绑定货运、出境货运如果使用一个成熟的模型或者路线,结果精确度高。否则结果精确度至少一般与工作相关的员工旅行如果行驶里程统计准确,结果准确性一般。如果把行程大致归类为短期或者长期等,则结果精确度较差垃圾填埋场废弃物处置如果回收系统安装到位,大部分CH4可以回收,则计算结果精确度好。否则结果精确度至少一般(花费大量人力物力测得的结果可能精确度较高,但是花费和分组条件的组成可能有很大不同,导致结果可能不确定)13.10使用温室气体盘查议定书提供的不确定性计算工具1.工作表1“汇集——间接测量”的计算步骤为了计算间接测量排放的汇总不确定性,需要确定活动数据、GHG排放因子以及相应的不确定性范围。电子表格自动实现步骤3和步骤4的不确定性汇集过程,并根据表13.4对不确定性的分布范围进行排名。数据输入:(1)在A列中输入活动数据,在B列中细化燃料使用数据计量的单位,如t、GJ、加仑等。(2)在C列中输入估算的活动数据的不确定性范围,形式为平均值的+、-百分比。28113温室气体排放清单和计算统计参数的不确定性评估(3)在D列中输入排放因子。排放因子必须与活动数据对应,可以计算出CO2的排放kg数。例如:如果使用的某种燃料以GJ计量,则排放因子也应该被表达为kgCO2/GJ。作为对这项注意事项的提醒,可以在E列中输入排放因子的单位。(4)在F列中输入排放因子的不确定性范围,形式为平均值的+、-百分比。(5)在G列和H列中计算CO2排放量,单位为kg或者t。步骤3:活动数据和排放因子的不确定性的结合(自动实现)。(6)I列填写单一源排放间接测量的不确定性范围。(7)J列填写根据表13.2确定的单一源排放的自动确定性排名。步骤4:计算汇总所有间接测量排放的不确定性(自动实现)。(8)数据录入组下的I列提供所有测量排放的不确定性汇总(K列和L列展示了用于控制目的的中间计算结果)。(9)数据录入组下的J列提供根据表13.2和表13.3对汇总的间接测量排放量自动实现不确定性排名。2.工作表2“汇集——直接测量”的计算步骤数据输入:(1)在A列中输入每个间接测量的单一源的排放报告数据,单位为kg。(2)在B列中输入所报告GHG排放量的不确定性范围,形式为平均值的+、-百分比。(3)C列提供根据表13.2和表13.3自动实现的单一源排放量确定性排名。步骤4:计算汇总所有间接测量排放的不确定性(自动实现)。(4)数据录入组下的B列提供所有测量的排放量的不确定性汇总。(5)数据录入组下的C列提供根据表13.2和表13.3对汇总的直接测量排放量自动实现不确定性排名。3.工作表3“不确定性汇总”表3自动汇集直接和间接测量排放量的不确定性范围。步骤5:计算汇总所有整体排放量的不确定性(自动实现)。(1)“汇总的不确定性”的灰色区域提供了所有测量排放量的汇总不确定性。(2)“不确定性排名”的有色区域提供了根据表13.2和表13.3对汇总的直接测量排放量自动实现不确定性排名。13.11了解更多信息不确定性评估的详细指导和信息能够在IPCC优良做法的第6章和EPA282温室气体排放核算工具程序手册的质量保证/质量控制和不确定性分析中找到,包括开展定量不确定性的估计和征求专家判断的方法。表13.4不同置信区间的t因子测量次数(n)置信区间的T因子68.27(a)909595.45(a)9999.73(a)21.846.3112.7113.9763.66235.831.322.924.34.539.9219.2141.22.353.183.315.849.2251.142.132.782.874.66.6261.112.022.572.654.035.5171.091.942.452.523.714.981.081.892.362.433.54.5391.071.862.312.373.364.28101.061.832.262.323.254.09111.051.812.232.283.173.96121.051.82.22.253.113.85131.041.782.182.233.053.76141.041.772.162.213.013.69151.041.762.142.22.983.64161.031.752.132.182.953.59171.031.752.122.172.923.54181.031.742.112.162.93.51191.031.732.12.152.883.48201.031.732.092.142.863.45251.021.712.062.112.83.34301.021.72.052.092.763.28351.011.72.032.072.733.24401.011.682.022.062.713.2501.011.682.012.052.683.161001.0051.661.982.0252.633.08∞11.6451.9622.5763对于数量z描述与正态分布的期望z和标准差,间隔z±k包括P=68.27,95.45%和99.73%的分布,其中k=1,2和3。14Change碳管理计算工具排放因子的数据来源284温室气体排放核算工具14.1前言本文件包含了碳管理计算工具中所使用的CO2排放源。本文件还包含了计算中的一些假设。建议查阅原始源文件获得所有假设的全部描述。本文按照计算工具的格式撰写,提供范围1、范围2和范围3中各排放因子的来源,如下所述:范围1——直接排放:静止燃烧;移动燃烧;其他温室气体。范围2——间接电力排放。范围3——其他间接排放:员工差旅;员工通勤;物流;废弃物;水。14.2范围1:直接排放因子1.静止燃烧(1)液体及固体燃料。除生物质及木屑的排放因子来自于《爱尔兰木材能源》外,静止燃烧中“液体及固体燃料”章节的排放因子来源于《爱尔兰可持续能源》(SEI)的《1990—2007,2008年爱尔兰能源报告》。SEI的《爱尔兰能源报告》以kW·h为单位提供了CO2的排放因子,即kgCO2/kW·h。本文件通过进一步计算,将排放因子的单位换算为千克二氧化碳/L(kgCO2/l)换算。详细计算过程见14.5。28514Change碳管理计算工具排放因子的数据来源表14.1液体及固体燃料液体燃料kgCO2/kW·hkgCO2/L数据来源汽油0.25192.355SEI2008煤油0.2572.524SEI2008航空煤油0.2572.52SEI2008轻油/柴油0.26392.68SEI2008残油(重油)0.27363.09SEI2008液化石油气(LPG)0.22931.63SEI2008固体燃料kgCO2/kW·h①kgCO2/kg数据来源煤炭0.34062.634SEI2008铲采泥煤0.4200.9085356SEI2008腐草泥煤0.37441.362SEI2008泥煤球0.35991.8336SEI2008石油焦碳0.36293.51SEI2008石脑油(1)0.2643.2SEI2008生物质—爱尔兰木材能源木屑—爱尔兰木材能源生物质及木屑的排放因子来自于《爱尔兰木材能源》。生物质排放因子目前被用于“Change个人碳计算器”。注:(1)石脑油是一种液体燃料,但由于其排放因子按千克列出,因此将其纳入固体燃料的部分。石脑油代表一系列不同密度的燃料,因此以升为单位列出其排放因子是不准确的。(2)天然气。天然气CO2排放因子来源于《爱尔兰可持续能源》的《1990—2007,2008年爱尔兰能源报告》。表14.2天然气排放因子及供应商燃料类型供应商gCO2/kW·h数据来源天然气BordGais205.6SEI2008天然气Vayu205.6SEI2008天然气Energia205.6SEI2008①译者注:英文原文单位错误,应为kgCO2/kW·h。286温室气体排放核算工具2.移动燃烧如表14.3~表14.7所示的移动燃烧排放因子的数据来源是《爱尔兰可持续能源》、环境、食品及农村事务部(DEFRA)及国家大气排放清单(NAEI)。(1)汽车。表14.3及表14.4列出了汽油及柴油车辆的排放因子。该排放因子来源于SEI《1990—2007爱尔兰能源》(第73页)。这些排放因子还被应用于”Change个人碳计算器”。如同个人计算器一样,排放量区间的上限值被用于各变速器品牌,即由于B品牌排放量大于120而小于140,则采用140gCO2/km作为B品牌的排放因子。表14.3汽油车发动机分级、变速器品牌及CO2排放因子燃料类型发动机排量变速器品牌gCO2/km数据来源汽油<0.9升A120SEI20080.9~1.2升B140SEI20081.21~1.5升C155SEI20081.51~1.7升D170SEI20081.71~1.9升E190SEI2008>1.9升F225SEI2008>3.0升G260SEI2008表14.4柴油车发动机分级、变速器品牌及排放因子燃料类型发动机排量变速器品牌数据来源柴油1.2~1.5升B140SEI20081.51~1.7升C155SEI20081.71~1.9升D170SEI2008>1.9升E190SEI2008(2)厢式货车、摩托车及重型货车。厢式货车、摩托车及重型货车的排放因子来源于《DEFRA温室气体转化因子指南:交通排放因子方法学,DEFRA,2008》这一文件,见表14.5~表14.7。关于排放因子各种假设的进一步细节都可从该文件中查到。表14.5厢式货车类型及CO2排放因子厢式货车车厢载重量gCO2/km数据来源汽油1.25t及以下224.4DEFRA2008柴油3.5t及以下271.8DEFRA2008液化石油气或压缩天然气3.5t及以下271.8DEFRA200828714Change碳管理计算工具排放因子的数据来源表14.6汽油摩托车CO2排放因子汽油摩托车尺寸gCO2/km数据来源125cc及以下小型72.9DEFRA2008125cc至500cc中型93.9DEFRA2008500cc以上大型128.6DEFRA2008表14.7重型货车CO2排放因子车体类型gCO2/km数据来源固定式895DEFRA2008铰链式917DEFRA2008重型货车一般重型货车906DEFRA2008(3)燃料。计算器中静止燃烧“燃料利用”章节的燃料排放因子来源于SEI《爱尔兰能源1990—2008》,以及国家大气排放清单(//www.naei.org.uk/)。NAEI由DEFRA、威尔士国家议会、苏格兰执行委员会及北爱尔兰环境部资助,编制进入大气排放量的估算值。航运燃料油及航运柴油的排放因子来源于NAEI。表14.8燃料按燃料利用分类的移动排放量排放因子kgCO2/单位单位数据来源汽油2.355升SEI2008柴油2.68升SEI2008生物燃料0升SEI2008航空煤油(用于飞机)2.52升SEI2008航运燃料油879t燃料NAEI航运柴油870t燃料NAEI3.其他温室气体全球变暖潜势(GWP)来源于IPCC1995年发表的《第二次评估报告》,如表14.9所示。288温室气体排放核算工具表14.9温室气体及百年气候变化潜势温室气体百年GWP数据来源CO21IPCC1996CH421IPCC1996N2O310IPCC1996HFC-1252800IPCC1996HFC-1341000IPCC1996HFC-134a1300IPCC1996HFC-143300IPCC1996HFC-143a3800IPCC1996HFC-152a140IPCC1996HFC-227ea2900IPCC1996HFC-2311700IPCC1996HFC-236fa6300IPCC1996HFC-245ca560IPCC1996HFC-32650IPCC1996HFC-41150IPCC1996HFCsHFC-43-10mee1300IPCC1996全氟丁烷7000IPCC1996全氟甲烷6500IPCC1996全氟丙烷7000IPCC1996全氟戊烷7500IPCC1996全氟环丁烷8700IPCC1996全氟乙烷9200IPCC1996全氟己烷7400IPCC1996PFCS六氟化硫SF623900IPCC1996IPCC从《第三次评估报告》(2001)及《第四次评估报告》(2007)开始公布修订的GWP值,但当前的《UNFCCC报告及审核指南》在《第三次评估报告》之前生效,要求排放量估算值基于IPCC《第二次评估报告》中的GWP。美国环保署发表的《国家清单报告》(EPA,2008)因此使用《第二次评估报告》中的气候变化潜势。28914Change碳管理计算工具排放因子的数据来源14.3范围2:间接电力排放因子电力排放因子来源于能源法规委员会(CER)的报告《燃料配比及排放因子披露2007》,见表14.10。表14.10电力供应商CO2排放因子排放因子(kgCO2/kW·h)数据来源平均电网排放因子0.538CER14.4范围3:其他排放因子1.员工差旅(1)汽车及厢式货车。Change个人碳计算器,在本部分内容中,包含了汽车(汽油及柴油)及厢式货车的排放因子。这些排放因子在14.2~表14.7中列出。(2)航空。表14.11列出了航线排放因子、数据源文件及假设。表14.11航线航线排放因子tCO2/每次往返数据来源假设国内0.146DEFRA2007假设波音737负载因子65%单程距离463km短途0.342DEFRA2007假设波音737负载因子65%单程距离1380km长途1.602DEFRA2007假设波音737负载因子79.7%单程距离7630km航空假设注解:排放因子基于DEFRA在方法学《乘客交通排放因子2007》中提出的假设。这些排放因子旨在成为三种航空服务有代表性的类型中,每位乘客千米典型排放量的整体表现。实际排放量将因飞机类型的不同290温室气体排放核算工具而有显著差异,如负荷因子等。爱尔兰及英国航空运营规模、飞机及燃料相近,因此认为该数据适用于爱尔兰航空。辐射效应注解:航空排放因子不包括辐射效应引起的额外影响(即诸如氮氧化物(NOx)及冷凝尾气排放等非CO2气体造成的气候变化影响)。上述图表基于燃料利用产生的CO2排放量。按照IPCC估算,航空过程由辐射效应造成的气候变化影响最高为单独由CO2造成的效应的2~4倍。但由于数据中仍存在一定程度的不确定度,因此辐射效应没有纳入航空排放因子。(3)公交车。排放因子基于都柏林公交公司编制的燃料利用及2006年都柏林乘坐公交车的总乘客千米数统计。该数据来源于都柏林公交公司,见表14.12。该排放因子被应用于个人碳计算器。表14.12公交车CO2排放因子公交车kgCO2/乘客km数据来源0.077都柏林公交公司(4)铁路。该排放因子表示2006年爱尔兰柴油内燃城际机车及通勤机车单位乘客千米的平均排放量。该因子基于2006年客运铁路总柴油消耗量及总客运里程千米数计算。该数据来源于爱尔兰铁路公司,见表。该排放因子用于个人碳计算器。表14.13铁路CO2排放因子列车kgCO2/乘客km数据来源0.0443爱尔兰铁路公司(5)出租车。出租车排放因子来源于《DEFRA温室气体转化因子指南:交通排放因子方法学,DEFRA,2008》,见表14.14。表14.14出租车CO2排放因子出租车平均载客数gCO2/km数据来源出租车1.4161.3DEFRA2008大型出租车1.5175.7DEFRA200829114Change碳管理计算工具排放因子的数据来源2.员工通勤(1)汽车。该排放因子见表14.3及表14.4。(2)公交车。该排放因子见表14.12。(3)铁路。该排放因子见表14.13。(4)厢式货车。该排放因子见表14.5。(5)摩托车。该排放因子见表14.6。3.物流(1)汽车。由于物流章节的信息难以获取,本节为简化起见,采用最广泛使用的汽油及柴油汽车排放因子,见表14.15和表2007年交通能源》,最广泛使用的汽油及柴油发动机排量分别为>1.9。表14.15普通汽油汽车发动机类型及排放因子燃料类型发动机排量变速器品牌数据来源汽油1.2~1.5B155SEI表14.16普通柴油汽车发动机类型及CO2排放因子燃料类型发动机排量变速器品牌gCO2/km数据来源柴油>1.9升E190SEI(2)厢式货车。该排放因子见表14.5。(3)摩托车。该排放因子见表14.6。4.废弃物废弃物排放因子来源于IPCC。IPCC开发了废弃物模型用于各国在废弃物处理过程中获得温室气体排放量的数据(《2006年IPCC国家温室气体清单292温室气体排放核算工具指南》第5卷,废弃物)。该模型曾被用于多种不同的废弃物流中,获得如表14.17所示的一系列排放因子。该数值基于IPCC关于各废弃物流中可降解有机质的默认值、甲烷产生率及其他一些默认值。填埋场的排放因子基于IPCC模型中50年降解的假设。该填埋场的结果表明单位重量的快速降解且含碳量较低的废弃物(如食物及园艺废弃物)产生的排放量比慢速降解且含碳量较高的废弃物(如纸张及木材)少。《2007年国家废弃物报告》中列出统计数据中应用了各废弃物流的IPCC默认值,用于获取适用于爱尔兰的一般性MSW排放因子。表14.17和表14.18列出了废弃物的排放因子。表14.17列出了用于填埋、回收、燃烧或厌氧分解的未分类废弃物的排放因子。表14.18列出了用于填埋的不同类型废弃物(如纸张、有机质)的排放因子。表14.17废弃物CO2排放因子——废弃物流未知废弃物处理方式kg数据来源填埋0.87IPCC2007,EPA2008燃烧0.396IPCC2007,EPA2008厌氧消解0.042IPCC2007,EPA2008废弃物流分解未知回收0(3)IPCC2007,EPA2008表14.18用于填埋的废弃物CO2排放因子——废弃物流未知废弃物流kgCO2/kg废弃物数据来源纸张(4)1.87IPCC2007,EPA2008食品(4)0.74IPCC2007,EPA2008园艺(4)0.98IPCC2007,EPA2008木材(4)1.63IPCC2007,EPA2008纤维(4)1.12IPCC2007,EPA2008废弃物流分解未知惰性物质(无机质)(5)0IPCC2007,EPA200829314Change碳管理计算工具排放因子的数据来源表14.17及表14.18中的注释:(1)填埋场的一般性MSW数据基于适用于废弃物成分的各废弃物流的排放因子,数据来源于《2008年国家废弃物报告》(EPA,2008)。(2)燃烧及厌氧分解数据为IPCC干基废弃物的默认值(CH4及N2O转换为CO2e)(3)回收的排放设为零。(4)填埋废弃物流数据基于IPCC的50年以上一阶衰变率默认值,并假设没有填埋气回收用于火炬或供燃气发动机。(5)惰性物质排放量设为零。5.水由用水引起的主要温室气体来源于市政水处理设备进行水处理时所需的能量。都柏林市议会以位于BallymoreEustace的水处理设备为例,提供了能耗及处理量数据,用以获得适用的水的温室气体排放因子。BallymoreEustace现场记录了每立方米水的排放量为18.46都柏林市议会数据未计入泵入泵出水处理设备的能耗,也未计入处理过程中所投入的化学物质涉及的温室气体排放量。该排放因子仅包含该水厂水处理过程的能源/碳强度。表14.19水处理CO2排放因子gCO2/m3数据来源水排放因子18.46都柏林市议会14.5固体及液体衍生燃料计算及假设本部分展示了“静止燃烧”章节中固体及液体燃料CO2排放因子单位如何由kgCO2/kW·h换算为kgCO2/kg及kgCO2/L。由于许多用户可能只有以千克或升为单位的数据,因此有必要确保本计算器尽可能适用。以下步骤及表14.20和表14.21描述了原始数据的来源及换算过程。294温室气体排放核算工具表14.20单位为kg及升的排放因子的计算液体燃料净热值t油当量/t(1)能量密度(MW·h/t)(2)能量密度(kW·h/kg)密度(kg/L)(3)能源强度(kW·h/L)kgCO2/kW·h(4)kgCO2/L汽油1.06512.38612.385950.7559.351392250.25192.355煤油1.05612.27712.2766280.8009.82130240.2572.524航空煤油1.05312.249912.2498790.8009.79990320.2572.52柴油1.03412.0312.0300720.84510.165410840.26392.68残油(重油)0.98511.45411.4543870.98511.2825711950.27363.09液化石油气(LPG)1.12613.09913.0988690.5457.1388836050.22931.63固体燃料净热值t油当量/t能量密度(MW·h/t)能量密度(kW·h/kg)kgCO2/kW·hkgCO2/kg铲采泥煤0.1862.1632.1630.4200.9085356腐草泥煤0.3133.643.640.37441.363泥煤球0.4435.1525.1520.35591.834煤炭0.6657.7347.7340.34062.634石油焦碳(5)0.8339.6879.6870.36293.515Naptha1.05112.22312.2230.2643.2269注释:(1)数据来源于SEI《爱尔兰能源》(第91页)(2)利用SEI《爱尔兰能源》(第90页)换算表,由净热值计算所得。(3)数据来源于和SEI间的电子邮件。(4)数据来源于SEI《爱尔兰能源》。(5)石油焦碳是重油组分高温裂解的主要残余物。(1)将净热值(t油当量/t,toe/t)(来源于SEI《爱尔兰能源》)换算为能源强度单位MW·h/t。利用表14.21将toe/t数据乘以11.63换算为MW·h/t。由此获得每吨燃料的能量值。(2)将MW·h/t换算为kW·h/kg(1MW·h/1t=1000kW·h/100kg=1kW·h/1kg)。由此获得每千克燃料的能量值。(3)利用来源于SEI的密度值(kg/L)将液体单位由kW·h/kg换算为kW·h/L。用能源强度(kW·h/kg)乘以液体密度(kg/L)。由此获得每升液体燃料的能量值。(4)将固体(kW·h/kg)及液体(kW·h/L)换算的能源强度换算为CO2排放因子,单位为kgCO2/kg及kgCO2/L。用单位为kW·h/kg或kW·h/L29514Change碳管理计算工具排放因子的数据来源的能源强度乘以单位为kgCO2/kW·h的排放因子(来源于SEI《2008年爱尔兰能量》)。由此获得每千克或每升燃料的CO2排放量。表14.21能源换算因子t油当量MW·hGJ换算为:换算自:乘以t油当量111.6341.868MW·h0.08613.6GJ0.023880.27781注释:《爱尔兰能源》第90页296温室气体排放核算工具参考文献[1]IPCC2006.2006年IPCC国家温室气体清单指南[EB/OL].http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/.297后记后记在本书的编写过程中,时间比较仓促,且国内各大专院校还尚无与温室气体盘查、核算相对应的专业,因而没有系统的知识体系可以参考,故难免有不妥之处,恳请尊敬的读者给予批评指正,笔者万分感谢,联系邮箱:1074987833@qq.com。二○一四年十二月初稿二○一六年十月定稿二○一七年三月终稿

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