ＸＩ’ＡＮＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ颂士论爻（中文题名）纺织企业生产过程关键环节碳排放研究（英文题名）ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＣａｒｂｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎｓｏｆＴｅｘｔｉｌｅＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｎｔｈｅＫｅｙＬｉｎｋｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ研究生姓名：胡柯学号：２０１５０２１０２０指导教师：赵小惠（教授）（）学院：机电工程学院学科专业：管理科学与工程学位类型：学术学位学位授予年度：２０１８年单位代码10709中图分类号TS101.8UDC30.密级：□公开□保密硕士学位论文（学术学位）论文题名：纺织企业生产过程关键环节碳排放研究研究生:胡柯学号：2015021020导师:赵小惠（教授）学院:机电工程学院学科专业:管理科学与工程申请学位:工学学位答辩委员会主任委员：王瑛答辩日期：2018年5月25日西安工程大学学位论文原创性声明本人郑声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导卜，独、；’ｎ研究丨：作所収得的成果。除文中己经注明引用的内容外’本论文＋也含任何其恤个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宂做出屯耍４献的个人和集体，均己在文巾以明确方式标明。本人完全意识到木广剛的法伴结果由本人承担３学位论文作者签名：丨１期：年６月丨日西安工程大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完令解学校关保ｍ、丨別］学位论文的规定＇同意学校保留并向国家有关部ｎ成机构送义论文的以印仲和电子版，允Ｉ午论文被查阅和借阅。本人授权两安丨：程人学教学丨的使用本学位论文，将全部或部分内容编入有关数据片：进行检索，１１丨以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文《□保密，作＿〇＿密后适用本授权书。本学位论文屈ｔ□＋保密，□、＇／：即成在□１年＾２年／ｎ？开放使用。＾６学位论文作者签名：指导教师签名ＴｙＡＵＸ门期：初斤年心⑴门曰期：年６月ｉｎI纺织企业生产过程关键环节碳排放研究摘要：纺织工业作为我国国民经济的传统支柱产业以及重要的民生产业之一，其在为人们带来物质财富的同时，也消耗了大量的能源，在轻工业中居于第一位，造成了二氧化碳等温室气体的大量排放，使得全球温室效应成为了目前人类面临的无法逃避的严峻挑战。因此，分析探讨纺织企业生产过程的碳排放影响因素以及碳排放量计算，对于实现纺织企业生产过程的节能减排具有十分重要的现实意义。论文以纺织企业生产过程关键环节（织造环节与印染环节）的碳排放为研究对象，首先阐述了纺织企业生产过程碳排放的研究背景及意义，分析并总结有关纺织行业碳排放的国内外研究及应用现状，并给出论文主要研究内容及结构框架。其次通过阐述低碳经济、低碳纺织以及碳排放的概念，比较分析碳排放的核算标准及计算方法，为后文关于纺织企业生产过程关键环节碳排放的研究提供了线索和依据。再者，分析织造环节工艺流程（整经、浆纱、穿经结、织造、坯布检验等）与印染环节工艺流程（烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、印花、染色、后整理等），分别提出织造环节碳排放影响因素为织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗；印染环节碳排放影响因素为印染设备耗电、染料助剂、水及蒸汽消耗、印染废水处理。并以排放因子法为基础，分别构建织造环节的碳排放计算模型与印染环节的碳排放计算模型。最后以江阴市一家纺织企业为例，通过对该纺织企业的实地调研，收集到相关数据，并根据织造环节及印染环节的碳排放计算模型，计算出织造环节及印染环节的碳排放量。实证研究表明：该纺织企业在织造环节中，电力消耗产生的碳排放量居于首位，占织造环节碳排放总量的65.9%。其次是蒸汽消耗产生的碳排放量，占织造环节碳排放总量的25.2%。再次是浆料助剂消耗产生的碳排放，仅占织造环节碳排放总量的8.9%；该纺织企业在印染环节中，蒸汽消耗产生的碳排放量排在第一位，占印染环节碳排放总量的37.3%。其次是电力消耗产生的碳排放量，占印染环节碳排放总量的32.6%。再者是废水处理产生的碳排放量，占印染环节碳排放总量的14.4%。此外，染料助剂消耗产生的碳排放也不容忽视，占印染环节碳排放总量的14.4%。对此，本文以清洁生产为基础，分别对织造环节与印染环节提出了降低碳排放的措施。图8幅，表13个，参考文献71篇关键词：纺织企业，织造环节，印染环节，碳排放中图分类号：TS101.8IIIResearchontheCarbonEmissionsofTextileEnterprisesintheKeyLinkofProductionProcessAbstract:AsoneofthetraditionalpillarindustriesandimportantlivelihoodindustriesinChina'snationaleconomy,thetextileindustry,whilebringingmaterialwealthtopeople,consumesalargeamountofenergyandranksfirstinlightindustry,resultingingreenhousegasessuchascarbondioxideofthelargeamountofemissions.Theglobalwarminghasbecomeaseriouschallengethathumanityiscurrentlyfacing.Therefore,itisofgreatpracticalsignificancetoanalyzeanddiscusstheinfluencingfactorsofcarbonemissionsintheproductionprocessoftextileenterprisesandthecalculationofcarbonemission,whichisofgreatpracticalsignificancetorealizetheenergy-savingandemission-reducingoftextileenterprisesintheproductionprocess.Thepaperfocusesonthecarbonemissionsfromthekeylinkofthetextileproductionprocess(weavingandprintinganddyeing).Firstofall,itelaboratestheresearchbackgroundandsignificanceofcarbonemissionintheproductionprocessoftextileenterprises,andanalyzesandsummarizesthedomesticandinternationalresearchandapplicationstatusofcarbonemissions.Andthemainresearchcontentandstructureofthepaperarealsogiven.Secondly,itexpoundstheconceptsoflow-carboneconomy,low-carbontextilesandcarbonemissions.Thecomparativeanalysisofcarbonemissionaccountingstandardsandcalculationmethodsprovidecluesandbasisforthefollowingresearchonthecarbonemissionsoftextileproductionprocesses.Inaddition,itanalyzestheweavingprocess(warping,sizing,threading,weaving,fabricinspection,etc.)andprintinganddyeingprocess(singeing,desizing,scouring,bleaching,mercerizing,printing,dyeing,finishing,etc.).Thefactorsinfluencingthecarbonemissionsintheweavingprocessaretheelectricityconsumptionoftheweavingequipment,thesizingagentandthesteamconsumption.Thefactorsinfluencingthecarbonemissionintheprintinganddyeingprocessareelectricityconsumptionofdyeingandprintingequipment,dyeauxiliaries,waterandsteamconsumption,printinganddyeingwastewaterdealwith.Basedontheemissionfactormethod,thecarbonemissioncalculationmodelfortheweavingprocessandthecarbonemissioncalculationmodelfortheprintinganddyeingprocesswereconstructed.Finally,takingacertaintextileenterpriseinJiangyinasanIVexample,throughfieldresearchonthistextilecompany,relevantdatawerecollected,andthecarbonemissionsintheweavingandprintinganddyeingsectorswerecalculatedbasedonthecalculationmodelofcarbonemissionsintheweavingandprintinganddyeingsectors.Empiricalresearchshowsthat:Intheweavingprocess,thetextilecompanyhasthehighestcarbonemissionsfromelectricityconsumption,whichaccountsfor65.9%ofthetotalcarbonemissionsfromtheweavingprocess.Followedbythecarbonemissionsgeneratedbysteamconsumption,accountingfor25.2%ofthetotalcarbonemissionsintheweavingprocess.Again,thecarbonemissionsfromtheconsumptionofslurryadditivesaccountedforonly8.9%ofthetotalcarbonemissionsfromtheweavingprocess.Intheprintinganddyeingprocess,atextileenterpriseproducesthelargestamountofcarbonemissionsfromsteamconsumption,accountingfor37.3%oftotalcarbonemissionsfromprintinganddyeing.Thesecondiscarbonemissionsfromelectricityconsumption,accountingfor32.6%ofthetotalcarbonemissionsfromprintinganddyeing.Theotheriscarbonemissionsfromwastewatertreatment,accountingfor14.4%ofthetotalcarbonemissionsfromprintinganddyeing.Inaddition,carbonemissionsfromtheconsumptionofdyeauxiliariescannotbeignored,accountingfor14.4%oftotalcarbonemissions.Inthisregard,basedoncleanproduction,thispaperrespectivelyproposesmeasurestoreducecarbonemissionsintheweavingprocessandprintingprocess.Figures8,Tables13,References71.KeHu（ManagementScienceandEngineering）DirectedbyXiao-huiZhaoKeywords:Textileenterprises,weavinglink,printinganddyeinglink,carbonemissionsClassification:TS101.8V目录1绪论...................................................................................................................................11.1研究背景及意义............................................................................................................11.2国内外研究及应用现状................................................................................................21.3论文主要研究内容及结构框架....................................................................................52相关基础理论...................................................................................................................92.1低碳经济的定义及其相关理论....................................................................................92.1.1低碳经济的定义.........................................................................................................92.1.2低碳经济的相关理论...............................................................................................102.2低碳纺织的定义及评价指标......................................................................................132.2.1低碳纺织的定义.......................................................................................................132.2.2低碳纺织的评价指标...............................................................................................132.3碳排放的定义及分类..................................................................................................142.3.1碳排放的定义...........................................................................................................142.3.2碳排放的分类...........................................................................................................152.4碳排放的核算标准及计算方法..................................................................................162.4.1碳排放的核算标准...................................................................................................162.4.2碳排放的计算方法...................................................................................................182.5本章小结......................................................................................................................203纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析.....................................................213.1纺织企业生产过程的关键环节..................................................................................213.2织造环节碳排放影响因素分析..................................................................................233.2.1织造设备耗电产生的碳排放...................................................................................243.2.2浆料助剂及蒸汽消耗产生的碳排放.......................................................................263.3印染环节碳排放影响因素分析..................................................................................263.3.1印染设备耗电产生的碳排放...................................................................................283.3.2染料助剂和水及蒸汽消耗产生的碳排放...............................................................303.3.3印染废水处理产生的碳排放...................................................................................303.4本章小结......................................................................................................................314纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型.............................................................334.1排放因子法基本原理..................................................................................................33VI4.2基于排放因子法的织造环节碳排放计算模型构建..................................................344.3基于排放因子法的印染环节碳排放计算模型构建..................................................404.4本章小结......................................................................................................................435实证研究.........................................................................................................................455.1某纺织企业概况..........................................................................................................455.2某纺织企业生产过程关键环节碳排量计算..............................................................465.2.1织造环节的碳排放量计算.......................................................................................465.2.2印染环节的碳排放量计算.......................................................................................465.2.3结果分析...................................................................................................................475.3降低某纺织企业生产过程关键环节碳排放的措施................................................495.3.1降低织造环节碳排放的措施...................................................................................495.3.2降低印染环节碳排放的措施...................................................................................515.4本章小结......................................................................................................................526总结及展望.....................................................................................................................536.1论文总结......................................................................................................................536.2论文展望......................................................................................................................53参考文献.............................................................................................................................55作者攻读学位期间发表论文清单.....................................................................................61作者攻读学位期间参与项目.............................................................................................63致谢.....................................................................................................................................651绪论11绪论1.1研究背景及意义近100多年以来，随着科学技术的发展，人民的生活水平得了极大的提高，商品物质得到了极大的丰富。然而各种环境问题也伴随着逐渐显现：能源短缺、环境污染、生态破坏和气候变化等等，尤以二氧化碳等温室气体引起的气候变化问题最为严峻[1]。据联合国政府气候变化专门委员会2007年发布的第四次评估报告指出:全球气候异常现象90%以上的可能是由温室气体排放过多导致[2]，温室气体(二氧化碳、甲烷、一氧化碳等)向大气中排放简称碳排放。如果不加控制，那就会发生不可逆转的事情：北极冰层融化、极地地层变暖、海流淡化、海陆循环模式变化、海平面上升等等[3]，给人类的生产、生活带来了极大的威胁，保护人类共同的生存环境，走可持续发展之路，成为世界共同的呼声。为了减少温室气体排放量，1997年，联合国在京都会议上达成《联合国气候变化框架公约的京都议定书》，这是历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。《联合国气候变化框架公约的京都议定书》一共规定了7种温室气体，要求发达国家从2005年开始承担减少碳排放量的义务。对发达国家减排额度要求为到2011年时，在1990年温室气体排放量的基础上美国减少7%，欧盟减少8%，日本减少6%。到2000年欧盟发布了《温室气体绿皮书》宣布正式将二氧化碳排放权交易作为欧洲气候政策的重要组成部分。随后发布了《排放交易指令》草案，并经过两年的完善和修订，最终于2003年10月颁布《排放贸易指令（2003/87/EC）》，以法律的形式规定了碳排放权，要求2005年正式执行。2009年被喻为“拯救人类的最后一次机会”的哥本哈根会议更是将低碳经济发展上升到国际战略高度。与此同时，我国也积极采取措施推进节能减排工作，2009年8月12日，国务院总理温家宝主持召开的国务院常务会议审议并原则通过《规划环境影响评价条例（草案）》，并于11月26日公布了中国碳排放强度的具体指标，即到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%[4]，并将其作为约束性条件列入国家发展纲要。“十二五”规划指出，我国将探索建立低碳产品标准、标识以及认证制度，建立完善温室气体排放统计核算制度；2013年，政府工作报告指出，应重点抓好工业、交通、建筑、公共机构等领域节能，降低能耗、物耗以及二氧化碳排放强度。低碳经济已经成为社会经济发展的必然趋势。我国是世界上公认的服装生产和出口大国，同时也拥有世界上最大的服装生产西安工程大学硕士学位论文2基地和消费市场，2014年我国纺织服装出口2984.2亿美元，增长率为5.1%。其中2014年纺织品出口1121.4亿美元，增长率为4.9%，服装出口1862.8亿美元，增长率为5.2%[5]。然而由于种种原因，目前纺织企业尚未完全摆脱高能耗、高排放的现状[6]，是轻工业中能源消耗较大的产业之一，约占轻工业能源消耗量的三分之一，纺织行业的能耗和污染物排放量较大，也是温室气体的重要排放源。有资料显示，我国纺织企业在生产环节的全过程能耗大致为4.84吨标煤/吨纤维，约占全国工业总能耗的4.4%[7]。其中，织造行业能耗大约为0.95吨标煤/吨纤维，印染行业能耗平均为2.84吨标煤/吨纤维[8]。并且，印染阶段由于规模大、范围广的特性，消耗大量的化石能源与染料助剂，是温室气体排放量最大的工业阶段，占纺织企业生产环节全过程能耗的58.7%。面对不断加剧的全球温室气体问题，巨大的市场需求与严峻的能源环境约束，纺织工业急需控制高能耗、高污染产业的低层次扩张，转变发展方式，走低碳发展之路。碳排放量的迅速增加不仅对地球的生态系统构成威胁，而且使人类的健康面临长期的危险。减少纺织企业生产过程中的碳排放将会对社会、企业、消费者都具有十分重要的意义。（1）社会层面的意义：通过对纺织企业生产过程的碳排放影响因素分析，以此来构建纺织企业生产过程的碳排放计算模型，计算纺织企业生产过程的碳排放量，并提出减排措施，从而降低纺织企业总体的碳排放量，为减少社会碳排放尽一份绵薄之力。同时，社会也可以以监督者的身份，监督纺织企业，从而督促纺织企业采用低碳、环保的生产工艺生产出高质量的产品。（2）企业层面的意义：纺织企业通过本文构建的纺织企业生产过程碳排放计算模型，计算纺织企业生产过程的碳排放量，选择低碳、环保的生产工艺，从而降低纺织企业总体的碳排放量，为减少社会碳排放尽一份绵薄之力。此外，纺织企业对外界公布其产品生产过程的碳排放量，实现碳排放透明化，同时，对企业内部实行碳排放管理，这不仅可以提升纺织企业形象，还可以提高纺织企业市场竞争力。（3）消费者层面的意义：纺织企业对外界公布其产品生产过程的碳排放量，消费者就能通过纺织企业公布其产品的碳排放量信息选择自己所需要的产品，这不仅可以达到消费者期望，同时还可以让消费者监督企业实行低碳生产。1.2国内外研究及应用现状现如今，世界各个国家地区全部在积极应对气候变化所带来的挑战。目前，国内外已经有了针对林业、农业、城市、建筑等方面的碳排放研究，但是，对于纺织行业1绪论3碳排放的研究还是相对较少。大多数国内外学者针对纺织行业碳排放的研究主要集中于纺织产业的能耗效率以及能耗结构的碳排放研究和纺织行业中碳排放计算及评估。（1）纺织产业能耗效率以及能耗结构研究目前，国内外许多学者对纺织产业的能耗效率以及能耗结构进行了不少研究。ArchitrandiPriambodo等人通过对印度尼西亚中小工业能源效率以及能源结构的实际考察与分析得知，虽然中小企业的碳排放量是比较大的，中型企业的碳排放量是比较小的，但是，这是由于中小企业中纺织行业燃油的消耗率居于首位，其碳排放量也就相对最多[9]。S.Palamutcu采用实时测量的方法，对纺纱、整经、浆纱、织造、湿处理以及服装制造过程的能源消耗进行测量，测量结果表明：纺织行业的电力消耗量特别大，电能的使用占到总能源的百分之九十以上，引起的碳排放量排在第一位[10]。H.K.Ozturk对于土耳其纺织行业的能源消耗情况进行了深刻的考察，并分析了能源的使用情况及其产生的碳排放量与纺织生产的密切关系[11]。KocE等人针对环锭纺纱过程中的能源消耗情况及其产生的碳排放量也作了一番详细的研究[12]。鸿贵兵等人针对台湾地区纺织企业的能耗效率以及能耗结构和利用状况进行了系统分析与探索，并结合台湾地区纺织企业的实际情况总结出适合台湾地区的纺织产业节能减排的策略，对减少纺织产业碳排放量有着十分重要的实际意义[13]。A.Zabaniotouo以希腊国家纺织为背景，并结合了希腊当地的经济发展状况，对于轧棉过程中造成的能源浪费以及轧棉过程中的碳排放状况做出了具体分析，与此同时，又探讨了可替代能源在轧棉过程中的发展应用，其目的在于更好地实现绿色排放，降低温室效应[14]。ClaraInks就德国以及哥伦比亚的纺织工业的能源使用和能源效率情况进行了详细研究[15]。（2）纺织行业碳排放计算及评估研究目前，国内外对于纺织服装领域碳排放现状已在国家、地区、行业等不同层面进行了广泛的研究。面对气候变暖的现实，很多国家也相继开展了碳排放计算及评估的一系列研究。英国服装零售业通过研究发现，从纱线的生产阶段一直到消费者的使用阶段，整个过程包括纺纱、织造、染整、裁剪、缝制、后整理以及运输等环节，每公斤织物排放的二氧化碳可达到12.5千克。而T恤生产过程中产生的碳排放量居然可以达到其自身重量的12倍以上。英国剑桥大学制造研究所对于服装碳排放的研究结果显示：一件重量大约为二百五十克的纯棉T恤在使用的过程中大约会排出7千克的二西安工程大学硕士学位论文4氧化碳，是纯棉T恤自身重量的28倍。一件使用寿命大约为2年、并且成分中含有10%涤纶的裤子，其整个生产消费环节的碳排放量大约为47千克，是其自身重量的117倍[16]。美国安维尔服装公司（AnvilKnitwear）对其生产的Anvilorganic、Anvilrecycled及Anvilsustainable系列有机棉、回收的棉Ｔ恤等产品进行了碳排放量核算，并通过回收技术以回收的有机棉和PET塑料瓶作为生产原料的一部分，使得产品成为“碳中和”产品。德国的服装邮购业欧图集团(OTTO)完成了对某些产品的碳排放评估，其研究结果显示，一件女士长款衬衣的碳排放量大约为7千克二氧化碳当量，其中，棉花生长阶段产生的碳排放量大约为1.27千克二氧化碳当量。在孟加拉国生产服装的碳排放量大约为3千克二氧化碳当量，其中纺纱环节、染布环节以及缝制环节产生的碳排放量大约为1千克二氧化碳当量，而其余包装、运输、仓储、消费等环节产生的碳排放量大约为2千克二氧化碳当量。除此之外，该研究结果还表明，深色织物的碳排放量比浅色织物的碳排放量多一倍[17]。中国，杨自平等人对于大麻纤维产品进行了碳排放测量分析，其中，各计算要素的排放因子采集源自于国家环境保护部、政府间气候变化专业委员会(IPCC)以及碳信托(CarbonTrust)提供的全球以及地区的平均数值，并分别计算了种植过程中的碳贮存量、运输过程中产生的碳排放量以及加工生产过程中产生的碳排放量，交付结果是以二氧化碳当量为单位[18]。屠莉华等人对于牛仔裤生产过程进行了碳排放研究，并对纺纱、织造、成衣阶段建立不同的碳排放模型，并且对牛仔裤低碳生产设计进行了探究和分析[19]。研究表明，后整理阶段对环境的影响最大，纺纱阶段最小。生产过程中二氧化碳排放量占所有温室气体之首。蒋婷等核算了黑色桑蚕丝香云纱面料从原料获取到成品仓储阶段的碳排放[20]，结果表明，每米香云纱产品的碳排放为1.88千克二氧化碳当量，其中原料获取阶段的碳排放所占比例最大，为74.5%，其次为产品的生产加工。除此之外，为了帮助一些纺织服装企业控制产品的碳排放量，引导企业向低碳生产的模式转变，一些研究机构以及环保组织也积极地研究相关产品的碳排放的评估以及测算方法。例如，世界气象组织(WorldMeteorologicalOrganization，WMO)以及联合国规划署(UnitedNationsEnvironmentProgramme，UNEP)在1998年共同建立了政府间气候变化专门委员会(IntergovernmentalPanelonClimateChange，IPCC)，编写了《2006年IPCC国家温室气体清单指南》，该清单对温室气体的排放量做出可靠的估计。IPCC排放因子数据库(EFDB)也提供了具有针对性的排放因子1绪论5和相关参数。现阶段国际上已经存在通用的碳排放计算方法，较为常用的有两种：一是生命周期评价法，二是投入产出法。在纺织服装领域，由于所涉及到的碳排放与产品的生命流程有着紧密联系，现阶段的研究主要采用的是生命周期评价法。例如，Bevilacqua等人以生命周期评价法为基础，核算了纯棉羊毛衫整个生命周期的碳排放量[21]；Steinberger等人采用生命周期评价法对纯棉T恤以及涤纶夹克衫全生命周期的碳排放进行了研究[22]。陈建伟等人采用生命周期评价法对女士涤纶衬衣进行研究，并定量分析了整个生命周期中的能源消耗以及污染排放，研究结果表明，服装消费阶段对全球碳排放的贡献最大。而投入产出法在供应链、城市、家庭、系统、消费等领域中应用的比较多。例如，杨帆、梁巧梅等人使用投入产出模型核算了中国进出口贸易的碳足迹，得出碳足迹逆差的部门主要集中在电气电子设备制造业、纺织和纺织制品业、化学工业、金属制品业等行业，这些部门应成为我国国际贸易的重点调控部门[23]。杨文佳以企业环境经济投入产出分析为理论基础，构建了供应链碳排放评价的投入产出表和模型，并据此推导出衡量供应链各个环节碳排放情况的重要指标－温室气体排放强度指标，根据该指标可以识别出供应链上需要进行改进的环节[24]。目前，纺织服装领域关于构建碳排放计算模型或者详细进行碳排放评价相关的研究还较少，不仅是由于节能减排意识的淡薄，而且碳排放的相关数据获取也有一定的困难。在纺织企业生产过程的碳排放评估中，很多纺织企业存在极大的碳减排发展空间，但缺乏有说服力的计算模型。借鉴上述各位学者对于碳排放计算以及评估的研究思路和方法，针对纺织企业生产过程的实际状况，首先分析了纺织企业生产过程关键环节的碳排放影响因素，从而根据纺织企业生产过程关键环节的碳排放影响因素构建关键环节的碳排放计算模型，找出碳排放比较高的那一部分，再者，针对碳排放比较高的部分提出相应的降低碳排放的优化措施。1.3论文主要研究内容及结构框架本论文以纺织企业生产过程织造环节与印染环节的碳排放为研究对象，通过对织造环节与印染环节的碳排放影响因素分析，构建纺织企业生产过程织造环节与印染环节的碳排放计算模型，并以江阴市一家纺织企业为例进行实证研究，提出降低纺织企业生产过程关键环节碳排放的措施。围绕以上主要内容，论文的结构框架如图1-1所示，本文详细的研究内容主要西安工程大学硕士学位论文6分为以下几个方面。选题背景及意义相关基础理论纺织企业生产过程碳排放影响因素分析纺织企业生产过程碳排放计算模型实证研究总结与展望织造环节碳排放影响因素分析印染环节碳排放影响因素分析排放因子法织造环节碳排放计算模型印染环节碳排放计算模型某纺织企业织造环节、印染环节碳排放量计算降低某纺织企业生产过程碳排放量措施图1-1本文研究结构框架（1）第1章。主要阐述了研究纺织企业生产过程关键环节碳排放的背景以及意义，同时，对于目前国内外纺织行业碳排放的研究以及应用现状进行分析，并给出本文的主要研究内容及结构框架。（2）第2章。给出低碳经济的定义，并分析低碳经济与其相关理论（循环经济、清洁生产、可持续发展）之间的关系；同时，对于低碳纺织的定义进行阐述，并对其评价指标进行分析，其中，碳排放是衡量低碳纺织最为直观的指标，也是最为重要的指标；再者，对于碳排放的定义以及分类进行介绍，并比较分析了碳排放的核算标准及计算方法，为后文关于纺织企业生产过程关键环节碳排放的研究提供了线索和依据。（3）第3章。首先确定了纺织企业生产过程的关键环节，即织造环节与印染环节，同时提出本文的研究对象为纺织企业生产过程中关键环节（织造环节及印染环节）的碳排放。再者分析织造环节的工艺流程（整经、浆纱、穿经结、织造、坯布检验等）以及印染环节的工艺流程（烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、印花、染色、后整理等），提出织造环节的碳排放影响因素为织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗，印染环节碳排放的影响因素为印染设备耗电、染料助剂和水及蒸汽消耗、印染废水处理。并为纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型的构建提供决策依据。（4）第4章。首先介绍了排放因子法的基本原理，并以此为基础，根据第三章提出的织造环节与印染环节的碳排放影响因素，分别构建织造环节的碳排放计算模型与印染环节的碳排放计算模型。1绪论7（5）第5章。通过相关资料收集，以江阴市某纺织企业为例，计算其织造环节与印染环节的碳排放量，并提出降低某纺织企业生产过程关键环节碳排放量的措施。（6）第6章。对全文进行总结，并提出论文后续的研究方向。西安工程大学硕士学位论文82相关基础理论92相关基础理论全球温室气体问题不断加剧，市场需求不断增大，能源环境约束越来越严峻，纺织行业高能耗、高污染产业的低层次扩张急需得到控制，走低碳发展之路已变得尤为迫切。本章通过给出低碳经济、低碳纺织以及碳排放的概念，比较分析碳排放的核算标准及计算方法，为后文关于纺织企业生产过程碳排放的研究提供了线索和依据。2.1低碳经济的定义及其相关理论2.1.1低碳经济的定义“低碳经济”最早起源于英国，2003年，英国在《能源白皮书》中指出：低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染，获得更多经济产出；低碳经济是创造更高生活标准和更好生活质量的途径，为发展、应用和输出先进技术创造了机会，同时也能创造新的商机和更多的就业机会[25]。2009年，中国环境与发展国际合作委员会发布的《中国发展低碳经济途径研究》将“低碳经济”界定为：“一个新的经济、技术和社会体系，与传统经济体系相比在生产和消费中能够节省能源，减少温室气体排放，同时还能保持经济和社会发展势头”。许多国内外学者也对低碳经济的内涵也进行了探索。庄贵阳认为低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。付允等人认为低碳经济是一种绿色经济发展模式，以低能耗、低污染、低排放以及高效能、高效率、高效益（三低三高）为基础，以低碳发展为发展方向，以节能减排为发展方式，以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式[26]。范建华认为低碳经济从表面看是为了应对温室气体排放，实际上有着丰富的内涵，这可以从五个方面来理解：一是在碳排放与经济发展关系规律的把握上，低碳经济是资源环境与经济发展的必然产物；二是在低碳经济发展上，企业是低碳经济发展的主体，构建低碳型企业是发展低碳经济的微观基础；三是在低碳经济发展的内容上，低碳经济发展主要构建低碳型产业发展模式和低碳型区域发展模式；四是在低碳经济发展的目标上，低碳经济是要权衡资源环境和经济发展的关系，最终形成能源的使用效率最大，生态环境优化，人民生活福利最大；五是在低碳经济发展的路径选择上，低碳经济发展就必须进行节能减排[27]。虽然各位学者研究的角度有所差异，所提出的概念也不尽相同，但其表达的内涵都是一样的。低碳经济，指在可持续发展理念指导下，通过产业转型、技术创新、新能源开发、制度创新等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减西安工程大学硕士学位论文10少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。其实质是能源效率、清洁能源结构问题；其核心是能源技术及减排技术创新、产业结构优化与制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变；其目标是减缓气候变化、促进人类的可持续发展。2.1.2低碳经济的相关理论低碳经济的相关理论主要包括循环经济、清洁生产以及可持续发展。（1）循环经济循环经济理论的萌芽最早源自于20世纪60年代环境保护思潮以及运动崛起时代[28]。1962年美国海洋学家莱切尔卡逊发表了《寂静的春天》，指出生物界以及人类所面临的危险，敲响了环境危机的警钟。1966年，美国经济学家鲍尔丁在其“宇宙飞船理论”中首次提出了“循环经济”概念。鲍尔丁的“宇宙飞船理论”认为地球就像飞行在太空中的一艘宇宙飞船，靠不断消耗和再生自身有限的资源得以生存，如果不能合理利用这种有限资源，最终将因为资源耗尽而毁灭。要想延长飞船寿命，唯一途径是要实现宇宙飞船内的资源循环利用，并尽可能减少废弃物排放。国内外许多学者对“循环经济”的内涵进行了探讨，目前学术界已经有了较为统一的解释：循环经济是对物质闭环流动型经济的简称，其本质上是一种生态经济，即把清洁生产与废弃物的综合利用融为一体的经济，循环经济要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构经济系统，使得经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种新形态的经济，使经济活动由传统“资源-产品-废弃物”的单一线性流程，转变为“资源-产品-再生资源”的反馈式流程[29]。循环经济最基本的运行原则是“3R”原则，即“减量化（reduce）、再利用（reuse）、资源化（resource）”，并以此来缓解资源、环境的有限性与发展无限性之间的矛盾，解决日益严重的资源短缺、环境污染、生态破坏等问题；通过建立以清洁生产、生态工业、生态农业以及废弃物综合利用等为特征的经济发展模式，在政府、公众等全人类的共同努力下，来保持经济、社会、自然系统的良性循环和可持续发展。（2）清洁生产20世纪80年代末期，世界上很多国家开始将末端治理战略向污染预防的方向倾斜，美国的环保署最开始把这个概括是“废物最小化”，1989年，联合国环境规划署和有关部门正式提出了“清洁生产”的战略开展及推广计划[30]，并对“清洁生产”定义为清洁生产是对工艺产品不断运用的一种一体化的预防性环境战略，以减少其对人类和环境的风险[31]。对于生产工艺，清洁生产包括节约原材料和能源，消2相关基础理论11除有毒原材料，并在一切排放物和废物离开工艺之前削减其数量和毒性；对于产品，战略重点是在产品的整个生命周期，即从原材料获取到产品的最终处置，减少其各种不利影响[32]。上世纪70年代，我国就已经注意到“清洁生产”，提出了“预防为主，防治结合”、“综合利用，化害为利”的环境保护方针，1994年，将清洁生产明确写入了《中国21世纪议程》，并对“清洁生产”定义为既可满足人们的需要，又可合理地使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料及能耗最少的人类生产活动的规划与管理，将废物减量化、资源化和无害化或消灭于生产过程之中，同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向[33]。2003年1月1日，《中华人民共和国清洁生产促进法》正式颁布，清洁生产将是环境保护的另一重要举措。（3）可持续发展可持续发展的概念最早可以追溯到上世纪70年代初，在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上，各代表们参与研讨并对人类在缔造一个健康且充满生气的环境上应尽的义务及所享有的权利进行了界定。1980年3月，由联合国环境规划署等组织共同发表的《世界自然保护大纲》中首次提到“可持续发展”一词，这标志着可持续发展的明确提出。自此以后，可持续发展引起了国际社会的广泛关注，世界各国纷纷致力于对可持续发展的含义的界定，但被人们广泛接受的是世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》中对可持续发展的定义，即能满足我们这一代人的需要，又不对子孙后代人的需求构成威胁的发展。它同时包含了两个重要的概念:需求与限制。表现为既要满足各国人民的基本需求，实现经济发展的目的，同时又要保护好人类赖以生存的地球环境和自然资源，不对子孙后代的生存环境造成破坏，使自然资源实现可持续利用。可持续发展以在生态可持续发展、人民积极参与决策的基础上，建立健康经济与社会的可持续发展模式为核心思想，其目标为不仅要满足当代人类的各种需求及发展，还要保护资源及生态环境，从而满足后代发展的需要，其实质是建立在社会、经济、人口、资源、环境等要素相互协调一致和共同发展的基础上的一种发展模式。可持续发展是可持续经济发展、可持续生态保护以及可持续社会的协调统一。我们要研究如何做到给世界以公平的分配和公平的发展权，作为实现经济可持续发展进程中特别优先的问题来处理和研究[34]。（4）低碳经济与循环经济、清洁生产、可持续发展的关系1）低碳经济与循环经济的关系西安工程大学硕士学位论文12循环经济的核心是对能源的高效利用，其原则为“3R”，即“减量化（reduce）、再利用（reuse）、资源化（resource）”，它将原有的“能源-产品-废弃物”的单一线性经济发展模式，转变为“能源-产品-再生能源”的反馈式经济发展模式。低碳经济是一种追求碳排放量最小化与无碳化的绿色经济发展模式，其以三低三高为基础，最终实现经济发展与环境保护双赢。低碳经济是发展循环经济的最佳体现和首选途径，同时又向循环经济发展提出了新要求：在发展循环经济的目标中，“最少的废物排放”首先应该是碳排放量最小化与无碳化。因此，发展循环经济要求发展低碳经济，低碳经济发展是循环经济发展的重要特征。2）低碳经济与清洁生产的关系低碳经济与清洁生产目标一致。低碳经济是通过政府政策导向以及低碳技术的实施，实现碳排放量最小化，最终实现无碳化；清洁生产也致力于减少污染物的产生和排放。从范围来讲，清洁生产关注的焦点在于全过程的污染物产生与控制，碳排放的减少是其关注的重要内容之一。推行清洁生产的重要目的之一是节能减排，该目标正好符合低碳经济的核心问题。清洁生产从改造产品设计、替代有毒有害材料，改革和优化生产工艺和技术装备，物料循环和废物综合利用的多个环节入手，通过不断加强管理工作和技术进步，达到“节能、降耗、减污、增效”的目的，在提高资源利用率的同时，减少了污染物的排放量、实现环境效益与经济效益的最佳结合。而这也是发展低碳经济追求的目标。低碳经济与清洁生产技术的融合共通性。发展低碳经济的重要推进之一就是大力推广低碳技术。低碳技术涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。该类技术与清洁生产过程“采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备”的技术改进的需求不谋而合，两者可以兼通并用。3）低碳经济与可持续发展的关系可持续发展要求经济建设和社会发展要与自然承载能力相协调，强调在经济发展的同时要保护和改善地球的生态环境，改变过去只是重视经济增长的数量，而忽视环境生态效益的行为。其实质是建立在社会、经济、人口、资源、环境等要素相互协调一致和共同发展的基础上的一种发展模式，可持续发展是可持续经济发展、可持续生态保护以及可持续社会的协调统一。同样，低碳经济强调经济发展要改变传统的以“高投入、高消耗、高污染”为特征的生产模式和消费模式，实施清洁生产和低碳消费，积极实行节能减排和发展碳中和技术。低碳经济在本质上就是可持2相关基础理论13续发展经济，是生态经济可持续发展的新发展，是可持续发展的最佳形态。2.2低碳纺织的定义及评价指标2.2.1低碳纺织的定义随着低碳经济的不断发展，“低碳”也成为纺织企业关注的焦点，并对之进行了有益探索，先后提出了绿色纺织、低碳服装以及生态服装等概念。但是对于“低碳纺织”的概念，目前尚未有统一的标准定义，只是有一些学者对此进行了一些探索。曹玉宝提出低碳纺织是指在纺织品生产全过程中采用使碳排放总量更低的方法，其中包括选用碳排放总量低的纺织物料，选用可循环利用材料制成的纺织品及增加纺织品利用率等。东华大学纺织经济与管理研究中心主任顾庆良认为低碳纺织是在净低碳排放技术创新基础上通过优化纺织产业结构、改革纺织工艺流程、创造低碳新产品和拓展低碳纺织新领域，倡导低碳生活方式和消费观，以及纺织材料和产品的循环使用，实现高效率、高品质、高附加值的纺织产业可持续增长模式[35]。虽然各位学者研究的角度有所差异，所提出的概念也不尽相同，但其表达的内涵都是一样的。低碳纺织的实质是使纺织企业的生产、销售等各个环节所产生的碳排放量达到最低。实现低碳纺织也就是要减少碳排放，实现单位碳排放量的高产出与高附加值，提高碳效率。2.2.2低碳纺织的评价指标随着低碳经济的不断发展，“低碳纺织”成为纺织行业关注的焦点，也是我国纺织业的必选之项。对其进行评价，应该从多个角度选取不同的指标，主要包括碳排放、低碳技术水平、低碳管理水平以及低碳文化建设等指标。（1）碳排放指标碳排放是衡量纺织企业低碳经济发展最为直观的指标，也是最为重要的指标，其多少直接反映了纺织企业“低碳化”状况。在考查纺织企业的碳排放时，可选取碳排放总量、能源强度以及碳强度等指标进行具体评价。碳排放总量，即纺织企业在某一时期内所排放二氧化碳的总和。能源强度，即单位GDP的能源用量，主要反映技术水平、能源效率的重要指标。碳强度，即单位能源用量的碳排放量，能源种类不同，碳强度也存在很大差异。目前，对于碳强度而言，所使用的化石能源里面，排在第一位的是煤、第二位则是石油，对于可再生能源而言，具有一定碳强度的就是生物质能源，而其他的例如水能、太阳能、潮汐能以及风能等等属于零碳能源。（2）低碳技术水平指标西安工程大学硕士学位论文14技术不仅可以提升企业的生产效率、降低成本，而且还可以引领能源利用方式的转变、提高能源利用率。纺织企业主要围绕低碳工艺技术、低碳产品以及低碳管理等技术创新来提升低碳技术水平。在考查纺织企业的低碳技术水平时，可选取低碳技术R＆D占销售收入的比重、水循环利用率、固体废弃物综合利用率、高炉煤气利用率等指标进行具体评价。（3）低碳管理水平指标在全球低碳背景下，低碳管理已成为未来经营中的杠杆，纺织企业可以通过碳盘查、碳跟踪、碳标签以及碳会计等将低碳管理纳入纺织企业的管理机制和监督机制。在考查纺织企业的管理水平时，可选取企业低碳管理制度的完备性、企业碳盘查能力、低碳化AD/AA指数、低碳化IS/AD指数等指标进行具体评价。（4）低碳文化建设指标在低碳经济时代，纺织企业要将低碳文化融入整个企业文化中，这样不仅可以在企业内部形成节能减排的氛围、获得更多的碳减排无形资产，还可以树立良好的社会形象、构建有利的公共关系。在考查纺织企业的文化建设时，可选取企业低碳文化建设投资增长率、员工低碳意识指数、低碳文化融合度、企业低碳文化聚合力等指标进行具体评价[36]。2.3碳排放的定义及分类2.3.1碳排放的定义碳排放又称为碳足迹，其概念起源于哥伦比亚大学Rees和Wackernagel提出的“生态足迹”，主要是指在人类生产和消费活动中所排放的与气候变化相关的气体总量[37]。目前，许多学者、国际组织探讨了“碳排放”的定义，但对于碳排放的定义国际上尚未有统一的表述。表2-1为不同组织及学者对“碳排放”的定义。表2-1不同组织及学者对“碳排放”的定义来源定义Energetic(2007)[38]由商业活动造成的直接和间接的二氧化碳排放量的严重程度。GlobalFootprintNetworkGrub&Ellis(2007)[39]指生态能力需求，计算化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放。对于商业组织，它是其每天运行过程中直接或间接排放二氧化碳量，也可以反映到达市场上的某种产品或商品的化石能源代表量。ETAP(2007)[40]一种人类活动对环境影响的度量，以其所产生的温室气体量的形式。2相关基础理论15表2-1不同组织及学者对“碳排放”的定义（续）来源定义Wiedmann&Minx(2007)[41]某一产品或服务在生命周期内排放的二氧化碳总量；某一活动过程中直接和间接排放二氧化碳总量。CarbonTrust(2008)[42]衡量某种产品在生命周期中(包括原材料开采、加工、运输、使用、废弃产品的处理等过程)所排放的二氧化碳及其他温室气体转化的二氧化碳等价物。BSI(PAS2050:2008)[43]产品碳足迹指某个产品在其整个生命周期内的各种温室气体排放，即从原材料一直到生产(或提供服务)、分销、使用和处置／再生利用等所有阶段的温室气体排放。其范畴包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物等温室气体以及其它类气体。JRC(2009)[44]在产品供应链阶段、使用阶段、生命终止回收阶段和废弃阶段二氧化碳和其它温室气体(GHG)排放的总量。由表2-1可知，对于碳排放核算对象范围而言，Wiedmann&Minx所提出的定义较为全面，即核算对象不仅包括产品和服务，还包括个人、组织、政府以及工业部门等。对于碳排放核算包括的范围层面而言，PAS2050：2008所提出的定义较为准确，即产品生命周期中所有阶段的温室气体排放。因此，有学者提出将这两种定义结合起来，即碳排放是一项活动、一个产品（或服务）的整个生命周期、或者某一地理范围内直接和间接产生的二氧化碳排放量或二氧化碳当量排放量[1]。2.3.2碳排放的分类目前，由于碳排放的研究对象以及研究尺度存在差异，所以，碳排放的分类有所不同。表2-2为不同组织及研究人员对“碳排放”的分类。表2-2不同组织及研究人员对“碳排放”的分类来源分类Tukker&Jansen[45]化石燃料燃烧直接排放的二氧化碳量，称为直接或第一碳排放；产品或服务在其整个生命周期中间接排放的二氧化碳量，称为间接或第二碳排放。法鼓环保团体和法鼓大学[46]个人层面碳排放；产品层面碳排放；企业层面碳排放；国家(区域)层面碳排放。西安工程大学硕士学位论文16表2-2不同组织及研究人员对“碳排放”的分类（续）来源分类MatthewsWeber&Hensrickson[47]有关组织或单位直接的碳排放，其中主要包括来自天然气和化石燃料燃烧所产生的碳排放；有关组织或单位购买的电力或蒸汽所产生的碳排放；产品或服务在其整个供应链环节所产生的碳排放。国际气候变化专门委员会(IPCC)[48]能源部门的碳排放；工业过程和产品使用部门的碳排放；农林和土地利用变化部门的碳排放；废弃物部门的碳排放。由表2-2可知，目前，由于碳排放研究对象和研究尺度的不同，碳排放的分类及其来源和认识也存在一定的差异。2.4碳排放的核算标准及计算方法2.4.1碳排放的核算标准随着气候变化、温室效应等环境问题的加剧，越来越多的国家将其关注的焦点放在推行碳标签制度。为了使碳排放核算具有可比性，各国政府及国际组织通过调研形成了涵盖国家、企业（组织）、产品以及服务、个人等多个层面的系统的碳排放核算标准。其中应用最为广泛的包括：GHGProtocol（温室气体议定书）、PAS2050：2008、TSQ0010、ISO14067。（1）GHGProtocol（温室气体议定书）GHGProtocol由世界可持续发展商业协会（WBCSD）与世界资源研究院（WRI）于2002年正式公告，其目的在于制定一套国际认可的企业温室气体核算与报告准则，并可以在企业和组织间推广应用[49]。其内容包括《温室气体议定书企业核算和报告标准》（用于核算与企业生产直接相关的温室气体排放，包括企业持有或控制的排放源产生的排放和由公司采购电力导致的间接温室气体排放）、《项目核算指南》（可为企业计算与报告因项目带来的温室气体减排提供一套可靠、透明的程序）、《企业价值链（范围3）核算和报告准则》（可用于核算企业价值链所带来的排放，包括公司运作的上游和下游）以及《产品核算和报告准则》（提供标准化的方法来核算具体产品在其生命周期内所带来的排放量），四个部分相互独立又相辅相成，分别用于组织、项目和产品三个应用层面的核算，并分部门提供了不同工业部门的碳足迹计算工具2相关基础理论17并提供了丰富的第三方数据库[50]。目前，GHGProtocol已被多个国际节能减排行动和900多家企业（壳牌、联合利华、宜家、IBM、福特、索尼等）采用。（2）PAS2050:2008目前国际主要关注的碳排放标准是碳信托和英国环境食品农业部门委托英国标准协会所制定的PAS2050产品和服务生命周期温室气体排放评估规范[51]。2008年10月，英国标准协会、英国环境、食品与农村事务部联合发布了新标准PubliclyAvailableSpecification-2050（简称PAS2050）《产品与服务生命周期温室气体排放评估规范》，并将其用于计算产品及服务在整个生命周期内（从原材料的获取，到生产、分销、使用和废弃后的处理）温室气体排放量[52]。PAS2050:2008根据产品区分要求，设定评价目标及选择评价产品对象，通过调研、沟通、盘查、数据搜集后，确定评价涵盖的边界，针对产品和服务的碳足迹进行评价，其原则是构建在相关性、完整性、一致性、准确性以及透明性五个原则之上[53]。PAS2050:2008产品碳排放核算过程见表2-3[54]。表2-3PAS2050:2008产品碳排放核算过程作业内容企业实施具体情况绘制流程图利用大量专业知识列出核算环节工序检查边界及确定优先序列入所有“实质性”排放，根据估计排放量的大小确定优先序收集数据收集整个供应链的数据碳排放核算测量团队进行相关计算检查不确定性（可选项）衡量碳排放结果中的不确定性并使其最小化（3）TSQ00102009年3月日本出台了碳足迹产品分类规则(ThecriteriaondevelopingCFproductcategoryrules)，该规则可以用于所有商品和服务项目[55]。同年，日本又制定了TSQ0010标准（产品碳足迹及量化和沟通基本准则），并于4月正式发布，TSQ0010标准主要是对产品碳足迹评估和标识的一般性原则规范进行说明。此规范对有关碳足迹的适用范围、引用标准以及产品碳足迹的量化方法等进行了详细的介绍[56]。（4）ISO14067ISO14067是由国际标准组织负责制定的环境管理系列标准，主要由范围、标准化参考、术语定义、应用、原则、产品碳足迹量化方法、产品碳足迹研究报告、产品碳足迹沟通的准备和产品碳足迹沟通九个部分组成[57]。其目的在于提供了产品西安工程大学硕士学位论文18温室气体量化与沟通方面的要求事项，此标准将分为两部分：ISO14067-1（温室气体-产品碳足迹-第1部分：量化）以及ISO14067-2（温室气体-产品碳足迹-第2部分：沟通）。（5）碳排放核算标准比较分析自90年以来，全球碳排放日益严重的问题已成为国际组织以及各国政府关注的焦点，并陆续发布了一系列的相关标准，2002年，发布了GHGProtocol（温室气体议定书），2008年发布了PAS2050：2008，2009年发布了TSQ0010，2013年发布了ISO14067标准，各个国家一直没有停下减少碳排放的步伐。根据各个碳排放研究的领域、范围等因素，对GHGProtocol（温室气体议定书）、PAS2050:2008、TSQ0010以及ISO14067进行比较分析，如表2-4所示。表2-4碳排放核算标准比较分析地区/机构标准/规范名称使用范围核算方法世界可持续发展商业协会（WBCSD）与世界资源研究院（WRI）GHGProtocol企业/项目/产品对企业或项目现有端排放源的检测和审计英国PAS2050：2008产品/服务对产品或服务全生周期碳排放，建立模型估算日本TSQ0010产品/服务ISOISO14067产品/服务由表2-4可知，GHGProtocol（温室气体议定书）、PAS2050：2008、TSQ0010以及ISO14067等标准/规范虽然在使用范围、核算方法等方面存在差异，但是在实际使用过程中也有相通的地方，比如PAS2050：2008与GHGProtocol，前者是从产品角度进行碳排放的评估，而后者则是从企业角度进行碳排放的评估，但实际上二者都同时将产品层面的碳排放信息考虑在内，与产品不直接相关的温室气体排放二者在计算的过程中均不考虑。2.4.2碳排放的计算方法温室气体的排放对全球气候产生了巨大的影响，各个国家对碳排放问题也越来越重视，近几年来，各位学者也提出了不少应用于企业和产品碳排放的计算方法，主要包括：排放因子法、实测法、物料平衡法等。（1）排放因子法排放因子法是指联合国气候变化委员会编写的国家温室气体清单指南，其提供了计算温室气体排放的详细方法，并成为国际上公认和通用的碳排放评估方法。其研究区域主要为能源部门、工业部门，农林和土地利用变化部门、废弃物部门等四2相关基础理论19大部门。并把表示人类活动发生程度的信息称为活动数据（ActivityDate），把用于量化单位人类活动所造成的排放物量或清除量的系数称为排放因子（EmissionFactors）。将活动水平数据与排放因子相乘即可得到相关的温室气体排放值。（2）实测法实测法主要通过监测手段或国家有关部门认定的连续计量设施，测量排放气体的流速、流量和浓度，用主管部门认可的测量数据来计算气体的排放总量，其进一步可分为抽样分析法和在线实时监测法[58]。其中，抽样分析法需要样本具备代表性，否则计算的数据缺乏真实性；而在线实时监测法理论上可以准确计算碳排放量，并保证数据的客观性，但我国目前尚未建立起国家（区域）碳排放量核算体系，无法为在线实时监测法提供必要的技术支持。（3）物料平衡法物料平衡法是对生产过程中所使用的物料进行定量分析的方法，其基本原理是质量守恒定律，即输入系统的物料质量必定等于该系统输出物料的质量。物料平衡法是把工业排放源的碳排放量、生产工艺和管理、资源（原材料、水源、能源）综合利用及环境治理结合起来，系统地、全而地研究生产过程中碳排放的一种科学有效的计算方法[59]。该方法不仅适用于局部的生产过程，而且也适用于整个生产过程。此方法虽然消耗的财力、物力、人力较小，但是其最大劣势在于必须详细了解企业的生产工艺、管理水平以及污染治理等信息，同时需要收集大量并且详细的工业生产过程数据。该方法仅仅适合数据基础较好的企业采用。（4）碳排放计算方法比较分析排放因子法、实测法、物料平衡法其计算原理有所差异，每一种方法都自有其应用的特点及其适用的场景。根据计算的输入、输出以及特点等因素，对排放因子法、实测法、物料平衡法进行比较分析，见表2-5。表2-5碳排放计算方法比较分析方法输入输出特点排放因子法活动水平数据、排放因子CO2排放量计算简便、实用实测法空气流量、CO2浓度、转换系数CO2排放量精确、测量要求高物料平衡法投入物料总和CO2排放量基础数据要完备、可靠由表2-5可知，实测法虽然计算结果精确，但其测量的要求高，需要花费大量的人力、物力、财力，并且采用抽样分析法要求样本具备代表性，监测范围有限，西安工程大学硕士学位论文20不适合采用。物料平衡法虽然消耗的财力、物力、人力较小，但是其需要有完备的基础数据记录，仅仅适合数据基础较好的企业采用。排放因子法与实测法、物料平衡法相比较，其优势在于碳排放核算所需的基础数据要求不高，是目前较为实用和简洁的方法。因此，本文采用排放因子法对纺织企业生产过程关键环节碳排放进行核算。2.5本章小结本章介绍了碳排放的相关基础理论，具体内容包含以下几个方面。（1）低碳经济的定义及其相关理论。总结了前人对于低碳经济的定义，进而对低碳经济的相关理论（循环经济、清洁生产、可持续发展）进行阐述，并分析了低碳经济与循环经济、清洁生产、可持续发展之间的关系。（2）低碳纺织的定义及其评价指标。给出低碳纺织的定义，并分析了低碳纺织评价指标（碳排放、技术水平、管理水平及文化建设）的重要性。（3）碳排放的定义、分类、核算标准及其计算方法。总结了前人对于碳排放的定义，同时从不同的角度对碳排放进行分类，并比较分析了碳排放的核算标准以及计算方法。3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析213纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析一件纺织品生命周期内的碳排放源涉及原材料的获取环节、纺纱环节、织造环节、印染环节、成衣制造环节、分销零售环节、消费环节以及废物回收环节等八个环节。其中，纺纱环节、织造环节、印染环节以及成衣制造环节都是属于纺织企业生产加工过程，而本文是以纺织企业生产过程关键环节（织造环节及印染环节）的碳排放为研究对象。本章通过分析织造环节及印染环节的工艺流程，并分别提出这两个环节的碳排放影响因素，为第四章纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型的构建提供决策依据。3.1纺织企业生产过程的关键环节一件纺织产品整个生命周期过程中的碳排放量衡量范畴包括个八环节，即原材料的获取环节，纺纱环节，织造环节，印染环节，成衣制造环节，分销零售环节，消费环节，废物回收环节，其中，纺纱环节、织造环节、印染环节以及成衣制造环节都是属于纺织企业生产加工过程。纺织品生命周期流程图如图3-1所示。原料纺纱包装包装材料织造包装包装材料印染包装包装材料成衣制造包装包装材料分销零售消费废物废物废物废物废物填埋处理图3-1纺织品生命周期流程图在图3-1中，原材料的获取环节：生产纺织品所需的原材料主要分为天然纤维（如棉、麻等）以及合成的化学纤维。天然纤维（如棉、麻等）主要是通过种植来获取，在种植过程中会浇水、施肥，并且还会为了防止病变而对其喷洒农药，这些都可能会产生二氧化碳等温室气体的排放。同时，也需要对这些天然纤维（如棉、西安工程大学硕士学位论文22麻等）进行加工处理，从而产生间接的碳排放。化学纤维主要是通过加工处理来获得，在对化学纤维进行加工的过程中，主要会消耗电能以及其他的化石能源，从而产生直接的碳排放以及间接的碳排放。纺纱环节、织造环节、印染环节以及成衣制造环节都是属于生产加工过程。在生产加工过程中，大多数的加工也都是由机器完成，机器加工全部是以电能消耗为主，会产生间接的碳排放。同时，在加工过程中也会有一些物料的消耗，例如织造环节所需的浆料、蒸汽、印染环节所需的染料助剂以及水的消耗。物料的消耗会导致二氧化碳等温室气体的排放。此外，加工过程中还会产生废弃物，对废弃物的处理会有温室气体排出。分销零售环节：最为重要的就是运输，在运输过程中会消耗大量的油，从而排出二氧化碳、甲烷以及二氧化氮等温室气体。消费环节：主要是对纺织品的使用，在使用过程中，会对纺织品进行洗涤和熨烫等，从而会导致水、电等资源的消耗，产生间接的碳排放。废物处理环节：主要是对废旧纺织品以及废弃物的处理，在处理过程中会有二氧化碳等温室气体的排放。在图3-1这八个环节中，不同环节碳排放的来源同样有所差别，对于纺织产品的全生命周期而言，纺织产品的碳排放就是各个环节的碳排放总和。而本文主要针对纺织企业生产过程关键环节的碳排放进行研究。纺织企业，即属于纺织行业，主要从事纯棉布以及各种面料的纺纱、织造、印染以及成衣制造加工的企业。对于纺织企业生产加工过程而言，纺织企业生产过程的碳排放就是纺纱环节、织造环节、印染环节以及成衣制造环节的碳排放总和。有资料研究表明，纺织企业生产加工全过程的能耗约为4.84吨标煤/吨纤维，其中，织造环节能耗约为0.95吨标煤/吨纤维，印染环节能耗平均为2.84吨标煤/吨纤维[8]，由于织造环节织造设备、浆料助剂的使用以及印染环节规模大、范围广的特性，消耗大量的化石能源与染料助剂，织造环节及印染环节的能源消耗几乎占到纺织企业生产加工全过程能耗的80%，能源消耗的多少直接关系到纺织企业生产过程碳排放的多少，而纺纱环节与成衣制造环节的能源消耗明显少于织造环节与印染环节的能源消耗，因此，本文将织造环节与印染环节确定为纺织企业生产过程的关键环节，只考虑这两个环节所产生的碳排放。织造环节及印染环节的工艺流程如图3-2所示。3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析23纱线经线纬纱成品胚布络筒整经织造穿经结浆纱胚布检验胚布络筒络纬包装商品印花成品检验整理成品织物包装织造印染染料及助剂化学试剂包装材料包装材料废物废水废物废水前处理退浆丝光漂白煮练染色浆料及助剂图3-2织造环节、印染环节的工艺流程3.2织造环节碳排放影响因素分析织造环节的工艺流程包括整经、浆纱、穿经结、织造、坯布检验等，如图3-3所示。现如今，织造环节使用的设备主要包括有梭织机及与之匹配的前织造设备、无梭织机及与之匹配的整、浆、并等设备。第一种设备一次性投资较少，生产效率较低，而第二种设备的一次性投资比第一种设备要高，但是其性能较好，生产效率更高，其往往多用于企业生产。经线纬纱成品胚布络筒整经织造穿经结浆纱胚布检验胚布络筒络纬包装包装材料废物废水纱线浆料及助剂图3-3织造环节的工艺流程西安工程大学硕士学位论文24整经是将一定根数的经纱按工艺设计规定的长度和幅宽，以适宜的、均匀的张力平行卷绕在经轴或织轴上的工艺过程。目前整经机在向高速度、大卷装、自动化方向发展，其设计基本实现“机－电－液”一体化。浆纱的作用主要是增加经纱耐磨性能、单纱强力，保持纱线的弹性和贴伏毛羽，使织造顺利进行。浆纱工序分为调浆及上浆两部分，浆纱工艺也分为调浆工艺及上浆工艺。穿经是将经纱按工艺要求的规律穿过综筘片，以供织造。结经是把浆轴上的纱头直接与织轴上的纱线尾部连接，然后拉过综筘片，进行织造[60]。穿经结是织造前经纱准备的最后一道工序，负有对前工序严格把关和弥补工序不足的责任[61]。织造工序分为有梭织造工序与无梭织造工序。其中有梭织造工序的机器设备主要包括有梭织机。而无梭织造工序的机器设备主要包括喷气织机、喷水织机以及剑杆织机。这几类织机中，有梭织机与剑杆织机只消耗电能，而喷气织机、喷水织机除了消耗电能外，还会消耗压缩空气与水分。在织造环节中，大多数加工也都是由机器完成，对机器的操作在现在的企业中都是有人工完成，人在工作中呼吸时会产生二氧化碳气体，这属于直接碳排放，但是呼吸排放的二氧化碳是人类生存所必须的碳排放，对生产加工过程不产生大的影响，可忽略不计。机器加工均以电能消耗为主，属于间接的碳排放。在加工过程中会有一些物料的消耗，例如浆料、润滑油以及蒸汽的消耗。物料的消耗会产生温室气体，属于间接的碳排放。此外，加工过程中还会产生废弃物，对废弃物的处理会有温室气体排出，属于间接碳排放，但是，织造环节产生的废弃物比较少，对生产加工过程不产生大的影响，可忽略不计。因此，本文将织造环节碳排放的影响因素分为：织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗。3.2.1织造设备耗电产生的碳排放织造环节中的设备耗电主要是机器工作时的电力消耗，包括机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电。（1）机器运转耗电机器运转耗电是织造环节中电力消耗的主体。如今，纺织企业中机器的电力损耗主要取决于自身的运转功率以及运转时间。生产不同的产品，其工艺参数有所差异，对机器运转速度的要求也就有所不同，所以机器的运转功率也就会有所差别。而生产同一产品，其工艺参数完全相同，对机器运转速度的要求也是一样的，所以机器的运转功率也就相同，唯一的差别就在于运转时间的不同，运转时间越长，耗电量越大。3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析25运转时间与生产速度（即单位时间的生产量）息息相关。机器的型号不同，生产产品的种类不同，其生产速度也会有所差异。整经过程中，电力消耗的主要影响因素包括设备运转功率、整经速度、经轴数、坯布长度以及经纱织缩率。其他条件相同时，设备运转功率越大，耗电量也就越大。其他条件一定时，整经速度越大，设备运转时间就越短，耗电量也就越小。同时，纱线是否断头，也受整经速度的影响，整经速度越低，纱线断头出现次数就会越少，从而影响整经效率。设备运转功率、整经速度、坯布长度以及经纱织缩率不变的情况下，经轴数越多，设备耗电量就越大。浆纱过程中，其工艺流程主要包括上浆、烘燥以及卷绕。上浆过程中，浆液的温度会影响浆液的黏度，从而影响上浆率。所以，上浆时浆液的温度要保持恒定，因此，浆料就需要被持续供热。一般情况下，供热的方式分为两种，即电加热以及蒸汽加热。而上浆过程中则需要消耗大量的电能。烘燥过程，其目的在于将上有浆料的纱线加热，而使其蒸发掉纱线中的多余水分，这个过程需要消耗极多的热能，而这些热能则是需要直接由消耗大量的电能来获得。卷绕过程，其目的在于将上浆的纱线卷绕成适合织机织造的织轴，其电力消耗的主要影响因素包括卷绕速度以及卷绕张力。穿经结过程中，电力消耗的主要影响因素包括生产速度、织物的经纱数量以及机器设备的运转功率。其他条件相同时，织物的经纱数量越少，其电力损耗量就会越小。生产速度以及织物的经纱数量一定时，机器设备的运转功率越低，其电力损耗量也就越小。织造过程中，电力消耗的主要影响因素包括生产速度以及设备的运转功率。生产速度一定时，设备的运转功率越低，其耗电量也就越小。生产速度与织机的转速密切相关，当设备的运转功率与织机的转速不变的情况下，织物的纬密越小，生产所需的时间也就越短，电力消耗也就越小。（2）空调耗电我国南北方差异较大，各个地区的气候条件也是有所不同，因此，不同地区的纺织企业在气温调节方面的耗电量也会有所差异。同时，同一地区的纺织企业，由于季节的不同，在气温调节方面的耗电量也是所差异的。例如，夏天气温比较高，厂房内要保持正常工作时的温度，空调的耗电量就会增加。空调的耗电量是与车间的环境布置、机器设备的台数、机器设备的生产水平、空调的运转功率与运转时间、纺织企业所处地区的气候条件以及所处的季节等因素密切相关。西安工程大学硕士学位论文26车间的环境布置方面，车间所处的空间越小，空调的耗电量就越小；车间空间不变的情况下，车间容纳的设备台数越少，空调的耗电量就越小；机器设备的生产水平越低，其生产速度以及生产效率就会越低，空调的耗电量就会越大。此外，其他条件不变的情况下，空调的运转功率越高，其耗电量也就越大。（3）照明耗电照明的耗电量与车间照明工具的功率、照明工具的数量、照明工具的工作时间、车间设备台数、车间机器设备的生产水平等因素密切相关。其中，影响单个设备单位时间内照明耗电量的因素包括车间照明工具的功率、照明工具的数量、照明工具的工作时间、车间设备台数。此外，车间机器设备的生产水平越低，其单位产品的生产速度以及生产效率就会越低，照明的耗电量就会越大。（4）其他方面的耗电其他方面的耗电主要包括空压机耗电和辅助设备耗电。空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。目前，许多纺织企业在生产过程中都会用到空气压缩机。例如织造过程中用到的喷气织机。空气压缩机的运转功率及运转时间都会对空压机的耗电量有所影响。在织造过程中，辅助设备是不可或缺的一部分。其主要应用于织造过程中各种机器设备的维护以及保养。辅助设备的电力消耗也是纺织企业生产过程碳排放的影响因素之一。3.2.2浆料助剂及蒸汽消耗产生的碳排放织造环节中，除了人力消耗产生的碳排放以及电力消耗产生的碳排放外，一些物料的消耗也是纺织企业生产过程织造环节碳排放的影响因素之一。浆纱过程中，浆料、蜡液以及润滑剂的使用，会间接导致二氧化碳等温室气体的排放。在调浆过程中使用到的调浆桶都具备两种功能：一是蒸汽烧煮，二是机器搅拌。而蒸汽烧煮时，需要应用到温度很高的蒸汽。此外，一些浆纱设备也是需要蒸汽来保持温度的恒定。所以说，此过程会消耗大量的蒸汽。而这些蒸汽都是通过燃烧大量的化石燃料（煤炭）来获得，化石燃料燃烧过程中会产生大量的温室气体，是碳排放的影响因素之一。3.3印染环节碳排放影响因素分析印染又称之为染整，是一种加工方式，其工艺流程主要包括烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、印花、染色、后整理等工序，如图3-4所示。3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析27成品胚布商品印花成品检验整理成品织物包装染料及助剂化学试剂包装材料废物废水前处理退浆漂白煮练染色烧毛丝光图3-4印染环节的工艺流程烧毛工序的目的在于将布面上的绒毛烧去，改善布面光泽，使其光洁美观，并防止在染色、印花时因绒毛的存在而产生染色不均匀以及印花疵病等情况。退浆工序的目的主要在于去除织物上的浆料，使纤维与染料有较好的亲和力，同时也去除纤维上的杂质。可分为碱退浆、酶退浆、酸退浆以及氧化退浆等方法。煮炼工序是在高温碱液中蒸煮织物，以去除残留在织物上的杂质，并使织物有较好的吸水性，便于印染过程中染料的吸附和扩散。漂白工序的目的在于去除织物上的色素、增加织物的白度，而纤维本身则不受显著的损伤。通常采用的漂白方法为次氯酸钠法以及双氧水法等。丝光是指棉织物在室温或低温下，在经纬方向上都受到张力的情况下，用浓的烧碱溶液处理，以改善织物性能的加工过程。染色工艺一般包括温水润湿、入染、逐步升温染色、保温染色、还原清洗、水洗、烘干等工序。还原清洗的目的是为了去除浮色，提高染色牢度和色泽鲜艳度。通常而言，染色浓度越高，浮色越严重。若没有去除浮色，容易出现脱色掉色等现象，导致织物的色牢度下降[62]。后整理工序就是赋予服装面料服用性能以及美观的纺织技术工程，是对织物进行的最后一次处理。其对于开发一些特殊功能的面料，对赋予面料特殊功能以及提升服用效果有着极其重要的作用。在印染环节中，大多数加工都是由机器完成，对机器的操作在现在的企业中都是有人工完成，人在工作中呼吸时会产生二氧化碳气体，这属于直接碳排放，但是呼吸排放的二氧化碳是人类生存所必须的碳排放，对生产加工过程不产生大的影响，可忽略不计。机器加工均以电能消耗为主，属于间接的碳排放。在加工过程中会有一些物料的消耗，例如化学试剂、染料助剂、水以及蒸汽的消耗。物料的消耗会产生温室气体，不但存在直接的碳排放，而且也存在间接的碳排放。此外，加工过程中还会产生印染废水，对印染废水的处理会有温室气体排出，不仅会有直接的碳排放产生，还将导致间接的碳排放。因此，本文将印染环节碳排放的影响因素分为：西安工程大学硕士学位论文28印染设备耗电、染料助剂和水及蒸汽消耗、印染废水处理。3.3.1印染设备耗电产生的碳排放印染环节中的设备耗能主要是机器工作时的电力消耗，包括机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电。（1）机器运转耗电机器运转耗电是印染环节中电力消耗的主体。如今，纺织企业中机器的电力消耗主要取决于自身的运转功率以及运转时间。生产不同的产品，其工艺参数有所差异，对机器运转速度的要求也就有所不同，所以机器的运转功率也就会有所差别。而生产同一产品，其工艺参数完全相同，对机器运转速度的要求也是一样的，所以机器的运转功率也就相同，唯一的差别就在于运转时间的不同，运转时间越长，耗电量越大。运转时间与生产速度（即单位时间的生产量）息息相关。机器的型号不同，生产产品的种类不同，其生产速度也会有所差异。烧毛过程中，使用的烧毛机主要有气体烧毛机、热板烧毛机以及圆通烧毛机。目前，生产中多采用气体烧毛机。烧毛工序电力消耗的主要影响因素包括烧毛速度以及设备运转功率。烧毛速度与织物的种类以及机器设备的条件有关，一般稀薄织物的车速较大，为120-150米/分钟，厚密织物的车速较小，为80-120米/分钟。其他条件不变的情况下，设备运转功率越大，其耗电量越大。退浆工序是棉以及棉型织物的第一道湿处理工艺，其主要目的在于“退得净”。常用的退浆方法包括碱退浆、酶退浆、酸退浆以及氧化退浆等方法。目前，常用的碱退浆工艺流程为轧碱、打卷堆置或气蒸、水洗；酶退浆工艺流程为预水洗、浸轧或浸渍酶退浆液、保温堆置以及水洗后处理；氧化退浆主要有冷轧堆和轧蒸两种工艺，其中冷轧堆工艺流程为室温浸轧、打卷、室温堆置、高温水洗，轧蒸工艺流程为浸轧、气蒸、水洗。无论采用哪种退浆方法，退浆过程中全部需要使用到机器设备，会直接消耗电力。电力消耗的主要影响因素包括其生产设备的生产速度以及设备运转功率。煮练过程中，根据织物加工形式的不同将使用设备分为绳状和平幅两种，这两种形式又各分为间歇式和连续式，如煮布锅、轧卷式练漂机、绳状汽蒸连续煮练机、履带式平幅汽蒸煮练机等。漂白过程中，使用的设备主要分为间歇式、半连续式、连续式，其中间歇式漂白常用的设备包括绞盘染色机、喷射以及溢流染色机、淋漂机。丝光过程中，使用的设备主要有布铗丝光机、直辊丝光机、弯辊丝光机等，应用比较普遍的为布铗丝光机[63]。这些设备以消耗电力来进行加工，电力消耗的主要3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析29影响因素包括其生产设备的生产速度以及设备运转功率。印染过程中，根据印染对象的不同将使用设备分为纤维染色机、纱线染色机、织物染色机，如卷染机、连续轧染机、常温常压溢流染色机等等。这些设备以消耗电力为主，其中，加工织物的长度、设备的生产速度以及设备的运转功率对电力的消耗有所影响。其他条件不变的情况下，加工织物的长度越长，机器工作的时间就越长，消耗的电力也就越大。织物的一般整理，通常分为物理整理和化学整理，前者利用物理作用以及机械作用来改善织物的外观和某些物理性能。后者通过施加化学药品，使之与纤维发生化学或化学与物理反应。物理整理包括定（拉）幅整理、轧光、电光以及轧纹整理、剪毛、起毛以及磨毛整理、机器柔软整理、织物热定型整理等，使用设备有热风针板拉幅机、轧光机、电光机、轧花机、热定型机等。化学整理包括手感整理（柔软以及硬挺整理）以及增白整理等，使用设备有浸轧上浆机等。除此之外，后整理工序还包括防缩整理、防皱整理、拒水拒油整理、易去污整理、阻燃整理以及卫生整理等特种功能整理。使用设备有预缩机、树脂整理机、泡沫整理机、涂层整理机翻动式烘燥柔软整理机等。这些设备以消耗电力来进行加工，电力消耗的主要影响因素包括其生产设备的生产速度以及设备运转功率。（2）空调耗电我国南北方差异较大，各个地区的气候条件也是有所不同，因此，不同地区的纺织企业在气温调节方面的耗电量也会有所差异。同时，同一地区的纺织企业，由于季节的不同，在气温调节方面的耗电量也是所差异的。例如，夏天气温比较高，厂房内要保持正常工作时的温度，空调的耗电量就会增加。空调的耗电量是与车间的环境布置、机器设备的台数、机器设备的生产水平、空调的运转功率与运转时间、纺织企业所处地区的气候条件以及所处的季节等因素密切相关。车间的环境布置方面，车间所处的空间越小，空调的耗电量就越小；车间空间不变的情况下，车间容纳的设备台数越少，空调的耗电量就越小；机器设备的生产水平越低，其生产速度以及生产效率就会越低，空调的耗电量就会越大。此外，其他条件不变的情况下，空调的运转功率越高，其耗电量也就越大。（3）照明耗电照明的耗电量与车间照明工具的功率、照明工具的数量、照明工具的工作时间、车间设备台数、车间机器设备的生产水平等因素密切相关。其中，影响单个设备单位时间内照明耗电量的因素包括车间照明工具的功率、照明工具的数量、照明工具西安工程大学硕士学位论文30的工作时间、车间设备台数。此外，车间机器设备的生产水平越低，其单位产品的生产速度以及生产效率就会越低，照明的耗电量就会越大。（4）其他方面的耗电其他方面的耗电主要包括空压机耗电与辅助设备耗电。空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。目前，许多纺织企业在生产过程中都会用到空气压缩机，如印染加工过程中，许多的印染设备都需要用到空气压缩机。空气压缩机的运转功率及运转时间都会对空压机的耗电量有所影响。在印染过程中，辅助设备是不可或缺的一部分。其主要应用于印染过程中各种机器设备的维护以及保养。辅助设备的电力消耗也是纺织企业生产过程碳排放的影响因素之一。3.3.2染料助剂和水及蒸汽消耗产生的碳排放印染环节中，除了电力消耗产生的碳排放外，一些染料助剂、水及蒸汽消耗也是碳排放的影响因素之一。印染过程中，为达到染料与织物反应并在织物上永久固色的目的，需要使用大量的盐，同时处于碱性条件下时，对织物进行染色或印花，并且使织物处于汽蒸或焙烘条件下，对其进行固色。为了减少盐的浓度和去掉浮色，需要长时间的冲洗，所以说，印染过程中需要消耗大量染料、化学试剂、染整助剂、蒸汽以及水。染料、化学试剂、染整助剂以及水的使用，会间接导致温室气体的排放。而印染过程中使用的蒸汽都是通过燃烧大量的化石燃料（煤炭）来获得，化石燃料燃烧过程中会产生大量的温室气体，是碳排放的影响因素之一。3.3.3印染废水处理产生的碳排放印染环节中会产生大量的印染废水，主要包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水、整理废水以及其他废水等[64]。印染废水的水质较为复杂，其中含有一些残余的染料、退浆时的浆料、各种化学助剂以及各种纤维杂质等等。印染废水中的污染物按来源可将其分为两类：一是来自纤维原料本身的夹带物，二是加工过程中使用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。印染环节生产的产品各不相同，其排出的印染废水的水质也是有所差异，因此，对印染废水的特点可以概括为四个方面。（1）色度大、有机物含量高。总而言之，印染废水是属于有机废水，其中所含有的颜色与污染物主要包括天然的有机物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）以及人工合成的有机物质（燃料、助剂、浆料等所构成）[65]。（2）水质水量变化大。印染废水是印染环节中排放的各种废水混合后的总称，3纺织企业生产过程关键环节碳排放影响因素分析31主要包退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水、整理废水以及其他废水等。一些企业印染环节排放的废水全部为生产废水，而另一些企业印染环节排放的废水中会含有一部分生活污水，从而导致印染废水水质有较大差异。（3）有较强的生物毒性。印染废水中除含有一些浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质以及无机盐外，染料结构中的硝基、胺基化合物、苯及其同系物均具有较强的生物毒性[66]。（4）PH值变化较大。不同的纤维物在印染加工过程中所使用的工艺也会有所不同，需要在不同的PH条件下进行染色，从而致使印染环节排放废水的PH有较大的差异。印染废水中COD值较高，会有大量的直接排放物产生。印染废水的处理不仅会有直接的碳排放产生，还将导致间接的碳排放。因此，印染废水处理也是生产过程碳排放的影响因素之一。3.4本章小结本章首先介绍了纺织企业生产过程的关键环节，即织造环节与印染环节，同时提出本文的研究对象为纺织企业生产过程中织造环节以及印染环节的碳排放。再者分析织造环节及印染环节的碳排放影响因素，最后为纺织企业生产过程碳排放计算模型的构建提供决策依据。本章的具体内容包括以下几个方面。（1）织造环节的碳排放影响因素分析。通过对织造环节工艺流程（整经、浆纱、穿经结、织造、坯布检验等）的分析，提出织造环节碳排放的影响因素为：织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗。（2）印染环节的碳排放影响因素分析。通过对印染环节工艺流程（烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、印花、染色、后整理等）的分析，提出印染环节碳排放的影响因素为：印染设备耗电、染料助剂、水及蒸汽消耗、印染废水处理。西安工程大学硕士学位论文324纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型334纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型第三章提出的织造环节的碳排放影响因素为织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗，印染环节的碳排放影响因素为印染设备耗电、染料助剂和水及蒸汽消耗、印染废水处理。本章通过对排放因子法基本原理的介绍，并以此为基础，分别构建织造环节的碳排放计算模型与印染环节的碳排放计算模型。4.1排放因子法基本原理排放因子法是指联合国气候变化委员会编写的国家温室气体清单指南，其提供了计算温室气体排放的详细方法，并成为国际上公认和通用的碳排放评估方法。其研究区域主要为能源部门、工业部门，农林和土地利用变化部门、废弃物部门等四大部门[1]。并把表示人类活动发生程度的信息称为活动数据（ActivityDate），把用于量化单位人类活动所造成的排放物量或清除量的系数称为排放因子（EmissionFactors）。其碳排放量较为通用的计算公式（4-1）。1niiiCAE（4-1）式（4-1）中，C表示碳排放的总量；n表示能源的种类数；iA表示第i种能源的消耗量；iE表示第i种能源的排放系数。排放因子法有三个层级，第一层级为基于燃料的排放量，所有燃烧源的排放可以根据燃料数量（通常来自国家能源统计）以及平均排放因子进行估算。二氧化碳的排放因子主要取决于燃料的碳含量，而燃烧条件（燃烧效率、在矿渣和炉灰等物中的碳残留）相对不重要。因此，碳排放可以基于燃烧的燃料总量和燃料中平均碳含量进行估算。排放因子采用IPCC数据库中推荐的缺省因子。第二层级采用国家特定生产技术水平条件下，特定燃料在特定燃烧条件下的排放因子代替缺省因子。它能够更为真实的反应排放源的碳排放情况。第三层级为最高层级，它是详细排放模式测量，属于工厂级数据。它能够对非二氧化碳等温室气体作更好的估算，但也需要做更为细致的监测工作。排放因子法计算的关键在于排放系数，对化石燃料，一般采用国际通用的IPCC默认值作为排放系数进行二氧化碳排放量的计算，各类煤炭类能源的碳排放因子见表4-1，各区域电网电力的碳排放因子见表4-2，各种染料浆料助剂的碳排放因子见表4-3。西安工程大学硕士学位论文34表4-1各类煤炭类能源的碳排放因子能源种类碳排放因子（kgCO2e/kg）能源种类碳排放因子（kgCO2e/kg）标煤2.4567洗精煤2.631焦炉煤气1.288其他煤气1.288煤油2.051柴油2.167其他石油制品2.126天然气2.162热力3.212燃料油2.219焦炭2.977汽油1.988原油2.104液化石油气1.828表4-2各区域电网电力碳排放因子区域碳排放因子（kgCO2e/kw·h）华北区域电网1.0302华东区域电网0.8100华中区域电网0.9779西北区域电网0.9720南方区域电网0.9223东北区域电网1.1120表4-3各种染料浆料助剂的碳排放因子染料浆料助剂种类碳排放因子（kgCO2e/kg）染料浆料助剂种类碳排放因子（kgCO2e/kg）纯碱1.308烧碱0.819元明粉0.422染料0.5浆料1.36润滑剂2.954.2基于排放因子法的织造环节碳排放计算模型构建在3.2节提到织造环节碳排放的影响因素分为：织造设备耗电、浆料助剂以及蒸汽消耗。因此织造环节的碳排放量从这两方面进行计算。（1）织造设备耗电的碳排放量计算模型构建织造环节中的设备耗能主要是机器工作时的电力消耗，包括机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电。因此设备耗能的碳排放量将从机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电等方面进行计算。1）机器运转耗电机器运转耗电主要包括整经工序耗电、浆纱工序耗电、穿经结工序耗电以及织4纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型35造工序耗电。整经机总的理论耗电量zzzWPT（4-2）式（4-2）中，zW表示整经机的总耗电量；zP表示整经机的额定功率；zT表示整经机的工作时间，其单位为h。生产L米坯布所需要的时间为：60jzLnv。其中，jL表示经纱的长度，其单位为m，其计算公式为1jjLL，j表示经纱织缩率；zv表示细整经机的整经速度；n表示整经机的经轴数。则生产L米坯布所需要的总时间为：60(1)zjzLnTv（4-3）将式（4-3）带入到式（4-2）中，可得整经机理论耗电量的最终计算公式（4-4）。60(1)zzjzLnWPv（4-4）浆纱工序耗电主要包括调浆机耗电以及浆纱机耗电。调浆机总的理论耗电量tttWPT（4-5）式（4-5）中，tW表示调浆机的总耗电量；tP表示调浆机的额定功率；tT表示调浆机的工作时间，其单位为h。生产L米坯布所需要的时间为：tttMtm。其中，tM表示生产L米坯布所需要的浆料；tm表示每锅架料容量；tt表示煮浆时间。则调浆机总的理论耗电量的最终计算公式（4-6）。tttttMWPtm（4-6）浆纱机总的理论耗电量西安工程大学硕士学位论文36sssWPT（4-7）式（4-7）中，sW表示浆纱机的总耗电量；sP表示浆纱机的额定功率；sT表示浆纱机的工作时间，其单位为h。生产L米坯布所需要的时间为：60jsLv。其中，jL表示经纱的长度，其单位为m，其计算公式为1jjLL，j表示经纱织缩率；sv表示细浆纱机的浆纱速度。那么生产L米坯布所需要的总时间为：60(1)sjsLTv（4-8）将式（4-8）带入到式（4-7）中，可得浆纱机理论耗电量的最终计算公式（4-9）。60(1)ssjsLWPv（4-9）穿经结设备总的理论耗电量cccWPT（4-10）式（4-10）中，cW表示穿经结设备的总耗电量；cP表示穿经结设备的额定功率；cT表示穿经结设备的工作时间，其单位为h。经纱总根数=10jjBN，其中B表示幅宽，其单位为cm，j表示经纱密度。cv表示穿经结设备的穿经速度，其单位为根/min。那么穿经结设备的工作时间为：600jccBTv（4-11）将式（4-11）带入到式（4-10）中，可得浆纱机理论耗电量的最终计算公式（4-12）。600jcccBWPv（4-12）织机总的理论耗电量jjjWPT（4-13）4纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型37式（4-13）中，jW表示织机的总耗电量；jP表示织机的额定功率；jT表示织机的工作时间，其单位为h。生产L米坯布所需要的时间为：jLv。其中，jv表示织机的织造速度，其单位为m/h，其计算公式为6010jjwv，j表示织机的转速，其单位为r/min，w表示纬纱密度。那么生产L米坯布所需要的总时间为：6wjjLT（4-14）将式（4-14）带入到式（4-13）中，可得织机理论耗电量的最终计算公式（4-15）。6wjjjLWP（4-15）织造环节机器设备总的耗电量1bztscjWWWWWW（4-16）2）空调耗电空调总的理论耗电量ddddWPTS（4-17）式（4-17）中，dW表示空调的总耗电量；dP表示空调的额定功率；dT表示空调的工作时间，其单位为h；dS表示同时工作时空调的台数。空调总耗电量分配到单个生产设备上的电量为：1dWS，则织造环节空调总的耗电量11()ddddztscjPTSWSSSSSS（4-18）式（4-18）中，1S表示在时间dT内所有工作的生产设备的台数，zS表示同时工作时整经机的台数，tS表示同时工作时调浆机的台数，sS表示同时工作时浆纱机的西安工程大学硕士学位论文38台数，cS表示同时工作时穿经结设备的数量，jS表示同时工作时织机的数量。3）照明耗电照明总的理论耗电量mmmmWPTS（4-19）式（4-19）中，mW表示照明工具的总耗电量；mP表示照明工具的额定功率；mT表示照明工具的工作时间，其单位为h；mS表示同时工作时照明工具的数量。照明工具总耗电量分配到单个生产设备上的电量为：2mWS，则织造环节照明工具总的耗电量12()mmmmztscjPTSWSSSSSS（4-20）式（4-20）中，2S表示在时间mT内所有工作的生产设备的台数。4）其他方面的耗电其他方面的耗电主要包括空压机耗电以及辅助设备耗电。空压机总的理论耗电量kkkkWPTS（4-21）式（4-21）中，kW表示空压机的总耗电量；kP表示空压机的额定功率；kT表示空压机的工作时间，其单位为h；kS表示同时工作时空压机的台数。空压机总耗电量分配到单个生产设备上的电量为：3kWS，则织造环节空压机总的耗电量13()kkkkzzttssccjjPTSWSSSSSS（4-22）式（4-22）中，3S表示在时间kT内所有用到压缩空气的生产设备的台数；设为系数，=0z时，表示整经机不需要用到压缩空气，=1z时，表示整经机需要用到4纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型39压缩空气；=0t时，表示调浆机不需要用到压缩空气，=1t时，表示调浆机需要用到压缩空气；=0s时，表示浆纱机不需要用到压缩空气，=1s时，表示浆纱机需要用到压缩空气；=0c时，表示穿经结设备不需要用到压缩空气，=1c时，表示穿经结设备需要用到压缩空气；=0j时，表示织机不需要用到压缩空气，=1j时，表示织机需要用到压缩空气。辅助设备总的理论耗电量ffffWPTS（4-23）式（4-22）中，fW表示辅助设备的总耗电量；fP表示辅助设备的额定功率；fT表示辅助设备的工作时间，其单位为h；fS表示同时工作时辅助设备的数量。辅助设备总耗电量分配到单个生产设备上的电量为：4fWS，则织造环节辅助设备总的耗电量14()ffffztscjPTSWSSSSSS（4-24）式（4-24）中，4S表示在时间fT内所有用到辅助设备的生产设备的台数。织造环节设备耗电的碳排放量111111=sbdmkfeCWWWWWE（）（4-25）式（4-25）中，1sC表示织造环节设备耗能的碳排放总量；eE表示电力的排放因子。（2）浆料助剂、蒸汽消耗的碳排放量计算模型构建织造环节的物料消耗主要包括浆料助剂、蒸汽的消耗。1）浆料助剂消耗的碳排放量计算模型构建织造环节浆料消耗的碳排放量=jjjCAE（4-26）式（4-26）中，jC表示织造环节浆料助剂消耗的碳排放总量；jA表示织造环节西安工程大学硕士学位论文40浆料助剂的消耗量；jE表示织造环节浆料助剂的排放因子。2）蒸汽消耗的碳排放量计算模型构建织造环节蒸汽消耗的碳排放量11=qqqcCAE（4-27）式（4-26）中，1qC表示织造环节蒸汽消耗的碳排放总量；1qA表示织造环节蒸汽的消耗量；q表示蒸汽按照热值折算标煤的折算系数，根据综合能耗计算通则取值0.1286；cE表示标煤的CO2的排放因子。织造环节总的碳排放量11zsjqCCCC（4-28）4.3基于排放因子法的印染环节碳排放计算模型构建在3.3节提到印染环节碳排放的影响因素分为：印染设备耗电、染料助剂、水及蒸汽消耗、印染废水处理。因此印染环节碳排放量也将从这几方面进行计算。（1）印染设备耗电的碳排放量计算模型构建印染环节中的设备耗能主要是机器工作时的电力消耗，包括机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电。因此印染设备耗能产生的碳排放量将从机器运转耗电，空调耗电，照明耗电以及其他方面的耗电等方面进行计算。1）机器运转耗电印染环节机器设备总的耗电量21=()nbyiyiiWPT（4-29）式（4-29）中，yiP表示印染环节中第i项机器的额定功率；yiT表示印染环节中第i项机器的工作时间，其单位为h，其计算公式为yiyiLTv，L表示织物的长度，yiv表示印染环节中第i项机器的速度。那么，印染环节机器设备总的耗电量21=()nbyiiyiLWPv（4-30）4纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型412）空调耗电空调总的理论耗电量计算公式如4-17所示。其分配到单个生产设备上的电量为：1dWS，则印染环节空调总的耗电量211()nddddyiiPTSWSS（4-31）式（4-31）中，yiS表示印染环节中同时工作时第i项机器的台数。3）照明耗电照明总的理论耗电量计算公式如4-19所示。其分配到单个生产设备上的电量为：2mWS，则印染环节照明工具总的耗电量212()nmmmmyiiPTSWSS（4-32）4）其他方面的耗电其他方面的耗电主要包括空压机耗电以及辅助设备耗电。空压机总的理论耗电量计算公式如4-21所示。其分配到单个生产设备上的电量为：3kWS，则印染环节空压机总的耗电量213()nkkkkyiyiiPTSWSS（4-33）式（4-33）中，设为系数，=0yi时，表示第i项生产设备不需要用到压缩空气，=1yi时，表示第i项生产设备需要用到压缩空气。辅助设备总的理论耗电量公式（4-23），其分配到单个生产设备上的电量为：4fWS，则印染环节辅助设备总的耗电量214()nffffyiiPTSWSS（4-34）印染环节设备耗能的碳排放量西安工程大学硕士学位论文42222222=sbdmkfeCWWWWWE（）（4-35）式（4-35）中，2sC表示印染环节设备耗能的碳排放总量。（2）染料助剂、水及蒸汽消耗的碳排放量计算模型构建印染环节的物料消耗主要包括染料助剂、水及蒸汽消耗。1）染料助剂消耗的碳排放量计算模型构建印染环节染料助剂消耗的碳排放量1=()nrririiCAE（4-36）式（4-36）中，rC表示印染环节染料助剂消耗的碳排放总量；riA表示印染环节第i种染料助剂的消耗量；riE表示印染环节第i种染料助剂的排放因子。2）蒸汽消耗的碳排放量计算模型构建印染环节蒸汽消耗的碳排放量22=qqqcCAE（4-37）式（4-37）中，2qC表示印染环节蒸汽消耗的碳排放总量；2qA表示印染环节蒸汽的消耗量。3）水消耗的碳排放量计算模型构建印染环节水消耗的碳排放量=wwwcCAE（4-38）式（4-38）中，wC表示印染环节水消耗的碳排放总量；wA表示印染环节水的消耗量。w表示水按照热值折算标煤的折算系数，根据《印染企业综合能耗计算办法及基本定额》，则取值0.2571。（3）印染废水处理消耗的碳排放量计算模型构建印染环节废水处理消耗的碳排放量式（4-39）中，fC表示印染环节废水处理消耗的碳排放的总量；fV表示印染环4纺织企业生产过程关键环节碳排放计算模型43节废水的总处理量。CriCOD表示CrCOD平均进水质量浓度，其单位为mg/L；CroCOD表示CrCOD平均出水质量浓度，其单位为mg/L；0.25废水中甲烷的排放系数；4CHGWP表示甲烷的全球变暖潜能值。印染环节总的碳排放量22ysrqwfCCCCCC（4-40）4.4本章小结本章首先介绍了排放因子法的基本原理，并以此为基础，根据第三章提出的织造环节与印染环节的碳排放影响因素，分别构建织造环节的碳排放计算模型与印染环节的碳排放计算模型。本章具体内容包括以下几个方面。（1）织造环节碳排放计算模型构建。根据织造环节的碳排放影响因素（织造设备耗电、浆料助剂及蒸汽消耗），构建织造环节的碳排放计算模型，并搜集相应的数据，计算能源消耗，同时将其转化为二氧化碳当量进行汇总计算。（2）印染环节碳排放计算模型构建。根据印染环节的碳排放影响因素（印染设备耗电；染料助剂、水及蒸汽消耗；印染废水处理消耗），构建印染环节的碳排放计算模型。并搜集相应的数据，计算能源消耗，同时将其转化为二氧化碳当量进行汇总计算。西安工程大学硕士学位论文445实证研究455实证研究本章以江阴市一家纺织企业作为研究对象，通过对于纺织企业为期一个星期的实地调研，收集到了有效数据，与此同时，对该企业织造环节与印染环节的碳排放量进行计算，并以清洁生产为基础，分别对织造环节与印染环节提出了降低碳排放的措施。5.1某纺织企业概况某纺织企业，创建于2000年，占地面积约1.5万平方米，注册资金约为3000万元，固定资产7000余万元，流动资金1.5亿，现有员工300多人，座落于美丽的国际花园城镇及全国毛纺织重镇－江阴市新桥镇，是一家集研发、生产和销售各类男、女装纯棉布以及各种化纤等高档针织面料的规模型企业。20多年的发展，企业秉承“以质量创品牌、以口碑赢天下、以创新求发展”的经营方针，不断引进国内外最新的先进生产检测设备和优秀的研发管理人才，以卓越的产品品质和严谨的售后服务服务于国内外优秀的服装厂商，是优衣库、ZARA、雅戈尔、HM和CCDD等知名品牌的优质供应商伙伴。品质是产品的灵魂，企业拥有38人的品控部门严格把关每一道工序，每一匹面料都有独立的匹检报告。先后通过了ISO9001质量管理体系、江苏省著名商标认证、OKEO-TEX-100欧盟环保认证、ISO14001环境管理体系资质认证。国内独家制定针织毛呢行业标准，是江浙一带享有盛誉的标杆企业。公司十分重视新产品的研发，成立了专门的研发部门，培养了一支年轻而富有创造、创新精神的研发队伍，拥有各类专业技术人员二十余人。近年来，每年研发新品种数百余种。公司管理职能机构主要有总经办、人事部、财务部、后勤、销售一、销售二、销售三、柯桥部、广州部、客服部、采购部、技术部、生产部、品控部。企业主要从事纯棉布以及各种化纤等高档针织面料的织造以及印染加工。其主要生产工艺流程如图5-1。纱线织造坯布检验前处理染色后整理成品图5-1某纺织企业生产工艺流程工艺的整体流程较详细的描述了生产过程的概貌，特别是对整体流程中重要的环节都进行了显示，根据该流程，可以清楚的了解生产的各个主要工序。纱线是企业用于生产的外购的丝线以及棉线，织造：泛指将纱线织造成布匹的整个过程。坯布检验：泛指对于织造好的布进行检验，以确定其是否存在瑕疵。前西安工程大学硕士学位论文46处理：检验过的布匹进行处理，以便其更好的染色。染色和后整理：这里主要指对坯布进行染色，后整理的过程。5.2某纺织企业生产过程关键环节碳排量计算某纺织企业生产过程的关键环节主要分为织造环节以及印染环节两大部分，所以，对于某纺织企业生产过程关键环节的碳排放量计算主要是织造环节、印染环节的碳排放量计算。5.2.1织造环节的碳排放量计算以某纺织企业加工平纹棉布的织造加工为例，其中，平纹棉布以2000m为单位，其整经总根数为2292根，织缩率为10%。通过对于某纺织企业一个星期的实地调研，收集到了2000m平纹棉布织造加工的数据，同时，根据第4.2节构建的织造环节的碳排放计算模型，可以计算得出某纺织企业加工2000m平纹棉布的理论耗电量及二氧化碳排放量（见表5-1）；浆料助剂、蒸汽以及水的消耗量以及二氧化碳排放量（见表5-2）。表5-1织造环节理论耗电量及二氧化碳排放量项目耗电量（千瓦时）碳排放量（千克）机器运转耗电579.8469.638空调耗电119.296.552照明耗电24.619.926空压机耗电554.4449.064辅助设备耗电40.833.048总计1318.81068.228表5-2染料助剂、蒸汽以及水的消耗量及二氧化碳排放量项目消耗量（千克）碳排放量（千克）浆料消耗106144.16蒸汽消耗1296409.45织造环节总的碳排放量：=1068.228+144.16+409.45=1621.838()zCkg5.2.2印染环节的碳排放量计算以某纺织企业加工黑色40S/1棉+20D氨纶拉架双面坯布的印染加工为例，其中，黑色40S/1棉+20D氨纶拉架双面坯布以1t为单位。通过对于某纺织企业一个星期的实地调研，收集到了1t黑色40S/1棉+20D氨纶拉架双面坯布印染加工的数据，同时，根据第4.3节构建的印染环节碳排放计算模型，可以计算得出某纺织企业加5实证研究47工1t黑色40S/1棉+20D氨纶拉架双面坯布的理论耗电量以及二氧化碳排放量（见表5-3）；染料助剂、蒸汽以及水的消耗量及二氧化碳排放量（见表5-4）；印染废水的处理量及二氧化碳排放量（见表5-5）。表5-3印染环节理论耗电量及二氧化碳排放量项目耗电量（千瓦时）碳排放量（千克）机器运转耗电1796.21454.922空调耗电26.4321.4083照明耗电23.8219.2942空压机耗电20.1916.3539辅助设备耗电2.341.8954总计1868.981513.874表5-4染料助剂、蒸汽以及水的消耗量及二氧化碳排放量项目消耗量（吨）碳排放量（千克）染料消耗0.150助剂消耗1.04618.546蒸汽消耗5.481730.812水消耗92.458.34483表5-5印染废水的处理量及二氧化碳排放量项目处理量（立方米）碳排放量（千克）印染废水79.56668.5371印染环节总的碳排放量：=1513.874+50+618.546+1730.812+58.34483+668.5371=4640.114()yCkg5.2.3结果分析根据表5-1、表5-2中的计算结果绘制出织造环节各部分碳排放量占织造环节碳排放总量比例的饼状图（见图5-2）。图5-2织造环节各部分碳排放量占织造环节碳排放总量比例电力消耗浆料助剂消耗蒸汽消耗65.9%25.2%8.9%西安工程大学硕士学位论文48由图5-2可知，某纺织企业在织造环节中，电力消耗产生的碳排放量居于首位，为1068.228kg，占织造环节碳排放总量的65.9%，这主要是因为织造环节使用的织造设备消耗了大量的电能，其在节能减排方面具有很大的潜力。其次是蒸汽消耗产生的碳排放量为409.45kg，占织造环节碳排放总量的25.2%，表明其存在一定的减排空间。再次是浆料助剂消耗产生的碳排放，仅占织造环节碳排放总量的8.9%。根据表5-3、表5-4、表5-5中的计算结果绘制出印染环节各部分碳排放量占印染环节碳排放总量比例的饼状图（见图5-3）。图5-3印染环节各部分碳排放量占印染环节碳排放总量比例由图5-3可知，某纺织企业在印染环节中，蒸汽消耗产生的碳排放量排在第一位，为1730.812kg，占印染环节碳排放总量的37.3%，表明蒸汽在节能减排方面具有很大的潜力，减少蒸汽的使用可以明显减少印染环节的碳排放。其次是电力，电力消耗产生的碳排放量为1513.8738kg，占印染环节碳排放总量的32.6%，主要是因为印染环节的后整理阶段消耗了大量的电能，其存在一定的减排空间。再者是印染废水处理，印染废水处理产生的碳排放量为668.5371kg，占印染环节碳排放总量的14.4%，主要是因为印染废水中有机物的含量比较高，污水排放量较大以及对废水的处理采用了厌氧处理法，使得印染废水中的有机物转变为甲烷气体排放。对此，该企业应该加强有关措施减少废水中有机物质的含量；另一方面应采用耗能低的印染加工生产线，减少用水量以及废水排放量，努力降低废水COD值。此外，染料助剂消耗产生的碳排放也不容忽视，占印染环节碳排放总量的14.4%，表明其在节能减排方面也具有一定的潜力。另一方面，水消耗产生的碳排放占印染环节碳排放总量的1.3％，比例很小，并不属于纺织企业重点关注的碳排放源。这一结果相对于纺织行业的普遍认知存在一定差异，普遍认为印染环节的耗水量非常大，其用水成本也是印染环节生产成本中不可忽略的一部分，但是水消耗产生的碳排放仅占印染环节碳排放总量的1.3％，甚至可以忽略不计。由此可见，印染环节中节约用水对于环境保护以及成本控制有着重大意义，但是对于降低印染环节的碳排放意义并不显著。电力消耗染料消耗助剂消耗蒸汽消耗水消耗废水处理1.1%1.3%13.3%14.4%37.3%32.6%5实证研究495.3降低某纺织企业生产过程关键环节碳排放的措施纺织企业减少碳排放涉及产品结构、工艺路线、技术装备以及生产管理等诸多环节，而实施清洁生产是达到减少碳排放的有效途径。本文以清洁生产为基础，提出降低某纺织企业生产过程关键环节碳排放的措施。5.3.1降低织造环节碳排放的措施通过5.2.3小节的计算结果分析可知，某纺织企业在织造环节中，电力消耗产生的碳排放量居于首位，达到65.9%，具有一定的碳减排空间。因此，降低织造环节的碳排放，首先要减少织造环节的电力消耗量。主要包括：空调除尘及供水系统采用变频调速技术、喷气织机及空气压缩机的变频改造、配电室采用滤波无功补偿技术、采用改善四要法、使用新型节能设备。（1）空调除尘及供水系统采用变频调速技术大多数纺织企业的能耗数据显示空调除尘装备的电力消耗约占纺织企业电力消耗总量的30%。实际生产过程中空调系统负荷的影响因素主要包括车间工人数量、天气状况、空调打开的台数、产品的结构等，并随着这些因素的变化而有所改变。然而空调除尘装备是按最大负荷时设计的，一年四季空调系统负荷的波动很大，各个影响因素几乎没有出现峰值负荷，很多时候空调除尘装备都不是在满负荷的状态下运行，所以造成“大马拉小车”的现象，使得能源浪费。风机、水泵采用变频调速方法后，消除了空调系统因参数设计余量较大造成低负荷运行的浪费现象。如空调风机采用变频无级调速，在秋冬季风量下降20%时，功率可下降51.2%，节电效果十分显著[67]。又如空调水泵供水，通过变频调速控制，使水泵电机根据实际需要调节水量，比采用调节阀控制供水量，节电可达60%以上。因此，用变频技术进行空调及供水设备改造是一项节能效果显著的项目，应积极推广使用。（2）喷气织机及空气压缩机的变频改造喷气织机正常运行需要大量的压缩空气，而空压机装机容量大，是布机车间最大耗能设备，故降低空压机能耗是喷气织造工厂节能重点。随着变频调速技术的发展和成熟，变频调速器逐步得到推广和应用。由压力传感器、PLC变频器、变频器输入输出电抗器等组成压力闭环和休眠控制系统，对空压机的电机转速进行调节，从而减少了空载时的无用功，节约了电能。（3）配电室采用滤波无功补偿技术在纺织企业的供电系统中，许多用电设备，如电动机、变压器、变频器、照明西安工程大学硕士学位论文50灯的整流器等都是电感性负荷，都会产生滞后的无功电流，降低了供配电系统的功率因数，增加了线路的功率损耗。因此，在供配电系统中安装了谐波治理兼无功补偿装置，有效地提高了电网的电能质量、功率因数和节约电能的能力，同时提高了整个用电系统运行的可靠性及设备运行效率，降低了运行成本和设备维护费用，延长了设备的使用寿命。每月的用电功率因数都保持在0.95以上。（4）采用改善四要法减少电力消耗的最佳方式就是减少织造环节工艺步骤。采用改善四要法（取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）和简化（Simplify））以减少不必要的工序，达到更高的生产效率。比如可以将湿加工与其他加工处理合并，可以减少洗涤以及烘干的次数，以达到减少电力消耗的目的。此外，若能减少机器转动的次数以及机器开启、关闭的次数，则能减少电力消耗高达20％。（5）使用新型节能设备采用新型节能电机。在动力机械减少电力消耗方面，如果采用高功率且标准的电机，可减少电力消耗3％左右。根据电机绝缘等级，电机使用高温油优于低温油。电机把电能转换为驱动能的过程也会产生损耗。最新开发的电机参数表明，电机使用的材料不同，消耗的电能也就大相径庭。规模较大、资金实力雄厚的企业，可引进目前国际上高效节能电机，不但节能效果好，而且寿命较长不易损坏，不易受电压和负荷波动的影响，且只产生较低的热和噪声。对主要耗电设备进行变频改造，也是纺织企业有效减少电力消耗的措施。采用节能型风机。空调除尘设备主要耗电在风机，采用新型节能型风机也是降低能耗的一项有效措施。节能型轴流风机与传统的纺织厂空调风机相比，其创新点：一是改变了原风机叶片截面的形状，采用了格廷根翼形结合FZ翼形的优化设计，效率比传统翼形提高了2%-4%；二是优化设计了叶轮结构，在叶轮进风端增加流线型导流罩，可使风量增加5%左右，该风机已在国内40多家棉纺厂使用，其节电率达到15%-25%。采用新光源节能灯。纺织企业大多属于连续生产型企业，工序繁多，厂房面积大，照明灯具数量多，而且照明时间长，因此照明用电也具备一定的节能空间。目前，大多数纺织企业采用日光灯照明，这种照明方式衰退的很快，并且其使用的周期不长。在生产工艺允许的前提下，建议企业采用LED节能灯替代普通钠灯。此外，采用新型节能灯具。并加装照明节电器，在保证车间亮度下，节能高达24%。新型节能灯具虽比普通日光灯价格要贵，但从节电效果分析仍值得推广应用。此外，照明时间长，灯具数量大，各生产车间的照明、空调等设备也具备一定5实证研究51的节能空间。热泵、冰蓄冷代替普通空调设备，将为纺织企业节省一大笔电费支出。5.3.2降低印染环节碳排放的措施通过5.2.3小节的计算结果分析可知，某纺织企业在印染环节中，蒸汽消耗产生的碳排放量居于首位，达到37.3%，存在一定的碳减排空间。因此，降低印染环节的碳排放，首先要减少印染环节蒸汽消耗引起的碳排放量。主要分为：清洁能源替代化石能源、冷轧堆处理工艺应用以及湿短蒸染色工艺应用。（1）清洁能源替代化石能源印染环节使用的蒸汽大多数是通过燃烧大量的化石燃料（煤炭）来获取，化石燃料燃烧过程会产生大量的二氧化碳等温室气体，要减少印染环节蒸汽消耗引起的碳排放量，就应该减少化石能源的使用，利用清洁能源将其替代。主要有：生物质燃料、天然气、太阳能等等。生物质燃料主要是以木屑、秸秆为原料，经过专业机械、特殊工艺，在无任何化学添加剂的情况下，高压低温压缩加工成型的颗粒状燃料，其干基水分在12%-18%，低位发热量在3500-4500大卡，灰分小10%，挥发分大于65%。根据欧盟生物质颗粒分类标准，生物质燃料S含量与C含量均小于0.07%，N含量小于0.5%[68]。成型燃料比重大，易着火，便于贮存和运输[69]。生物质燃料是一种理想的可再生能源，据统计，欧美发达国家生物质能源占总能源的25%，而在我国，生物质能源占总能源比例不到0.3%，由此可见，生物质燃料具有很强的推广潜力[a4]。天然气属于清洁能源的一种，其燃烧后排放的二氧化碳也只占煤碳燃烧后排放的二氧化碳的二分之一。因此，采用天然气作为燃料取代目前某纺织使用的煤、石油等燃料，可以减少某纺织生产过程中的碳排放。太阳能也属于清洁能源的一种。在某纺织的生产过程中采用太阳能来取代一些热能，这样可以减少蒸汽的使用，同时，还可以减少某纺织的生产过程中的碳排放。（2）冷轧堆处理工艺应用冷轧堆处理工艺分为冷轧堆前处理工艺与冷轧堆染色工艺。冷轧堆前处理工艺，变高温短时间处理为室温长时间处理的低温、低碱前处理工艺，一步完成退、煮、漂工序。传统的前处理包括退浆、煮炼、漂白等工序，蒸汽消耗量3.77t/h，能源消耗量占印染总能耗的60%[70]，使用冷轧堆前处理工艺与传统的退浆、煮炼、漂白三步法工艺相比，节省蒸汽3倍。可大大降低能源及蒸汽消耗，减少废水的含碱量，利于废水的处理，因此，可达到节约蒸汽和能源，降低碳排放的目的。冷轧堆染色工艺，将织物浸轧染液后在室温条件下打卷堆放，并不断缓慢转动，西安工程大学硕士学位论文52使染料均匀染着和固色的半连续化的染色工艺[71]。由于染料和纤维的吸附、扩散和固色反应是在低温堆置中完成的，较轧染省去了中间烘燥、汽蒸或焙烘2道工序，生产效率较高，有效地节约了能耗，同时染料水解少，固色率较高，又可节省皂洗用水和蒸汽，因此，可达到能耗少、废水排放少、降低碳排放的目的。（3）湿短蒸染色工艺应用湿短蒸染色工艺是利用安装在反应蒸箱内入口处的电红外加热器，将经过染色液浸轧的湿织物加热，使织物迅速升温，染料充分渗透固着纤维，得色率高，可降低染料用量，减少固色用大量的烧碱、纯碱和皂洗用水，因此，可达到减少水耗汽耗、节能节水、降低碳排放的目的。5.4本章小结本章以江阴市一家纺织企业为例，通过对该企业的实地调研，并在此基础上研究某纺织企业织造环节与印染环节的碳排放，可以得出以下几个结论。（1）某纺织企业在织造环节中，电力消耗产生的碳排放量最大，占织造环节碳排放总量的65.9%。其次是蒸汽，蒸汽消耗产生的碳排放量占织造环节碳排放总量的25.2%。再次是浆料助剂消耗产生的碳排放，仅占织造环节碳排放总量的8.9%。（2）某纺织企业在印染过程中，蒸汽消耗产生的碳排放量最大，占印染环节碳排放总量的37.3%。其次是电力，电力消耗产生的碳排放量占印染环节碳排放总量的32.6%。再者是废水处理，废水处理产生的碳排放量占印染环节碳排放总量的14.4%。此外，染料助剂消耗产生的碳排放也不容忽视，占印染环节碳排放总量的14.4%。由此可见，某纺织企业存在一定的减排空间。本章以清洁生产为基础，分别对织造环节与印染环节提出了降低碳排放的措施。6总结与展望536总结及展望6.1论文总结全球温室气体问题不断加剧，市场需求不断增大，能源环境约束越来越严峻，纺织行业高能耗、高污染产业的低层次扩张急需得到控制，走低碳发展之路已变得尤为迫切。本论文以纺织企业生产过程织造环节与印染环节的碳排放为研究对象，通过对织造环节与印染环节的碳排放影响因素分析，构建纺织企业生产过程织造环节与印染环节的碳排放计算模型，并以江阴市某纺织企业为例进行实证研究，提出降低某纺织企业生产过程碳排放的措施。具体来说，本文做了以下几方面的工作。（1）阐述了纺织企业生产过程碳排放的研究背景及意义，分析并总结有关碳排放的国内外研究及应用现状，并给出论文主要研究内容及结构框架。（2）通过给出低碳经济、低碳纺织以及碳排放的概念，比较分析碳排放的核算标准及计算方法，为后文关于纺织企业生产过程碳排放的研究提供了线索和依据。（3）首先阐述了纺织企业生产过程的关键环节，即织造环节与印染环节，同时提出本文的研究对象为纺织企业生产过程中关键环节（织造环节及印染环节）的碳排放。再者分析织造环节及印染环节的碳排放影响因素，最后为纺织企业生产过程碳排放计算模型的构建提供决策依据。（4）首先介绍了排放因子法的基本原理，并以此为基础，根据第三章提出的织造环节与印染环节的碳排放影响因素，分别构建织造环节的碳排放计算模型与印染环节的碳排放计算模型。（5）以江阴市一家纺织企业为例，通过对该企业的实地调研，在此基础上研究某纺织企业织造环节与印染环节的碳排放，并以清洁生产为基础，分别对织造环节与印染环节提出了降低碳排放的措施。6.2论文展望近几年来，碳排放一直都是研究的热点，其研究领域十分广泛，本文主要对纺织企业生产过程织造环节与印染环节的碳排放进行了研究，还有很多问题没有进行深入研究，因此，本文的后续研究还可以从以下几个方面展开。（1）本文中的碳排放研究主要为织造环节与印染环节，后续研究可以从原材料的获取环节，纺纱环节，成衣制造环节，分销零售环节，消费环节，废物回收环节等方面进行研究，提出最终的碳减排方案。（2）纺织品全生命周期的碳排放评价，涉及到的行业非常的广泛，从原材料的西安工程大学硕士学位论文54获取环节，纺纱环节，织造环节、印染环节、成衣制造环节，分销零售环节，消费环节，废物回收环节等都对应许多的企业以及产品，包括机械制造、石油开采、染料工业等一系列产业以及领域，因此后续研究可以从纺织行业与其相关行业的联系方面进行研究。55参考文献[1]耿涌,董会娟,郗凤明,等.应对气候变化的碳足迹研究综述[J].中国人口·资源与环境,2010,20(10):6-12.[2]辛章平,张银太.低碳经济与低碳城市[J].城市发展研究,2008,15(4):98-102.[3]ParksN·&Technology,UNupdate:climatechangehittingsoonerandstronger[J].EnvironmentalScience,2009,43(22):8475-8476.[4]刘延伟.煤化工行业“十二五”发展分析[J].化学工业,2010,28(10):8-10.[5]江辉.浅析:2014年中国纺织服装对外贸易发[EB/OL].(2015-02-10)[2015-02-10]http://www.chinairn.com/news/20150210/110519501.shtml.[6]王华,徐茗娟.纺织产业链段排放理论模型研究综述[J].上海纺织科技,2011,39(7):1-4.[7]李戎,吴丹丹,蒋红.碳足迹及其在染整加工中的测算[J].印染,2011,18:40-43.[8]董奎勇.推进纺织机械能耗管理[J].纺织导报,2012(5):2-2.[9]ArchitrandiPriamhodoS.Kumar.EnergyuseandcarbondioxideemissionofIndonesiansmallandmediumscaleindustries[J].EnergyConversionandManagement,2001,42:1335-1348.[10]S.Palamutcu.Electricenergyconsumptioninthecottontextileprocessingstages[J].Energy,2010,35:2945-2952.[11]Ozturk,H.K.Energyusageandcostintextileindustry:acasestudyforTurkey[J].Energy,2005,30(13):2424-2446.[12]KocE,KaplanE.Aninvestigationonenergyconsumptioninyarnproductionwithspecialreferencetoringspinning[J].Fibers&TextilesinEasternEurope,2007,l5(4):18-24.[13]HongGuibing.EnergyconservationpotentialinTaiwanesetextileindustry[J].EnergyPolicy,2010,38:7048-7053.[14]A.Zabaniotou,K.Andreou.DevelopmentofalternativeenergysourcesforGHGemissionsreductioninthetextileindustrybyenergyrecoveryfromcotton西安工程大学硕士学位论文56ginningwaste[J].Journalofcleanerproduction,2010,18:784-790.[15]ClaraInks,PardoMartinez.EnergyuseandenergyefficiencydevelopmentintheGermanandColombiantextileindustries[J].EnergyforSustainableDevelopment,2010,14:94-103.[16]顾娟红.低碳经济和低碳服装[J].中国科技博览,2010(19):264.[17]张莉,陈云.低碳经济与纺织可持续发展(四)－产品碳排放核算与生命周期评[J].印染,2011(3):38-41.[18]杨自平,张建春,张华.基于PAS2050规范的大麻纤维产品碳排放测量分析[J].纺织学报,2012,8(33):140-144.[19]屠莉华.基于PAS2050的牛仔裤生产碳排放研究[D].上海:东华大学,2012.[20]蒋婷,陈泽勇,姚婷婷.香云纱面料碳排放评价[J].印染,2012,38(8):39-41．[21]BEVILACQUAM,CIARAPICAFE,GIACCHETTAG,etal.Acarbonfootprintanalysisinthetextilesupplychain[J].InternationalJournalofSustainableEngineering,2011,4(1):24-36．[22]STEINBERGERJK,FRIOTD,JOLLIETO,etal.Aspatiallyexplicitlifecycleinventoryoftheglobaltextilechain[J].InternationalJournalofLifeCycleAssessment,2009,14:443-455．[23]杨帆,梁巧梅.中国国际贸易中的碳足迹核算[J].管理学报,2013,10(2):288-293.[24]杨文佳.基于投入产出分析的供应链碳排放评价研究[D].北京:北京交通大学,2011.[25]龚建文.低碳经济:中国的现实选择[J].江西社会科学,2009(7):27-33.[26]付允,汪云林,李丁.低碳城市的发展路径研究[J].科学对社会的影响,2008(2):5-10.[27]范建华.低碳经济的理论内涵及体系构建研究[J].当代经济,2010(3):122-123.[28]马莉莉.关于循环经济的文献综述[J].西安财经学院学报,2006,19(1):29-35.[29]宋秀莉.基于循环经济理论的企业绩效模糊评价研究[D].北京:华北电力大学,2008.西安工程大学硕士学位论文57[30]李景龙,马云.清洁生产审核与节能减排实践[M].北京:中国建材工业出版社,2009.[31]张凯,崔兆杰.清洁生产理论与方法[M].北京:科学出版社,2005.[32]HongyanHe.ImplementationofCleanerProductionatIndustriesinJiangsu,China[D].P.H.DoctorDissertation.StanfordUniversity,September,2005.[33]朱慎林.清洁生产导论[M].北京:化学工业出版社,2001.[34]周学梅.基于清洁生产的四川省造纸行业可持续发展研究[D].成都:西南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