通过能源审计和碳盘查促进造纸工业低碳发展

通过能源审计和碳盘查促进造纸工业低碳发展
刘欢;尹宗齐;刘文毅;孟早明;李石波
【摘要】阐述了造纸工业开展能源审计和碳盘查工作的重要意义，介绍了造纸企业能源审计和碳盘查的基本内涵，最终提出了一些节能低碳发展途径，为造纸企业适应国际国内形势、发展低碳经济拓宽了思路。

【期刊名称】《造纸信息》
【年(卷),期】2012(000)006
【总页数】7页(P20-26)
【关键词】造纸工业;印刷技术;印刷设备;纸品
【作者】刘欢;尹宗齐;刘文毅;孟早明;李石波
【作者单位】北电力大学能源动力与机械工程学院;不详;不详;不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TS7
核心提示：阐述了造纸工业开展能源审计和碳盘查工作的重要意义，介绍了造纸企业能源审计和碳盘查的基本内涵，最终提出了一些节能低碳发展途径，为造纸企业适应国际国内形势、发展低碳经济拓宽了思路。

近些年来，随着人们对使用化石能源带来温室效应认识的不断深入，为防止气候变暖对人类生存和生态系统造成不利影响，国际社会制定了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》，强调人类应减少以二氧化碳为主的温室气体的排放并增加对大气中温室气体的清除，以稳定大气中温室气体浓度，减缓气候变化的速率，避
免给人类和自然生态系统带来不可逆转的负面影响。

然而，我国随着工业化、城镇化进程的加快和消费结构的持续升级，能源需求呈刚性增长，受国内资源保障能力和环境容量的制约以及全球性能源安全和应对气候变化的影响，资源和环境的约束日趋强化。

面对日趋强化的资源和环境的制约，中国政府在“十二五”规划中明确指出，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，健全激励与约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力，提高生态文明水平。

国务院印发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中指出，“十二五”期间节能减排的主要目标是：到2015年，全国万元生产总值能耗下降到0.869 t标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034 t标准煤下降16%；“十二五”期间，实现节约能源6.7亿t标准煤。

同时为应对气候变化，决定到 2020年中国单位GDP二氧化碳
排放比2005年下降40%～45%。

虽然能源危机和气候变化给中国企业的发展带来很大压力，但同时也为中国企业的跨越式发展提供了难得的契机，中国企业必须抓住这次机会，在低碳和经济发展中找到最佳的平衡点。

低碳发展作为新的发展模式，不仅是实现全球减排目标的战略选择，也是保证经济持续增长的有效途径。

对于造纸行业，低碳发展的理念也在逐步深入人心，无论行业领导还是企业家，都在不同场合多次强调了发展低碳纸业的重要性。

中国造纸协会理事长钱桂敬在中国造纸协会第三次理事会上说：“纸业应成为低碳纸业。

一方面要大力推进林纸一体化工程等原料基地建设，实现原料生产过程吸纳二氧化碳和企业生产过程中产生二氧化碳的平衡，减少碳排放；另一方面重点抓好节能降耗工作。

”由于降低碳耗的有效办法只有降低能源强度（节能）和单位能源含碳量（使用新能源），因而通过“节能”达到“减排”是当前最现实和最重要的手段。

节能不仅仅与经济效益挂钩，而且与环境保护和清洁生产相关联；浪费能源，在某种程度上也就意味着对环境的
污染。

我国纸及纸板的生产量和消费量均居世界第一位，随着世界经济格局的重大调整和我国经济社会转型的明显加速，我国造纸工业发展面临的资源、能源和环境的约束日益突显。

据统计，我国造纸工业的能源消耗量占整个工业部门能源消耗量的2%～3%。

造纸行业中，能源成本占总成本的30%以上。

我国造纸工业所消耗的能源以外购为主，主要为原煤、外购电力、蒸汽、天然气和重油，其中前两类分别占总能耗的 73%和23%。

“十一五”期间，我国造纸工业单位产品综合能耗1.13 t标准煤，其中吨纸浆平均综合能耗（标准煤）0.45 t，吨纸及纸板平均综合能耗（标准煤）0.68 t；国际先进水平制浆平均综合能耗约0.45 t标准煤，造纸0.40 t标准煤，而每吨脱墨废纸浆的能耗只有0.085 t标准煤。

从目前我国造纸行业的原料结构、企业规模和技术装备的现状来看，节能减排面临的形势十分严峻，能否降低造纸工业的能源消耗，降低温室气体排放成为造纸工业可持续发展的关键。

北京和碳环境技术有限公司联合部分造纸行业资深能效专家、华北电力大学能源动力与机械工程学院、中国化工节能协会、联合国第三方机构等节能以及碳盘查知名专家，在制浆造纸行业和化工行业积极尝试第三方能源审计和碳盘查工作，并为具备节能潜力和碳减排潜力的项目提出个性化的投融资解决方案和技术建议，已经组织了多次造纸行业能源审计和碳盘查的研讨和培训。

对中国造纸企业而言，要想在资源、环境双重压力下实现低碳发展，首先应对企业的能源消耗、利用状况以及温室气体的排放状况有深入的认识，然后对企业的实际情况进行深入分析、评价后，制定出合理的节能减排方案，从而使企业实现可持续发展的目标。

能源审计和碳盘查正是对企业能源消耗、利用状况以及温室气体的排放状况进行审计核算、分析评价的重要手段。

我国造纸行业能源审计起步较晚，观念薄弱。

能源审计所带来的效益与前景非常可观，是帮助企业实现有效能源管理的前提。

企业能源审计被业界人士认为是行业探索节能新机制、推动节能新技术应用的重要举措，对造纸行业提高能效、实现“十二五”节能减排目标具有深远意义。

近日，国家发改委、工信部等部委联合印发了《万家企业节能低碳行动实施方案》，明确指出企业要按照《企业能源审计技术通则》（GB/T17166）的要求，开展能
源审计，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施。

在能源审计的基础上，编制企业“十二五”节能规划并认真组织实施。

能源审计的本质在于降低能源消耗和提高能源使用效率，造纸企业开展能源审计可为企业及时分析、评价和掌握能源利用水平和用能情况，排查能源利用过程存在的问题，摸清薄弱环节，寻求节能方向，挖掘节能潜力，提出节能技改方案，从而提高企业能源利用效率、降低能源消耗和生产成本，最终实现企业经济效益、社会责任和环境保护的统一。

近几年，中国已成为世界上最大的温室气体排放国，二氧化碳排放量已占全球的20%以上。

中国政府高度重视应对气候变化问题，降低碳强度已被列入政府的政
策目标，这充分说明了政府在减少碳排放方面的政策决心和力度。

可以预见，在未来5年乃至更长的时间内，从中央到地方都会掀起一股碳减排的浪潮。

造纸企业作为我国温室气体排放大户之一，必将成为碳减排的主力军，我国造纸企业将很快实际性地感受到政策压力。

从长远看，企业应逐步建立完善的碳资产管理体系。

而在碳资产管理过程中，最关键的步骤之一是碳盘查。

如果企业实施碳资产管理，就应当清楚地了解自身碳排放情况以及各业务流程所产生的碳排放量。

只有通过有效的碳盘查，才能获得可靠的数据，分析、计算企业那些看不见的“碳排放成本”，制定有针对性的战略。

归纳起来，造纸企业实施碳盘查有以下意义：
（1）全面了解企业的温室气体排放状况以及可能的责任与风险，规避未来温室气体总量限额风险。

（2）有利于企业挖掘最具成本有效性的碳减排机会。

（3）提升能源和物料使用效率，降低营运成本。

（4）树立良好的社会责任形象。

（5）获得碳税基础信息，也为未来加入温室气体排放交易市场奠定基础。

能源审计是指审计单位依据国家有关节能法规和标准，对企业和其他用能单位能源利用的物理过程和财务过程进行全面检验、核查和分析评价，帮助企业分析能源管理现状、发现能源利用存在的问题、寻找企业节能潜力，并提出解决办法和实施方案。

能源审计通过一套集企业能源系统审核分析、用能机制考察和企业能源利用核算评价于一体的科学方法，科学规范地对用能单位能源利用状况进行定量分析，对用能单位能源利用效率、消耗水平、能源经济与环境效果进行审计、检测、诊断和评价，推进落实能源管理制度，从而寻求节能潜力与机会。

企业能源审计的基本方法是调查研究和分析比较，主要是运用现场检查、数据审核、案例调查以及盘存查账等手段，必要时辅助以现场测试。

能源审计的基础是统计，统计的基础是计量。

企业能源审计的基本流程为：立项→ 资料准备→ 现场审计→ 数据处理分析→
审计报告。

造纸企业能源审计的内容主要包括企业的能源和原辅材料的管理概况、计量及统计状况，生产工艺流程，能源消耗指标计算分析，主要耗能设备运转效率，节能技改项目的经济技术评价分析等。

3.5.1 企业的能源管理状况审计
能源管理是企业管理的一项重要内容。

建立和完善能源管理系统，制定并严格落实
各项管理制度，对企业节能降耗、提高效益起着重要的作用。

审计时通过座谈、查看管理文件、问询和现场查看的方式，考察企业制定的各项能源管理制度是否切实可行，根据各项能源管理文件跟踪各项管理活动，并了解有关人员理解和贯彻落实的情况。

企业的能源管理制度可以包含在企业的相关管理制度中，以制度的执行情况为审计依据。

3.5.2 企业用能概况及能源流程
造纸企业所用二次能源包括电力、热力（蒸汽），一次能源包括煤炭、天然气、油、自产能源（黑液固形物、树皮废料、沼气）等。

造纸企业能源利用可分为购入储存、加工转换、输送分配和最终使用4个阶段，
通过考察企业各个系统的能源输入输出量，并计算其当量值，从而了解企业能源消费情况和能源流向。

（1）购入贮存：原煤的购入存储指原煤从外购入经过汽车衡称重进入原料场；电力的购入存储指从电网输入至变电所进行变压分配。

（2）加工转换：能源加工转换主要是指动力锅炉、黑液碱回收炉、废料锅炉等产生蒸汽，电力经过泵站、空压站转变为载能工质（生产用水、压缩空气）。

（3）输送分配：原煤的输送分配指煤从配煤车间运送至热电车间；而电力的输送分配指从各变电所至各生产线。

（4）最终使用：包括制浆、抄纸、机修、辅助生产、生活以及其他等5个部分。

各生产车间用能统计数据为计算后的工序能耗；辅助生产用能统计数据包括空压站、机修等工序，其他用能终端则包括公司生产用能、生活用能。

通过对企业消耗的主要能源的流向分别进行审计，绘制能源的流向表或图，对用能单位概况和能源流程有一个清晰的了解和认识。

3.5.3 企业能源计量器具配备状况
审计企业能源计量器具的配备要符合GB 17167—2006等标准的要求。

能源计量
器具配备情况，重在满足计量、统计的需要，有些情况下，计量器具可以同时满足进出用能单位、次级用能单位、重点用能设备的用能计量需要。

进行审计时需列出计量器具配备情况表。

3.5.4 企业能源统计状况审计
审计企业能源数据的记录要采用规范的表格式样，记录的项目要满足计算能源消耗的要求。

重点用能单位的能源数据统计要实行网络化管理，要按生产周期（日、周、月）及时统计计算出生产周期内的各种主要能源消耗量。

重点审查数据记录齐全，目的是为保证能源审计所用资料的真实性，可抽查部分原始资料。

3.5.5 企业工艺用能审计
（1）对制浆、造纸生产工艺（装置）的先进性进行审计，与国内外同类产品的生产工艺进行比较，重点分析能源利用的异同。

对工艺过程的用能品种、数量、质量进行审计，审计能源品质是否符合工艺条件或操作规程要求。

比如，对化学制浆工艺中备料、蒸煮、洗涤和筛选、漂白及废液回收等工艺对不同品质、数量的热能和电力的需求进行审计，化学制浆工艺热能主要是中压蒸汽（1.0 M ～1.2 MPa）和低压蒸汽（0.25 M ～0.35 MPa）。

每吨针叶木风干浆蒸煮过程中对中压蒸汽热
量需求约1600 MJ、动力需求约40 kW。

（2）确定生产工艺中的重要能源因素，分析其对产品能耗的影响，以及生产负荷变化对能耗的影响。

（3）审计工艺过程产生的余热、余压、含能废料等余能的利用状况。

在制浆造纸生产过程中，各工艺过程不消耗热能，只是需要达到一定的温度要求，因此所有的热能都进入到流程中，而且在最后以低温水平被排放出去。

在低温运行的流程可以使用高温运行流程的余热（从温度为45～110℃的流程排放出来的热是二次热，
也称为余热），这些余热的回收利用情况也是审计的内容。

3.5.6 企业热力系统能源利用状况审计
对制浆造纸企业来说，产能设备主要有燃煤的动力锅炉、碱回收锅炉、废料锅炉等，应计算这些产热设备的热效率。

大型造纸厂一般都配有自备热电站来满足工艺用热、用电需求，并遵循以热定电的原则，审计热电站的总供热量、总供电量、热电比、单位供热标准煤耗、单位发电标准煤耗、综合热效率、冷凝水回收率。

制浆造纸企业中，所用的蒸汽包括高压、中压和低压蒸汽，应对企业所用蒸汽的等级是否合理、稳定，蒸汽平衡状况，蒸汽能量的梯级利用状况进行审计。

根据GB/T 1028—2000计算企业尚未利用的各项余热资源量，对企业余热资源量、品种、等级以及利用状况进行审计。

3.5.7 电气系统用能审计
审计企业供配电系统的用能合理性，计算变压器的负载系数、配电损失；审计企业空压站的压缩空气生产总量、用电单耗，压缩机的能源利用效率；审计设备功率大于100 kW的重点用电设备的系统效率、控制方式、用能合理性；审计企业照明
系统是否选用节能型光源和灯具；审计企业在用设备是否有国家明令淘汰、禁止使用的耗能机电产品。

3.5.8 核算企业综合能耗指标
综合能耗是规定的耗能体系在一定时间内实际消耗的各种能源实物量及热值按规定计算方法和单位分别折算为当量值的能耗。

综合能耗指标包括企业综合能耗、单位产品综合能耗、单位增加值综合能耗、单位产量综合能耗等。

根据财务部门的财务成本报表、仓库产品实物单、生产部门的统计数据、动力车间的抄卡表等原始数据确定准确的能源消耗量，来核算企业的各项能耗指标。

造纸企业能耗指标主要包括综合能耗总量、单位产品（产值）综合能耗，以及按单一能源品种考核的实物单耗、主要工序（工艺）单耗、单位产品综合能耗和主要工序（工艺）单耗指标与国内外先进水平的对比分析等。

另可计算万元增加值能耗、
重点能源品种消耗、碳排放量等数据。

3.5.9 企业能源成本分析
根据用能单位消耗能源的种类、数量、热值和价格，计算用能单位的能源成本。

能源费用的计算应根据企业能源消耗收支平衡表和能源消耗量表考虑审计期内各购入能源品种的输入输出、库存及消费关系，只计算用能单位自己消费的部分。

能源成本指标包括能源成本占生产成本的比例、原料能源成本占生产成本的比例、能源成本占该产品生产成本的比例、原料能源成本占产品生产成本的比例等。

3.5.10 企业节能量的审计
企业节能量应分别计算产值节能量、产品节能量、技术措施节能量。

针对具体企业，可只选一种方法计算节能量，产品节能量较有说服力，被多数专家认可。

企业节能量的计算方法要符合GB/T 13234—2009，采用的数据应真实可靠。

3.5.11 分析节能潜力，提出节能建议
（1）管理节能潜力。

通过分析企业能源管理状况，查找不符合要求的环节。

针对企业管理体系中存在的缺陷，采取一系列措施优化管理体系，从而实现管理节能。

如，合理配备节能管理机构的人员；落实节能目标责任制，实施能耗公报制度和节能奖惩制度；强化企业内部节能监察工作，强化重点耗能单位和耗能设备的节能管理；完善节能标准与制度体系，加强能源消耗的定额考核。

（2）产业结构中节能潜力。

从产品、能源结构层面，提出产品、能源结构调整建议。

例如，取消或部分取消燃煤锅炉，充分利用余热、余汽、余温实现工厂内部、生活社区等集中供暖等。

（3）技术节能潜力。

通过分析企业生产工艺的先进性、工艺过程能源利用的合理性，分析设备效率、原料变化、生产方案、生产周期、生产负荷、工艺参数优化等能源因素，查找不符合有关要求的环节，寻求节能潜力，提出节能改造项目建议。

节能改造项目建议应包括技术方案及技术的先进性、节能效果、投资、经济效益等
主要技术经济评价指标。

造纸工业技术节能措施见表1。

碳盘查是以政府、企业等为单位计算其在社会和生产活动中各环节直接或间接排放的温室气体，也可称作编制温室气体排放清单。

通过对企业的温室气体排放进行核算、分析，为企业提供减排的方向，以便企业设定减排目标，采取有效措施，降低温室气体的排放量，为应对全球气候变暖尽一份责任。

碳盘查的基本工作流程为：设定组织边界→数据收集→温室气体排放核算→不确定性分析→分析来源，制定措施。

目前，国际通用的温室气体核算标准和方法主要有3个，即：国际标准化组织（ISO）制定的ISO14064、英国标准协会（BSI）等组织联合制定的PAS2050以及世界资源研究所（WRI）等制定的《温室气体协议：企业核算和报告准则》。

3个标准均为通用性标准，不同行业的企业必须针对自身特点鉴别排放源、制定估算方法并标准化，形成适合本企业的温室气体排放核算体系。

由国际林纸协会联合会（ICFPA）气候变化工作组编制的《制浆造纸工业温室气体排放计算工具》为造纸企业碳盘查提供了理论依据。

4.4.1 设定盘查边界
造纸企业碳盘查边界包括企业的组织边界和营运边界。

组织边界反映了公司运营和法律架构内的控制权和所有权。

营运边界包括直接排放源、能源间接排放源及其他间接排放源3类，排放的温室气体包括CO2、CH4、N2O，范畴说明见表2。

4.4.2 数据搜集
根据设定的盘查边界，系统识别温室气体（GHG）排放源，并收集相关数据。

（1）原材料：每种原材料的年使用量、运输距离及运输方式。

（2）电厂燃料消耗：煤、柴油等燃料消耗量。

（3）造纸、涂布加热器燃料消耗：液化气、天然气等燃料消耗量。

（4）现场车辆燃料消耗：柴油、汽油等燃料消耗量。

（5）制冷气体损耗：每种制冷气体损耗量。

（6）其他与生产过程相关的排放：温室气体年排放量及类型，如电厂脱硫用碳酸钙所排放的二氧化碳等。

（7）输入和输出的电力和蒸汽。

（8）废弃物处理：每种废弃物产生的数量以及处理方式（如填埋、焚烧、外售、回收再利用等）。

4.4.3 温室气体排放的量化分析
（1）化石燃料燃烧产生的GHG排放量
大多数制浆造纸厂化石燃料燃烧排放出的CO2是主要的GHG排放，而CH4和N2O的排放量与CO2相比要小得多。

在化石燃料完全燃烧的情况下，用含碳量或者排放因子估算CO2的排放，在某些情况下，对未氧化的碳要作修正（如减去一部分）。

（2）硫酸盐浆厂的石灰窑和焚化炉的GHG排放量
硫酸盐浆厂的石灰窑和焚化炉几乎没有CH4和N2O的排放，只需对CO2的排放量进行核算。

（3）来自化学品制备的GHG排放量
通过假设用于回收和苛化区域的Na2CO3和CaCO3的所有碳都释放到大气中来估算排放量。

浆厂添加碳酸盐基化学品释放的CO2估算换算因子为：浆厂补充1 t CaCO3排放440 kg CO2，补充1 t Na2CO3排放415 kg CO2。

如果碳酸盐源自生物质，GHG排放量为0。

（4）生物质燃烧的GHG排放量
许多制浆造纸厂从工厂的废弃物和过程蒸汽里回收的生物质燃料产生的能量占所需能量的一半以上。

总的GHG排放量里不包括生物质燃料燃烧产生的CO2。

然而
GHG协议要求生物质来源产生的CO2应该作为附加信息报告。

尽管GHG排放清单普遍不包括生物质燃烧产生的CO2，但有时候来源于生物质燃烧产生的CO2和N2O要包括在内，因为这些气体不参加大气中CO2的循环过程。

（5）输入、输出电力和蒸汽产生的GHG排放量
企业外购的电力或蒸汽（或热水）通常会产生间接排放量，建议将间接排放和直接排放分开单独报告。

（6）来自车辆及其他运输设备化石燃料燃烧的GHG排放量
企业运输原料、产品、废弃物和员工的车辆以及其他燃烧化石燃料的装备产生的GHG排放量。

（7）固体废物堆场的废弃物产生的GHG排放量
对企业自带的固体废弃物堆场进行GHG核算，如一些企业堆放的未加工的木材残余物会排放CH4，可以使用固体废弃物堆场的方法估算GHG排放量。

（8）废水厌氧发酵或厌氧污泥消化过程产生的GHG排放
由于多数GHG计算工具都假设来自除厌氧外其他类型的废水和污泥处理过程（需氧和兼容型的处理系统）的排放量可以忽略，因此废水处理车间的GHG排放量主要对废水的厌氧发酵和厌氧污泥的消化过程进行核算。

4.4.4 不确定性分析
盘查不确定性通常采用IPCC排放因子缺省值进行参数（活动数据、排放系数）的不确定性评估。

为了获得更全面、更可信的碳排放数据，必须使不确定性最小化。

4.4.5 分析来源，制定措施
企业进行碳盘查一般分为两步，首先是了解自己的碳排放量有多少，接下来就要分析确定GHG排放的主要来源和影响因素，以便采取措施减少GHG排放。

（1）节能减排。

节能降耗是企业首选的方法，不仅减少了GHG的排放，同时降低了成本，具有直接的经济效益。