解读碳核算教程PPT!区域、行业、企业核算方法一次性掌握(附下载)

2024-05-09 20 次浏览碳核算精选
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碳通通 · 脱水解读

6 分钟理解报告 · 解读 2228 字 · 5 张图 · 30 个数据点

这份课件把碳排放核算拆成了区域、行业、企业三个层面,还配了北京、全国六大区域、钢铁行业和一家机械设备企业的完整算例。如果你负责企业碳盘查、区域碳排放清单或行业减排路径设计,最关心的问题往往是:生产侧和消费侧算出来的排放量为什么对不上?行业排放因子该取哪个缺省值?企业如果没有分环节数据还能不能算?接下来我按课件的章节顺序,把这三层核算的逻辑、公式、参数取值和案例结果逐层拆开讲清楚。

核心判断

  • 区域核算分生产侧、消费侧、收入侧三种视角,同一地区三种结果并不相等。
  • 行业排放由直接排放、间接排放、生产过程排放三部分相加构成。
  • 电力供应排放因子可取0.6101吨二氧化碳/兆瓦时,热力取0.11吨二氧化碳/吉焦。
  • 企业核算分基于物料守恒和基于生产工艺两类,后者应用更广泛。
  • 2019年中国钢铁行业碳排放合计20.73亿吨,其中直接排放15.22亿吨。

脱水解读

三层核算,三个视角,先把边界说清楚

课件把碳排放核算分成区域、行业、企业三个层面,每一层都给出了明确的核算对象和边界。区域层面细分为生产侧、消费侧和收入侧三种方式;行业层面分为直接排放、间接排放和过程排放;企业层面则分为基于物料守恒和基于生产工艺两大类。

本章针对碳减排管理的基础,即碳排放核算,详细介绍了不同层面的碳排放核算方法,包括区域层面、行业层面和企业层面。

这三种划分不是互相替代的关系,而是对应不同的管理需求——区域要摸清家底、行业要制定指南、企业要完成报告,三者的数据口径和参数来源各不相同。

区域生产侧:能源消费量乘排放因子再加总

生产侧碳排放指的是一个地区在使用各类能源过程中产生的直接碳排放。课件给出的计算逻辑很直接:第i部门消耗t种能源,各能源消费量分别为e1到et,对应排放因子为b1到bt,则该部门排放为各能源消费量乘排放因子的加总;再把地区内各部门加总,就得到该地区生产侧排放总量。

课件用北京2020年数据做了演示。根据《北京统计年鉴2021》中经合并简化的分行业分品种能源消费量,结合《IPCC国家温室气体清单编制指南》(2006)给出的排放因子——煤炭2.53、汽油3.14、煤油3.20、柴油3.22、燃料油3.06、液化石油气3.01、液化天然气5.18(单位均为千克二氧化碳/千克),天然气1.96千克二氧化碳/立方米——计算出北京生产侧碳排放为:第一产业17.8万吨、第二产业3124.7万吨、第三产业2786万吨,合计5928.5万吨。第二产业贡献了北京生产侧排放的绝大部分,这与北京第三产业能源消费集中在煤油、汽油等品种有关。

区域消费侧:用投入产出模型算被最终需求拉动的排放

消费侧碳排放指的是由消费、投资等最终需求所拉动的碳排放,通常被称为“碳足迹”。课件引入多区域投入产出模型来处理这个问题:模型包含m个地区、每个地区n个部门,通过中间使用、最终使用、总产出之间的行列平衡关系,推导出直接消耗系数,再写成矩阵形式求Leontief逆矩阵,最终把直接碳排放系数对角阵与地区间总产出相互拉动矩阵相乘,得到地区间碳排放相互拉动关系矩阵。

课件用2017年中国六大区域环境扩展投入产出表做了案例。根据公式计算得到的隐含碳转移矩阵,按列求和后各区域消费侧碳排放为:华北15.96亿吨、东北7.98亿吨、华东28.73亿吨、中南61.61亿吨、西南10.37亿吨、西北9.40亿吨。同一区域的消费侧与生产侧结果差距明显,比如中南地区消费侧高达61.61亿吨,说明该地区通过商品贸易承接了大量其他区域最终需求所拉动的排放。

区域收入侧:初级投入驱动的排放怎么看

收入侧碳排放指的是各地区初级投入所驱动的碳排放,同样基于投入产出表,但用的是直接分配系数而非直接消耗系数。课件推导出Ghosh逆矩阵,将最初投入矩阵与直接碳排放系数矩阵相乘,得到基于最初投入推动的地区间碳排放相互拉动矩阵,每个子矩阵表示r地区最初投入所推动的s地区的碳排放,按行求和即得该地区收入侧排放。

基于同一张2017年中国多区域环境扩展投入产出表,六大区域收入侧碳排放为:华北19.70亿吨、东北8.75亿吨、华东34.33亿吨、中南22.17亿吨、西南8.55亿吨、西北9.03亿吨。

每个子矩阵���� = ���� �� 表示r地区最初投入所推动的s地区的碳排放,因此r地区基于收入侧的碳排放可表示为:

按行求和的逻辑意味着,收入侧看的是“钱从哪来、拉动多少排放”,与消费侧按列求和的“需求在哪、拉动多少排放”正好互补。

行业直接排放:排放因子法的两种展开

行业层面,课件指出各国主要依据《2006IPCC国家温室气体清单指南》确定核算边界、方法和排放因子。我国自2013年以来分三批发布了24个行业企业碳排放核算方法与报告指南,各行业排放基本可分为直接碳排放、间接碳排放和生产过程碳排放三部分。直接碳排放核算采用排放因子法,即活动水平乘以排放因子。

课件把公式进一步展开为:消费量乘以低位发热量、再乘以单位热值含碳量、再乘以碳氧化率、再乘以44/12的转换因子。其中低位发热量、单位热值含碳量、碳氧化率都可以采用相关研究和行业协会数据,也可以采用国家发改委、生态环境部公开资料中的缺省值。排放因子则由单位热值含碳量、碳氧化率和转换因子三者相乘得到。

行业间接排放与生产过程排放:电热调入和化学反应

间接碳排放指的是行业净调入电力和热力隐含的排放,等于净调入电量乘电力供应排放因子,加上净调入热量乘热力供应排放因子。课件明确给出了取值依据:按照《关于加强企业温室气体排放报告管理相关工作的通知》(环办气候〔2021〕9号),电力供应碳排放因子可采用0.6101吨二氧化碳/兆瓦时或生态环境部发布的最新数值;按照《关于印发第三批10个行业企业温室气体核算方法与报告指南(试行)的通知》(发改办气候〔2015〕1722号),热力供应碳排放因子可采用0.11吨二氧化碳/吉焦。

生产过程排放集中在钢铁、水泥、石灰、电石四个行业。钢铁行业来自炼铁熔剂高温分解和炼钢降碳;水泥行业来自石灰石中碳酸钙和碳酸镁分解;石灰行业同样来自碳酸钙与碳酸镁热分解;电石行业则只算以石灰和碳素原料生产电石这一环节,以避免重复计算。课件以2019年中国钢铁行业为例,计算得到碳排放合计20.73亿吨,其中包括直接碳排放15.22亿吨、间接碳排放3.94亿吨、生产过程碳排放1.57亿吨。直接排放占了钢铁行业总排放的约七成。

企业核算:物料守恒与生产工艺两条路

企业层面核算建立在24个行业企业温室气体排放核算方法与报告指南基础上,并出台了《GB/T 32150-2015 工业企业温室气体排放核算和报告通则》等国家标准。以法人企业或视同法人的独立核算单位为企业边界,核算运营控制权之下所有生产场所和设施产生的碳排放。

基于物料守恒的方法利用质量守恒定律,用输入物料含碳量减去输出物料含碳量再乘以44/12。这种方法科学性强,但需要系统全面研究企业输入输出物质,工作量较大,适用于数据基础较好的企业;同行业内异质性较低、生产技术接近的企业可以互相参考,如果数据基础差则容易造成系统误差,技术改造后还需重新核算。基于生产工艺的方法则按企业各生产环节分别计算直接、间接、生产过程排放,再减去回收利用或固碳产品隐含排放,是目前《行业指南》采用的主要方法。

课件用一家机械设备企业A做了算例。A企业2020年消耗天然气23.78万立方米,计算得直接碳排放514.17吨;消耗调入电力399.89万千瓦时,计算得间接碳排放3106.75吨;合计碳排放3620.92吨。该企业间接排放是直接排放的六倍多,说明对这类以电力为主要能源的企业,外购电力的排放因子选择对结果影响很大。

图说解读

三层核算各有什么分支

这张图把课件的整体结构一次性铺开。区域层面往下分生产侧、消费侧、收入侧三个分支,分别对应能源消费视角、最终需求视角和初级投入视角。行业层面往下分直接排放、间接排放和生产过程排放,三者相加构成行业总排放。企业层面往下分基于物料守恒和基于生产工艺两类,前者适用于数据基础好的企业,后者是《行业指南》采用的主要方法。

碳排放核算本章核心主题区域层面三种视角行业层面三类排放企业层面两类方法生产侧能源消费直接排放消费侧最终需求拉动收入侧初级投入驱动直接排放化石能源燃烧间接排放净调入电热生产过程排放化学反应过程物料守恒输入减输出含碳量生产工艺分环节核算
碳排放核算→区域层面
碳排放核算→行业层面
碳排放核算→企业层面
区域层面→生产侧
区域层面→消费侧
区域层面→收入侧
行业层面→直接排放
行业层面→间接排放
行业层面→生产过程排放
企业层面→物料守恒
企业层面→生产工艺
碳排放核算方法的三层分类
碳通通

北京生产侧排放按产业拆分

课件用北京2020年数据演示了生产侧核算的全过程。计算结果为第一产业17.8万吨、第二产业3124.7万吨、第三产业2786万吨,合计5928.5万吨。第二产业排放约是第一产业的175倍,是第三产业排放的1.12倍。

需要注意的是,北京第三产业排放之所以接近第二产业,与煤油、汽油等能源品种消费量较大有关,课件表格中第三产业煤油消费量达到457.84万吨,远高于第二产业的0.04万吨。这说明核算结果高度依赖分行业分品种的能耗数据质量。

第一产业
第二产业
第三产业
碳排放(万吨)
17.8
3124.7
2786
2020年北京分产业生产侧碳排放
碳通通

六大区域生产侧与消费侧对比

这张图把2017年六大区域的生产侧和消费侧碳排放放在一起对照。生产侧数据来自投入产出表中各区域碳排放列,消费侧数据来自隐含碳转移矩阵按列求和。华北生产侧20.93亿吨、消费侧15.96亿吨,生产大于消费;中南生产侧18.77亿吨、消费侧61.61亿吨,消费远大于生产。

中南与华北的反向差距是这张图最值得关注的信息。中南地区消费侧排放是生产侧的三倍多,意味着该区域通过商品贸易从其他区域净输入了大量隐含碳;华北则相反,是隐含碳的净输出方。这种差异直接关系到区域减排责任如何划分。

华北
东北
华东
中南
西南
西北
生产侧(亿吨)
20.93
9.45
29.11
18.77
8.76
10.26
消费侧(亿吨)
15.96
7.98
28.73
61.61
10.37
9.4
2017年六大区域生产侧与消费侧碳排放对比
碳通通

钢铁行业三类排放构成

课件以2019年中国钢铁行业为例,依据公式(3-28)、公式(3-31)和公式(3-32),参考《中国统计年鉴》数据,算得碳排放合计20.73亿吨。其中直接排放15.22亿吨,占比约73.4%;间接排放3.94亿吨,占比约19.0%;生产过程排放1.57亿吨,占比约7.6%。

直接排放仍是最主要来源,主要来自钢铁生产过程中化石能源燃烧。间接排放对应净调入电力和热力隐含的排放。生产过程排放虽然占比不到一成,但来自炼铁熔剂高温分解和炼钢降碳,属于化石燃料燃烧之外的化学反应过程,需要单独核算。

直接排放
15.22亿吨
间接排放
3.94亿吨
生产过程排放
1.57亿吨
2019年中国钢铁行业碳排放构成
碳通通

企业A直接与间接排放对比

课件最后用一家机械设备生产企业A演示了基于生产工艺的核算方法。A企业主要产品为差速器、换挡器、电子件和车桥,主要能源为天然气和外购电力,缺乏各生产环节具体数据,但可从生产月报获取能源消耗数据。

计算结果是直接碳排放514.17吨,间接碳排放3106.75吨,合计3620.92吨。间接排放占比约85.8%,是直接排放的六倍多。这提示以电力为主要能源的制造企业,间接排放才是碳管理的重点,而间接排放的大小又与所选电力排放因子直接相关。

直接碳排放 514.17吨
间接碳排放 3106.75吨
天然气 23.78万立方米
调入电力 399.89万千瓦时
2020年排放合计 3620.92吨
间接占比约85.8%
某机械设备企业A碳排放核算结果
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
煤炭排放因子2.53千克二氧化碳/千克第1节案例分析
汽油排放因子3.14千克二氧化碳/千克第1节案例分析
煤油排放因子3.20千克二氧化碳/千克第1节案例分析
柴油排放因子3.22千克二氧化碳/千克第1节案例分析
燃料油排放因子3.06千克二氧化碳/千克第1节案例分析
液化石油气排放因子3.01千克二氧化碳/千克第1节案例分析
液化天然气排放因子5.18千克二氧化碳/千克第1节案例分析
天然气排放因子1.96千克二氧化碳/立方米第1节案例分析
第一产业碳排放17.8万吨第1节案例分析
第二产业碳排放3124.7万吨第1节案例分析
2020年北京分产业生产侧碳排放计算参数

这组数据是课件演示生产侧核算时用到的全部排放因子和计算结果。排放因子取自《IPCC国家温室气体清单编制指南》(2006),单位是每千克或每立方米能源对应的二氧化碳排放量。其中液化天然气最高,达5.18千克二氧化碳/千克;天然气按体积计量,为1.96千克二氧化碳/立方米。 将这些因子与《北京统计年鉴2021》中分行业分品种能源消费量相乘并加总,得到第一产业17.8万吨、第二产业3124.7万吨、第三产业2786万吨,合计5928.5万吨。排放因子的单位必须与活动水平的计量单位严格对应,比如气体燃料消费量用万标准立方米时,需注意与排放因子单位的换算关系。

指标数值单位出处
华北生产侧碳排放20.93亿吨第1节案例分析
华北消费侧碳排放15.96亿吨第1节案例分析
华北收入侧碳排放19.70亿吨第1节案例分析
东北生产侧碳排放9.45亿吨第1节案例分析
东北消费侧碳排放7.98亿吨第1节案例分析
东北收入侧碳排放8.75亿吨第1节案例分析
华东生产侧碳排放29.11亿吨第1节案例分析
华东消费侧碳排放28.73亿吨第1节案例分析
华东收入侧碳排放34.33亿吨第1节案例分析
中南消费侧碳排放61.61亿吨第1节案例分析
2017年六大区域三种视角碳排放对比

这组数据把2017年六大区域在三种视角下的碳排放结果并排放置。生产侧数据来自投入产出表的碳排放列,消费侧数据来自隐含碳转移矩阵按列求和,收入侧数据来自按行求和。三者基于同一张投入产出表,但结果差异很大。 华北三种视角结果分别为20.93、15.96、19.70亿吨,相对接近;中南消费侧高达61.61亿吨,远高于其生产侧18.77亿吨和收入侧22.17亿吨。这种差异本质上反映的是区域间贸易隐含碳的流向,生产侧看本地实际排放,消费侧看本地需求拉动的排放,收入侧看本地要素投入驱动的排放。

指标数值单位出处
电力供应排放因子0.6101吨二氧化碳/兆瓦时第2节间接碳排放核算
热力供应排放因子0.11吨二氧化碳/吉焦第2节间接碳排放核算
2019年钢铁行业碳排放20.73亿吨第2节碳排放核算举例
钢铁行业直接碳排放15.22亿吨第2节碳排放核算举例
钢铁行业间接碳排放3.94亿吨第2节碳排放核算举例
钢铁行业生产过程碳排放1.57亿吨第2节碳排放核算举例
企业A直接碳排放514.17吨第3节案例分析
企业A间接碳排放3106.75吨第3节案例分析
企业A碳排放合计3620.92吨第3节案例分析
企业A天然气消耗量23.78万立方米第3节案例分析
行业与企业层面关键参数与核算结果

这组数据覆盖了行业和企业两个层面的关键参数与结果。行业层面,电力供应排放因子取0.6101吨二氧化碳/兆瓦时,热力供应取0.11吨二氧化碳/吉焦,这是核算间接排放时必须确定的两个参数。2019年钢铁行业碳排放合计20.73亿吨,三类排放的占比反映了钢铁行业以直接排放为主的特征。 企业层面,A企业2020年消耗天然气23.78万立方米、调入电力399.89万千瓦时,对应直接排放514.17吨、间接排放3106.75吨,合计3620.92吨。企业A间接排放是直接排放的六倍多,与钢铁行业直接排放占七成的结构正好相反,说明不同行业、不同能源结构的企业,排放构成差异很大,不能套用同一套减排重点。

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碳排放核算理论与方法

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