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风电塔筒作为风电机组的承载结构,其碳足迹核算过去缺乏统一方法,企业做产品碳足迹报告时常面临边界怎么划、数据怎么取、取舍准则如何执行等困惑。内蒙古自治区发布的DB15/T 3981—2024《温室气体 产品碳足迹量化方法与要求 风电塔筒》,正是针对中型及以上陆上风电机组塔筒产品碳足迹量化的地方标准。这份标准给出了从术语定义、量化目的、量化范围到清单分析、数据计算、结果解释和报告模板的完整链条,对从事风电装备制造和碳足迹核算的从业者而言,是一份可直接参照的操作依据。
核心判断
- 标准适用于中型及以上陆上风电机组风电塔筒产品的部分碳足迹核算。
- 系统边界定义为从摇篮到大门,仅含原材料和能源获取、产品制造两个阶段。
- 声明单位统一为1吨风电塔筒,量化结果以每声明单位二氧化碳当量表示。
- 产品制造阶段数据应使用初级数据,原材料和能源获取阶段可使用次级数据。
- 碳足迹量化的取舍准则规定忽略项对最终结果的贡献之和不得超过5%。
脱水解读
标准定位与适用范围
DB15/T 3981—2024是内蒙古自治区地方标准,由自治区工业和信息化厅归口,起草单位包括内蒙古自治区质量和标准化研究院、金风科技股份有限公司、三一(巴彦淖尔)风电装备公司等,2025年4月18日发布,2025年5月18日实施。
标准适用于中型及以上陆上风力发电机组中的风电塔筒产品的部分碳足迹核算,不适用于小型家用风电机组中的风电塔筒。标准明确碳抵消以及产品碳足迹或产品部分碳足迹信息交流不在其范围内。标准引用了GB/T 19072、GB/T 24040-2008、GB/T 24044、GB/T 24067-2024和NB/T 10216-2019等文件。
量化目的与声明单位
标准第4章规定,开展风电塔筒产品碳足迹量化的总体目的是结合取舍准则,通过量化风电塔筒产品系统边界内所有显著的温室气体排放量和清除量,计算1吨风电塔筒产品对全球变暖的潜在贡献,以二氧化碳当量表示。
开展量化研究时应明确说明应用意图、开展产品碳足迹研究的理由、目标受众以及符合ISO 14026要求的产品碳足迹交流信息。
声明单位方面,标准以“1吨风电塔筒”为声明单位,产品碳足迹报告中应以每声明单位的温室气体排放量记录量化结果。标准指出,声明单位应仅用于产品部分碳足迹,这一点在量化工作中需要特别留意。
系统边界与阶段划分
风电塔筒产品碳足迹系统边界定义为“从摇篮到大门”,共分为两个阶段。原材料和能源获取阶段从自然界中获取原材料和能源及其预处理,以及过程中所涉及到的运输,直至原材料和能源到达生产工厂,包括碳钢、合金钢、混凝土等原材料的获取和运输,以及燃料、电力、热力等能源的获取和运输。
产品制造阶段从产品原材料进入工厂开始,到最终产品离开工厂终止,涵盖钢板下料、坡口加工、机加工、卷筒、塔筒焊接、修磨、黑塔检验、表面处理(喷丸/喷砂)、表面防腐、附件安装、成品验收等工序。
原材料和能源获取阶段收集的数据则可使用次级数据,这种差异化要求体现了标准对数据可获得性与准确性的平衡。
取舍准则与清单分析
标准规定,所有的能源输入均需列出;对产品碳足迹贡献小于1%的单元过程或物质可忽略,所有忽略的单元过程或物质对最终产品碳足迹贡献之和不得超过5%。如存在多项贡献小于1%的单元过程或物质且总和已超过5%,应依照贡献度排序,优先忽略贡献度最小的单元过程或物质,达到5%的限额后其余项不可再忽略。
清单分析章节将数据类型分为初级数据和次级数据。初级数据包含直接排放的活动数据或从特定场地获取的数据,产品的关键部件和主要生产过程数据宜使用初级数据,如产品制造阶段的原材料消耗、能源消耗、污染物排放以及运输等。次级数据从生命周期数据库、行业协会等外部来源获得,推荐使用本土化数据库。
数据收集期间方面,初级数据的收集期间为数据盘查前的最近一年;生产期间未达一年者,以连续稳定生产不少于3个月的生产期间为基础。
数据质量与分配方法
标准要求,在确定产品碳足迹量化所使用的初级数据和次级数据时,都需要通过数据质量评级(DQR)多维度评估数据质量。DQR从技术代表性、地理代表性、时间代表性三个方面计算,公式为DQR等于TeR与GeR、TiR之和除以3。
数据质量水平按DQR值分为五档:小于等于1.6为非常好,1.6至2.0为好,2.0至3.0为中等,3.0至4.0为差,大于4为非常差。
分配方面,标准提出风电塔筒产品优先采用的数据分配方法包括细分法、扩展法和分配法。原则上尽可能避免分配,当同时有几种备选分配方式时,应通过敏感性分析阐明偏离所选方法产生的影响。
数据计算与公式体系
标准第7章给出了完整的数据计算体系。风电塔筒产品部分碳足迹以声明单位为基准,按公式(1)计算,等于原材料和能源获取阶段部分碳足迹与产品制造阶段部分碳足迹之和。计算步骤为:用活动水平数据乘以该活动的温室气体排放因子,将初级数据和次级数据换算为GHG排放量,再乘以相应的GWP值换算为二氧化碳当量的排放。
原材料和能源获取阶段部分碳足迹按公式(2)至公式(5)计算,涉及能源投入产生的温室气体排放量、运输产生的温室气体排放量以及其他原材料投入的温室气体排放量。产品制造阶段部分碳足迹按公式(6)至公式(9)计算,结构与之类似。能源投入量单位为千克、千瓦时和吉焦,运输排放按总重量乘以总距离再乘以运输全生命周期排放因子计算。
结果解释与报告要求
生命周期结果解释阶段应包括识别重大问题、完整性一致性和敏感性分析、结论局限性和建议的编制。解释内容应包括对产品碳足迹和各阶段碳足迹的说明、对不确定性分析、详细记录选定的分配程序、说明产品碳足迹研究的局限性。
产品碳足迹报告应包括企业基本信息、产品碳足迹评价(产品描述、评价范围、产品碳足迹计算、产品碳足迹计算结果)以及其他必要信息。标准附录A给出了产品碳足迹报告模板,包含概况、量化方法、清单分析、影响评价和结果解释五大部分。影响评价一般选择IPCC给出的100年GWP。附录F列出了部分GHG的GWP参考值,如甲烷为27.9、氧化亚氮为273、六氟化硫为25200。
图说解读
风电塔筒碳足迹系统边界两阶段
标准将风电塔筒产品碳足迹系统边界定义为“从摇篮到大门”,共分为两个阶段:原材料和能源获取阶段、产品制造阶段。原材料和能源获取阶段从自然界中获取原材料和能源及其预处理,包括原材料的获取和运输以及能源的获取和运输,直至原材料和能源到达生产工厂。产品制造阶段从产品原材料进入工厂开始,到最终产品离开工厂终止。
这一边界划定不包含产品使用阶段和生命末期处理阶段,与标准标题中的“部分碳足迹”相呼应。对于风电塔筒这类使用寿命长达20年以上的产品而言,使用阶段的排放纳入与否对结果影响较大,企业在编制报告时需向目标受众说明这一边界设置的依据。
产品制造阶段的十一道工序
标准第5.3.2.2条列出了产品制造阶段包括但不限于的十一道工序:钢板下料、坡口加工、机加工、卷筒、塔筒焊接、修磨、黑塔检验、表面处理(喷丸/喷砂)、表面防腐、附件安装、成品验收。这一工序清单为企业在划定系统边界内的单元过程时提供了直接参照。
值得注意的是,标准在第6.4.3.2条中进一步明确了产品制造阶段各工序对应需要收集的数据,例如钢板下料阶段收集电力消耗、坡口加工阶段收集用气投入量、卷筒阶段收集电力消耗、塔筒焊接阶段收集电力消耗以及用气投入量、表面防腐阶段收集电力消耗等。这些数据要求与工序清单形成对应关系,便于企业按工序逐项采集初级数据。
数据质量评级的三个维度与五档水平
标准附录E为规范性附录,规定了数据质量评级(DQR)的具体方法。DQR从技术代表性、地理代表性、时间代表性三个维度计算,每个维度赋分1至5分,最终DQR值为三个维度得分之和除以3。
整体数据质量水平按DQR值分为五档:小于等于1.6为非常好,1.6至2.0为好,2.0至3.0为中等,3.0至4.0为差,大于4为非常差。标准强调,量化过程中使用的数据应通过使用现有最高质量的数据,尽可能地减少偏差和不确定性。
这一评级体系为企业在选择数据库和排放因子时提供了可量化的判断依据,建议企业在编制碳足迹报告时对不同来源的数据分别评级,并在报告中予以说明。
主要温室气体的百年GWP值
标准附录F以资料性附录形式列出了部分GHG的GWP参考值。其中二氧化碳的100年GWP为1,甲烷为27.9,氧化亚氮为273,三氟化氮为17400,六氟化硫为25200。氢氟碳化物中,HFC-23为14600,HFC-32为771,HFC-134a为1530,HFC-143a为5810。全氟碳化物中,全氟甲烷为7380,全氟乙烷为12400,全氟丙烷为9290。
标准注明,部分GHG的GWP来源于《气候变化报告2021:自然科学基础 第一工作组对IPCC第六次评估报告的贡献》。附录A在产品碳足迹报告模板中也明确,影响评价一般选择IPCC给出的100年GWP。企业在核算时需要根据实际涉及的气体种类选择对应的GWP值,尤其在使用保护气体焊接等工序中,可能涉及二氧化碳、氩气混合气体,需关注气体种类对核算结果的影响。
数据计算的两步法
标准第7.1条明确了数据计算的通用步骤:首先用活动水平数据乘以该活动的温室气体排放因子,将初级数据和次级数据换算为GHG排放量,以产品每声明单位的GHG排放量的形式记录;然后用具体GHG排放值乘以相应的GWP值,将GHG排放量数据换算为二氧化碳当量的排放。
这一两步法贯穿于标准给出的全部公式中。以原材料和能源获取阶段为例,能源投入产生的温室气体排放量按公式(3)计算,即能源投入量乘以能源全生命周期温室气体排放因子;运输产生的温室气体排放量按公式(4)计算,即运输总重量乘以运输总距离再乘以运输全生命周期排放因子。
风电塔筒产品部分碳足迹的总量按公式(1)汇总,等于各阶段、各活动的排放量之和。企业在实际操作中,需要确保活动数据与排放因子的匹配性,标准原文表述为“单位与GHG活动数据相匹配”。
数据解读
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 适用产品范围 | 中型及以上陆上 | 第1章 范围 | |
| 声明单位 | 1 | 吨风电塔筒 | 第5.2 声明单位 |
| 系统边界 | 从摇篮到大门 | 第5.3.1 产品阶段流程 | |
| 取舍准则忽略项贡献上限 | 5 | % | 第5.4 取舍准则 |
| 单过程可忽略贡献阈值 | 1 | % | 第5.4 取舍准则 |
| 初级数据收集期间 | 最近一年 | 第6.2 数据收集期间 | |
| 最短生产期间 | 不少于3 | 个月 | 第6.2 数据收集期间 |
| GWP时间尺度 | 100 | 年 | 附录A 影响评价 |
上表汇总了标准中涉及的关键参数。适用范围方面,标准适用于中型及以上陆上风力发电机组中的风电塔筒产品,声明单位统一为1吨风电塔筒。系统边界定义为“从摇篮到大门”,分为原材料和能源获取阶段、产品制造阶段两个阶段。 取舍准则规定,所有能源输入均需列出,对产品碳足迹贡献小于1%的单元过程或物质可忽略,所有忽略项对最终结果的贡献之和不得超过5%。数据收集期间一般为最近一年,生产未达一年者以连续稳定生产不少于3个月为基础。 GWP方面,影响评价一般选择IPCC给出的100年GWP。这些参数构成了风电塔筒碳足迹核算的基本框架,企业在开展核算前需要逐一确认并记录在报告对应位置。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 二氧化碳 | 1 | 附录F 表F.1 | |
| 甲烷 | 27.9 | 附录F 表F.1 | |
| 氧化亚氮 | 273 | 附录F 表F.1 | |
| 三氟化氮 | 17400 | 附录F 表F.1 | |
| 六氟化硫 | 25200 | 附录F 表F.1 | |
| HFC-23 | 14600 | 附录F 表F.1 | |
| HFC-134a | 1530 | 附录F 表F.1 | |
| 全氟甲烷 | 7380 | 附录F 表F.1 |
标准附录F为资料性附录,列出了部分GHG的100年GWP参考值。二氧化碳的GWP值为1,作为基准参照;甲烷为27.9,氧化亚氮为273,三氟化氮为17400,六氟化硫为25200。氢氟碳化物中,HFC-23为14600,HFC-32为771,HFC-125为3740,HFC-134a为1530,HFC-143a为5810。全氟碳化物中,全氟甲烷为7380,全氟乙烷为12400,全氟丙烷为9290。 上述GWP值来源于IPCC第六次评估报告第一工作组报告。标准在产品碳足迹报告模板中也明确,影响评价一般选择IPCC给出的100年GWP。企业在核算风电塔筒碳足迹时,需根据实际涉及的气体种类选取对应GWP值,如焊接工序中使用保护气体,可能涉及二氧化碳、氩气等,需确认其中涉及温室气体排放的气体种类并选用正确的GWP值进行换算。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 技术代表性TeR | 1至5 | 分 | 附录E 表E.1 |
| 地理代表性GeR | 1至5 | 分 | 附录E 表E.1 |
| 时间代表性TiR | 1至5 | 分 | 附录E 表E.1 |
| 非常好 | ≤1.6 | 附录E 表E.3 | |
| 好 | 1.6至2.0 | 附录E 表E.3 | |
| 中等 | 2.0至3.0 | 附录E 表E.3 | |
| 差 | 3.0至4.0 | 附录E 表E.3 | |
| 非常差 | >4 | 附录E 表E.3 |
标准附录E为规范性附录,规定了数据质量评级方法。DQR从技术代表性(TeR)、地理代表性(GeR)、时间代表性(TiR)三个维度计算,每个维度赋分1至5分,DQR值为三个维度得分之和除以3。 整体数据质量水平按DQR值分为五档:小于等于1.6为非常好,1.6至2.0为好,2.0至3.0为中等,3.0至4.0为差,大于4为非常差。技术代表性关注建模技术与数据集范围内技术的匹配程度,地理代表性关注建模过程与数据集是否为同一国家或区域,时间代表性关注碳足迹数据发布日期是否在数据集有效期内。 数据质量从技术、地理、时间三个维度量化评价,为企业在选择初级数据与次级数据时提供了统一的判断尺度。标准要求量化过程中使用的数据应通过使用现有最高质量的数据,尽可能地减少偏差和不确定性。企业在实际工作中,可对不同来源的排放因子数据分别进行DQR评级,在报告中予以说明,以体现数据选择的科学性与透明度。
附件资料
温室气体 产品碳足迹量化方法与要求 风电塔筒
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