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2023年11月,国际标准化组织发布了全球首个碳中和量化标准——ISO 14068-1:2023《气候变化管理-向净零过渡 第1部分:碳中和》。对于水泥行业来说,这个标准意味着什么?一家水泥企业如果想创建零碳工厂,从摸底盘查、制定实施计划,到建立内部管理机制、实施减排与碳抵消,具体要经过哪些步骤?这篇文章将结合标准原文与水泥行业的生产特点,逐项解读标准框架与零碳工厂的创建路径,帮助从业者理清思路。
核心判断
- ISO 14068-1:2023是全球首个碳中和量化标准,规定了实现和证明碳中和的原则、要求与方法。
- 碳中和通过减排和去除增强来减少主体碳足迹,抵消需随着时间推移而逐步减少。
- 水泥行业能源结构以燃煤为主约占85%,2020年二氧化碳排放量估算13.79亿吨,占全国约12%。
- 零碳工厂需在合规性、管理体系、能源消耗等多个方面满足国家和行业标准要求。
- 水泥企业创建零碳工厂分为摸底盘查、制定计划、建立管理机制、减排、核算、碳抵消六个环节。
脱水解读
全球首个碳中和量化标准的定位
2023年11月,国际标准化组织正式发布了ISO 14068-1:2023《气候变化管理-向净零过渡 第1部分:碳中和》,这是全球首个碳中和量化标准,规定了实现和证明碳中和的原则、要求、措施指引和方法支撑。该标准为有意实现碳中和的组织和产品提供了一套相对标准化的路径。
标准采用了分层方法,优先考虑直接和间接的温室气体减排与消除,侧重于量化、减少和抵消碳足迹。从作者绘制的标准关系图来看,ISO 14068-1标准处于框架结构的中心位置,不论是清单编制、温室气体量化,还是碳足迹核算、报告撰写,最终目标都指向实现组织或产品的碳中和。
标准13个章节的核心内容解构
ISO 14068-1标准共设置了13个章节,涵盖范围、规范性引用文件、术语定义、原则、方法、碳中和承诺、主体及边界的选择、温室气体排放量化、碳中和管理计划、减排和去除能力增强、抵消碳足迹、碳中和报告以及碳中和声明。
标准对碳中和的定义是:在特定时间段内,碳足迹减少为温室气体减排或提高温室气体减排能力的结果,如果大于零,然后通过抵消来平衡。用于抵消的碳信用额应符合某些标准,且仅在根据碳中和管理计划进行温室气体减排和去除改进后才使用。标准引用ISO 14064-1、ISO 14064-3、ISO 14067等文件,表明它是在ISO 14060系列标准基础上建立的。
值得注意的是,碳中和管理计划应包含最高管理层的承诺声明、负责人员、主体及边界描述、时间表、碳足迹定量方法等内容。碳中和报告每个报告期应公开提供,碳中和声明则必须在满足标准所有要求时才能提出,并应经ISO 14064-3或同等验证标准进行验证。
碳中和的两个阶段与残余排放
标准将碳中和实现路径分为两个阶段。早期阶段的标志是存在'无法减少的温室气体排放',需要通过多种形式的碳信用来抵消足迹,并根据碳中和管理计划逐步通过减排和清除降低碳足迹。后期阶段的特点是将温室气体排放减少到仅有残余排放,并通过去除碳信用逐步平衡碳足迹,甚至不使用任何碳信用就能使碳足迹为零或负。
这对水泥行业有直接指向意义——典型的水泥生产工业过程排放,往往就是那种在技术和经济可行措施后仍无法完全消除的残余排放。标准还特别强调,当只有剩余的温室气体排放残留时,只能使用基于温室气体去除增强的碳信用额来进行碳足迹的抵消。
水泥行业为什么需要创建零碳工厂
中国水泥产量自1985年以来已连续38年稳居世界第一,当前产量约占世界水泥总产量的55%左右。水泥行业的能源结构以燃煤为主,约占85%,属于能源资源密集型行业。2020年,中国水泥行业二氧化碳排放量估算为13.79亿吨,占全国总排放(含工艺过程排放)的12%。
在'双碳'目标下,水泥行业的发展已经从'高耗能'向'节能减排'转向。随着《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》《关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》等政策陆续落地,以'碳'为牵引,企业既要着眼于实现管理与技术的升级,也要为美丽中国建设做出应有的努力。零碳工厂创建,正是企业协调处理发展与减排关系、构建适应中国式现代化要求的低碳管理机制的具体举措。
零碳工厂的基本要求:合规与管理并行
水泥企业创建零碳工厂,应在保证生产正常运营,水泥产品功能、质量、环境保护,以及人员职业健康安全的前提下,以实现工厂温室气体净零排放为目标,使用低碳或负碳的原料、工艺、技术和装备。
首先必须满足合规性要求。水泥工厂建设生产线应满足《水泥行业规范条件》的要求,取得水泥生产许可证、排污许可证。水泥单位产品能耗应满足GB 16780-2021《水泥单位产品能源消耗限额》标准要求,水泥生产过程温室气体排放核算应满足GB/T 32151.8-2015《温室气体排放核算与报告要求 第8部分:水泥生产企业》等。
其次要符合管理要求。水泥企业管理者在零碳工厂建设和实施方面应作出零碳承诺,编制碳中和发展战略,制定碳中和目标并确定实施方案。方案要明确实施主体、内容、周期、预期效益等,设定目标分解,落实到责任部门。
六个步骤走完创建与实施全流程
零碳工厂的创建与实施分为六个环节。第一步是摸底盘查,确定各个生产环节的温室气体排放核算方法及核算范围,确定基准年、排放量等。第二步是制定零碳工厂实施计划,至少包括零碳工厂承诺描述、各流程时间节点、节能减排降碳计划以及碳抵消策略。第三步是建立内部温室气体管理机制,包括设立零碳工厂管理部门、设定目标及考核内容、指定工作人员、定期培训、加强信息化管理等。
第四步是实施温室气体减排,根据自身实际情况采取合适的减排方案,例如原料研磨、预分解炉、水泥车间用电的节电能效提升方案,以及可再生废弃物煤炭替代燃料减排方案等,方案要包括实施时间、所需资金、温室气体减排量。第五步是核算温室气体排放情况,依据GB/T 32151.8-2015确定核算方法和核算边界并编写报告。第六步是实施碳抵消,水泥工厂应实施零碳工厂的承诺,实现阶段性目标,抵消方式包括采用自主开发项目减排量、绿色电力交易、购买碳配额或CCER等。
国际经验与行业技术探索
标准发布后,全球各地的生产企业都在积极行动。英国、西班牙、葡萄牙等地的水泥厂正在探索用氢替代部分化石燃料,英国水泥窑已成功使用净零燃料运行。我国水泥企业也在节能减排降碳的道路上不断尝试新技术,例如建立协同处置替代燃料项目、利用水泥生产捕集的二氧化碳进行蒸压加气混凝土砌块碳化养护、水泥窑二氧化碳回收补给农作物生物固碳等。
这些探索表明,水泥行业碳中和的技术路径正在逐步清晰。从标准解读到零碳工厂创建路径的分析,可以看出ISO 14068-1为水泥企业提供了一个从量化、减排到抵消的完整方法论框架,而具体的实施则需要结合企业自身的生产特点和资源条件,在合规运营的基础上,通过管理机制建设和技术方案落地,逐步实现温室气体净零排放。
图说解读
标准13个章节逐项一览
从表格可以清晰看到ISO 14068-1标准的章节结构。前三个章节属于基础性内容,明确了标准的适用范围、引用的规范性文件以及相关术语的定义。第四、五章确立了碳中和的原则和实现方法,是整个标准的理论基石。
第六至第九章覆盖了从承诺、边界选择到排放量化和管理计划的完整管理链条,体现的是'先管后算'的逻辑。第十至第十三章则聚焦减排、抵消、报告和声明,构成标准执行的闭环。这套13章的结构不仅是标准本身的编排顺序,也可以作为企业建立碳中和管理体系的参考框架。
零碳工厂六大创建步骤
作者将水泥企业零碳工厂的创建过程梳理为六个步骤,从摸底盘查开始,到实施碳抵消收尾。第一步要求企业先'摸清家底',确定各生产环节的排放核算方法和范围,确定基准年和排放量,这是后续所有工作的基础。
第二步制定实施计划,包括承诺描述、时间节点、减排计划以及碳抵消策略。第三步建立内部管理机制,涉及部门设置、目标考核、人员培训和信息化管理。前三步属于创建准备阶段。
后三步是实施阶段。第四步实施温室气体减排,企业需根据实际情况选择节电能效提升、替代燃料等方案。第五步依据GB/T 32151.8-2015核算排放并编写报告。第六步通过自主开发项目减排量、绿电交易、购买碳配额或CCER等方式实施碳抵消。这六个步骤从准备到实施形成了完整的闭环流程。
碳中和路径的两个阶段
标准将碳中和的实现路径划分为两个阶段。早期阶段的标志是存在'无法减少的温室气体排放',这个阶段需要通过多种形式的碳信用来抵消足迹,同时根据碳中和管理计划,开始逐步通过温室气体减排和清除来降低碳足迹。
后期阶段的特点是将温室气体排放减少到仅有残余排放的水平,并通过去除碳信用逐步平衡碳足迹,甚至在不使用任何碳信用的情况下使碳足迹为零或负。标准的核心逻辑是:抵消只是过渡手段,减排和去除才是根本路径。
对于水泥企业而言,这个两阶段路径意味着碳抵消策略不是一成不变的,随着减排技术的进步和应用的深入,企业对碳信用的依赖应当逐步降低。标准中特别强调,残余排放是指在实施所有技术和经济上可行的措施后仍然存在的排放,而水泥生产的工业过程排放正是这样的典型残余排放。
水泥行业碳排放全国占比
2020年中国水泥行业二氧化碳排放量估算为13.79亿吨,占全国总排放(含工艺过程排放)的12%。虽然从占比上看12%并非最高,但考虑到水泥行业的能源结构以燃煤为主,约占85%,属于典型的能源资源密集型行业,这12%的排放量背后反映的是巨大的减排压力。
中国水泥产量自1985年以来已连续38年稳居世界第一,当前产量约占世界水泥总产量的55%左右。产量规模与排放规模叠加,使得水泥行业成为工业领域碳排放的重点行业。这些数据解释了为什么零碳工厂创建对水泥行业来说不是可选项,而是大势所趋。
合规与管理要求的双重门槛
水泥企业创建零碳工厂的基本要求可以归为两个维度。左侧是合规性要求,包括满足《水泥行业规范条件》、取得水泥生产和排污许可证、能耗达到GB 16780-2021标准、排放核算符合GB/T 32151.8-2015等。这些硬性条件是创建零碳工厂的入场门槛,缺一不可。
右侧是管理要求,管理者应作出零碳承诺,编制碳中和发展战略,制定碳中和目标和实施方案。具体的实施方案可以重点围绕节能减碳、利用可再生替代燃料、碳捕集利用与封存技术等展开,并且要尽可能便于操作、可监控、可核查。合规是底线,管理是抓手,两者共同构成零碳工厂创建的基本条件。
水泥企业温室气体核算边界构成
水泥企业温室气体排放核算边界涵盖燃料燃烧排放、过程排放、购入和输出的电力及热力产生的排放。燃料燃烧排放主要来自熟料生产消耗的化石燃料,过程排放则是水泥生产工业过程中不可避免的碳排放,属于标准中所说的典型残余排放。
购入和输出的电力及热力产生的排放则属于间接排放部分。作者在文中给出了核算边界示意图,明确这些排放类型共同构成了水泥企业的碳足迹范围。这一核算边界的划定,直接决定了企业碳足迹量化结果的大小,也决定了后续减排和抵消策略的方向。
值得注意的是,过程排放在水泥行业碳排放中占有较大比重,且在现有技术条件下难以完全消除,因此标准中关于残余排放的处理规则对水泥企业尤为重要。
数据解读
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 连续稳居世界第一的年数 | 38 | 年 | 第2节 |
| 中国水泥产量占世界总产量比例 | 55 | % | 第2节 |
| 水泥行业能源结构中燃煤占比 | 85 | % | 第2节 |
| 2020年水泥行业二氧化碳排放量估算 | 13.79 | 亿吨CO2 | 第2节 |
| 2020年水泥行业碳排放占全国总排放比例 | 12 | % | 第2节 |
这组数据勾勒出水泥行业碳排放的基本面貌。中国水泥产量自1985年以来连续38年稳居世界第一,产量约占世界水泥总产量的55%,是名副其实的水泥生产大国。能源结构方面,燃煤占比约85%,属于典型的能源资源密集型行业。 2020年水泥行业二氧化碳排放量估算为13.79亿吨,占全国总排放(含工艺过程排放)的12%。这组数据的核心含义是:水泥行业的减排压力既来自产量规模,也来自能源结构。产量占比超过全球一半,能源以煤为主,意味着短期内大幅降低碳排放的难度较大,需要从原料替代、燃料替代、能效提升等多条路径同时推进。 正是基于这样的行业背景,作者认为创建零碳工厂已成为大势所趋,也是企业协调处理发展与减排关系的具体举措。
| 指标 | 数值 | 单位 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 碳中和承诺 | 第6章 | 第1.1节 | |
| 主体及其边界的选择 | 第7章 | 第1.1节 | |
| 温室气体排放的量化 | 第8章 | 第1.1节 | |
| 碳中和管理计划 | 第9章 | 第1.1节 | |
| 减排和去除能力增强 | 第10章 | 第1.1节 | |
| 抵消碳足迹 | 第11章 | 第1.1节 | |
| 碳中和报告 | 第12章 | 第1.1节 | |
| 碳中和声明 | 第13章 | 第1.1节 |
将ISO 14068-1标准第6至13章的功能逐一列出,可以看到一条清晰的管理逻辑链:从承诺出发,经过边界选择、排放量化、管理计划制定,进入减排与去除能力增强、碳抵消的实际行动,最后以报告和声明完成信息输出。 第六至第八章解决的是'承诺什么、管到哪里、排放多少'的前端问题。第九至第十一章解决的是'怎么做'的中端问题。第十二至第十三章解决的是'怎么对外说清楚'的后端问题。这条链路为企业建立碳中和管理体系提供了一张按部就班的路线图。 值得注意的是,碳中和声明必须满足标准所有要求时才能提出,且应经ISO 14064-3或同等验证标准进行验证。
附件资料
英文版:ISO 14068-1 2023气候变化管理 向净零的过渡 第1部分:碳中和
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中文版:ISO 14068-1 2023气候变化管理 向净零的过渡 第1部分:碳中和
pdf 文件 · 986.4 KB
标准解读:ISO14068标准演进与实践路径
pdf 文件 · 1.5 MB
标准解读:国金认证ISO14068标准解读
pdf 文件 · 2.4 MB
业务指南:ISO14068商业价值与实施策略
pdf 文件 · 15.0 MB
业务指南:ISO14068碳中和核查流程与要点
pdf 文件 · 6.9 MB
项目案例:ISO14068水泥零碳工厂创建路径
pdf 文件 · 1.7 MB
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