摘   要：分析了纺织印染行业温室气体的产生情况和排放方式。纺织印染行业温室气体排放核算中考虑的有二氧化碳和甲烷。核算可分成6个步骤。温室气体排放主要有燃料燃烧排放、碳酸盐消耗排放、废水处理排放、购入和输出电力排放、购入和输出热力排放。企业的温室气体排放量是各种排放量之和。文章给出了纺织印染行业各种温室气体排放量计算公式以及相关计量的基本要求。

关键词：纺织印染行业；二氧化碳；温室气体排放；核算

TheGreenhouse Gas Emissions Accounting in Textile Printing and Dyeing Industry

YangAi-min, Yang Hui-ling

GuangzhouHongyu Environment Protection Co.,Ltd.，Guangzhou, 510660,

Abstract:Analysis of the production and emissionmethods of greenhouse gases in textile printing and dyeing industry, In thecurrent situation,Thegreenhouse gases considered in the greenhouse gas emissions accounting of thetextile printing and dyeing industry are carbon dioxide and methane,Accounting can be divided into 6 steps.Greenhouse gas emissions mainly includefuel combustion emissions, carbonate consumption emissions, wastewatertreatment emissions, purchased and exported electricity emissions, andpurchased and exported thermal emissions.Thecompany's greenhouse gas emissions are the sum of various emissions.The article gives the calculation formulafor various greenhouse gas emissions in the textile printing and dyeingindustry and the basic requirements for related measurement.

Keywords：textile printing and dyeingindustry；carbondioxide；emissionof greenhouse gases；accounting

前言

我国纺织印染工业通过开展节能减排和清洁生产工作，在降低能源消耗和减少温室气体排放方面取得了显著的成效，生产能耗有较大幅度的下降，也大大地减少了温室气体的排放。然而，要实现国家制定的碳排放减量目标，纺织印染行业仍需要进行大量的温室气体减排工作，包括基础管理工作以及减排技术研发和运用工作。近几年来，部分的学者开展了纺织行业温室气体排放的研究工作，提出了有关的减排技术和方法[1、2]。开展温室气体排放核算是纺织染整行业温室气体减排的基础性管理工作。通过温室气体排放的核算可以了解企业在消减温室气体方面所取得的成效和存在的问题。在纺织行业中，纺织印染行业排放的温室气体所占比重较大，是温室气体排放管理的重点之一。作者就有关纺织印染行业温室气体排放核算的一些问题，展开详细的讨论。

1.      印染行业温室气体排放

1.1温室气体种类

国际上认定的温室气体有二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）和六氟化硫（SF₆）等。根据目前的研究结果，在纺织印染行业中各种温室气体的情况可见表1。

表1 纺织印染行业中温室气体的种类与特点

Table 1 Types and characteristics of greenhouse gases in textile printingand dyeing industry

从表1可见，纺织印染行业产生和排放的温室气体主要是二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）。其余的排放量较少，在温室气体排放核算中给予忽略。

1.2温室气体排放

纺织印染行业温室气体的排放可分成直接排放和间接排放，可见图1。

图1 纺织印染行业温室气体的产生

Fig.1 Production of greenhouse gases in textile printing and dying industry

对于图1需要说明的有：

1、从图1可见，在纺织印染行业中除了污染物处理产生温室气体排放外，其余的温室气体排放都与物料的消耗有关。

2、碳酸盐类，包括碳酸盐和碳酸氢盐，作为印染生产助剂消耗直接分解出二氧化碳，属于直接排放。

3、除了碳酸盐类，其余的染化助剂不会直接分解二氧化碳，属于间接排放。

4、考虑到实际操作可行性和染化助剂缺乏碳足迹的基础数据的情况，核算时暂不考虑除碳酸盐类外其他染化助剂消耗产生的间接排放。

2.      核算的边界和范围

2.1范围和边界

温室气体排放核算范围应是企业法人所管理下的所有场所、生产工序、相关设备以及活动。可见图2。

图2 纺织印染行业温室气体排放边界示意图

Fig.2Schematic diagram of greenhouse gas emission boundary in textile printing anddyeing industry

需要说明的是部分企业中色织生产工序，生产工序中还包括了织造。

2.2温室气体排放种类

纺织印染企业温室气体排放种类主要有以下几种[3]：

1、燃料燃烧排放

纺织印染企业生产过程中燃料燃烧产生的二氧化碳排放，包括煤、柴油、重油、水煤气、天然气、液化石油气等在固定（烧毛机、定形机、烘干机、蒸汽锅炉、热载体锅炉、热水锅炉等）或移动燃烧设备（场内运输车辆及搬运设备等）中发生燃烧过程产生的二氧化碳。燃料燃烧排放属于直接排放。

2、过程排放

过程排放是指在生产过程产生的温室气体排放。例如，在生产过程中使用碳酸盐或碳酸氢盐分解产生的二氧化碳排放量。常用的纯水制备使用碳酸钠、印染生产过程使用的碳酸钠和碳酸氢钠。

3、废水处理排放

印染生产产生的废水，在进行处理过程会产生甲烷排放。目前，相当部分印染企业已经入园或废水交社会废水处理厂统一处理，针对这种现状需要分别讨论：

a.若企业没有自备废水处理站，并不进行预处理，废水处理产生的甲烷排放量不在核算范围内。

b.在废水排出企业前，企业进行了有生化工艺的预处理，预处理产生的甲烷排放量应在核算范围内。

4、购入电力和热力产生排放

目前，相当数量的纺织印染企业进入了各种工业园区，由工业园区统一提供蒸汽和电力，同时，在工业园区外的大多数纺织印染企业也需要购入的电力。企业以各种形式向外购入电力和热力会导致间接产生二氧化碳排放，属于购入电力和热力产生排放。

5、输出电力和热力产生排放

部分规模较大的纺织印染自备热电联产电站。自备电站不仅为企业自身生产和生活提供电力和热力，还输出电力和热力给周围的企业或单位。企业输出电力和热力所产生的二氧化碳排放是核算范围内。

3.      核算步骤

3.1确定核算边界

确定核算边界就是要确定企业管理属下的所有场所、生产工序和生产设备。对于部分有向外输出电力和热力的企业要确定输送的企业、单位以及其他方向，以便后续的统计和计算工作。

3.2识别排放源

识别排放源应开展以下的工作：

1.   判断和确定排放温室气体的设备、工序和场所。

2.   判断和确定能源和物料消耗种类。

3.在识别排放源的同时，要关注燃料、电力、热力、物料以及各种温室气体排放的计量。在缺少计量的情况下需要补充和完善，以保证后续的核算。

表2是印染企业温室气体排放源的基本情况。

表2 印染企业温室气体排放源基本情况

Table 2 Basic situation of greenhouse gas emission sources of printing anddyeing enterprises

3.3收集活动数据

活动数据是导致温室气体排放的生产或消费活动量的表征值，包括各种燃料的消耗量和低位发热量、碳酸盐类使用量和纯度、废水处理量和有关COD浓度、购入和输出电量或热量。收集活动数据就是收集各种燃料和碳酸盐类的消耗量、能源的低位发热量、碳酸盐类的纯度、废水处理量和有关COD浓度、购入和输出的电力和热力量等数据。

3.4选择和获取排放因子数据

排放因子是表征单位生产或消费活动量的温室气体排放的系数。通俗的说，排放因子就是将燃料消耗量、碳酸盐消耗量、废水甲烷产生量、电量和热力量等转换成二氧化碳排放量的系数。

3.5计算各种排放量

根据相关的公式和所获的数据，分别计算燃料燃烧排放量、过程排放量、废水处理排放量、购入和输出电力和热力排放量。

3.6汇总企业排放量

在得到各种排放量的基础上，计算企业温室气体排放量。企业温室气体排放量就是各种排放量之和。在得到企业温室气体排放量后，应开展分析和评价工作，分析温室气体减排工作的成效。

4.      温室气体核算方法

4.1企业温室气体排放总量

纺织印染企业温室气体排放总量是核算边界内所有的燃料燃烧排放量、过程排放量、废水处理排放量、购入电力和热力的二氧化碳排放量之和。如果企业有对外输出电力或热力的情况下，需要扣除输出电力和热力所对应的二氧化碳排放量。企业温室气体排放总量按公式（1）计算。

E=E燃烧+E过程+E废水+E购入电+E购入热-E输出电-E输出热……………………（1）

式中：

E—企业温室气体排放总量，单位为tCO2e；

E燃烧—燃料燃烧二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

E过程—过程二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

E废水—废水处理温室气体排放量，单位为tCO2e；

E购入电—购入电力对应的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

E购入热—购入热力对应的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

E输出电—输出电力对应的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

E输出热—输出热力对应的二氧化碳排放量，单位为tCO2e。   

4.2燃料燃烧排放量的计算

4.2.1计算公式

纺织印染企业生产过程中燃料燃烧产生的二氧化碳排放量是核算期内企业各种燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的总和，按式（2）计算：

……………………………………………（2）

式中：

E燃烧— 核算期内消耗的燃料燃烧产生的二氧化碳排放，单位为tCO2e；

ADi— 核算期内消耗的第i种燃料的活动数据，单位为GJ；

EFi— 第i种燃料的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/GJ；

i   — 燃料类型代号。

从公式（2）可见，燃料燃烧的排放量计算是与各种燃料的活动数据、排放因子等有关，需要分别获得或计算活动数据和排放因子。

4.2.2活动数据

核算期内燃料燃烧的活动数据是各种燃料的消耗量与平均低位发热量的乘积，按式（3）计算：

     ……………………………………………（3）

式中：

— 核算期内消耗的第i种燃料的活动数据，单位为GJ；

—核算期内第i种燃料的平均低位发热量。固体或液体燃料单位为GJ/t；气体燃料单位为GJ/104Nm3；

—核算期内第i种燃料的净消耗量。固体或液体燃料单位为t；气体燃料单位为104Nm3。

在公式（3）中，燃料的平均低位发热量可以由企业自行按照有关标准进行实测，不具备自行实测的企业可以要供应商提供数据或参考有关资料的推荐值；燃料的消耗量应根据企业能源消费台账或统计报表来确定。

4.2.3排放因子

燃料燃烧的二氧化碳排放因子实际上是燃料中的碳转化成二氧化碳的程度，可按式（4）计算：

…………………………………（4）

式中:

— 第i种燃料的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/GJ；

— 第i种燃料的单位热值含碳量，单位为tC/GJ；

— 第i种燃料的碳氧化率，%；   

—二氧化碳与碳的相对分子质量之比。

燃料的单位热值含碳量以及碳氧化率可以参考有关文献[4、5]。

4.3过程排放

4.3.1计算公式

过程排放是碳酸盐类分解产生的二氧化碳排放量，按式（5）计算：

………………………………………………（5）

式中：

E过程—核算期内的过程排放量，单位tCO2e；

F碳酸盐，i—核算期内第i种碳酸盐的消耗量，单位t；

—碳酸盐的纯度，以%表示；

EF碳酸盐，i—第i种碳酸盐分解成二氧化碳排放因子，单位tCO2/t碳酸盐。

4.3.2活动数据

计算碳酸盐分解产生的二氧化碳排放需要核算期内各种碳酸盐类的消耗量。碳酸盐类的消耗量可以根据企业台账或统计报表来确定。具备自行检测条件的企业可按有关标准开展实测碳酸盐类的纯度，不具备条件的企业可采用供应商提供的数据。

4.3.3排放因子

碳酸盐类分解的二氧化碳排放因子按公式（6）计算：

………………………………………………（6）

式中：

EF碳酸盐，i—第i种碳酸盐分解成二氧化碳排放因子，单位tCO2/t碳酸盐类；

44—二氧化碳的相对分子质量；

M碳酸盐，i—第i种碳酸盐类的相对分子质量。

4.4废水处理排放

4.4.1计算公式

印染企业生产产生的经厌氧处理过程（包括部分的预处理）会产生甲烷。废水处理的温室气体排放量按式（7）计算。

………………………………...（7）

式中：

—废水厌氧处理过程产生的温室气体排放量，单位为tCO2e；

—核算期内废水厌氧处理排放的甲烷量，单位为t；

—甲烷的全球变暖潜势值，取21。

4.4.2活动数据

甲烷排放量按式（8）计算：

………..……………………（8）

式中：

--核算期内废水厌氧处理排放的甲烷量，单位为t；

TOW—废水厌氧处理去除的邮寄总量，单位为tCOD；

EF—甲烷排放因子，单位为tCH₄/tCOD；

R—甲烷回收量，单位为tCH₄

对于公式（8）中废水厌氧处理去除的有机物总量和甲烷回收量需要作进一步的计算和说明。

1.废水厌氧处理去除的有机物总量

废水厌氧处理去除的有机物总量是根据核算期内厌氧处理的废水量、厌氧处理系统进出口废水COD浓度来确定。厌氧处理的废水量采用废水站统计的数据，厌氧处理系统进出口废水COD浓度采用检测COD浓度的平均值。废水厌氧处理去除的有机物总量按公式（9）计算：

…………………………… (9)

TOW——废水厌氧处理去除的有机物总量，单位为tCOD；

W—厌氧处理的废水量，单位为m3；

COD_in—厌氧处理系统进口废水的化学需氧量浓度，单位为kgCOD/ m3；

COD_out—厌氧处理系统出口废水的化学需氧量浓度，单位为kgCOD/ m3。

对于厌氧处理的废水量需要作说明，在部分企业厌氧处理的废水量与废水处理站处理的废水量是不相同，需要区别开来。还有部分企业的生化部分使用的是酸化水解工艺，与厌氧是有区别的。

各个化学需氧量浓度检测值可以是企业自行检测或委托第三方检测或当地相关政府部门检测。

2.甲烷回收量

甲烷回收量是指将厌氧处理过程产生的甲烷收集并用做燃料或原料使用的量。若是有收集，没有使用不能作为回收量计算。甲烷回收量应以使用甲烷时的计量为准。例如，将收集的甲烷用作锅炉的燃料，应以输送到锅炉的甲烷流量表的计量为准。

4.4.3排放因子

甲烷排放因子可按公式（10）计算：

………………………………………… (10)

式中：

EF—甲烷排放因子，单位tCH4/tCOD

B0—废水厌氧处理系统的甲烷产生潜力，单位tCH4/tCOD

MCF—甲烷修正因子，无量纲

对于废水厌氧处理系统的甲烷产生潜力，优先使用国家公布的数据，若没有，则采用推荐值0.25kgCH4/kgCOD。

对于甲烷修正因子，具备条件的企业可开展实测或委托有资质的专业机构进行检测，也可以采用推荐值0.3。

4.4购入和输出电力产生的排放

4.4.1计算公式

1.购入电力排放量的计算

企业购入电力产生的间接二氧化碳排放量可按公式（11）计算：

………………….………………(11)

式中：

E购入电—购入电力所产生的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

AD购入电— 核算期内购入的电量，单位为MWh；

EF电力— 电力的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/MWh。

2.输出电力排放量的计算

企业输出电力所产生的二氧化碳排放量按公式（12）计算：

………………….………………(12)

式中：

E输出电— 输出电力所产生的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

AD输出电— 核算期内输出电量，单位为MWh；

EF电力— 电力的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/MW.h。

4.4.2活动数据

核算期内,企业购入和输出的电力量以企业电表记录为准，或采用供应商提供的电费发票和结算单等结算凭证的数据。                   

4.4.3排放因子

电力排放因子是根据企业所在地的情况决定的。目前，分别按东北、华北、华东、华中、西北和南方等电网划分，可根据国家主管部门最近年份公布的相应区域电网排放因子进行计算。

4.5购入和输出热力产生的排放

4.5.1计算公式

1.购入热力的计算

企业购入的热力，包括各种压力的蒸汽、各种温度的热水以及导热油等，所对应产生的二氧化碳排放量按公式（13）计算：

……………………………………………(13)

式中：

E_购入热—购入热力所产生的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

AD_购入热— 核算期内购入的热力量，单位为GJ；

EF_热力— 热力的二氧化碳排放因子，单位为tCO₂/GJ。

2.输出热力的计算

企业输出的热力，包括各种压力的蒸汽、各种温度的热水以及导热油等，产生的二氧化碳排放量按公式（14）计算：

……………………………………………(14)

式中：

E_输出热— 输出热力所产生的二氧化碳排放量，单位为tCO2e；

AD_输出热— 核算期内输出的热力量，单位为GJ；

EF_热力— 热力的二氧化碳排放因子，单位为tCO2/GJ。

4.5.2活动数据

从公式（13）和（14）可见，在计算购入和输出热力的排放量需要核算期的热力购入量或输出量。核算期内，热力购入或输出量可以企业热力计量表的记录或日常记录表的数据为准，也可采用供应商提供的热力费发票或结算单等结算凭证上的数据。

1.当购入或输出的热力为热水，热量可按公式（15）计算。

……………………………………(15)

式中：

—热水的热量，单位为GJ；

—热水的质量，单位为t；

—热水的温度，单位为℃；

4.1868—水在常温压下的比热，单位kJ/(kg·℃)。

2.当购入或输出的热力为蒸汽，热量可按公式（16）计算。

……………………………………(16)

式中：

AD_蒸汽—蒸汽的热量，单位为GJ；

Ma_st—蒸汽的质量，单位为t；

_st—蒸汽所对应的温度、压力下每千克蒸汽的热焓，单位为kJ/kg。

饱和蒸汽和过热蒸汽的热焓可分别查阅饱和蒸汽热焓表和过热蒸汽热焓表。

3.当购入或输出的热力为导热油，热量可按公式（17）计算。

AD_热油= MaoilX（Tin-Tout）XCoilX10^-3……………………………………(17)

式中：

AD_热油—导热油的热量，单位为GJ；

Maoil—导热油的质量，单位为t；

Tin—输入企业的导热油温度，单位为℃；

Tout—输出企业的导热油温度，单位为℃；

Coil—导热油的比热，单位为kJ/(kg·℃)。

需要说明的是部分企业安装的是导热油流量表，得到的数据是体积，需要转换为质量才能使用公式（17）。

4.5.3排放因子

热力的排放因子可取推荐值0.11 tCO2/GJ，也可采用政府主管部门发布的最新官方数据。

5.      计量要求

要计算各种排放量都必须要有一定的计量。因此，相关的计量是否符合要求或规范，将直接影响到温室气体排放计量的准确。

5.1能源消耗的计量

纺织印染企业各种能源消耗，包括各种燃料、购入和输出的电力和热力的计量器具配置率必须符合GB 17167中进出用能单位的要求，配置的计量器具准确度和计量器具管理等等也要符合GB17167的要求。

5.2碳酸盐类的计量

由于目前印染企业常用的碳酸盐类都是固体。碳酸盐类的计量是来自企业使用的计量衡器。用于称量碳酸盐类的衡器应符合GB/T23111的要求，同时，还要注意选择衡器的量程，以控制相对误差。

5.3废水处理排放量的计量

废水处理排放量的计量包括两个主要方面：

1、废水处理量的计量。废水处理量的计量要求是对测量厌氧处理废水量的流量表的要求。所选择的流量表要注意与管径相适应，有适当的流速等等。

2、甲烷回收量的计量。用于测量甲烷回收量的流量表应符合应符合GB/T32201的要求。

6.      小结

1、在以上讨论和计算中，忽略了消耗染化助剂所产生的温室气体排放量。随着染化助剂的碳足迹数据的充实，应该就染化助剂的排放量进行分析和讨论。

2、由于在计算温室气体排放过程中需要能源和碳酸盐的消耗量以及废水排放量和浓度等数据，要重视相应的计量器具配置和管理，以保证数据的可靠和准确。

3、企业在得到各种排放量之后，应对结果进行分析，抓住排放量大的排放源进行技术改造，不断地减少温室气体的排放。

4、在得到企业温室气体排放量后，具备了编制企业温室气体排放报告的基础。企业可根据有关的要求编制温室气体排放报告。

参考文献

[1]王满华、李戎、林琳 我国纺织行业能源消耗的碳排放 印染（2005 No.3）

[2]姜宵 纺织业低碳经济发展现状研究 科技管理研究 （2012年第18期）

[3]《温室气体排放核算与报告要求第12部分：纺织服装企业》（GB/T 32151.12-2018）

[4] 省级温室气体清单编制指南（试行），国家发展和改革委员会办公厅

[5] IPCC国家温室气体清单指南（2006），政府间气候变化专门委员会（IPCC）

作者简介：杨爱民（1955.10），男，湖北省荆州市，高级工程师，大学本科，主要从事纺织染整工艺，印染企业能源管理、清洁生产、绿色生产和节能减排。