中國報告大廳網訊,在 「碳達峰、碳中和」 戰略推進背景下,國家先後出台《2030 年前碳達峰行動方案》《關於加快建立統一規範的碳排放統計核算體系實施方案》《甲烷排放控制行動方案》等政策文件,同時針對澱粉行業發布《中國澱粉工業碳達峰實施方案》,從能源利用效率、煤炭消費、新能源應用、綠色低碳技術研發、碳排放強度控制等多方面提出明確目標。據統計,全球溫室氣體排放的 1/4 來源於食品行業,農副食品加工業廢水產生的甲烷排放量位居前列,而澱粉加工作為農副食品加工業的重要領域,其生產過程具有原料種類多(玉米、馬鈴薯、甘薯、小麥等)、工藝複雜、衍生產品豐富(變性澱粉、澱粉製品及澱粉糖等),且能耗高、廢水排放量大、有機物濃度高且生物降解性好的特點,導致澱粉加工企業溫室氣體排放源和氣體種類較多,如燃料燃燒(油、煤炭、天然氣、生物質、沼氣等)、脫硫脫硝(雙鹼法、尿素)、廢水處理、電力(存在非化石電力)、熱力、藥劑物耗等環節,會產生大量二氧化碳、甲烷與氧化亞氮排放。以下是2025年澱粉行業標準分析。
甲烷是全球第二大溫室氣體,其排放造成了自工業革命以來約 30% 的全球變暖,中國甲烷排放量中約 12% 來自廢棄物處理;在全球範圍內,約12%的人為甲烷排放和 4% 的人為氧化亞氮排放來源於廢水處理過程。然而,當前針對澱粉工業的溫室氣體排放核算研究極少,現有標準或指南難以涵蓋澱粉加工對應的溫室氣體排放核算方法,澱粉加工企業存在溫室氣體排放核算邊界和生產單元不統一的問題,受生產工藝、廢水處理工藝等影響,尚未建立統一、精確的溫室氣體排放核算和報告標準,無法對澱粉加工企業溫室氣體排放開展科學評估,且操作使用不便,難以摸清該行業溫室氣體排放現狀,制約了國家和地方澱粉工業綠色低碳轉型策略的制定和實施,無法有效促進企業對溫室氣體(尤其是甲烷)監測和減排的投資,因此,亟需對澱粉行業加工企業溫室氣體排放核算標準與方法進行深入分析研究。
《2025-2030年中國澱粉行業市場深度研究與戰略諮詢分析報告》指出,碳標準作為碳治理的重要技術手段,貫穿於全球氣候治理行動始終。早在 1995 年,相關國際組織發布《國家溫室氣體清單指南》(後續進行了多次增補和修訂),內容涵蓋能源活動、工業生產過程、農業、土地利用變化和林業、廢棄物等領域的排放。1998 年,兩個國際組織共同發布溫室氣體協議(GHG Protocol),首次提出企業和項目層級溫室氣體測算和報告標準。2006 年,國際標準化組織發布溫室氣體核算系列國際標準,如 ISO 14040:2006、ISO 14064:2006,構成生命周期評價的基本框架,此後還發布 ISO 14067 產品碳足跡標準,進一步確立溫室氣體排放的計量和報告方法。2019 年,相關國際組織通過 2019 Refinement to the 2006 Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory(以下簡稱《2019 清單指南》),為世界各國建立國家溫室氣體清單和減排履約提供最新的方法和規則。
中國積極參與全球氣候治理,加快構建國家、地方、企業三級溫室氣體排放核算工作體系。國家相關部門編寫《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》,分多批發布 24 個重點行業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南,如《食品、菸草及酒、飲料和精製茶企業溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》。2015 年,國家標準化管理委員會發布 GB/T 32150-2015《工業企業溫室氣體排放核算和報告通則》及 12 項具體行業的標準(GB/T 32151.1~12),具有權威性和指導性;同時,還發布《工業其他行業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》。2022 年,生態環境部印發《企業溫室氣體排放核算與報告指南 發電設施》,用於指導全國碳排放權交易市場發電行業 2023 年度及以後的碳排放核算與報告工作;現如今《水泥熟料生產》《鋁冶煉》和《鋼鐵生產》三個行業的核算與報告指南進入意見徵求階段,國家層面正不斷加強企業溫室氣體排放管理,幫助企業科學核算和規範報告自身的溫室氣體排放量,更好地制定溫室氣體排放控制計劃或碳排放權交易策略。
從地方來看,北京市出台《溫室氣體排放核算指南》系列標準,如針對生活垃圾焚燒企業、設施農業企業、畜牧養殖企業等的核算標準,其他省份此類核算標準較少。同時,為加快建立污水處理行業的低碳核算和評價標準體系,已出台 T/CAEPI 49-2022《污水處理廠低碳運行評價技術規範》團體標準。總體而言,在所有核算主體中,企業層面的溫室氣體核算尤為重要。
《IPCC 國家溫室氣體清單指南》《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》作為區域層面溫室氣體核算方法,規定的報告範圍包含能源活動(化石燃料燃燒、生物質燃燒、過程逃逸、電力調入調出等)、工業生產過程、農業、土地利用變化和林業、廢棄物處理(固體廢棄物處理、廢水處理),《2019 清單指南》對各部分內容進行更新,並提供一些新方法,如工業廢水氧化亞氮計算方法。
《工業企業溫室氣體排放核算和報告通則》為企業提供溫室氣體排放核算和報告的方法論和框架,給出相關術語和定義,確定核算和報告的基本原則、工作流程,明確核算邊界:燃料燃燒排放、過程排放、購入的電力和熱力產生的排放、輸出的電力和熱力產生的排放等,但未給出具體的方法學,不太適應特定行業的核算需求,無法指導澱粉加工企業系統、全面、準確地進行溫室氣體排放的量化和管理。
《工業其他行業企業溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》於 2015 年發布,以最低一級的獨立法人企業或視同法人的獨立核算單位為邊界,從化石燃料燃燒二氧化碳排放、碳酸鹽使用過程二氧化碳排放、工業廢水厭氧處理甲烷排放、回收與銷毀量、二氧化碳回收利用量,以及企業淨購入的電力和熱力隱含的二氧化碳排放進行溫室氣體核算,引入相關的方法學。但該指南未考慮氧化亞氮和藥劑使用的排放,而《2019 清單指南》中新增了工業廢水處理氧化亞氮的計算方法;其中甲烷考慮火炬銷毀,而現有澱粉加工企業多以沼氣回收的形式將甲烷充當燃料。
T/CAEPI 49-2022《污水處理廠低碳運行評價技術規範》規範污水處理廠碳排放強度核算與低碳運行水平評價,計算甲烷、氧化亞氮和化石燃料燃燒二氧化碳直接排放量和排放強度,但未明確活動數據的獲取方式。其中,僅通過標準煤二氧化碳排放因子和燃料使用量計算化石燃料燃燒碳排放量,未考慮煤、油、氣等碳排放因子的差異,電力和熱力的碳排放因子也缺乏本地化和動態更新;此外,電耗和物耗未納入辦公區和生活區,導致很難量化這兩個範圍的消耗量,且物耗碳排放量的計算納入生產運行中的所有化學藥劑,引入碳足跡概念,導致重複核算。
核算方法的選擇需確保結果準確、一致且可再現,核算方法包括計算法和實測法,其中計算法又分為排放因子法和物料平衡法。排放因子法是利用溫室氣體活動數據(如能源消耗量)乘以活動數據對應的排放因子(單位活動數據的排放量)進行計算;物料平衡法是根據質量守恆定律,用輸入物料中的含碳量減去輸出物料中的含碳量進行計算;實測法是通過在溫室氣體排放源安裝連續監測系統,測量排放到大氣中的溫室氣體排放量。
排放因子法易於理解和應用,適用於多種行業和領域,是許多國家和組織報告溫室氣體排放的主要方法,也在澱粉加工企業碳排放核算中被廣泛使用。但由於技術、工藝和地區差異,排放因子會有所不同,導致估算結果存在不確定性,因此排放因子需要定期更新,以反映技術進步和工藝變化。物料平衡法通過直接測量輸入和輸出的物料量,能更準確地估算排放量,但該方法不僅需要詳細的物料流動數據(數據收集和處理較為複雜),還需要專業的設備和人員進行物料的測量和分析。實測法可直接測量特定排放源(如煙囪)的溫室氣體排放,理論上能獲得最準確的排放數據,然而該方法需要專業的測量設備和技術人員,成本較高,且僅適用於可直接測量的排放源,不適用於大規模或分散的排放源。
總體來看,排放因子法憑藉其簡便性和適用性,在大多數行業和組織中得到應用,也是許多國家和國際組織制定溫室氣體報告標準的基礎。儘管存在準確性的局限性,但通過合理的數據管理和排放因子的更新,可有效控制估算誤差,適用於澱粉加工企業的溫室氣體核算工作。
根據生產原料,澱粉可分為玉米澱粉、小麥澱粉、木薯澱粉、馬鈴薯澱粉、甘薯澱粉、綠豆澱粉等,進一步加工可生產澱粉糖、變性澱粉、味精、有機酸及化工醇等產品。由於生產單元和產品不同,澱粉生產加工工藝也存在差異,主要包括原料淨化及預處理(清洗、浸泡等)、纖維分離與加工、蛋白分離與加工(蛋白回收)、澱粉乳及成品澱粉生產、麵筋蛋白分離與加工、液化糖化、分離濃縮、蒸發乾燥、灌裝包裝等環節。
澱粉工業在提取和加工過程(糊化、乾燥等)需要使用電加熱、蒸汽加熱和大量輔機設備,此環節消耗大量能源,產生大量二氧化碳間接排放。其中,蒸汽採用外購或自備鍋爐產生,根據區域環境等因素約束,燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐(含回收沼氣燃燒)或生物質鍋爐均有使用,此環節會消耗煤、石油、天然氣等化石燃料,產生大量二氧化碳直接排放。其次,鍋爐運行產生的煙氣會採用脫硫脫硝治理設施,脫硫劑一般採用碳酸鹽,脫硝工藝通常採用尿素法,而碳酸鹽和尿素的分解或水解會產生二氧化碳直接排放。同時,在生產過程中,原輔料、產品的搬運和堆存過程中的裝卸和運輸,裝卸和運輸車的使用會產生二氧化碳直接排放。
此外,在澱粉生產的浸泡、浮選濃縮、脫水分離、離子交換和蛋白回收等工藝環節,會產生大量含有可生物降解有機物的廢水(稱 「澱粉廢水」),其主要成分為澱粉、糖類、蛋白質、微細纖維等有機物質。針對這類高濃度有機廢水,通常先進行蛋白質回收或厭氧發酵產沼氣,再進行厭氧 + 好氧 + 深度處理。而好氧和厭氧工藝都對溫室氣體的產生有很大貢獻,包括污泥厭氧消化或污水厭氧處理過程(水解、酸化、產氫產乙酸和產甲烷 4 個階段)產生的甲烷氣體,生物脫氮硝化與反硝化過程產生的氧化亞氮氣體(缺氧和好氧條件下均能生成),以及預處理和處理過程的用電和藥劑產生的二氧化碳。
核算邊界對於確定澱粉加工企業的溫室氣體排放量至關重要,決定哪些排放應被納入核算範圍。在充分了解和調研澱粉加工企業具體業務類型的基礎上,確定以澱粉加工生產為主營業務的法人企業或視同法人的獨立核算單位為核算邊界,核算和報告發生在該核算邊界範圍內所有生產設施產生的溫室氣體排放,生產設施包括生產系統、輔助系統和附屬系統,即物理邊界。時間邊界設定為 1 個日曆年。
根據確定的核算邊界,識別納入邊界的生產設施和排放源,具體如下:
燃料燃燒排放:燃硫設備、鍋爐及其他固定燃燒源消耗煤、天然氣、汽油、柴油、液化石油氣、沼氣等燃料;廠內裝卸與運輸車輛、發電內燃機、公務車、班車等移動燃燒源消耗汽油、柴油等,此類排放主要氣體為二氧化碳。
過程排放:固定燃燒源設備及其他設施煙氣脫硫或脫硝使用的脫硫劑(碳酸鹽)、尿素分解;除臭(硫化氫等)使用的碳酸鈉鹼液分解;廢水處理過程中厭氧發酵、生物脫氮和外加藥劑、碳源等,此類排放氣體包括甲烷、氧化亞氮、二氧化碳。
淨購入電力、熱力產生的排放:用於澱粉生產過程的流送清洗、物料提升機、餵料機銼磨機、去皮機、濃縮分離機、脫水乾燥機、混合機、分離機(濃縮、澄清)、輸運設施、蒸發器、篩分機(清理篩、壓力篩、成品篩)、壓濾機、打漿機、和面機、均質機、風送系統(引風機、吸風機)、粉碎 / 破碎機、洗滌機、中和機、噴水裝置、高溫維持罐、閃蒸罐、多效蒸發器、煮糖鍋、切割機、包裝等所有設施運行的用電用熱,以及冷凍裝置、消冰裝置、廠內照明、消毒裝置、給排水、貯存、實驗室、計量監控等工程用電、用熱;辦公場所、職工食堂等,此類排放主要氣體為二氧化碳。
甲烷回收扣除:沼氣回收利用設施對應的甲烷減排量。
澱粉行業加工企業溫室氣體排放量等於核算邊界內燃料燃燒和脫硫脫硝過程排放、廢水處理過程排放,以及電力(電加熱、輔機設備耗電)、熱力和藥劑消耗產生的排放,同時扣除廢水厭氧處理沼氣回收所對應的甲烷減排量。所有溫室氣體的排放量均應折算為二氧化碳當量。為避免重複計算,不考慮生產運行過程中混凝劑、絮凝劑、碳源、消毒劑、清洗劑等化學藥劑排放,只考慮碳酸鹽的消耗。
