燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估-畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估畢業(yè)論文摘要隨著氣候變化越來越成為國際國內(nèi)各界關(guān)注的焦點(diǎn)，一個(gè)新的概念——“碳足跡”應(yīng)運(yùn)而生。碳足跡是從消費(fèi)端出發(fā)的CO2排放量，用來衡量人類生產(chǎn)生活中的能源活動(dòng)排碳對氣候變化的影響，比傳統(tǒng)意義上的碳排量更加形象而科學(xué)。在我國，電力行業(yè)作為CO2減排的主力軍，減排任務(wù)十分艱巨。因此，了解燃煤發(fā)電行業(yè)的碳足跡情況對于燃煤發(fā)電行業(yè)的節(jié)能減排有著指導(dǎo)性的意義.本課題主要運(yùn)用碳排放生命周期分析法分析研究，對我國燃煤發(fā)電行業(yè)整體進(jìn)行碳足跡評估。這種分析方法以過程分析為基本出發(fā)點(diǎn)，通過研究對象的生命周期輸入和輸出數(shù)據(jù)清單，計(jì)算研究對象的全生命周期的碳排放，最終得到企業(yè)全生命周期中的碳足跡分布，發(fā)現(xiàn)燃煤發(fā)電行業(yè)的碳減排潛力主要在于鍋爐燃煤和煤炭開采，但在運(yùn)輸、尾氣脫硫等部分的碳排放絕對量也是不可忽視的，因此，燃煤發(fā)電行業(yè)在節(jié)能減排時(shí)應(yīng)全面統(tǒng)籌，有的放矢。關(guān)鍵字：碳足跡、燃煤發(fā)電行業(yè)、生命周期、碳排放Carbonfootprintassessmentofcoal-firedpowerindustryABSTRACTAsclimatechangeisbecomingthefocusofinternationalconcern,anewconcept--"carbonfootprint"emergeasthetimesrequire.AcarbonfootprintisbasedonCO2emissionsfromtheconsumptionend,usedtomeasureenergyinhumanproductionandlifeactivitiesofcarbonontheimpactofclimatechangeoncarbonemissions,thanthetraditionalsenseoftheimageandscience.Inourcountry,theelectricpowerindustryasthemainforceofCO2emissionreduction,emissionreductiontaskisveryarduous.Therefore,understandinghasaguidingsignificancetoenergysavingandemissionreductionofcarbonfootprintofcoal-firedpowerindustryforcoal-firedpowerindustry.Themaintopicoftheuseofcarbonemissionsinlifecycleanalysismethodtostudy,forcoal-firedpowergenerationindustryinChinaoverallcarbonfootprintassessment.Thisanalysismethodtoprocessanalysisasthebasicstartingpoint,throughthelifecycleoftheinputandoutputdatalisttheresearchobject,computationalstudyoftheentirelifecycleofthecarbonemissions,finallygetthecarbonfootprintdistributionenterprisesinthewholelifecycleofcoal-firedpowerindustry,foundthecarbonemissionreductionpotentialisthemaincoalandcoalboiler,butintransport,tailgasdesulfurizationsuchaspartofthecarbonemissionsofabsolutevaluecannotbeignored,therefore,coal-firedpowergenerationindustryshouldoverallintheenergy-savingemissionreduction,haveadefiniteobjectinview.KeyWords:carbonfootprint,powercompanies,lifecyclecarbonemissions目錄引言……………………1第一章國內(nèi)外碳足跡評價(jià)研究情況…………11.1國內(nèi)外碳足跡發(fā)展?fàn)顩r………31.2碳足跡理論研究現(xiàn)狀分析…………………31.2.1碳足跡概念……………31.2.2碳足跡細(xì)分……………31.2.3碳足跡評估方法………31.3碳足跡應(yīng)用研究現(xiàn)狀分析……………………51.3.1碳足跡評估……………51.3.2碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)………51.3.3碳排放權(quán)交易…………61.4生命周期法的分析介紹………61.4.1生命周期評價(jià)發(fā)展歷史…………………61.4.2生命周期評估定義………71.4.3生命周期評估步驟………71.4.4生命周期評價(jià)方法的主要內(nèi)容…………8第二章碳足跡評價(jià)研究方法…………………102.1碳足跡方法及過程…………102.2燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估程序……………102.2.1流程圖………………102.2.2燃煤開采加工………112.2.3燃煤運(yùn)輸……………122.2.4鍋爐燃煤排放………152.2.5尾氣脫硫置換………162.2.6固廢運(yùn)輸……………172.2.7廢棄物處理…………182.3燃煤電廠碳足跡評估結(jié)果與分析…………………182.3.1評價(jià)結(jié)果………………182.3.2不確定性分析…………18結(jié)論與討論………………20碳足跡評價(jià)研究及展望………………21參考文獻(xiàn)……………23致謝………………27天津理工大學(xué)2013屆畢業(yè)論文引言隨著氣候變化及其影響越來越多地得到世界各界的關(guān)注，中國作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，承諾2020年單位GDP的CO2排放比2005年下降40%～45%。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，我國2020年的碳排放量為（80.6～87.9）億tCO2。因此中國在2020年還需要額外減排（7.4～14.7）億t[1]。而由于我國以煤炭為主要一次能源的資源稟賦，煤炭發(fā)電裝機(jī)占總裝機(jī)容量的比例超過70%，我國電力行業(yè)的CO2排放有著總量大且增長迅速的特點(diǎn)，1980年～2050年我國電力行業(yè)碳排放總量增加了5.57倍；與此同時(shí)，其占全部化石能源碳排放的比例由1980年的21.07%逐年增加到2005年的38.73%。此外，我國電力碳排放系數(shù)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家，2005年為222.95g/kW·h，而主要發(fā)達(dá)國家多在（100～150）g/kW·h之間[2-3]。故在我國面臨減排壓力持續(xù)升高的情況下，為了實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，電力行業(yè)減排任務(wù)艱巨，燃煤發(fā)電行業(yè)勢必成為CO2減排的主力軍，如何在綜合兼顧經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)的基礎(chǔ)上，走可持續(xù)發(fā)展之路，實(shí)現(xiàn)我國燃煤發(fā)電行業(yè)的低碳化發(fā)展，是我國燃煤發(fā)電行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。計(jì)算碳足跡是評價(jià)企業(yè)碳排放的有效途徑之一，通過對燃煤發(fā)電行業(yè)進(jìn)行全生命周期的碳足跡評估，可以為提出企業(yè)科學(xué)有效的減排方案提供依據(jù)。碳足跡（CarbonFootprint）是在生態(tài)足跡的概念基礎(chǔ)上提出的[5-6]，是對某種活動(dòng)引起的（或某種產(chǎn)品生命周期內(nèi)積累的）直接或間接的CO2排放量的度量[7]。燃煤發(fā)電行業(yè)的全生命周期碳足跡評估就是對企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的全過程中產(chǎn)生的CO2進(jìn)行核算評估，包括從原料開采、加工、運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)再到廢棄物處理的全過程[8-10]。相對于其他碳排放研究，碳足跡是基于生命周期的角度，從消費(fèi)端出發(fā)，破除所謂“有煙囪才有污染”的觀念，分析產(chǎn)品生命周期的碳排放過程，更加公平與科學(xué)[11]。第一章國內(nèi)外碳足跡評價(jià)研究情況1.1國內(nèi)外碳足跡發(fā)展?fàn)顩r國外碳足跡研究始于1996年Wackernagel［13］發(fā)表的“OurEcologicalFootprint”，分別從概念內(nèi)涵、計(jì)算方法、實(shí)例計(jì)算開展研究［14-15］，研究尺度以宏觀的國家及微觀的個(gè)人、產(chǎn)品、家庭、組織機(jī)構(gòu)為主［15-19］，研究的產(chǎn)業(yè)部門有工業(yè)、交通、建筑、供水、醫(yī)療等［11，17，20-21］，仍處于起步階段。國內(nèi)碳足跡研究始于20世紀(jì)80年代末至90年代初［22］，相對國外而言，研究較少，多集中于政策性和倡導(dǎo)性的范疇，研究比較淺顯，處于萌芽階段。國內(nèi)外對碳足跡概念內(nèi)涵、計(jì)算方法、計(jì)算邊界等理論問題研究存在不確定性，應(yīng)用研究層面，由于使用方法不同，估算出的結(jié)果迥異?；谖墨I(xiàn)研究、列舉研究等研究方法，從理論與應(yīng)用兩方面對碳足跡的研究進(jìn)行歸納、總結(jié)、評述（研究示意圖如圖1），旨在揭示出碳足跡研究現(xiàn)狀中存在的問題，對碳足跡未來研究方向進(jìn)行展望，有利于學(xué)術(shù)界加深對碳足跡的理解和認(rèn)識(shí)，推進(jìn)碳足跡研究向縱深發(fā)展，有利于推進(jìn)低碳生活與低碳社會(huì)建設(shè)，同時(shí)可為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。圖1.1國內(nèi)外碳足跡研究概況CarbonfootprintstudiesabroadOverview1.2碳足跡理論研究現(xiàn)狀分析1.2.1碳足跡概念碳足跡（CarbonFootprint，CF）源于生態(tài)足跡的概念［12-13，22-23］，最早出現(xiàn)于英國，并在學(xué)術(shù)界、非政府組織（NGO）、新聞媒體推動(dòng)下迅速發(fā)展起來［12，24］。學(xué)術(shù)界對碳足跡概念尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)［11-12］，眾多學(xué)者［14-15，21，25-30］對此有不同的理解，主要有三種觀點(diǎn)：第一種認(rèn)為：碳足跡是單一化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放量。第二種認(rèn)為：碳足跡是某一產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)累積的CO2排放量。第三種認(rèn)為：碳足跡是一種根據(jù)所產(chǎn)生CO2排放量來測算人類活動(dòng)對環(huán)境產(chǎn)生影響的方式［31］。相對而言，以Wiedmann［14］等所提的概念較全面，即碳足跡是指一項(xiàng)活動(dòng)中直接或間接產(chǎn)生的CO2排放量，或產(chǎn)品的各生命周期階段積累的CO2排放量，以重量單位表示。綜合各種觀點(diǎn)，碳足跡概念包括三方面內(nèi)容，一是本質(zhì)內(nèi)涵，指的是CO2排放量；二是計(jì)算邊界，有廣義、狹義之分，廣義碳足跡既包括直接CO2排放量，也包括間接CO2排放量，狹義碳足跡僅指直接CO2排放量；三是碳足跡外延（研究范疇），可能是某項(xiàng)活動(dòng)、某個(gè)產(chǎn)品、某種服務(wù)或某個(gè)區(qū)域，為此，其概念可表述為：碳足跡是某項(xiàng)活動(dòng)或某個(gè)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期或某種服務(wù)或某個(gè)區(qū)域的直接和間接CO2排放量，以重量單位表示。1.2.2碳足跡細(xì)分碳足跡因其研究對象廣，尺度不同，學(xué)術(shù)界對此進(jìn)行了不同的細(xì)分。按計(jì)算邊界和范圍不同將碳足跡分為直接碳足跡（如能源、交通直接排放的CO2等）與間接碳足跡（如產(chǎn)品或服務(wù)在整個(gè)生命周期中間接排放的CO2）。按研究對象不同，分為產(chǎn)品碳足跡、企業(yè)碳足跡、個(gè)人碳足跡。按研究尺度不同，分為國家碳足跡、區(qū)域碳足跡、家庭碳足跡［12］。國際氣候變化委員會(huì)（IPCC）將其分為能源部門碳足跡、工業(yè)部門碳足跡、農(nóng)林和土地利用碳足跡、廢棄物部門碳足跡。1.2.3碳足跡評估方法碳足跡計(jì)算方法多種多樣，主要有生命周期法（LifeAssessment，LCA）、投入產(chǎn)出法（Input-Output,I-O）、《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》計(jì)算方法、碳足跡計(jì)算器法［12］。（1）生命周期法LCA法是評估一種產(chǎn)品在整個(gè)生命周期或服務(wù)的整個(gè)活動(dòng)過程所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成影響的方法［12］，又稱過程分析法，這種方法以過程分析為出發(fā)點(diǎn)，通過生命周期清單分析得到所研究對象的輸入和輸出數(shù)據(jù)清單，進(jìn)而計(jì)算研究對象全生命周期的碳排放［11］。LCA法計(jì)算過程詳細(xì)、準(zhǔn)確，可應(yīng)用于產(chǎn)品或服務(wù)碳足跡的計(jì)算。受系統(tǒng)的邊界及生命周期的確定比較復(fù)雜的困擾，該方法具有局限性，表現(xiàn)在：LCA法允許在無法獲知原始數(shù)據(jù)的情況下采用次級數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致估算結(jié)果出現(xiàn)誤差，無法對原材料生產(chǎn)及產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的非重要環(huán)節(jié)進(jìn)行深度分析，無法具體獲取產(chǎn)品在零售過程中的碳排放。（2）投入產(chǎn)出法I-O法由美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家W.Leontief［11-12，31］提出，該方法利用投入產(chǎn)出表進(jìn)行計(jì)算，通過平衡方程反映初始投入、中間投入、總投入，中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品、總產(chǎn)出之間的關(guān)系，反映了生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)濟(jì)主體的關(guān)系［32］，該方法將復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與簡單的數(shù)學(xué)表達(dá)式完美結(jié)合，它能利用投入產(chǎn)出表提供的信息，計(jì)算經(jīng)濟(jì)變化對環(huán)境產(chǎn)生的直接和間接影響，是一種比較成熟的經(jīng)濟(jì)分析方法。近年來，Matthews等［33］在I-O法基礎(chǔ)上，結(jié)合生命周期評價(jià)方法建立了經(jīng)濟(jì)投入—生命周期評價(jià)模型（EIO—LCA）［11］，拓展了I-O法應(yīng)用內(nèi)涵，使其計(jì)算更簡潔，計(jì)算結(jié)果相對準(zhǔn)確。該方法可用于工業(yè)部門、企業(yè)、家庭等碳足跡的評估［11］。該方法核算結(jié)果只能得到行業(yè)數(shù)據(jù)，無法獲取產(chǎn)品的情況，因而，不能計(jì)算單一產(chǎn)品的碳足跡，表現(xiàn)出其局限性。(3)IPCC計(jì)算方法IPCC［34］計(jì)算方法由聯(lián)合國氣候變化委員會(huì)所創(chuàng)立，主要用于不同尺度區(qū)域碳足跡的估算。其將研究區(qū)域分為能源、工業(yè)、農(nóng)林和土地利用變化、廢棄物四大部門，通用計(jì)算公式為：碳排放量=活動(dòng)數(shù)據(jù)×排放因子。IPCC法雖有通用計(jì)算公式，但在具體計(jì)算區(qū)域碳足跡存在弊端，如水泥生產(chǎn)中，除了能源消費(fèi)排放CO2外，碳酸鹽煅燒、化石及生物質(zhì)廢棄物的燃燒等方面也有CO2排放，而通用的IPCC法只計(jì)算能源消費(fèi)排放CO2，碳酸鹽煅燒、化石及生物質(zhì)廢棄物的燃燒等方面排放的CO2就沒有考慮，為此，需從五方面提出區(qū)域碳足跡核算方法。①能源部門碳足跡：采用公式C能=（Ci×Wi×F標(biāo)煤+C4×W4×F標(biāo)煤）×3.67（1.1）式（1.1）中，C能為區(qū)域能源CO2排放量，t；Ci為i種能源的消費(fèi)量，i=1為煤，i=2為石油，i=3為天然氣，t；C4為水電，kwh；Wi為能源轉(zhuǎn)換系數(shù)，參照國家發(fā)改委公布的各類能源折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù)，1t煤炭相當(dāng)于0.7134t標(biāo)準(zhǔn)煤，1t石油相當(dāng)于1.4286t標(biāo)準(zhǔn)煤，1t天然氣相當(dāng)于1.7t標(biāo)準(zhǔn)煤［35］；W4為1kwh水電等價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)煤，t；F標(biāo)煤為單位標(biāo)準(zhǔn)煤碳的排放量。②水泥生產(chǎn)碳足跡與其他工業(yè)部門相比，水泥生產(chǎn)CO2直接排放包括能源消費(fèi)排放、碳酸鹽煅燒、化石及生物質(zhì)廢棄物的燃燒等方面［36］，能源消費(fèi)的CO2排放已包括在化石燃料消費(fèi)計(jì)算中，只考慮工藝生產(chǎn)排放的CO2。采用公式：C水泥=M×K水泥（1.2）(1.2)式中，C水泥為煅燒工藝CO2排放量，t；M為水泥生產(chǎn)量，t；K水泥為排放因子。③人及動(dòng)物產(chǎn)生的碳足跡采用公式：c人·畜=ΣPi×Ki×3.67（1.3）式中，C人、畜為人、牛、豬、羊CO2排放量，t；Pi為人、牛、豬、羊數(shù)量；Ki為人、牛、豬、羊呼吸排放CO2量。④土壤及城市呼吸碳足跡采用公式：c土·水=ΣZi×Xi×3.67（i為不同類型土壤或水面）（1.4）(1.4)式中，C土、水為不同類型土壤或水面CO2排放量，t；Zi為不同類型土壤或水面平均呼吸速率，t/hm2·a；Xi為不同類型土壤或水面面積，hm2。相關(guān)研究表明［37］，濕地中河流吸收和向大氣中排放的CO2基本相等，湖泊、水庫水面可釋放CO2，為碳源，而坑塘、葦?shù)?、泥炭地、沼澤等具有固碳功能，為碳匯，因此，此處所指的水面指湖泊、水庫水面。⑤木材消費(fèi)碳足跡采用公式：c木=V×0.4×2.0×0.45×3.67（1.5）(1.5)式中，C木為木材消費(fèi)排放CO2量，t；V為木材凈消費(fèi)量，m3；0.4為平均木材容積密度，t·m3；2.0為總生物量與莖稈生物量之比；0.45為碳與干物質(zhì)之比。盡管IPCC為評估區(qū)域碳足常用方法，但其只能從生產(chǎn)角度計(jì)算區(qū)域內(nèi)的直接碳足跡，無法從消費(fèi)角度計(jì)算隱含的碳足跡，因而，也有其局限性。（4）碳足跡計(jì)算器碳足跡計(jì)算器［12，16］是網(wǎng)絡(luò)上碳足跡計(jì)算軟件，常用來計(jì)算個(gè)人或家庭或運(yùn)輸工具CO2排放量，其計(jì)算方法簡單，便于理解，但由于不同碳足跡計(jì)算器的復(fù)雜程度和包含的項(xiàng)目不同，因此結(jié)果差別大，甚至相互矛盾［16］。1.3碳足跡應(yīng)用研究現(xiàn)狀分析1.3.1碳足跡評估(1）國外碳足跡評估。國外碳足跡評估的量化研究比較深入，研究角度、對象、方法多種多樣，研究內(nèi)容既有不同尺度碳足跡研究，也有特定產(chǎn)業(yè)或部門研究。研究實(shí)例看，多位學(xué)者［14，16，38-43］利用不同方法或模型對國家、區(qū)域、家庭等不同尺度碳足跡作過研究?；谥袊奶寂欧旁谑澜缟暇哂信e足輕重的影響，也有學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)［44-47］對中國未來的碳排放進(jìn)行了預(yù)測。部門碳足跡研究方面，Post［21］、Giurco和Petrie［19］、Huang［48］、Lim和Park［49］分別對電力產(chǎn)業(yè)、金屬銅生產(chǎn)、交通、供水系統(tǒng)的碳足跡進(jìn)行過研究；此外Rull［12］、Eva［12］、Gilliam［50］、StockholmEnvironmentInstitute［51］等學(xué)者或機(jī)構(gòu)分別對可再生發(fā)電、賓館、醫(yī)療、學(xué)校碳足跡進(jìn)行過研究。(2)國內(nèi)碳足跡評估早期齊玉春等［1］（2004）、高樹婷等［52］（2004）、張雷［53］（2006）等學(xué)者對國家能源使用CO2排放量進(jìn)行過研究，但未涉及到碳足跡名詞。近年來，追蹤國外碳足跡研究進(jìn)展，祁悅等［22］（2010、朱江玲等［54］（2010）、孫建衛(wèi)等［55］（2010）對國家尺度碳足跡進(jìn)行了評估；祁悅等［22］（2010）、王錚等［56］（2008）對各省區(qū)碳排放作過研究；齊暉等［57］（2008）、陳紅敏［58］（2009）對不同行業(yè)碳足跡進(jìn)行過研究；岳超等［8］（2010）對我國2050年碳排放進(jìn)行了預(yù)測。綜合來看，國內(nèi)外碳足跡評估有不少案例，既有國家和區(qū)域尺度的研究，也有家庭尺度和特定部門的研究，既有直接碳足跡研究，也有間接碳足跡研究，既有生產(chǎn)性碳足跡研究也有消費(fèi)性碳足跡研究，但也存在諸多不足，表現(xiàn)在：①碳足跡評估局限于理論，對碳足跡評估結(jié)果進(jìn)行分析、歸納較少，以碳足跡評估結(jié)果作依據(jù)，以此來指導(dǎo)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的機(jī)制與舉措更未有學(xué)者涉足。②碳足跡評估尺度多為宏觀及微觀尺度，對地市級中觀尺度關(guān)注較少。部門碳足跡評估集中在工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)，而對旅游業(yè)、貿(mào)易碳足跡評估較少。③區(qū)域碳足跡評估多考慮碳源，而對碳匯涉及較少，迄今為止，從凈碳足跡、碳足跡排放強(qiáng)度、人均碳足跡等重要指標(biāo)，來對區(qū)域碳足跡進(jìn)行研究的案例，未見學(xué)者涉足。④碳足跡評估方法多為過程分析法、IPCC方法,過程分析法的計(jì)算邊界、數(shù)據(jù)甄選、碳排放系數(shù)等方面尚存不足,IPCC方法只能評估直接碳足跡，而無法獲知間接碳足跡，因而，兩種方法評估結(jié)果缺乏科學(xué)性、準(zhǔn)確性。⑤現(xiàn)有區(qū)域碳足跡評估多為靜態(tài),靜態(tài)碳足跡評估不能反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)動(dòng)態(tài)變化,因而,對指導(dǎo)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展意義不大。1.3.2碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是碳足跡應(yīng)用的重要方面，通過碳足跡評估，可以幫助企業(yè)了解其產(chǎn)品生命周期內(nèi)溫室氣體排放量，尋找在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和供應(yīng)過程中降低溫室氣體排放的機(jī)會(huì)，最終開發(fā)出碳足跡較小的產(chǎn)品［12］。國外已制定出眾多成功標(biāo)準(zhǔn)，主要有英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI）于2008年發(fā)布的PAS2050（商品和服務(wù)生命周期溫室氣體排放評估規(guī)范）［12，59-60］及2010年5月發(fā)布的“PAS2060—碳中和承諾規(guī)范”；1998年由世界可持續(xù)發(fā)展商業(yè)協(xié)會(huì)（WorldBusinessCouncilforSustainableDevelopment，WBCSD）和世界資源研究院（WorldResourceInstitute，WRI）制定的溫室氣體議定書（TheGreenhouseGasProtocol）標(biāo)準(zhǔn)［12］；日本的TQS0010［12］；國際標(biāo)準(zhǔn)化組織2006年發(fā)布的ISO14064-1，2，3［12］，2007年發(fā)布的ISO14065，正在制定中的ISO14067擬于2011年正式公告［61］，上述碳足跡評估規(guī)范中，以PAS2050最具指導(dǎo)性，CarbonTrust（節(jié)碳基金）已在21家跨國公司的75種產(chǎn)品中使用PAS2050對其進(jìn)行評估，并在其產(chǎn)品上注明了碳標(biāo)識(shí)［60］，此外，韓國、泰國、法國、德國、美國等正準(zhǔn)備推出各自的碳足跡標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立，國內(nèi)現(xiàn)已啟動(dòng)的碳足跡評估實(shí)踐有：APP（中國）委托Camco公司對其所轄的6家紙業(yè)公司、2家林業(yè)公司的碳足跡評估［60-61］，拜耳中國公司對其生產(chǎn)和商務(wù)過程中所產(chǎn)生的碳排放量的檢測［61］。1.3.3碳排放權(quán)交易。2005年2月《京都議定書》正式生效后，國際上建立了聯(lián)合履行（JI）、清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）和國際排放貿(mào)易（IET）三種減排機(jī)制［62］，發(fā)達(dá)國家可以通過這三種機(jī)制在本國以外取得減排額。國際碳排放貿(mào)易方面，已建立了遍布?xì)W洲、北美、南美和亞洲的20多個(gè)碳交易平臺(tái),如歐洲的氣候交易所（ECX）、北方電力交易所、未來電力交易所及能源交易所［10］；亞洲交易所（ACX）；芝加哥氣候交易所（CCX）；CLIMEX交易所等。我國碳排放權(quán)交易始于2008年，相繼成立了北京環(huán)境交易所、上海環(huán)境能源交易所、天津排放權(quán)交易所，2009年山西呂梁節(jié)能減排項(xiàng)目交易中心、武漢、杭州、昆明等環(huán)境交易所紛紛成立［10］，2010年，由深圳聯(lián)交所和深能源聯(lián)合發(fā)起成立了深圳排放權(quán)交易所，標(biāo)志著我國碳排放權(quán)交易日臻完善成立了聯(lián)合交易所。1.4生命周期法的分析介紹本文采用生命周期法進(jìn)行燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估，即對燃煤電廠全生命周期中與碳排放相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合分析評價(jià)，下面對生命周期法進(jìn)行分析介紹:1.4.1生命周期評價(jià)發(fā)展歷史生命周期評估（LCA）的理論[21-25]研究始于1969年，首先是美國中西部研所(Midwestresearchinstitute,MRI)對可口可樂公司的飲料包裝瓶進(jìn)行評估研究，該研究從原材料采掘到廢棄物最終處置全過程的跟蹤與定量分析,尋找對環(huán)境的影響因子，從此揭開了應(yīng)用生命周期理論評估環(huán)境工作的序幕。1973年起隨著美國節(jié)能及回收等環(huán)保意識(shí)的高起，富蘭克林公司(FranklinassociatesLtd.)和美國環(huán)保署針對日常用品，進(jìn)行了資源及環(huán)境的分析。80年代起，美國能源部開始分析各產(chǎn)業(yè)制程的能源流與物質(zhì)流，這就是生命周期評估的前身。1990年8月國際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(huì)(SETAC)舉辦首期有關(guān)生命周期評估的國際研討會(huì)，首次提出了“生命周期評估”的這一概念，隨后成立了LCA顧問組，專門負(fù)責(zé)LCA方法論和應(yīng)用方面的研究，1990年環(huán)境毒理化學(xué)協(xié)會(huì)提出的《操作標(biāo)準(zhǔn)》（CodeofPractice）中界定LCA的定義與架構(gòu)。在這一期間，歐洲一些國家也制定了一些促進(jìn)LCA的政策和法規(guī)。如“生態(tài)標(biāo)志計(jì)劃”、“生態(tài)管理與審計(jì)法規(guī)”、“包裝及包裝廢物管理準(zhǔn)則”等。1996年國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）公布ISO14040系列標(biāo)準(zhǔn)，制訂LCA應(yīng)用到環(huán)境管理上的標(biāo)準(zhǔn)評估架構(gòu)及步驟。2000年各國環(huán)境官員的所發(fā)表的Malmo宣言，在宣言中強(qiáng)調(diào)建立生命周期經(jīng)濟(jì)體（Life-cycleeconomy）的重要行，2002年，世界高峰會(huì)所發(fā)出的促進(jìn)較持續(xù)的消費(fèi)及生產(chǎn)模式的聲音，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃總署（UNEP）與SETAC共同合作，推行為期十年的生命周期計(jì)劃（LifeCycleInitiative），使LCA與生命周期思考（LifeCycleThinking）能實(shí)際應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及政府決策的廣泛領(lǐng)域之中。1.4.2生命周期評估定義生命周期評估(LCA)[26，27，28,29]是一種評估產(chǎn)品、工藝過程或活動(dòng)從原材料的采集和加工到生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、使用、回收、養(yǎng)護(hù)、循環(huán)利用和最終處理整個(gè)生命周期系統(tǒng)有關(guān)的碳排放過程。有人形象地稱為“從搖籃到墳?zāi)埂钡脑u估。它通過對整個(gè)生命周期內(nèi)能量和物質(zhì)的使用及釋放的辨識(shí)和定量，評估其對資源能源消耗、人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響，同時(shí)通過分析，尋求改善生態(tài)的機(jī)會(huì)。1.4.3生命周期評估步驟生命周期評估包含了四過步驟[30]：目標(biāo)范疇界定、盤查分析、沖擊評估以及結(jié)果闡釋，各步驟的主要內(nèi)容與方法類別如圖1.4.3：圖1.4.3生命周期評估步驟Lifecycleassessmentprocedure1.4.4生命周期評價(jià)方法的主要內(nèi)容1.確定目標(biāo)和范圍是LCA研究的第一步。一般需要先確定LCA的評價(jià)目標(biāo)，然后根據(jù)評價(jià)目標(biāo)來界定研究對象的功能、功能單位、系統(tǒng)邊界、環(huán)境影響類型等等，這些工作隨研究目標(biāo)的不同變化很大，沒有一個(gè)固定的模式可以套用，但必須要反映出資料收集和影響分析的根本方向。另外，此研究是一個(gè)反復(fù)的過程，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)和信息，可能修正最初設(shè)定的范圍來滿足研究的目標(biāo)。在某些情況下，由于某種沒有預(yù)見到的限制條件、障礙或其它信息，研究目標(biāo)本身也可能需要修正。2.清單分析清單分析的任務(wù)是收集數(shù)據(jù)，并通過一些計(jì)算給出該產(chǎn)品系統(tǒng)各種輸入輸出，作為下一步影響評價(jià)的依據(jù)。輸入的資源包括物料和能源，輸出的除了產(chǎn)品外，還有向大氣、水和土壤的排放。在計(jì)算能源時(shí)要考慮使用的各種形式的燃料和電力、能源的轉(zhuǎn)化和分配效率以及與該能源相關(guān)的輸入輸出。3.生命周期影響評價(jià)影響評價(jià)是是生命周期評價(jià)(LCA)的核心內(nèi)容，也是難度最大的部分。它是對清單階段所辨識(shí)出來的環(huán)境負(fù)荷影響進(jìn)行定量和(或)定性的描述和評價(jià)。這種評價(jià)應(yīng)考慮對生態(tài)系統(tǒng)、人體健康以及其他方面的影響。影響評價(jià)目前正處于概念化階段，還沒有一個(gè)達(dá)成共識(shí)的方法。ISO、SETAC和英國EPA都傾向于把影響評價(jià)定為一個(gè)。三步走。的模型，這三步是：影響分類（Classify)、特征化（Characterization)和量化(Valuation)。影響分類是將從清單分析中得來數(shù)據(jù)歸到不同的環(huán)境影響類型。影響類型通常包括資源耗竭、生態(tài)影響和人類健康三個(gè)大類。在每個(gè)大類下又包含有許多亞類，如在生態(tài)影響這一大類下包含有全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、光化學(xué)煙霧、水體富營養(yǎng)化、淤泥、水中廢物、棲息地改變、土壤致密性、離子輻射和噪音等亞類。另外，一種具體類型可能會(huì)同時(shí)具有直接和間接兩種影響效應(yīng)。生命周期各階段所使用的物質(zhì)和能量以及排放的污染物經(jīng)分類整理后，可作為脅迫因子。在定義具體影響類型時(shí)，應(yīng)該關(guān)注相關(guān)的環(huán)境過程，這樣有利于盡可能地根據(jù)這些過程的科學(xué)知識(shí)來進(jìn)行影響評價(jià)。特征化即按照影響類型建立清單數(shù)據(jù)模型。特征化是分析與定量中的一步，這里可能將每一種影響大類中不同影響類型匯總，但必須以環(huán)境過程的有關(guān)科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)。它所開發(fā)的模型將LCl提供的數(shù)據(jù)和其它輔助數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)譯成描述影響的敘詞(Descriptor)，如：影響全球變暖潛力的因子有CO，、CO2、CH。等溫室氣體，通常采用CO2作為標(biāo)準(zhǔn)對其它因子進(jìn)行歸并，最終用CO2表示全球變暖影響大小。即對清單分析中所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行文字表述，以便于對分類中選定的應(yīng)激因子進(jìn)行評價(jià)。目前國際上使用的特征化模型主要有：負(fù)荷模型、當(dāng)量模型、固有的化學(xué)特征模型、總體暴露（Exposure)一一效應(yīng)模型、點(diǎn)源(site—specific)暴露一一效應(yīng)模型。特征化階段的更進(jìn)一步發(fā)展指對其一給定區(qū)域的實(shí)際影響量進(jìn)行歸一化，這樣做是為了增加不同影響類型數(shù)據(jù)的可比性，然后為下一步的量化評價(jià)提供依據(jù)。量化即加權(quán)，在特定情況下，且僅當(dāng)有意義時(shí)，將結(jié)果進(jìn)行合并。量化是確定不同環(huán)境影響類型的相對貢獻(xiàn)大小或權(quán)重，以便能夠得到一個(gè)數(shù)字化的可供比較的單一指標(biāo)。對在不同領(lǐng)域內(nèi)(如氣候變化、臭氧層空洞和毒性)的影響進(jìn)行橫向比較，其目的都是為了獲得一套加權(quán)因子，使評價(jià)過程更具客觀性。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化反映了各種環(huán)境影響類型的相對大小。然而，不同的影響類型經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后可能得出相同的數(shù)值，這并不意味著它們的潛在環(huán)境影響一樣，因此需要對不同影晌類型的重要性進(jìn)行排序，即賦予權(quán)重。將各種不同的影響類型綜合為單一指標(biāo)，從而對不同產(chǎn)品、產(chǎn)品系統(tǒng)或處理方案的環(huán)境影響進(jìn)行比較。對于具體賦值方法，國際上尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。4.改善評價(jià)改善評價(jià)是指系統(tǒng)地評估在產(chǎn)品、工藝或活動(dòng)的整個(gè)生命周期內(nèi)削減能源、原材料使用以及環(huán)境釋放的需求與機(jī)會(huì)。這種分析包括定量和定性的改進(jìn)措施，例如改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，重新選擇原材料，改變制造工藝和消費(fèi)方式以及廢棄物管理等。為了每個(gè)功能單位的環(huán)境性能得到改善，產(chǎn)品和過程的投入以及對環(huán)境的產(chǎn)出都要評價(jià)。能否得到改善，要依賴于清單分析、影響評價(jià)或二者的結(jié)合。改善的機(jī)會(huì)也應(yīng)該被評價(jià)以確保它們不產(chǎn)生額外的影響而削弱了提高的機(jī)會(huì)。目前清單分析的理論和方法相對比較成熟，其中最權(quán)威的是美國國家環(huán)保局于1993年發(fā)表的一份研究報(bào)告：生命周期評價(jià)、清單分析的綱要與原則。影響評價(jià)的理論和方法正處于研究探索階段，而改善評價(jià)的理論和方法目前研究較少。第二章碳足跡評價(jià)研究方法2.1碳足跡方法及過程本文在宏觀上采用的是過程分析中的全生命周期評價(jià)法，通過研究燃煤電廠全生命周期的輸入和輸出數(shù)據(jù)清單，計(jì)算其全生命周期的碳排放，即碳足跡。評估過程包括：(1)建立燃煤電廠的生命周期流程圖。盡可能將產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中所涉及的原料、活動(dòng)和過程全部列出，為下面的計(jì)算打下基礎(chǔ)，燃煤電廠的全生命周期中與碳排放相關(guān)的環(huán)節(jié)可以概括為：煤場開采加工—燃煤運(yùn)輸—鍋爐燃煤—尾氣脫硫—固廢運(yùn)輸—廢棄物（污水、固廢）處理。（2）確定組織邊界和營運(yùn)邊界。組織邊界主要是指從全國角度著眼，在全國范圍內(nèi)確定電力行業(yè)產(chǎn)量。營運(yùn)邊界主要在于區(qū)別排放源是直接排放還是間接排放。在燃煤電廠生產(chǎn)的全生命周期中，CO2的直接排放來自于鍋爐中的燃煤燃燒和脫硫系統(tǒng)的脫硫置換過程。間接排放主要來源于原料的生產(chǎn)與運(yùn)輸、廢棄物處理與運(yùn)輸過程中的能耗。其他間接排放如員工通勤、差旅等由于數(shù)據(jù)的不可獲得性在本研究中忽略不計(jì)。（3）收集數(shù)據(jù)并計(jì)算。通常要收集的數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品生命周期涵蓋的所有物質(zhì)和活動(dòng)及相關(guān)的碳排放因子，通過排放系數(shù)法及質(zhì)量平衡法對排放量進(jìn)行量化計(jì)算，數(shù)據(jù)應(yīng)盡量是初級數(shù)據(jù)，保障計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性。（4）審核及不確定性分析。這一步驟是用來檢測碳足跡計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并使不確定性達(dá)到最小化以提高碳足跡評價(jià)的可信度。一般來說，為避免重復(fù)計(jì)算，碳源不包括甲烷、CFCS等其他含碳溫室氣體的排放源，且考慮到本文的研究尺度，只計(jì)算化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2總量。2.2燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估程序2.2.1流程圖由于燃煤電廠的全生命周期中與碳排放相關(guān)的環(huán)節(jié)可以概括為：煤場開采加工—燃煤運(yùn)輸—鍋爐燃煤—尾氣脫硫—固廢運(yùn)輸—廢棄物（污水、固廢）處理。因此可設(shè)計(jì)如下流程圖：圖2.2.1燃煤電廠生命周期流程圖Coal-firedpowerplantlife-cycleflowchart煤場開采加工煤場開采加工燃煤運(yùn)輸鍋爐燃煤尾氣脫硫固廢運(yùn)輸固廢運(yùn)輸廢棄物處理2.2.2燃煤開采和加工燃煤發(fā)電行業(yè)原料生產(chǎn)的碳足跡主要來源于取水和燃煤開采環(huán)節(jié)，由于本研究中的水源是當(dāng)?shù)厝虻牡叵滤∷芎膩碜噪姀S自產(chǎn)的電耗，故這部分的碳足跡已經(jīng)包含在鍋爐燃煤的排放中，不用重復(fù)計(jì)算。對于燃煤開采產(chǎn)生的碳足跡計(jì)算，由于數(shù)據(jù)的不可獲得性，將這部分的間接排放用全國煤炭開采與洗選業(yè)的平均能耗數(shù)據(jù)代替。由國家統(tǒng)計(jì)局公布的我國近四年燃煤消費(fèi)總量為：單位：萬噸2011年238033.372010年220958.522009年215879.492008年195795.00根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2012》，2011年我國年煤炭開采和洗選業(yè)的能源消費(fèi)總量為7170.75萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭生產(chǎn)總量為252597.4萬t。根據(jù)能源網(wǎng)上公布的標(biāo)煤的排放系數(shù)2.493tCO2/t，可以得到：2011年我國煤炭開采和洗選業(yè)的CO2排放量為：7170.75萬t×2.493tCO2/t=17876.68萬t（2.1）2011年我國單位煤炭生產(chǎn)量的排放系數(shù)為：17876.68萬t/252597.4萬t=0.07tCO2/t；（2.2）我國近四年燃煤開采與加工CO2排放量為：燃煤消耗量×單位煤炭生產(chǎn)量的排放系數(shù)（2.3）代入數(shù)值計(jì)算得到：單位：萬噸2011年16662.342010年15467.102009年15111.562008年13705.65表2.1燃煤開采加工階段CO2柱狀圖Table2.1CO2histogramprocessingstagecoalmining由柱狀圖可以看出我國近四年在燃煤開采加工過程CO2排放量呈現(xiàn)一個(gè)遞增的趨勢，這與我國不斷增加的對煤炭的需求量有關(guān)，隨著用煤量的增加就必然會(huì)導(dǎo)致開采加工階段CO2長生量的增加。2.2.3燃煤運(yùn)輸燃煤發(fā)電行業(yè)的燃煤運(yùn)輸模式包括鐵路軌道、水路和公路等。本研究中的燃煤電廠只涉及公路和鐵路，可根據(jù)燃煤的不同產(chǎn)地及其運(yùn)輸方式、運(yùn)輸工具、運(yùn)輸路程具體計(jì)算能耗，再根據(jù)公路和鐵路運(yùn)輸?shù)呐欧畔禂?shù)計(jì)算燃煤運(yùn)輸?shù)奶甲阚E。（1）公路運(yùn)輸碳足跡評估。對于公路運(yùn)輸方式，電廠的運(yùn)輸工具為柴油汽車，根據(jù)BP中國碳排放計(jì)算器給出的資料，柴油的CO2排放系數(shù)為3.06kgCO2/kg，又根據(jù)劉莉等的研究，假設(shè)燃煤發(fā)電行業(yè)運(yùn)輸燃煤的公路運(yùn)輸工具是8t<核定載質(zhì)量≤15t的載貨汽車，該種汽車的百車公里耗油均值為26.4kg柴油，則計(jì)算公路運(yùn)輸?shù)呐欧畔禂?shù)為：公路CO2排放系數(shù)為：26.4kg柴油/百km×3.06kgCO2/kg柴油=0.808kgCO2/km。（2.4）燃煤運(yùn)輸只考慮單程碳足跡，綜合以上分析，結(jié)合國家統(tǒng)計(jì)局近四年全國近四年公路長度得：單位：萬公里2011年419.13332010年408.23422009年392.58782008年379.0466計(jì)算公路運(yùn)輸近四年所產(chǎn)上的二氧化碳總量分別為：單位：噸2011年338.65970642010年329.85323362009年317.21094242008年306.2696528表2.2公路運(yùn)輸CO2柱狀圖Table2.2RoadtransportCO2histogram由柱狀圖可以看出我國近四年公路長度呈現(xiàn)不斷遞增的趨勢，這在一個(gè)側(cè)面說明了由公路運(yùn)輸方面CO2產(chǎn)生量會(huì)有一個(gè)不斷遞增的趨勢，在燃煤發(fā)電行業(yè)CO2排放總量中的比重也會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)遞增的趨勢。（2）鐵路運(yùn)輸碳足跡評估。對于鐵路運(yùn)輸方式，我國鐵路機(jī)車分為蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車。將三類機(jī)車的平均耗油量進(jìn)行匯總并折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，得到2005我國鐵路機(jī)車的能耗強(qiáng)度為0.38kgce/百換算噸公。（1換算t·km=1貨物t·km=1旅客人·km），又能源網(wǎng)上公布的標(biāo)煤排放系數(shù)為2.493tCO2/t，因此可以計(jì)算得到：鐵路CO2排放系數(shù)=0.38kgce/百t·km×2.493tCO2/t=0.00947kgCO2/t·km（2.5）綜合以上分析結(jié)合國家統(tǒng)計(jì)局近四年鐵路里程數(shù)據(jù)，列表可得：單位：萬公里2011年12.7582010年12.38922009年11.57612008年10.4694計(jì)算鐵路運(yùn)輸近四年所產(chǎn)上的二氧化碳總量分別為：單位：萬噸2011年0.120818262010年0.1173257242009年0.1096256672008年0.099145218故通過查數(shù)據(jù)列表并計(jì)算得近四年燃煤運(yùn)輸?shù)腃O2排放總量=公路運(yùn)輸CO2排放量合計(jì)+鐵路運(yùn)輸CO2排放量：單位：噸2011年338.78052472010年329.97055932009年317.32056812008年306.368798表2.3燃煤運(yùn)輸階段CO2柱狀圖Table2.3CO2coaltransportationphasehistogram公路運(yùn)輸CO2排放量和鐵路運(yùn)輸CO2排放量之和構(gòu)成了燃煤運(yùn)輸過程CO2排放量，由柱狀圖可以看出我國近四年燃煤運(yùn)輸過程CO2排放量在呈現(xiàn)一個(gè)不斷遞增的趨勢，這一方面與公路、鐵路總長度的增加有關(guān)，另一方面與運(yùn)輸量的不斷增加有關(guān)，由柱狀圖可以看出燃煤運(yùn)輸過程在燃煤發(fā)電行業(yè)CO2排放總量中的比重也會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)遞增的趨勢。2.2.4鍋爐燃煤排放在燃煤發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，鍋爐是最主要設(shè)備之一，它將水變成高溫高壓的蒸汽，然后推動(dòng)汽輪機(jī)做功，汽輪機(jī)則帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時(shí)鍋爐燃燒是火電廠最大的CO2排放源，由于CO2來源于燃煤中的碳元素，在本研究中，將碳元素的燃燒視為完全燃燒，根據(jù)碳元素守恒法計(jì)算鍋爐燃煤的CO2排放量。備注：燃煤實(shí)際消耗量的相關(guān)數(shù)據(jù)，已知燃煤的含碳量為百分之60.16，可以計(jì)算出鍋爐燃煤階段二氧化碳的排放量。由公式：鍋爐燃煤產(chǎn)生的CO2排放量=燃煤消耗量×平均含碳量×44/12（2.6）結(jié)合由國家統(tǒng)計(jì)局近四年燃煤消耗量數(shù)據(jù):單位：萬噸2011年238033.372010年220958.522009年215879.492008年195795.00計(jì)算可得近四年CO2排放量分別為：單位：萬噸2011年525074.64542010年487409.46492009年476205.69572008年431901.5903表2.4鍋爐燃煤排放CO2柱狀圖Table2.4CO2emissionsfromcoal-firedboilershistogram2.2.5尾氣脫硫置換燃煤一般都含有硫元素，燃煤發(fā)電行業(yè)生產(chǎn)過程中燃煤經(jīng)鍋爐燃燒后的尾氣需要脫硫凈化處理。而脫硫過程會(huì)產(chǎn)生CO2，不同脫硫工藝，脫硫率不同，隨之排放的CO2也不同，這要根據(jù)具體燃煤發(fā)電行業(yè)的具體工藝來計(jì)算。通過對全國范圍內(nèi)電廠總體分析與對比，可知一般電廠所采取的脫硫工藝為目前應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的濕式石灰石-石膏法。該方法的原理是通過石灰石煅燒，吸收尾氣中的二氧化硫，置換出CO2。根據(jù)S→SO2+CaCO3→CaSO3+CO2（2.7）以及相關(guān)脫硫工藝數(shù)據(jù)為：含硫量為1.20%，脫硫效率為94.00%，全國每年平均用于脫硫所消耗的石灰產(chǎn)量為480893.4噸、石膏產(chǎn)量為86.56萬噸，電廠耗煤量平均為2060.8萬噸置換出的CO2排放量為：CO2排放量=電廠年耗煤量×煤炭含硫量×44/32×脫硫效率（2.8）經(jīng)計(jì)算可得近四年脫硫置換過程CO2產(chǎn)生量：單位：萬噸2011年1790.912010年1662.442009年1624.232008年1473.11表2.5尾氣脫硫置換階段CO2柱狀圖Table2.5CO2exhaustgasdesulfurizationreplacementphasehistogram由柱狀圖分析可以看出尾氣脫硫只換過程在近幾年呈現(xiàn)遞增的狀態(tài)，但此過程的CO2產(chǎn)生量數(shù)值較小，在總體燃煤發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生CO2中只占有很少的比例，但此過程的CO2產(chǎn)量仍然不可忽略。2.2.6固廢運(yùn)輸電廠產(chǎn)生的固體廢棄物主要是鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰渣（包括粉煤灰和爐渣）以及脫硫產(chǎn)物石膏。運(yùn)輸方式是公路運(yùn)輸，可根據(jù)運(yùn)輸總量、裝車數(shù)量、運(yùn)輸路程以及前面計(jì)算得到的公路運(yùn)輸排放系數(shù)來計(jì)算。由國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，電廠的粉煤灰利用率為84.4%，全國平均灰渣產(chǎn)生量為947.500萬t/a，，每年無法回收利用的需要運(yùn)往灰場進(jìn)行儲(chǔ)存的灰渣總量為147.81萬t。脫硫產(chǎn)物石膏的產(chǎn)生量為86.56萬噸，故每年全國電廠需要運(yùn)輸處理的總固廢約為234.37萬t。假定運(yùn)輸工具同燃煤，為8t<核定載質(zhì)量≤15t的載貨汽車，則排放系數(shù)也為0.8080kgCO2/km，且234.37萬t固廢需要運(yùn)輸15.63萬車次，全國灰場距離電廠平均為0.8km，單程運(yùn)輸距離為0.8km。綜上可將固廢運(yùn)輸?shù)奶甲阚E計(jì)算如下:固體廢棄物運(yùn)輸?shù)腃O2排放量=0.808kgCO2/km×0.8km×15.63萬=1013232kg=101.32t（2.9）2.2.7廢棄物處理電廠的廢棄物處理包括污水處理和固體廢棄物的處理。由于污水處理的碳足跡主要來自運(yùn)行中產(chǎn)生的電耗，本研究中的污水處理廠位于電廠內(nèi)部，其全部電耗來自于電廠的燃煤發(fā)電，故不用重復(fù)計(jì)算，而固體廢棄物的處理方式是回收利用和堆放，也不產(chǎn)生碳排放，故廢棄物處理環(huán)節(jié)在本研究中不涉及。2.3燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡評估結(jié)果匯總與分析2.3.1碳足跡評價(jià)結(jié)果綜合以上分析和核算，將燃煤電廠全生命周期的碳足跡核算結(jié)果匯總并列表：通過分析列表可知：單位：萬噸年份影響因子燃煤開采加工燃煤運(yùn)輸鍋爐燃煤排放尾氣脫硫置換固廢運(yùn)輸總計(jì)200813705.7306.369431901.61473.110.01013447386.7891200915111.6317.325476205.71624.230.01013493258.8651201015467.1329.971487409.51662.440.01013504869.0211201116662.3338.781525074.61790.910.01013543866.6011表2.6燃煤發(fā)電行業(yè)CO2總量柱狀圖Table2.6TotalCO2coal-firedpowergenerationindustryhistogram由分析列表和柱狀圖可以看出近四年我國燃煤發(fā)電行業(yè)CO2產(chǎn)生量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，其中燃煤開采和加工過程以及鍋爐燃煤排放過程占據(jù)大部分比重，因此重點(diǎn)解決這兩個(gè)過程的CO2的排放量是燃煤發(fā)電行業(yè)降低CO2產(chǎn)生量的關(guān)鍵所在，此外，燃煤運(yùn)輸過程和尾氣脫硫置換過程雖然占據(jù)比例較低，但這兩個(gè)過程同樣處于不斷增長的趨勢之中，也要重點(diǎn)關(guān)注。2.3.2缺陷分析本研究中缺乏對員工通勤、旅游等碳足跡的考察，存在一定的不完備性。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)的不可獲得性，在燃煤開采和加工環(huán)節(jié)，是根據(jù)全國行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行的估算，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，對于運(yùn)輸工具、運(yùn)輸總量、運(yùn)輸能耗等都存在一定的假設(shè)前提，故碳足跡的間接排放部分存在著較大的不確定性，但由于其在整個(gè)碳足跡評估中所占比例較小，認(rèn)為這種不確定性是可以接受的。第三章結(jié)論與討論溫室氣體排放產(chǎn)生的氣候變化問題已經(jīng)引起全世界的普遍關(guān)注，應(yīng)運(yùn)而生的碳足跡理論與技術(shù)開始受到學(xué)術(shù)界的重視并逐步用于指導(dǎo)工程實(shí)踐。燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡在國內(nèi)尚屬新概念，然而，國外先進(jìn)國家已經(jīng)接受了這一理論體系，并在新建燃煤發(fā)電行業(yè)項(xiàng)目實(shí)施中獲得了成功應(yīng)用，燃煤發(fā)電行業(yè)碳足跡研究應(yīng)用將成為行業(yè)溫室氣體減排和環(huán)境管理的有效手段。本文以全國燃煤電廠為整體，通過對電廠碳足跡的評估，提供燃煤發(fā)電行業(yè)從原料開采加工到生產(chǎn)到廢棄物處理整個(gè)生命周期碳足跡的計(jì)算方法，對煤場開采加工—燃煤運(yùn)輸—鍋爐燃煤—尾氣脫硫—固廢運(yùn)輸—廢棄物（污水、固廢）處理整個(gè)過程進(jìn)行CO2綜合性分析，最終得到電廠全生命周期中的碳排放總量及構(gòu)成，從而對燃煤發(fā)電行業(yè)各環(huán)節(jié)的碳排放進(jìn)行分析與研究，尋求減排方向，確定節(jié)能減排的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。由于鍋爐燃煤排放占了火電廠碳排放的絕大部分，因此鍋爐燃煤應(yīng)是電廠主要關(guān)注的減排環(huán)節(jié)，而影響鍋爐燃煤排放的因子主要是煤質(zhì)，故燃煤發(fā)電行業(yè)應(yīng)該充分利用地域資源，豐富優(yōu)化發(fā)電組合，減少化石燃料發(fā)電，增加對水電和核電的利用。同時(shí)燃煤開采、脫硫置換以及運(yùn)輸過程產(chǎn)生的CO2雖然比例較低，但從排放量的絕對數(shù)來看也是必須控制的，也是燃煤發(fā)電行業(yè)中CO2產(chǎn)生的不可忽略的環(huán)節(jié)。此外，本文不足之處在于部分?jǐn)?shù)據(jù)是根據(jù)全國行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行的估算，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，對于運(yùn)輸工具、運(yùn)輸總量、運(yùn)輸能耗等都存在一定的假設(shè)前提，故碳足跡的間接排放部分存在著較大的不確定性，由于這些在整個(gè)燃煤發(fā)電行業(yè)CO2排放量中占有較小的比例，因此總體上數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。本文最終目的就是通過對燃煤發(fā)電行業(yè)的碳足跡評估，得到的單位供電量和單位發(fā)電量碳足跡可以為更加形象地評估電力消費(fèi)帶來的溫室效應(yīng)提供依據(jù)，為節(jié)能減排提供方向，確定節(jié)能減排的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。第四章碳足跡研究展望碳足跡分析方法從全新視角計(jì)算與評價(jià)碳排放，對正確而全面的評估溫室氣體效應(yīng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外學(xué)者從不同角度研究了碳足跡的定義、計(jì)算方法以及研究案例，使碳足跡研究取得了一定的進(jìn)展，但我國的碳足跡研究還處于萌芽階段，與國外的研究體系相比存在較大差距。通過對現(xiàn)有相關(guān)研究的總結(jié)，筆者認(rèn)為碳足跡的研究應(yīng)在以下幾個(gè)方面開展。在碳足跡的概念內(nèi)涵上。目前還缺乏對碳足跡統(tǒng)一而明確的定義，碳足跡的概念直接關(guān)系到其計(jì)算邊界，是碳足跡計(jì)算方法的理論基礎(chǔ)和約束條件。今后的研究應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對碳足跡理論體系的構(gòu)建，不斷充實(shí)并完善碳足跡的概念內(nèi)涵。（2）在碳足跡的計(jì)算方法上。過程分析法是現(xiàn)在最常用的方法，而過程分析法的計(jì)算邊界、數(shù)據(jù)甄選、碳排系數(shù)等方面都有待進(jìn)一步的探討和完善；而對于投入產(chǎn)出法，由于數(shù)據(jù)獲取困難，目前實(shí)物投入產(chǎn)出表法還很難應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的碳足跡計(jì)算，碳足跡研究下一步應(yīng)結(jié)合部門/產(chǎn)業(yè)、區(qū)域和國家的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，實(shí)踐并完善碳足跡的投入產(chǎn)出核算方法；另外，在改進(jìn)和修正現(xiàn)有碳足跡的分析方法的同時(shí)，還應(yīng)繼續(xù)開展新的計(jì)算方法如混雜分析的研究。（3）在研究尺度上?，F(xiàn)有碳足跡的研究多集中在微觀尺度上（產(chǎn)品、個(gè)人、家庭），但對于中觀尺度（組織、機(jī)構(gòu)）以及宏觀尺度（城市、區(qū)域及國家）的碳足跡研究還較為欠缺。而氣候變化已變成全球共同面對的問題，僅著眼于本區(qū)域或本國家的碳排放，可能導(dǎo)致僅碳排放源轉(zhuǎn)移，實(shí)際上并未消減碳排放總量的假象?？梢姶蟪叨鹊奶甲阚E研究對于全球氣候變化更具有現(xiàn)實(shí)意義，因此應(yīng)著力拓展宏觀尺度上的碳足跡研究。（4）在研究內(nèi)容上。應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)碳排放部門如工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)的碳足跡分析，應(yīng)開展碳足跡與可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)安全、環(huán)境倫理等方面關(guān)系的研究，還應(yīng)繼續(xù)深入分析碳足跡的影響機(jī)制和驅(qū)動(dòng)因子：一是應(yīng)加強(qiáng)國際貿(mào)易、國內(nèi)貿(mào)易等引起的碳足跡區(qū)際轉(zhuǎn)移與責(zé)任區(qū)域擴(kuò)散等研究；二是對不同消費(fèi)模式、消費(fèi)水平、消費(fèi)文化背景下的碳足跡進(jìn)行比較分析。新方法、新模型研究?，F(xiàn)存碳足跡評估的IO法、LCA法、IPCC法及碳足跡計(jì)算器，每種方法都有其優(yōu)勢與不足，借助信息技術(shù)的新方法、新模型無疑是研究的重點(diǎn)。邊界的科學(xué)劃分?，F(xiàn)存的碳足跡計(jì)算可能存在重復(fù)計(jì)算的弊端，科學(xué)界定碳足跡評估邊界，可以有效避免重復(fù)計(jì)算，從而更有針對性地提出減排措施和建議。需要解決的問題有：購買區(qū)域外產(chǎn)品或服務(wù)的碳足跡計(jì)算的歸屬問題，產(chǎn)品生命周期的間接碳足跡如何進(jìn)行合理劃分等。重點(diǎn)行業(yè)、領(lǐng)域碳足跡研究。工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)行業(yè)碳足跡、國際貿(mào)易中隱含碳足跡、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)碳足跡等應(yīng)是未來研究熱點(diǎn)。碳足跡補(bǔ)償機(jī)制研究。碳足跡補(bǔ)償機(jī)制（碳中和或碳抵消）是運(yùn)用經(jīng)濟(jì)杠桿減少碳足跡的一種制度創(chuàng)新，是促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，科學(xué)構(gòu)建碳足跡補(bǔ)償機(jī)制，有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)，對遏阻全球氣候變化具有十分突出意義。研究尺度中型化。現(xiàn)有的國內(nèi)外碳足跡研究多為宏觀尺度、微觀尺度（產(chǎn)品、個(gè)人、家庭），基于小城市（本文界定為我國地級市）的中觀尺度研究較少，我國地級市有200多個(gè)，地級市碳減排在應(yīng)對氣候變化中具有重要地位，因此，中尺度區(qū)域碳足跡必然是未來研究的重點(diǎn)。碳足跡的科學(xué)利用。應(yīng)對氣候變化的碳減排是國際社會(huì)及我國的共識(shí)，如何利用碳足跡研究方法科學(xué)提出減排對策，如何將碳足跡研究成果作為構(gòu)建碳減排的政策與法律體系的依據(jù)，將是碳足跡重要的研究方向與領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)[1]尚春靜，張智慧.建筑生命周期碳排放核算[J],工程管理學(xué)報(bào),2010年02月.[2]張春霞，章蓓蓓.建筑物能源碳排放因子選擇方法研究,建筑經(jīng)濟(jì)，2010年第10期（總第336期）[3]IPCC2006.2006年IPCC國家溫室氣體清單指南[M].全球戰(zhàn)略研究所，2006.[4]Energetics.Therealityofcarbonneutrality[R].2007.[5]ETAP.ThecarbontrusthelpsUKbusinessesreducetheirenvironmentalimpact[R].2007.[64]HammondG.Timetogivedueweighttothe'carbonfoot－print'issue[J].Nature，2007，445（7125）：256.[7]陳文穎，代光輝.廣西重點(diǎn)行業(yè)二氧化碳減排潛力分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007，30（6）：45-48.[8]CarbonTrust.CarbonFootprintMeasurementMethodology[R].version1.1,2007.[9]POST.CarbonFootprintofElectricityGeneration[R].ParliamentaryOfficeofScienceandTechnology,2006：POST－note268.[10]顧朝林等.氣候變化、碳排放與低碳城市規(guī)劃研究進(jìn)展[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2009，(3):38一44.[11]郭運(yùn)功，林逢春，等.上海市能源利用碳排放的分解研究[J].環(huán)境污染與防治，2009（9）：68-81.［12］耿涌,董會(huì)娟,郗鳳明等.應(yīng)對氣候變化的碳足跡研究綜述［J］.中國人口·資源與環(huán)境,2010,20（10）:6-11.［13］WackernagelM,ReesW.OurEcologicalFootprint:reducinghumanimpactontheearth［M］·NewSocietyPub,1996.［14］WiedmannT,MinxJ.Adefinitionofcarbonfootprint［J］.ISAResearchReport,2007:1-7.［15］CarbonTrust.CarbonFootprintMeasurementMethodology［R］.version1.1,2007.［16］KennyT,GrayNF.ComparativeperformanceofsixcarbonfootprintmodelsforuseinIreland［J］.EnvironmentalImpactAssessmentReview,2009,29:1-6.［17］Argonne.DevelopmentandApplicationsofGREET2.7-theTransportationVehicle-cycleModel［R］.2006.［18］MarilynA,BrownFS,SarzynskiA.Thegeographyofmetropolitancarbonfootprints［J］.PolicyandSociety,2009,27:285-304.［19］GiurcoaD,PetrieJG.Strategiesforreducingthecarbonfootprintofcopper:newtechnologies,morerecyclingordemandmanagement［J］.MineralsEngineering,2007,20:842-853.［20］ColeA.MoretreatmentinsurgeriesandathomewillhelpcutNHScarbonfootprint［J］.BritishMedicalJournal,2009,338.［21］POST.CarbonFootprintofElectricityGeneration［R］.ParliamentaryOfficeofScienceandTechnology,2006:POST-note268.［22］祁悅,謝高地,蓋力強(qiáng)等.基于表觀消費(fèi)量法的中國碳足跡估算［J］.資源科學(xué),2010,32（11）:2053-2058.［23］ReesWE.Ecologicalfootprintsandappropriatedcarryingcapacity:whaturbaneconomicsleavesout［J］.EnvironmentandUrbanization,1992,2:121-l30.［24］WeidemaBP,ThraneM,ChristensenP,etal.Carbonfootprint-Acatalystforlifecycleassessment［J］.JournalofIndustrialEcology,2008,12（1）:3-6.[25]BP.WhatisacarbonfootprintBritishPetroleum.h［26］Energetics.Therealityofcarbonneutrality［R］.2007.［27］ETAP.ThecarbontrusthelpsUKbusinessesreducetheirenvironmentalimpact［R］.2007.［28］HammondG.Timetogivedueweighttothe'carbonfoot－print'issue［J］.Nature,2007,445（7125）:256.［29］GFN.EcologicalFootprintGlossary［R］.GlobalFootprintNetwork,Oakland,［30］GrubbE.Meetingthecarbonchallenge:theroleofcommercialrealestateownersusers&managers［R］.Chicago,2007.［31］LeontiefW.StudiesintheStructureoftheAmericanEcon－omy［M］.London:Oxford［32］寧淼.投入產(chǎn)出模型在工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用［J］.中國人口·資源與環(huán)境,2006,16（4）:69-72.［33］MatthewsHS,HendricksonC,WeberC.Theimportanceofcarbonfootprintestimationboundaries［J］.EnvironmentalScience&Technology,2008,42:5839-5842.［34］IPCC.GidelinesforNationalGreenhouseGasInventories［M］.IntergovermentalPanelonClimateChange,2006.［35］韓艷莉,陳克龍,陳英玉等.1999—2008年青海省碳足跡動(dòng)態(tài)變化研究［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì),2011,（2）:54-60.［36］何宏濤.水泥巴生產(chǎn)二氧化碳排放分析和定量化探討［J］.水泥工程,2009,（1）:61-65.［37］李海濤,沈文清,劉琪璟等.濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究進(jìn)展［J］.江西科學(xué),2003,21（3）:160-165.［38］HertwichEG,PetersGP.CarbonFootprintofNations:Aglobal,trade-linkedanalysis［J］.EnvironmentalScience&Technology,2009,43（16）:6414-6420.［39］WangT,WatsonT.WhoownsChina’scarbonemissions［J］.TyndallBriefingNote,2007:23.［40］BrowneD,O’ReganB,MolesR.Useofcarbonfootprintingtoexplorealternativehouseholdwastepolicyscena