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预拌混凝土碳排放量的估算方法 范 永法 张健 深圳市建工集团股份有限公司 深圳 5 1 8 0 4 8 摘要 ：预拌混凝土的碳排放包括组成预拌混凝土的原材料的碳排放、生产碳排放、运输碳排放 ，在按照配合比估算单 方混凝土的碳排放时需要附加碳排放量的调整量。提供一种估算预拌混凝土碳排放的方法，以期为建筑建造阶段的碳 排放提供数据，该方法也可以用于评价预拌混凝土生产企业的碳排放水平。 关键词 ：绿色建筑 绿 色施工 绿色建材 预拌混凝土 碳排放 中图分类号 ：X 7 9 9 1 文献标识码：B 文章编号 ：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 6 0 0 0 3 E s t i ma t i o n Me t h o d o f Ca r b o n Emis s i o n f o r Re a d y - Mix e d Con c r e t e F a n Y o n g f a Z h a n g J i a n Sh e n z h e n Co n s t r u c t i o n En g i n e e r i n g Gr ou p Co ， L t d Sh e n z h e n 5 1 8 0 48 1 概述 预拌混凝土是最主要最大宗 的建筑材料 ，我 国2 0 1 0 年预拌混凝土的生产量达到1 1 7 9亿m 。预拌混凝土的 主要原材料之一水泥，其生产过程 中消耗 了大量能源 ，排 放 了大量的二氧化碳 ，同时预拌混凝土在生产和运输过程 中也消耗 了相 当多的电能和柴油 ，间接或直接排放了相 当 可观 的二氧 化碳 。因此 ，预拌 混凝土的碳排放成 了建筑 业碳排放主要来源之一。建筑业节能减排的重点是 ：选 择建筑材料消耗低 ，提高建筑材料使用寿命的建筑设计 方 案 ；对建筑进行节能设计 ，使建筑物在运行阶段的能耗较 低。以上两点都 有利于 降低能源消耗 ，减少二氧化碳的排 放。 预拌混凝土碳排放量的估算 目的是 ：为建筑建造阶段 的碳排放提供数据 ，用于评价预拌混凝土生产企业 的碳排 放水 平。 2 碳排放量的估算指标及估算范围 2 1 估算指标 为建筑建造阶段的碳排放量估算提供预拌混凝土碳排 放量数据 ，即预拌混凝土碳排放 因子确定的估算。 用于评价预拌混凝 土生产企业的碳排放水平的估算， 分为单方混凝土的平均碳排放指标 、基准配合比预拌混凝 土的碳排放指标、相对于特定预拌混凝土配合比的碳排放 a 一 作者简介 ：范永法 ( 1 9 6 5 一)，男，硕士 ，高级工程师、一级 建造师。 通讯地址 ：深圳市福田区新沙路国都高尔夫花园二期三楼 ( 5 1 8 0 4 8 ) 。 收稿日期 ：2 0 1 4 0 3 0 7 6 0 0I 建 筑 施 工笫 3 6 卷第 5 期 指标。 2 2 确定碳排放因子的估算范围 预拌混凝土原材料的生产和运输过程中的碳排放 ，原 材料在厂内的二次搬运产生的碳排放 ，预拌混凝土生产产 生 的碳排放 ( 包括厂内生产用 电用水 )，为生产服务产生 的碳排 放 ( 包括维修和场地清洗产生 的碳排放 ，也包括工 厂内办公和生活产生的碳排放 )。 预拌混凝土碳排放因子的估算不能以个别预拌混凝土 厂 家的数据为依据 ，而是以一定量的预拌混凝土厂家的数 据统计值为依据。 此外 ，还需要增加预拌混凝土运输过程中的碳排放。 3 生产企业碳排放水平的估算 3 1原材料的碳排放估算 生产预拌混凝土的主要原材料有水泥、砂、石子、粉 煤灰 、外加剂 、矿渣粉和水。在 这些原材料 中单位质量的 碳排放量最大的是水泥 ，水泥生产过程中产生的碳排放非 常大 ，而且运输距离长。砂 、石的主要碳排放来源有砂、 石 的开采和运输。粉煤灰和矿渣粉的碳排放 的主要来源是 粉煤灰和矿渣粉 的二次加i c o n 运输。外加剂生产过程 中单 位质量的碳排放不小 ，但是其掺量相 当少 ，因此对单方混 凝土的碳排放贡献不大，其主要 的碳排放为生产和运输产 生的碳排放。生产混凝土用水大多为市政 自来水 ，其碳排 放主要为 自来水处理和运输碳排放 ，以及工厂内的二次泵 送消耗的电能产生的碳排放。 对于特定 的预拌混凝土生产企业来说 ，每年预拌混凝 土的产量相 当大 ，其原材料供应商不是一成不变的，每年 有多个水泥生产企业或供应商提供水泥给该企业 ，同样其 他原材料的供应商也有好多家。不同生产企业的管理水平 不一样 ，其产 品的碳排放水平也不一样 ，同时运距和运输 方式也可能不一样 ，这给预拌混凝土原材料的碳排放估算 带来困难。 组成预拌混凝土的原材料碳排放因子采用政府发布的 碳排放 因子，不同的生产厂家或供应商仅考虑供应量和运 输距离。对于每种原材料可以取加权平均碳排放量作为该 种材料的单位碳排放量 ，其计算公式如下。 针对每种材料的碳排放量汇总计算公式为： D = ( M x L i,j + q f X M ) ( 1 ) ， 1 式 中： D 广一 对应第f 种原材料年总的碳排放量 ( k g)； ， 对应f 供应商 ( 厂家 ) 单位运距单位质量的碳 排放量 ( k g k m- 1 t 。 。 )： M厂一 对应， 供应商 ( 厂家 ) 的供货量 ( t )； 厂一 对应f 供应商 ( 厂家 ) 的运距 ( k m)； q 对应f 种原材料的碳排放 因子 ( k g t _ 。 ) 。 每种材料碳排放量的平均计算公式为： D i 己 M i, j ( 2) J =1 3 2 生产碳排放的估算 预拌混凝土生产时的碳排放估算内容为年生产预拌混 凝土所消耗的电能、年工厂 内办公生活用 电、年厂内辅助 ( 维修 电焊、冲洗场地和 洗车等 ) 用 电和用水 ，混凝土原 材料在工厂内的二次搬运 ( 主要是装载机 ) 消耗的柴油。 可 以统计计算总的碳排放量 ，再 除以混凝土的年产量 ，就 得到单方混凝土生产时的碳排放量。 计算公式为： C E 3 2 = ( q 电xMR + q xM水 + q 柴 油xM柴 油) ( 3) c e 3 2 = C E 3 2 M混 凝 土 ( 4) 式中：C E 3 年生产总的碳排放量 ( k g) ； q 电 电的碳排放 因子 ( k g k )； M 年总用电量 ( k W h)； 水的碳排放 因子 ( k g m )； M 作为混凝土原材料用水外的所有用水 ( m 3 ) ； q 厂内二次搬运用柴油的碳排放因子 ( k g )； ME 油 柴油用量 ( L)； 生产单方混凝土产生的碳排放量 ( k g n ) ； 昆 凝 混凝土的年产量 ( m ) 。 3 3 运输碳排放的估算 由于预拌 混凝 土的运输距离不 同，不 同运输距 离的 预拌混凝土的碳排放量是不同的。一种办法是统计年总运 输距离 、用于运输的总的柴油消耗量和年预拌混凝土生产 量 ，而柴油的碳排放因子是 已知的，这样就可以求单位运 输距离单 方混凝 土的碳排放量。在没有统计年 总运输距 离 ，只有年总用柴油量的情况下 ，可以计算单方混凝土的 平均运输碳排放量。 计算公式为 ： C E 3 3 = q 柴 油xM 柴 油 ( 5) c e3 3 = C E 3 3 4 - M混 凝 土 ( 6) ce 3 3 = C E 3 3 ( M混 凝 土x - 总 运 输 里 程) ( 7) 式中： C E 3 年总的运输碳排放量 ( k g)； M 柴 油 年用于混凝土运输的总的柴油消耗 ( L ) ； 吗 。 单方混凝土的运输碳排放 ( k g m )； c e 3 单方混凝土单位运输里程的碳排放量 ( k g m一 k m ) 。 f- 总 运 输 里 程 = “ ， ( 8 ) i =1 =1 式中： 总 运 输 里 程 年总的运输里程 ； 厂一 为第f 辆车 ，第 次运输距离 ，! z u m程离混凝土 厂家的距离为1 0 k m，则运距为2 O k m； n ， 、n 广一 分别为混凝土车数量、对应 葺 ： 每年的运输 次数。 3 4 平均碳排放水平的估算 在统计预拌混凝土的平均碳排放水平时，不考虑具体 的预拌混凝土强度等级和配合 比，只考虑预拌混凝土一年 总的生产量 。因此 ，在3 1 计算原材料 的碳排放时 ，只要 考虑相对于不同材料品种 的供应商 ( 厂家 ) 、供货量、运 输距离、相应材料 的碳排放因子 ，汇总得到总的材料碳排 放。在3 2 中只要统计年总的生产碳排放量。在3 - 3 中只要统 计年总的运输碳排放量。 n 、 C e =( C E 3 l2 + + D ) M 馄 凝 ( 9 ) = 1 式中：n 为所用原材料的种类数。 3 5 基准配合比预拌混凝土碳排放量的估算 不同工程对预拌混凝土的要求不同、运输距离不同、 浇筑 方式不同、季节不同、原材料的质量来源不同，即使 混凝土强度等级相 同，混凝土的配合比也不完全相 同，用 于实际生产的混凝土配合 比就非常多，但是每家预拌混凝 土生产企业都有其基准配合比，而其基准配合比相对较稳 定，因此，可以用基准配合比来估算相对于不同强度等级 的混凝土的碳排放量。 在估算不同强度等级的基准配合 比混凝土的碳排放量 时，单方混凝土 的生产碳排放量和运输碳排放量仍然按照 3 2 、3 - 3 的方式确定，即取混凝土生产的年总碳排放量除以 年总产量来确定单方混凝土的生产碳排放量 ，混凝 土运输 年总碳排放量除以年总产量来确定单方混凝土 的运输碳排 放量。 需要注意的是 ，按照试验室提供的实际生产的预拌混 凝土配合比统计 出来的年原材料消耗量与原材料的进货量 I 2 0 1 4 5 B e ti d i n g C o n s t r u c t i o n I 6 0 1 是不等的，这主要是 由于设备的计量误差引起的。 因此 ，要统计计算各种原材料的年实际进货量减去按 照实际生产的配合比统计 出来的年消耗量 ，乘以相应材料 的单位碳排放量 ，加上该种材料的运输碳排放量 ，再除 以 年总的生产量 ，得到单种原材料的单方混凝土的碳排放量 的调整量 ，对各种混凝土原材料的调整量累加，得到单 方 混凝土总的调整量。 D= Df D ( 1 0) d f = D f ， 混 凝 土 ( 1 1) Ad A d i ( 1 2) 1 式中：D r 按照实际生产的配合比计算得到的俐 原材料 的年总的碳排放量 ( k g) 。 基准配合比的混凝土的碳排放量为按照对应强度等级 的基准配合比计算得 出的碳排放量 ，加上单方混凝土的生 产碳排放量，加上单方混凝土的运输碳排放量 ，加上单方 混凝土碳排放量的调整量。 则不同强度等级基准配合 比的混凝土碳排放量计算公 式 为 ： c e 混 凝 土 =2 一 d iM i + c e 如 + c e + d ( 1 3 ) ， ： 1 式中 ： d 广一 配合比中第 种原材料到厂后的单位重量碳排 放 ( k g)； M配合比中第j 种原材料的用量 ( k g m。 ) 。 3 6 实际生产混凝土碳排放量的估算 如正在为某工程供应预拌混凝土 ，预拌混凝土的强度 等级和配合 比已知 ，要求估算正在供应的预拌混凝土的碳 排放量。这时预拌混凝土的原材料来源 已知且单一 ，可以 按照特定原材料来确定配合 比已知的单 方混凝土的碳排放 量 。 则实际生产混凝 土碳排放量=单方混凝土的生产碳排 放量+ 单方混凝土碳排放量的调整量+ 单方混凝土的配合比 的碳排放量+ 3 - 3 确定的单位运输距离单方混凝土的碳排放 量 运输距离 ( 如工程现场与混凝土厂的距离为2 0 k m，则 运距取4 0 k m )。其中，单方混凝土的生产碳排放、碳排放 的调整量和单位运输距离单方混凝土的碳排放取 自往年的 统计资料。 C e 混凝 d iMi +c e ”+c e ” +Ad f 1 4) i = 1 式中： _ 一运输距离 ( k m )。 4碳排放因子的估算 预拌混凝土碳排放 因子的估算是 以不同强度等级的基 ； 隹配合 比混凝土的碳排放估算为依据的，去除其 中的单 方 混凝土的运输碳排放量。 602l 建 筑 旋 工第 3 6 卷第 5 期 ： e 混 凝 土 d iMi +c e ”+d ( 1 5) ， = 1 不同生产企业的管理水平 不同 ，按照基准 配合 比估 算出来的单方混凝土的碳排放量是不同的。因此 ，政府部 门或权威机构在估算预拌混凝土的碳排放因子时 ，需要在 辖 区内预拌混凝土生产企业 中抽 出有代表 性的企业2 0 3 0家，对这些企业的基； 隹配合 比单方混凝土的碳排放量进 行统计分析 ，最后确定各个强度等级预拌混凝土碳排放 因 子 ，提供给建设方或施工方估算工程建造阶段产生的碳排 放。 5 结语 估算单 方预拌 混凝土的碳排放量 需要确定组成 混凝 土的原材料的碳排放 因子、运输距离和运输方式 ，需要确 定单方混凝土的生产碳排放量 、单方混凝 土的运输碳排放 量、单方混凝土碳排放量的调整量。 预拌混凝土的平均碳排放量 的估算精度相对较差 ，不 同企业之间的可比性较差。 基准配合 比单 方混凝土的碳排放量可以用来比较不同 企业之间的节能减排的水平 ，碳排 放量越低 ，预拌混凝土 生产的绿色程度越高。 具体配合 比的碳排放量估算 以历年的对单方混凝土的 生产碳排放、单方混凝土碳排放量的调整量、单 方混凝土 单位运输里程的碳排放量为依据 ，其数据可 以提供给某个 特定的项 目。 预拌混凝土的碳排放因子是政府或权威部门用来测算 本地 区预拌 混凝土生产时的碳排放水平的，可以在预拌混 凝土生产企业碳排放估算困难的情况下 ，作为工程建造阶 段碳排放量的估算依据。 0 0 0 0 1 】 范永法， 张兆岳 建筑施工碳排放量的估算方法J 施工技术， 2 0 1 3 ( 2 2 ) ： 1 4 一 l 5 7 O 2 高育欣， 王军， 徐芬莲 等预拌混凝土绿色生产碳排放评估 J 混凝土， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 1 1 0 1 1 2 3 林远煌， 彭春元， 韦虹等低碳混凝土问题思考 J 2 0 1 0 ( 4 ) ：6 1 8 6 2 0 f 4 罗 智星， 杨柳， 刘加平，等建筑材料C O 排放计算方法及其减排策略 研究 J _ 建筑科学 2 0 1 1 ( 4 ) ： 卜 8 【 5 】 李黎， 郭少-渐， 张雅钦 水泥产品品种及能耗与C O 排放量的数量 关系研 究 建材发展导向 2 0 1 0 ( 1 ) ： 2 9 3 0 6 俞海勇， 王琼， 张贺， 等 基于全寿命周期的预拌混凝 土碳排放计算 模型研 究 J 】 粉煤灰， 2 0 1 1 ( 6 ) ：4 2 - 4 6 【 7 王琼， 林茂松， 於林锋 基于碳足迹的低碳混凝土评价研究【 J 1 上海 节能， 2 0 1 3 ( 1 0 ) ： 1 0 1 3 8 赵恒械混凝土施工新工艺和养护措施中的低碳潜力【 J 2 0 1 1 ( 6 ) ： 3 0 - 3 1