硅产品碳足迹核算指南

3硅产品碳足迹核算指南本文件规定了硅产品碳足迹核算的目标、核算范围、功能单位、系统边界、数据收集与处理、核算、报告等内容。本文件适用于生产工业硅、单晶硅、多晶硅、有机硅等硅系列产品等企业的碳足迹核算工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO/TS14067温室气体-产品碳足迹-量化要求和指南PAS2050商品和服务的生命周期二氧化碳排放评价规范ISO14064-3对温室气体声明进行审定和评价的指南性规范GB/T24040环境管理生命周期评价原则与框架GB/T24044环境管理生命周期评价要求与指南GB/T32150工业企业温室气体排放核算和报告通则3术语和定义GB/T24040、GB/T24044、GB/T32150界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1硅产品硅，是一种化学元素，化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅产品包括工业硅、多晶硅、单晶硅等。硅是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，产生（偏）硅酸盐和氢气。同时硅的化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。3.2温室气体大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）与三氟化氮（NF3）。3.3二氧化碳当量4不同温室气体对地球温室效应贡献度有所不同，为统一度量温室效应结果，规定二氧化碳当量为度量温室效应的基本单位。一种气体的二氧化碳当量为这种气体的质量乘以其全球增温潜势（GWP）。3.4全球变暖潜势值又称全球增温潜势，是基于充分混合的温室气体辐射特性的一个指数，用于衡量相对于二氧化碳的，在所选定时间内进行积分的，当前大气中某个给定的充分混合的温室气体单位质量的辐射强迫。通常基于100年的时间跨度计算GWP，记作GWP100。3.5产品碳足迹基于生命周期评价，以CO2e表示的产品系统中温室气体排放和清除之和。3.6功能单位用来作为基准单位的量化的产品系统性能。[来源：GB/T24040-2008,3.20]3.7生命周期产品系统中前后衔接的一系列阶段，从自然界或从自然资源中获取原材料，直至最终处置。[来源：GB/T24040-2008,3.1]3.8单元过程进行生命周期清单分析时为量化输入和输出数据而确定的最基本部分。[来源：GB/T24040-2008,3.34]3.9取舍原则对与单元过程或产品系统相关的物质和能量流的数量或环境影响重要性程度是否被排除在评价范围之外所作的规定。[来源：GB/T24040-2008,3.18]3.10初级数据通过直接测量或基于测量的计算而得到的过程或活动的量化值。注2：初级数据可包含温室气体排放因子和[来源：ISO14067:2018,3.1.6.1]3.11次级数据不符合初级数据（3.10）要求的数据。[来源：ISO14067:2018,3.1.6.3]4核算范围5在确定产品碳足迹核算范围过程中，应考虑并描述包括但不限于下列各项：——产品（系统）范围：明确产品名称、型号、功能、功能单位和系统边界。——时间范围：选择核算碳足迹有代表性的时间段。——温室气体范围：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮（NF3）。5功能单位核算产品碳足迹应确定功能单位。功能单位的表述中应包含影响碳足迹核算的产品系统的主要功能。示例：1吨单晶硅。6系统边界硅产品的系统边界宜包括原材料获取、运输、分销存储、生产阶段，可不包括使用阶段。集体系统边界内容见图1。7生命周期阶段7.1.1原材料获取阶段包括进入生产阶段的所有原材料的获取和加工，在产品碳足迹核算中应纳入下列过程：a)硅石生产、存储与运输相关过程，包括：1)硅石生产及存储过程；2)硅石运输至企业工厂的过程。b)中间产品（如工业硅）生产与运输相关过程；c)辅助材料生产与运输相关过程；d)包装材料生产与运输相关过程；e)能源的开采生产与输送过程；f)水的供应过程；g)原材料获取阶段所产生的废弃物的处理相关过程。7.1.2生产阶段生产阶段应包括硅产品生产全过程工艺，不同成分、形态或功能的硅产品间会存在工艺差异。以工业硅为例，在产品碳足迹合算过程中应纳入下列过程：a)工业硅生产、包装及存储相关过程，包括：1)配料秤重；2)电炉熔炼；63)浇铸；4)破碎；5)精整；6)筛分；7)称重包装；8)入库。b)生产设备、设施的运行、维护等相关过程；c)生产阶段所产生的的废弃物处理相关过程。注：其他硅产品的典型工艺流程见附录A。生产阶段包括：a)工业硅：配料称重、电炉熔炼、浇铸、破碎、精整、筛分、称重包装、入库等相关生产过程；b)单晶硅：酸洗、清洗、烘干、配料、拉晶、切割等相关生产过程；c)多晶硅：合成、精馏、还原、转化等相关生产过程；d)有机硅:破碎、研磨、筛分、精馏分离等相关生产过程。7.1.3分销存储阶段7.1.3.1分销阶段包括产品的运输过程。在产品碳足迹评价中应纳入产品从工厂到分销中心等销售点之间的运输相关过程。a)硅产品从硅产品工厂运输到销售点之间的运输过程；b)硅产品成品仓储及运输过程环境控制等相关过程。7.1.3.2以下过程可不纳入系统边界：a)销售相关过程；b)由销售点到消费者之间的运输、储存及交通相关过程；c)由工厂直接销售到消费者之间的运输、储存及交通相关过程。7.1.4使用阶段在产品碳足迹核算中应纳入产品使用的能源消耗过程。7.1.5生命末期阶段产品生命末期阶段从产品废弃后开始，到产品回归自然或分配到另一产品的生命周期结束。在产品碳足迹核算中应纳入产品废弃物的处理相关过程。7.1.6取舍原则不应将对产品碳足迹有实质性贡献的温室气体排放与清楚排除在外。应量化至少95%与功能单位相关的生命周期内预计会产生的温室气体排放与清除，即温室气体排放或清除量小于所评价产品温室气体总排放或清除估测值1%的可予以舍去，但累计不应超过5%。取舍准则不适用于有毒有害物质，产品碳足迹核算应包括所有有毒有害的材料和物质。8数据收集与处理8.17数据质量要求数据收集与处理过程中，相关数据应满足以下数据质量要求：——技术代表性：数据反映实际生产技术情况，即体现实际工艺流程、技术和设备类型、原料与能耗类型、生产规模等因素的影响；——时间代表性：数据反应单元过程的实际时间；——地理代表性：排放因子等相关参数的选择考虑单元过程所处的地理位置；——数据完整性：按照数据取舍准则，判断是否已收集各生产过程的主要消耗和排放数据，尽可能避免数据缺失，缺失的数据需在报告中说明；——数据准确性：原辅料、能耗、包装、原料与产品运输等数据需采用企业实际生产统计记录，环境排放数据优先采用环境监测报告；所有数据均有相关的数据来源和数据处理算法；估算或引用文献的数据需在报告中说明；——数据一致性：每个过程的消耗与排放数据需保持一致的统计标准，即基于相同产品产出、相同过程边界、相同数据统计期；存在不一致情况时需在报告中说明。——数据收集原则：活动水平数据优先采用直接计量、测量获得的原始数据，其次采用通过原始数据折算获得的二次数据，以上数据均不可获得时可采用来自相似单元过程的替代数据。使用阶段可使用统计数据。设计数据或估算数据。8.2数据抽样8.2.1若单元过程的输入数据来自多个源头，宜选择具有代理性的数据样本进行温室气体排放与清除数据的收集。抽样数据应满足7.1规定的数据质量要求。8.2.2若单一原材料来自多个供应商时，宜收集所有供应商的初级数据。若收集所有初级数据存在困难，则宜收集供应原材料数量50%以上的或具有代表性的供应商的初级数据，其加权平均值可作为无法取得数据的供应商的次级数据。8.2.3若产品运输路线不止一条，宜收集所有路线的初级数据。若收集所有初级数据存在困难，则宜收集销售量占总销售量50%以上的或具有代表性的主要销售点的运输路线，其加权平均值可作为无法取得数据的路线的次级数据。8.3数据收集要求a)原材料与添加剂主要原材料（比如工业硅的主要原材料为硅石等，添加剂、溶剂等材料不包含在内）的形成、提取或转化中的所有过程引起的直接或间接排放与清除都应被纳入产品碳足迹核算，此排放与清除包括来自能源的排放以及与原材料的形成、提取或转化有关的温室气体排放。包含但不限于催化剂、溶剂、还原剂等产品生产过程中使用的添加剂，其生产过程产生的排放与清除不应被纳入产品碳足迹核算，使用过程产生的直接排放与清除应被纳入产品碳足迹核算。b)能源与产品生命周期内能源使用相关的直接或间接排放与清除均应纳入产品碳足迹核算；工业生产中，硅产品生产企业所涉及的能源作为原材料用途的排放主要是电弧炉、电极以及碳质还原剂消耗所导致的排放应纳入产品碳足迹核算。c)生产与服务提供产品生命周期中，由产品生产所产生的排放与清除，应纳入产品碳足迹核算。注：若某一过程是用于制作产品的原型，则应将与原型制作活动有关的排放与清除分配到该过程的最终产品和共生产品中。d)设施运营8设施运营产生的排放与清除，包括生产车间、仓库等所产生的的排放与清除，均应纳入产品碳足迹核算；但办公室、食堂、澡堂等生产相关服务设施所产生的排放与清除，不纳入产品碳足迹核算。分配宜以产品在该设施内的停留时间及产品e)运输原材料或中间产品等生命周期中由公路运输、空运、水运、铁路运输或其他运输所产生的排放与清除，应纳入产品碳足迹核算。f)储存储存期间所产生的排放与清除，应纳入产品碳足迹核算。产品储存包括：——产品生命周期各阶段输入物料（包括原材料）的储存；——产品生命周期各阶段与产品有关的环境控制（如制冷、供暖、湿度控制和其他环境控制——使用阶段产品的储存；——再利用、回收利用等生命末期阶段之前的储存；——使用阶段产品使用阶段所产生的排放与清除，应纳入产品碳足迹核算。注：除非能够证明另一排放因子更能代表产品能源使用的特点，否则能源使用所产生的的温室气体排放的计算应采用针对区域的能源年平均排放因子。例如：若使用阶段包括电力消耗，则可使用全省（区）电力年平均排放因子；若同一产品供应多个国际市场，则产品使用阶段所用能源的排放因子，可为该产品所供应国家的平均排放因子（以该产品在不同国家的销量比重为权重进行加权计算得到）。若产品在使用阶段内能源使用产生温室气体排放，则使用概要应记录产品所用的每一种能源的排放因子和排放因子的来源。对单个国家而言，若排放因子不是年平均排放因子，则应在使用概要记录中阐述排放因子的确定。此外，若所评价产品的运行或使用，引起其他产品使用阶段的温室气体排放改变（增加或减少则此改变应不纳入产品碳足迹核算。——生命末期阶段当生产阶段和回收处置阶段产生的废物经过回收不用于该产品的生产时，此回收过程应排除在产品碳足迹核算的系统边界外；当回收的材料作为该产品系统任何单元过程中的材料时，则此回收过程应包括在系统边界内；当焚烧过程产生的热量回用于该产品系统时，回用部分的热量应作相应抵消。8.3.1原材料获取阶段8.3.1.1以下项目应收集初级数据：a)硅石生产和存储相关项目，包括：1)硅产品生产与存储相关过程能源、辅助材料等消耗量；2)硅石种类及存储量；3)硅产品产量；4)废弃物产生量。b)硅石、辅助材料、包装材料的运输相关项目，包括：91)每种运输方式的运输的数量和重量；2)每种运输方式的能源消耗量，或其它可计算获得能源消耗量的数据；3)每种运输方式的吨公里数。注1：其它可计算获得能源消耗量的数据包括单位距离能源消耗量和运输距离8.3.1.2以下项目应收集次级数据：a)投入量相关项目，包括：1)硅石或中间产品的投入量；2)辅助材料的投入量；3)包装材料的投入量；4)电、能源的消耗量。b)电、能源的消耗量1)电、能源的消耗量；2)废弃物产生量。8.3.1.3以下项目应收集次级数据a)能源、电消耗相关的温室气体排放与清除因子；b)b)废弃物处理相关的温室气体排放与清除因子。8.3.2分销存储阶段8.3.2.1以下项目应收集初级数据a)硅产品从工厂运输至销售点的运输过程相关项目，包括：1)每种运输方式的产品运输的数量和重量；2)每种运输方式的能源消耗量，或其他可计算获得能源消耗量的数据；3)每种运输方式的吨公里数。注1：其它可计算获得能源消耗量的数据包括单位距离能源消耗量和运输距离8.3.2.2运输相关的温室气体排放与清除因子可收集次级数据。8.3.3生命末期阶段8.3.3.1本阶段可不收集初级数据。8.3.3.2以下项目可收集次级数据：a)硅产品包装材料的废弃处理方式、回收量、焚烧量和填埋量；b)废弃物处理相关的温室气体排放与清除因子；c)燃料、电力等能源、资源消耗相关的温室气体排放与清除因子。8.3.3.3产品废弃后运送至处理设施的运输以及产品的回收率、焚烧率。填埋率，可使用国家、行业或消费者行为调查的统计资料。当无法取得前述数据时，可进行情景假设。运输距离宜考虑现有资源处置和回收体系。废弃物处理过程宜考虑产品废弃地的实际情况。9碳足迹核算9.1产品碳足迹核算方法在计算产品碳足迹时，要考虑温室气体排放到大气中的量以及从大气中清除的量。应使用下列方法计算产品的碳足迹：1)将每个功能单位系统边界内每个活动的排放活动数据与清除活动数据确定为初级数据或次级数据，排放为正值，清除为负值。2)依据数据质量要求，排放因子可以使用特征数据或通用数据，特征数据指来源于测量或质量平衡、供应商提供；通用数据包括地区公开发布的排放因子、行业平均数据、各类数据库等。3)用各排放量或清除量数据乘以相应的全球变暖潜势值（GWP），将排放量与清除量数据换算为二氧化碳当量数据。4)将所评价产品生命周期内以二氧化碳当量表示的排放量与清除量数据相加，得到每个功能单位的碳足迹数据。9.2产品碳足迹核算公式数据收集完成后，应对硅产品系统中每一单元过程的温室气体排放与清除进行量化，汇总获得以二氧化碳当量（KgCO2e）表示的硅产品碳足迹。计算方法见公式（1）式中：CFP——产品碳足迹，单位为千克二氧化碳当量（kgCO2e）E原材料生产——产品原材料生产阶段温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）E运输——原材料及产品运输阶段温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e） E生产——产品生产阶段温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）E使用——产品使用阶段温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）E回收——产品回收处置阶段温室气体排放量，单位为吨二氧化碳当量（tCO2e）GWPi——全球变暖潜势值i——单元过程全球增温潜势值数值可参考政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组评价报告“自然科学基础”（ThePhysicalScienceBasis）中提供的数据。9.3化石燃料燃烧排放9.3.1化石燃料燃烧温室气体排放量化石燃料燃烧温室气体排放量计算见公式（2）式中：E燃烧——单元过程化石燃料燃烧温室气体排放量，单位吨二氧化碳当量（tCO2e）ADi,j——单元过程化石燃料燃烧活动水平数据，是单元过程i燃烧的第j种化石燃料燃烧的过程，单位为吉焦（GJ）；EFi,j——注：温室气体排放因子优先采用企业直接测量获得或者通过能量平衡i——单元过程j——化石燃料类型9.3.2化石燃料燃烧活动水平数据化石燃料燃烧活动水平数据计算见公式（3）式中：ADi,j——化石燃料的活动水平数据，单位为吉焦（GJ）;FCi,j——化石燃料的低位热值，固体和液体燃料的单位为吉焦每吨（GJ/t）,气体燃料单位为吉焦每万标准立方米（GJ/104Nm3）;i——单元过程；J——化石燃料类型注：化石燃料的平均低位发热量宜采用购买合同等化石燃料供应方提测量方法遵循GB/T213的相关规定。天然气低9.3.3化石燃烧排放因子化石燃烧排放因子计算见公式（4）式中：EFi——化石燃料i的排放因子，单位为吨二氧化碳当量美吉焦（tCO2e/GJCCi——化石燃料i的单位热值含碳量，单位为吨碳每吉焦（tC/GJ）；i——化石燃料i的碳氧化率，单位为百分比（%ρ——二氧化碳与碳的分子量之比，取值44/12；i——化石燃料类型。注：化石燃料的单位热值含碳量和碳氧化率应通过检测和计算获得。9.4净购入电力、热力排放9.4.1电力、热力温室气体排放电力、热力温室气体排放量的计算见公式（5）：式中：E外购电、热——单元过程电力消耗温室气体排放量，单位吨二氧化碳当量（tCO2e）；单元过程热力消耗温室气体排放量，单位吨二氧化碳当量（tCO2e）；AD外购电、热——各电力消耗单元过程的电力消耗量，单元为兆瓦时（MWh）；各热力消耗单元过程的热力消耗量，单位为吉焦（GJ）；EF电、热.i——各电力消耗单元过程的电力排放因子，单位为吨二氧化碳当量每兆瓦时（tCO2e/MWh各热力消耗单元过程的热力排放因子，单位为吨二氧化碳当量每吉焦（tCO2e/GJ）；i——单元过程。9.4.2电力、热力活动水平数据电力消耗量可以通过查读电力计量器具获得；热力消耗量可以通过查读热力计量器具获得。9.4.3电力、热力排放因子电力、热力排放因子应采用地方主管部门最新发布的数据或相关计算方法进行计算。9.5CO2回收利用量9.5.1计算公式CO2回收利用量的计算见公式（6）：式中：RCO2回收——各CO2回收单元过程的利用量，单位为吨CO2；Q外供——回收且外供给其他单位的CO2气体体积，单位为万Nm3；PURCO2外供——外供CO