【特别策划】混凝土企业的碳足迹核查

点击蓝字关注我们

本文选自《商品混凝土》杂志2024年第4期

特别策划：混凝土企业的碳足迹核查

黄天勇

国际能源署（IEA）报告显示，全球二氧化碳排放量逐年增加，2023年约排放37.4 Gt，其中建筑行业排放占比8.1%。我国碳排放约占全球总量的31%，其中建材行业碳排放约占全国总碳排放的13%。

混凝土是当今世界使用最广泛的建筑材料，在国家重大工程建设中发挥重要作用，是国民经济的重要基础原材料和重要支柱产业。在主要的建筑材料中，1kg混凝土的CO排放量与能耗最低（见图1），然而2023年我国预拌混凝土产量达26.9亿立方米，因此由于混凝土用量大导致的混凝土碳排放不可忽视。为此，混凝土企业需要从知定义、明边界、清路径三个方面做好准备。

1 混凝土碳足迹

国外三部较权威的规范／标准用于评价产品的碳足迹：英国的PAS 2050《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范及使用指南》、世界资源研究所／可持续发展商业委员会（WRI/WBCSD）的温室气体核算协议和ISO14067标准。

碳足迹是指由个人、组织、事件或产品直接和间接造成的温室气体（GHG）排放总量，以二氧化碳当量（COe）表示。

产品碳足迹（Product Carbon Footprint, PCF）是指衡量某个产品在其生命周期各阶段的温室气体排放量总和，即从原材料开采、产品生产（或服务提供）、分销、使用到最终处置/再生利用等多个阶段的各种温室气体排放的累加。产品碳足迹的计算结果为产品生命周期各种温室气体排放量的加权之和，用二氧化碳当量（COe）表示，单位为kgCOe或者gCOe。

从碳足迹及产品碳足迹的定义来看，产品碳足迹是考虑其整个生命周期过程中的碳足迹。为了考察混凝土在其整个生命周期过程中的碳足迹，可以考虑采取以下三种方式：

（1）“摇篮到摇篮”：混凝土原材料→混凝土生产→混凝土运输→混凝土浇筑→建筑物使用→建筑物拆除→混凝土回收/加工→混凝土原料。

（2）“摇篮到坟墓”：混凝土原材料→混凝土生产→混凝土运输→混凝土浇筑→建筑物使用→建筑物拆除。

（3）“摇篮到大门”：混凝土原材料→混凝土生产→混凝土运输→混凝土浇筑。

目前我国颁布了T/CBMF 33—2018《产品生命周期评价技术规范 预拌混凝土与砂浆》和T/CBMF 27—2018《预拌混凝土 低碳产品评价方法及要求》，相关标准规定的混凝土碳足迹包括的是混凝土原材料、混凝土制备及混凝土运输。图2为单方C30混凝土碳足迹。由图2可以看出，混凝土碳排放中，原材料占比为90%，特别是水泥的碳排放占比为80%，能源、生产、运输阶段碳排放占比较低。

2 混凝土碳足迹系统边界

混凝土产品碳足迹系统边界见图3。系统边界包含的单元过程：（1）原材料获取：混凝土生产过程中消耗主要原材料开采及生产过程；（2）能源获取：所有原煤、原油、建立、汽油、燃料油等能源的开采及生产过程；（3）利废原料获取：混凝土生产过程中消耗主要利废原料的生产过程；（4）原料运输：主要原材料、能源及利废原料的运输过程；（5）混凝土生产：混凝土产品生产所涵盖的全部工序；（6）混凝土运输：混凝土的运输过程；（7）混凝土浇筑：混凝土泵送过程；（8）建筑物使用：混凝土使用及维护过程；（9）生命末期：产品拆除、回收、循环及最终处置过程。

3 混凝土企业低碳化路径

目前对于低碳混凝土还没有统一的定义。欧洲学者将低碳混凝土定义为具有与对照混凝土同等的性能、耐久性和用途，且CO排放较低的混凝土。美国自然资源保护委员会将低碳混凝土定义为相对于传统的规范做法，采取一项或多项措施，减少混凝土全生命周期温室气体排放的方法。我国对于低碳混凝土的定义为满足低碳排放指标要求的混凝土材料、产品和工程的总称，低碳核心是减少CO排放量。

根据低碳混凝土的定义及混凝土产品碳足迹评价，混凝土低碳化路径主要有以下几个方面：

3.1 原材料低碳化路径

（1）采用新型低碳胶凝材料/水泥

根据不同应用场景需求选择低熟料因子水泥、低碳水泥、新型低碳胶凝材料。其中低熟料因子水泥是用高炉矿渣、粉煤灰、火山灰材料、石灰石等混合材替代部分熟料的水泥；低碳水泥包括高贝利特水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥；新型低碳胶凝材料包括煅烧粘土—石灰石复合水泥（LC3）、碱激发胶凝材料、碳化胶凝材料、磷酸镁水泥等。

同时应优先选择采用原燃料替代、对现有窑设备进行效率升级、生产过程智能化、碳捕集利用（CCUS）技术等生产过程降碳的水泥。

（2）提升固体废弃物的替代率

采用矿渣粉、粉煤灰、天然火山灰、硅灰、石灰石粉、偏高岭土、煅烧粘土等固体废弃物基微粉作为掺合料来替代部分水泥，提高掺合料用量。采用机制砂、尾矿、废石、建筑垃圾、煤矸石等固体废弃物替代天然砂石骨料。

（3）开发高性能多功能外加剂

针对混凝土功能需求，开发专用的高性能减水剂、增强剂、水分蒸发抑制剂、水化热调控剂、膨胀剂、减缩剂、阻锈剂、防腐剂等，进一步提升混凝土性能及使用寿命。

3.2 混凝土生产低碳化路径

（1）混凝土配合比优化

生产过程中要注重混凝土配合比的优化，主要包括在满足工作性能和施工性能的前提下，选择级配和粒形较优的骨料，实现紧密堆积；增大矿物掺合料种类和掺量、选用多组分胶凝体系。

（2）开发多品种混凝土产品

依据应用场景需求开发高抗裂混凝土、自愈合混凝土、超高性能混凝土、纤维增强混凝土等，满足超大体积、超深地下空间、超深水下工程、极端环境等工程需求，实现混凝土结构超长服役。

（3）混凝土生产智能化

选用生产运行全流程智慧化工厂管理系统，包括ERP系统、MES系统、能源管理系统、智慧物流系统、在线质量分析与控制技术、智能巡检和设备管理系统、工艺过程优化系统等。

3.3 混凝土运输低碳化路径

（1）原料运输公转铁

以铁路替代公路运输，优化运输路线、运输方式或采用中转站。

（2）油车换电车/新能源电车

采用新能源替换传统燃油罐车，规划运输路线。

3.4 混凝土施工低碳化路径

合理设计布置泵送管路，缩短距离、减少阻力；采用混动或纯电泵车代替燃油泵车；运用BIM设计、VR、施工模拟等技术。

参考文献

[1]廉慧珍，师海霞．混凝土是不是高能耗和高碳排放产业？[J]．混凝土世界，2022,(03): 26-31．

供稿人：黄天勇

编辑员：李海亮

审核人：孙继成，宁夏

【标准规范】

《建筑固废再生砂粉应用技术规范》行标

《建筑物绿色拆除与建筑垃圾综合利用技术规程》CECS

《预拌混凝土使用说明书》团标

《砂浆和混凝土用石屑》团标

《预拌混凝土产品质量追溯规范》团标

【会议培训】

2025全国混凝土行业创新发展与废弃物资源再生技术交流大会

第十届全国建筑固废和余泥渣土处理及资源化利用大会暨中国砂石协会建筑固废利用分会年会

2025第二十一届全国商品混凝土可持续发展论坛暨2025中国商品混凝土年会

预拌（商品）混凝土应用技术和工艺技能线上培训

混凝土（砂浆）试验检测方法实操教学线上培训

【咨询服务】

科技成果评价

预拌混凝土质量追溯研究

高速公路及桥涵高性能混凝土技术咨询

课题研究

研发中心建设

产品检测

绿色建材产品认证

[绿满庭院]《HJ建筑围护结构自保温技术体系》推广等

【建材“双碳”业务】

低碳胶凝材料研发与制备

复合掺合料和再生复合掺合料研发与制备

建筑垃圾处置与资源化利用

建筑垃圾再生砂粉应用技术

建筑垃圾再生轻粗骨料技术

碳化再生骨料制备技术

【期刊著作】

《新技术在混凝土中的应用》图书

《常见预拌混凝土质量事故分析百例》图书

《预拌混凝土企业标准化试验室建设指南》图书

混凝土技术发展中心（以下简称“中心”）隶属建筑材料工业技术情报研究所，主要职能是跟踪分析和研究国内外混凝土行业科技前沿动态，为全国混凝土行业开展技术服务工作，包括出版技术期刊、研究制定标准、开展技术咨询、举办技术会议、承担行业培训、从事认证评价和开发研究等，中心是建材情报所主要业务部门之一。中心拥有员工10人，其中博士3人，正高职称3人，副高职称4人。中心挂靠的行业协会分支机构包括中国散装水泥推广发展协会混凝土专业委员会、中国散装水泥推广发展协会预制建筑产业专业委员会、中国砂石协会建筑固废利用分会、建筑材料工业技术情报研究所双碳研究中心。依托中心成立的平台有预拌混凝土质量追溯公共服务平台、混凝土行业数字化服务平台、中国商品混凝土行业企业专家委员会（拥有200余名行业一线专家）、北京砼享未来工程技术研究院（会员制技术和管理服务）。

中心每年参与多个混凝土技术咨询和技术服务项目，包括雄安新区混凝土项目咨询、河北省多个高速公路高性能混凝土技术咨询、固废基胶凝材料和再生复合掺合料研发和制备技术，以及数十个混凝土企业的技术服务工作。开展预拌混凝土绿色产品认证和科技成果评价工作。

咨询电话：孙继成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。