碳中和目标下纺织行业零碳工厂创建路径研究

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棉纺织技术 Cotton Textile Technology ISSN 1000-7415,CN 61-1132/TS 《棉纺织技术》网络首发论文 题目： 碳中和目标下纺织行业零碳工厂创建路径研究 作者： 王佳佳，彭宇霆，贾玉柱，包慧羽，秦世汉，赵明凯 收稿日期： 2024-08-19 网络首发日期： 2025-01-10 引用格式： 王佳佳，彭宇霆，贾玉柱，包慧羽，秦世汉，赵明凯．碳中和目标下纺织行 业零碳工厂创建路径研究[J/OL]．棉纺织技术. https://link.cnki.net/urlid/61.1132.ts.20250110.1110.002 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶 段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出 版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出 版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编 辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、 出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。 为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容， 只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国 学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版。 1 碳中和目标下纺织行业零碳工厂创建路径研究 王佳佳 1 彭宇霆 2,3 贾玉柱 4 包慧羽 1 秦世汉 1 赵明凯 1 （1.济南齐鲁化纤集团有限责任公司，山东济南，250012；2.山东碳管家集团有限公司，山东 济南，250013；3.山东世华检测认证有限公司，山东济南，250013；4.山东高速生态环境集团 有限公司，山东济南，250100） 摘要：探讨我国纺织零碳工厂的实现路径。通过对纺织行业零碳工厂的背景、市场需求、价值 进行分析，并根据零碳工厂的标准和要求，从能源系统、建筑系统、基础设施系统、生产系统、 交通系统、废弃物处理系统等多个方面阐述了构建零碳工厂的实现路径。指出：我国是纺织品 生产和出口大国，纺织行业创建零碳工厂将有助于提高我国纺织品在国际市场的产品竞争力和 市场占有率；企业在零碳工厂建设中应结合自身特点，做出切实可行的低碳发展计划。 关键词：“双碳”目标；纺织行业；零碳工厂；低碳发展；零碳产品 作者简介：、王佳佳（1991—），女，工程师；彭宇霆，通信作者，工程师，p_yuting@163.com 收稿日期：2024-08-19 Research on the Realization Path of the Zero-carbon Factory in Textile Industry under Carbon Neutrality Goal Wang Jiajia1, Peng Yuting2,3, Jia Yuzhu4, Bao Huiyu1, Qin Shihan1, Zhao Mingkai1 （1.Jinan Qilu Chemical Fiber Group CO., Ltd., Jinan, 250012；2. Shandong Carbon Manager Group Co., Ltd. Jinan, 250013；3. Shandong Shihua Testing Certification Co., Ltd., Jinan, 250013；4. Shandong Hi-speed Ecological Environment Group Co., LTD. Jinan, 250100） Abstract：Methods of zero-carbon factory are established in the research. Based on the analysis of background, market demand, and value of zero-carbon factory in the development of textiles, realization methods are explored. The methods involve many aspects, such as energy systems, building systems, infrastructure systems, production systems, transportation systems and waste disposal systems. China is the great country of textile production and exportation. Textiles will have more competitiveness in the international market when zero-carbon factory are built. Enterprises can make feasible low-carbon implementation plans. Key words：carbon peaking and carbon neutrality goals; textile industry; zero-carbon factory; low-carbon development；zero-carbon product 零碳，指的是在一个周期内，通过减少碳足迹、降低碳排放，使温室气体的排放量和吸收 量相等。零碳产品，是指生命周期评价中的温室气体排放量和温室气体去除量之和等于或小于 零的产品。零碳工厂，是指温室气体排放核算边界内，在一定时间内（通常以年度为单位）生 产、服务过程中产生的温室气体排放量，在尽可能自主减排的基础上，剩余排放量实现由核算 网络首发时间：2025-01-10 15:03:31 网络首发地址：https://link.cnki.net/urlid/61.1132.ts.20250110.1110.002 2 边界外的减排项目清除，和（或）相应数量的碳信用抵消的工厂。目前已获得零碳工厂认证或 相关评价结果的知名企业有施耐德电气、蒙牛集团、伊利集团、联合利华、正泰电器等。在所 有零碳概念中，温室气体是指以二氧化碳为代表的所有气体的统称，包括甲烷、氧化亚氮、氮 氧化物、氢氟碳化合物等，在计算时按照二氧化碳当量（CO2e）计算。 创建近零碳绿色低碳工厂是国家碳达峰碳中和相关政策落地实施的重要路径，更是工业企 业绿色低碳转型高质量发展的必然趋势。在国家层面，国家工业和信息化部、发展改革委、生 态环境部联合印发的《工业领域碳达峰实施方案》指出，引导绿色工厂进一步提标改造，对标 国际先进水平，建设一批“超级能效”和“零碳”工厂。2024 年 1 月，在国家工信部发布的《绿 色工厂梯度培育及管理暂行办法》中，正式将零碳工厂的创建工作纳入绿色工厂评价的加分项。 在地区层面，全国各地在双碳政策上也给予了大力支持，如发布的《山东省碳达峰实施方案》、 《上海市工业行业节能降碳“百一”行动计划（2022—2025)》等。 纺织工业是我国国民经济的传统支柱产业，改革开放以来，经过 40 多年的发展，我国已成 为世界上最大的纺织品生产国和出口国。目前，纺织工业是我国居于世界领先的五大产业之一， 在我国制造强国建设进程中处于重要地位 [1]。纺织行业在创造巨大效益的同时，给环境也带来 了巨大压力。纺织品染整、印花过程中会使用大量染料，这些染料大多数为有机合成染料，除 此之外，生产过程中还会用到很多化学试剂，包括氧化剂、还原剂、交联剂、渗透剂等。在生 产过程中，染料不会都用到纺织品中，化学试剂也不会全部被反应和消耗掉，因此，会产生大 量的“三废”。在“碳中和、碳达峰”愿景已经成为我国“十四五”发展时期乃至今后长期低 碳转型发展战略目标的当下，纺织行业作为传统工业与能源消耗大户，正经历着新旧印染技术 的迭代与产业结构的调整，以适应低碳经济的发展 [2]。 1 零碳工厂的创建标准 1.1 纺织行业零碳工厂创建的通用标准 2022 年 6 月 1 日，由中国节能协会归口管理的《零碳工厂评价规范》团体标准正式发布实 施，这是全球首个零碳工厂完整、可量化的建设标准和评价细则。文件对零碳工厂创建和评价 原则、基本要求、零碳工厂评价要求、实施流程进行了规定，适用于企业建立和实现零碳工厂， 以及第三方评价机构针对零碳工厂的评价活动，填补了企业零碳工厂建设标准的空白。之后， 上海市节能环保服务业协会归口管理的 T/SEESA 009—2022《零碳工厂创建与评价技术规范》， 中国电子节能技术协会的 T/DZJN 108—2022《零碳工厂评价通用规范》等标准相继发布。 1.2 纺织企业专用标准 3 2024 年 3 月，由中国纺织工业联合会标准化技术委员会归口的团体标准《纺织行业碳中和 工厂创建和评价技术规范》《碳中和纺织品评价技术规范》《纺织品碳标签技术规范》发布实 施，在《纺织行业碳中和工厂创建和评价技术规范》中，对碳中和工厂的准备、实施及评价的 各个步骤做出了详细的规范与指引，将碳中和工厂根据评价分数分为“计划级”“达标级”“先 进级”，引导高耗能纺织行业循序渐进实现零碳排放，避免了通用标准对所有行业“一刀切” 带来的弊端，更适合纺织行业的特点和发展需求。《碳中和纺织品评价技术规范》首次确立了 碳中和纺织品的评价流程，纺织品系统边界设定更加合理化，规定边界内应涵盖被评价产品功 能单元至少 95%的排放。《纺织品碳标签技术规范》对原材料、中间产品和终端产品设立普适 性标签的同时，对特殊情况加以说明，使得规范更具有灵活性。 2 纺织行业零碳工厂创建路径 当前，我国还处于零碳工厂创建的摸索阶段，各地区、各行业都在积极探索与自身相适应 的创建方法，如上海市节能环保服务协会刘洋提出了“快速减碳、强力减碳、深度减碳”三步 走的策略[3]，该方法第一步具有普遍适用性，但是强力减碳需要依托于国家“零碳”能源的整 体转型，深度减碳需要依托技术的进步和成本的下降；四川省、福建省也提出了近零碳园区的 创建思路，但这些思路只适用于广义的工业企业和工业园区[4-5]。在行业研究方面，作为高耗能 大户的石油化工行业，在高效标准化低碳生产、能源结构调整、智慧管控等环节的探索相对较 成熟[6-7]。在纺织领域，人们也逐渐认识到低碳经济下企业绿色发展的重要性，并纷纷提出节能 降碳的相关建议[8-11]。如实践中通过应用光伏发电技术来降低煤炭消耗量最为广泛。库车利华 纺织有限公司运行的智能化分布式光伏一体化技术，年均发电量可达 4 384.46 万 kW·h，按光 伏发电系统稳定运行 25 年计算，25 年总发电量约 109 611.4 万 kW·h，与相同发电量的火电相 比，相当于每年可节约标煤 13 184.06 t，相应每年可减少二氧化碳约 36 127.92 t，可额外增 加碳收益约 200 万元[12]。常州虹纬纺织有限公司的光伏发电项目，项目总装机容量 5.8 MWp， 按光伏发电系统稳定运行 25 年计算，项目理论累计发电量可达 12 631.61 万 kW·h，相当于节 约标准煤 38 210.63 t，减少二氧化碳温室气体的排放 106 610.81t[13]。然而，关于纺织行业 零碳工厂创建路径的系统性研究仍然不足。本文根据零碳工厂的创建要求和各地区的经验探索， 结合纺织企业的发展现状，从零碳能源系统、零碳建筑系统、零碳交通系统、零碳基础设施系 统、零碳生产系统、零碳废弃物处理系统 6 个方面来讨论零碳工厂的创建路径。 2.1 零碳能源系统 零碳能源指的是在生产过程中不增加碳排放的能源，包括太阳能、风能、地热能、生物质 4 能等。目前在纺织企业应用最为广泛的是太阳能，企业可以通过安装太阳能光伏板，将太阳能 转换为电能用于工厂照明和设备运行，企业还可以安装太阳能热水系统，为生产提供所需要的 热能；风能作为清洁的可再生能源，在部分纺织企业也得到应用，最常见的是风力发电机的使 用，但由于风力发电需要选址在风力资源丰富的地区，且安装成本投入和后期维护费用均较高， 因此风力的使用存在一定局限性；地热能作为一种稳定的零碳能源，可以通过地热热泵系统为 工厂供暖，企业在对地热热泵系统一次性投入后，运行成本较低，供能稳定，在纺织行业中有 一定的应用前景；生物质能是通过有机物质的燃烧或化学反应来获取的，由于生物质燃料的收 集、储存和运输成本较高，目前纺织行业使用生物质能的企业较少。 对于纺织企业而言，应充分利用资源潜力，优化升级清洁零碳能源结构，搭建智能电网、 储能设备等基础设施，构建以可再生能源为主的零碳能源系统，有条件的企业还可以建设生物 质能发电系统。 2.2 零碳建筑系统 零碳建筑是指在建筑全生命周期内，充分利用建筑本体节能措施和可再生能源资源，通过 减少碳排放和增加碳汇实现净零排放。 2.2.1 新建建筑物 公共建筑和工业建筑应分别按照 GB/T 50378《绿色建筑评价标准》、GB/T 50878《绿色工 业建筑评价标准》二星及以上标准建设，并按 GB 55015《建筑节能与可再生能源利用通用规范》 实施建筑碳排放计算，采取措施降低单位建筑面积碳排放强度。 在企业选址期间，要对周围的能源进行充分调研，尽量选用便于收集和利用太阳能、风能 等清洁能源的位置，确定所选位置符合低碳绿色、可持续发展原则。在建设期间，尽量突破地 面空间局限，多采用立体绿化建筑，增加碳汇；在屋顶或墙面安装太阳能光伏板，将太阳能转 化为电能，实现可再生能源的充分利用；在屋顶和墙面种植植物，建立绿色屋顶和垂直花园， 增加绿化面积的同时提高建筑保温性能；使用高性能的隔热材料和密封性好的节能门窗，减少 热能损失，降低供暖和制冷需求；优先选择环保装饰材料，通过供应链管理和绿色采购政策， 减少碳足迹。 2.2.2 已建建筑物 对于已经建成的厂房或者其他建筑物，可以进行部分改造，利用主动式或被动式技能技术 降低碳排放强度。安装太阳能光伏板，降低对人工能源的依赖；增加绿化面积，减少厂区二氧 化碳排放；把旧门窗替换为隔热性好、密封性强的节能门窗，减少热能的损失；增加余热回收 系统，将生产过程中产生的废热进行回收利用，有效利用废热，减少能源浪费，降低能源成本。 5 2.3 零碳基础设施系统 在公共场所和道路照明方面，厂区应采用节能灯具和智能感应控制技术，减少照明时间， 降低电力消耗。同时，还应大力提倡使用太阳能灯，减少对传统能源的依赖。 建立雨水收集和循环利用系统，如屋顶集水系统和地面集水设施，收集的雨水经过过滤和 初步处理后，可以用作循环冷却水，或者用于冲厕、灌溉和景观美化，减少自来水用水量，降 低水处理和供应的能源消耗。 在进行厂区绿化植物的选择和种植时，应充分考虑本地生态气候特点，遵循自然规律，采 取多样化植被种植的方式，确保厂区的绿化覆盖率在各季节始终保持在较高水平，有效增加碳 汇。 2.4 零碳生产系统 在选择新设备时，选用高能效的设备。如标有“能效之星”的产品和国家节能低碳技术目 录推荐的产品。例如，节能型喷气织机具备更为高效的压缩空气系统，可以减少空气消耗量， 从而降低能耗。 对于老旧设备，大力推进工艺技能改造。目前，变频技术的纺织设备被广泛应用，变频技 术可以根据实际生产需求调节电机的运行速度，精确控制设备的能耗，从而避免不必要的能源 浪费。在技改过程中，可以给旧设备配置变频器，使设备根据织物的种类和密度自动调整运行 速度，确保设备始终在最佳状态下运行。 加强数字化平台建设，将生产系统与能源系统进行联动。通过传感器和计算机技术，实时 监测生产过程中的温度、湿度、张力等，并自动进行调整，提高能效管理水平。例如，智能温 控系统可以精确控制染色机和烘干机的温度，确保在满足工艺要求的同时，有效减少热能的浪 费。 利用“清洁生产”的原则，对产生的废料进行综合再利用。例如，采用生物降解的方法， 将有机废物进行厌氧或好氧处理，转化成为植被所需的废料；对纤维废料进行回收，用化学法 处理后重新用作生产原料。 2.5 零碳交通系统 零碳交通指交通运输使用能源所产生的碳排放能够为零，或者其产生的碳排放能够被其他 途径所吸收中和。 （1）纺织企业交通工具主要为运输车辆，企业要尽量使用电力车辆代替燃油车辆，实现更 加绿色和可持续的物流运输体系，减少对传统化石燃料的依赖，降低厂区内空气污染物的排放。 （2）厂区建设足够数量的充电桩设施，满足员工在日常通勤中使用电动车的需求，鼓励员 6 工选择更加环保的出行方式，减少厂区内的碳排放量。 2.6 零碳废弃物处理系统 建立排放源监控系统。对厂区主要污染物排放点进行实时监测，当某一污染源浓度超标时， 实时监测数据将被传输到中央控制室，通过系统可以精准溯源，有针对性地采取措施，提高治 理效率。 改进污水处理工艺。纺织企业的污染物主要是废水，用膜处理法可以实现废水中污染物分 离、提纯以及富集，经过生物膜后废水中的生化耗氧量、COD 及色度明显降低，该方法具有操 作简便、能耗低等特征；微生物燃料电池技术可以将有机物降解为无机物，同时可以产生电流， 实现能源的回收，减少传统水处理工艺电能的消耗。 3 纺织行业创建零碳工厂的价值 提高企业的形象和品牌价值。纺织行业作为传统工业，部分领域产能结构性过剩成为当前 阶段不可回避的问题，同质化竞争导致企业经济效益被压缩。零碳工厂认证可以作为企业进行 社会责任宣传、招商引资和企业文化建设的重要组成，有助于进一步提升企业的形象和品牌价 值。 适应市场、政策的发展趋势。2022 年 12 月，欧盟通过了碳排放交易体系（ETS，Emissions Trading System）改革方案。根据方案，欧盟决定自 2026 年起分阶段降低免费提供给企业的排 放配额，同时对域外企业实施碳边境调节机制（CBAM，Carbon Border Adjustment Mechanism）， 对进口到欧盟的高碳产品征收关税。我国是纺织品出口大国，开展零碳工厂、发展零碳产品可 使企