光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南

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光伏电池、组件生产企业 零碳工厂建设参考指南 2023年 本报告与以下 机构合作完成 1 参考指南编撰单位 晶澳太阳能科技股份有限公司 世界自然基金会（瑞士）北京代表处 版权声明 本参考指南版权仅为晶澳太阳能科技股份有限公司和世界 自然基金会（瑞士）北京代表处所有。未经书面许可，任何机 构和个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人等 任何形式侵犯本机构版权。如征得本机构同意进行引用、刊 发的，需在允许的范围内使用，并注明出处，且不得对本参 考指南进行任何有悖原意的引用、删节和修改。 3 2 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 本参考指南在了解分析光伏电池、组件生产所需的规范性厂房 搭建、资源能源消耗、设备选用以及产生的污染物排放、环境 影响等内容的基础上，结合现有零碳工厂评价标准、绿色节能 标准以及碳排放核算标准，围绕光伏电池、组件生产企业工厂 设计阶段、建设阶段、运营阶段的全流程，从如何减少和控制 范围一、范围二、范围三排放方面提出具体降碳节能措施，并 且提出如何加强碳排放管理，助力光伏电池、组件生产企业建 设零碳工厂。 减少和控制范围一排放主要从提升清洁能源占比、避免保护气 泄漏、优化制冷剂选择以及灭火器的选择和管理等方面开展； 减少和控制范围二排放主要从建筑、通用设备、计量设备、照 明、可再生能源利用、能源高效利用、能源和碳排放管理系统、 绿电使用、电力系统优化等方面开展；减少和控制范围三排放 主要从建筑、供应商选择、原材料及包装材料、办公用品、水 资源利用、废弃物处理、交通出行与物流选择等方面开展；碳 排放管理主要从建立温室气体排放管理体系和制度、制定温室 气体减排方案、开展温室气体排放报告与核查、进行碳抵消等 方面开展。 同时，本参考指南也提出了光伏电池、组件生产企业零碳工厂 的声明要求，且在声明之前需经过评价。本参考指南逻辑框架 图如图 4 所示。 图4 逻辑框架图 围绕工厂设计阶段、建设阶段、运营阶段全流程， 从如何减少和控制范围一、范围二、范围三排放 方面提出降碳节能措施 提出如何加强碳排放管理 开展零碳工厂评价 进行零碳工厂声明 了解光伏电池、组件项目生产厂房 搭建、资源能源消耗、设备选用、 污染物排放、环境影响等 光伏电池、组件产业链情况 零碳工厂评价标准、绿色节 能标准以及碳排放核算标准 执行摘要 本参考指南基于晶澳太阳能科技股份有限公司的电池和组件项 目研究制定。晶澳太阳能科技股份有限公司是新能源发电解决 方案平台企业，主要生产硅片、电池片和组件等。晶澳太阳能 科技股份有限公司生产的新一代 N 型高效光伏电池（见图 1）， 具有更高的量产转换效率、高可靠性、低衰减性、弱光条件下 具有优异发电性能，组件（见图 2）是基于电池基础上生产的新 型 N 型组件，具有更低的衰减特性、更低的温度系数、更高的 双面发电特性以及弱光特性等。电池和组件生产过程中主要消 耗的原辅材料为硅片、银浆、玻璃、接线盒、汇流条等，所需 的燃料动力主要为电力和新鲜水。 光伏电池和光伏组件是实现太阳能发电的核心产品，光伏电池 及组件行业附属于光伏产业链。光伏产业是半导体技术与新能 源需求相结合而衍生的产业，光伏产业链细分环节较多，上游 为晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作；中游为 光伏电池和光伏电池组件的制作，其中，光伏电池包括单晶硅 电池，例如 P 型电池：PERC（发射极钝化和背面接触）、BSF（铝 背场电池），N 型电池：HJT（异质结电池）、TOPCon（隧穿 氧化层钝化接触）、BYCIUM+、IBC（背接触电池）等，多晶硅 电池；下游是光伏电站系统的集成和运营。光伏产业链见图 3。 图1 电池产品示意图 图3 光伏产业链 图2 组件产品示意图 来源：曲靖晶澳太阳能科技有限公司年产10GW高效电池和 5GW高效组件项目可行性研究报告 ������������������ �� ��������电池 高密度封装技术 高效率�高功率 更低的衰减 更优的温度系数 更高的双面增益 更好的弱光性 优异的可靠性 5 4 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 执行摘要 2 第一章 背景 6 第二章 目的及适用范围 10 第三章 排放源及碳排放核算标准和指南 12 3.1 国际现行企业（组织）层面温室气体核算标准或指南 13 3.2 我国现行企业层面温室气体核算标准或指南 16 3.3 地方标准等其它核算标准 18 3.4 本参考指南依据的温室气体核算标准及排放源的确认 19 第四章 零碳工厂建设原则 20 第五章 减少和控制范围一排放 22 5.1 提升清洁能源占比 23 5.2 避免保护气泄漏 24 5.3 优化制冷剂的选择 24 5.4灭火器的选择和管理 26 第六章 减少和控制范围二排放 28 6.1 建筑 29 6.2 通用设备 31 6.3 计量设备 31 6.4 照明 33 6.5 可再生能源利用 34 6.6 能源高效利用 34 6.7 能源和碳排放管理系统 35 6.8 绿电使用 36 6.9 电力系统优化 39 第七章 减少和控制范围三排放 40 7.1 建筑 41 7.2 供应商选择 44 7.3 原材料及包装材料 44 7.4 办公用品 45 7.5 水资源利用 45 7.6 废弃物处理 47 7.7 交通出行与物流选择 48 7.8 生产符合生态设计的产品 49 第八章 碳排放管理 50 第九章 零碳工厂声明要求 53 9.1声明前需经过评价 54 9.2零碳工厂声明要求 54 第十章 术语表 55 第十一章 参考文献 58 目录 CONTENTS 7 6 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 气候变化是一项跨越国界的全球性挑战。全球气候变化治理已 经成为世界各国密切关注的问题。在《巴黎协定》的指导下， 各国达成了将全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上 2℃ 之内的共同目标，同时寻求将气温升幅控制在 1.5℃以内的措 施。为共同解决全球气候问题，彰显大国责任与担当，2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩 论上指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政 策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。工业是我国二氧化碳排放的最主要领域， 占比高达 70%，工业绿色低碳改造，是实现碳达峰、碳中和目 标的关键。2022 年 7 月 7 日，工业和信息化部、国家发展改革 委、生态环境部印发的《工业领域碳达峰实施方案》中提出“完 善绿色制造体系，深入推进清洁生产，打造绿色低碳工厂、绿 色低碳工业园区、绿色低碳供应链，通过典型示范带动生产模 式绿色转型。”在双碳背景下，建设“零碳工厂”已成为企业 寻求价值链“净零”排放以迈向零碳的关键路径。 目前全球范围内已经有超过 800 家企业确定了碳中和目标。苹 果公司早在 2008 年就提出了核心碳目标：“2020 年实现自身 碳中和”以及“2030 年实现供应链碳中和”。在减排路径方面， 苹果主要采取了低碳设计、再生材料使用、减少员工通勤等措施。 在碳抵消方面，苹果坚持自建新能源电站以满足电力使用需求。 博世集团（Bosch）作为全球第一大汽车技术供应商已在超过 400 个业务所在地实现碳中和，并计划在已实现范围一和范围 二碳中和的基础上，到 2030 年将上游和下游排放量（范围三） 系统性地减少 15%。博世为实现碳中和系统地应用了四大举措： 提高能源效率、使用可再生能源、采购绿色电力以及用碳汇来 抵消不可避免的碳排放。相比之下，在我国宣布碳中和目标之后， 由于缺乏前期的知识积累，国内多数企业尚停留在“宣布启动 碳中和规划”层面，明确提出实现碳中和的具体时间计划的企 业仍在少数。 能源系统转型对实现碳达峰、碳中和目标至关重要。光伏发电 因其无限性、清洁性等优点已成为能源转型的中坚力量。在产 业政策支持和全球市场需求的驱动下，我国光伏技术持续进步， 已经形成了从硅料到光伏系统建造和运营的完整产业链，并且 在全球范围内拥有较高的产业规模优势，我国光伏电池和组件 的产量已占到全球市场的 80% 以上。在高速发展的同时，光伏 电池、组件产业的资源环境问题也逐渐显现，尤其是在双碳背 景下，其制造端面临碳排放较高、能源消耗总量大的双重困境。 国际能源署（IEA）发布的《光伏全球供应链特别报告》显示： 从多晶硅到组件的生产过程中，电力消耗占能源总消耗的 80% 以上，是影响碳排放的主要因素。另外，光伏组件生产环节的 材料消耗产生的 CO2 排放量约占组件生产 CO2 排放总量的 60% 以上，大于电力消耗产生的 CO2 排放量。因此，减少资源与能 源消耗产生的碳排放是实现光伏电池、组件生产企业零碳生产 的关键。 第一章 背景 9 8 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 图5 光伏组件生产过程 表 1 零碳工厂相关标准说明 为指导企业开展零碳工厂建设工作，加速实现脱碳目标，国内 相关机构相继发布了零碳工厂相关标准（见表 1）。这些标准的 发布机构包括地方政府、研究机构、高校、企业、非官方组织等。 其中，地方政府出台的零碳工厂建设评价标准从当地实际情况 出发，具有一定的地域局限性；以学术团体为主体制定的零碳 工厂相关标准研究范围更广，具有普遍适用性，但是对不同行 业企业的指向性不强，无法指导所有行业的工厂实现零碳排放。 同时，这些标准侧重于对现有工厂的评价，对于新建工厂如何 从设计之时起便以实现零碳为目标进行建设及运营的指导性不 强。因此，在打造零碳工厂的过程中，亟需制定针对行业生产 特点的零碳工厂建设标准指南。本参考指南将从工厂设计开始， 指导光伏电池、组件生产企业全方位开展零碳工厂建设工作， 对光伏制造产业“提标、增效、节能、降碳”高质量发展具有 重要意义。 标准名称 适用范围 标准类型 《零碳工厂评价规范》 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。 团体标准 《零碳工厂评价通用规范》 适用于以实现碳中和为目标的有实际生产过程的工厂，同时适用 于指导编制具体行业、企业零碳工厂评价标准。 团体标准 《零碳工厂评价通则》 适用于以实现碳中和为目标的有实际生产过程的工厂，同时适用 于指导编制具体行业企业零碳工厂评价标准。 团体标准 《零碳工厂创建与评价技术 规范》 适用于工业企业开展零碳工厂创建与评价工作 团体标准 《零碳工厂认定和评价指 南》 适用于具有实际生产过程的工厂，并作为工业行业制定零碳工厂 评价标准或具体要求的总体要求 团体标准 《浙江省绿色低碳工厂建设 评价导则》 适用于浙江省绿色低碳工厂创建和评价 地方标准 11 10 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 第二章 目的及适用范围 本参考指南规定了光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设的基本原则、温室气体核算标准、建设过程中如何减少和控制范围一、范 围二及范围三的排放，如何加强碳排放管理，以及零碳工厂声明要求。 本参考指南主要用于指导晶澳太阳能科技股份有限公司光伏电池、组件生产企业建设零碳工厂，其他光伏电池、组件生产企业可参 照使用。 13 12 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 第三章 排放源及碳排放核算 标准和指南 自十九世纪末以来，各类国际组织机构和发达国家政府通过大 量走访、调研和分析，开发形成了不同层面的碳排放核算标准。 其中，世界资源研究所（WRI）、世界可持续发展工商理事会 （WBCSD）、国际标准化组织（ISO）和英国标准协会（BSI） 等机构在国家（区域）、企业（组织）、产品和服务及个人等层面， 形成了系统的温室气体排放核算体系。 针对企业（组织）层面的温室气体核算，通常指对该组织在组 织边界、运营边界、时间边界内的各类活动所产生的温室气 体排放量进行核算。企业（组织）层面较为通用的温室气体 核算标准主要包括世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展 工商理事会（WBCSD） 发布的《温室气体核算体系》（GHG Protocol）中的《温室气体核算体系 : 企业核算与报告标准》和 《温室气体核算体系 : 企业价值链（范围 3）核算与报告标准》， 以及国际标准化组织（ISO）发布的ISO 14064-1:2018《温室气体- 第 1 部 组织层面上温室气体排放与移除的量化和报告指南性规 范》。 完整准确地识别自身排放源，是光伏电池、组件生产企业开展碳排放核算、采取减排措施、最终实现零碳工厂的重要基础。 3.1 国际现行企业（组织）层面温室气体核算标准或指南 15 14 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 3.1.1 《温室气体核算体系》 （GHG Protocol） 《温室气体核算体系：企业核算与报告标准》为企业或组织制 定温室气体清单报告提供标准和指导，为企业参与自愿或强制 性的温室气体机制、进入温室气体市场提供指导，并且能帮助 组织识别温室气体排放源并排序，减少组织层面的温室气体排 放，是目前国际上采用的最广泛的温室气体核算标准。温室体 系核算体系涵盖《京都议定书》中的六类温室气体，即：二氧 化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、 全氟碳化物（PFCs）以及六氟化硫（SF6），上述六种温室气体 具有不同的全球增温潜势（GWP）。 全球增温潜势（GWP）指在一定时期（通常为 100 年）内，排 放到大气中的 1 千克温室气体的辐射强迫与 1 千克二氧化碳的 辐射强迫的比值，全球增温潜势值越大表示对全球变暖的影响 越大，二氧化碳（CO2）的全球增温潜势（GWP）取 1 作为基准值。 辐射强迫：当地面和对流层温度保持不变时 , 平流层温度重新 调整到辐射平衡后对流层顶净辐射通量的变化。温室气体浓度 的变化能改变这种辐射能量平衡，引起气候变化，单位是瓦 / 平方米（W/m 2）。具有变暖效应的变化称为“正”强迫，而具 有降温效应的变化称为“负”强迫。当正负力失衡时，结果是 地球平均地表温度发生变化。 常见的温室气体全球增温潜势（GWP）如表 2 所示。 为统一碳核算方式、明晰碳核算过程，GHG Protocol 将排放范 围划分为范围一、范围二和范围三。范围一是直接温室气体排放， 指组织拥有或控制的排放源所产生的直接排放，包括固定源燃 料燃烧、移动源燃料燃烧、化学或生产过程和无组织逸散等活 动产生的排放。 范围二是组织外购电力的使用而产生的间接排放。 范围三是其他间接温室气体排放。范围三包含了范围二之外的 其他间接碳排放，包括采购商品和服务、资本货物、燃料和能 源相关活动 ( 不包括在范围一和范围二中 )、上游运输和配送、 运营产生的废物、商务旅行、员工通勤、上游租赁资产、下游 运输配送、销售产品加工、销售产品的使用、售出产品的报废 处理、下游租赁资产、特许经营和投资等十五个类别，包括价 值链上游和下游的排放。 《温室气体核算体系：企业核算与报告标准》通过以下部分内 容指导企业或组织开展温室气体排放核算、报告和核查。 ￭ 温室气体核算与报告原则 ￭ 温室气体排放清单报告编制目标及设计 ￭ 设定组织边界 ￭ 设立运营边界并识别排放源 ￭ 跟踪长期碳排放 ￭ 识别与计算温室气体排放量 ￭ 管理排放清单质量 ￭ 核算温室气体减排量 ￭ 报告温室气体排放量 ￭ 核查温室气体排放量 《温室气体核算体系：企业价值链（范围 3）核算与报告标准》 是国际上最早提出企业价值链温室气体排放的概念与核算方法， 与《温室气体核算体系：企业核算与报告标准》组成企业开展 温室气体排放核算工作的完整体系，可帮助企业发现全价值链 上的排放源与减排机会。 表2 六类温室气体1全球增温潜势值（部分） 类别 名称 GWP 来源 二氧化碳 CO2 1 《IPCC第六次气候变化评估 报告-气候变化2021：物理学科 基础》 第七章： 《地球能量收支、气候 反馈和气候敏感性》补充材料 甲烷 CH4 27.9 氧化亚氮 N2O 273 氢氟碳化物 HFC-23 14,600 HFC-32 771 HFC-41 135 HFC-125 3,740 HFC-134 1,260 HFC-134a 1,530 HFC-143 364 HFC-143a 5,810 HFC-152 21.5 HFC-152a 164 HFC-161 4.84 HFC-227ea 3,600 HFC-236cb 1,350 HFC-236ea 1,500 HFC-236fa 8,690 HFC-245ca 787 HFC-245fa 962 HFC-365mfc 914 HFC-43-10mee 1,600 全氟碳化物 PFC-116 12,400 PFC-14 7,380 PFC-218 9,290 PFC-318 10,200 PFC-31-10 10,000 PFC-41-12 9,220 PFC-51-14 8,620 六氟化硫 SF6 25,200 1. 氢氟碳化物、全氟碳化物种类较多，此处只列举了常见的部分种类。 17 16 光伏电池、组件生产企业零碳工厂建设参考指南 3.1.2 ISO14064 ISO 14064 标准是国际社会广泛认可的基础标准，ISO 14064- 1：2018《温室气体 - 第 1 部 组织层面上温室气体排放与移除 的量化和报告指南性规范》规定了从选择排放源及量化方法 开始，通过计算企业（组织）的温室气体排放量，进而编制温 室气体排放报告的标准，包括开发设计报告的原则和要求。 ISO14064 考虑了七类温室气体，包括《京都议定书》中的六类 温室气体以及 NF3。ISO14064-1 将企业（组织）的温室气体排 放源划分为以下类型： 类别 1：直接温室气体排放 包括固定源燃料燃烧直接排放、移动源燃料燃烧直接排放、化 学反应过程的直接排放、逸散排放、土地利用、土地利用改变 及林业的直接排放。 类别 2：采购能源产生的间接排放 能源包括电、热、蒸汽、冷却和压缩空气。 类别 3：交通运输产生的间接排放 包括车用冷源泄漏、上游能源生产及运输产生的排放、运输工 具的制造产生的排放、上下游产品运输及配送产生的排放、员 工通勤、客户到访交通排放、商务出行等。 类别 4：组织使用的产品产生的间接排放 包括原料、辅料、生产资料、服务采购产生的排放、废弃物处 理产生的排放、使用租赁设备产生的排放。 类别 5：组织产品使用有关的间接排放 包括企业终端产品使用过程及产品报废后处理产生的排放。 类别 6：其他来源的间接排放 其他类别中未包括的排放。 此外，标准提到对于温室气体排放或清除作用不明显，或排放 量和清除量无法量化的，可排除并说明原因。 我国目前初步建立了涵盖国家、地方、企业三级的温室气体排 放核算体系。2000 年以来，我国已初步构建了国家温室气体清 单编制工作机制。从“十二五”起，我国发布