转自：黑龙江日报

□李喜梅

在全球“双碳”目标驱动下，制造业作为碳排放的重点领域之一，正面临绿色转型的紧迫任务。碳排放核算作为实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手，其科学性与精确性直接影响政策制定、企业管理及碳交易体系的有效运行。近日，由哈尔滨工业大学杜谦教授牵头的研究团队围绕锅炉等典型设备制造全过程，探索建立了以“物料流+能量流”为核心的“双流”碳排放核算模型，创新性构建起高精度、可实施、可复制的碳排放评估技术体系，为高碳制造领域的低碳转型提供了理论支撑与技术路径。

明确理论基础

强化低碳制造的核算逻辑

自工业革命以来，煤炭等高碳能源的大规模使用导致了全球温室气体排放水平不断攀升，造成极端气候频发。中国工业领域碳排放占比超过八成，而制造业则是工业碳排放最为集中的板块。以锅炉制造为代表的重点设备生产流程，长期存在流程复杂、能耗高、数据碎片化等问题，成为精准碳核算的一大难题。

为破解该难题，研究团队以生命周期评价（LCA）方法为逻辑起点，系统梳理了从原材料采集、生产加工、运输使用到废弃处理的全过程碳排放数据路径，构建了涵盖制造各环节的流程图、数据清单与影响因子分析框架。LCA方法的核心价值不仅在于“全流程、全链条”的碳足迹追踪，更在于通过影响评价（如GWP指标）实现碳排放数据的科学转换与对比，为后续双流建模打下坚实基础。

坚守核算立场

搭建“物料-能量”双维分析模型

研究最突出的创新之一，是以“双流”模型突破传统碳核算模式的线性限制，将制造过程中不可分割的物料流与能量流进行交叉耦合建模。在传统模式中，碳排放往往被简化为“能源消耗量×排放因子”的计算公式，忽视了制造工艺中切削液、冷却剂、焊丝、辅助气体等“隐性碳源”的复杂作用。而“双流”模型通过拆解锅炉生产中的下料、切削、热处理、锻造、焊接等六大核心工艺，以碳排放因子为核心指标，分别评估每类工艺对应的能耗构成与物料使用，进而计算其碳当量。

例如，在下料环节，研究分别核算激光切割、火焰切割、水刀切割等设备的耗电量及相应碳排放；在切削环节，则综合分析切屑生成、刀具磨损及切削液使用等因素，通过电力设备运行时间与材料消耗量，计算各阶段的能量流与物料流排放数据。在此基础上，研究团队还针对部分废弃物的处理路径（如废刀具回收、切削液处理）制定了相应的碳因子推荐值，进一步补全碳核算的“盲点”。

双流模型的最大优势在于提升碳核算的解释力与预测性。通过动态模拟制造系统中的“五流”运动特征（物料、能量、信息、价值、时间），该模型不仅可以追踪每一道工序的碳排放分布，还能预测不同工艺组合下的碳排放趋势，为设备优化与工艺改良提供可靠依据。

把握数据方向

锚定标准体系与监管机制

精准核算离不开统一标准。研究结合ISO国际标准和国内现行行业规范，制定了适用于重点设备制造的核算边界与分类标准。以锅筒、集箱、水冷壁、管板等典型部件为对象，明确了“系统边界-工艺拆解-数据采集-因子匹配-结果呈现”五步法，逐步实现核算模型的规范化与模块化。

值得关注的是，研究团队不仅建立了系统完整的数据指标体系，还提出了“过程-产品-平台”三级监管机制。其中，“过程层”聚焦工艺节点与排放因子匹配，“产品层”关注碳足迹认证与标签体系构建，“平台层”则聚焦数据整合与智能化管理，通过构建碳排放数据平台实现碳核算的数字化转型。

此外，研究团队建议，政府相关部门应推动形成重点行业碳排放因子的动态更新机制，加强对重点设备制造企业的碳核查指导。同时，推动碳核算成果在碳交易、绿色金融、绿色供应链等领域的融合应用，真正发挥碳数据的经济价值与政策引导力。

激发绿色动能

助力制造业迈向“双碳”目标

随着我国“双碳”战略的全面推进，绿色制造正由理念走向实践，制造业的绿色转型既是挑战也是机遇。在工业设备制造过程中推进“双流”碳核算体系建设，是应对国际绿色壁垒、增强企业绿色竞争力的关键一步。尤其是在全国碳市场日益活跃、碳配额逐步收紧的背景下，谁能率先建立透明、可靠、精准的碳核算体系，谁就能在未来的绿色发展赛道中抢占先机。

未来，哈尔滨工业大学研究团队将继续深化碳核算模型的工程化应用，探索基于“双流”模型的动态预测与优化策略，推动建立面向全产业链的碳排放管理平台。同时，依托研究成果向制造业上下游推广绿色设计、绿色制造与绿色采购理念，为我国制造业高质量发展注入绿色动能。

本文系哈尔滨工业大学-中国移动通信集团有限公司5G应用创新联合研究院2023年度项目“关键装备制造业碳排放核算与双碳规划关键能力研究”（编号：2023B003）的阶段性成果。

（作者系哈尔滨工业大学能源科学与工程学院讲师）