《能源化工產品水足跡定額計算導則》編制說明

《能源化工產品水足跡定額計算導則》編制說明

一、標準制定的必要性

我國為節(jié)約用水實行定額管理制度。供水行政主管部門按照國家

或者省頒布的用水定額，對達到一定用水量標準的非居民用戶，核定

年度和月度用水計劃指標，并按月進行考核。用水定額就是社會總體

用水戶的社會平均必需水資源量，定額管理是指管理部門利用定額考

核、激勵用水戶節(jié)水的方法。以往，為了促進化工產業(yè)節(jié)水我們通常

采用產品用水定額，所謂產品用水定額就是生產單位工業(yè)產品社會平

均所需的消耗的實體水資源量?，F在，我國在西北內陸地區(qū)規(guī)劃建設

了大量能源化工基地，以寧夏寧東、內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林為核

心的能源化工“金三角”地區(qū)，是全國罕見的能源富集區(qū)，但是這里

水資源十分有限，用水十分緊張。在用水緊缺的地區(qū)興建高耗水的化

工產業(yè)，需要采用更加嚴苛的管理制度和更加精細的管理定額。

產品水足跡定額是一種用來衡量產品在現行水、能、物定額標準

體系下的廣義綜合耗水量指標，生產單位化工產品所需要的能源和物

料在產品水足跡定額中是以虛擬水的形式的出現，它與產品用水定額

只考慮實體水資源的消耗不同，它考慮的因素更加全面、更加精細。

從計算方法上講，產品水足跡定額理應由產品生產及上游供應鏈所有

過程實體水和能源、物料內嵌的虛擬水的耗用定額來確定?，F在的問

題是，當前國家和地方僅有主要能源化工產品及其能源耗用的水資源

有定額標準，針對化工產品所需的某些原輔料并沒有相關的定額標準。

能源化工基地產業(yè)產品鏈聯系緊密，若要實現全鏈條節(jié)水，不僅需要

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獲取原輔料的定額標準，還要求與已有主要能源化工產品定額標準相

銜接。目前，我國僅已發(fā)布《用水定額編制技術導則》（GB/T

32716-2016），其中描述了工業(yè)產品用水定額的確定方法，未發(fā)表產

品水足跡定額編制的相關方法標準。《工業(yè)產品用水定額編制通則》

（GB/T18820-2011）、《企業(yè)水平衡測試通則》（GB/T12452）、《用水

指標評價導則》（SL/Z252-2012）、《生產用水企業(yè)節(jié)水指數評價導則》

（DB3305/T217-2021）等與此相關，但仍局限于工業(yè)產品實體水資

源的耗用量計算，不能滿足能源化工基地精細化、全流程節(jié)水管理的

需要。

本標準是在已有發(fā)明專利的基礎上，主要考慮新時期國家產業(yè)集

聚區(qū)工業(yè)節(jié)水的精細化管理需要，進一步考慮化工產品所蘊含虛擬水

對水資源短缺地區(qū)實體水耗用影響，為能源化工基地全鏈條產品水足

跡定額編制提供方法、原則和規(guī)范。

二、標準編制原則及依據

2.1原則

按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件

的結構和起草規(guī)則》要求進行編寫。

參照相關法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學性、

適用性和可操作性。

2.1.1能源化工產品的分類和確定應依照GB/T4754的中類或小類。

2.1.2企業(yè)水平衡測試應依據GB/T12452的要求。

2.1.3統(tǒng)計或調查樣本應具有達標性，且有足夠數量，其覆蓋的產能

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原則上應占能源化工基地產能的50%以上；

2.1.4應依據國家有關產量和取水量的統(tǒng)計規(guī)定，明確主要生產、輔

助生產和附屬生產系統(tǒng)中應納入產品水足跡定額統(tǒng)計范圍的工藝（工

序）、裝置、設施和設備。

2.2依據

編制能源化工產品水足跡定額應主要依據以下內容：

a）國家法律法規(guī)、產業(yè)政策及強制性標準；

b）近3～5年企業(yè)、項目取用水數據；

c）近3～5年企業(yè)、項目原料、能源消耗數據；

d）近3～5年企業(yè)、項目原料外購數據；

e）能源化工產品用水定額，包括通用值和先進值；

f）現有生產裝置、工藝技術和用水設備的用水效率現狀及成本效益；

g）主要生產裝置、工藝技術和用水設備的技術發(fā)展趨勢和節(jié)水潛力；

h）實施節(jié)水改造、提升水效的經濟可行性。

三、項目背景及工作情況

（一）任務來源

根據《中國國際科技促進會標準化工作委員會團體標準管理辦法》

的有關規(guī)定，經中國國際科技促進會標準化工作委員會及相關專家技

術審核，批準《能源化工產品水足跡定額計算導則》團體標準制定計

劃，計劃編號為：CI2024060。本標準由水利部綜合開發(fā)管理中心提

出，中國國際科技促進會標準化委員會歸口。

根據計劃要求，本標準完成時限為6個月。

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（二）標準起草單位

本標準的主要起草單位是水利部綜合開發(fā)管理中心，負責標準文

檔起草及相關文件的編制等。中國水利水電科學研究院、水利部節(jié)約

用水促進中心、中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所、中國機械工業(yè)建

設集團有限公司和長江水利委員會長江科學院參與起草，負責標準中

重要技術點的研究和建議，并參與標準內容的討論。

（三）標準研制過程及相關工作計劃

1、前期準備工作

項目立項前，標準編制小組圍繞虛擬水和水足跡概念開展了大量

理論性和實踐性研究，主要集中于水足跡核算及量化方法、水足跡量

化分析及評價等方面研究，并以我國西北地區(qū)典型煤化工示范區(qū)為例

進行了實證驗證。

2、標準起草過程

團體標準立項通知公示后，標準編制小組首先組織了標準制定工

作會議，各編寫人員根據工作計劃分工和編寫要求開展了相關工作。

在標準起草期間，編制小組主編單位及參編單位組織了數次內部研討

會和專家咨詢會，經過多次修改，于2024年1月底完成了標準初稿

及編制說明的撰寫?作。

3、征求意見情況

2024年2月初標準編制小組先后通過現場會議、電話、微信等

多種形式征集?業(yè)專家相關意見和建議。針對征集的意見，標準編制

小組召開了研討會，將收集到的意見進行匯總處理分析，在充分吸納

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合理意見的基礎上，先后修改和完成標準內容，于2023年2月下旬

根據在各單位反饋意見基礎上，形成了標準征求意見稿并由中國國際

科技促進會提交全國標準信息平臺公示。

（四）主要試驗（或驗證）情況分析

本文選取寧東能源化工基地為實驗驗證對象，對本標準方法進行

實證分析，圖1為寧東基地所處地理位置和部分實景圖。

圖1寧東能源化工基地地理位置和局部實景圖

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利用本標準提出的基于水足跡的耗水和節(jié)水識別方法，核定煤基

能源化工產品水足跡定額，計算產品廣義節(jié)水指標，并以此判斷當前

生產工藝和技術下產品的全周期耗水水平，從廣義視角識別產品節(jié)水

潛力。各產品名稱見表1。

表1寧東基地主要煤基能源化工產品

產品編號產品名稱英文縮寫產品編號產品名稱英文縮寫

1煤炭COAL131,4-丁二醇BDO

2煤電ELEC14聚四氫呋喃PTMEG

3煤制油CTL15乙酸ACA

4甲醇CTM/CGTM16醋酸乙烯酯VAC

5焦炭COKE17聚乙烯醇PVA

6烯烴OLE18焦爐氣COG

7二甲醚DME19粗苯BEN

8聚甲醛POM20粗苯下游產品BEN-Down

9合成氨NH321煤制焦油TAR

10尿酸UREA22焦油下游產品TAR-Down

11電石CaC223硫酸SULF

12乙炔ACET24丙烷/碳四/碳五C3/C4/C5

產品水足跡定額的核定應當基于產品生產及上游供應鏈所有過

程水資源、能源、物料的耗用定額。然而，當前國家和地方僅對主要

能源化工產品的水資源和能源耗用進行限定，尚未建立統(tǒng)一的化工產

品原輔料消耗標準體系。為此，收集了現行水資源和能源耗用標準，

以此確定寧東基地煤基能源化工產品的水足跡定額。其中，煤炭開采

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及洗選耗水定額采用《清潔生產標準煤炭采選業(yè)》（HJ446-2008）

中的定額標準，煤電耗水定額采用《取水定額第1部分：火力發(fā)電》

（GB/T18916.1-2012）中的定額標準，其他煤基能源化工產品耗水定

額采用《寧夏回族自治區(qū)有關行業(yè)用水定額（修訂）》和《煤炭深加

工產業(yè)發(fā)展政策》中的相關定額標準，如表2所示。

表2煤基能源化工產品耗用水定額

定額（單位m3/t；煤電單位m3/MWh；焦爐氣單位：m3/萬Nm3）

產品編號11223456789101112

通用值0.450.7910151.415112414111.1－

先進值0.20.46791.212－－106－－

產品編號131415161718192021222324

通用值23.873.2810.92.43.3－1.4－4.3－

先進值－5.5－－－2.01.7－－－3.8－

1煤炭耗水定額通用值采用清潔生產3級開采和洗選定額，先進值采用清潔生產1級開采和

洗選定額；2煤電用水定額通用值采用單機容量300~500MW的空冷用水定額，先進值采用

單機容量≥500MW的空冷用水定額。

煤基能源化工產品綜合能耗定額采取國家現行的單位產品能耗

標準限額，其相關參數如表3所示。各種能源發(fā)熱量和折算標準煤系

數如表4所示。

表3煤化工行業(yè)單位產品能源消耗限額

產品能源消耗限額

產品編號實際值單位

通用值先進值國家現行標準

1111.83.0GB29444-20125.98kgce/t

2319284GB21258-2013386.74gce/kWh

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322001900GB30178-20132139.42kgce/t

422001700GB29436.1-20122032.37kgce/t

6150115GB21342-2013106.05kgce/t

745003700GB30180-20134942.37kgce/t

912251146GB31535-20151322.23kgce/t

1028002000GB29438-20121426.34kgce/t

1119001500GB20344-20081506.67kgce/t

1321000823GB201343-20151184.16kgce/t

320030503262.28kWh/t

151500950GB31824-20151160.65kgce/t

17429300GB29437-2012426.62kgce/t

18565410GB30529-2014570.91kgce/t

1922301350GB30528-20142219.18kgce/t

1煤電能耗限額通用值參照容量300MW超臨界機組的限定值，先進值參照容量1000MW超

超臨界機的組先進值；2電石生產能耗限額包括生產能耗限額和電爐電耗限額2部分。

表4各種能源發(fā)熱量和折算標準煤系數

能源名稱平均低位發(fā)熱量單位折標準煤系數單位

洗煤（動力煤）6300kcal/kg0.90kgce/kg

焦炭6800kcal/kg0.97kgce/kg

油品10300kcal/kg1.47kgce/kg

甲醇4700kcal/kg0.67kgce/kg

焦爐氣4300kcal/Nm30.61kgce/Nm3

電力（當量值）860kcal/kWh0.123kgce/kWh

蒸汽（低壓）900Mcal/t0.129kgce/kg

經模型運算獲得產品水足跡定額通用值和先進值，如圖2所示。

結果顯示，煤炭（p=1）、煤電（p=2）和焦爐氣（p=18）的產品水足

跡定額通用值分別為0.51m3/t、1.01m3/MWh和3.89m3/萬Nm3；其

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他固態(tài)/液態(tài)煤基能源化工產品平均為27.27m3/t，其中，焦炭（p=5）

最小，為2.39m3/t，聚乙烯醇（p=17）最大，為92.94m3/t。

圖2產品水足跡與產品水足跡定額對比

另一方面，煤炭（p=1）、煤電（p=2）和焦爐氣（p=18）的產

品水足跡定額先進值分別為0.21m3/t、0.54m3/MWh和2.67m3/萬

Nm3；其他固態(tài)/液態(tài)煤基能源化工產品平均為15.66m3/t，其中，煤

制焦油（p=21）最小，為1.50m3/t；聚四氫呋喃（p=14）最大，為56.71

m3/t。

總體上看，寧東基地大部分能源化工產品的集聚區(qū)尺度水足跡均

小于水足跡定額通用值，僅煤制甲醇副產硫酸（p=23）的產品水足跡

略大于水足跡定額通用值，表明寧東基地工業(yè)生產用水和能耗效率已

優(yōu)于全國平均水平。

值得注意的是，雖然部分產品沒有用水定額和能源耗用限定標準，

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但均可根據其供應鏈上其他產品的定額標準核定水足跡定額?？梢?，

產品水足跡定額不僅是對單一產品用水單耗的控制標準，而是對產業(yè)

鏈上下游產品系統(tǒng)廣義用水單耗的綜合量化標尺體系，它表征的是一

個區(qū)域工業(yè)系統(tǒng)中各關聯產品水耗、能耗、物耗均在某一標準下的水

資源耗用水平。

四、標準制定的基本原則

標準編制過程中，遵循了以下基本原則：

1、標準需要具有行業(yè)特點，指標及其對應的分析方