JJF(鲁) 213-2025 铝冶炼企业碳排放量核算不确定度评定方法

　　山东省地方计量技术规范

　　JJF(鲁)213—2025

　　铝冶炼企业碳排放量核算

　　不确定度评定方法

　　MethodforEvaluatingUncertaintyofCarbonEmission

　　Accounting inAluminumSmelting Enterprises

　　2025—12—18发布2026—01—01实施

　　山东省市场监督管理局发布

　　归口单位：山东省碳达峰碳中和计量技术委员会

　　主要起草单位：山东省计量科学研究院

　　参加起草单位：山东省计量检测中心

　　国网山东省电力公司电力科学研究院

　　本规范委托山东省碳达峰碳中和计量技术委员会负责解释

　　本规范主要起草人：

　　韩明 (山东省计量科学研究院)

　　杜启行 (山东省计量科学研究院)

　　付志博 (山东省计量科学研究院)

　　参加起草人：

　　薛 蕾 (山东省计量检测中心)

　　何庆雨 (山东省计量检测中心)

　　刘 科 (国网山东省电力公司电力科学研究院)张会娟 (山东省计量科学研究院) 目录

　　引言 (II)

　　1范围 (1)

　　2引用文件 (1)

　　3术语 (1)

　　4概述 (4)

　　4.1核算边界 (4)

　　4.2 核算边界示意图 (5)

　　4.3 核算工作程序 (6)

　　4.4 核算过程不确定度来源分析 (6)

　　5 铝冶炼碳排放核算不确定度的分析评定 (7)

　　5.1 铝冶炼排放量的计算和不确定度模型 (7)

　　5.2 化石燃料燃烧引入的不确定度分量 (8)

　　5.3 能源作为原材料用途的不确定度分量 (11)

　　5.4阳极效应排放核算 (16)

　　5.5 碳酸盐分解排放核算 (17)

　　5.6 发电设施引入的不确定度 (22)

　　5.7 铝冶炼相对合成标准不确定度及扩展不确定度 (23)

　　6 不确定度的报告与表示 (23)

　　6.1 核算不确定度报告 (23)

　　6.2 报告核算结果的合成标准不确定度 (24)

　　6.3 报告核算结果的扩展不确定度 (24)

　　6.4 结果的数值表示 (24)

　　附录A碳排放量核算不确定度评定示例 (25)

　　引言

　　JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。

　　本规范主要参考《企业温室气体排放核算与报告指南 铝冶炼行业》《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》等编制而成。

　　本规范为首次发布。 铝冶炼企业碳排放量核算不确定度评定方法

　　1范围

　　本规范适用于铝冶炼企业碳排放量核算的不确定度的评定。

　　2引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　GB17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则

　　GB/T 214 煤中全硫的测定方法

　　GB/T11062-2020 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法

　　GB/T13610-2020 天然气的组成分析 气相色谱法

　　GB/T17747 天然气压缩因子的计算

　　GB/T 20902-2007 有色金属冶炼企业能源计量器具配备和管理要求

　　GB/T 32150-2015 工业企业温室气体排放核算和报告通则

　　GB/T32151.4-2015 温室气体排放核算与报告要求第 4 部分：铝冶炼企业GB/T33303-2016 煤质分析中测量不确定度评定指南

　　CNAS-GL006 化学分析中不确定度的评估指南

　　CETS-AG-04.01-V01-2024 企业温室气体排放核算与报告指南 铝冶炼行业

　　JJG1118-2015电子汽车衡(衡器载荷测量仪法)

　　JJF1135 化学分析测量不确定度评定

　　JJF1993-2022 天然气能量计量技术规范

　　JJF(鲁)143-2022 企业碳排放计量器具配备及管理技术规范

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3术语

　　3.1 温室气体 greenhousegas

　　大气中吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分，包括二氧化碳(CO2 )、甲烷(CH4 )、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6 )和三氟化氮(NF3 )等。

　　[来源：GB/T 32151.4-2015，3.1，有修改] 注：本规范中的温室气体为二氧化碳(CO2)和全氟化碳(PFCs)。

　　3.2 温室气体重点排放单位 key emitting entity ofgreenhouse gas

　　全国碳排放权交易市场覆盖行业内年度温室气体排放量达到2.6万吨二氧化碳当量的温室气体排放单位，简称重点排放单位。

　　3.3 铝冶炼企业 aluminum smelting production enterprise

　　以铝冶炼生产为主营业务的独立核算单位。

　　[来源：GB/T 32151.4-2015，3.3]

　　3.4 铝电解工序 aluminum electrolysisfacility

　　主要包括铝电解槽和整流器等生产装置的集合。

　　3.5 化石燃料燃烧排放 emission fromfossil fuelcombustion

　　化石燃料在氧化燃烧过程中产生的二氧化碳排放。

　　[来源：GB/T 32151.4-2015，3.4，有修改]

　　3.6 能源作为原材料用途的排放 emissionfrom energyas rawmaterial

　　工业生产中，能源作为原材料被消耗，发生物理或化学变化而产生的温室气体排放量。

　　注：铝冶炼企业所涉及的能源作为原材料用途的排放主要是预焙阳极(简称阳极)消耗所导致的二氧化碳排放，阳极是铝电解的还原剂。

　　3.7 阳极效应排放anodeeffectemissions

　　铝冶炼企业阳极效应所导致的全氟化碳排放。

　　3.8 活动数据activity data

　　主要包括能源活动中能源的消耗量和工业生产过程中原材料消耗量、产品或半成品产出量等。

　　[来源：GB/T 32151.4-2015，3.14，有修改]

　　注：例如各种化石燃料消耗量、净购入使用电量、净购入使用热量等。

　　3.9 排放因子 emissionfactor

　　表征单位生产或消费活动量的温室气体排放的系数。

　　[来源：GB/T 32150-2015，3.13]

　　注：例如每单位化石燃料燃烧所产生的二氧化碳排放量、每单位净购入使用电量所对应的二氧化碳排放量、每单位净购入使用热量所对应的二氧化碳排放量等。 3.10 碳氧化率 carbonoxidation rate

　　燃料中的碳在燃烧过程中被完全氧化的百分比。

　　3.11 全球变暖潜势 global warming potential

　　将单位质量的某种温室气体在给定时间段内辐射强度的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数。

　　3.12 二氧化碳当量 carbon dioxideequivalent

　　在辐射强度上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量。

　　[来源：GB/T 32150-2015，3.13，有修改]

　　3.13 [测量]不确定度 uncertainty[ofa measurement]

　　表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.12，有修改]

　　注：

　　1 此参数可以是诸如标准差(或其倍数)，或说明了置信区间的半宽度。

　　2 测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。另一些分量则用基于经验或其他信息假定概率分布估算，也可用标准差表征。

　　3 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计，全部不确定度分量均贡献给了分散性，包括那些由系统效应引入的，如与修正值和参考测量标准有关的分量。

　　3.14 标准不确定度u(xi)standard uncertainty

　　以标准差表示的测量结果xi 的不确定度。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.13，有修改]

　　3.15 不确定度的A 类评定uAtypeAevaluationofuncertainty

　　用对观测列进行统计分析的方法，来评定标准不确定度。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.14，有修改]

　　3.16 不确定度的B 类评定uBtypeBevaluationofuncertainty

　　用不同于对观测列进行统计分析的方法，来评定标准不确定度。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.15，有修改]

　　3.17 合成标准不确定度uc(y)combined standard uncertainty

　　当测量结果是由若干个其他量的值求得时，按其他各量的方差和协方差算得的标准不 确定度。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.16，有修改]

　　3.18 相对标准不确定度Urelrelativestandarduncertainty

　　确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分包含于此区间。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.17，有修改]

　　3.19 扩展不确定度Uexpandeduncertainty

　　确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分包含于此区间。

　　[来源：JJF 1059.1-2012，3.18，有修改]

　　注：

　　1 可将这部分看作包含概率或区间的置信水准。

　　2 为使特定置信水准与扩展不确定度确定的区间相联系，需要明晰或暗示测量结果及其合成标准不确定度所表征的概率分布的假定。对赋予这个区间的置信水准的了解只能达到证明这些假定正确的程度。

　　3 用合成标准不确定度uc和包含因子k 计算扩展不确定度。

　　3.20 包含因子kcoveragefactor

　　为求得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘之数字因子。

　　注：

　　1 包含因子等于扩展不确定度与合成标准不确定度之比。

　　2包含因子一般为2或3。

　　3.21 碳排放核算不确定度 uncertainty in carbon emissionmeasurement

　　在进行碳排放量测定和核算过程中，由于各种因素的影响而导致的测量值与真实值之间的偏差。

　　4概述

　　4.1核算边界

　　4.1.1 铝冶炼企业排放量核算

　　铝冶炼企业温室气体排放总量按公式(1)计算，包含铝冶炼设施排放量、发电设施排放量及其他非铝冶炼产品生产设施排放量。

　　E总 = E铝冶炼 +E发电设施 +E其他 (1) 式中：

　　E 总 ——企业层级温室气体排放总量，tCO2e;

　　E 铝冶炼——铝冶炼设施温室气体排放量，tCO2e;

　　E 发电设施——净购入使用电力产生的排放量，tCO2e;

　　E 其他——其他非铝冶炼产品生产设施温室气体排放量，tCO2e。

　　4.1.2 铝冶炼设施碳排放量核算

　　铝冶炼设施碳排放量核算是企业碳排放核算的主体内容，主要包括以下排放源，按照公式(2)计算：

　　E铝冶炼= E燃烧 +E原材料 +E阳极效应 +E碳酸盐 (2)

　　式中：

　　E 铝冶炼——铝冶炼设施温室气体排放量，tCO2e;

　　E 燃烧 ——化石燃料燃烧排放量，tCO2e;

　　E 原材料 ——燃料作为原材料排放量，tCO2e;

　　E 阳极效应 ——阳极效应排放量，tCO2e;

　　E 碳酸盐——碳酸盐分解排放量，tCO2e。

　　a) 化石燃料燃烧排放量。铝冶炼企业生产使用的化石燃料主要包括天然气、煤气等。

　　b) 能源作为原材料用途排放。铝电解工序阳极作为原材料消耗产生的二氧化碳排放。

　　c) 阳极效应排放。阳极效应所导致的四氟化碳(CF4 )和六氟化二碳(C2F6 )排放。

　　d)碳酸盐分解排放。铝冶炼企业采用碳酸盐进行烟道气脱硫脱酸导致的排放。

　　4.2 核算边界示意图

　　核算边界如图1 所示。

　　铝土矿预焙阳极

　　净化澄清

　　氧化铝生产

　　氧化铝 电解槽和整流器浇铸

　　重熔用铝锭

　　氟化盐冰晶石

　　其他非铝冶炼产品生产设施

　　发电设施

　　企业层级核算边界

　　铝电解工序核算边界 图1核算边界示意图

　　4.3 核算工作程序

　　核算步骤：确定核算边界及排放源-仪器检定/校准-测量分析-数据采集-数据处理-结果表示和说明。

　　4.4 核算过程不确定度来源分析

　　4.4.1仪器检定/校准引入的不确定度

　　(1)检定/校准过程引入的标准不确定度分量;

　　(2)标准物质定值引入的不确定度分量;

　　(3)仪器与标准物质匹配性引入的相对不确定度;

　　(4)重复性引入的A 类不确定度。

　　4.4.2 测量分析系统的不确定度

　　(1)分析方法原理局限性引入的B 类不确定度;

　　(2)分析仪器响应滞后引入的时间相关不确定度;

　　(3)分辨力、灵敏度等性能参数引入的不确定度分量;

　　(4)操作人员视差等主观因素引入相对不确定度; (5)分析过程引入的不确定度。

　　4.4.3 标准物质适用性评价

　　(1)标准物质证书提供的扩展不确定度，引入B 类不确定度;

　　(2)基体匹配差异等引入附加不确定度。

　　4.4.4 数据处理

　　(1)均值算法差异(算术/加权)引入的不确定度，引入B 类不确定度;

　　(2)数据修约规则引入的不确定度。

　　5 铝冶炼碳排放核算不确定度的分析评定

　　5.1 铝冶炼排放量的计算和不确定度模型

　　5.1.1 铝冶炼排放量的计算

　　铝冶炼核算边界内排放量等于化石燃料燃烧排放量、能源作为原材料用途的排放量、阳极效应排放量、碳酸盐分解排放量、净购入使用电力产生的排放量之和，采用公式(3)计算。

　　E总 = E燃烧 +E原材料 +E阳极效应 +E碳酸盐 +E发电设施 (3)

　　式中：

　　E 总 ——企业层级温室气体排放总量，tCO2e;

　　E 燃烧 ——化石燃料燃烧排放量，tCO2e;

　　E 原材料——能源作为原材料用途的排放量，tCO2e;

　　E 阳极效应——阳极效应排放量，tCO2e;

　　E 碳酸盐——碳酸盐分解排放量，tCO2e;

　　E 发电设施——净购入使用电力产生的排放量，tCO2e。

　　5.1.2 不确定度评估模型

　　由测量模型可知，基于计算的温室气体排放量计算不确定度主要由化石燃料燃烧产生的CO2 排放量、化石燃料作为原材料产生的 CO2排放量、阳极效应产生的 CO2 排放量、碳酸盐分解产生的 CO2 排放量、购入电力产生的 CO2 排放量等的测量引入，合成标准不确定度采用公式(4)计算。

　　u(E总)=cr(2)1ure(2)l(E燃烧)+cr(2)2ure(2)l(E原材料)+cr(2)3ure(2)l(E阳极效应)+cr(2)4ure(2)l(E碳酸盐)+cr(2)5ure(2)l(E发电设施)(4) 式中：

　　u(E总) ——企业层级温室气体排放总量的相对不确定度;urel(E燃烧)——化石燃料燃烧排放量的相对不确定度;

　　urel(E原材料)——能源作为原材料用途的排放量的相对不确定度;

　　urel(E阳极效应)——阳极效应排放量的相对不确定度;

　　urel(E碳酸盐)——碳酸盐分解排放量的相对不确定度;

　　urel(E发电设施)——净购入使用电力产生的排放量的相对不确定度;

　　cri ——相对灵敏系数，i = (1,2,3,4,5)。

　　5.1.3 灵敏度系数

　　数学模型y =f(x1+x2++xk)相对灵敏系数cri的表达式：

　　cri(5)

　　在铝冶炼测量核算不确定度评估中，由于企业总碳排放量为各工序碳排放量的线性加和，因此相对灵敏系数cri 即为该工序碳排放量占企业总排放量的百分比。

　　5.2 化石燃料燃烧引入的不确定度分量

　　5.2.1 化石燃料燃烧排放量计算

　　企业层级化石燃料燃烧排放量是各种化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的加和，采用公式(6)计算。

　　式中：

　　E燃烧 ——化石燃料燃烧的排放量，tCO2e;

　　FCi——第i 种化石燃料的消耗量，固体或液体燃料，t; 气体燃料，104Nm3;

　　car,i ——第i 种化石燃料的收到基元素碳含量，固体或液体燃料，t;气体燃料， 104Nm3; OFi ——第i 种化石燃料的碳氧化率;

　　44/12——二氧化碳与碳的相对分子质量之比;

　　i——化石燃料种类代号。

　　5.2.2 天然气燃烧引入的不确定度urel(E燃烧)

　　5.2.2.1 铝冶炼企业化石燃料燃烧

　　铝冶炼企业生产过程中碳排放核算涉及的化石燃料以天然气为主，其燃烧排放量的计量采用标准流量计进行持续监测。天然气燃烧过程的不确定度评估严格依据JJF1993-2022《天然气能量计量技术规范》附录B 规定的评价方法执行。由于天然气能量和各个时间段内的天然气能量测量所使用的计量仪器设备相同，测量结果间存在正相关，因此，天然气能量的相对标准不确定度等于各个时间段内的天然气能量的相对标准不确定度。基于公式(6)，天然气能量的总不确定度可通过体积流量与体积发热量不确定度分量，或质量流量与质量发热量不确定度分量进行合成计算，即：

　　式中：

　　ur(E)—天然气能量的相对标准不确定度;

　　ur(q) —天然气体积或质量流量的相对标准不确定度;

　　ur(Hs) —天然气体积或质量发热量的相对标准不确定度。

　　5.2.2.2 天然气测量的不确定度分量

　　铝冶炼企业安装流量计进行体积或质量计量，配备压力变送器进行压力检测，配备温度变送器测量天然气温度，使用在线或离线气相色谱仪、标气测量天然气组分含量。不确定度分量包括：

　　(1)天然气流量的不确定度分量

　　计量参比条件下体积流量的不确定度按照式(8)评定，计量参比条件下的体积流量计量如下：

　　式中：

　　q——计量参比条件下的体积流量，m3/h;

　　qa——工作条件下的体积流量，m3/h ;

　　pa——工作条件下的绝对静压力，MPa;

　　Ta——工作条件下的气体热力学温度，K;

　　Za——工作条件下的气体压缩因子;

　　p2 ——计量参比条件下的绝对静压力，MPa;

　　T2 ——计量参比条件下的气体热力学温度，K;

　　Z2 ——计量参比条件下的气体压缩因子。

　　根据式(8)，体积流量的相对标准不确定度可表示为：

　　式中：

　　urel(q)——计量参比条件下的体积流量的相对标准不确定度;

　　urel(qa)——工作条件下的体积流量的相对标准不确定度;

　　urel(pa)——工作条件下的绝对静压力的相对标准不确定度;

　　urel(Ta )——工作条件下的气体热力学温度的相对标准不确定度;

　　urel(Za)——工作条件下的气体压缩因子的相对标准不确定度;

　　urel(p2 )——计量参比条件下的绝对静压力的相对标准不确定度;

　　urel(T2 )——计量参比条件下的气体热力学温度的相对标准不确定度;

　　urel(Z2 )——计量参比条件下的气体压缩因子的相对标准不确定度。

　　(2)工作条件下测量体积流量的计量仪器引入的不确定度urel(qa)。 根据体积流量测量的流量计的准确度等级，按均匀分布进行B 类不确定度评定。

　　(3)工作条件下的压力不确定度urel(pa)。

　　根据压力变送器的准确度等级，按均匀分布进行B 类不确定度评定。

　　(4)工作条件下的温度不确定度urel(Ta)。

　　根据温度变送器的准确度等级，按均匀分布进行B 类不确定度评定。

　　(5)工作条件下的压缩因子不确定度urel(Za)。

　　当使用GB/T17747 计算工作条件下的压缩因子，输入的组成、温度和压力数值在输气管输气范围内，并且其不确定度在输入参数不确定限内时，压缩因子的相对标准不确定度为urel(Za ) = 0.05%。

　　若天然气组分分析使用二级标准气体，分析的重复性符合GB/T13610 要求，使用GB/T11062 计算的计量参比条件下物性参数的相对标准不确定度可取：urel(Z2 ) = 0.03%。

　　根据公式(9)计算天然气燃烧的不确定性urel(E燃烧 ) 。

　　5.3 能源作为原材料用途的不确定度分量

　　5.3.1 能源作为原材料用途的二氧化碳排放量的计算

　　能源作为原材料用途的二氧化碳排放量的计算需计算阳极净耗量C阳极净耗、阳极含硫量S阳极、阳极灰分含量 A阳极，采用公式(10)和(11)计算。

　　E原材料 =C阳极净耗 ×(1−S阳极 − A阳极)× 44/12 (10)

　　式中：

　　E 原材料——阳极消耗产生的排放量，tCO2e;

　　C阳极净耗——吨铝阳极净耗量，tC 阳极/tAl;

　　S阳极——阳极平均含硫量，单位(%);

　　A阳极——阳极平均灰分含量，单位(%)。

　　c阳极消耗= c阳极 ×(1-NC损失率)(11)

　　式中：

　　c阳极消耗——铝电解工序阳极净耗量，t; c阳极 ——铝电解工序核算和报告期内的阳极消耗量，t;

　　损失率——阳极损失率。

　　5.3.2 能源作为原材料用途的二氧化碳排放量的不确定度分量的计算

　　u(C阳极)、u(C残极)、u(S阳极)和u(A阳极)相互独立，则有：

　　u(E原材料)= ·u2(C阳极)+u2(C残极)+u2(S阳极)+u2(A阳极) (12)

　　式中：

　　u(E原材料)——能源作为原材料用途的二氧化碳排放的不确定度;

　　u(C阳极)——炭阳极称重引入的不确定度分量;

　　u(C残极)——炭阳极残极称重引入的不确定度分量;

　　u(S阳极)——炭阳极含硫量测量引入的不确定度分量;

　　u(A阳极)——炭阳极灰分测量引入的不确定度分量。

　　5.3.2.1urel(C阳极)

　　阳极炭棒出厂(炭素厂)利用汽车衡进行阳极炭块的称重，记录汽车衡数值，每月

　　p次，一次 n 块，取平均值m阳极 。电解工序采用周期内更换的阳极炭块数来计数的，

　　按正态分布，计算汽车衡称重引入A 类不确定度uA (C阳极)。不确定度uB(C阳极)由汽车衡检定(校准)证书或说明书给出。

　　uA (14)

　　阳极 5.3.2.2urel(C残极)

　　阳极炭棒残极返厂(炭素厂)利用汽车衡进行阳极残极的称重，记录汽车衡数值，每

　　月p次，一次 n 块，取平均值m残极 。则汽车衡称重引入A 类不确定度uA(C残极)，按正态分布计算。

　　uA (18)

　　汽车衡检定(校准)或说明书得到不确定度uB(C残极)，则uB(C残极)：

　　urel(20)

　　5.3.2.3urel(S阳极)

　　依据GB/T 214《煤中全硫的测定方法》对阳极炭棒含硫量进行测量，对测定结果的不确定度来源进行分析和评价不确定度分量。测定全硫含量的不确定度来源主要包括：全硫含量重复性测定引入的不确定度uA (St ) ，按A 类方法评定。阳极炭棒样品称量不准确所引入的不确定度up(m) ，煤标准物质引入的不确定度up(S) ，仪器引入的不确定度un(Y) ，按B 类方法评定。

　　(1)重复性测定引入的不确定度uA(St)

　　urel(23) (2)炭阳极样品称量引入的不确定度uB(m)

　　a.天平校准产生的不确定度

　　电子天平示值误差的最大允许误差为±Δmg，因此：

　　U1 (m)=Δ/kmg(24)

　　b.天平分辨率产生的不确定度

　　内置天平为万分之一的电子天平，最小分辨率为d mg，引入的不确定度：

　　U2 mg(25)

　　c.恒重产生的不确定度U3 (m)

　　两次称量相差不超过1mg 为恒重,考虑为矩形分布，其引入的标准不确定度为：

　　由于天平校准、分辨力和恒重产生的各不确定度分量互不相关，因此，称量煤样灼烧后残留物的质量引入的不确定度为：

　　Urel(28)

　　(3)煤标准物质引入的不确定度uB(S)评定

　　根据煤标准物质证书，煤标准物质全硫含量按照B 类不确定度评定。

　　uB(29)

　　其相对标准不确定度为：

　　urel (30)

　　(4)测硫仪引入的不确定度uB(Y) 评定

　　根据测硫仪的校准证书最大不确定度Urel，k=2。按B 类不确定度评定进行计算可得其相对标准不确定度为：

　　综合(1)～(4)炭阳极中全硫含量测量各分量不相关，用方和根求其相对合成不确定度：

　　5.3.2.4u(A阳极)

　　被测炭阳极样品灰分的数学模型公式为：

　　Aad= (m1/m)×100% (32)

　　式中：

　　Aad——炭阳极样品灰分的质量分数;

　　m1 ——炭阳极样品灼烧后残留物的质量，g;

　　m——炭阳极样品质量，g 。

　　测量不确定度的来源分析灰分测量值不确定度来源主要包括：空气干燥基灰分连续重复测量引入的不确定度uA (Aad);试样称量;灼烧后残留物称量。

　　(1)空气干燥基灰分连续重复测量引入的A 类相对标准不确定度urel(Aad)n次重复测量引入的A类不确定度，根据贝塞尔公式计算标准偏差：

　　s (33)

　　则空气干燥基灰分连续重复测量引入的标准不确定度：

　　uA(34)

　　(2)称取的煤样质量引入的标准不确定度urel(m1)

　　工业分析仪内置天平校准产生的标准不确定度u1(m1)，由仪器说明书或检定报告可知，天平称量范围在0 ≤ m ≤ mmax ，最大允许误差为 a 按照均匀分布计算，内置天平校准产生的标准不确定度为：

　　u1(36) (3)全自动工业分析仪内置天平分辨力的标准不确定度u2 (m1)

　　全自动工业分析仪内置天平最小分度值为 d(单位 g)，则内置天平分辨力产生的标准不确定度为：

　　u2(37)

　　(4)灰分测定结果合成标准不确定度urel (m1)

　　全自动工业分析仪内置天平校准及分辨力产生的各不确定度分量独立存在，互不相关，则灰分测定结果不确定度为:

　　灰分测定结果的相对不确定度为：

　　urel (38)

　　5.4阳极效应排放核算

　　5.4.1 阳极效应排放的不确定度评定

　　阳极效应采用排放因子法，阳极效应温室气体排放量采用公式(39)计算。

　　E阳极效应= EFCF4×P×GWPCF4 ×10-3 +EFC2F6 ×P×GWPC2F6 ×10-3 (39)式中：

　　E阳极效应——阳极效应产生的排放量，tCO2e;

　　EFCF4 ——阳极效应的CF4 排放因子，kgCF4/tAl;

　　P——阳极效应的活动数据(铝液产量)，tAl;GWPCF4 ——四氟化碳的全球变暖潜势;

　　EFC2F6 ——阳极效应的C2F6 排放因子，kgC2F6/tAl;

　　GWPC2F6——六氟化二碳的全球变暖潜势。

　　铝液使用电子汽车衡计量数据，电子汽车衡允许误差a，对每批次的铝液进行称量，服从正态分布，包含因子k=2，由此得到铝液测量的不确定度：

　　u12=a/k (40) 表1 汽车衡的最大允许误差

　　最大允许误差 用检定分度值e 表示的载荷m 中准确度等级Ⅲ ±0.5e 0≤m ≤500e ±1.0e 500

　　阳极效应排放因子引用2006 版IPCC国家温室气体清单指南，CF4气体测量的斜率系数0.143引入6%的不确定度，采用C2F4/CF4重量比例系数0.121引入11%的不确定度。

　　5.5 碳酸盐分解排放核算

　　碳酸盐分解排放量是铝冶炼企业各种碳酸盐分解产生的二氧化碳排放量的加和，采用公式(42)计算。

　　式中：

　　E碳酸盐——碳酸盐分解所导致的工业生产过程排放量，tCO2e;

　　ADi ——碳酸盐i的消耗量，t;

　　EFi ——碳酸盐i 分解的二氧化碳排放因子，tCO2/ t;

　　i ——碳酸盐种类代号。

　　按照JJF1135《化学分析测量不确定度评定》、CNAS-GL006《化学分析中不确定度的评估指南》A3“酸碱滴定”不确定性评估的方法对碳酸盐分解排放CO2的测量结果进行不确定度评价。

　　碳酸盐碳含量常采用酸碱滴定法进行测定，计算公式如下：

　　式中：

　　w(co2 )——样品中CO2 含量;

　　c1 ——HCl 标准溶液的摩尔浓度，mol/L; V1 ——HCl 标准滴定溶液体积，mL;

　　c2 ——NaOH 标准滴定溶液浓度，mol/L;

　　V2 ——NaOH标准滴定溶液体积，mL;

　　m——样品质量，g;

　　22.005 ——1/2 CO2的摩尔质量，g/mol。

　　酸碱滴定法测定碳酸盐(以 CO2 计)影响因素的不确定度主要来源于以下6 个方面：

　　(1)样品制备过程引入的不确定度urel(pre)。包括：样品均匀性、天平的最大允许误差(MPE)、过程中加入标准HCl 溶液等;

　　(2)滴定导致的不确定度urel(ΔVNaOH) 。包括:滴定管容量允差、校准温度差异和判定滴定终点引入的偏差;(3)NaOH标准滴定溶液浓度带来的不确定度urel(cNaOH) 。包括：标准物质的纯度、摩尔质量、称量、标定体积、终点判定、标定过程随机效应;(4)HC1标准溶液浓度带来的不确定度urel(cHCl) 。包括：标准物质的纯度、摩尔质量、称量、终点判定、标定过程随机效应。(5)转换系数22.005导致的不确定度urel(22.005) ;(6)重复性试验产生的不确定度urel(w)。

　　urel(w) = (44)

　　5.5.1 样品制备过程引入的不确定度urel(pre)。

　　样品制备过程中引入的不确定度包括：样品均匀性、天平的最大允许误差(MPE)、过程中加入标准HCl 溶液等。样品经过球磨过筛混合均匀，具有充分代表性，不确定度忽略不计。

　　(1)样品称量导致的不确定度。采用精度为d g的电子天平称量样品，已知天平最大允许误差MPE，称量2次，一次是空盘置零，一次是毛重，引入的标准不确定度按照2次矩形分布(R = /3)计算。

　　(2)滴定导致的不确定度。检测加入HCl 标准溶液体积为VHCl ，根据JJG196的规定 VHCl移液管允差为Δ ,标定体积为三角分布(k= 、)，则容量允差引入的不确定度

　　温度θ 引入的不确定度，试验温度为t1 ，移液管校准时标准温度为t0，温差Δt = t1-t0，膨胀系数(以水的膨胀系数计算)为2.1× 10-4 ，则 V mL 标准HCl的不确定度：

　　(3)依据经验数据，滴定时终点判定引入的标准不确定度u(Ind) = 0.03mL。

　　则移液管加入HCl 标准溶液带入的不确定度依照下式计算：

　　相对标准不确定度为：

　　urel(48)

　　样品制备引入的相对不确定度包括样品称量urel(m) 和移液管配制标准HCl溶液urel(ΔVHCl ) 两部分，且相互独立，计算公式如下：

　　5.5.2 滴定体积引入的不确定度urel(ΔVNaOH)。

　　(1)滴定NaOH 标液体积引入的标准不确定度

　　滴定至终点需要的NaOH 标准滴定溶液的体积VNaOH，根据VNaOH选用容积为V标定管的A类滴定管滴定，容量允差为Δ ml，标定体积为三角分布。参照5.3.5.1(2)计算u(ΔV1)、u(θ1) 和u(Ind1) ，按下式计算NaOH 标准滴定溶液引入的不确定度：

　　(2)参照5.3.5.1(2)计算u(ΔV0 )、u(θ0 ) 和u(Ind0 )，按下式计算空白试验消耗NaOH标液体积标准不确定度：

　　ΔV = V1-V0 ，则有：

　　则相对标准不确定度为：

　　5.5.3 标定NaOH标准滴定溶液浓度引入的不确定度urel(cNaOH)。

　　式中：

　　urel(cNaOH)——NaOH标准滴定溶液的摩尔浓度，moL/L;

　　m1 ——苯二甲酸氢钾基准的质量，g;

　　V1 ——滴定苯二甲酸氢钾所消耗NaOH 标准溶液的体积，mL;

　　V10 ——滴定空白所消耗的NaOH 标准溶液的体积，mL;

　　204.23 ——苯二甲酸氢钾的相摩尔质量，g/mol。

　　(1)标准物质纯度导致的标准不确定度u(P苯二甲酸氢钾)

　　标准溶液标定使用的标准物质为苯二甲酸氢钾，证书给出基准物质纯度P 苯二甲酸氢钾为α %± δ%，半宽δ ,取矩形分布。则标准不确定度由下式计算：

　　相对标准不确定度：

　　urel(P苯二甲酸氢钾)= u(Pα(苯二)%(甲)酸氢钾)(57)

　　(2)标准物质在称量时天平带来的标准不确定度urel(m1)： 按照5.3.5.1(1)实验称取的标准物质质量m1，计算得到urel(m1)。

　　(3)标定体积带来的标准不确定度

　　滴定苯二甲酸氢钾所消耗 NaOH标准溶液体积带来的标准不确定度u(V1) 、u(V10) ，参照5.3.5.1(1)计算如下：

　　u(rep) = s(58)

　　实验消耗NaOH 标准滴定溶液体积为V2 ，参照5.3.5.1(2)计算u(V10 )。

　　参照5.3.5.1(3)计算标定体积带来的相对标准不确定度urel(ΔV1)。

　　苯二甲酸氢钾的相对分子质量204.23的不确定度是公认常数，不确定度为零。NaOH 标准溶液浓度引入的相对标准不确定度为：

　　5.5.4 标定HCl标准滴定溶液浓度引入的不确定度urel(cHCl)

　　式中：

　　cHCl——HCl标准滴定溶液的摩尔浓度，moL/L;

　　m2 ——Na2CO3标准物质的质量，g;

　　V2 ——滴定标准Na2CO3所消耗HCl标准溶液的体积，mL;

　　V20 ——滴定空白所消耗的HCl标准溶液的体积，mL;

　　52.994——1/2Na2CO3 的相摩尔质量，g/mol。

　　(1)基准物质纯度导致的标准不确定度urel(PNa2CO3 )

　　(2)基准物Na2 CO3的纯PNa2CO3 为α % ±Δ%，参照5.1.3.3(1)计算urel(PNa2CO3 )。

　　(3)基准物质在称重时天平引入的标准不确定度，参照5.3.5.1(1)计算urel(m2 )。

　　(4)标定体积引入的标准不确定度urel(cHCl) ，按照下式计算。

　　5.5.5 转换系数22.005引入的不确定度urel(22.005)

　　转换系数22.005的不确定度由1/2CO2摩尔质量确定，从国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)最新版原子摩尔质量表中查得的C、0 元素的相对原子质量及其不确定度,并按矩形分布求得的标准不确定度，则：

　　5.5.6 重复性引入的A 类不确定度u(w)

　　在重复性试验条件下进行了n次独立测试，按照蒙特卡里方法进行评定。

　　u(63)

　　urel(64)

　　5.6 发电设施引入的不确定度

　　纳入全国碳排放权交易市场的发电设施二氧化碳碳排放量，直接引用经核算的二氧化碳排放量，其不确定度核算按照国家标准或最新文件执行。

　　(1)测量结果的A 类不确定评定

　　由于目前国内电网排放因子、关口表等未提供不确定度，铝冶炼企业无法进行发电的不确定度评定，在此仅考虑电能表引入的不确定度。

　　本案例，对电能表测量m次，每点重复测量n次。

　　(65)

　　单次试验标准差

　　标准不确定度分量 urel= sp (2)输入量Ws 标准不确定度u(Ws)的评定

　　输入量Ws 标准不确定度主要是标准电能表现场校准仪引起的，采用 B 类方法进行。校准装置经上级传递，符合其技术指标要求。准确度为：a%。不确定度区间 ±d %，半宽区间 d %，服从均匀分布，包含因子k= 3，则相对标准不确定度为：

　　(3)合成标准不确定度的计算：

　　5.7 铝冶炼相对合成标准不确定度及扩展不确定度

　　合成标准不确定度及扩展不确定度的计算，各标准不确定度分量汇总及计算。

　　u(E总)=cr(2)1ure(2)l(E燃烧)+cr(2)2ure(2)l(E原材料)+cr(2)3ure(2)l(E阳极效应)+cr(2)4ure(2)l(E碳酸盐)+cr(2)5ure(2)l(E发电)(69)

　　U(E总) =k .u(E总)

　　6 不确定度的报告与表示

　　当给出完整的核算结果时，应报告其核算不确定度及有关信息。报告应提供有关不确定度评估的信息，以便使用方能正确地利用测量结果。

　　6.1 核算不确定度报告

　　核算不确定度报告一般应包含如下信息：

　　(1)不确定度来源;

　　(2)被测量的测量模型;

　　(3) 每个输入量的估计值、标准不确定度及其评定的方法、过程，必要时列出表格;

　　(4)灵敏度系数;

　　(5) 输出量的不确定度分量ui(y) = ciu(xi) ，必要时给出各分量的自由度;

　　(6) 对所有相关的输入量给出协方差或相关系数;

　　(7) 合成标准不确定度 uc 及计算过程;

　　(8) 扩展不确定度及其确定方法，应给出包含因子(某些情况下不需要给出置信水平);

　　(9) 修正值和常数的来源及其不确定度(在不确定度分量中报告，不建议单独报告);

　　(10)报告测量结果，包括被测量的估计值和测量不确定度。 6.2 报告核算结果的合成标准不确定度

　　给出核算估计值、扩展不确定度的数值和包含因子 k 值。

　　6.3 报告测量结果的扩展不确定度

　　报告核算结果的扩展不确定度采用：核算结果±扩展标准不确定度(单位)，包含因子k 为 2，对应的置信水平 p 近似为 95%。或采用相对扩展不确定度。

　　6.4 结果的数值表示

　　核算结果及其不确定度的数值表示中不可给出过多的位数。通常不确定度有效数字取两位即可，测量结果的位数与不确定度位数相同。 附录A

　　碳排放量核算不确定度评定示例

　　A.1概述

　　本示例主要分析电解铝企业基于根据指南进行碳排放数据核算的不确定度。

　　某电解铝企业仅核算电解铝厂碳排放量，企业主要碳排放包括：天然气燃烧排放、炭阳极消耗排放、阳极效应排放、碳酸盐分解碳排放等。

　　A.2 数学模型

　　由测量模型可知，基于计算的温室气体排放量计算不确定度主要由化石燃料燃烧产生的 CO2 排放量、化石燃料作为原材料产生的 CO2排放量、阳极效应产生的 CO2 排放量、碳酸盐分解产生的 CO2 排放量、购入电力产生的 CO2 排放量等的测量引入，采用公式(A.1)计算。

　　E总 = E燃烧 +E原材料 +E阳极效应 +E碳酸盐 +E发电设施(A.1)

　　式中：

　　E总 ——企业层级温室气体排放总量，tCO2e;

　　E燃烧 ——化石燃料燃烧排放量，tCO2e;

　　E原材料 ——能源作为原材料用途的排放量，tCO2e;

　　E阳极效应——阳极效应排放量，tCO2e;

　　E碳酸盐——碳酸盐分解排放量，tCO2e;

　　E发电设施——净购入使用电力产生的排放量，tCO2e;

　　由测量模型可知，基于计算的温室气体排放量计算不确定度主要由化石燃料燃烧产生的 CO2 排放量、化石燃料作为原材料产生的 CO2排放量、阳极效应产生的 CO2 排放量、碳酸盐分解产生的 CO2 排放量、购入电力产生的 CO2 排放量等的测量引入。合成相对标准不确定度根据公式(A.2)计算。

　　u(E总)=·cr(2)1ure(2)l(E燃烧)+cr(2)2ure(2)l(E原材料)+cr(2)3ure(2)l(E阳极效应)+cr(2)4ure(2)l(E碳酸盐)+cr(2)5ure(2)l(E发电)(A.2)

　　式中： u(E总) ——企业层级温室气体排放总量的相对不确定度;

　　urel(E燃烧)——化石燃料燃烧排放量的相对不确定度;

　　urel(E原材料)——能源作为原材料用途的排放量的相对不确定度;

　　urel(E阳极效应)——阳极效应排放量的相对不确定度;

　　urel(E碳酸盐)——碳酸盐分解排放量的相对不确定度;

　　urel(E发电)——净购入使用电力产生的排放量的相对不确定度;

　　cri ——相对灵敏系数，i = (1,2,3,4,5)。

　　A.3 各输入量的相对标准不确定度分量的评定

　　A.3.1 铝冶炼企业化石燃烧引入的不确定度分量urel(E燃烧)的评定;

　　A.3.2 铝冶炼企业能源作为原材料的不确定度分量urel(E原材料)的评定;

　　A.3.3 铝冶炼企业阳极效应排放的不确定度分量urel(E阳极效应)的评定;

　　A.3.4 铝冶炼企业碳酸盐消耗排放的不确定度分量urel(E碳酸盐)的评定;

　　A.3.5 铝冶炼企业碳酸盐消耗排放的不确定度分量urel(E发电)的评定。

　　A.4 铝冶炼企业能源作为原材料的不确定度分量urel(E原材料)

　　A.4.1 铝冶炼企业天然气消耗量碳排放的不确定度评定

　　此示例中铝冶炼企业化石燃料主要类型是天然气，计量站运行温度为 20 ℃ 、运行压力为 6.0 MPa，安装速度式流量计，流量计 1.0级检定合格，压力变送器量程为 10MPa,0.2级检定合格，温度变送器经校准不确定度为 0.5 ℃,安装在线气相色谱仪，经检定合格;甲烷为平衡气。

　　计量参比条件下体积流量的不确定度按照式(A.3)评定，计量参比条件下的体积流量计量如下：

　　q = qa(A.3)

　　式中： q——计量参比条件下的体积流量，m3/h;

　　qa——工作条件下的体积流量，m3/h ;

　　pa——工作条件下的绝对静压力，MPa;

　　Ta——工作条件下的气体热力学温度，K;

　　Za——工作条件下的气体压缩因子;

　　p2 ——计量参比条件下的绝对静压力，MPa;

　　T2 ——计量参比条件下的气体热力学温度，K;

　　Z2 ——计量参比条件下的气体压缩因子。

　　根据式(A.3)，体积流量的相对标准不确定度可表示为：

　　urel(q) = (A.4)

　　式中：

　　urel(q)——计量参比条件下的体积流量的相对标准不确定度;

　　urel(qa)——工作条件下的体积流量的相对标准不确定度;

　　urel(pa)——工作条件下的绝对静压力的相对标准不确定度;

　　urel(Ta )——工作条件下的气体热力学温度的相对标准不确定度;

　　urel(Za)——工作条件下的气体压缩因子的相对标准不确定度;

　　urel(p2 )——计量参比条件下的绝对静压力的相对标准不确定度;

　　urel(T2 )——计量参比条件下的气体热力学温度的相对标准不确定度;

　　urel(Z2 )——计量参比条件下的气体压缩因子的相对标准不确定度。

　　A.4.2 工作条件下的体积流量不确定度

　　体积流量测量的流量计的准确度等级为1.0 级，按均匀分布进行B 类不确定度评定。

　　urel(A.5)

　　A.4.3 工作条件下的压力不确定度 计量站运行压力为 6.0 MPa，压力变送器为(0~10)MPa，0.2 级(引用误差)，按均匀分布，则其压力测量的相对标准不确定度为。

　　A.4.4 工作条件下的温度不确定度

　　根据温度变送器的准确度等级，按均匀分布进行B 类不确定度评定。

　　A.4.5 工作条件下的压缩因子不确定度

　　当使用GB/T17747 计算工作条件下的压缩因子，输入的组成、温度和压力数值在输气管输气范围内，并且其不确定度在输入参数不确定限内时，压缩因子的相对标准不确定度为urel(Za) = 0.05%。

　　若天然气组分分析使用二级标准气体，分析的重复性符合GB/T13610 要求，使用GB/T11062 计算的计量参比条件下物性参数的相对标准不确定度可取：ur (Z2 ) =0.03%。

　　综上根据公式(A.8)计算天然气燃烧的不确定度分量urel(E燃烧 ) ，计量参比条件下体积流量不确定度。

　　urel(E燃烧) =·、0.58%2 +0.20%2 +0.10%2 +0.05%2 +0.03%2 = 0.63% (A.8)

　　A.5 能源作为原材料用途的不确定度分量

　　A.5.1 能源作为原材料用途的二氧化碳排放量的不确定度分量的计算

　　u(C阳极)、u(C残极)、u(S阳极)、u(A阳极)相互独立，则有：

　　u(E原材料)= ·u2(C阳极)+u2(C残极)+u2(S阳极)+u2(A阳极)(A.9)式中：

　　u(E原材料)——能源作为原材料用途的二氧化碳排放的不确定度;

　　u(C阳极)——炭阳极称重引入的不确定度分量;

　　u(C残极)——炭阳极残极称重引入的不确定度分量;

　　u(S阳极)——炭阳极含硫量测量引入的不确定度分量; u(A阳极)——炭阳极灰分测量引入的不确定度分量。

　　A.5.2urel(C阳极)

　　阳极炭棒出厂(炭素厂)利用汽车衡进行阳极炭块的称重，记录汽车衡数值，每月1

　　次，一次10 块，取平均值m阳极 。在电解工序企业多采用周期内更换的阳极炭块数来计数。则汽车衡称重引入A 类不确定度uA(C阳极)，按正态分布计算。汽车衡证书或说明书得到不确定度uB(C阳极)。

　　A.5.2.1 标准不确定度评估

　　(1)阳极炭棒称重引入的uA(C阳极)

　　在同一检测条件下，抽取阳极炭棒10 块，进行称重 (环境温度 30.0 ℃,大气压力101 kPa，燃料密度 0.825 g/ml)，所得测量数据如表A.1 所示：

　　表A.1 阳极炭棒称重测量数据

　　炭棒序号 炭棒质量(吨) 残差(吨) 残差平方(吨) 1 3.953 0.070 0.0049 2 3.903 0.021 0.0004 3 3.911 0.029 0.0008 4 3.896 0.013 0.0002 5 3.913 0.030 0.0009 6 3.848 -0.035 0.0012 7 3.840 -0.042 0.0018 8 3.951 0.068 0.0047 9 3.794 -0.089 0.0079 10 3.816 -0.067 0.0045 平均值 3.89 表A.1中单次测量实验标准差使用贝塞尔公式计算：

　　由于实际测量 4 次，以 4次检测结果的算术平均值为检测结果，所以阳极炭棒重复性标准不确定度

　　阳极炭棒测量重复性相对标准不确定度

　　uA(A.12)

　　(2)汽车衡引入的标准不确定度uB(C阳极)

　　汽车衡的允差为 ± 0.5 %，区间内服从均匀分布，取包含因子kV,则标准不确定度

　　uB

　　A.5.2.2urel(C残极)

　　阳极炭棒残极返厂(炭素厂)利用汽车衡进行阳极残极的称