产品碳足迹方法学的实现路径.pdf

收稿日期:2 0 2 3-0 6-2 5产品碳足迹方法学的实现路径杨晓艳1,樊建锋1,张耀霖1,杨 昊2(1.内蒙古自治区计量测试研究院;2.内蒙古生态环境大数据有限公司,内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 0 0)摘 要:碳足迹是指生产活动产出的产品或者是自然人通过物流运输、产品生产和使用以及各种生产方式的过程等造成的温室气体排放的总和。研究碳足迹可以为企业制定减排措施提供依据。文章主要阐述了碳足迹的发展历程、研究意义、研究内容、实现路径等。关键词:碳足迹;温室气;碳减排 中图分类号:X 8 2 0 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 76 9 2 1(2 0 2 3)1 50 0 4 90 4 产品生命周期碳足迹(简称“碳足迹”)是指产品资源开采、生产、使用、废弃全过程的温室气体排放总量。与只包括部分生产过程排放的核算方法相比,碳足迹核算包含产品上下游全过程排放,有利于实现全生命周期降碳。正确有效地开发产品碳足迹方法学、建立健全国内碳足迹评价体系、加快企业绿色转型步伐、加强企业碳足迹管理已成为厘清碳排放来源、制定精准减排措施、开展碳排放核查核算及信息披露、塑造绿色企业形象、提升竞争力的重要举措。1 碳足迹评价发展历程碳足迹,首次由英国提出。其目的是精准衡量出温室气体排放对人类生活及全球气候变化的影响。它是指自然人、公司、集团或产品在其整个生命周期中所释放的温室气体总量,即“碳消耗量”,是用来计量因单位周期内消耗能源所产生的二氧化碳排放量对环境影响的指标,常以生产C O2吨数为计算标准表示。1 9 9 0年,国际环境毒理与环境化学学会(S E T A C)上首次提出L C A(即生命周期评价)这个术语;1 9 9 3年S E T A C发布了第一个L C A的方法指南,标志着L C A方法的正式诞生;1 9 9 5年,国际标准化组织I S O将I S O 1 4 0 4 0至I S O 1 4 0 4 9这十个标准号都预留给L C A方法学;1 9 9 7年,第一个标准号I S O 1 4 0 4 0正式发布L C A标准;1 9 9 9年,我国将I S O 1 4 0 4 0予 以 同 等 转 化,形 成G B/T 2 4 0 4 01 9 9 9。目前,碳足迹认证核算标准种类较多,不同国家或组织均提出了针对不同系统层级的碳足迹核算方法。根据评估对象所在的层级,大致可分为3个层级:国家、部门、地域层级,国际上主要应用的通用标准是I C L E I城市温室气体清单指南(I C L E I,2 0 0 9)以及I P C C国家温室气体清单指南(I P C C,2 0 0 6)。生产企业、各种组织活动层级,主要执行标准是I S O 1 4 0 6 4标准系列(I S O,2 0 0 6)以及 温室气体核算 体 系:企 业 核 算 与 报 告 标 准(WR I,WB C S D,2 0 0 4)。产品层级,主要执行的标准是:GHG P r o t o c o l产品生命周期核算与报告标准(WR I,WB C S D,2 0 1 1)、P A S 2 0 5 0:2 0 1 1产品与服务生命周期温室气体排放的评价规范(B S I.2 0 1 1)以及I S O 1 4 0 6 7产品碳足迹量化与交流的要求与指导技术规范(I S O,2 0 1 3)。2 产品碳足迹研究的重要意义碳足迹听上去似乎离我们很远,但其实,低碳行为与每个人的日常生活都息息相关。联合国气候变化框架公约 对碳足迹的定义是:“衡量人类活动中释放的或是在产品或服务的整个生命周期中累计排放的二氧化碳和其他温室气体的总量”。通俗来讲,产品碳足迹就是衡量一种指定产品的制造、使用和废弃过程,整体从“摇篮到坟墓”的过程中导致温室气体排放的量。“碳标签”即反映这一评价的认证方式。碳足迹不仅是简单量化对温室气体排放,更是体现从国家、地区到个人的行为是否符合正确的环境价值的体现。以二氧化碳为首的温室气体对地球和环境造成的影响已经给人类敲响了警钟,这已是在国际普遍被论证的事实。产品通过碳足迹认证可间接反映一件产品的环境友好程度,近年来越来越受到国际上众多群体的重视。评估生产和加工产品的一系列过程中产生的包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体排放。这些气体对全球气候变化产生负面影响。通过评估各942 0 2 3年8月内 蒙 古 科 技 与 经 济A u g u s t 2 0 2 3第1 5期 总第5 2 9期I n n e r M o n g o l i a S c i e n c e T e c h n o l o g y&E c o n o m yN o.1 5 T o t a l N o.5 2 9行业的碳足迹,可以了解该行业对气候变化的贡献,并为减少温室气体排放提供基础数据。评估行业产品的碳足迹还可以帮助相关企业或组织制定减少碳排放的措施,降低其对气候变化的负面影响,同时提高企业的社会责任感和可持续性发展水平。如工业产品在许多现代科技应用中起着重要作用,因此了解其碳足迹也有助于推动绿色技术的发展。评估产品的碳足迹还可以帮助相关企业或组织制定减少碳排放的措施,降低其对气候变化的负面影响,同时提高企业的社会责任感和可持续性发展水平。3 产品碳足迹国内外研究进展情况国内学者对稀土行业的碳足迹进行研究主要集中在以下几个方面:排放清单法。利用排放清单法对稀土行业进行碳足迹评估。该方法适用于大型企业和园区,通过统计和计算企业或园区内的碳排放源和排放量,评估其碳足迹。生命周期评价法。该方法从稀土元素的采矿、加工、运输、使用到废弃处理全生命周期的视角,对稀土行业的碳足迹进行评估。该方法适用于中小型企业和产品。输入产出分析法。该方法以稀土元素的生产为中心,评估其在整个经济系统中的碳足迹。图1 产品全生命周期碳足迹国外学者对稀土行业的碳足迹评估方法和数据的完善,使得研究成果更加准确和可靠。国外研究进展主要包括:生命周期评价法。通过对产品的采矿、加工、生产、使用和废弃处理全生命周期的评估,确定产品的碳足迹。动态能量系统分析法。该方法将产品的生产与其他经济部门相互关联,通过建立系统动态能量模型,评估其在整个经济系统中的碳足迹。排放清单法。通过对碳排放源和排放量进行统计和计算,确定产品的碳排放量和碳足迹。4 产品碳足迹研究内容4.1 数据采集与处理收集产品生产和加工过程中涉及的各个环节的数据,如原材料开采、物流运输、生产加工、产品使用和废弃处理等,对数据进行加工处理和分类归纳。4.2 碳排放源识别确定产品生产和加工过程中的碳排放源,包括电力消耗、化石燃料的燃烧、化学反应等,以及生产过程中固体废弃物和液体废水的处理和排放等。4.3 碳排放计算根据产品生产和加工过程中的碳排放源,采用适当的计算方法计算其碳排放量,比如排放清单法、生命周期评价法、输入产出分析法等。4.4 碳足迹评估通过对产品生产和加工过程中的碳排放量进行汇总,计算其碳足迹。根据评估结果,可以确定稀土行业对气候变化的贡献和对应的减排措施。4.5 影响因素分析对影响行业碳足迹的因素进行分析,比如不同的生产工艺、能源结构、产品质量等,以及政策、经济和技术等因素对碳足迹的影响。4.6 可持续性建议根据碳足迹评估结果和影响因素分析,提出相应的减排和节能措施,推动行业的可持续发展,包括改进生产工艺、优化能源结构、提高资源利用率、推广绿色技术等方面的建议。4.7 结果发布和应用对行业的碳足迹评估结果进行分析和总结,形成研究报告和论文等,并推广应用,提高社会对气候变化的认识和对碳足迹管理的重视,促进低碳经济的发展。图2 产品碳足迹研究内容5 产品碳足迹实现路径5.1 建立进程图包括物质使用、能源使用和废料处置等流程,确认对指定产品生命周期有影响的原材料、生产活动及制造过程。根据不同的生命周期阶段建立各自的进程图,评价内容应从原材料、过程制造、分销和零售,到消费者使用,以及最终处理或/和再生利用的全生命周期温室气体排放评价。5.2 确定优先事项和评价边界根据相关评价规则所指定的某个相关产品类别,与其规定的边界系统一致;如果不适用于评价对象产品,则根据标准原则界定系统边界。5.3 数据收集05总第5 2 9期内 蒙 古 科 技 与 经 济收集企业生产的各类数据,包括产品原材料采集、生产、运输、使用和处理、材料消耗、产品生产量、物料流量、温室气体排放量、废弃物处理等。5.4 建立碳足迹清单基于数据收集结果,建立碳足迹清单,明确碳排放源和排放量。5.5 评估方法选择基于收集到的数据,选择适当的碳足迹评估方法,如排放清单法、生命周期评价法或输入产出分析法等。5.6 碳足迹评估根据所选择的评估方法,对生产企业的碳足迹进行评估,包括生产、运输、使用和废弃处理等各个环节的碳排放量。评估结果包括产品碳足迹的总量和各个过程的贡献。通过评估结果,可以确定哪些过程对产品碳足迹的影响最大,以便制定减排措施和优化策略。5.7 不确定度评定生产企业可以自行决定该产品碳足迹评价是否要进行不确定性评定,不是必要的事项。值得注意的是,不确定性评定可以提高核算结果的准确性和可信性,佐证为开展评价而收集数据的质量高低。5.8 碳排放源分析分析生产企业碳排放源和排放量,确定主要的碳排放源,并分析其产生原因。5.9 减排措施建议根据评估和分析结果,制定减少碳排放的措施,包括改善生产工艺、提高能源利用效率、减少废物产生等。5.1 0 报告和认证最后,需要编制产品碳足迹报告,向利益相关者进行披露。在一些国家和地区,还需要进行碳足迹认证,以确保产品碳足迹的准确性和可信度。图3 产品碳足迹实现路径6 产品碳足迹技术路线6.1 清单建立基于数据收集的结果,建立行业的碳足迹清单,明确碳排放源和排放量。清单建立可采用以下两种方式:排放清单法。基于企业生产过程中的能源消耗、原材料消耗等数据,通过排放因子计算碳排放量。生命周期评价法。对采矿、加工、生产、使用和废弃处理全生命周期进行评价,计算碳足迹。6.2 碳足迹评估采用生命周期评价法,对采矿、加工、生产、使用和废弃处理全生命周期进行评估,计算企业的碳足迹。评估可按照以下步骤进行:确认评估目标和范围。收集数据并建立清单。评估碳排放量,包括直接碳排放和间接碳排放。进行敏感性分析,评估数据的不确定性和可靠性。生成评估报告,包括碳足迹计算结果和影响因素分析等。在实际测算中,因各自因素而无法直接监测到所有气体的量,可以通过企业生产报表获取的各种涉及碳排放生产经营活动产生量与各类活动碳排放因子之积,可以将活动量计算为二氧化碳当量。即该组织的碳足迹等于各类活动直接或间接产生的二氧化碳当量之和。即:碳足迹=范围a,b,c各类活动量碳排放因子。其中,排放因子是每单位(如每公里车程、每千瓦时用电、每吨水等)活动的二氧化碳平均排放量。6.3 碳排放源分析分析企业碳排放源和排放量,确定主要的碳排放源,并分析其产生原因。排放源分析可采用以下步骤:确定排放源清单,包括直接排放和间接排放。确 定 排 放 量,并 计 算 每 个 排 放 源 的 占 比。分析主要的碳排放源,并分析其产生原因。根据分析结果,提出降低碳排放量的措施。6.4 减排措施建议图4 产品碳足迹技术路线结合碳足迹评估结果和碳排放源分析,提出降低企业碳排放量的减排措施,包括改善生产工艺、提高能源利用效率、减少废物产生等。减排措施可按照以下步骤制定:确定减排目标和措施范围;评估减排措施的可行性和效果;制定具体的减排15杨晓艳,等 产品碳足迹方法学的实现路径2 0 2 3年第1 5期方案。7 产品碳足迹方法学基本要求7.1 生命周期理念方法学在研究过程中,应该着重考虑产品的全部或者是部分生命周期,通常包括原材料的获取、生产、分销、使用和产品生命末期的处理处置。温室气体排放量与清除量应被分配到发生温室气体排放与清除的生命周期阶段,每个阶段的产品碳足迹相加得到所评价生命周期的碳足迹。7.2 完整统一纳入所有对评价产品有实质性贡献的温室气体的排放与清除,并采用产品种类中已被认可的产品碳足迹评价方法学、标准和指导文件,提高产品种类中碳足迹评价的统一性。7.3 确保一致保证产品碳足迹评价的整个过程应用相同的假设、方法和数据,以得到与评价目的和范围相一致的结论。综上所述,产品碳足迹方法学的实现路径包括确定产品边界、收集数据、计算温室气体排放量、评估结果和报告认证等步骤。行业产品碳足迹研究可以为企业提供碳排放情况的全面评估和分析,帮助企业了解自身的碳足迹状况,为企业制定减排措施提供依据。通过实施减排措施,促进企业向低碳方向转型,降低碳排放,促进可持续发展。同时,提供碳排放量的数据支撑和分析,为政府制定和实施碳减排政策提供依据,促进政策的有效实施和推动社会的碳减排行动。此外,在国家提出“碳达峰、碳中和”目标的今天,更多的组织和企业通过评价产品的碳足迹,帮助自身发现并减少二氧化碳的排放,实现成为节能减排的绿色制造企业。同时,也是促进绿色消费的重要抓手,从而支持可持续的生产与消费。带有低碳标识的产品也对不同的消费者有着更强的吸引力,企业有动力将长期打造绿色低碳产品作为企业发展的核心原动力,促进整个产业链协同高效发展。此外,通过对产品碳足迹的评价,还可以找准产品生产中能源和资源的合理配置,提出生产工艺改进建议,有利于企业生产效率的提升和降本增效。参考文献1 董雪旺.国内外碳足迹研究进展述评J.浙江工商大学学报,2 0 1 3(2):6 7-7 5.2 庞霞.低碳经济下碳标签发展以及对我国的影响分析J.企业导报,2 0 1 2(2 3):5-6.3 赵春阳,周国鹏.发电企业开展碳足迹管理的思考J.中国电力企业管理,2 0 2 3(4):8 0-8 1.4 宋夏东.基于L C A的生态环境监测活动中碳足迹分析J.山西化工,2 0 2 3,4 3(3):2 0 5-2 0 7,2 1 5.(上接第4 8页)4 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