田彬彬 徐向陽 付鴻娟 王 順

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京 100083）

1.引言

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2007 年發(fā)布的第四次評(píng)估報(bào)告指出：全球氣候異常現(xiàn)象，90% 以上的可能性是因溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG）排放所致[1]。溫室氣體主要包括二氧化碳（CO2） 、甲烷（CH4） 、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）、氯氟烴類化合物（CFCs）、氫代氯氟烴類化合物（HCFCs）、臭氧（O3）、水汽（H2O）等。 《京都議定書》明確規(guī)定減排的溫室氣體包括前六種[2]。

日本、英國、美國、中國等國家都已相繼開展了碳足跡相關(guān)評(píng)價(jià)的研究[3-8]。碳足跡主要包括國家碳足跡、企業(yè)（組織）、產(chǎn)品和服務(wù)以及個(gè)人碳足跡四大層面。國家碳足跡是指整個(gè)國家或城市的總體物質(zhì)與能源的耗用所產(chǎn)生的GHG 排放量。個(gè)人碳足跡是指個(gè)人日常生活中的衣、食、住、行所導(dǎo)致的GHG 排放量。產(chǎn)品碳足跡是指以產(chǎn)品制造、使用及廢棄階段，全生命周期過程中產(chǎn)生的GHG 排放量。企業(yè)（組織）碳足跡是指與產(chǎn)品碳足跡比較，還包括了非生產(chǎn)性的活動(dòng)造成的。本文主要圍繞產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和核算進(jìn)行分析研究，并以河北盛華化工有限公司生產(chǎn)的PVC產(chǎn)品為例計(jì)算了PVC產(chǎn)品的碳足跡，以期對(duì)相關(guān)領(lǐng)域碳足跡的評(píng)價(jià)與核算工作提供一定的借鑒作用。

2.產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與步驟

基于生命周期的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)主要面向產(chǎn)品或服務(wù)層面，給出了對(duì)某產(chǎn)品或服務(wù)在生命周期的碳排放估算方法和規(guī)則。ISO 將生命周期定義為[8]，通過確定和量化與評(píng)估對(duì)象相關(guān)的能源消耗、物質(zhì)消耗和廢棄物排放，來評(píng)估某一產(chǎn)品、過程或事件的壽命全過程，包括原材料的提取與加工、制造、運(yùn)輸和銷售、使用、再使用、維持、循環(huán)回收，直到最終的廢棄。因此各個(gè)核算標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵在于收集整理產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的碳排放數(shù)據(jù)，并采用適當(dāng)方法進(jìn)行碳排放估算。

2.1 產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)今較為主流的核算標(biāo)準(zhǔn)有PAS 2050（2008）和ISO 14040/14044（2006）。許多跨國企業(yè)在銷售產(chǎn)品時(shí)附在產(chǎn)品外包裝上的產(chǎn)品碳足跡標(biāo)簽即通過這些標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算所得。國際間主要產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行規(guī)范如表1所示。

表1 國際間主要碳足跡評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行規(guī)范

碳足跡評(píng)價(jià)的產(chǎn)品包括商品和服務(wù)兩部分。產(chǎn)品碳足跡涉及標(biāo)準(zhǔn)主要有PAS 2050 以及TS Q 0010，目前已有的碳足跡評(píng)價(jià)案例大部分都是采用英國（BSI）2008 年出版的PAS 2050及其指導(dǎo)文件為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基本都以生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assesment，LCA） 為方法論，評(píng)價(jià)的是產(chǎn)品全生命周期的碳足跡，不僅包括產(chǎn)品的某個(gè)階段，更需要追溯至原料開采、制造，及最終廢棄處理階段，均需納入碳足跡的計(jì)算范圍，要達(dá)成此目的，需應(yīng)用LCA方法提升碳足跡計(jì)算的可信度與便捷性。國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO則于1996年起發(fā)布了ISO 14040/44 系列標(biāo)準(zhǔn)，制定LCA 應(yīng)用到環(huán)境管理上的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)架構(gòu)及步驟。

2008年10月，英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)出版了PAS 2050執(zhí)行規(guī)范及其指導(dǎo)文件，旨在對(duì)產(chǎn)品和服務(wù)生命周期內(nèi)溫室氣體排放的評(píng)價(jià)要求做出明確的規(guī)定。該規(guī)范在幫助企業(yè)管理自身產(chǎn)品和服務(wù)的碳排放外，還希望協(xié)助企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)階段尋找降低碳排放的機(jī)會(huì)，以達(dá)到最終生產(chǎn)出低碳產(chǎn)品的目的。這是第一部通過統(tǒng)一的方法評(píng)價(jià)產(chǎn)品生命周期內(nèi)溫室氣體排放的規(guī)范性文件。

2009年3月，日本出臺(tái)了碳足跡產(chǎn)品分類規(guī)則（The criteria on developing CF product category rules）可以用于所有商品和服務(wù)項(xiàng)目，同年4 月發(fā)布了日本國家標(biāo)準(zhǔn)TS Q 0010產(chǎn)品碳足跡量化和溝通基本準(zhǔn)則。TS Q 0010 與PAS 2050 在內(nèi)容和執(zhí)行步驟上基本一致，TS Q 0010 比較強(qiáng)調(diào)依據(jù)ISO 14025 產(chǎn)品分類規(guī)則對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類，并對(duì)分類規(guī)則加以完善。

2.2 產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)基本步驟：

2.2.1 建立進(jìn)程圖

包括物質(zhì)流、能源流和廢料流，確認(rèn)對(duì)所選產(chǎn)品生命周期有影響的材料、活動(dòng)及過程。根據(jù)生命周期涵蓋階段的不同建立不同的進(jìn)程圖，首先應(yīng)確認(rèn)選定產(chǎn)品對(duì)象屬于B2C 或B2B 。

B2C：評(píng)價(jià)內(nèi)容從原材料、過程制造、分銷和零售，到消費(fèi)者使用，以及最終處理和再生利用的全生命周期溫室氣體排放評(píng)價(jià)，包含產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，即“從搖籃到墳?zāi)埂?。如圖1所示。

圖1 B2C流程

B2B：評(píng)價(jià)內(nèi)容包括原材料通過生產(chǎn)直到產(chǎn)品到達(dá)一個(gè)新的組織，包括分銷和運(yùn)輸?shù)娇蛻羲诘?，即所謂的“從搖籃到大門”。如圖2所示。

圖2 B2B流程

2.2.2 確定邊界和優(yōu)先事項(xiàng)

根據(jù)ISO 14025 所指定的某個(gè)相關(guān)產(chǎn)品類別規(guī)則，與其規(guī)定的邊界系統(tǒng)一致；如果不適用于評(píng)價(jià)對(duì)象產(chǎn)品，則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)原則界定系統(tǒng)邊界。

2.2.3 數(shù)據(jù)收集

收集生命周期各個(gè)階段中活動(dòng)數(shù)據(jù)和排放因子。

2.2.4 計(jì)算碳足跡

計(jì)算主要依據(jù)碳足跡計(jì)算方程，注意質(zhì)量守恒，確保所有輸入、輸出及廢棄物均已計(jì)入，沒有遺漏。

2.2.5 檢驗(yàn)不確定度

不確定性檢驗(yàn)可由組織自行決定是否進(jìn)行評(píng)價(jià)，不是必要的事項(xiàng)。但執(zhí)行不確定性檢驗(yàn)可以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，了解收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)流程如圖3所示。

3.案例分析

文章選取河北盛華化工有限公司2009年生產(chǎn)的PVC產(chǎn)品[9]，來分析產(chǎn)品碳足跡核算的過程。

3.1 建立進(jìn)程圖

文章利用B2B的評(píng)價(jià)模式來建立盛華化工有限公司的進(jìn)程圖，如圖4所示。

圖4 進(jìn)程圖

3.2 確定邊界和優(yōu)先項(xiàng)

河北盛華化工有限公司確定邊界為：PVC的碳足跡=原材料+能源+生產(chǎn)過程+包裝儲(chǔ)存+運(yùn)輸。購進(jìn)的原材料除電石和褐煤外，其他暫不考慮碳排放，只考慮運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碳排放。

3.3 數(shù)據(jù)收集

計(jì)算碳足跡需要兩類數(shù)據(jù)：活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子數(shù)據(jù)。活動(dòng)水平數(shù)據(jù)來自現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；排放因子采用IPCC規(guī)定的缺失值?；顒?dòng)水平數(shù)據(jù)主要包括：原料煤、重油、自發(fā)和外購電力、蒸汽、液氨、液體氯化鈣、一次水、脫鹽水、去離子水、冷凍油、壓縮空氣、氮?dú)?、電石、自來水、HCl和制酸用自來水。

活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子數(shù)據(jù)如表2能源消耗活動(dòng)水平、表3原料消耗活動(dòng)水平、表4運(yùn)輸活動(dòng)水平所示。

表2 能源消耗活動(dòng)水平

表3 原料消耗活動(dòng)水平

表4 運(yùn)輸活動(dòng)水平

3.4 碳足跡計(jì)算

3.4.1 全球增溫潛勢(shì)[10]

3.4.2 電力排放因子

華北區(qū)域電網(wǎng)[11]：1KW·h電排放量CO2當(dāng)量1.0069kg。

3.4.3 燃料煤排放因子[10]

3.4.4 重油排放因子[10]

3.4.5 柴油排放因子[10]

表5 CO2 、CH4 、N2O的增溫潛勢(shì)

表6 燃料煤排放的CO2 、CH4 、N2O的排放因子

表7 重油排放的CO2 、CH4 、N2O的排放因子

表8 柴油排放的CO2 、CH4 、N2O的排放因子

3.4.6 載貨汽車排放因子[10]

3.4.8 冷凍油的排放因子[10]

冷凍油排放的二氧化碳排放因子是2.76kg/L。由于冷凍油使用數(shù)量較少，且其他溫室氣體排放較少，因此，甲烷和氮氧化物的排放忽略不計(jì)。

3.4.9 計(jì)算公式

二氧化碳排放當(dāng)量是排放因子和基于該因子下活動(dòng)水平的乘積：

公式中，Ei為第i種活動(dòng)的二氧化碳排放量，t；Ai為第i種活動(dòng)的活動(dòng)水平（如耗煤量，t）；EFi為第i種活動(dòng)的排放因子，即單位燃料下二氧化碳排放量，不同的燃料排放因子的單位有所不同。

二氧化碳排放總當(dāng)量

甲烷和氮氧化物排放當(dāng)量是排放因子、基于該因子下活動(dòng)水平和增溫潛勢(shì)的乘積：

公式中，Eij為第i種活動(dòng)的第j種溫室氣體的體排放量，t；Aij為第i種活動(dòng)第j種溫室氣體的活動(dòng)水平（如耗煤量，t）；EFij為第i種活動(dòng)的第j種溫室氣體的排放因子，即單位燃料下二氧化碳排放量，不同的燃料排放因子的單位有所不同。GWPj為第j種溫室氣體的增溫潛勢(shì)。

二氧化碳排放總當(dāng)量

3.5 數(shù)據(jù)計(jì)算

根據(jù)公式（4）可以計(jì)算出全年二氧化碳的排放量為6036744.22t。全年共生產(chǎn)PVC產(chǎn)品106635.85t。因此1tPVC產(chǎn)品的碳足跡e=6036744.22/106635.85=1.765t。

從計(jì)算環(huán)節(jié)可以看出河北盛華化工有限公司的碳排放環(huán)節(jié)主要集中在能源活動(dòng)和原材料活動(dòng)中，分別占總排放的94.1%和5.6%。

3.6 不確定性分析

不確定性的主要來源有：使用次級(jí)數(shù)據(jù)；由于甲烷和氮氧化物在某些工序排放的量太少而忽略，另外本案例中移動(dòng)源的甲烷和氮氧化物排放也忽略掉了；初級(jí)數(shù)據(jù)存在測(cè)量誤差和計(jì)算誤差。

減少不確定性的方法主要有：使用準(zhǔn)確率較高的初級(jí)數(shù)據(jù)代替次級(jí)數(shù)據(jù)；對(duì)每一道工序都進(jìn)行能源消耗的跟蹤在線監(jiān)測(cè)，提高初級(jí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.結(jié)語

低碳是企業(yè)未來生存和發(fā)展的必然選擇，企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡的核算是企業(yè)實(shí)現(xiàn)溫室氣體管理，制定低碳發(fā)展戰(zhàn)略的第一步。通過產(chǎn)品生命周期的碳足跡核算，企業(yè)可以了解排放源，明確各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排放量，為制定合理的減排目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略打下基礎(chǔ)。

[1] IPCC Secretariat.Climate Change 2007 [EB/OL].http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr.pdf，2007-12-10/2011-10-31.

[2] 聯(lián)合國.京都議定書[EB/OL].http：//unfccc.int/resource/docs/convkp/kpchinese.pdf， 1998/2011-10-31.

[3] JohnsonE.Charocal versus LPG rinll in ng： A Carbon Footprint Comparison [J].Environmental Impact Assessment Review， 2009， 29（6）：370-378.

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[9] 馬玉蓮，忻仕海.碳足跡評(píng)價(jià)方法學(xué)在PVC產(chǎn)品中的應(yīng)用[J].氯堿工業(yè)，2011，47（1）：31-34.

[10] IPCC Secretariat.IPCC Climate Change 2007 [EB/OL].http：//www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr.pdf，2007-12-10/2011-10-31.

[11] 國家發(fā)改委應(yīng)對(duì)氣候變化司.關(guān)于公布2009年中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子的公告[EB/OL].http：//qhs.ndrc.gov.cn/qjfzjz/t20090703_289357.htm， 2009-07-02/2011-11-03.