北京服裝學(xué)院 盧安

人類活動(dòng)向大氣排放的溫室氣體持續(xù)增加，全球氣候逐步變暖，極端惡劣天氣頻繁出現(xiàn)。溫室氣體的排放已經(jīng)引起了世界各國和公眾的普遍關(guān)注。“碳減排” 也已經(jīng)成為各國產(chǎn)業(yè)政策的趨向和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的重點(diǎn)之一。高能耗、高排放、高污染的產(chǎn)業(yè)將逐步淘汰。作為碳減排的一個(gè)可量化參數(shù)，碳足跡的分析與評價(jià)已經(jīng)日益成為學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和關(guān)注重點(diǎn)。同時(shí)，隨著相關(guān)國際組織和一些發(fā)達(dá)國家的大力推行，碳足跡已逐步在產(chǎn)品生態(tài)標(biāo)簽等方面應(yīng)用推廣。

1 碳足跡

1996年Wackernaggel 發(fā)表的“Our Elogical Footprint”一文中正式提出碳足跡(Carbon Footprint)的概念。碳足跡通常是指人類生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的所有直接和間接的溫室氣體GHG(Greenhouse Gas)的排放總量，一般用一定時(shí)間內(nèi)的二氧化碳噸數(shù)(CO2等價(jià)物)來表示。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。WRI/WBSD(世界資源研究所/世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會)將碳足跡定義為三個(gè)層次：機(jī)構(gòu)自身的直接碳排放、來自機(jī)構(gòu)上一級能源供給部門的直接碳排放和來自供應(yīng)鏈全生命周期的直接和間接碳排放。碳足跡從應(yīng)用層次上可以分為國家碳足跡、企業(yè)碳足跡、產(chǎn)品碳足跡和個(gè)人碳足跡四個(gè)類別。國家碳足跡是指從宏觀角度估算的整個(gè)國家的總體物質(zhì)與能源消耗的溫室氣體GHG排放量。企業(yè)碳足跡是指企業(yè)生產(chǎn)性活動(dòng)產(chǎn)品碳足跡和企業(yè)非生產(chǎn)性活動(dòng)的所有GHG排放量。產(chǎn)品碳足跡是指產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)在全生命周期內(nèi)涵蓋生產(chǎn)制造、分銷使用、廢棄處置整個(gè)階段的GHG排放量。個(gè)人碳足跡是指日常生活中個(gè)人的衣、食、住、行整個(gè)消費(fèi)過程的GHG排放量。

2 碳足跡的國際評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

目前相關(guān)碳足跡國際評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(已經(jīng)出臺和即將發(fā)布的)主要應(yīng)用在企業(yè)碳足跡和產(chǎn)品碳足跡兩個(gè)領(lǐng)域，而不涉及上面提到的國家碳足跡和個(gè)人碳足跡領(lǐng)域。企業(yè)碳足跡和產(chǎn)品碳足跡涉及的具體相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)詳情如表1所示。

表1 碳足跡評價(jià)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)

2.1 企業(yè)碳足跡的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

從現(xiàn)有企業(yè)碳足跡的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)看，主要包括GHG PROTOCOL2002和ISO 14064兩種。溫室氣體議定書GHG PROTOCOL由WRI/WBCSD于2002年發(fā)布的對企業(yè)或項(xiàng)目現(xiàn)有終端排放源的檢測和審計(jì)的溫室氣體核算和報(bào)告準(zhǔn)則，包括《溫室氣體議定書企業(yè)核算和報(bào)告準(zhǔn)則》和《溫室氣體議定書項(xiàng)目量化準(zhǔn)則》，為企業(yè)提供了碳盤查的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)。目前GHG PROTOCOL2002在多個(gè)國家推廣和被企業(yè)應(yīng)用，如索尼、宜家等等，是全球第一項(xiàng)針對企業(yè)碳排放的準(zhǔn)則。ISO 14064是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于2006年公布的國際標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)政府和企業(yè)監(jiān)測和控制GHG排放。 ISO 14064包括ISO 14064-1 《溫室氣體第一部分：組織的溫室氣體排放和削減的量化、監(jiān)測和報(bào)告規(guī)范》、ISO 14064-2 《溫室氣體第二部分：項(xiàng)目的溫室氣體排放和削減的量化、監(jiān)測和報(bào)告規(guī)范》、ISO 14064-3 《溫室氣體第三部分：溫室氣體聲明驗(yàn)證和確認(rèn)指導(dǎo)規(guī)范》。上述標(biāo)準(zhǔn)對企業(yè)或項(xiàng)目的碳足跡核算都是從終端排放源來進(jìn)行檢測和審計(jì)。

2.2 產(chǎn)品碳足跡的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

從現(xiàn)有產(chǎn)品碳足跡的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)看，主要包括PAS 2050，ISO 14040/14044和TS Q 0010。PAS 2050以2008年英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會BSI(BRITISH STANDARD INSTITUTION)出版的指導(dǎo)性文件為產(chǎn)品碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是評價(jià)產(chǎn)品溫室氣體排放的規(guī)范性文件，目前國際上一些公司已在逐步實(shí)施，如可口可樂、百事可樂等等。ISO 14040/14044為國際標(biāo)準(zhǔn)組織于1996年和2006年逐步發(fā)布的ISO 14040/14044系列標(biāo)準(zhǔn)，其中制定了基于全生命周期評價(jià)的產(chǎn)品碳足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)和步驟。TS Q 0010是日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會于2009年發(fā)布的產(chǎn)品碳足跡量化和溝通基本準(zhǔn)則，其內(nèi)容主要依照ISO 14025的產(chǎn)品分類準(zhǔn)則分類，其執(zhí)行步驟和PAS 2050基本一致。上述標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品和服務(wù)的碳足跡核算都是從全生命周期來進(jìn)行LCA的仿真和碳排放的估算。

3 產(chǎn)品碳足跡的計(jì)算

有效的評價(jià)溫室氣體排放的重要途徑就是碳足跡的核算。目前碳足跡的計(jì)算方法主要包括兩類，一是基于生命周期評價(jià)LCA(Life Cycle Assesment)的流程分析法(Process Analysis PA)，二是投入產(chǎn)出分析法(Economic Input-Output Analysis EIO )。流程分析法主要基于產(chǎn)品生產(chǎn)過程來計(jì)算標(biāo)的全生命周期的碳排放。投入產(chǎn)出法主要基于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)信息來計(jì)算的包括企業(yè)整個(gè)整個(gè)生產(chǎn)過程的直接與間接的碳排放總量。產(chǎn)品碳足跡的核算主要采用LCAD的流程分析法。1990年 “國際環(huán)境毒理環(huán)境與化學(xué)學(xué)會”(SETAC)召開的有關(guān)生命周期評價(jià)的國際研討會上生命周期評價(jià)LCA的概念正式被提出。SETAC將LCA定義為：通過對能量和物質(zhì)利用及由此造成的環(huán)境排放進(jìn)行辨識和量化來進(jìn)行的對產(chǎn)品、過程以及活動(dòng)的環(huán)境影響進(jìn)行評價(jià)的客觀過程。

基于LCA的產(chǎn)品碳足跡的計(jì)算涉及兩類數(shù)據(jù)：一是活動(dòng)水平數(shù)據(jù)即產(chǎn)品生命周期內(nèi)涉及的所有材料和能源，包括輸入、輸出、使用和運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)；二是碳排放因子即單位能量所排放的溫室氣體的總量(CO2當(dāng)量)。排放量為活動(dòng)水平數(shù)與排放因子之積。 排放量=AD活動(dòng)水平數(shù) * EF排放因子

排放因子= c.n.44/12

c: 是指含碳量，n: 是指氧化率

標(biāo)煤轉(zhuǎn)換CO2排放因子的計(jì)算過程如下：

標(biāo)煤的熱值為7000kcal/kg，1cal=4.1868J

轉(zhuǎn)換成國際單位為：7000kcal/kg = 29.3076 GJ/t

根據(jù)IPCC數(shù)據(jù)庫，典型煤種如褐煤焦煤的碳含量25.8kg/GJ，碳氧化成CO2分子量從12變成44，相應(yīng)的CO2排放因子計(jì)算得：

標(biāo)煤的CO2排放因子可計(jì)算得：

根據(jù)上述結(jié)果，保守計(jì)算可以用每噸標(biāo)煤折算3噸CO2，這就是標(biāo)煤轉(zhuǎn)換CO2的排放因子。在計(jì)算時(shí)再根據(jù)：排放量=AD活動(dòng)水平數(shù) * EF排放因子，將生產(chǎn)過程的活動(dòng)水平數(shù)與排放因子之積，就可以得到該產(chǎn)品在計(jì)算周期內(nèi)的碳排放量。燃燒不同的燃料產(chǎn)生CO2排放的因子是不同的，不過計(jì)算過程是類似的。LCA評價(jià)貫穿整個(gè)產(chǎn)品的生命周期包括原材料的提取與加工、產(chǎn)品制造、運(yùn)輸與銷售、產(chǎn)品的使用和維護(hù)、廢物循環(huán)和最終廢棄各個(gè)階段。碳足跡的總量為各個(gè)階段碳排放量的匯總之和。

4 結(jié)語

低碳產(chǎn)業(yè)及其理論木點(diǎn)是學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)，已被多個(gè)國家列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。目前中國已經(jīng)成為世界碳排放總量最大的國家之一。隨著中國低碳經(jīng)濟(jì)及其相關(guān)研究進(jìn)程研究的加快，低碳產(chǎn)業(yè)的研究已迫在眉睫。低碳產(chǎn)業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，碳減排已成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主趨勢。我國關(guān)于產(chǎn)品的相關(guān)碳足跡、碳減排的理論研究尚處于起步階段?；贚CA框架，將生命周期理論及評價(jià)應(yīng)用于產(chǎn)品的碳足跡分析，有助于識別生命周期過程中的碳排放的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，有利于減少溫室氣體排放，有目的、有重點(diǎn)的改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝，促進(jìn)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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