王來力，丁雪梅，吳雄英

(1.東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，上海 200051;2.上海出入境檢驗檢疫局，上海 200135)

全球氣候變化關(guān)系到人類的生存和發(fā)展，并由此而引發(fā)諸多問題，例如人為因素造成的溫室氣體排放量增加與全球氣候溫暖化的關(guān)系，已成為21世紀(jì)世界政治、經(jīng)濟及學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域關(guān)注和爭論的熱點之一。二氧化碳(CO2)被認為是最大的人為源溫室氣體，人為控制其排放的可能性較大，因此CO2成為目前人們最關(guān)注的溫室氣體［1］，溫室氣體排放常被稱為CO2排放，或簡稱為碳排放。在當(dāng)前碳排放研究領(lǐng)域，碳足跡作為核算和評價人類活動造成的溫室氣體負荷量的一種重要方法，已在國家、地區(qū)、行業(yè)和產(chǎn)品等不同層面進行了廣泛的應(yīng)用研究和示范。

紡織產(chǎn)品與人們的日常生活密切相關(guān)，紡織工業(yè)是中國國民經(jīng)濟的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年中國紡織工業(yè)(含:紡織業(yè);紡織服裝、鞋、帽制造業(yè);化學(xué)纖維制造業(yè))的終端能源消費量(發(fā)電煤耗計算法)占全國工業(yè)總能耗(發(fā)電煤耗計算法)的3.94%［2］，基于終端能源消費而產(chǎn)生的 CO2排放量約為2.05億 t［3］?！都徔椆I(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出:到2015年，紡織工業(yè)的單位工業(yè)增加值能源消耗要比2010年降低20%，工業(yè)CO2排放強度也要比2010年降低20%，因此，紡織工業(yè)當(dāng)前面臨著節(jié)約能源、減少碳排放的艱巨任務(wù)。進行紡織產(chǎn)品的碳足跡研究，可以明確掌握各類紡織產(chǎn)品在生產(chǎn)加工、消費使用等多個階段的碳排放情況，進而為紡織工業(yè)碳減排政策制定、計劃實施和技術(shù)開發(fā)提供有力的參考依據(jù)。

本文回顧了當(dāng)前國內(nèi)外紡織產(chǎn)品碳足跡的研究進展，就紡織產(chǎn)品碳足跡核算和評價的方法、邊界、碳排放系數(shù)、質(zhì)量基準(zhǔn)等問題進行了思考和探討，并結(jié)合中國紡織工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，對紡織產(chǎn)品碳足跡核算和評價的開展提出了建議。

1 碳足跡的概念

應(yīng)用“足跡”(footprint)理論來研究人類活動對生態(tài)環(huán)境影響的概念有生態(tài)足跡(Ecological footprint)、碳足跡(Carbon footprint)和水足跡(Water footprint)，基于對全球范圍內(nèi)溫室氣體排放的關(guān)注，碳足跡成為當(dāng)前“足跡”研究領(lǐng)域的最大熱點［4］。然而，對于碳足跡的概念目前卻尚無統(tǒng)一的定義。

W iedmann等［5］提出了碳足跡的不同定義，并對碳足跡的概念進行了明確的界定和探討。他們對碳足跡的定義為:一項活動中直接和間接產(chǎn)生的CO2排放量，或者產(chǎn)品的各生命周期階段累積的CO2排放量，并明確指出碳足跡是對 CO2排放量的衡量，且用質(zhì)量單位表示。Hammond［6］強調(diào)碳足跡是一個人或一項活動所產(chǎn)生的“碳質(zhì)量”，甚至建議將碳足跡稱為“碳質(zhì)量”。EPLCA［7］對碳足跡的定義是指一個產(chǎn)品或服務(wù)的整個生命周期中所排放的CO2和 其 他 溫 室 氣 體 的 總 量。Hertwich 等［8］、Baldo［9］等也將碳足跡定義為一個產(chǎn)品的供應(yīng)鏈或生命周期內(nèi)所產(chǎn)生的CO2和其他溫室氣體的排放總量。Carbon Trust［10］曾指出，碳足跡是某一產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)從原材料生產(chǎn)到制造再到成品銷售過程中(不包括使用過程)碳當(dāng)量溫室氣體排放總量，也是一種測定活動或產(chǎn)品在供應(yīng)鏈過程中所釋放的溫室氣體排放框架內(nèi)溫室氣體排放量的技術(shù)。ETAP［11］的研究則認為，碳足跡是根據(jù)產(chǎn)生溫室氣體的排放量來測算人類活動對環(huán)境產(chǎn)生影響的方式。GFN［12］指出，碳足跡是封存化石燃料燃燒后所排放的CO2的生物能力需求物。碳足跡是生態(tài)足跡的一部分，也被認為是化石燃料足跡，或CO2封存區(qū)域的需求量。

綜上所述，當(dāng)前對于碳足跡的定義及其內(nèi)涵的解釋可以歸納為2類:第1類是根據(jù)產(chǎn)品生命周期理論來核算產(chǎn)品或服務(wù)在生命周期內(nèi)排放的溫室氣體的量或碳當(dāng)量;第2類是從化石燃料和環(huán)境承載能力的角度，量化并評價化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放量或環(huán)境承載能力。從當(dāng)前的碳足跡應(yīng)用研究進展來看，對于第1類定義和解釋為主流觀念。在碳足跡核算結(jié)果的量化方面，也有質(zhì)量單位和當(dāng)量單位的區(qū)分，即 CO2或溫室氣體的質(zhì)量、CO2當(dāng)量(CO2e)。

2 紡織產(chǎn)品的碳足跡

碳足跡理論一經(jīng)提出，就備受關(guān)注，并得到廣泛的研究應(yīng)用，尤其是對產(chǎn)品碳足跡的核算和評價。例如，Dias等［13］利用不同的方法(ISO 14040/14044 standards，PAS 2050和CEPI framework)核算了普通A4辦公用紙的碳足跡;Wells等［14］核算了平裝1本書籍的碳足跡;Botto等［15］核算了 PET瓶裝水的碳足跡;Cederberg等［16］核算了巴西出產(chǎn)的牛肉的碳足跡;Flysj?等［17］探討了副產(chǎn)品對新西蘭和瑞典出產(chǎn)牛奶碳足跡的影響;Espinoza－Orias 等［18］核算了在英國生產(chǎn)和消費的面包產(chǎn)品的碳足跡;Yuttitham等［19］研究了泰國東部糖廠出產(chǎn)的糖類產(chǎn)品的碳足跡;Pathak等［20］核算了印度生產(chǎn)的食品的碳足跡;Boguski［21］探討了《National Geographic》雜志在全生命周期內(nèi)的碳足跡;Joyce等［22］核算了通信產(chǎn)品的碳足跡。

在紡織產(chǎn)品領(lǐng)域，Bevilacqua等［23］依據(jù)生命周期評價(Life Cycle Assessment，LCA)理論核算了Merino羊毛衫全生命周期的碳足跡，該研究指出，加強產(chǎn)業(yè)集群可以有效地降低制造商因各個鏈段紡織產(chǎn)品(如紗線、面料等)運輸而產(chǎn)生的碳足跡，各制造商積極、主動的公布紡織產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中的碳排放數(shù)據(jù)并加強合作交流，對于推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。Levi Strauss ＆ Co.［24］、Jungm ichel［25］和 Continental Clothing Co.Ltd.［26］等大型服裝公司和咨詢機構(gòu)核算了牛仔褲、襯衫、夾克衫和T恤等服裝全生命周期的碳足跡，核算結(jié)果對于公司制定可持續(xù)發(fā)展策略、降低高排放環(huán)節(jié)的碳足跡、選擇碳足跡更低的供應(yīng)商以及提倡服裝的低碳護理方式等具有較好的指導(dǎo)意義。Steinberger等［27］對純棉T恤和滌綸夾克衫全生命周期的碳足跡進行了研究，結(jié)果表明，建立各個國家的生命周期清單(Life Cycle Inventory，LCI)，對研究基于全球化生產(chǎn)－消費鏈的產(chǎn)品(如服裝)具有促進作用，同時加強對于消費者的環(huán)保宣傳，提倡服裝產(chǎn)品的低碳護理方式，可以有效地降低服裝全生命周期的碳足跡。李戎等［28］核算了軋染黑色棉氨緯彈貢緞生命周期部分階段(從原材料采集、染整加工、運輸?shù)较掠钨I家)的碳足跡，結(jié)果表明，原材料碳排放所占比例最大為64.54%，其次是廢水排放以及能源消耗部分，所產(chǎn)生的碳排放占34.33%。蔣婷等［29］核算了黑色桑蠶絲香云紗面料從原料獲取到成品倉儲階段的碳足跡，結(jié)果表明，每米香云紗產(chǎn)品的碳足跡為1.88 kg CO2e，其中原料獲取階段的碳足跡所占比例最大，為74.5%，其次為產(chǎn)品的生產(chǎn)加工(23.9%)。趙年花［30］研究了滌綸織物從乙烯生產(chǎn)到滌綸織物生成階段的碳足跡，結(jié)果表明，每生產(chǎn)1 kg滌綸長絲織物，會產(chǎn)生7.074 kg的 CO2排放，該研究還從能源和生產(chǎn)工藝方面對降低滌綸織物的碳足跡進行了分析并提出建議。表1和圖1示出部分紡織產(chǎn)品全生命周期碳足跡的研究結(jié)果。

表1 紡織產(chǎn)品碳足跡的研究結(jié)果Tab.1 Researches of textiles'carbon footprin t

圖1 紡織產(chǎn)品生命周期各階段的碳足跡分布Fig.1 Carbon footprint distribution along textiles'life cycle

從表1可知，對紡織產(chǎn)品依據(jù)LCA理論進行全生命周期的碳足跡核算和評價時，天然纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)加工和使用階段的碳足跡在全生命周期碳足跡中占有較大的比例，二者所占比例之和最大可達87%(2#產(chǎn)品)。人造纖維產(chǎn)品的纖維生產(chǎn)、成品生產(chǎn)加工和使用3個階段的碳足跡占據(jù)全生命周期碳足跡的較大部分。紡織產(chǎn)品碳足跡的大小不僅受產(chǎn)品種類的影響，同時也受核算邊界、各類投入的碳排放系數(shù)、公共投入分攤比例、產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)等因素的影響，例如6#(普通棉)和8#(有機棉)產(chǎn)品同為純棉T恤，而碳足跡的核算結(jié)果卻有較大差異。

3 討論

從碳足跡的概念及當(dāng)前產(chǎn)品碳足跡的研究進展可以看出，LCA理論方法得到廣泛應(yīng)用，一些研究機構(gòu)發(fā)布的產(chǎn)品碳足跡核算和評價規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)草案也以LCA理論為基礎(chǔ)，如Carbon Trust發(fā)布的產(chǎn)品碳足跡評價系列規(guī)范(PAS 2050系列規(guī)范)、ISO發(fā)布的產(chǎn)品碳足跡核算和ISO/DIS 14067等。

紡織產(chǎn)品全生命周期的生產(chǎn)加工鏈條長，工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜，物料的投入和產(chǎn)出繁多。進行紡織產(chǎn)品碳足跡的核算涉及設(shè)定邊界、確定投入能源和物料的碳排放系數(shù)、建立拆分原則等關(guān)鍵因素，對核算結(jié)果進行評價，同時又涉及不確定度評價、設(shè)定質(zhì)量基準(zhǔn)等水平條件的選擇。

3.1 碳足跡核算邊界

產(chǎn)品碳足跡核算的邊界可分為時間邊界(橫向邊界)和空間邊界(縱向邊界)。時間邊界是指被核算產(chǎn)品的生命周期起點和終點之間的時間跨度，空間邊界是指被核算產(chǎn)品在時間邊界內(nèi)所涉及的各類物質(zhì)投入和產(chǎn)出。邊界的任何變化，都會導(dǎo)致核算結(jié)果的波動，核算邊界的一致性是核算結(jié)果可比性的前提。對于紡織產(chǎn)品，其全生命周期的時間邊界起點為作物(如棉花)種植、動物(如綿羊)養(yǎng)殖或人造纖維生產(chǎn)，終點為廢舊產(chǎn)品回收處理結(jié)束?？臻g邊界的設(shè)定則是確定與碳足跡核算相關(guān)的物料投入清單，例如，紡織產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中使用的機器設(shè)備、廠房、人工消耗等生產(chǎn)資料是否計入核算邊界。圖2示出紡織產(chǎn)品全生命周期過程及所涉及的各類投入產(chǎn)出。

圖2 典型紡織產(chǎn)品全生命周期過程及各類投入產(chǎn)出圖Fig.2 Input and output along life cycle processes of typical textiles

在圖2所示的紡織產(chǎn)品全生命周期過程中，作物種植和動物養(yǎng)殖階段的碳足跡受地域等自然條件的影響較大，產(chǎn)品運輸階段的碳足跡與距離的遠近密切相關(guān)，銷售階段的碳足跡因零售商的營銷模式不同而不同，消費階段的碳足跡則因消費者的消費模式多種多樣而會有較大波動。在紡織產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)加工階段，其工藝流程、加工方式等相對固定，CO2等溫室氣體排放可以更好地進行人為控制。從當(dāng)前的紡織工業(yè)國際分工來看，中國在紡織產(chǎn)品的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)加工階段具有較強的競爭優(yōu)勢，而且降低工業(yè)CO2排放強度也是中國紡織工業(yè)現(xiàn)行宏觀政策的重點之一。因此，在中國紡織工業(yè)開展紡織產(chǎn)品碳足跡的核算和評價，可以參照 LCA理論，重點進行工業(yè)階段的碳足跡，即工業(yè)碳足跡(Industrial Carbon Footprint)的研究。

紡織產(chǎn)品工業(yè)碳足跡的研究不僅能夠應(yīng)用于從纖維工業(yè)化生產(chǎn)加工到成品制成的全工業(yè)鏈，而且能夠應(yīng)用于纖維生產(chǎn)、紡紗、織造等單獨的工業(yè)鏈段，具有靈活性的特點，適用于中國大多數(shù)的紡織產(chǎn)品生產(chǎn)加工企業(yè)，而且能夠使生產(chǎn)同一產(chǎn)品類型的企業(yè)之間具有清晰的參考比較對象。

3.2 碳排放系數(shù)

在紡織產(chǎn)品碳足跡的核算過程中，需要對影響產(chǎn)品碳足跡的各類投入清單進行計量，并根據(jù)式(1)計算產(chǎn)品的碳足跡

式中:C為產(chǎn)品碳足跡，Ii為第i類投入，fi為第i類投入的碳排放系數(shù)(即生產(chǎn)單位產(chǎn)品i所引發(fā)的CO2等溫室氣體的排放量)。

各類投入的碳排放系數(shù)是紡織產(chǎn)品碳足跡核算的關(guān)鍵因素之一，只有帶入準(zhǔn)確的碳排放系數(shù)，才能得到有意義的碳足跡核算結(jié)果。紡織產(chǎn)品碳足跡核算涉及到的投入有能源、水資源、各類染料、助劑、輔料等物料，但目前尚未有上述各類投入碳排放系數(shù)的完整數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的界定。表2列出目前研究得到的部分投入的碳排放系數(shù)。

表2 部分投入的碳排放系數(shù)Tab.2 Carbon em issions coefficients of som e inputm aterials

3.3 拆分原則

紡織產(chǎn)品多為規(guī)?；可a(chǎn)加工，在同一企業(yè)、同一車間往往會同時生產(chǎn)多種類別的產(chǎn)品，對每種類別的紡織產(chǎn)品進行全部投入清單的準(zhǔn)確計量將耗費大量的人力物力，可操作性較差，因此，在進行紡織產(chǎn)品碳足跡核算時，需要對涉及的公共投入部分(如公共用照明用電、車間空氣調(diào)節(jié)用電、工廠運營部門消耗等)確立合理的拆分原則。

企業(yè)在進行公共投入計量時，通常以時間段和區(qū)域進行界定，這就需要明晰待核算產(chǎn)品的生產(chǎn)時間跨度和區(qū)域分布。根據(jù)紡織產(chǎn)品生產(chǎn)加工的實際情況，拆分原則可以按照產(chǎn)量和產(chǎn)值2個因素確定。

產(chǎn)量拆分原則為

式中:Iqj為產(chǎn)品j按照產(chǎn)量拆分原則分得的公共投入，IT為在選定時間段內(nèi)特定區(qū)域的全部公共投入量，QT為選定時間段內(nèi)特定區(qū)域的產(chǎn)品產(chǎn)量(噸、件等)，qj為產(chǎn)品j在選定時間段內(nèi)在該區(qū)域的產(chǎn)量。

產(chǎn)值拆分原則為

式中:Ivj為產(chǎn)品j按照產(chǎn)值拆分原則分得的公共投入，VT為選定時間段內(nèi)特定區(qū)域的產(chǎn)品產(chǎn)值，vj為產(chǎn)品j在選定時間段內(nèi)在該區(qū)域的產(chǎn)值。

3.4 質(zhì)量基準(zhǔn)

在紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中，影響其品質(zhì)的因素有很多，這些因素同時也影響著產(chǎn)品碳足跡的大小。例如多次水洗可減少紡織產(chǎn)品表面的浮色，有助于提高色牢度等級，但將增加對水資源、電能的消耗，進而增加產(chǎn)品的碳足跡;為了使服裝具有免燙性能，可以通過抗皺整理來解決，但將增加化學(xué)品、電能的消耗，同樣會增加產(chǎn)品的碳足跡。因此，同類紡織產(chǎn)品碳足跡的比較評價不能單純參照核算結(jié)果的大小，還要有相同的質(zhì)量基準(zhǔn)，不能以犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量來達到降低產(chǎn)品碳足跡的效果。對于待核算的紡織產(chǎn)品，首先必須是合格的產(chǎn)品，滿足現(xiàn)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，然后根據(jù)其理化性能的測試結(jié)果，對處于同一質(zhì)量水平的同類別紡織產(chǎn)品，比較評價其碳足跡的大小，從而得出更為環(huán)保、低碳的產(chǎn)品。

4 結(jié)語

產(chǎn)品碳足跡的研究得到越來越多的關(guān)注，示范產(chǎn)品在不斷增加，對于紡織產(chǎn)品碳足跡的研究和示范也已展開。紡織產(chǎn)品種類豐富，生產(chǎn)工藝鏈長，有效地開展紡織產(chǎn)品碳足跡的核算和評價，目前仍有許多尚待探討和解決的問題。

1)紡織產(chǎn)品全生命周期的碳足跡核算受自然條件、地域條件、消費者生活方式等不可控因素的影響較大，根據(jù)中國紡織工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和優(yōu)勢，可重點開展紡織產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)加工階段的碳足跡研究，建立紡織產(chǎn)品碳足跡的數(shù)據(jù)庫，與行業(yè)發(fā)展的宏觀政策接軌，具有較好的現(xiàn)實意義。

2)各類投入的碳排放系數(shù)是影響產(chǎn)品碳足跡核算結(jié)果的重要因素之一，然而，目前國內(nèi)尚無完整的數(shù)據(jù)庫，國際上的相關(guān)數(shù)據(jù)庫則存在著數(shù)據(jù)陳舊、與中國產(chǎn)業(yè)的實際情況存在偏差等問題，因此，建立各類投入的碳排放系數(shù)數(shù)據(jù)庫是產(chǎn)品碳足跡研究的重要環(huán)節(jié)，而且進行產(chǎn)品碳足跡核算本身就是在豐富各類投入產(chǎn)品碳排放系數(shù)的數(shù)據(jù)庫，二者是相輔相成的關(guān)系。

3)紡織產(chǎn)品生命周期過程中的投入清單，尤其是能耗數(shù)據(jù)的精確計量目前尚未在行業(yè)普遍實現(xiàn)，建立合理的拆分原則，可進一步地提高產(chǎn)品碳足跡核算的準(zhǔn)確度。

4)紡織產(chǎn)品的品質(zhì)影響碳足跡的小大，因此，在統(tǒng)一的質(zhì)量基準(zhǔn)下進行同一類別紡織產(chǎn)品碳足跡的比較評價才是合理而有意義的。

致謝在本文的撰寫過程中，得到中國檢驗認證集團測試技術(shù)有限公司王麗華經(jīng)理、劉馨磊經(jīng)理、杜沖先生，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心嚴(yán)巖博士、博士研究生賈佳、張亞君，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所碩士研究生代方舟，東華大學(xué)碩士研究生孫慶智、劉秀巍等人的支持，特此致謝!

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