柳　楊　程　志　王廷寧　崔耀東　單臣玉　閆吉春

(寧夏CDM環(huán)保服務中心，銀川　750001)

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基于生命周期評價的寧夏出口枸杞干果產品碳足跡評價
——以寧夏某企業(yè)為例

柳楊程志王廷寧崔耀東單臣玉閆吉春

(寧夏CDM環(huán)保服務中心，銀川750001)

【摘要】隨著氣候變化大會《巴黎協(xié)議》的簽訂，“自下而上”應對氣候變化成為全球氣候治理進程的主要減排機制。本文基于產品碳足跡核算理論，采用生命周期評價方法，以寧夏某企業(yè)為案例，研究寧夏出口枸杞干果產品生命周期溫室氣體排放，評價分析其碳足跡的分布構成，為企業(yè)減少出口枸杞產品的溫室氣體排放提供數據基礎和措施建議。研究結果表明：寧夏某企業(yè)出口枸杞干果產品碳足跡為2.224 kgCO2eq/kg，種植使用的化肥、烘干使用的天然氣、以及產品運輸、加工使用的電力、原料運輸以及種植使用的農藥分別占總排放的44%、 20%、18%、9%、8%、1%，化肥和烘干燃料是控制枸杞產品生命周期溫室氣體排放的主要對象。

【關鍵詞】生命周期評價；枸杞；碳足跡

引言

氣候變化與人類生存和各國發(fā)展模式密切相關，氣候變化巴黎大會受到全球高度關注?！栋屠鑵f(xié)議》為2020年后全球合作應對氣候變化問題指明了方向和目標，確立了以國家自主貢獻為核心的“自下而上”的減排或限排溫室氣體的模式[1]，堅持了“共同但有區(qū)別的責任”原則，傳遞了全球向綠色低碳經濟轉型的信號。

產品碳足跡測量是在發(fā)展低碳經濟的背景下提出的新命題，是國際社會為減緩氣候變化、引導建立低碳生活模式的重要途徑[2]。關于碳足跡概念的討論來源于生態(tài)足跡[3]。Wiedmann和Minx認為碳足跡是指在產品的全生命周期內，包括原材料的獲取、生產與加工、流通與銷售、使用與維護、廢棄與回收等階段所排放的二氧化碳以及其他溫室氣體轉化的二氧化碳等價物的總和[4-5]。英國最早開始實施產品碳足跡認證和碳標簽，隨后其他國家如美國、德國、法國、瑞典、日本、韓國等陸續(xù)開展了碳足跡行動，對產品的碳足跡進行披露[6]。隨著產品碳足跡被越來越多的人們所了解和認識，建立產品足跡碳制度已經是全球貿易的必然發(fā)展趨勢[7]。

寧夏枸杞國內外市場價格也同比增長30%以上。寧夏枸杞出口呈現跨越式增長趨勢，對促進地區(qū)經濟增長具有重要作用。枸杞是寧夏農業(yè)戰(zhàn)略性主導產業(yè)，也是寧夏的優(yōu)勢特色產品及重要出口商品，種植規(guī)模和產量逐年增加。2014年，寧夏枸杞出口量達6877.6噸，出口貨值7053.4萬美元，同比分別增長77%和99.1%，產品出口至世界40余個國家[8-9]。但是對寧夏枸杞的碳足跡研究尚屬空白。

本文以無論在標準化種植、管理水平以及加工技術都具有典型性與普遍性的寧夏回族自治區(qū)銀川市某枸杞出口企業(yè)為研究案例，基于碳足跡理論，采用全生命周期評估法，對枸杞干果產品從原料種植、運輸到加工生產再到產品運輸的生命周期溫室氣體排放進行了核算評價，并對評估結果進行分析與討論，為政府部門和枸杞出口企業(yè)開展溫室氣體減排提供科學依據和數據支撐。

1研究方法

本研究對枸杞干果產品碳足跡評價采用英國標準協(xié)會制定并頒布的《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規(guī)范》(PAS2050)，用于指導計算枸杞干果產品在整個生命周期內溫室氣體排放量。PAS2050是一個建立在生命周期評價方法之上的對產品生命周期內溫室氣體排放進行評價的標準規(guī)范[10]。根據PAS2050指南，枸杞干果產品碳足跡的評估流程如下[11]。

1.1評價范圍

本研究評價范圍是寧夏某公司枸杞干果產品銷售至美國經銷商包括種植、加工、運輸各階段所產生的GHG排放。

1.2功能單位

本研究為方便數據量化，將功能單位定義為從種植、加工到運輸至美國經銷商的每千克枸杞干果產品，最后形成碳足跡標識即每千克枸杞干果產品所產生的碳足跡。碳足跡的計算結果為產品生命周期各種溫室氣體排放量的加權之和，用二氧化碳當量(CO2eq)表示，單位為kgCO2eq。

1.3溫室氣體排放源

本研究根據GHG排放的質量衡量，確定評價的寧夏枸杞干果產品碳足跡標識GHG排放源為《京都議定書》中控制的6種GHG：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O) 、氫氟碳化合物(HFCs) 、全氟碳化合物(PFCs) 、六氟化硫(SF6)。

1.4排放過程

枸杞干果產品的生命周期里直接和間接GHG排放過程包括：①化石燃料燃燒過程：主要為寧夏枸杞干果產品生產中通過燃燒進行烘干過程所產生的GHG排放源；②化學反應：主要為寧夏枸杞種植過程中農藥、化肥發(fā)生分解反應所產生的GHG排放源；間接GHG排放過程：③能源利用：主要為寧夏枸杞產品干果生產過程中電力輸入所產生的GHG排放源；④運行：主要為寧夏枸杞干果產品生產、加工、銷售過程中工廠、倉庫、中央配給中心、辦公室及零售店運行所產生的GHG排放源；⑤服務提供和交付：主要為寧夏枸杞干果產品包裝輸入所產生的GHG排放源；⑥土地利用變化：由于新建寧夏枸杞干果產品生產廠房、倉庫、辦公室等占用草地或林地造成土地利用變化產生的GHG排放源；⑦廢物處置：主要為寧夏枸杞干果產品包裝廢棄處理所產生的GHG排放源。不評價的GHG排放過程：非實質排放源(不足碳足跡總量的1%)；枸杞種植輸入的人力過程；雇員往返工作地點的交通。

1.5系統(tǒng)邊界

為實現上述功能單位的GHG排放評價，本研究的系統(tǒng)邊界定為包括生產枸杞干果產品所有輸入的生產資料和能源的生產過程、產品生產過程以及原材料和產品的運輸。使用階段(包括產品的分銷到用戶使用)和廢棄階段(包括回收或廢棄處置)GHG排放不計入評價，未包括在系統(tǒng)邊界內。系統(tǒng)邊界具體如圖1所示。

圖1　寧夏枸杞干果生命周期系統(tǒng)邊界圖

1.6數據收集原則

本研究在確定枸杞產品GHG排放評價過程中所使用的活動水平數據和排放因子時，優(yōu)先考慮以下方面：①關于時間覆蓋面：應具體針對寧夏枸杞產品生產過程，優(yōu)先考慮與評價當時最近年份、時間期限的活動水平數據和排放因子；②關于地理特點：應優(yōu)先考慮收集寧夏當地枸杞產品生產過程的活動水平數據和排放因子，如枸杞生產某過程中使用的外地產品且無法提供相應的活動水平數據和排放因子，可引用該行業(yè)中同類產品的相應的數據，把范圍逐級擴大到西北、全國、國外；③關于技術覆蓋面：首先應針對評價企業(yè)和對象生產過程中實際應用的某項技術和設備的活動水平數據和排放因子，但如無法收集時，可考慮收集與實際應用的技術和設備類似的同行業(yè)的平均活動水平數據和排放因子；④關于精確性：收集獲取的數據要考慮使用數據的不確定性范圍；⑤關于完整性：收集獲取的數據要考慮使用數據的的代表性程度，如：采樣范圍、測量的周期性等；⑥關于一致性：在開展同一項寧夏枸杞產品碳足跡標識分析評價時的各個部分數據選擇前后要保持統(tǒng)一；⑦關于再現性：收集采用的數據值要最大程度滿足獨立的第三方可核查、可再現評價結果；⑧關于評價周期性：數據收集、評價要與枸杞產品生產周期保持一致。枸杞種植階段的碳足跡評價周期為一個枸杞生產年度，即從前一年枸杞采摘完畢到當年最后一批枸杞收獲完畢。評價當年數據可獲取時，宜收集當年數據。獲取不到當年數據，可利用最接近年份相關的歷史數據。

1.7分配原則

本研究根據經濟價值分配寧夏某企業(yè)枸杞干果產品共生產品的碳足跡，包括倉庫、設備運行、辦公室等所產生的GHG排放。

2數據收集與計算

2.1枸杞種植碳足跡評價

寧夏某企業(yè)枸杞種植執(zhí)行的是標準化種植，種植階段統(tǒng)一施肥、噴農藥、灌水，種植階段生產資料輸入的GHG排放即枸杞鮮果碳足跡。按照重量鮮果與干果的換算比例4.3：1，將枸杞鮮果碳足跡直接折算為枸杞干果產品。本項目評價寧夏某企業(yè)施肥包括化肥和有機肥，化肥使用的是磷酸氫二銨，農藥是有機農藥，枸杞種植基地的灌溉用水是引流黃河，進行自流灌溉，所以不評價灌水引起的碳排放。

表1　枸杞種植碳足跡評價

2.2枸杞加工碳足跡評價

寧夏某企業(yè)枸杞干果加工過程碳排放主要來自兩個加工階段：一是天然氣燃燒鍋爐烘干枸杞；二是其他除雜、分級、檢測、包裝、儲存、辦公及照明系統(tǒng)等過程用電。本項目辦公及照明系統(tǒng)用電造成的排放已經在上面計算。冬季辦公使用暖氣消耗的化石燃料，和夏季辦公可能存在使用空調造成制冷劑的逃逸，兩部分GHG排放少于碳足跡總量的1%，為非實質排放源可忽略不計。本項目辦公及照明系統(tǒng)用電造成的排放已經在上面計算。冬季辦公使用暖氣消耗的化石燃料，和夏季辦公可能存在使用空調造成制冷劑的逃逸，兩部分GHG排放少于碳足跡總量的1%，為非實質排放源可忽略不計。

表2　枸杞加工包裝碳足跡評價

2.3運輸碳足跡評價

(1)原料運輸：從種植地到加工廠。寧夏某企業(yè)將枸杞鮮果從中寧枸杞種植基地運輸至銀川市的加工廠，運輸距離150公里，運輸工具為2噸載重輕型柴油貨車，滿載率為50%。

(2)產品運輸。本項目枸杞干果產品出口到美國，根據系統(tǒng)邊界界定的范圍，運輸方式為公路運輸，從銀川市運輸到天津港。天津港至銀川市的距離為1300km。此數據僅包含了運輸階段，不包含公路建設和車輛制造階段，運輸工具為載重18t的柴油貨車。

表3　枸杞運輸碳足跡評價

3結論與分析

3.1碳足跡評價結論

根據獲取數據計算，得到寧夏某企業(yè)枸杞干果產品碳足跡為2.224kgCO2eq/kg，清單具體如下：

3.2數據分析

根據計算結果可得生命周期過程各項輸入碳足跡貢獻比例圖(如圖2)，由圖可以看出化肥占比最高，達到44%，其次是天然氣20%、產品運輸18%、電力9%、原料運輸8%、農藥1%、最少是包裝可忽略不計。

圖2　生命周期過程碳足跡貢獻比例圖

本項目對枸杞干果產品碳足跡評價是以寧夏某企業(yè)出口美國的枸杞干果產品為例進行核算的，計算結果不能代表寧夏某企業(yè)甚至全寧夏的枸杞干果產品。寧夏某企業(yè)的其它在售枸杞干果產品僅考慮包裝環(huán)節(jié)就與此評價結果不同，所以此評價結果只是針對這一種產品。寧夏其它的枸杞干果產品碳足跡可能會由于種植階段化肥、農藥施用量不同，烘干方式與包裝方式的不同而與此批枸杞干果產品的碳足跡不同。

表4　寧夏某企業(yè)枸杞干果產品碳足跡清單

3.3問題與建議

在產品生命周期中減少碳足跡通常采取預防性的環(huán)境策略，開展清潔生產，減少污染物的產生。生產運營過程中節(jié)約原材料與能源，如最大限度地減少化肥、農藥使用，電力、天然氣消耗等。

本項目通過研究寧某企業(yè)枸杞干果產品碳足跡，計算結果顯示化肥在枸杞干果產品碳足跡中占比最高，是減少碳足跡的最優(yōu)渠道。針對此種情況，建議使用緩釋化肥，提高化肥使用率，減少化肥使用量；或提高有機肥使用比例，因為同等質量的化肥是有機肥碳排放的4倍左右，提高有機肥使用比例可減少碳足跡。

利用寧夏充足的太陽能等自然資源加工曬干枸杞，或是使用清潔電力如光伏發(fā)電、風力發(fā)電也將大大減少枸杞干果產品碳足跡。

參考文獻：

[1]祁悅，謝高地，蓋力強，張彩霞，李士美.基于表觀消費量法的中國碳足跡估算[J].資源科學2010，32(11)：2053-2058.

[2]蔣婷，陳澤勇，姚婷婷，等.香云紗面料碳足跡評價[J]印染，2012(8)：39-41.

[3]侯彩霞，趙雪雁，文巖，張亮，張方圓.不同生計方式農戶的碳足跡研究—以黑河流域中游張掖市為例[J].自然資源學報中國造紙，2014，29(4)：587-597.

[4]馬倩倩，盧寶榮，張清文.碳足跡評價及其在造紙行業(yè)的應用[J].中國造紙，2011，30(11)：65-69.

[5]Thomas Wiedmann and Jan Minx.A definition of carbon footprint[R].ISA Research Report，2007.

[6]馮文艷，張慶娟，丁雪梅.精紡羊毛織物工業(yè)碳足跡核算[J].毛紡科技，2015，43 (5)：62-66.

[7]Tan，Kwan Chong.“Stimulating Carbon Eficient Supply Chain：Carbon Labels and Voluntary Public Private Partnerships”，Massachusetts Institute of Technology[M].Massachusetts Institute of Technology，2009：24.

[8]寧夏日報.寧夏枸杞出口突破7000萬美元大關[EB/OL].http：//sz.nxnews.net/nxrb/html/2015-01/08/content_582020.htm

[9]寧夏新聞網.寧夏枸杞成中國枸杞產業(yè)“領頭雁”[EB/OL].http：/www.nxnews.net/cj/system/2014/01/27/010987571.shtml.2014-01-27

[10]姚蕾.紡織服裝原材料階段碳足跡評價及碳減排措施-以棉花為例[J].天津工業(yè)大學學報，2014，33(1)：71-78.

[11]BSI.PAS2050：Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services，2008.

[12]柳楊，程志，王廷寧，黎水寶.基于生命周期評價的氮肥溫室氣體排放研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015 (3)：66-68.

[13]E Audsley，K Stacey，D Parsons，et al.Estimation of the Greenhouse Gas Emission from Agriculture Pesticide Manufature and Use[M].Cranfield University，2009.

[14]侯萍，王洪濤，張浩，范辭冬，黃娜.用于組織和產品碳足跡的中國電力溫室氣體排放因子[J].2012，32 (6)：961-967.

[15]Abdul Azeez Erumbana，Reitze Goumaa，Bart Losa，b，Robert Stehrerc，Umed Temurshoevb，Marcel Timmer a，b，Gaaitzen de Vries.The World Input-Output Database (WIOD)：Construction，Challenges and Applications[R].World Bank workshop，2011.

[16]Strutt J，Wilson S，Shorney Darby H，et a1.Assessing the carbon footprint of water production[J].Journal of the American Water Works Association，2008，100(6)：80-91.

[17]Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).Good Practice Guidanceand UncertaintyManagement in National Greenhouse Gas Inventories：N2OEmissions from Adiphic Acid and Nitric Acid Production[R].London，U.K.2000.

Carbon footprint Assessment of Ningxia Wolfberry Product of Export Based on Life Cycle Assessment-an Example Company in Ningxia

LIUYangCHENG ZhiWANG TingningCUI YaodongSHAN ChenyuYAN Jichun

(Ningxia CDM Service Center，Yinchuan 750001)

Abstract：As the climate change conference agreement signed in Paris，“down-top” to address climate change become the main reduction mechanism of global climate governance process. Based on the theory of product carbon footprint calculation，using the method of life cycle assessment，life cycle greenhouse gas emissions of wolfberry product for export of a company in Ningxia were researched. The distribution of its carbon footprint were analyzed. Data base and suggestions were provided for enterprises to reduce greenhouse gas emissions in export wolfberry products. Results showed that wolfberry product carbon footprint of the company in Ningxia was the 2.224kg CO2eq/kg，planting fertilizer，drying gas，product transportation，electricity，raw materials transportation，pesticides as well as the growing were accounted for 44% 20%，18%，9%，8%，1% of total emissions. Fertilizer and drying fuel were the main control of the product life cycle greenhouse gas emissions.

Keywords：LCA；Nitrogen；Greenhouse Gas Emission

中圖分類號：X21

文獻標識碼：A

文章編號：1673-288X(2016)02-0049-04

通訊作者：程志，副研究員，總工程師，主要從事溫室氣體清單編制工作

作者簡介：柳楊，副研究員，部門主任，主要從事應對氣候變化研究工作

項目資助：寧夏自然科學基金項目“基于生命周期評價的氮肥溫室氣體排放機理研究”(NZ14255)

引用文獻格式：柳楊等.基于生命周期評價的寧夏出口枸杞干果產品碳足跡評價[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(2)：49-52.