張佳雯

摘 要：為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，降低農(nóng)產(chǎn)品物流過程的碳排放是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。本文以新鮮馬鈴薯為例，采用生命周期評價法，通過目的與系統(tǒng)邊界設(shè)定、數(shù)據(jù)收集、清單分析，計算了馬鈴薯在其生命周期各個階段的碳排放。

關(guān)鍵詞：生命周期評估；碳足跡；農(nóng)產(chǎn)品；物流

碳足跡（Carbon Footprint，CF）被定義為在產(chǎn)品或生命周期內(nèi)，包括原料獲取、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸耗能、廢棄物處理、回收等環(huán)境導(dǎo)致的溫室氣體排放量總和，這是評估人類活動對環(huán)境影響的一種例行方法。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，碳足跡可以被用來評估農(nóng)作物在生產(chǎn)過程（一個生命周期或作物季）中各項農(nóng)業(yè)活動引起的溫室氣體排放總量，以此探索農(nóng)業(yè)碳減排的途徑或措施。

1 碳足跡計算方法

本文對于產(chǎn)品碳足跡的計算主要是以英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會、碳信托公司與Defra聯(lián)合發(fā)布的以PAS2050為依據(jù)的生命周期評估法LCA（Life Cycle Assessment）。LCA法作為一種環(huán)境評估工具，能夠?qū)Ξ?dāng)前的環(huán)境沖突進(jìn)行有效的定量分析與評價，同時可以對產(chǎn)品及其“從搖籃到墳?zāi)埂钡倪^程所涉及的環(huán)境問題進(jìn)行評價，它的評估方法包括四步：目的和調(diào)查范圍設(shè)定、清單分析、環(huán)境影響評估和結(jié)果解釋。

2 生命周期評價

2.1 目的與調(diào)查范圍設(shè)定

本文通過收集相關(guān)數(shù)據(jù)對新鮮土豆（Solanum lycopersicum）的生命周期過程進(jìn)行分析，進(jìn)而得出土豆碳足跡的數(shù)據(jù)。研究范圍是北京市內(nèi)某企業(yè)銷售至山東?。ㄟ\(yùn)輸范圍）包括生產(chǎn)種植、運(yùn)輸配送、回收等各階段所產(chǎn)生的溫室氣體排放。

2.2 功能單位

功能單位描述了一個產(chǎn)品系統(tǒng)滿足的主要功能，決定了產(chǎn)品進(jìn)行比較的尺度和計量基準(zhǔn)，并表明了生命周期評價研究中這一功能的大小本研究中功能單元有單位產(chǎn)量碳足跡（產(chǎn)品碳足跡），單位為kg CO2-eq kg-1。為了給研究提供一個可參考的單位，從而對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行分析，本文取10t土豆為研究對象。

2.3 系統(tǒng)邊界

本文中作物生產(chǎn)碳足跡的系統(tǒng)邊界確定為種植土豆所輸入的生產(chǎn)資料、能源生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品的運(yùn)輸?shù)?。由于地理位置和氣候的影響，我國的土豆生產(chǎn)主要以地膜覆蓋為主，運(yùn)輸方式有公路運(yùn)輸、海運(yùn)、鐵路運(yùn)輸?shù)?，本文將運(yùn)輸起點(diǎn)設(shè)置為北京，消費(fèi)終端為山東省。為簡化系統(tǒng)邊界，本文不將產(chǎn)品分銷與回收廢棄階段的GHG排放計入評價。

2.4 清單分析

本文將碳源分為柴油、電力及其他排放源（氮磷鉀化肥），碳排放量單位為t CO2e/hm2，馬鈴薯生產(chǎn)活動的碳排放系數(shù)及排放量如表2-1所示：

3 碳足跡計算

3.1 生產(chǎn)過程的排放

北京市地區(qū)處于位于北緯39O56分，東經(jīng)116O20分，地處華北大平原的北部，東南部距渤海約150千米，其余均與河北省交界。北京氣候?qū)俚湫偷呐瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，春秋較短，冬夏較長。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。因此，在夏秋季時馬鈴薯可以在農(nóng)田或塑料大棚自然生長，其他季節(jié)則需要在溫控條件下生長。

種植馬鈴薯使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜、灌溉用電所導(dǎo)致的溫室氣體排放，使用以下公式計算：

CFM=∑（Ali×EFi）

CFM表示第i項農(nóng)業(yè)投入引起的溫室氣體排放的總和，單位為tCO2-eq；i表示某種農(nóng)業(yè)投入或來源；Ali是第i種農(nóng)業(yè)投入或來源的數(shù)量（化肥、農(nóng)藥單位為t）；EFi是第i種農(nóng)業(yè)投入的溫室氣體排放因子，單位為tCO2-eq每單位體積或質(zhì)量。

收集的化肥及油電耗能數(shù)據(jù)如表3-1所示：

在生產(chǎn)環(huán)節(jié)方面，每生產(chǎn)1000kg塊莖需要：氮（N）5-6kg；磷（P2O5）1-3kg；鉀（K2O）12-13kg；氮磷鉀三要素之比為2.2：1：4.6。經(jīng)過計算，本文假設(shè)生產(chǎn)10噸土豆，使用化肥所導(dǎo)致的碳排放數(shù)據(jù)為353.73 kg CO2-eq kg-1。

3.2 運(yùn)輸過程的排放

運(yùn)輸子環(huán)節(jié)分為小型貨車、重型貨車，存儲條件在這里假設(shè)為批發(fā)商及零售商的冷藏存儲，廢棄方式選擇填埋處理。其中為計算運(yùn)輸?shù)奶寂欧艛?shù)據(jù)，本文從中國碳排放計算網(wǎng)站收集出相關(guān)環(huán)節(jié)的排放數(shù)據(jù)，如表3-2所示。

從山東青島到北京市土豆批發(fā)市場的公路運(yùn)輸距離為300km，從北京最大的農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場到零售商的距離假設(shè)為100km。經(jīng)過計算得出，由生產(chǎn)商到批發(fā)商運(yùn)輸時10t土豆的碳足跡為147.31kg CO2-eq kg-1，由批發(fā)商到零售商運(yùn)輸產(chǎn)生的碳足跡為81.71 kg CO2-eq kg-1。若使用鐵路運(yùn)輸，則產(chǎn)生的碳足跡為137.7 kg CO2-eq kg-1。

3.3 存儲、廢棄處理過程的排放

根據(jù)《GBT 25868-2010 早熟馬鈴薯預(yù)冷和冷藏運(yùn)輸指南》規(guī)定，馬鈴薯的預(yù)冷和運(yùn)輸溫度應(yīng)控制在10OC—12OC，存儲過程導(dǎo)致的CO2排放主要是由于進(jìn)行溫度控制時的耗電[7]，不同發(fā)電方式造成的溫室氣體排放不同，存儲過程造成的排放為：

0.3kWh/t·day×785g/kWh+1×103kg=0.2355g/kg·day

4 結(jié)果解釋

由上述分析可知，馬鈴薯生產(chǎn)過程中的使用化肥時氮肥所導(dǎo)致的碳排放占比最大，鉀肥次之，生產(chǎn)方式以及化肥比例對馬鈴薯生命周期的CO2排放量影響很大。運(yùn)輸過程中，鐵路運(yùn)輸造成的CO2排放比公路運(yùn)輸高，因此，運(yùn)輸配送應(yīng)盡量選擇公運(yùn)。存儲及溫度預(yù)冷過程的CO2排放為0.2355g/kg·day，廢棄選擇為填埋處理，CO2排放為41.21kg/t。在農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域中采用生命周期評價法，對農(nóng)產(chǎn)品的碳足跡進(jìn)行計算，分析農(nóng)產(chǎn)品物流過程中各個環(huán)節(jié)的碳排放量，從而為農(nóng)業(yè)碳減排提供依據(jù)和措施。

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