基于國際碳足跡標準的中國人造板產業(yè)碳減排路徑研究

　　摘要：基于生命周期分析的碳足跡評估，薰化產品從原材料獲取到最終處理各個階段的溫室氣體排放，已在多個產業(yè)和產品間得到 應用和實踐。碳足跡評估的標準化對碳足跡核算提出指導，減排承諾背景下林產品兼具碳儲減排和替代減排的雙重效益，規(guī)范和統(tǒng) 一 其碳足跡評估 標準并挖掘減 排潛力，對于統(tǒng) 一中國產業(yè)間 的碳足跡評估 有借鑒意義。本文聚焦國際主流且關聯(lián)度較高的產品碳足 跡 核算標準(PAS 2050和GHGProtocol)，以在 中國人造板產 業(yè)占支柱地位 的膠合板為研究對象，量化國際碳足跡標準方法學的差異 性。具體涉及系統(tǒng)界限、取舍原則、分配方法、碳儲存及其延遲排放等。為綜合分析國際碳足跡標準的適用性，通過“搖籃到大門”和 “搖籃到墳墓”系統(tǒng)模型進行評價。結果表明：①PAS2050和GHGProtocol對中國膠合板產業(yè)的碳足跡核算，結果分別為 -1123.46kgCO2e和 -1117.63kgCO2e，在應對氣候減排的背景下，PAS2050標準的應用對膠合扳生產企業(yè)承受的減排壓力較小。 ② PAS2050對評 估實質的環(huán)境 影響提供了其體 的指導，尤其 是對區(qū)別于石 化產品的林產 品碳儲功能,PAS2050提供了測算延遲排放 的具體方法，從產品生產企業(yè)和政策制定的視角，PAS2050對膠合板的碳足跡核算也更具普適性。國際碳足跡標準對中國人造板產 業(yè)的碳減排提供了可供借鑒的改進路徑：①氣候減排熊力發(fā)掘。產品的填埋處理相對燃燒處理可實現(xiàn)549.32％的減排效果。②能源 結構調整?，F(xiàn)場生產階段采用術質生物質能源替代化石能源可顯著減少36.99％～ 38.24％的溫室氣體排放。③產業(yè)鏈優(yōu)化。術質 原料獲取端應推進林板一體化戰(zhàn)略，廢舊產品處理端應加快產品回收利用及政策設計。④市場結構調整。林木資源稀缺，膠合板面 臨被定向刨花板等對木質原材料要求較低的新型木質復合材料替代的趨勢，人造板產業(yè)結構的升級亟待完善。

　　關鍵詞：生命周期分析；國際碳足跡標準；人造板產業(yè);減排路徑

　　在全球氣候變暖日益嚴峻的背景下，如何減少溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG）的排放已成為各方關注的焦點。中國向世界承諾到2030年單位國內生產總值二氧化碳（Carbon Dioxide，CO2）排放比2005年下降60%~ 65%。實現(xiàn)減排承諾，建立科學、統(tǒng)一的溫室氣體計量系統(tǒng)尤為重要。基于生命周期分析法（Life Cycle Asessment，LCA）的產品碳足（Carbon Footprint，CF）評估，量化產品從原材料獲取到最終處理整個生命周期排放的溫室氣體，以二氧化碳當量（CO，equaivant，CO2e）表示"。碳足跡核算挖掘碳減排潛力，全面識別生產過程能源及物料使用效率，以開發(fā)最具成本有效性的生產方案，從而改善環(huán)境問題'”。

　　1國際碳足跡標準化進程

　　PAS2050是最早應用于評估產品碳足跡的國際標準化實踐，也是最基礎的碳足跡核算標準之--，后續(xù)標準參照PAS 2050的內核和框架修訂。PAS 2050于2008年首次發(fā)布并于2011年修訂，聚焦產品溫室氣體排放和對氣候變化的作用。以相關性、完備性、-致性.準確性和透明性為原則，致力于對產品碳足跡評估提出統(tǒng)--的方法學指南。對不同情境下的溫室氣體排放和移除的計量、系統(tǒng)界限定義、數(shù)據(jù)獲取、環(huán)境影響分配碳儲存和延遲排放等要素提供具體的方法框架。不強制評估結果對第三方的交流，僅為產品生產者提供與客戶溝通的最低指導。

　　2方法與數(shù)據(jù)

　　基于生命周期分析法的碳足跡評估包含四個步驟，依次為目的與范圍定義清單分析、影響評估和結果解釋。本文依據(jù)這四個步驟建立比較框架，辨別PAS 2050和GHG Protocol的具體評估準則和計量規(guī)則的異同和特征。

　　2.1目的與范圍定義

　　研究目的界定為基于PAS 2050和GHG Protocol 分別建立膠合板的資源能源和溫室氣體排放清單，完成二者的比較。標準中涉及碳足跡評估的核心方法學議題整理如表1。功能單位的確定使得具有相同功能的產品具備可比性11。PAS 2050規(guī)定按照產品的功能單位報告CO2e的質量，GHG Procol強調研究中所定義的功能單位通常包括功能或服務的大小、使用壽命和預期的質量水平。兩份標準均為功能單位界定提供詳細指南，但是未定義具體產品的功能單位。本研究以1 m'為功能單位，量化膠合板生命周期系統(tǒng)性能。

　　2.2碳足跡計算方法

　　PAS 2050和CHG Protocol 均基于2006 IPCC國家溫室氣體清單指南（Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories）提供的數(shù)量模型，各階段碳足跡通常以活動數(shù)據(jù)與相應排放因子的乘積表述！。

　　2.2.1原材料獲取

　　原材料獲取階段的溫室氣體排放來源于消耗的能源及材料為：Gw=（ZiM，xa；+ Z后Exβ）+η。（3）式中，Gu表示原材料獲取階段碳足跡，M，為第i類材料實物量，即活動系數(shù)，E為第j類能源的活動系數(shù)，a；為第i類材料的排放因子，β為第j類能源的排放因子，n為原材料獲取階段材料及能源利用率。

　　2.2.2現(xiàn)場生產

　　現(xiàn)場生產階段碳足跡源于能源消耗和溫室氣體直接排放，膠合板現(xiàn)場生產主要消耗電能和熱能為：G，=（Z，E，xB，+ E1.O2 xGWP，）+切（4）式中，Gp表示現(xiàn)場生產階段碳足跡，E為現(xiàn)場生產消耗的第j類能源的活動系數(shù)，0。為排放的第k類溫室氣體活動系數(shù)，β，為第j類能源的排放因子，GWP.為第h類溫室氣體全球增溫潛勢值，ηa為現(xiàn)場生產階段能源利用率。

　　3影響評估 與結果解釋

　　3.1碳足跡

　　圖3反映了基于不同標準核算的膠合板的碳足跡，結果顯示，兩個標準皆適用于膠合板產業(yè)“搖籃到大門”的碳足跡核算。根據(jù)PAS 2050和GHG Protocol，"搖籃到大門"系統(tǒng)界限的碳足跡結果分別為-1123.46 kg CO2e和-1 117.63 kg CO2e。從結果上看，兩份標準計算的碳足跡結果均為負值，表明膠合板從原材料獲取到現(xiàn)場生產的生命周期起到碳儲作用。相對GHG Protocol，PAS 2050核算的碳足跡絕對值更大.即在此情況下，膠合板對溫室氣體的清除貢獻更大。取舍原則是造成不同結果的最主要原因，對結果差異性的貢獻達到10.03%，主要影響原木獲取和脲醛樹脂膠生產的碳足跡。

　　3.2最終處理方式的敏感度分析

　　為直觀量化和比較不同廢棄處理方式對碳足跡的影響，“搖籃到墳墓"系統(tǒng)界限的生命周期碳足跡計算僅基于PAS 2050。圖4反映了基準方案S。和假設情境SS2三種方案的膠合板全生命周期碳足跡。

　　4結論與建議

　　4.1研究結論

　　并行開發(fā)的碳足跡標準，皆有其適用性及缺陷。核算碳足跡時依據(jù)不同的標準會降低產業(yè)間碳足跡的可比性，也會造成實際計量的誤差，因此在具體產業(yè)間統(tǒng)一碳足跡標準十分必要。本文聚焦國際上主流且關聯(lián)度較高的兩大產品碳足跡核算標準（PAS 2050和GHG Protocol），在定性分析其方法學核心要素差異性的基礎上，以在中國人造板產業(yè)結構中占絕對優(yōu)勢的膠合板為具體實例，測算和分析膠合板產業(yè)的碳足跡，同時量化標準核心條款的差異，涉及系統(tǒng)界限設置、取舍原則、分配方法、碳儲存及其延遲：排放等方面。結果顯示如下。

　　4.2對策及建議

　　中國是人造板生產大國，但不是制造強國。應用PAS2050和CHGProlocol測算膠合板的碳足跡的分布特征也為中國人造板產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和減排路徑的優(yōu)化升級提供政策建議。

　　（1）優(yōu)選最終處理，推進產品填埋，發(fā)掘氣候減排能力。最終處理方式的敏感度分析填埋處理較燃燒處理可實現(xiàn)549.32%的減排效果，顯著影響產品在整個生命周期階段起到碳源還是碳儲的作用”。填埋處理體現(xiàn)成本效益原則，兼具經濟成本低和環(huán)境影響小的雙重效應。尤其針對具有特殊減排貢獻的人造板產業(yè)，產品的填埋處理是實現(xiàn)全產業(yè)減排的最具成本有效性的方案。優(yōu)選廢棄產品的最終處理方式，首推產品填埋以實現(xiàn)產業(yè)的資源化利用，推進產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　?。?）調整能源結構，開發(fā)木質生物質能源，實現(xiàn)對化石能源的替代。全生命周期的碳足跡評估揭示了各階段的能源耗用和溫室氣體排放，對于挖掘產業(yè)鏈的減排潛力有指導意義。本研究結果表明，膠合板的現(xiàn)場生產對全生命周期的碳足跡貢獻最大.蒸汽和電能是最主要的溫室氣體排放源。對標國外人造板產業(yè)，大多采用木質生物質燃料產熱（），木質燃料是一種可再生 燃料.其生產和使用可有效替代化石能源從而減少產品生產過程的CO2排放。同時，回收使用生產過程產生的木質廢料，在節(jié)約物料的同時也減少燃料運輸，兼具經濟價值和環(huán)境效益。因此，調整現(xiàn)行人造板產業(yè)的能源結構，開發(fā)和投入術質生物質能源，減排潛力可達36.99%~ 38.24%。

　　參考文獻

　　[1]WIEDMANN T，MINX J.A deiniion of carbon foprint[J].Joumal of the Royal Sociely of Medicine，2009，92（4）：193-195.

　　[2]PANDEY D，ACRAWAL M，PANDEY J s.Carbon folpint：curent methods of estimation[J].Envronmental monitoring and asessmend，2011，178（1-4）；135-160..

　　[3]CURRAN M A.Life eycle assesment：a reriew of the mehodology and is aplication lo sustainability[J]，Curtent opinion in chemical engineering，2013.2（3）：273-277.

　　[4]British Sandard Iniulion（BSI）.Publicly available specifeation2050；seification for the asessment of the lile cycle greenhouse gas emissions of goods and srices[S].London：BSI，2008.

　　作者：王珊珊1,2 楊紅強1，2，3

《基于國際碳足跡標準的中國人造板產業(yè)碳減排路徑研究》

上一篇：污水處理廠減排效率的統(tǒng)計評價及影響因素分析

下一篇：中國及“一帶一路”沿線典型國家貿易隱含碳轉移研究