摘要:摘要:基于生命周期分析的碳足跡評(píng)估,薰化產(chǎn)品從原材料獲取到最終處理各個(gè)階段的溫室氣體排放,已在多個(gè)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品間得到 應(yīng)用和實(shí)踐。碳足跡評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)碳足跡核算提出指
摘要:基于生命周期分析的碳足跡評(píng)估,薰化產(chǎn)品從原材料獲取到最終處理各個(gè)階段的溫室氣體排放,已在多個(gè)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品間得到 應(yīng)用和實(shí)踐。碳足跡評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)碳足跡核算提出指導(dǎo),減排承諾背景下林產(chǎn)品兼具碳儲(chǔ)減排和替代減排的雙重效益,規(guī)范和統(tǒng) 一 其碳足跡評(píng)估 標(biāo)準(zhǔn)并挖掘減 排潛力,對(duì)于統(tǒng) 一中國產(chǎn)業(yè)間 的碳足跡評(píng)估 有借鑒意義。本文聚焦國際主流且關(guān)聯(lián)度較高的產(chǎn)品碳足 跡 核算標(biāo)準(zhǔn)(PAS 2050和GHGProtocol),以在 中國人造板產(chǎn) 業(yè)占支柱地位 的膠合板為研究對(duì)象,量化國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn)方法學(xué)的差異 性。具體涉及系統(tǒng)界限、取舍原則、分配方法、碳儲(chǔ)存及其延遲排放等。為綜合分析國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn)的適用性,通過“搖籃到大門”和 “搖籃到墳?zāi)?rdquo;系統(tǒng)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:①PAS2050和GHGProtocol對(duì)中國膠合板產(chǎn)業(yè)的碳足跡核算,結(jié)果分別為 -1123.46kgCO2e和 -1117.63kgCO2e,在應(yīng)對(duì)氣候減排的背景下,PAS2050標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用對(duì)膠合扳生產(chǎn)企業(yè)承受的減排壓力較小。 ② PAS2050對(duì)評(píng) 估實(shí)質(zhì)的環(huán)境 影響提供了其體 的指導(dǎo),尤其 是對(duì)區(qū)別于石 化產(chǎn)品的林產(chǎn) 品碳儲(chǔ)功能,PAS2050提供了測算延遲排放 的具體方法,從產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和政策制定的視角,PAS2050對(duì)膠合板的碳足跡核算也更具普適性。國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中國人造板產(chǎn) 業(yè)的碳減排提供了可供借鑒的改進(jìn)路徑:①氣候減排熊力發(fā)掘。產(chǎn)品的填埋處理相對(duì)燃燒處理可實(shí)現(xiàn)549.32%的減排效果。②能源 結(jié)構(gòu)調(diào)整?,F(xiàn)場生產(chǎn)階段采用術(shù)質(zhì)生物質(zhì)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(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化。術(shù)質(zhì) 原料獲取端應(yīng)推進(jìn)林板一體化倡議,廢舊產(chǎn)品處理端應(yīng)加快產(chǎn)品回收利用及政策設(shè)計(jì)。④市場結(jié)構(gòu)調(diào)整。林木資源稀缺,膠合板面 臨被定向刨花板等對(duì)木質(zhì)原材料要求較低的新型木質(zhì)復(fù)合材料替代的趨勢,人造板產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)亟待完善。
關(guān)鍵詞:生命周期分析;國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn);人造板產(chǎn)業(yè);減排路徑
在全球氣候變暖日益嚴(yán)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(guān)注的焦點(diǎn)。中國向世界承諾到2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳(Carbon Dioxide,CO2)排放比2005年下降60%~ 65%。實(shí)現(xiàn)減排承諾,建立科學(xué)、統(tǒng)一的溫室氣體計(jì)量系統(tǒng)尤為重要?;谏芷诜治龇ǎ↙ife Cycle Asessment,LCA)的產(chǎn)品碳足(Carbon Footprint,CF)評(píng)估,量化產(chǎn)品從原材料獲取到最終處理整個(gè)生命周期排放的溫室氣體,以二氧化碳當(dāng)量(CO,equaivant,CO2e)表示"。碳足跡核算挖掘碳減排潛力,全面識(shí)別生產(chǎn)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(chǎn)方案,從而改善環(huán)境問題'”。

1國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
PAS2050是最早應(yīng)用于評(píng)估產(chǎn)品碳足跡的國際標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)踐,也是最基礎(chǔ)的碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)之--,后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)參照PAS 2050的內(nèi)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(chǎn)品溫室氣體排放和對(duì)氣候變化的作用。以相關(guān)性、完備性、-致性.準(zhǔn)確性和透明性為原則,致力于對(duì)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估提出統(tǒng)--的方法學(xué)指南。對(duì)不同情境下的溫室氣體排放和移除的計(jì)量、系統(tǒng)界限定義、數(shù)據(jù)獲取、環(huán)境影響分配碳儲(chǔ)存和延遲排放等要素提供具體的方法框架。不強(qiáng)制評(píng)估結(jié)果對(duì)第三方的交流,僅為產(chǎn)品生產(chǎn)者提供與客戶溝通的最低指導(dǎo)。
2方法與數(shù)據(jù)
基于生命周期分析法的碳足跡評(píng)估包含四個(gè)步驟,依次為目的與范圍定義清單分析、影響評(píng)估和結(jié)果解釋。本文依據(jù)這四個(gè)步驟建立比較框架,辨別PAS 2050和GHG Protocol的具體評(píng)估準(zhǔn)則和計(jì)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(biāo)準(zhǔn)中涉及碳足跡評(píng)估的核心方法學(xué)議題整理如表1。功能單位的確定使得具有相同功能的產(chǎn)品具備可比性11。PAS 2050規(guī)定按照產(chǎn)品的功能單位報(bào)告CO2e的質(zhì)量,GHG Procol強(qiáng)調(diào)研究中所定義的功能單位通常包括功能或服務(wù)的大小、使用壽命和預(yù)期的質(zhì)量水平。兩份標(biāo)準(zhǔn)均為功能單位界定提供詳細(xì)指南,但是未定義具體產(chǎn)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(jì)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(dòng)數(shù)據(jù)與相應(yīng)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(shí)物量,即活動(dòng)系數(shù),E為第j類能源的活動(dòng)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(chǎn)
現(xiàn)場生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)階段碳足跡,E為現(xiàn)場生產(chǎn)消耗的第j類能源的活動(dòng)系數(shù),0。為排放的第k類溫室氣體活動(dòng)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(chǎn)階段能源利用率。
3影響評(píng)估 與結(jié)果解釋
3.1碳足跡
圖3反映了基于不同標(biāo)準(zhǔn)核算的膠合板的碳足跡,結(jié)果顯示,兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)皆適用于膠合板產(chǎn)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(jié)果分別為-1123.46 kg CO2e和-1 117.63 kg CO2e。從結(jié)果上看,兩份標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的碳足跡結(jié)果均為負(fù)值,表明膠合板從原材料獲取到現(xiàn)場生產(chǎn)的生命周期起到碳儲(chǔ)作用。相對(duì)GHG Protocol,PAS 2050核算的碳足跡絕對(duì)值更大.即在此情況下,膠合板對(duì)溫室氣體的清除貢獻(xiàn)更大。取舍原則是造成不同結(jié)果的最主要原因,對(duì)結(jié)果差異性的貢獻(xiàn)達(dá)到10.03%,主要影響原木獲取和脲醛樹脂膠生產(chǎn)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(duì)碳足跡的影響,“搖籃到墳?zāi)?quot;系統(tǒng)界限的生命周期碳足跡計(jì)算僅基于PAS 2050。圖4反映了基準(zhǔn)方案S。和假設(shè)情境SS2三種方案的膠合板全生命周期碳足跡。
4結(jié)論與建議
4.1研究結(jié)論
并行開發(fā)的碳足跡標(biāo)準(zhǔn),皆有其適用性及缺陷。核算碳足跡時(shí)依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)降低產(chǎn)業(yè)間碳足跡的可比性,也會(huì)造成實(shí)際計(jì)量的誤差,因此在具體產(chǎn)業(yè)間統(tǒng)一碳足跡標(biāo)準(zhǔn)十分必要。本文聚焦國際上主流且關(guān)聯(lián)度較高的兩大產(chǎn)品碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)(PAS 2050和GHG Protocol),在定性分析其方法學(xué)核心要素差異性的基礎(chǔ)上,以在中國人造板產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占絕對(duì)優(yōu)勢的膠合板為具體實(shí)例,測算和分析膠合板產(chǎn)業(yè)的碳足跡,同時(shí)量化標(biāo)準(zhǔn)核心條款的差異,涉及系統(tǒng)界限設(shè)置、取舍原則、分配方法、碳儲(chǔ)存及其延遲:排放等方面。結(jié)果顯示如下。
4.2對(duì)策及建議
中國是人造板生產(chǎn)大國,但不是制造強(qiáng)國。應(yīng)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(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和減排路徑的優(yōu)化升級(jí)提供政策建議。
?。?)優(yōu)選最終處理,推進(jìn)產(chǎn)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(shí)現(xiàn)549.32%的減排效果,顯著影響產(chǎn)品在整個(gè)生命周期階段起到碳源還是碳儲(chǔ)的作用”。填埋處理體現(xiàn)成本效益原則,兼具經(jīng)濟(jì)成本低和環(huán)境影響小的雙重效應(yīng)。尤其針對(duì)具有特殊減排貢獻(xiàn)的人造板產(chǎn)業(yè),產(chǎn)品的填埋處理是實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)減排的最具成本有效性的方案。優(yōu)選廢棄產(chǎn)品的最終處理方式,首推產(chǎn)品填埋以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的資源化利用,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
?。?)調(diào)整能源結(jié)構(gòu),開發(fā)木質(zhì)生物質(zhì)能源,實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的替代。全生命周期的碳足跡評(píng)估揭示了各階段的能源耗用和溫室氣體排放,對(duì)于挖掘產(chǎn)業(yè)鏈的減排潛力有指導(dǎo)意義。本研究結(jié)果表明,膠合板的現(xiàn)場生產(chǎn)對(duì)全生命周期的碳足跡貢獻(xiàn)最大.蒸汽和電能是最主要的溫室氣體排放源。對(duì)標(biāo)國外人造板產(chǎn)業(yè),大多采用木質(zhì)生物質(zhì)燃料產(chǎn)熱(),木質(zhì)燃料是一種可再生 燃料.其生產(chǎn)和使用可有效替代化石能源從而減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程的CO2排放。同時(shí),回收使用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的木質(zhì)廢料,在節(jié)約物料的同時(shí)也減少燃料運(yùn)輸,兼具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境效益。因此,調(diào)整現(xiàn)行人造板產(chǎn)業(yè)的能源結(jié)構(gòu),開發(fā)和投入術(shù)質(zhì)生物質(zhì)能源,減排潛力可達(dá)36.99%~ 38.24%。
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作者:王珊珊1,2 楊紅強(qiáng)1,2,3