碳足跡報(bào)告
發(fā)布時(shí)間:
2024-09-14
本項(xiàng)目受大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司委托,由北京耀陽高技術(shù)服務(wù)有限公司執(zhí)行完成。研究的目的是以生命周期評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ),采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization,簡(jiǎn)稱ISO)編制的ISO 14067標(biāo)準(zhǔn)和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(British Standards Institution,簡(jiǎn)稱BSI)編制的PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的碳足跡核算方法,計(jì)算得到大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的碳足跡。
為了滿足碳足跡第三方認(rèn)證以及與各相關(guān)方溝通的需要,本報(bào)告的功能單位定義為生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠。系統(tǒng)邊界為“從搖籃到大門”類型,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司從原材料進(jìn)廠到聚合物鉻凝膠產(chǎn)品出廠的過程,電力、水、聚丙烯酰胺等數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫。
聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的碳足跡分析見第四章。報(bào)告中對(duì)產(chǎn)品消耗的原輔料進(jìn)行了分析、各生產(chǎn)工序?qū)μ甲阚E貢獻(xiàn)比例做了分析、對(duì)其生產(chǎn)的靈敏度進(jìn)行了分析。從分析結(jié)果來看,大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠的碳足跡為37.14 kgCO2e。其中,聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期過程中,原材料的獲取過程對(duì)碳足跡貢獻(xiàn)較大,占聚合物鉻凝膠碳足跡的77.5%;能源獲取過程次之,占22.5%。
研究過程中,數(shù)據(jù)質(zhì)量被認(rèn)為是最重要的考慮因素之一。本次數(shù)據(jù)收集和選擇的指導(dǎo)原則是,數(shù)據(jù)盡可能具有代表性,主要體現(xiàn)在生產(chǎn)商、技術(shù)、地域、時(shí)間等方面。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司從原材料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的過程。大部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大宗原材料的數(shù)據(jù)來源于CLCD數(shù)據(jù)庫,此數(shù)據(jù)庫由成都億科環(huán)境科技有限公司自主開發(fā),代表了中國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)平均水平,CLCD數(shù)據(jù)庫缺乏的原材料數(shù)據(jù)由Ecoinvent提供,中國(guó)的混合電力生產(chǎn)的數(shù)據(jù)來源于CLCD數(shù)據(jù)庫。本研究選用的數(shù)據(jù)在國(guó)內(nèi)外LCA研究中被高度認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。
此外,通過eFootprint軟件實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的生命周期建模、計(jì)算和結(jié)果分析,以保證數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果的可溯性和可再現(xiàn)性。
近年來,溫室效應(yīng)、氣候變化已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn),“碳足跡”這個(gè)新的術(shù)語越來越廣泛地為全世界所使用。碳足跡通常分為項(xiàng)目層面、組織層面、產(chǎn)品層面這三個(gè)層面。產(chǎn)品碳足跡(Carbon Footprint of Products,CFP)是指衡量某個(gè)產(chǎn)品在其生命周期各階段的溫室氣體排放量總和,即從原材料開采、產(chǎn)品生產(chǎn)(或服務(wù)提供)、分銷、使用到最終處置/再生利用等多個(gè)階段的各種溫室氣體排放的累加。溫室氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFC)和全氟化碳(PFC)等[1]。碳足跡的計(jì)算結(jié)果為產(chǎn)品生命周期各種溫室氣體排放量的加權(quán)之和,用二氧化碳當(dāng)量(CO2e)表示,單位為kg CO2e或者g CO2e。全球變暖潛值(Gobal Warming Potential,簡(jiǎn)稱GWP),即各種溫室氣體的二氧化碳當(dāng)量值,通常采用聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專家委員會(huì)(IPCC)提供的值,目前這套因子被全球范圍廣泛適用。
產(chǎn)品碳足跡計(jì)算只包含一個(gè)完整生命周期評(píng)估(LCA)的溫室氣體的部分[2]?;?/font>LCA的評(píng)價(jià)方法,國(guó)際上已建立起多種碳足跡評(píng)估指南和要求,用于產(chǎn)品碳足跡認(rèn)證,目前廣泛使用的碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)有三種:①《PAS2050:2011商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評(píng)價(jià)規(guī)范》,此標(biāo)準(zhǔn)是由英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(BSI)與碳信托公司(Carbon Trust)、英國(guó)食品和鄉(xiāng)村事務(wù)部(Defra)聯(lián)合發(fā)布,是國(guó)際上最早的、具有具體計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn),也是目前使用較多的產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);②《溫室氣體核算體系:產(chǎn)品壽命周期核算與報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)》,此標(biāo)準(zhǔn)是由世界資源研究所(World Resources Institute,簡(jiǎn)稱WRI)和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)(World Business Council for Sustainable Development,簡(jiǎn)稱WBCSD)發(fā)布的產(chǎn)品和供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn);③《ISO/TS 14067:2013 溫室氣體——產(chǎn)品碳足跡——量化和信息交流的要求與指南》,此標(biāo)準(zhǔn)以PAS 2050為種子文件,由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)編制發(fā)布。產(chǎn)品碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)目的是建立一個(gè)一致的、國(guó)際間認(rèn)可的評(píng)估產(chǎn)品碳足跡的方法。
2.1 大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司及其產(chǎn)品介紹
大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司(XWT)座落于中國(guó)第一大油田所在城市—大慶市,是一個(gè)集科研、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、施工作業(yè)、技術(shù)服務(wù)于一體的綜合性企業(yè),始建于1994年,注冊(cè)資金1.0005億元,固定資產(chǎn)1.2億元,具有自營(yíng)進(jìn)出口權(quán),成為國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),是中石油一級(jí)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)員單位。
XWT業(yè)務(wù)領(lǐng)域方向?yàn)橛蜌馓镩_采用化學(xué)助劑及其施工作業(yè)涉及的整體配套服務(wù)。產(chǎn)品和服務(wù)包括調(diào)剖調(diào)驅(qū)劑、聚丙烯酰胺、提高采收率用表面活性劑、壓裂助劑、油田化學(xué)助劑、工業(yè)水處理劑的設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、銷售及其技術(shù)服務(wù),油(水)井調(diào)剖作業(yè),甲醇、液氨、乙二醇、三甘醇的銷售;機(jī)械設(shè)備和石油鉆采專用設(shè)備的銷售及售后服務(wù)。
2.2 研究目的
本研究的目的是核算大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚合物鉻凝膠產(chǎn)品全生命周期過程的碳足跡,為第三方碳足跡認(rèn)證提供詳細(xì)信息和數(shù)據(jù)支持。
碳足跡核算是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司實(shí)現(xiàn)低碳、綠色發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,披露產(chǎn)品的碳足跡是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司環(huán)境保護(hù)工作和社會(huì)責(zé)任的一部分,也是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司邁向國(guó)際市場(chǎng)的重要一步。本項(xiàng)目的研究結(jié)果將為大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司與聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的采購(gòu)商和第三方的有效溝通提供良好的途徑,對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品全供應(yīng)鏈的溫室氣體減排具有積極作用。
本項(xiàng)目研究結(jié)果的潛在溝通對(duì)象包括兩個(gè)群體:一是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司內(nèi)部管理人員及其他相關(guān)人員,二是企業(yè)外部利益相關(guān)方,如上游供應(yīng)商、下游采購(gòu)商、地方政府和環(huán)境非政府組織等。
2.3 研究范圍
根據(jù)本項(xiàng)目研究目的,按照PAS 2050[3]和ISO 14067[4]標(biāo)準(zhǔn)的要求。確定本研究的研究范圍包括功能單位、系統(tǒng)邊界、分配原則、取舍原則、影響評(píng)價(jià)方法和數(shù)據(jù)質(zhì)量要求等。
2.3.1 功能單位
為方便系統(tǒng)中輸入/輸出的量化,功能單位被定義為生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠。
2.3.2系統(tǒng)邊界
圖1.1 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)系統(tǒng)邊界圖
在這項(xiàng)研究中,聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的系統(tǒng)邊界屬“從搖籃到大門”的類型,為了實(shí)現(xiàn)上述功能單位,聚合物鉻凝膠的系統(tǒng)邊界見下表:
表1.2 包含和未包含在系統(tǒng)邊界內(nèi)的生產(chǎn)過程
包含的過程 |
未包含的過程 |
|
|
2.3.3 取舍準(zhǔn)則
本研究采用的取舍準(zhǔn)則為:
- 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比小于1%,且上游數(shù)據(jù)不可得的物料被忽略
- 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比小于1%,且上游數(shù)據(jù)可得的物料不被忽略
- 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比大于1%,且上游數(shù)據(jù)不可得的物料采用按化學(xué)成分近似替代
- 來自于上游的低價(jià)值物料,如礦渣、爐渣等
本報(bào)告所有原輔料和能源等消耗都關(guān)聯(lián)了上游數(shù)據(jù),部分消耗的上游數(shù)據(jù)采用近似替代的方式處理,因此無忽略的物料。
2.3.4 影響類型和評(píng)價(jià)方法
基于研究目標(biāo)的定義,本研究只選擇了全球變暖這一種影響類型,并對(duì)產(chǎn)品生命周期的全球變暖潛值(GWP)進(jìn)行了分析,因?yàn)?/font>GWP是用來量化產(chǎn)品碳足跡的環(huán)境影響指標(biāo)。
研究過程中統(tǒng)計(jì)了各種溫室氣體,包括二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亞氮(N2O),四氟化碳(CF4),六氟乙烷(C2F6),六氟化硫(SF6),氫氟碳化物(HFC)和哈龍等。并且采用了IPCC第四次評(píng)估報(bào)告(2007年)提出的方法來計(jì)算產(chǎn)品生產(chǎn)周期的GWP值。該方法基于100年時(shí)間范圍內(nèi)其他溫室氣體與二氧化碳相比得到的相對(duì)輻射影響值,即特征化因子,此因子用來將其他溫室氣體的排放量轉(zhuǎn)化為CO2當(dāng)量(CO2e)。例如,1kg甲烷在100年內(nèi)對(duì)全球變暖的影響相當(dāng)于25kg二氧化碳排放對(duì)全球變暖的影響,因此以二氧化碳當(dāng)量(CO2e)為基礎(chǔ),甲烷的特征化因子就是25kg CO2e[6]。
2.3.5 軟件和數(shù)據(jù)庫
本研究采用eFootprint軟件系統(tǒng),建立了聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期模型,并計(jì)算得到LCA結(jié)果。eFootprint軟件系統(tǒng)是由億科環(huán)境科技有限公司研發(fā)的在線LCA分析軟件,支持全生命周期過程分析,并內(nèi)置了中國(guó)生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(CLCD)、歐盟ELCD數(shù)據(jù)庫和瑞士的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫。
研究過程中用到的數(shù)據(jù)庫,包括CLCD和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫中生產(chǎn)和處置過程數(shù)據(jù)都是“從搖籃到大門”的匯總數(shù)據(jù),分別介紹如下:
中國(guó)生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(CLCD)由成都億科環(huán)境科技有限公司開發(fā),是一個(gè)基于中國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)系統(tǒng)生命周期核心模型的行業(yè)平均數(shù)據(jù)庫。CLCD數(shù)據(jù)庫包括國(guó)內(nèi)主要能源、交通運(yùn)輸和基礎(chǔ)原材料的清單數(shù)據(jù)集,其中電力(包括火力發(fā)電和水力發(fā)電以及混合電力傳輸)和公路運(yùn)輸被本研究所采用。2009年,CLCD數(shù)據(jù)庫研究被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)和聯(lián)合環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)協(xié)會(huì)(SETAC)授予生命周期研究獎(jiǎng)。
Ecoinvent數(shù)據(jù)庫由瑞士生命周期研究中心開發(fā),數(shù)據(jù)主要來源于瑞士和西歐國(guó)家,該數(shù)據(jù)庫包含約4000條的產(chǎn)品和服務(wù)的數(shù)據(jù)集,涉及能源,運(yùn)輸,建材,電子,化工,紙漿和紙張,廢物處理和農(nóng)業(yè)活動(dòng)等。http://www.Ecoinvent.org
2.3.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求
為滿足數(shù)據(jù)質(zhì)量要求,在本研究中主要考慮了以下幾個(gè)方面:
- 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性:實(shí)景數(shù)據(jù)的可靠程度
- 數(shù)據(jù)代表性:生產(chǎn)商、技術(shù)、地域以及時(shí)間上的代表性,代表企業(yè)2020年生產(chǎn)水平
- 模型一致性:采用的方法和系統(tǒng)邊界一致性的程度
為了滿足上述要求,并確保計(jì)算結(jié)果的可靠性,在研究過程中首選來自生產(chǎn)商和供應(yīng)商直接提供的初級(jí)數(shù)據(jù),其中企業(yè)提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值,本研究在2021年9月進(jìn)行企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的調(diào)查、收集和整理工作。當(dāng)初級(jí)數(shù)據(jù)不可得時(shí),盡量選擇代表區(qū)域平均和特定技術(shù)條件下的次級(jí)數(shù)據(jù),次級(jí)數(shù)據(jù)大部分選擇來自CLCD數(shù)據(jù)庫和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫;當(dāng)目前數(shù)據(jù)庫中沒有完全一致的次級(jí)數(shù)據(jù)時(shí),采用近似替代的方式選擇CLCD數(shù)據(jù)庫和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是經(jīng)嚴(yán)格審查,并廣泛應(yīng)用于國(guó)際上的LCA研究。各個(gè)數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)質(zhì)量將在第4章對(duì)每個(gè)過程介紹時(shí)詳細(xì)說明。
現(xiàn)場(chǎng)過程溫室氣體的直接排放量為次級(jí)數(shù)據(jù),全由標(biāo)準(zhǔn)或文獻(xiàn)中的公式計(jì)算得到。
3.1 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)
大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程見下圖:
圖3.1 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)工藝流程
生產(chǎn)工序數(shù)據(jù)清單見下表:
表3.1 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)數(shù)據(jù)清單
類型 |
清單名稱 |
數(shù)量 |
單位 |
備注 |
產(chǎn)品 |
聚合物鉻凝膠 |
1 |
t |
-- |
消耗 |
電 |
13.19 |
kWh |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 |
水 |
990 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 |
聚丙烯酰胺 |
3 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 |
氫氧化鈉 |
1 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 |
淀粉 |
2 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 |
無水醋酸鈉 |
2 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
三氯化鉻 |
2 |
Kg |
CLCD-China-ECER 0.8.1 |
3.2 電力獲取排放因子
大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司位于黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)西虹路105號(hào),本次調(diào)研大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司產(chǎn)品生產(chǎn)用電來源于黑龍江省大慶電業(yè)局,代表2021年黑龍江省電網(wǎng)平均排放因子。通過eFootprint計(jì)算獲取1kwh電力排放0.6342kg CO2e。
將清單數(shù)據(jù)用eFootprint計(jì)算得到生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠的碳足跡為37.14 kgCO2e。
表4.1 聚合物鉻凝膠碳足跡
序號(hào) |
物質(zhì) |
GWP(kgCO2e) |
1 |
電 |
8.37 |
2 |
水 |
12.19 |
3 |
聚丙烯酰胺 |
9.19 |
4 |
氫氧化鈉 |
1.59 |
5 |
淀粉 |
1.96 |
6 |
無水醋酸鈉 |
2.68 |
7 |
三氯化鉻 |
1.16 |
|
合計(jì) |
37.14 |
4.1 聚合物鉻凝膠的碳足跡按物質(zhì)獲取展示
圖4.1 聚合物鉻凝膠的碳足跡按物質(zhì)獲取展示
由圖可知,聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期物質(zhì)獲取中,水的獲取對(duì)其GWP貢獻(xiàn)最大占32.8%;聚丙烯酰胺的獲取占24.8%,電的獲取占22.5%,無水醋酸鈉的獲取占7.2%,淀粉的獲取占5.3%,氫氧化鈉的獲取占4.3%,三氯化鉻的獲取占3.1%。
4.2 聚合物鉻凝膠的碳足跡按過程展示
圖4.2 聚合物鉻凝膠生命周期各過程碳足跡貢獻(xiàn)比例
上圖展示了聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期各過程碳足跡貢獻(xiàn)比例的情況,可知原材料的獲取過程對(duì)碳足跡貢獻(xiàn)較大,占聚合物鉻凝膠碳足跡的77.5%;能源獲取過程占22.5%。
4.3 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)的靈敏度分析
聚合物鉻凝膠生產(chǎn)生命周期過程,不同物料和能源等獲取對(duì)聚合物鉻凝膠碳足跡的貢獻(xiàn)大小見表。
表4.2 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)不同過程碳足跡貢獻(xiàn)識(shí)別
過程 |
清單 |
對(duì)GWP貢獻(xiàn) |
能源獲取 |
電 |
22.5% |
原料獲取 |
水 |
32.8% |
原料獲取 |
聚丙烯酰胺 |
24.8% |
原料獲取 |
氫氧化鈉 |
4.3% |
原料獲取 |
淀粉 |
5.3% |
原料獲取 |
無水醋酸鈉 |
7.2% |
原料獲取 |
三氯化鉻 |
3.1% |
通過以上分析可知,大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠的碳足跡為37.14 kgCO2e。
聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期過程中,原材料的獲取過程對(duì)碳足跡貢獻(xiàn)較大,占聚合物鉻凝膠碳足跡的77.5%;能源獲取過程次之,占22.5%。
為減小產(chǎn)品碳足跡,建議如下:
- 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查聚丙烯酰胺、無水醋酸鈉等供應(yīng)商生產(chǎn)工藝,促進(jìn)供應(yīng)商環(huán)境績(jī)效的提升;
- 對(duì)原材料的生產(chǎn)過程進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,并計(jì)算不同企業(yè)產(chǎn)品碳足跡,選擇生產(chǎn)工藝更低碳的企業(yè)作為供應(yīng)商,建立企業(yè)自身的綠色供應(yīng)鏈;
- 針對(duì)企業(yè)自身提供清潔生產(chǎn)水平,減少能源的消耗。
-
References:
[1]. BSI, The Guide to PAS 2050: 2011, How to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.
[2]. Product Carbon Footprint Memorandum, Position statement on measurement and communication of the product carbon footprint for international standardization and harmonization purposes, Berlin, December 2009.
[3]. PAS 2050: 2011-Specification for the Assessment of the Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Goods and Services[J]. Department for Environment, Food and Rural Affairs, & British Standards Institution: United Kingdom, 2011: 2-12.
[4]. ISO/TS 14067: 2013, Greenhouse Gases—Carbon Footprint of Products—Requirements and Guidelines for Quantification and Communication[J]. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2013.
[5]. IPCC 2007: the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
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