2020年度九泓碳足跡報告

 

 

 

2 產品碳足跡介紹（PCF）介紹

近年來，溫室效應、氣候變化已成為全球關注的焦點，“碳足跡”這個新的術語越來越廣泛地為全世界所使用。碳足跡通常分為項目層面、組織層面、產品層面這三個層面。產品碳足跡（Product Carbon Footprint，PCF）是指衡量某個產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、產品生產（或服務提供）、分銷、使用到最終處置/再生利用等多個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。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（CO₂e）表示，單位為kg CO₂e或者gCO₂e。全球變暖潛值（Gobal Warming Potential，簡稱GWP），即各種溫室氣體的二氧化碳當量值，通常采用聯合國政府間氣候變化專家委員會（IPCC）提供的值^[1]，目前這套因子（特征化因子）在全球范圍廣泛適用。

產品碳足跡計算只包含一個完整生命周期評估（LCA）的溫室氣體的部分^[2]。基于LCA的評價方法，國際上已建立起多種碳足跡評估指南和要求，用于產品碳足跡認證，目前廣泛使用的碳足跡評估標準有三種：①《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》，此標準是由英國標準協會（BSI）與碳信托公司（Carbon Trust）、英國食品和鄉村事務部（Defra）聯合發布，是國際上最早的、具有具體計算方法的標準，也是目前使用較多的產品碳足跡評價標準^[3]；②《溫室氣體核算體系：產品壽命周期核算與報告標準》，此標準是由世界資源研究所(World Resources Institute，簡稱WRI)和世界可持續發展工商理事會(World Business Council for Sustainable Development，簡稱WBCSD)發布的產品和供應鏈標準；③《ISO/TS 14067：2013溫室氣體——產品碳足跡——量化和信息交流的要求與指南》，此標準以PAS 2050為種子文件，由國際標準化組織（ISO）編制發布^[4]。產品碳足跡核算標準的出現目的是建立一個一致的、國際間認可的評估產品碳足跡的方法。

3 目標與范圍定義

3.1企業及產品介紹

開封市九泓化工有限公司于 2014 年 7 月成立，公司注冊資本2.2 億元，占地400畝。公司統一社會信用代碼914102003968367358， 企業法人：王群英，位于開封市精細化工產業集聚區蘇州路西段 3 號。主要產品為增塑劑、苯酐的生產銷售，相關化工產品的銷售和技術進出口業務，具有總生產能力 50 萬噸。2020年開封市九泓化工有限公司工業總產值為 118949 萬元，職工總人數 400 人。

3.2 評價目的

本次評價的目的是獲得企業生產1t苯酐產品全生命周期過程的碳足跡。

碳足跡核算是開封市九泓化工有限公司（以下簡稱為九泓化工）實現低碳、綠色發展的基礎和關鍵，披露產品的碳足跡是九泓化工環境保護工作和社會責任的一部分，也是九泓化工邁向國際市場的重要一步。本項目的評價結果將為九泓化工苯酐產品的采購商和第三方的有效溝通提供良好的途徑，對促進產品全供應鏈的溫室氣體減排具有一定積極作用。

本項目評價結果的潛在溝通對象包括兩個群體：一是九泓化工內部管理人員及其他相關人員；二是企業外部利益相關方，如上游供應商、下游采購商、地方政府和環境非政府組織等。

3.3 評價邊界

根據本項目評價目的，按照ISO/TS 14067：2013《溫室氣體-產品的碳排放量-量化和通信的要求和指南》、《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》的相關要求，本次碳足跡評價的邊界為開封市九泓化工有限公司生產1t苯酐2020年全年生產活動及非生產活動數據。因此，確定本次評價邊界為：產品的碳足跡=原料生產運輸+過程生產+包裝運輸。

3.4 功能單位

為方便系統中輸入/輸出的量化，功能單位被定義為生產1t苯酐。

3.5生命周期流程圖的繪制

根據《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》繪制1t苯酐產品的生命周期流程圖，其碳足跡評價模式為從企業到企業（B2B）評價：包括從原材料開采運輸、產品制造、包裝、運輸到分銷商。

在本報告中，產品的系統邊界屬于“從搖籃到大門”的類型，為了實現上述功能單位，苯酐產品的系統邊界見下表：

表3.1包含和未包含在系統邊界內的生產過程

包含的過程	未包含的過程
1苯酐生產的生命周期過程包括：原材料生產運輸→產品生產→產品包裝銷售 2中國的電力生產 3其他輔料的生產運輸 4苯酐包裝運輸	1設備的生產及維修 2產品的使用 3產品的廢棄回收

3.6分配原則

由于在本次評價系統邊界下，生產苯酐過程不產生副產品，企業生產此種產品能耗沒有單獨計量，本次碳足跡核算消耗量采用按產品數量平均分攤或成本折算。

3.7取舍準則

此次評價采用的取舍規則以各項原材料投入占產品重量或過程總投入的重量比為依據。具體規則如下：

普通物料重量＜1%產品重量時，以及含稀貴或高純成分的物料重量＜0.1%產品重量時，可忽略該物料的上游生產數據；總共忽略的物料重量不超過5%；

生產設備、廠房、生活設施等可以忽略；

在選定環境影響類型范圍內的已知排放數據不應忽略。

本報告所有原輔料和能源等消耗都關聯了上游數據，部分消耗的上游數據采用近似替代的方式處理。

3.8影響類型和評價方法

基于評價目標的定義，本次評價只選擇了全球變暖這一種影響類型，并對產品生命周期的全球變暖潛值（GWP）進行了分析，因為GWP是用來量化產品碳足跡的環境影響指標。

評價過程中統計了各種溫室氣體，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）和氫氟碳化物（HFC）等。并且采用了IPCC第四次評估報告(2007年)提出的方法來計算產品生產周期的GWP值。該方法基于100年時間范圍內其他溫室氣體與二氧化碳相比得到的相對輻射影響值，即特征化因子，此因子用來將其他溫室氣體的排放量轉化為CO₂當量（CO₂e）。例如，1kg甲烷在100年內對全球變暖的影響相當于25kg二氧化碳排放對全球變暖的影響，因此以二氧化碳當量（CO₂e）為基礎，甲烷的特征化因子就是25kg CO₂e^[1]。

3.9軟件和數據庫

本評價采用eFootprint軟件系統，建立了苯酐生命周期模型，并計算得到LCA結果。eFootprint軟件系統是由成都億科環境科技有限公司研發的在線LCA分析軟件，支持全生命周期過程分析，并內置了中國生命周期基礎數據庫（CLCD）、歐盟ELCD數據庫和瑞士的Ecoinvent數據庫。

評價過程中用到的數據庫，包括CLCD和Ecoinvent數據庫，數據庫中生產和處置過程數據都是“從搖籃到客戶”的匯總數據，分別介紹如下：

中國生命周期基礎數據庫（CLCD）由成都億科環境科技有限公司開發，是一個基于中國基礎工業系統生命周期核心模型的行業平均數據庫。CLCD數據庫包括國內主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數據集，其中電力（包括火力發電和水力發電以及混合電力傳輸）和公路運輸相關基礎數據被本評價所采用。2009年，CLCD數據庫研究被聯合國環境規劃署(UNEP)和聯合環境毒理學與化學協會（SETAC）授予生命周期研究獎。

Ecoinvent數據庫由瑞士生命周期研究中心開發，數據主要來源于瑞士和西歐國家，該數據庫包含約4000條的產品和服務的數據集，涉及能源、運輸、建材、電子、化工、紙漿和紙張、廢物處理和農業活動等。

3.10數據質量要求

為滿足數據質量要求，在本評價中主要考慮了以下幾個方面：

數據準確性：實景數據的可靠程度；

數據代表性：生產商、技術、地域以及時間上的代表性；

模型一致性：采用的方法和系統邊界一致性的程度。

為了滿足上述要求，并確保計算結果的可靠性，在評價過程中優先選擇來自生產商和供應商直接提供的初級數據，其中企業提供的經驗數據取平均值，本評價在企業現場數據的調查、收集和整理工作。當初級數據不可得時，盡量選擇代表區域平均和特定技術條件下的次級數據，次級數據大部分選擇來自IPCC數據庫；當目前數據庫中沒有完全一致的次級數據時，采用近似替代的方式選擇IPCC數據庫中數據。

采用eFootprint軟件的來建立產品生命周期模型，計算碳足跡和分析計算結果，評價過程中的數據庫采用中國生命基礎數據庫（CLCD）和瑞士的Ecoinvent數據庫。

數據庫的數據是經嚴格審查，并廣泛應用于國內國際上的LCA研究。各個數據集和數據質量將在第4章對每個過程介紹時詳細說明。

4 過程描述

4.1苯酐生產過程

（1）過程基本信息

過程名稱：苯酐生產

過程邊界：從原料開采運輸到苯酐生產過程

（2）數據代表性

主要數據來源：企業2020年實際生產數據

企業名稱：開封市九泓化工有限公司

產地：中國河南開封市

基準年：2020年

主要原料：萘，空氣，催化劑，熔鹽、導熱油、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣

主要能耗：電力

生產主要工藝介紹如下：

圖4.1 產品生產流程圖

圖4.2 反應方程式

工藝描述：

采用的生產工藝主要為萘與空氣的混合氣體，在反應器列管內經 過催化發生部分氧化反應，生成苯酐同時放出大量熱能，熱點溫度可 達 450-500℃；生成氣經切換冷凝器冷卻，捕集得到粗酐，尾氣焚燒 處理排放；粗酐經過精餾得到成品。

5 數據的收集和主要排放因子說明

為了計算產品的碳足跡，必須考慮活動水平數據、排放因子數據和全球增溫潛勢（GWP）。活動水平數據是指產品在生命周期中的所有的量化數據（包括物質的輸入、輸出；能量使用；交通等方面）。排放因子數據是指單位活動水平數據排放的溫室氣體數量。利用排放因子數據，可以將活動水平數據轉化為溫室氣體排放量。如：電力的排放因子可表示為：CO₂e /kWh，全球增溫潛勢是將單位質量的某種溫室效應氣體（GHG）在給定時間段內輻射強度的影響與等量二氧化碳輻射強度影響相關聯的系數，如CH₄（甲烷）的GWP值是25。活動水平數據來自現場實測；排放因子采用IPCC規定的缺失值。活動水平數據主要包括：外購電力、萘、片堿消耗量等。排放因子數據主要包括外購電力、萘、片堿生產排放因子等。

6 碳足跡計算

6.1碳足跡識別

表6.1 碳足跡過程識別表

序號	主體	活動內容	備注
1	苯酐生產	原料、能源	/
2	原料運輸	運輸排放	/
3	產品包裝運輸	回收、處置	/

6.2計算表格

6.2.1 苯酐(1t)生產過程數據清單

表6.2 苯酐(1t)生產數據清單

類型	清單	用途	生產/消耗	單位	上游排放因子來源
產品	苯酐	產品	1	t	—
消耗	萘	原料	1.11	t	CLCD
	催化劑 （陶瓷、V2O5）	原料	/	kg	循環利用，消耗量未超過產品總質量0.3%
	熔鹽（NaNO2、KNO3）	原料	0.026	kg	CLCD
	導熱油	原料	/	kg	循環利用，消耗量未超過產品總質量0.3%
	碳酸鈉	原料	0.05	kg	CLCD
	NaOH	原料	0.25	kg	CLCD
	氫氧化鈣	原料	0.475	kg	CLCD
	電	能源	435	kWh	CLCD
排放	CO2	排放	610.45	kg	IPCC 碳核查數據
	蒸汽	排放	2.25	t	副產物

6.2.2主要原材料產地

表6.3主要原材料產地

名稱	產地	距離（km）
萘	安陽習澤貿易有限公司	200
片堿	咸寧市恒旺化工有限公司	620

 

6.3包裝及運輸

通過化學試劑桶包裝生產過程得到的合格產品，再通過柴油貨車直接運輸，主要消耗地未開封。

6.4廢棄及回收

苯酐為中間產品，通過用戶使用生產其他精細化工產品，固不考慮廢棄回收運輸。

7 數據計算

7.1計算公式

1. 二氧化碳排放當量是排放因子和基于該因子下活動水平的乘積：

E_i=A_i×EF_i                     (1)

公式中，

E_i為第i種活動的二氧化碳排放量，t；

A_i為第i種活動的活動水平(如電耗量，kWh)；

E_i為第i種活動的排放因子，即單位電量生產下二氧化碳排放量，不同的活動水平排放因子的單位有所不同。

表7.1 CO₂、CH₄、N₂O 的增溫潛勢

名稱	化學式	GWP
二氧化碳	CO2	1
甲烷	CH4	25
氧化亞氮	N2O	298

2. 二氧化碳排放總當量計算公式為：

E=Σ_iA_i×EF_i                     (2)

甲烷和氮氧化物排放當量是排放因子、基于該因子下活動水平和增溫潛勢的乘積：

E_ij=A_ij×EF_ij×GWP_j                 (3)

公式中，

E_ij為第i種活動的j種溫室氣體的排放量(t)；

A_ij為第i種活動第j種溫室氣體的活動水平(如耗電量，kWh)；

E_ij為第i種活動的第j種溫室氣體的排放因子，即單位活動下二氧化碳排放量，不同的單位活動排放因子的單位有所不同；

GWP_j為第j種溫室氣體的增溫潛勢。

二氧化碳排放總當量：

E=Σ_iΣ_jA_ij×EF_ij×GWP_j                 (4)

7.2計算結果

表7.2 生產1t苯酐排放量表

序號	清單	排放量（kg）
1	苯酐	2085.71
2	萘	999.00
3	熔鹽（NaNO2、KNO3）	0.02
4	碳酸鈉	0.05
5	NaOH	0.35
6	氫氧化鈣	0.07
7	電	613.56
8	直接排放	610.45
9	萘運輸	25.22
10	片堿運輸	0.02
11	蒸汽	-163.04

 

表7.3 生產1t苯酐包裝運輸排放量表

 

序號	清單	排放量（kg）
1	產品包裝運輸	0
2	產品運輸	0

 

表7.4 生產1t苯酐廢棄回收排放量表

序號	清單	排放量（kg）
1	產品廢棄回收	0
2	產品處理過程	0

 

表7.5 生產1t苯酐排放量表

序號	清單	排放量（kg）
1	產品全生命周期	2085.71
2	直接排放	447.42
3	原材料生產排放	1613.05
4	原材料運輸排放	25.24
5	產品運輸排放	0
6	回收拆解排放	0

根據公式（4）可以計算出1t苯酐的碳足跡e=2085.71kgCO₂e，從苯酐生命周期累計碳足跡貢獻比例的情況，可以看出苯酐的碳排放環節主要集中在原材料生產上，生產過程排放過程。

所以為了減小苯酐的碳足跡，應重點考慮減少苯酐原材料的碳足跡，可采用運輸距離較近的原材料，在企業可行的條件下，降低物料消耗，也是一個重要途徑，同時能源消耗中電力排放占到29%以上，建議采用新能源如（光伏發電項目等清潔能源）減少二氧化碳排放。

為減小產品碳足跡，建議如下：

1）通過改變產品運輸方式、提高單次運輸效率，有效減少運輸過程中燃料的消耗。

2）降低原料消耗，提高物料利用率，同時，在工藝允許的情況下，采用溫室氣體影響較小的原料代替；

3）加強節能工作，從技術及管理層面提升能源效率，減少能源投入，廠內可考慮實施節能改造，重點提高能源的利用率，從而減少能源的使用量；

4）在分析指標的符合性評價結果以及碳足跡分析、計算結果的基礎上，結合環境友好的設計方案采用落實生產者責任延伸制度、綠色供應鏈管理等工作，提出產品生態設計改進的具體方案；

5）繼續推進綠色低碳發展意識，堅定樹立企業可持續發展原則，加強生命周期理念的宣傳和實踐。運用科學方法，加強產品碳足跡全過程中數據的積累和記錄，定期對產品全生命周期的環境影響進行自查，以便企業內部開展相關對比分析，發現問題。在生態設計管理、組織、人員等方面進一步完善；

6）推進產業鏈的綠色設計發展，制定生態設計管理體制和生態設計管理制度，明確任務分工；構建支撐企業生態設計的評價體系；建立打造綠色供應鏈的相關制度，推動供應鏈協同改進。

8 不確定分析

不確定性的主要來源為初級數據存在測量誤差和計算誤差。減少不確定性的方法主要有：

使用準確率較高的初級數據；

對每一道工序都進行能源消耗的跟蹤監測，提高初級數據的準確性。

9 結語

開封市九泓化工有限公司每生產1t苯酐產品產生2085.71gCO₂e，其中電力生產在原材料消耗中占比最大，達到29%；原材料生產排放占比為77%；其中生產過程占比為21%；原料運輸占總排放量的1.2%。企業可以通過工藝技術改造，減少能源，原材料的消耗，以達到產品的碳減排。

化工企業產品碳足跡報告是企業未來生存和發展的必然選擇，企業進行產品碳足跡的核算從而實現溫室氣體管理，制定低碳發展戰略。通過產品生命周期的碳足跡核算，企業可以了解排放源，明確各生產環節的排放量，為制定合理的減排目標和發展戰略打下基礎。

 

參考文獻:

[1].IPCC 2007: the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

[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].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.

[4].BSI, The Guide to PAS 2050: 2011, How to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.