基于PAS2050規范的綠茶生產中碳排放分析

摘要：針對四川省茶葉企業兩條扁形芽茶常用機制生產線，按照PAS2050規范，用LCA方法研究綠茶生產的碳排放，確定生命周期，繪制生命周期圖，并比較不同機制生產線碳排放量，確定碳排放關鍵點，提出降低碳排放的路徑。結果表明，綠茶加工過程中發熱機械設備能源消耗是碳排放的關鍵點，比較兩條生產線不同能源碳排放量，提出改善能源消耗結構、使用清潔能源促進綠茶的低碳生產。

關鍵詞：PAS2050規范；綠茶生產；碳排放；扁形芽茶；機制生產

中圖分類號：X322；TS272.5+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）03-0608-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.015

Analysis on Carbon Emissions of Green Tea Production According to PAS2050

CHENG Zhou1，LIAO Qian2

（1.Yibin Vocational and Technical College， Yibin 644003， Sichuan， China；2. Yibin City Agricultural Bureau，Yibin 644000，Sichuan，China）

Abstract： Based on two common production lines in flat tea mechanism of tea enterprises in Sichuan province，according to PAS2050 and using the theory of life cycle assessment，the carbon emissions in green tea production was analyzed to quantify and draw the life cycle，and then through comparing carbon emissions of the production lines in different mechanisms，the key points of the carbon emissions were locked and the strategies of carbon emissions reduction were put forward. The results showed that，the key points of carbon emissions laid in the energy consumption of heating machinery and equipment in green tea processing，compared with the carbon emissions of different energies in two production lines，it was suggested to make improvement of the energy consumption structure and make use of clean energy for promoting the low carbon production of green tea.

Key words：PAS2050；green tea production；carbon emission；flat tea；mechanism production

茶葉是世界上廣泛消費的飲料，品類繁多，從手工生產到機械加工，能源消耗日益增多。由于包括CO2在內的溫室氣體主要來源于能源消耗，茶葉生產機械化消耗能源較多，而因此引致碳排放量情況尚不明確。茶葉產品在提高質量的同時，生產環節的環保要求也日益增加。英國碳基金推出的碳標簽，將產品從原料、制造、儲備、廢棄到回收全過程所排放的溫室氣體（GHG）用量化指數標簽標明產品全生命周期的碳足跡[1]。進入21世紀，美國、日本等國開始在食品上加貼碳標簽，食品的低碳生產和消費逐漸成為趨勢。

產品碳足跡是低碳經濟發展的重要命題，是對產品從原材料開采、運輸、生產加工、使用、廢物處理等整個生命周期碳排放的研究和評價[2]。英國標準化協會（BSI）2008年發布的產品碳足跡標準和其生命周期評估（LCA）方法，規范了對某個企業的一個具體產品從原材料到產品報廢整個生命周期所排放的二氧化碳總量的評估方法[3]。世界可持續發展工商理事會（WBCSD）和世界資源機構（WRI）發起溫室氣體排放盤查議定書（GHG protocol），將企業的碳排放劃分為3個范圍，即范圍Ⅰ生產直接排放，范圍Ⅱ外購能源，范圍Ⅲ企業外購材料、廢物處理等環節的間接排放。

本研究按照PAS2050規范，在碳排放的3個范圍中，用LCA方法研究計量綠茶生產的碳排放。

1 綠茶生產概況及生命周期

1.1 綠茶生產概況

綠茶是中國主要消費的茶類（表1），加工方法豐富、成熟。綠茶花色品種繁多，工藝復雜，不同類型綠茶的加工工藝有一定的差別，同類型往往也有不同的機械加工組合。扁形芽茶是一種在中國廣為消費的優質綠茶，深受大眾喜愛。近10年來四川大力發展綠茶生產，特別是扁形芽茶的生產已經基本實現了從手工生產到機械加工的轉化，能源消耗也增多。本研究選擇扁形優質綠茶為研究對象，針對四川省常用機制生產線探討碳排放問題。

1.2 研究對象

扁形綠茶的加工工藝流程繁多，各生產廠家的生產機械配套復雜，但所選擇的鮮葉原料和成品品質基本相似，因此，選擇四川省具有代表性的兩條生產線作比較研究。

1）工藝流程：鮮葉-攤放-殺青-攤涼-理條-攤涼-做形（壓扁）-攤涼-去毫-干燥。

生產線Ⅰ的機械設備配套：6CST-70型滾筒連續殺青機（天然氣），6CLZ-600型往復理條機（電熱），6CHT-80型自動連續烘干機（天然氣）。

生產線Ⅱ的機械設備配套：6CST-60型滾筒連續殺青機（燃煤），6CLZ-80/12型振動理條機（電熱），6CH-16型自動連續烘干機（燃煤）。

2）主要技術參數

殺青技術參數：溫度140～160 ℃（進料口一側筒體內空氣溫度），時間55～65 min。程度以殺勻殺透殺香為原則，不出現焦尖、爆點、紅變現象，含水量降至60%左右；葉質變軟，失去光澤，香氣顯露，手捏不黏。殺青后殺青葉用風扇快速冷卻，攤放至水分重新分布均勻。理條造型技術參數見表2。

去毫技術參數：去毫技術參數為脫毫時間10 min、鍋槽溫度60 ℃（槽底空氣溫度）、振動頻率120 r/min。

干燥技術參數：加工過程中對在制品含水量的控制，不同茶葉企業采取的方法有一定的區別，常用是以烘代炒方式來完成制品水分的散失，因此干燥機械的使用較為靈活。干燥機械的風溫為90～140 ℃、干燥時間為3～10 min。

2 綠茶生產碳排放及關鍵點

2.1 生命周期與研究界定

單位界定為1 kg綠茶，研究區域為從生產資料投入到綠茶成品出廠為止。涉及生產原料投入、能源消耗等企業內部生產各環節，包括綠茶車間加工、內部運輸和固液態廢物處理等生產環節的碳排放。見圖1。

根據LAC方法來確定茶葉產品的生命周期并可確定最應改進環境影響的部分，綠茶產品的生命周期應包括農業種植-采摘鮮葉-運輸鮮葉-車間加工-包裝運輸-零售-最終消費-廢物處理等環節。研究表明食物最終消費和廢物處理環節的環境影響均小于生產環節[4-6]，產品運輸分發環節的碳排放也僅占食品碳足跡的3%[7]。因此，綠茶產品碳排放的研究重點評估其生產環節的環境影響。

2.2 生產碳排放計量

在碳排放的3個范圍中，將綠茶生產碳排放計量分為范圍Ⅰ、范圍Ⅱ、范圍Ⅲ。其中范圍Ⅰ是茶葉生產企業綠茶生產的直接碳排放，包括加熱設備能源消耗所產生的碳排放、廠內運輸設備能源消耗所產生的碳排放、處理固液體廢物產生的碳排放等；范圍Ⅱ是生產企業外購的網電產生的間接碳排放；范圍Ⅲ是茶葉生產企業外購生產資料和成品出廠后的運輸、消費和廢物處理的間接碳排放。本研究碳排放僅限于范圍Ⅰ和范圍Ⅱ。

2.3 確定生產碳排放

通過計量茶葉企業綠茶生產各環節中碳排放的貢獻率，比較不同生產線碳排放數據，確定碳排放關鍵點，為低碳茶業和茶葉生產企業針對性地清潔生產和實施低碳技術創新提供數據支撐。

3 計算結果與分析

3.1 兩條生產線單位產品能源消耗

兩條生產線的能源消耗情況見表3。

由表3可見，生產線Ⅰ加工1 kg扁形茶總消耗電0.92 kW·h和天然氣1.12 m3。生產線Ⅱ加工1 kg扁形茶總消耗煤1.68 kg和電0.96 kW·h。

3.2 單位產品范圍Ⅰ的碳排放量計量

3.2.1 加熱設備能源消耗所產生的碳排放 綠茶生產中加熱設備在工作過程中消耗固定能源會排放溫室氣體，將溫室氣體排放量乘以全球變暖潛能值（GWP），折算為二氧化碳當量（CO2e），即得到碳排放量。固定能源碳排放系數參照IPCC2006數據，CO2、CH4和N2O的排放系數按照IPCC2006中各排放系數的95%信賴區間下限計算的出排放系數，結合中國燃料熱值見表4。單位綠茶產品GHG計算公式如下：

GHG（CO2e）=CO2（CO2e）+CH4（CO2e）+N2O（CO2e）；CO2（CO2e）=P×q×A×a；CH4（CO2e）=P×q×B×b；N2O（CO2e）=P×q×C×c。

式中，GHG（CO2e）為加熱設備固定能源消耗產生的碳排放量CO2e，單位kg。CO2（CO2e）、CH4（CO2e）、N2O（CO2e）分別是CO2、CH4、N2O排放折算的碳當量CO2e，單位kg；P為不同能源熱值；q為實際測量加工1kg干茶能源消耗值；A、B、C分別是CO2、CH4、N2O按照IPCC2006中各排放系數的95%信賴區間下限計算的出排放系數；a、b、c分別是CO2、CH4、N2O溫室氣體的GWP。具體情況見表4、表5。

3.2.2 廠內運輸設備能源消耗所產生的碳排放 綠茶生產企業占地面積較小，加工過程中在制品的轉移主要是人工完成，未使用能源消耗的運輸工具。

3.3 單位產品范圍Ⅱ的碳排放計量結果

企業外購網電的碳排放量通過單位產品的電力消耗量乘以發電產生相應的碳排放系數而得到。計算公式為：

GHG（CO2e）=q×D。q為實際測量加工1 kg干茶電量消耗值；D為外購電力CO2e排放系數。

計算得到原燃物料為電力時，CO2e排放系數為0.62 kg/（kW·h）。

3.4 單位產品碳排放

綜合范圍Ⅰ和范圍Ⅱ的單位產品碳排放當量見表6。

3.5 結果與分析

兩條綠茶生產線綠茶生產中直接碳排放量占總碳排放量分別是79.90%和86.87%，外購網電產生的間接碳排放量占總碳排放量分別是20.10%和13.13%?？梢娭苯犹寂欧攀蔷G茶生產中的碳排放關鍵點。

對比兩條生產線，在完成同樣綠茶產品的前提下，加熱機械設備選擇不同的能源，產生的碳排放量有較大差異。單位產品總碳排放量生產線Ⅰ是生產線Ⅱ的62.58%，直接碳排放量僅是57.56%。

4 小結與討論

1）依據PAS2050規范，用LCA方法研究計量綠茶生產的碳排放，得到綠茶生產中的碳排放關鍵點是加熱設備能源消耗。并通過兩條生產線比較，發熱機械設備使用能源為天然氣的比使用燃料煤的碳排放量少，因此改善能源結構，使用清潔能源是綠茶低碳生產的必要選擇。

2）以扁形名茶為案例，基于LCA理論和方法計算茶葉企業生產過程的碳排放和關鍵點的研究，可以初步為實現企業低碳發展提供可行性參考。

本研究僅計量綠茶生產環節的碳排放，沒有深入到“從茶園到茶杯”全程的完整數據收集。同時茶葉產品的多樣性和生產工藝的復雜性和差異化，使得本研究無法完整概括包括紅茶、黑茶、烏龍茶、花茶等的碳排放情況。

參考文獻：

[1] CARBON T.Carbon Footprint Measurement Methodology[M]. London：He Carbon Trust， 2007.

[2] 王 微，林劍藝，崔勝輝.碳足跡分析方法研究綜述[J].環境科學與技術，2010，33（3）：7l-74.

[3] PAS 2050. Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services[R].London： British Standards，2008.

[4] JUNGBLUTH N， TIETJE O， SCHOLZ R W. Food purchases： Impacts firom the consumer’s point of view investigated with a modular LCA[J]. International Journal of Life Cycle Assessment，2000，5（3）：134-142.

[5] ZIEGLER F，NILSSON P，MATTSSON B，et al. Life cycle assessment of frozen cod fillets including fishery-specific environmental impacts[J]. International Journal of Life Cycle Assessment，2003， 8（1）： 39-47.

[6] THRANE M.LCA of Danish fish products.new methods and insights[J]. The International Journal of Life Cycle Assessment，2006，11（1）：66-74.

[7] 張文婧，廖進中，廖任飛.關于“單位GDP碳排放”概念的探析[J].湖南大學學報（社會科學版），2010（5）：74-76.