基于生命周期評價的化工建材產品碳足跡分析

王強

[摘 要]化工建材行業是傳統高耗能企業，目前化工建材行業中采用高耗能的設備以及部分原材料本身具有較多的碳排量，是導致大多數化工建材產品碳排放居高不下的主因。實施碳足跡核算與評估，是推進國內企業節約資源、發展綠色長效經濟的重要內容。文章以國內某知名涂料公司S公司為研究對象，對其主打的建筑外墻涂料質感漆產品的碳足跡進行了評估與分析。

[關鍵詞]生命周期評價；化工建材產品；碳足跡

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.058

1 質感漆產品生產工藝

質感漆是一種新型的建筑外墻涂料，其主要成分為丙烯酸乳液、天然石英砂、顏填料、化學助劑以及水。其中石英砂與丙烯酸乳液為主要原材料。質感漆的生產工藝主要由四步組成。第一步為質感漆基礎白漆生產階段；第二步為質感漆生產階段；第三步為檢驗階段；第四步為包裝入庫階段。

2 碳足跡評估與分析模型構建

本文按照PAS 2050標準中描述的“從搖籃到大門”的產品碳足跡的評價方法，建立了以生命周期為基礎的評價模型（如圖1所示）。評價的范圍包括原材料的提取、運輸，以及質感漆的生產過程。

圖1 基于生命周期的產品碳足跡評價模型

2.1 目標與范圍確定

本文選取S公司主打的外墻裝飾涂料質感漆作為目標產品，經實地調研發現，S公司生產質感漆時以t作為計量單位，因此本文選用1t質感漆產品作為碳足跡計算的功能單位。

質感漆生產碳足跡的研究是針對質感漆生產過程中溫室氣體排放的跟蹤計算，因此本文采用了“從搖籃到大門”的方法（即B2B模型）核算質感漆產品的碳足跡，實際生命周期評價范圍包括原材料開采、加工以及運輸和質感漆產品生產兩個階段。質感漆生產生命周期流程圖如圖2所示。2.2 數據收集

系統邊界定義了產品碳足跡計算的范圍，即哪些生命周期階段、輸入和輸出需要納入評價過程中。在質感漆產品碳足跡核算過程中，質感漆產品生命周期范圍包括：①石英砂，包括從石英砂的生產以及運輸到S公司的全過程；②丙烯酸等化學制劑的使用、運輸過程；③質感漆的生產過程。在碳足跡評估過程中，初級活動水平數據與次級數據都需要收集。

2.3 碳足跡計算

本文中質感漆產品的碳足跡計算公式如下：

3 質感漆生產碳足跡計算

3.1 天然石英砂環節碳足跡計算

在石英砂開采、生產以及運輸階段都會直接或間接地產生碳排放，如石英砂采選過程中設備運轉耗電帶來的間接碳排放，汽車在運輸過程中耗油帶來直接碳排放。因此，本環節對石英砂碳排放計算的功能單位為：生產1t石英砂，計量范圍是：石英砂生產和運輸兩個階段。

本文中S企業的石英砂的供應商單位位于福建省莆田市。通過電話溝通的方式，了解到該公司在開采、生產1t石英砂成品消耗電能2.6kWh，消耗柴油0.37L，消耗自來水1.7t。S公司石英砂的運輸方式為公路運輸，運輸用燃料為柴油，運輸平均距離為2063km，平均油耗為596.4L。運輸用貨車的載重量為40t，則運輸1t石英砂需消耗柴油14.91L。生產與運輸1t石英砂的初級活動水平數據見表1。

各類溫室氣體全球變暖潛值（GWP）見表3。

根據3.3節中的碳足跡計算公式，可以得出生產及運輸1t石英砂的碳足跡，具體結果見表4。

通過上述計算可以看到，在石英砂階段，生產和運輸1t石英砂的碳足跡為45.44kg CO2e。柴油的消耗是溫室氣體的主要排放源，電力消耗次之，水消耗的碳足跡最少。

3.2 丙烯酸等化學制劑環節碳足跡計算

丙烯酸等化學制劑的碳足跡計算范圍為使用和運輸兩個階段，以1kg化學試劑的碳足跡作為功能單位。在丙烯酸等化學制劑使用階段，采用基于財務數據投入產出分析的方法對化學原料的碳足跡進行計算。在化學試劑的運輸階段，采用與石英砂運輸相同的測算方法。運輸及使用1kg化學試劑的碳足跡總量如表5所示。

3.3 質感漆生產碳足跡計算

3.3.1 質感漆生產概述

質感漆生產分為質感漆基礎白漆生產階段，質感漆成品生產階段，產成品檢驗以及包裝入庫四個階段，質感漆生產的碳足跡計算也將根據這四個階段來進行。

3.3.2 基礎白漆生產階段碳足跡計算

基礎白漆是質感漆的重要組成部分，生產1t質感漆需要0.39t基礎白漆，因此本階段以0.39t基礎白漆作為功能單位，生產0.39t基礎白漆的碳足跡計算結果如表6所示。

3.3.3 質感漆成品生產階段碳足跡計算

在質感漆生產階段，將基礎白漆與石英砂混合攪拌，用調色劑進行調色。生產1t質感漆成品的碳足跡計算結果如表7所示。

3.3.4 產成品檢驗階段碳足跡計算

產成品檢驗階段的碳排放源為電能消耗，生產1t質感漆所需要的電能消耗為0.22kWh，華北區域電能消耗的溫室氣體排放系數為1.28kg CO2/kWh，因此產成品檢驗階段碳足跡為0.28kg CO2e。

3.3.5 包裝入庫階段碳足跡計算

包裝入庫階段沒有原材料的消耗，能源消耗來源于包裝機器所消耗的電能以及使用叉車將包裝好的質感漆產品運輸至倉庫過程中消耗的柴油。1t質感漆產品包裝入庫階段的能源消耗量以及碳足跡計算結果如表8所示。

根據上述計算可知，生產1t質感漆產品的整個生命周期的碳足跡為328.84kg CO2e，其中基礎白漆生產階段碳足跡最高，為241.96kg CO2e，質感漆生產階段次之，為82.18kg CO2e，產成品檢驗階段碳足跡最少，為0.28kg CO2e，包裝入庫階段階段碳足跡為4.41kg CO2e。生產1t質感漆產品各生命周期階段碳足跡如圖3所示。4 結 論

本文使用生命周期評價方法質感漆產品的碳足跡進行了分析。明確了質感漆生產過程中碳足跡計量的技術路線，找出適合涂料企業碳足跡的計量方法，構建了涂料企業碳足跡計量的模式。通過計算與分析涂料產品的碳足跡，找到溫室氣體的關鍵排放源，分析出涂料企業的減排潛勢。

參考文獻：

[1]郝新鴻，蔡仲.IPCC 與哥本哈根氣候大會——中國要爭取科學話語權[J].科學學研究，2011，29（1）：3-8.

[2]ISO/DIS 14067（2012）[S].

[3]侯萍，王洪濤，張浩，等.用于組織和產品碳足跡的中國電力溫室氣體排放因子[J].中國環境科學，2012（6）：961-967.

[4]IPCC第4次評估報告（2007）[R].

[5]田彬彬，徐向陽，付鴻娟，等.基于生命周期的產品碳足跡評價與核算分析[J].中國環境管理，2012（1）：21-26.