基于LCA法對農產品物流碳足跡的計算

張佳雯

摘 要：為響應國家節能減排的號召，發展低碳農業，降低農產品物流過程的碳排放是經濟可持續發展的有效措施。本文以新鮮馬鈴薯為例，采用生命周期評價法，通過目的與系統邊界設定、數據收集、清單分析，計算了馬鈴薯在其生命周期各個階段的碳排放。

關鍵詞：生命周期評估；碳足跡；農產品；物流

碳足跡（Carbon Footprint，CF）被定義為在產品或生命周期內，包括原料獲取、生產加工、運輸耗能、廢棄物處理、回收等環境導致的溫室氣體排放量總和，這是評估人類活動對環境影響的一種例行方法。在農業生產方面，碳足跡可以被用來評估農作物在生產過程（一個生命周期或作物季）中各項農業活動引起的溫室氣體排放總量，以此探索農業碳減排的途徑或措施。

1 碳足跡計算方法

本文對于產品碳足跡的計算主要是以英國標準協會、碳信托公司與Defra聯合發布的以PAS2050為依據的生命周期評估法LCA（Life Cycle Assessment）。LCA法作為一種環境評估工具，能夠對當前的環境沖突進行有效的定量分析與評價，同時可以對產品及其“從搖籃到墳墓”的過程所涉及的環境問題進行評價，它的評估方法包括四步：目的和調查范圍設定、清單分析、環境影響評估和結果解釋。

2 生命周期評價

2.1 目的與調查范圍設定

本文通過收集相關數據對新鮮土豆（Solanum lycopersicum）的生命周期過程進行分析，進而得出土豆碳足跡的數據。研究范圍是北京市內某企業銷售至山東省（運輸范圍）包括生產種植、運輸配送、回收等各階段所產生的溫室氣體排放。

2.2 功能單位

功能單位描述了一個產品系統滿足的主要功能，決定了產品進行比較的尺度和計量基準，并表明了生命周期評價研究中這一功能的大小本研究中功能單元有單位產量碳足跡（產品碳足跡），單位為kg CO2-eq kg-1。為了給研究提供一個可參考的單位，從而對生鮮農產品的生命周期進行分析，本文取10t土豆為研究對象。

2.3 系統邊界

本文中作物生產碳足跡的系統邊界確定為種植土豆所輸入的生產資料、能源生產過程以及產品的運輸等。由于地理位置和氣候的影響，我國的土豆生產主要以地膜覆蓋為主，運輸方式有公路運輸、海運、鐵路運輸等，本文將運輸起點設置為北京，消費終端為山東省。為簡化系統邊界，本文不將產品分銷與回收廢棄階段的GHG排放計入評價。

2.4 清單分析

本文將碳源分為柴油、電力及其他排放源（氮磷鉀化肥），碳排放量單位為t CO2e/hm2，馬鈴薯生產活動的碳排放系數及排放量如表2-1所示：

3 碳足跡計算

3.1 生產過程的排放

北京市地區處于位于北緯39O56分，東經116O20分，地處華北大平原的北部，東南部距渤海約150千米，其余均與河北省交界。北京氣候屬典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，春秋較短，冬夏較長。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。因此，在夏秋季時馬鈴薯可以在農田或塑料大棚自然生長，其他季節則需要在溫控條件下生長。

種植馬鈴薯使用化肥、農藥、農用薄膜、灌溉用電所導致的溫室氣體排放，使用以下公式計算：

CFM=∑（Ali×EFi）

CFM表示第i項農業投入引起的溫室氣體排放的總和，單位為tCO2-eq；i表示某種農業投入或來源；Ali是第i種農業投入或來源的數量（化肥、農藥單位為t）；EFi是第i種農業投入的溫室氣體排放因子，單位為tCO2-eq每單位體積或質量。

收集的化肥及油電耗能數據如表3-1所示：

在生產環節方面，每生產1000kg塊莖需要：氮（N）5-6kg；磷（P2O5）1-3kg；鉀（K2O）12-13kg；氮磷鉀三要素之比為2.2：1：4.6。經過計算，本文假設生產10噸土豆，使用化肥所導致的碳排放數據為353.73 kg CO2-eq kg-1。

3.2 運輸過程的排放

運輸子環節分為小型貨車、重型貨車，存儲條件在這里假設為批發商及零售商的冷藏存儲，廢棄方式選擇填埋處理。其中為計算運輸的碳排放數據，本文從中國碳排放計算網站收集出相關環節的排放數據，如表3-2所示。

從山東青島到北京市土豆批發市場的公路運輸距離為300km，從北京最大的農產品批發市場到零售商的距離假設為100km。經過計算得出，由生產商到批發商運輸時10t土豆的碳足跡為147.31kg CO2-eq kg-1，由批發商到零售商運輸產生的碳足跡為81.71 kg CO2-eq kg-1。若使用鐵路運輸，則產生的碳足跡為137.7 kg CO2-eq kg-1。

3.3 存儲、廢棄處理過程的排放

根據《GBT 25868-2010 早熟馬鈴薯預冷和冷藏運輸指南》規定，馬鈴薯的預冷和運輸溫度應控制在10OC—12OC，存儲過程導致的CO2排放主要是由于進行溫度控制時的耗電[7]，不同發電方式造成的溫室氣體排放不同，存儲過程造成的排放為：

0.3kWh/t·day×785g/kWh+1×103kg=0.2355g/kg·day

4 結果解釋

由上述分析可知，馬鈴薯生產過程中的使用化肥時氮肥所導致的碳排放占比最大，鉀肥次之，生產方式以及化肥比例對馬鈴薯生命周期的CO2排放量影響很大。運輸過程中，鐵路運輸造成的CO2排放比公路運輸高，因此，運輸配送應盡量選擇公運。存儲及溫度預冷過程的CO2排放為0.2355g/kg·day，廢棄選擇為填埋處理，CO2排放為41.21kg/t。在農業研究領域中采用生命周期評價法，對農產品的碳足跡進行計算，分析農產品物流過程中各個環節的碳排放量，從而為農業碳減排提供依據和措施。

參考文獻：

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[5] 蔡依平，張文娟，張世翔，谷金蔚.基于生命周期評估的冷鏈物流碳足跡計算[J].物流技術，2015，34（01）：120-123+130.