基于生命周期的滌綸織造產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)研究

楊淑娟

（方圓標(biāo)志認(rèn)證集團(tuán)江蘇有限公司，江蘇 南京 210000）

引 言

近百年來，全球氣候系統(tǒng)正在發(fā)生重要變化，聯(lián)合國政府氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）發(fā)布的第一至第六次評(píng)估報(bào)告，一次比一次更加肯定：全球氣候異常是由人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體（Greenhouse Gas,GHG）排放所致。溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球氣候變暖，會(huì)引發(fā)海平面上升、吞沒島國、農(nóng)業(yè)欠收、極端天氣等的出現(xiàn)頻率增加，以及引發(fā)各類疾病等，這既會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境的平衡，也會(huì)嚴(yán)重威脅人類的生存，所以應(yīng)該引起全社會(huì)的關(guān)注。

1 碳足跡評(píng)價(jià)概述

1.1 基本內(nèi)涵

哥倫比亞大學(xué)規(guī)劃與資源生態(tài)學(xué)教授里斯（Willian E.Rees）是在21世紀(jì)90年代首次提出的碳足跡（Carbon Footprint），也稱為二氧化碳足跡、生態(tài)足跡，是衡量溫室氣體排放量的新指標(biāo)，適用于國家、城市、企業(yè)、個(gè)體，其范圍也可以拓展到自然界[1]。

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

碳足跡的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要分為組織碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)兩大類。前者包括企業(yè)核算與報(bào)告準(zhǔn)則、項(xiàng)目核算準(zhǔn)則、企業(yè)供應(yīng)鏈范疇、核算和報(bào)告準(zhǔn)則及ISO 14064系列指南，后者則包括產(chǎn)品生命周期核算與報(bào)告準(zhǔn)則、ISO 14040/14044、PAS 2050、TSQ 0010、ISO14067標(biāo)準(zhǔn)等。在我國實(shí)施碳足跡評(píng)價(jià)時(shí)，要求要遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在具體操作時(shí)通常是以GB/T 24040-2008標(biāo)準(zhǔn)為主，實(shí)施碳足跡評(píng)價(jià)。

2 滌綸織造產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)的意義

2.1 從生態(tài)環(huán)境角度分析

滌綸織造產(chǎn)品是采用滌綸紗線為經(jīng)絲，經(jīng)上漿或加捻定型、織造等工序加工而成的機(jī)織物，通常采用噴水織機(jī)織造加工工藝。此類產(chǎn)品的生產(chǎn)原料為滌綸長絲，滌綸是合成纖維中的一個(gè)重要品種，是我國聚酯纖維的商品名稱，是以聚對(duì)苯二甲酸（PTA）或?qū)Ρ蕉姿岫柞ィ―MT）和乙二醇（MEG）為原料經(jīng)酯化或酯交換和縮聚反應(yīng)而制得的成纖高聚物-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。對(duì)其開展碳足跡評(píng)價(jià)，可以明確原料獲取、運(yùn)輸、產(chǎn)品制造等各個(gè)環(huán)節(jié)的溫室氣體排放量，進(jìn)而采用相應(yīng)的綠色低碳措施降低其排放量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

2.2 從市場競爭角度分析

滌綸織造產(chǎn)品在紡織行業(yè)中的用量相對(duì)較大，當(dāng)前我國已經(jīng)建成統(tǒng)一的大市場并形成了國際-國內(nèi)市場雙循環(huán)、雙流通的新發(fā)展格局，滌綸織造產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)既要參與全球同行業(yè)在定價(jià)權(quán)、供應(yīng)鏈方面的競爭，又要在本土市場實(shí)施產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的升級(jí)優(yōu)化，因而面臨著雙重競爭壓力。在這種前提下，此類企業(yè)需要借助產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)中產(chǎn)生的依據(jù)進(jìn)一步研發(fā)綠色產(chǎn)品，一方面可以增強(qiáng)自身的競爭優(yōu)勢，并在知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新基礎(chǔ)上探索新型商業(yè)模式[2]，另一方面還能夠輔助企業(yè)有效應(yīng)對(duì)出口方面的碳足跡盤查。

3 基于生命周期的滌綸織造產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)

3.1 項(xiàng)目概況

某紡織企 業(yè)為了了解其生產(chǎn)的滌綸織造產(chǎn)品基于生命周期的溫室氣體排放數(shù)據(jù)，制定出相應(yīng)的節(jié)能減碳措施，提高了產(chǎn)品的綠色屬性，并以生產(chǎn)的滌綸織造產(chǎn)品為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)（Carbon Footprint of a product，CFP）[3]。需要說明的是，產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)本身屬于生命周期評(píng)價(jià)（LCA）范疇，評(píng)價(jià)時(shí)間為1年，始于2022年1月1日，終于2022年12月31日。主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：評(píng)價(jià)目標(biāo)、系統(tǒng)邊界、產(chǎn)品生命周期碳足跡數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)品生命周期碳足跡核算以及產(chǎn)品生命周期綠色低碳實(shí)施策略等。

3.2 評(píng)價(jià)目標(biāo)

該企業(yè)滌綸織造產(chǎn)品生命周期碳足跡評(píng)價(jià)依據(jù)如下：（1）《綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 化纖長絲織造產(chǎn)品》（T/CNTAC 77-2021）；（2）ISO 14067 Greenhouse gases-Carbon footprint of products-Requirements and guidelines for quantification；（3）環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框架（以下簡稱“框架”）（GB/T 24040）；（4）《溫室氣體 第一部分 組織層次上對(duì)溫室氣體排放和清除的量化和報(bào)告的規(guī)范及指南》（ISO 14064-1）等。評(píng)價(jià)目標(biāo)是獲取化纖坯布生命周期碳足跡生成的CFP報(bào)告，并將其作為后續(xù)綠色低碳轉(zhuǎn)型中所需的科學(xué)依據(jù)。

3.3 系統(tǒng)邊界

根據(jù)《綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 化纖長絲織造產(chǎn)品》（T/CNTAC 77-2021），本次研究的系統(tǒng)邊界為100米滌綸織造產(chǎn)品（幅寬205 cm）的生命周期，包括原料獲取、原料運(yùn)輸、產(chǎn)品生產(chǎn)三個(gè)生命周期階段。碳足跡評(píng)價(jià)人員在本次研究中，嚴(yán)格執(zhí)行“框架”第4.4條規(guī)定，結(jié)合產(chǎn)品生命周期對(duì)其系統(tǒng)邊界進(jìn)行了界定并繪制了系統(tǒng)邊界圖。

3.4 數(shù)據(jù)采集概述

3.4.1 數(shù)據(jù)采集的范圍

在采集產(chǎn)品生命周期碳足跡評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)前，評(píng)價(jià)人員要先遵循“框架”第3.17條、3.18條、3.19條中的要求，通過數(shù)據(jù)取舍原則與分配原則及數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，對(duì)需要采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了范圍限定。

以取舍原則為例，評(píng)價(jià)人員應(yīng)以對(duì)各項(xiàng)原料投入占產(chǎn)品重量或過程總投入的重量比作為取舍依據(jù)，具體包括6項(xiàng)具體原則：（1）列舉所有能耗；（2）列舉所有主要原料的消耗；（3）當(dāng)重量<產(chǎn)品重量的1%時(shí)，忽略其輔料消耗，忽略范圍控制在產(chǎn)品重量的5%以內(nèi)；（4）列出現(xiàn)有法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文件中提出的環(huán)境監(jiān)測及排放要求，具體包括大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境，在實(shí)施時(shí)，要以環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告、環(huán)境監(jiān)測報(bào)告等為準(zhǔn)；（5）當(dāng)一般固體廢棄物<固體廢棄物排放總量的1%時(shí)，忽略不計(jì)；（6）忽略基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)備、生活設(shè)施方面的消耗及排放。

以分配原則為例，在本次研究中的滌綸織造產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)人員主要采用分?jǐn)偡ǎ鶕?jù)產(chǎn)品與全部產(chǎn)品總量重量點(diǎn)比進(jìn)行分配。例如，當(dāng)該企業(yè)車間不同型號(hào)的其他產(chǎn)品使用了同類工藝、同類設(shè)備時(shí)，如果用能情況與其基本相似，此時(shí)評(píng)價(jià)人員還可以根據(jù)原材料消耗、能源消耗、污染物排放等數(shù)據(jù)對(duì)滌綸織造產(chǎn)品和全部產(chǎn)品總產(chǎn)量的重量占比進(jìn)行分?jǐn)偺幚怼?/p>

在2017 年的7 月，廠區(qū)開始進(jìn)行大面積集氣站檢修作業(yè)，由于時(shí)間緊任務(wù)重，我們技術(shù)組技術(shù)員兩人一組共同完成6 座集氣站的檢修工作。當(dāng)時(shí)，我與另外一名同事分到了一座大站，這座集氣站同時(shí)還需要進(jìn)行技改動(dòng)火作業(yè)，接下來的幾天由于溝通難題讓原本簡單的工作變得復(fù)雜。

以數(shù)據(jù)質(zhì)量要求為例，數(shù)據(jù)實(shí)際代表性與數(shù)據(jù)質(zhì)量代表產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)研究的目標(biāo)代表性存在差異，本次研究根據(jù)實(shí)際情況選擇蒙特卡洛分析評(píng)價(jià)產(chǎn)品生命周期模型中與消耗、排放清單數(shù)據(jù)相關(guān)的五項(xiàng)內(nèi)容：（1）可靠性；（2）完整性；（3）時(shí)間相關(guān)性；（4）地域相關(guān)性；（5）進(jìn)一步的技術(shù)關(guān)系。其中，背景數(shù)據(jù)庫的上游背景過程數(shù)據(jù)的不確定度包含在數(shù)據(jù)庫中，在對(duì)其進(jìn)行不確定度評(píng)估后，能夠?qū)ζ洳淮_定度的傳遞與累積情況進(jìn)行計(jì)算，最終獲得產(chǎn)品生命周期結(jié)果的不確定度。

3.4.2 數(shù)據(jù)庫的選擇

本次研究根據(jù)《環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià) 原則與框架》（GB/T 24040-2008）第4條中的LCA原則、LCA階段為準(zhǔn)，選擇SimPro9.5.0軟件，通過其中的“建模”功能快速搭建產(chǎn)品生命周期模型，并獲得相應(yīng)的分析結(jié)果。產(chǎn)品生命周期模型中的背景數(shù)據(jù)來源以具體的產(chǎn)品構(gòu)成要素清單為準(zhǔn)，具體如下：（1）原料上游數(shù)據(jù)，包括經(jīng)線、緯線、自來水、液化氣、天然氣、柴油；（2）原料/物料運(yùn)輸數(shù)據(jù)，包括經(jīng)線運(yùn)輸、緯線運(yùn)輸；（3）產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括電力與其他能源，如液化氣、柴油、天然氣燃燒直接排放等。要素清單名稱與對(duì)應(yīng)的工藝流程趨于一致，在數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)以具體數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)庫為準(zhǔn)。由于企業(yè)無法獲得上游原材料生產(chǎn)數(shù)據(jù)，所以這些數(shù)據(jù)均來自于“Ecoinvent3.9.1-allocation,cut-off by classificationunt”數(shù)據(jù)庫。

3.4.3 數(shù)據(jù)采集過程

數(shù)據(jù)采集時(shí)間為期1年，分原料制備階段、原料運(yùn)輸階段、產(chǎn)品生產(chǎn)階段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。以原料制備階段為例，生產(chǎn)滌綸織造產(chǎn)品主要消耗的原材料為經(jīng)線、緯線（主要成分均為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET），以及自來水、液化氣、天然氣、柴油等能源。根據(jù)原材料及能源的實(shí)際消耗數(shù)據(jù)，按照評(píng)價(jià)產(chǎn)品與全廠產(chǎn)品產(chǎn)量占比分?jǐn)偤螅玫?00米滌綸織造產(chǎn)品消耗的原材料及能源數(shù)據(jù)，詳見表1。

表1 原材料獲取和加工階段數(shù)據(jù)表

按照同樣的數(shù)據(jù)采集方式，完成原材料運(yùn)輸階段的原料/物料運(yùn)輸類型下經(jīng)線運(yùn)輸、緯線運(yùn)輸數(shù)據(jù)的收集。原材料運(yùn)輸數(shù)據(jù)涉及原輔材料運(yùn)送到生產(chǎn)基地的運(yùn)輸方式和距離，原材料的運(yùn)輸方式僅為公路運(yùn)輸。原材料運(yùn)輸數(shù)據(jù)為采購部門根據(jù)采購合同中供應(yīng)商所在地測算的運(yùn)輸距離。原材料運(yùn)輸階段的數(shù)據(jù)詳見表2。

表2 原材料運(yùn)輸階段數(shù)據(jù)表

產(chǎn)品生產(chǎn)階段主要包括電力消耗、廢邊角料處置對(duì)應(yīng)的要素清單，這些數(shù)據(jù)來源于現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)和測試，所獲得的數(shù)據(jù)為實(shí)物流，即單元過程的輸入和輸出的實(shí)際量。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用的化石燃料燃燒直接排放的二氧化碳所使用的排放因子，可以參考《溫室氣體排放核算與報(bào)告要求 第12部分：紡織服裝企業(yè)》（GB/T 32151.12-2018）。產(chǎn)品生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)詳見表3。

表3 產(chǎn)品生產(chǎn)階段數(shù)據(jù)表

3.5 碳足跡核算

在具體的碳足跡核算時(shí)，工作人員要嚴(yán)格遵循“框架”第5條中提供的方法學(xué)框架，應(yīng)用SimPro9.5.0軟件及IPCC2021 GWP100計(jì)算方法進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡的核算，結(jié)果顯示：單位產(chǎn)品排放量為89.98 kgCO2。其中：原料制備階段的排放總量為33.71 kgCO2、百分比為37.46%，原料運(yùn)輸階段的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為0.3 kgCO2、0.33%，產(chǎn)品生產(chǎn)階段的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為55.97 kgCO2、62.20%。結(jié)果見表4。

表4 滌綸織造產(chǎn)品碳足跡核算結(jié)果

3.6 碳足跡生命周期解釋

首先，根據(jù)滌綸織造產(chǎn)品生命周期模型假設(shè)，得到了產(chǎn)品碳足跡的核算結(jié)果，但是在此類評(píng)價(jià)中并不能夠獲取上游企業(yè)的原料生產(chǎn)數(shù)據(jù)，僅可以從其數(shù)據(jù)庫中采集相關(guān)數(shù)據(jù)，所以只能說明數(shù)據(jù)模型整體上的合理性估計(jì)，并不能說明其精準(zhǔn)性。其次，對(duì)其數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行蒙特卡洛質(zhì)量方法評(píng)估，并對(duì)模型清單數(shù)據(jù)的不確定度進(jìn)行評(píng)估，假定企業(yè)LCA-代表企業(yè)及供應(yīng)鏈水平，那么以實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)可知，全球變暖潛能值指標(biāo)下的LCA結(jié)果為89.98 kgCO2，結(jié)果上下限（95%置信區(qū)域）為[76.49，107.93]（單位：kgCO2eq）。

比較產(chǎn)品生命周期碳足跡各過程排放量的占比可知，在100 m滌綸織造產(chǎn)品生命周期碳排放量方面，原材料運(yùn)輸階段占比＜原材料制備階段占比＜產(chǎn)品生產(chǎn)階段占比，而且產(chǎn)品生產(chǎn)階段外購電力造成的排放占到總排放量的61.32%。由此說明，該產(chǎn)品生命周期的碳排放主要來自生產(chǎn)階段能源的選擇及使用，并且還需要工作人員進(jìn)一步控制供應(yīng)鏈管理方面的排放量。

3.7 綠色低碳發(fā)展策略及建議

3.7.1 調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少能耗方面的碳足跡

首先，該企業(yè)應(yīng)以產(chǎn)品生命周期碳足跡評(píng)價(jià)結(jié)果作為科學(xué)依據(jù)，對(duì)其能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。在具體實(shí)施過程中，可以選擇環(huán)境友好型清潔能源或綠色能源，例如使用分布式光伏電力等綠色電力，降低因外購電力產(chǎn)生的間接排放。再如，液化氣的單位碳排放量相對(duì)較低，該企業(yè)可以在配置天然氣的過程中，根據(jù)其不同燃料的單位排放量，調(diào)整電力、天然氣、液化氣的配置比例。

3.7.2 改造并優(yōu)化生產(chǎn)工藝中的碳足跡

在完成能源結(jié)構(gòu)調(diào)整后，該企業(yè)應(yīng)深入對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程開展技術(shù)評(píng)價(jià)。然后，將碳足跡評(píng)價(jià)結(jié)果、工藝技術(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果聯(lián)系起來，優(yōu)化其滌綸織造產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。在具體操作時(shí)，可以結(jié)合以具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用的裝置為對(duì)象，按照能耗、碳排放量、碳足跡之間的正相關(guān)關(guān)系，選擇適配的工藝、裝置等進(jìn)行技術(shù)層面的提升改造。

3.7.3 加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，降低原料及運(yùn)輸碳足跡

該企業(yè)還應(yīng)從原料制備階段、運(yùn)輸階段的碳足跡評(píng)價(jià)結(jié)果出發(fā)，結(jié)合新時(shí)期供應(yīng)鏈的競爭環(huán)境引入供應(yīng)鏈管理理念，一方面要針對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行尋源管理，通過原料/物料、能源消耗選擇能耗更低的原料，另一方面還要通過優(yōu)化運(yùn)輸線路、提升運(yùn)輸效率、壓縮運(yùn)輸時(shí)間的方式，降低運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳足跡排放等。

4 結(jié)語

結(jié)合上述分析可以看出，在基于生命周期的滌綸織造產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)過程中，一方面應(yīng)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入研討，另一方面應(yīng)明確評(píng)價(jià)目標(biāo)，做好滌綸織造產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而保障原材料及加工階段、原材料運(yùn)輸階段、產(chǎn)品生產(chǎn)階段的碳足跡核算，最終保障生命周期碳足跡評(píng)價(jià)的科學(xué)性，真正為紡織行業(yè)產(chǎn)生綜合效益提供技術(shù)支撐，從而有效促進(jìn)此類企業(yè)的節(jié)能降碳。