關于綠色低碳實驗室碳足跡和碳標簽的研究

孫 偉，陳浩男，沈 浩，莫層聰，劉亮俊

［1.嘉興市恒光電力建設有限責任公司安大安全工器具檢測中心，浙江 嘉興 314000；2.嘉興市計量檢定測試院，浙江 嘉興 314000；3.九郡綠建技術（嘉興）有限公司，浙江 嘉興 314000］

0 引言

低碳經濟的核心是降低碳排放，提高能源利用效率，促進清潔能源的應用[1]。低碳實驗室作為低碳經濟發展的重要組成部分，扮演著重要角色。綠色低碳實驗室標簽的背后是對環境保護和碳減排的共同認識和行動。它促使實驗室關注能源使用效率、廢物管理、設備使用、綠色采購等方面的問題，并推動實驗室采取相應的措施，減少碳排放并優化資源利用。通過標簽的引入，實驗室可以更系統地審視其碳足跡并制定相關的改進計劃，從而實現可持續發展目標的有效實施。

1 綠色低碳實驗室概述

綠色低碳實驗室是指在實驗室設計、運營和管理過程中，采用可持續發展原則和低碳技術，以降低溫室氣體排放和資源消耗為目標的實驗室。其特點如下。

（1）碳排放減少。綠色低碳實驗室通過優化能源利用、改進設備效率、推廣清潔能源等措施，降低實驗室的碳排放。這可以通過節能燈具、高效制冷設備、智能控制系統等方式實現。

（2）資源有效利用。綠色低碳實驗室注重資源的合理利用，減少能源消耗和廢棄物產生。通過使用節水設備、循環利用實驗材料和試劑、優化實驗流程等方式來降低對自然資源的需求。

（3）環境友好材料。綠色低碳實驗室選擇環境友好型材料和設備，通過采用可再生材料、無毒無害材料、低能耗設備等，減少對環境的負面影響。

（4）健康安全保障。綠色低碳實驗室注重實驗室操作員的健康和安全，保障實驗室環境對人員健康的最小影響。采用適當的通風系統、防護裝備和標準操作程序來降低潛在風險。

（5）數據監測與管理。綠色低碳實驗室通過監測和管理系統，實時獲取實驗室的能耗和碳排放數據，并進行評估和優化。這有助于持續改進實驗室的性能和環境效益。

2 研究的意義

實驗室是國家科技力量的核心，是建立科技創新體系的主體，實驗室的建設質量決定了我國科技發展高度，建設綠色高質量低碳實驗室意義重大。通過不斷完善建設技術，加強綠色低碳實驗室的宣傳引導，完善標準制度和管理措施，提升實驗室建設進程中各系統、各環節的統一協作水平，使綠色低碳實驗室可以為低碳技術的研發和創新提供必要的條件和平臺，符合低碳經濟發展要求，為國家創造更多的綠色科技財富[2]。

綠色低碳實驗室評價的重要評價指標是碳足跡，它是一個計算數據理論值，碳足跡的基礎來自溫室氣體核查，數據的最終展現是碳標簽。碳標簽從企業、產業鏈、全行業到全社會的擴大趨勢，產品、技術、數據、服務全形式的內涵式發展，未來將不斷提升區域影響力，產業的話語權，產品認可度。

3 研究的內容

3.1 建立綠色低碳實驗室認證評價標準

綠色低碳實驗室評價工作的核心內容是建立評價方法體系，通過多種方法的綜合運用，對實驗室的綠色零碳表現狀況做出評判。評價的方法體系主要涉及以下內容。

3.1.1 劃分實驗室類型

根據不同的實驗室類型進行研究，不僅要購買合理的實驗室設備，還要考慮實驗室的整體規劃，實驗室的合理布局、工藝、電源、基礎設施、供水、排水和基本條件等，準確劃分實驗室類型是綠色低碳實驗室的建設和研究的基礎。

3.1.2 建立指標體系

綠色低碳實驗室評價指標是綠色低碳實驗室標準的具體體現，是推行和運用綠色低碳實驗室評價標準的一個重要工具，將主要依據綠色低碳實驗室標準而建立。建立綠色低碳實驗室評價指標體系，目的是以系統、綜合的方式描述企業綠色發展的重要特征，為測算、評估、分析和比較企業的綠色表現程度提供依據。

3.1.3 收集處理數據

綠色低碳實驗室評價離不開數據的采集、加工整理和分析。在數據加工整理方面，不僅需要檢驗、審核，還需要進行簡化和調整來提高數據的有效性和一致性，平均化、標準化和規范化等處理來增加數據的可比性。在數據分析方面，需要充分運用統計方法和計量技術，對數據進行必要的分組、歸類、匯總、描述、指數計算、均值分析、離差分析、相關分析、回歸分析、時間序列分析甚至面板分析等，以基于數據形成對實驗室綠色零碳發展特征的初步認識[3]。

3.1.4 驗證評價結果

綠色低碳實驗室評級結果進行驗證對于整個評級工作的有效性和權威性意義重大。以下為3 種驗證方式：①專家評估法，由專家組對評級過程和結果作出審核和評估，根據專家意見修訂結果。②企業認可法，與被評級實驗室進行溝通交流，避免重大遺漏、誤差、誤判等事件發生，找出改進之處和辦法。③計量模型法，運用計量經濟技術中的排序多選擇模型方法對評級結果進行驗證[5]。依據評級結果數據以及一些重要指標數據，可以對實驗室級別排序因變量和相關自變量指標建立排序多選擇模型，模型估計的結果將揭示實驗室級別排序和相關自變量指標間的數量關系，以及相應的分級臨界值的估計值。

3.1.5 建立綠色低碳實驗室綠色供應鏈評估要求

建立供應商績效評估標準，對供應商進行分級評價和管理。對所采購的設備、其他材料等均在節能環保標準、體系認證和供應商環境管理等方面提出明確的要求。同時應達到綠色產品和低碳產品的要求，并要求所采購的設備、其他材料等提供碳足跡報告和碳標簽證書等。

3.2 減少綠色低碳實驗碳排放量

實驗室的減碳路徑進行研究是中國推動節能減排、低碳發展的加速器，也是實驗室面臨的重要命題。在生產端，可以通過建立綠色供應鏈伙伴機制，降低設備的碳足跡和使用運行階段的碳排放量，同時鼓勵供應鏈合作伙伴提高可再生能源比例、制定分階段減排目標等措施降低產品碳足跡；在運行階段有針對性地采用提效減排、使用可再生能源以及碳抵消等途徑減少碳排放量；對實驗品實施廢棄物管理計劃，提高廢棄物的回收率和利用率；除此之外用戶和員工參與也是重要一環，并持續鼓勵員工低碳辦公和低碳出行。

3.3 綠色低碳實驗室的碳足跡、碳標簽

根據國際標準化組織的定義，碳足跡的全生命周期評價指的是對一個產品系統的生命周期中輸入、輸出及其潛在環境影響的匯編和評價[4]，其核算階段包括完全生命周期（從搖籃到墳墓，B2C），即原材料生產、建造、運輸、使用、拆除等5 個階段；以及部分生命周期（從搖籃到大門，B2B），其中僅包括原材料生產、原材料運輸、產品生產3 個階段[5]。實驗室碳足跡的研究能夠幫助我們了解實驗室從建造到運行過程中所產生的溫室氣體排放量以此來針對性提出減碳措施。

碳標簽是一種標識產品碳足跡的標簽。它通常會顯示產品在生產、運輸和使用過程中產生的溫室氣體排放總量，以及產品的環境性能等信息。

3.4 綠色低碳實驗室建設的研究

綠色低碳實驗室的碳排放主要包括實驗室的建設和運行兩個階段。實驗室的建設階段的碳排放主要是實驗室的裝飾裝修和設備購買兩個部分；實驗室的運行階段的碳排放主要有直接排放，通過空氣檢測儀和捕捉儀器對柴油燃燒、天然氣、甲烷逸散、冷媒逸散進行數據檢測和采集；間接排放可通過智能設備采集用電、用水等能耗數據開展對實驗室的碳排放總量、單位面積碳排放量等指標的精準計算。以下是各階段碳排放的計算公式：

排放源在線監測是核心監測。基于相關監測數據和模擬同化清單數據，及通過前期調研、現場勘查排放源特征，搜集編制清單所需基礎數據，編制實驗室的碳排放清單。結合微小尺度模式模擬同化，產出時空連續的CO2濃度。綜合分析監測、模擬同化和清單數據，建設檢測實驗室碳排放量監測平臺。對實驗室區域的碳排放和碳匯進行綜合評估，具體包括如下部分：①實驗室排放源邊界監測、高點的在線監測、實驗室內監測和采樣監測。②實驗室碳排放監測實時分析展示系統。③實驗室碳排放清單，包含所涉及的活動數據的直接排放和間接排放核算。④根據監測模擬同化和清單兩種方法的估算結果，對實驗室區域碳排放進行綜合評估，編寫碳排放綜合評估報告，并提出減排建議。

4 零碳實驗室的規劃方案

4.1 編制標準

零碳實驗室評價標準要從實驗室的建設、運行、固廢回收、綠色供應鏈與自然、經濟和社會的交互影響關系及外部系統的影響程度進行綜合評價。從實驗室經濟活動對于自然環境影響的角度展開基礎性要求，在實驗室可持續發展的大框架下突出綠色增長、減碳措施和減碳宣傳的評價進行規定，以全面準確地反映實驗室綠色低碳發展狀況。

4.2 低損檢測

強化無損或低損化檢測應用及創新，檢測過程中對部分試樣樣品有著部分損傷，造成樣品不能二次使用，只能作為廢品進行處理，造成資源浪費。在不損害試件材質、結構的前提下進行檢測，盡量避免或減少破壞性試驗。最終實現對一個試件的評價，通過無損檢測的結果就能做出準確的評定。

4.3 精準收樣

檢測項目實施時，做到先做無須制樣項目后制樣，檢測試件做到按實際所需送樣，按照做多少送多少的實行精準送檢，將送檢樣品數量精準至厘米級。如電纜保護管、金具等材料類送檢都可實行精準送檢。

4.4 精控固廢

對實驗品實施廢棄物管理計劃，提高廢棄物的回收率和利用率。加強報廢流程規范化管理要求，采用“線下清理盤點+線上無紙化申報”模式。對固廢產生進行精細管控，與送檢單位達成“1+1＞2”的合作模式，對送檢的樣品既能滿足檢測試驗要求，又能減少企業成本，大大減少固廢產生，以達到減少碳排放量的目的。

4.5 實施碳普惠

對用戶和員工進行碳普惠宣教，出臺相關的管理制度、鼓勵員工低碳辦公和低碳出行：人員離開電源關閉、節約辦公用紙、做到節能使用為己任、逐步實現部門和個人碳賬戶。

4.6 碳排放數據監測

實驗室運行階段碳排放主要為直接排放和間接排放，動態掌握實驗室碳排放整體情況并實現預警功能，實現綠色零碳實驗室的綜合評價，為建設綠色零碳實驗室數據平臺提供場景落地支撐。

4.7 碳排放數據分析

結合直接排放與間接排放綜合的碳排放量數據，構筑綠色零碳實驗室智慧平臺。根據碳排放數據分析，對實驗室內部碳排放進行有效管控。基于相關監測數據和模擬同化清單數據，編制實驗室的碳排放清單。

5 技術成果

建立科學理論，挖掘應用技術，將理論研究與應用研究相結合，并對綠色低碳實驗室的建設做出多路徑的研究，以達到減少碳排放量的目的。具體技術路線如圖1 所示。

圖1 技術路線

6 結語

本研究通過對綠色低碳實驗室碳足跡和碳標簽的研究，確認了其技術要素的合理性。綠色低碳實驗室的碳足跡和碳標簽為實驗室可持續發展和碳管理提供了有效的評估和指導，為低碳發展和氣候變化等問題提供了技術支持，幫助企業提高技術水平和生產效率，推動了低碳產業的發展。