产品碳足迹系列(三)碳足迹核算方法:生命周期评价方法(LCA)

 

 

根据国际标准化组织的定义,生命周期评价指的是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价,其核算阶段包括完全生命周期(从摇篮到坟墓,B2C),即原材料生产、制造、配送销售、使用、废弃等五个阶段;以及部分生命周期(从摇篮到大门, B2B),其中仅包括原材料生产、制造、配送销售三个阶段。由于 LCA 碳足迹评价的不是某一时间段,也不是某个特定服务区域的碳足迹,而是基于整个生命周期的统计,因此具有时间上的延续性和空间上的完整性,并且能够从系统尺度对产品或服务的碳足迹影响进行评估。因此使用 LCA 能够对产品或组织在其生命周期范围内的各个阶段的排放量进行明确,从而有利于生产者识别高排放点进行减排,促进社会的低碳化发展。

 

在ISO14040系列标准中,最重要的就是ISO14040和ISO14044这两个标准,它们构成了 LCA 环境影响的基本框架,虽然没有特别指出适用于特定的 GHG 排放,但包括了对空气的排放影响。其中ISO14040包括了7个章节和1个附录,并给出46个术语,对生命周期评价的原则、阶段、主要特征、总体概念、方法学框架、生命周期清单分析、生命周期影响评价、报告、鉴定性评审做出了规定,是对LCA最早的完整标准。ISO14044则对生命周期评价的方法学框架、报告和鉴定性评审给出了要求和指南,对前者进行了有力的补充。

目前比较常用的生命周期评价方法可以分为下列三类(依据方法的系统边界设定和模型原理)

(1)过程生命周期评价,该方法是最传统的生命周期评价法,同时仍然是目前最主流的评价方法。根据ISO14040内容,该方法主要包括四个基本步骤:目标定义和范围的界定、清单分析、影响评价和结果解释,而每个基本步骤又包含一系列具体的步骤流程。过程生命周期评价方法,采用“自下而上”模型,基于清单分析,通过实地监测调研或者其实他数据库资料(二手数据)收集来获取产品或服务在生命周期内所有的输入及输出数据,来核算研究对象的总的碳排量和环境影响。对于微观层面(具体产品或服务方面)的碳足迹计算,一般釆用过程生命周期法居多。该方法优势在于能够比较精确地评估产品或服务的碳足迹和环境影响,且可以根据具体目标设定其评价目标、范围的精确度。

(2)投入产出生命周期评价:这个方法又称为经济投入产出生命周期评价。此方法主要采用的是“自上而下”模型,在评估具体的产品或服务的环境影响时,首先‘自上’表示需要先核算行业以及部门层面的能源消耗和碳排放水平,此步骤需要借助于间隔发表(非连年发表)的投入产出表,然后再根据平衡方程来估算和反映经济主体与被评价的对象之间的对应关系,依据对应关系和总体行业或部门能耗进行对具体产品的核算。该方法一般适用于宏观层面(如国家、部门、企业等)的计算,较少应用于评价单一工业产品。该方法优势在于能够比较完整地核算产品或者服务的碳足迹和环境影响。但是该方法的评估受到投入产出表的制约,一方面时效性不强,因为该表间隔数年定期发布,另外表中的部门不一定能够很好与评价对象相互对应,故而一般无法评价一个具体产品,同时也不能够完整核算整个产品生命周期的排放(运行使用和废气处理阶段均不核算)。

(3)混合生命周期评价:指的是将过程分析法和投入产出法相结合的生命周期评价方法,按照两者结合方式,目前可以按照其混合方式将其划分为三种生命周期评价模型:

(A)分层混合

(B)基于投入产出的混合和

(C)集成混合。

总体来讲,该方法的优势在于不但可以规避误差,又可以比较有针对性评价具体产品及其整个生命周期阶段(使用和废弃阶段)。但是前两种模型易造成重复计算,并且不利于投入产出表的系统分析功能的发挥;而最后一种模型则由于难度较大,对数据要求较高,尚且停留于假说阶段。

产品碳足迹的计算

流程图绘制 

流程图绘制是以拟进行碳足迹核算的产品为对象,将其生命周期各阶段以及各阶段所耗用的原料、能源等绘制出来,方便后续对活动水平数据进行统计、方便对核算结果进行分析。产品流程图又包括两类,一类是从商业到商业,即 B2B 产品,B2B产品的生命周期只包括从原材料获取,历经生产制造环节,完工后作为产成品售至消费者,后续可能会被作为原料用于下一产品的生产,不包含最终产品的零售、报废、回收等环节,计算 B2B 类产品的碳足迹时,不必考虑产品使用、处置回收等阶段的温室气体排放。 

 

另一类是从商业到消费者,即 B2C 产品,B2C 产品的生命周期包括从原材料获取、历经生产加工环节、分销零售至消费者、经消费者使用消耗、最终废弃或回收再利用。因此在计算 B2C 类产品的碳足迹时,与 B2B 类产品的最大不同就是需要将产品使用、处置/回收阶段的温室气体包含在内。

边界确定

在将拟进行碳足迹核算的产品流程图绘制完毕后,以流程图为基础,确定碳足迹核算边界。边界确定,是指在进行碳足迹计算前,明确产品全生命周期各阶段是否应包含在碳足迹核算范围之内,各阶段所产生的温室气体排放是否属于核算范围。确定边界需秉持的原则是:将从原材料获取、直至销售至消费者或者报废回收环节,所有温室气体排放包含在内。确定产品碳足迹核算系统边界,可参考相关部门所制定的产品种类规则。产品种类规则是针对能够达到相同功能的、同一类同一款产品制定的一套通用标准。如果拟进行碳足迹核算的产品不存在产品种类规则,在确定核算边界时,应当将所有实质性贡献纳入核算范围。实质性贡献是指某一活动、某一耗能所排放的温室气体量预期占产品碳足迹 1%以上。

不应纳入产品碳足迹核算边界的有:温室气体排放预期占产品碳足迹 1%以下的排放源;产品生命周期内耗用的人力;消费者去往零售处的交通能耗;运输阶段动物提供的运输。

 

数据收集 

绘制出产品全生命周期的流程图、确定碳足迹核算范围后,需收集计算碳足迹所需的两类数据:活动水平数据与排放因子数据。对于数据收集,绘制出的流程图和确定的边界,已将产品全生命周期阶段划分为不同功能的单元。对于每一单元内所消耗的原料或是能源等排放源,例如运输燃油、耗用电力等,进行数据收集与记录,便是活动水平数据;此外,还需收集上述能耗单位温室气体排放数据,以将能耗转换为温室气体数据,便是排放因子数据。

活动水平数据:活动水平数据代表的是产品生命周期内各阶段所耗用的物料和能源的数量。活动水平数据按照获得数据的来源的不同,划分为初级活动水平数据与次级活动水平数据。初级活动水平数据获取来源或是产品生产制造企业内部,或者是供应链中上下游商家的直接测量。次级活动水平数据的获取则是并未针对特定产品进行测量,例如通过对同行业的同类产品进行平均测量,将获得的平均数值作为所需数据。因此,在搜集活动水平数据时,应尽可能搜集到初级活动水平数据,因为初级活动水平数据相较次级活动水平数据更加的精确真实,计算结果更加真实准确,有利于分析碳足迹构成,提出相应减排措施。若无法获取初级活动水平数据,只能使用次级活动水平数据时,数据库中的数据、文献数据以及行业协会的行业报告或汇总数据都可用。

排放因子数据:排放因子代表消耗每单位原料或能耗所排放的温室气体的量。排放因子是一种转换中介,将活动水平数据转换为温室气体排放量。

 

碳足迹计算 

如果流程图绘制、边界确定和数据收集都没有问题的话,碳足迹计算简单来说就是各步骤活动水平和排放因子乘积的求和,这边就不展开多说了。

注:如果有其它温室气体的计算需要乘以相应的GWP值,换算成CO2eq。

 

不确定性检验 

不确定性检验是指通过对产品碳足迹核算的原始数据、计算方法进行评估,衡量计算过程中的不确定性并设法使其最小化,提高产品碳足迹核算结果的准确度,并为进一步更深入的研究提供参考。进行不确定性检验有以下好处:

(A)能够通过分析数据的精确度设法提高结果的准确性,有助于提高产品间比较结果的可信度;

(B)能够通过分析计算方法的严谨性,不断认识、改进计算方法,有助于提高碳足迹核算结果的确凿度;

(C)如若将不确定性检验结果披露,有助于信息使用者获得有关产品碳足迹更加确凿的信息。

不过,对于企业而言,不确定性检验并非必须完成的事项,PAS 2050 中明确说明,不确定性检查可由企业自行选择是否进行。例如可能前期已经过多次不确定性检验,核算方法、数据收集等严谨性、准确性均提高到较高水平,可不进行不确定性检验。

来源:苏航聊ESG碳中和

 

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