1、产品关键碳排放生命周期评价原则和方法初探 王宏涛 田晓飞 于洁 摘 要： 本文通过分析研究生命周期评价方法 (LCA) 的现状、优势和局限性以及低碳产品认证工作的具体要求和所面临的实际问题, 结合 LCA 简化方法的发展, 在大量量化分析和实证工作的基础上, 提出以产品碳排放关键生命周期阶段和关键影响因素的量化识别与判定原则为核心的产品关键碳排放生命周期评价理论建议, 为我国低碳产品认证制度的推进实施和未来的国际互认奠定了理论基础。关键词： 生命周期评价方法; 低碳产品认证; 关键碳排放; 基金：科技部国家科技支撑计划-低碳产品认证认可关键技术研究及示范 (项目编号:2013BAK15B00,
2、 课题编号:2013BAK15B07) 的研究成果全球变暖已成为人类必须面对的重大难题, 而发展低碳经济成为应对气候变化和可持续发展的一项战略选择, 但很多发达国家借“绿色”为名, 行贸易保护之实, 开始征收“碳关税”, 碳排放即将成为国际上衡量产品质量的新标准。低碳经济的本质就是高效和清洁的利用能源, 发展绿色 GDP, 长期以来, 我国的经济中制造业占据很大的比例, 生产技术水平落后的现状加重了中国制造产品的高碳特征, 虽然在国际社会共同减排的大趋势下, 不断调整自身的产业结构和能源结构, 但整体上还未建立起统一的国内产品碳排放评价体系, 相关研究还处于起步阶段, 技术基础比较薄弱。一、我
3、国低碳产品认证制度低碳产品认证制度是由政府授权的权威机构依据一定的碳排放标准, 利用规定的碳核查技术或手段, 对生产者所提供的产品进行全生命周期的碳检验、监测、管理、评估, 对符合标准的产品颁发低碳标志或证书, 以证明其符合低碳排放标准要求, 承担了相应的气候变化责任的一系列制度设计与安排1。为了履行相应的国际责任, 应对气候变化和绿色贸易技术性措施给我国的经济和贸易带来的冲击和影响, 2 0 1 3 年 2 月, 国家发改委和认监委联合发布低碳产品认证管理暂行办法, 标志着我国的低碳产品认证制进入推进实施阶段, 2014年 6 月 27 日共有 28 家企业获得了第一批国家低碳产品认证证书,
4、 标志着我国低碳产品认证制度已经正式确立。二、生命周期评价理论低碳产品的认证是以产品的碳足迹为基础的, 而产品碳足迹是产品全生命周期的温室气体排放总量2。在该领域, 生命周期评价方法 (Life cycle Assessment, LCA) 作为主流的环境负荷量化工具已被广泛应用。目前生命周期评价方法作为核算碳足迹最基本和核心的方法, 为了将其更加科学有效的应用于低碳认证领域, 所以需要对该方法的最新研究进展以及优缺点展开研究。1. LCA 研究概况(1) 方法学数据质量:目前常见的方法是利用数据质量指标评价表进行评分, 运用数学随机分布模拟来分析清单结果的不确定性。还有学者通过蒙特卡罗模拟结
5、合不确定性和敏感性分析, 辨识对清单结果的不确定性影响大的数据。清单分析:学者 S u h3等将投入产出分析与基于矩阵表示的流程分析相结合, 提出了混合清单计算模型方法, 该模型是对生产系统采用流程分析法建模, 对生产系统上游过程采用投入产出分析法建模。影响评价:国外的环境影响模型很多, 但不能完全适合我国的环境状况, 所以国内学者在 LCA 方法学的本土化方面展开了深入研究。(2) 数据库和软件目前, 数据库以欧美为主, 比较著名的有瑞士 Eco-invent 数据库、德国 Gabi扩展数据库等。国内数据库以基础工业产品为主, 多数只是简单的数据堆积, 并没有成体系。市场上的 LCA 软件大
6、多也是欧洲版, 以 Sima Pro (荷兰) 、TEAM (法国) 、Gabi (德国) 等主要软件为人熟知, 目前国内主要使用 Gabi和 Sima Pro。(3) LCA 在环境管理领域的应用LCA 为企业提供全面的产品和供应链管理体系框架, 已成为企业制定产品和技术发展战略、规避潜在环境风险的重要工具, 同时企业和第三方认证机构将其用于产品生态设计、化学品管理、废弃物管理、绿色制造、绿色采购、绿色供应链环境管理和环境标志认证等方面, 特别是以碳足迹为基础的产品碳标识制度得到了各国家和地区的广泛关注。2. LCA 方法的优点和局限性目前对于产品碳排放的评价主要采用了全生命周期的评价方法
7、(LCA) , 该方法最主要的优点有以下方面。(1) 系统化:涵盖多个生命周期阶段, 避免环境问题在这些阶段之间转移。(2) 定量化:包含各种环境影响类型的评价指标, 避免环境问题在这些影响类型之间转移。(3) 标准化:统一的国际标准, 等同转换为国家标准。(4) 普适性:适用于对所有产品和服务的环境评价, 为各种技术性、管理性或政策性的决策提供环境数据支持。尽管 LCA 方法在评估环境影响领域有很多自身的优势, 但 L C A 的实施存在以下几点局限性。一是数据需求大和精度高:一个完整的 LCA 案例需要约数十万个基础数据, 且要保证数据的可靠性。二是时间和经济成本高昂:完整的数据获得需要消
8、耗大量的人力物力, 且时间和经济成本随结果要求精度的提高而增加。三是时间和地域的局限性:在不同的时间和不同的地域范围内, 环境编目数据和评价结果都有不同的适用性。四是结果具有主观性:功能单元的定义、系统边界的设置、数据收集渠道和影响类型的选择都存在主观性。三、我国低碳产品认证面临的问题根据目前我国低碳产品认证的现状, 通过与其它经济发达国家比较可知, 我国的低碳产品认证主要面临的问题有以下两方面。一方面, LCA 方法的局限性限制了低碳产品认证的发展。LCA 从方法论和实际应用两个方面的不足限制了其在低碳产品认证上的应用, 包括数据需求大和精度高、时间和经济成本高昂、时间和地域的局限性、结果的
9、不确定性等都会在很大程度上给低碳产品认证带来了阻力。另一方面, LCA 数据库信息匮乏。已建立和实施产品碳排放认证的国家基本都采用基于全生命周期评价 (LCA) 的方法和理念实现产品整个生命周期的碳核查, 而我国缺乏成体系的碳排放数据库, 对产品整个生命周期都难以监测, 大幅增加数据收集难度, 严重限制了低碳产品认证工作开展实施。四、产品关键碳排放生命周期评价原则和方法由于生命周期方法存在一定的局限性, 所以为了提供所需生命周期评价类似结果的前提下更好的使用 LCA 方法, SETAC 提出了简化生命周期评价的思想和方法4。根据已有的 LCA 简化方法总结出了几条简化思路: (1) 简化产品的
10、生命周期阶段; (2) 简化环境影响类型; (3) 简化生命周期评价数据。面对 LCA 方法自身客观存在的局限性及我国低碳产品所具有的现实问题, 可以适当地采用简化的 LCA 实施具体的低碳产品认证工作。因此, 本研究首次提出我国低碳产品认证的“产品关键碳排放生命周期评价原则和方法”建议, 具体内容如下。1. 评价原则和理念以全生命周期评价为基础, 针对关键碳排放生命周期阶段的关键碳排放影响因素设置评价指标, 根据行业和企业调研数据设置评价值, 在评价原则和理念上与全生命周期评价保持一致, 确保产品碳排放影响不在生命周期阶段间传递, 同时, 避免了繁琐的数据测量、收集和计算工作, 在保证产品碳
11、排放核算结果科学、准确的前提下, 为公众选择低碳产品, 企业开展内部和外部对标, 政府部门发展低碳产业提供成本效率更高、更易操作和认知的科学评价方法。2. 影响因素识别原则关键碳排放生命周期阶段和关键碳排放影响因素识别原则:在大量量化分析和实证的基础上通过设置数据切断阈值识别产品关键碳排放生命周期阶段和关键碳排放影响因素, 即使用关键生命周期碳排放评价替代全生命周期碳排放评价, 保证结果的可靠性的同时避免全生命周期数据收集难度大、时间和经济成本高昂等问题。3. 评价指标设置原则对于产品低碳评价指标的设置兼顾材料碳效率和能源碳效率, 材料碳效率主要考虑材料选择、过程排放、使用效率和再生利用效率对
12、产品碳排放的影响;能源碳效率主要考虑能源结构、能源利用效率对产品碳排放的影响。4. 领跑原则主要根据国内相关产业的生产和管理实际, 结合国际调研结果, 选取行业前 20%碳排放水平作为评价值, 每年更新, 保证评价结果的先进性。5. 碳核减原则核减产品系统边界内余热利用、替代燃料, 协同处置废物等所产生的碳排放, 使评价值与生产实际情况更加符合。五、总结在世界范围内, 我国首次明确定义了低碳产品和低碳产品认证, 率先建立了低碳产品认证的评价制度, 通过对低碳产品认证工作的实际问题和 LCA 方法的研究分析可知, 由于 LCA 方法自身存在的缺陷, 为了兼顾 LCA 方法系统性、普适性等优点,
13、同时规避 L C A 方法数据需求大和精度高、时间和经济成本高昂、时间和地域的局限性、结果的不确定性等不足之处, 本研究从可操作性的角度, 对产品碳排放认证评价方法进行了适当的简化, 提出了产品关键碳排放生命周期评价理论建议, 核心内容是产品碳排放关键生命周期阶段的量化识别与判定原则, 保证了结果可信度的同时节省了大量人力物力, 为我国低碳产品认证制度的推进实施和未来的国际互认奠定了理论基础。参考文献1杨晓敏.低碳产品认证制度的国际比较分析J.学术论坛, 2015:161-164. 2魏薪, 董超芳, 肖葵, 等.材料生命周期评价方法与应用进展J.科技导报, 2012, 30 (14) :75-79. 3SUH S, HUPPES G.Missing inventory estimation tool using extended input-output analysisJ.International Journal of Life Cycle Assessment, 2002, 7 (3) :134-140. 4郑秀君, 胡彬.我国生命周期评价 (L C A) 文献综述及国外最新研究进展J.科技进步与对策, 2013.
