1 摘要
本项目由三门峡乐人家食品有限公司执行完成。评价的目的是以生命周期评价方法为基础，采用iso/ts 14067：2013《温室气体产品碳足迹关于量化和通报的要求与指南》、《pas 2050：2011 商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》的要求中规定的碳足迹核算方法，计算得到三门峡乐人家食品有限公司牡丹藻油核桃乳产品的碳足迹。
为了满足碳足迹各相关方沟通的需要，本报告的功能单位定义为生产1罐牡丹藻油核桃乳。系统边界为“从摇篮到大门”类型，现场调研了从原材料开采、原材料生产、原材料运输、产品生产、产品包装、产品运输到客户端、废弃回收的生命过程，其中也调查了其他物料、能源获取的排放因子数据来源于中国生命周期基础数据库（clcd）和瑞士的ecoinvent数据库。
报告中对生产的不同单元过程比例碳足迹的差别、各生产过程碳足迹累计比例做了对比分析。从单个过程对碳足迹贡献来看，发现原材料生产过程对产品碳足迹的贡献最大。
评价过程中，数据质量被认为是最重要的考虑因素之一。本次数据收集和选择的指导原则是：数据尽可能具有代表性，主要体现在生产商、技术、地域、时间等方面。生命周期主要活动数据来源于企业现场调研的初级数据，大部分国内生产的原材料的排放因子数据来源于ipcc数据库，以及中国生命周期基础数据库（clcd）和瑞士的ecoinvent数据库，本次评价选用的数据在国内外lca研究中被高度认可和广泛应用。此外，通过efootprint软件实现了产品的生命周期建模、计算和结果分析，以保证数据和计算结果的可溯性和可再现性。
2 产品碳足迹介绍（pcf）介绍
近年来，温室效应、气候变化已成为全球关注的焦点，“碳足迹”这个新的术语越来越广泛地为全世界所使用。碳足迹通常分为项目层面、组织层面、产品层面这三个层面。产品碳足迹（product carbon footprint，pcf）是指衡量某个产品在其生命周期各阶段的温室气体排放量总和，即从原材料开采、产品生产（或服务提供）、分销、使用到最终处置/再生利用等多个阶段的各种温室气体排放的累加。温室气体包括二氧化碳（co2）、甲烷（ch4）、氧化亚氮（n2o）、氢氟碳化物（hfc）和全氟化碳（pfc）等。碳足迹的计算结果为产品生命周期各种温室气体排放量的加权之和，用二氧化碳当量（co2e）表示，单位为kg co2e或者gco2e。全球变暖潜值（gobal warming potential，简称gwp），即各种温室气体的二氧化碳当量值，通常采用联合国政府间气候变化专家委员会（ipcc）提供的值[1]，目前这套因子（特征化因子）在全球范围广泛适用。
产品碳足迹计算只包含一个完整生命周期评估（lca）的温室气体的部分[2]。基于lca的评价方法，国际上已建立起多种碳足迹评估指南和要求，用于产品碳足迹认证，目前广泛使用的碳足迹评估标准有三种：①《pas2050：2011商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》，此标准是由英国标准协会（bsi）与碳信托公司（carbon trust）、英国食品和乡村事务部（defra）联合发布，是国际上最早的、具有具体计算方法的标准，也是目前使用较多的产品碳足迹评价标准[3]；②《温室气体核算体系：产品寿命周期核算与报告标准》，此标准是由世界资源研究所(world resources institute，简称wri)和世界可持续发展工商理事会(world business council for sustainable development，简称wbcsd)发布的产品和供应链标准；③《iso/ts 14067：2013温室气体——产品碳足迹——量化和信息交流的要求与指南》，此标准以pas 2050为种子文件，由国际标准化组织（iso）编制发布[4]。产品碳足迹核算标准的出现目的是建立一个一致的、国际间认可的评估产品碳足迹的方法。
3 目标与范围定义
3.1企业及产品介绍
三门峡乐人家食品有限公司成立于2014年12月，注册资本2000万元。位于河南省三门峡市湖滨工业园交口片区，主营预包装食品、饮料、固体饮料、代餐食品、方便食品、茶叶及相关产品、面食糕点的研发、生产和销售。先后开发了12项技术成果，注册了52款食品批号，厂区占地面积42亩，拥有综合办公楼，职工公寓楼，研发试验中心、标准化车间及配套设施，总建筑面积28.3万平方米。
3.2 评价目的
本次评价的目的是获得企业生产1罐牡丹藻油核桃乳产品全生命周期过程的碳足迹。
碳足迹核算是三门峡乐人家食品有限公司（以下简称为乐人家）实现低碳、绿色发展的基础和关键，披露产品的碳足迹是乐人家环境保护工作和社会责任的一部分，也是乐人家迈向国际市场的重要一步。本项目的评价结果将为乐人家牡丹藻油核桃乳产品的采购商和第三方的有效沟通提供良好的途径，对促进产品全供应链的温室气体减排具有一定积极作用。
本项目评价结果的潜在沟通对象包括两个群体：一是乐人家内部管理人员及其他相关人员；二是企业外部利益相关方，如上游供应商、下游采购商、地方政府和环境非政府组织等。
3.3 评价边界
根据本项目评价目的，按照iso/ts 14067：2013《温室气体-产品的碳排放量-量化和通信的要求和指南》、《pas2050：2011商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》的相关要求，本次碳足迹评价的边界为三门峡乐人家食品有限公司生产1罐牡丹藻油核桃乳2020年全年生产活动及非生产活动数据。因此，确定本次评价边界为：产品的碳足迹=原料生产运输 过程生产 包装运输 废弃回收。
3.4 功能单位
为方便系统中输入/输出的量化，功能单位被定义为生产1罐牡丹藻油核桃乳。
3.5生命周期流程图的绘制
根据《pas2050：2011商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》绘制1罐牡丹藻油核桃乳产品的生命周期流程图，其碳足迹评价模式为从企业到企业（b2b）评价：包括从原材料开采运输、产品制造、包装、运输到分销商。
在本报告中，产品的系统边界属于“从摇篮到大门”的类型，为了实现上述功能单位，牡丹藻油核桃乳产品的系统边界见下表：
表3.1包含和未包含在系统边界内的生产过程
3.6分配原则
由于在本次评价系统边界下，生产牡丹藻油核桃乳过程不产生副产品，企业生产此种产品能耗没有单独计量，本次碳足迹核算消耗量采用按产品数量平均分摊或成本折算。
3.7取舍准则
此次评价采用的取舍规则以各项原材料投入占产品重量或过程总投入的重量比为依据。具体规则如下：
普通物料重量＜1%产品重量时，以及含稀贵或高纯成分的物料重量＜0.1%产品重量时，可忽略该物料的上游生产数据；总共忽略的物料重量不超过5%；
生产设备、厂房、生活设施等可以忽略；
在选定环境影响类型范围内的已知排放数据不应忽略。
本报告所有原辅料和能源等消耗都关联了上游数据，部分消耗的上游数据采用近似替代的方式处理。
3.8影响类型和评价方法
基于评价目标的定义，本次评价只选择了全球变暖这一种影响类型，并对产品生命周期的全球变暖潜值（gwp）进行了分析，因为gwp是用来量化产品碳足迹的环境影响指标。
评价过程中统计了各种温室气体，包括二氧化碳（co2），甲烷（ch4），氧化亚氮（n2o），四氟化碳（cf4），六氟乙烷（c2f6）,六氟化硫（sf6）和氢氟碳化物（hfc）等。并且采用了ipcc第四次评估报告(2007年)提出的方法来计算产品生产周期的gwp值。该方法基于100年时间范围内其他温室气体与二氧化碳相比得到的相对辐射影响值，即特征化因子，此因子用来将其他温室气体的排放量转化为co2当量（co2e）。例如，1kg甲烷在100年内对全球变暖的影响相当于25kg二氧化碳排放对全球变暖的影响，因此以二氧化碳当量（co2e）为基础，甲烷的特征化因子就是25kg co2e[1]。
3.9软件和数据库
本评价采用efootprint软件系统，建立了牡丹藻油核桃乳生命周期模型，并计算得到lca结果。efootprint软件系统是由成都亿科环境科技有限公司研发的在线lca分析软件，支持全生命周期过程分析，并内置了中国生命周期基础数据库（clcd）、欧盟elcd数据库和瑞士的ecoinvent数据库。
评价过程中用到的数据库，包括clcd和ecoinvent数据库，数据库中生产和处置过程数据都是“从摇篮到客户”的汇总数据，分别介绍如下：
中国生命周期基础数据库（clcd）由成都亿科环境科技有限公司开发，是一个基于中国基础工业系统生命周期核心模型的行业平均数据库。clcd数据库包括国内主要能源、交通运输和基础原材料的清单数据集，其中电力（包括火力发电和水力发电以及混合电力传输）和公路运输相关基础数据被本评价所采用。2009年，clcd数据库研究被联合国环境规划署(unep)和联合环境毒理学与化学协会（setac）授予生命周期研究奖。
ecoinvent数据库由瑞士生命周期研究中心开发，数据主要来源于瑞士和西欧国家，该数据库包含约4000条的产品和服务的数据集，涉及能源、运输、建材、电子、化工、纸浆和纸张、废物处理和农业活动等。
3.10数据质量要求
为满足数据质量要求，在本评价中主要考虑了以下几个方面：
数据准确性：实景数据的可靠程度；
数据代表性：生产商、技术、地域以及时间上的代表性；
模型一致性：采用的方法和系统边界一致性的程度。
为了满足上述要求，并确保计算结果的可靠性，在评价过程中优先选择来自生产商和供应商直接提供的初级数据，其中企业提供的经验数据取平均值，本评价在企业现场数据的调查、收集和整理工作。当初级数据不可得时，尽量选择代表区域平均和特定技术条件下的次级数据，次级数据大部分选择来自ipcc数据库；当目前数据库中没有完全一致的次级数据时，采用近似替代的方式选择ipcc数据库中数据。
采用efootprint软件的来建立产品生命周期模型，计算碳足迹和分析计算结果，评价过程中的数据库采用中国生命基础数据库（clcd）和瑞士的ecoinvent数据库。
数据库的数据是经严格审查，并广泛应用于国内国际上的lca研究。各个数据集和数据质量将在第4章对每个过程介绍时详细说明。
4 过程描述
4.1牡丹藻油核桃乳生产过程
（1）过程基本信息
过程名称：牡丹藻油核桃乳生产
过程边界：从原料开采运输到牡丹藻油核桃乳生产过程
（2）数据代表性
主要数据来源：企业2020年实际生产数据
企业名称：三门峡乐人家食品有限公司
产地：中国河南三门峡市
基准年：2020年
主要原料：核桃仁、白糖、黑芝麻酱、食品添加剂
主要能耗：电力、天然气
生产主要工艺介绍如下：
图4.1 产品生产流程图
工艺描述：
（1）原辅料验收、贮存
1）原辅料验收、2）原辅料贮存、3）包材验收、4）包材贮存
（2）水处理
1）原水：原水应符合gb5749《生活饮用水》标准。
2）物理过滤：生活饮用水先经活性炭、石英砂过滤，除去水中的杂质。
3）反渗透过滤：经物理过滤的水经二级反渗透过滤后，作为配料用水。一级反渗透电导率应≤20µs/cm2,二级反渗透电导率应≤10µs/cm2。
（3）原辅料溶解
1）植物提取物溶解：按照配方要求准确称量植物提取物的用量，用80-85℃左右的反渗透水溶解，经5µm滤网过滤，打入调配缸。
2）白砂糖、辅料：用反渗透水溶解后，经5µm目滤网过滤，打入调配缸，按要求定容。
（4）调配、定容：定容后的料液，直接打入高位罐。
（5）过滤：高位罐物料经100目滤网过滤后，打入灌装机进行灌装。
（6）热灌装、封盖：滤网过滤后的物料，进行灌装、封盖。灌装温度不低于90度。
（7）杀菌：杀菌温度：105-110℃，30分钟。
（8）冷却：纯化水循环冷却降温，冷却至25-30℃。
（9）自动打检：自动打检将变形罐、胀罐等不符合规定的产品挑出。
（10）喷码；在罐底喷上生产日期、批次号。要求喷码字迹清晰，完整。
（11）装箱
根据箱体大小，将产品按规定数量整齐地码放在箱内，箱口封口严实，封口胶带应超过箱体正面，在箱体侧面处留5cm为宜，不得过长或过短。装箱后要确保箱体干净、整洁、完好无损，无箱体变形、损坏现象。灌装封口的产品按规格、数量放入配套的纸箱
（12）外箱喷码：喷码按照**年**月**日格式，喷码清晰。
（13）入库贮存
成品入仓库，需做好标识。仓库应保持清洁、干燥、通风、防火、防鼠、防污染，离墙离地放置，遵循先进先入的原则。
（14）出厂检验：化验员按照产品标准进行出厂检验，检验合格后，出具该批次的出厂检验报告，方可出厂销售。
（15）出厂销售：
运输车辆须干净，清洁，无污染，加盖篷布。不得与有毒有害物质混运。成品检验合格后方可出厂销售。产品销售时应填写销售记录。
5 数据的收集和主要排放因子说明
为了计算产品的碳足迹，必须考虑活动水平数据、排放因子数据和全球增温潜势（gwp）。活动水平数据是指产品在生命周期中的所有的量化数据（包括物质的输入、输出；能量使用；交通等方面）。排放因子数据是指单位活动水平数据排放的温室气体数量。利用排放因子数据，可以将活动水平数据转化为温室气体排放量。如：电力的排放因子可表示为：co2e /kwh，全球增温潜势是将单位质量的某种温室效应气体（ghg）在给定时间段内辐射强度的影响与等量二氧化碳辐射强度影响相关联的系数，如ch4（甲烷）的gwp值是25。活动水平数据来自现场实测；排放因子采用ipcc规定的缺失值。活动水平数据主要包括：外购电力、天然气、核桃仁、白糖、黑芝麻酱消耗量等。排放因子数据主要包括外购电力、天然气、核桃仁、白糖、黑芝麻酱生产排放因子等。
6 碳足迹计算
6.1碳足迹识别
表6.1 碳足迹过程识别表
6.2计算表格
6.2.1 牡丹藻油核桃乳(1罐)生产过程数据清单
表6.2 牡丹藻油核桃乳(1罐)生产数据清单
[ 由于产品生产过程中少量原材料存在损耗，为保证数据完整性，本报告计算原材料消耗量时采用原材料实际重量]
|
类型 |
清单 |
用途 |
生产/消耗 |
单位 |
上游排放因子来源 |
|
产品 |
牡丹藻油核桃乳 |
产品 |
1 |
t |
— |
|
消耗 |
核桃仁 |
原料 |
0.03540 |
t |
clcd |
|
黑芝麻 |
原料 |
0.00303 |
kg |
clcd |
|
|
白砂糖 |
原料 |
0.06574 |
kg |
clcd |
|
|
蜂蜜 |
原料 |
0.00101 |
kg |
clcd |
|
|
丹凤牡丹华提取物 |
原料 |
0.00005 |
kg |
消耗量未超过产品总质量0.1% |
|
|
牡丹籽油 |
原料 |
0.00003 |
kg |
||
|
花生四烯酸油脂ara |
|
0.00003 |
kg |
||
|
dha藻油s35-0300 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
y-氨基丁酸 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
磷脂洗丝氨酸 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
胡萝卜汁 |
|
0.00000 |
kg |
||
|
jyt-001稳定剂 |
|
0.00364 |
kg |
clcd |
|
|
碳酸氢钠 |
|
0.00061 |
kg |
clcd |
|
|
24056芝麻香精 |
|
0.00005 |
kg |
消耗量未超过产品总质量0.1% |
|
|
fld-010核桃香精 |
|
0.00015 |
kg |
clcd |
|
|
21515核桃香精 |
|
0.00071 |
kg |
clcd |
|
|
kh-2148琥珀核桃香精 |
原料 |
0.00020 |
kg |
clcd |
|
|
电力 |
能源 |
0.0449 |
kwh |
clcd |
|
|
天然气 |
能源 |
0.0013 |
m3 |
clcd |
|
|
排放 |
co2 |
排放 |
610.45 |
kg |
ipcc 碳核查数据 |
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类型 |
清单 |
用途 |
生产/消耗 |
单位 |
上游排放因子来源 |
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产品 |
牡丹藻油核桃乳 |
产品 |
1 |
t |
— |
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消耗 |
核桃仁 |
原料 |
0.03540 |
t |
clcd |
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黑芝麻 |
原料 |
0.00303 |
kg |
clcd |
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白砂糖 |
原料 |
0.06574 |
kg |
clcd |
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蜂蜜 |
原料 |
0.00101 |
kg |
clcd |
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丹凤牡丹华提取物 |
原料 |
0.00005 |
kg |
消耗量未超过产品总质量0.1% |
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牡丹籽油 |
原料 |
0.00003 |
kg |
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花生四烯酸油脂ara |
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0.00003 |
kg |
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dha藻油s35-0300 |
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0.00002 |
kg |
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y-氨基丁酸 |
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0.00002 |
kg |
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磷脂洗丝氨酸 |
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0.00002 |
kg |
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胡萝卜汁 |
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0.00000 |
kg |
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jyt-001稳定剂 |
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0.00364 |
kg |
clcd |
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碳酸氢钠 |
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0.00061 |
kg |
clcd |
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24056芝麻香精 |
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0.00005 |
kg |
消耗量未超过产品总质量0.1% |
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fld-010核桃香精 |
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0.00015 |
kg |
clcd |
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21515核桃香精 |
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0.00071 |
kg |
clcd |
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kh-2148琥珀核桃香精 |
原料 |
0.00020 |
kg |
clcd |
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电力 |
能源 |
0.0449 |
kwh |
clcd |
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天然气 |
能源 |
0.0013 |
m3 |
clcd |
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排放 |
co2 |
排放 |
610.45 |
kg |
ipcc 碳核查数据 |
6.2.2主要原材料产地
表6.3主要原材料产地
6.2.2主要原材料产地
6.3包装及运输
6.4废弃及回收
7 数据计算
7.1计算公式
1. 二氧化碳排放当量是排放因子和基于该因子下活动水平的乘积：
ei=ai×efi (1)
公式中，
ei为第i种活动的二氧化碳排放量，t；
ai为第i种活动的活动水平(如电耗量，kwh)；
ei为第i种活动的排放因子，即单位电量生产下二氧化碳排放量，不同的活动水平排放因子的单位有所不同。
表7.1 co2、ch4、n2o 的增温潜势
2. 二氧化碳排放总当量计算公式为：e=σiai×efi (2)
甲烷和氮氧化物排放当量是排放因子、基于该因子下活动水平和增温潜势的乘积：eij=aij×efij×gwpj (3)
公式中，
eij为第i种活动的j种温室气体的排放量(t)；
aij为第i种活动第j种温室气体的活动水平(如耗电量，kwh)；
eij为第i种活动的第j种温室气体的排放因子，即单位活动下二氧化碳排放量，不同的单位活动排放因子的单位有所不同；
gwpj为第j种温室气体的增温潜势。
二氧化碳排放总当量e=σiσjaij×efij×gwpj (4)
7.2计算结果
表7.2 生产1罐牡丹藻油核桃乳排放量表
表7.3 生产1罐牡丹藻油核桃乳包装运输排放量表
表7.4 生产1罐牡丹藻油核桃乳废弃回收排放量表
表7.5 生产1罐牡丹藻油核桃乳排放量表
根据公式（4）可以计算出1罐牡丹藻油核桃乳的碳足迹e=115.90gco2e，从牡丹藻油核桃乳生命周期累计碳足迹贡献比例的情况，可以看出牡丹藻油核桃乳的碳排放环节主要集中在原材料生产上，生产过程排放过程。
所以为了减小牡丹藻油核桃乳的碳足迹，应重点考虑减少牡丹藻油核桃乳原材料的碳足迹，可采用运输距离较近的原材料，在企业可行的条件下，降低物料消耗，也是一个重要途径，同时能源消耗中电力排放占到54%以上，建议采用新能源如（光伏发电项目等清洁能源）减少二氧化碳排放。
为减小产品碳足迹，建议如下：
1）通过改变产品运输方式、提高单次运输效率，有效减少运输过程中燃料的消耗。
2）降低原料消耗，提高物料利用率，同时，在工艺允许的情况下，采用温室气体影响较小的原料代替；
3）加强节能工作，从技术及管理层面提升能源效率，减少能源投入，厂内可考虑实施节能改造，重点提高能源的利用率，从而减少能源的使用量；
4）在分析指标的符合性评价结果以及碳足迹分析、计算结果的基础上，结合环境友好的设计方案采用落实生产者责任延伸制度、绿色供应链管理等工作，提出产品生态设计改进的具体方案；
5）继续推进绿色低碳发展意识，坚定树立企业可持续发展原则，加强生命周期理念的宣传和实践。运用科学方法，加强产品碳足迹全过程中数据的积累和记录，定期对产品全生命周期的环境影响进行自查，以便企业内部开展相关对比分析，发现问题。在生态设计管理、组织、人员等方面进一步完善；
6）推进产业链的绿色设计发展，制定生态设计管理体制和生态设计管理制度，明确任务分工；构建支撑企业生态设计的评价体系；建立打造绿色供应链的相关制度，推动供应链协同改进。
8 不确定分析
不确定性的主要来源为初级数据存在测量误差和计算误差。减少不确定性的方法主要有：
使用准确率较高的初级数据；
对每一道工序都进行能源消耗的跟踪监测，提高初级数据的准确性。
9 结语
三门峡乐人家食品有限公司每生产1罐牡丹藻油核桃乳产品产生115.90gco2e，其中电力生产在原材料消耗中占比最大，达到54%；原材料生产排放占比为87.5%；其中生产过程占比为2.5%；原料运输占总排放量的4.66%。企业可以通过工艺技术改造，减少能源，原材料的消耗，以达到产品的碳减排。
化工企业产品碳足迹报告是企业未来生存和发展的必然选择，企业进行产品碳足迹的核算从而实现温室气体管理，制定低碳发展战略。通过产品生命周期的碳足迹核算，企业可以了解排放源，明确各生产环节的排放量，为制定合理的减排目标和发展战略打下基础。
参考文献:
[1].ipcc 2007: the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change.
[2].product carbon footprint memorandum, position statement on measurement and communication of the product carbon footprint for international standardization and harmonization purposes, berlin, december 2009.
[3].iso/ts 14067: 2013, greenhouse gases—carbon footprint of products—requirements and guidelines for quantification and communication[j]. international organization for standardization, geneva, switzerland, 2013.
[4].bsi, the guide to pas 2050: 2011, how to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.