基于基准线情景的智能家电碳排放责任核算方法研究及应用
2023-02-04焦利敏郭金德胡亚欣刘泽超顾子谦
焦利敏 郭金德 胡亚欣 刘泽超 顾子谦
摘 要:智能家电除了在生产过程中的碳排放外,使用过程中产生的碳排放也不容忽视。在产品全生命周期过程中,涉及原材料采购、生产、运输、销售、使用、回收及报废等各个环节。本文试图以基准线原则、责任原则、利益原则等准则作为分配的理论依据,对智能家电全生命周期的各个环节展开分析,研究、总结、探索基于基准线情景的智能家电碳排放核算方法,使生产者、消费者共同参与减少智能家电的碳排放行动,为家电行业的碳减排提供核算方法、依据,为中国“30·60”双碳战略的顺利实现作出贡献。
关键词:基准线情景,智能家电,碳减排,核算方法
DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.05.036
2021年10月,中国继2011年以来第二次从国家层面对外发布《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书,彰显中国应对气候变化的大国担当[1]。
2022年1月25日,中共中央政治局围绕努力实现碳达峰碳中和目标进行第三十六次集体学习。习近平总书记从标准(统一规范的碳排放统计核算体系)、法律法规(财税、价格、投资、金融政策)、市场机制(碳排放权交易、用能权交易、电力交易)作出了部署。统一规范的碳排放统计核算体系、方法,应该是核算碳排放的核心。公平、准确地核算各方碳排放量,辅之以法律法规、市场机制,才能最大限度地促使各方积极参与碳减排[2]。
应对气候变化是为了人类和自然和谐共生、可持续发展。环境、社会和公司治理E S G(Environment, Social and Governance)评价体系逐渐被企业接受,并自觉履行社会责任。据《中国ESG发展报告2021》显示,2021年沪深300企业ESG常见指标披露率,环境维度下,能源指标的披露率高达89%[3]。
虽然国家、企业都十分重视碳达峰碳中和工作。但是,碳排放的核算方法还未统一,造成不同核算方法计算出的企业碳排放量存在较大差异,使得企业没有明确的碳排放量指标,影响企业享受碳减排红利,不利于政策工具的作用最大化。
绝对减排和相对减排也是企业比较关注的问题。在碳达峰碳中和启动初期,缺乏科学的计算方法支撑,相对减排容易被企业所接受。以相对减排为大背景,本文提出一种基于基准线情景的智能家电碳排放责任核算方法,从责任担当、红利享受、技术进步等维度进行研究,期望为中国家电行业的碳减排提供技术研究、為政策制定提供参考。
1 背 景
1.1 低碳生活方式实施
据公开资料显示,我国碳排放结构中大约有26%的能源消费直接用于公众生活,由此产生的碳排放占比超过30%[4]。而在家庭能源消费中,空调、热水器等家电是主要用能器具。因此如何帮助公民实施低碳生活方式,家电大有可为。智能家电正在生活中逐渐普及,具备了公众低碳生活方式的产品、技术基础。
1.2 全生命周期碳减排控制
当前,家电行业的碳减排以企业为主,并且以企业内部营运层面为边界,卓有成效地开展工作。企业把更多的精力放在企业内部可控的原材料采购、制造、储存等环节,而全生命周期中回收及拆解、利用等阶段还处于探索期。
苹果公司最近发布的iPhone 14的全生命周期碳足迹仅有61千克。苹果公司主要从原材料再生利用、清洁生产制造、环境友好型包装运输、高能效使用(节能、耐用、安全)、回收再利用等方面开展手机全生命周期的碳减排控制。仅2021财年,苹果供应商共减少了25万吨废弃物进入填埋,相当于73万个家庭一整年产生的垃圾量[5]。
智能家电也在要求每一个产品都有唯一的产品识别号,具备了产品全生命周期碳排放的控制基础。海尔、格力、TCL等家电头部企业,也在纷纷布局家电回收、拆解、再生、再制造的综合工厂,实现原材料、制造、设计、包装与运输、使用、回收、拆解、再生和再利用的家电碳排放减排方案。
1.3 现有碳排放责任核算方法分析
从当前学术界的研究看,碳排放的核算方法主要围绕生产者责任法、消费者责任法和责任共担法开展。
生产者责任法是目前使用最广泛的碳排放责任算法。中国基于生产者责任法,在电力、交通、建筑、钢铁、水泥等主要行业重点开展碳减排工作。其优点是重点突出、见效快。但是从效果看,对于碳排放强度控制效果大于碳排放总量,因为碳排放总量与生产量相关,而生产量受消费者需求影响。
消费者责任法是回溯产品的生产过程,产品生产全过程的碳排放量由终端消费者负责。该方法促进消费者或者以大量进口的发达国家为国际减排行动贡献力量,如选择购买更加节能的家电产品。但是完全按照消费者责任法,容易抑制消费,对家电行业发展不利。特别是中国作为家电生产大国,面临越南、泰国等国家的竞争压力。
责任共担法是由生产者和终端消费者共同承担碳排放责任,并通过不同的方式确定碳排放责任的分配比例。中国家电企业可以通过智能制造等领先的制造技术(如碳排放强度控制、智能家电使用节能等),调节生产者和消费者双方的责任比例,持续保持中国家电业在世界的领先地位。比如瑞典宣布将把消费排放纳入国家减排责任,即在海外制造并进口到瑞典的商品碳排放将被添加到该国的总排放量中。
公开资料显示,在产品的全生命周期碳减排,由于使用环节的碳排放占比高达70%~80%,而使用过程中的碳减排需要企业的技术支持,低碳使用方式需要消费者的重视。因此,碳排放的核算原则以责任共担法会更加合理。
2 智能家电行业碳排放责任核算理论方法
本文的研究以产品的全生命周期碳排放为核算边界,研究原材料采购、设计、生产、运输、销售、使用、回收及拆解等各个阶段,以责任共担法为核算原则展开研究,旨在建立正确的责任担当、红利分享、技术进步理论方法,提高生产者、消费者甚至各环节服务商参与的积极性,推动智能家电行业的碳减排。
2.1 家电行业碳减排参与方分析
我们先分析智能家电全生命周期碳减排参与各方的影响力,如表1所示。
2.2 智能家电行业碳减排基本核算方法
生产者和消费者在产品全生命周期的不同环节,可以参与的减碳行为见表2。
根据表2的生产者和消费者的减碳行为,以及责任共担法的核算原则,本着生产者和消费者低碳行为责任担当、红利分享、技术进步理论,智能家电碳排放责任核算理论方法如下:
1)生产者(见式1)
2)消费者(见式2)
上面给出的智能家电行业责任碳减排方法,从理论上是可行的,但是仍旧缺乏对现有生产者、消费者的碳减排先进性考虑。如某工厂生产效率高、生产的产品能效水平高等先进性,但是以上计算的是碳排放总量,未考虑碳排放强度领先的因素,没有激发生产者、消费者碳减排的自觉性,也不符合国家要求的碳排放总量和强度“双控”政策。
2.3 基准线情景
综合以上因素,本文提出了基准值和基准线情景的概念,把家电行业产品全生命周期的平均碳排放值作为基准线,然后根据每个产品的特性,在基准线上下浮动,制定某类产品的行业基准值。同时基准线情景是指在器具不实施绿色低碳功能的温室气體减排情境下可能发生的假定情景,用于鼓励生产者、消费者实施低碳行为、技术进步等碳减排的奖励。
基于基准值和基准线情景,智能家电碳排放责任核算理论方法(式1、式2)优化如下:
1)生产者(见式3)
2)消费者(见式4)
注:每个环节的碳排放基准值的确定,本文不再展开讨论。
按照式3、式4的计算方法,基准值(虚拟碳配额)的制定,可以从家电行业总碳排放量和家电总产量倒推,使得家电碳排放总量可控制、可计算。而对生产者、消费者实施的减碳行为,作为基准值的调整奖励,可以推动生产者实施技术升级,促进家电行业高质量发展转型,促进消费者采取节能低碳生活方式。
基准值是用于核算生产者和消费者碳排放的重要工具,也是核算方法的关键因素。其确定方法有4种:
1)基于现有能效标准
现有家电产品能效标准运行多年,在节能低碳方面已经得到企业、消费者认可、共识。因此采用能效标准作为行业基准值,容易达成共识。如依据GB 21454—2021《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能效等级》标准,将3级智能家电的能耗(碳排放)定义为基准值[6 ],1级、2级智能家电的碳排放与基准值的差值,作为该产品的减排量。这个减排量可以用于企业生产、销售1、2级产品的适当碳排放基准值奖励,也可以用于个人的碳排放基准值奖励。
2)基于政府文件
广东省生态环境厅印发的《广东省碳普惠自愿减排实施办法》明确提出,鼓励政府机关、企事业单位、社会团体和个人购买广州碳普惠自愿减排量抵消碳排放。《广东省使用高效节能空调碳普惠方法学(2022年修订版)》,规定了碳普惠制下使用高效节能空调碳普惠行为产生的温室气体减排量的核算方法,所涉及的碳普惠行为是指个人、机构团体和企业使用能效等级系数不低于国家相关标准2级能效规定值空调的行为。每台空调可申请的减排量从空调购买发票出具日期算起,计入期高达7年。还发布了《广东省使用家用空气源热泵热水器碳普惠方法学(2022年修订版)》[7]。
3)基于行业共识
对于原材料等国家没有规定基准值的,可以由行业协会牵头,充分考虑行业的碳排放量、碳排放强度、技术水平难易程度等,制定基准值,但该行业的碳排放总量必须与国家要求的碳排放总量协调一致。
4)消费者的基准值确定
消费者的碳排放量基准值,应采取福利原则,不应增加消费者的成本。在碳排放总量的范围内,政府给自愿参与碳交易的消费者免费发放碳排放配额(虚拟)。当消费者个人碳排放低于该配额,给予一定的奖励,或允许上市交易;超过该配额,需要以市场价格购买。
2 0 2 2年6月21日,深圳市生态环境局发布的《深圳市居民低碳用电碳普惠方法学(试行)》规定了在深圳碳普惠体系下,个人通过低碳使用居民生活用电所产生的减排量的核算流程和方法,为居民低碳用电参与碳交易奠定了基础。方法学设定基准线,基准线为深圳市居民生活用电的每人日均排放量[8]。
若用户实际排放量低于基准线,则将通过碳积分权益兑换等方式进行奖励。若实际排放量高于基准线的排放量,则将基准线情景的排放量与用户实际所产生的排放量相减,即可得出项目期相应的减排量。
3 智能家电碳排放责任核算方法应用
依据以上智能家电责任碳排放核算理论方法,我们重点研究了智能家电产品的碳排放计算方法。
3.1 产品全生命周期碳排放核算方法
从生产者(企业)到产品,其核算方法可以修正如下:
智能家电碳排放量=Σ某产品行业基准值(虚拟碳配额)+Σ节能低碳产品数量该产品碳减排量基准值+Σ消费者使用节能低碳产品数量该产品使用过程中减排量+Σ回收产品数量该产品碳减排量基准值+Σ回收材料利用碳数量节能低碳产品数量该材料碳排放基准值+Σ其他碳排放基准值+Σ使用清洁能源生产的碳减排量-Σ原材料采购数量该原材料碳排放基准值-Σ制造产品数量该产品碳排放基准值。
可采用的措施举例如下:
1)设计环节
设计中采用低碳化材料、集成化节材等新技术产生的碳减排,应允许抵消部分碳减排。如GB/T 39761.1—2021《绿色产品评价 家用电器 第1部分:电冰箱、空调器和洗衣机》标准要求,空调器的冷重比≥80W/kg,可将冷重比80W/kg定为基准值,折算为碳排放值,核减节约部分的碳减排量[9]。
再如,将智能家电与新风系统集成在一起,核算与未集成产品的材料、包装、运输等过程中的碳减排量,核减产品的碳排放量。
2)产品节能低碳
依据GB 21454—2021《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能效等级》标准,能效1级、2级的智能家电,核减与能效3級智能家电的能耗相比的碳减排量。按照北京《绿色生活》小程序减排手册,可实现每天不低于60g的碳减排。
3)使用过程中的节能
智能家电增加了人体感应传感器、用户习惯学习、睡眠功能等节能模式后,保证消费者舒适度的同时,可实现至少8%的能源节约。
4)回收和回收材料的利用环节
国家一直在管理家电产品的回收。根据2021年3月22日财政部、生态环境部、国家发展改革委、工业和信息化部共同发布的《关于调整废弃电器电子产品处理基金补贴标准的通知》,空调器的补贴标准为100元/台[10],建议在补贴的同时,也可以折算为碳积分,进行核减。
3.2 标准化
当前,以生产者责任法为原则的核算方法占主流,因此在标准供给中,智能家电产品的核算方法仅仅以原材料+制造+产品能耗等碳排放量为主要核算参数,再鼓励生产者采用智能化、集成化等新技术进行减排。
2022年7月20日,中国家用电器研究院、海信日立、海尔、美的、海信、TCL、奥克斯等头部企业,联合中国标准化协会发布了T/CAS 610—2022《碳中和技术 智能家电低碳运行评价技术规范》系列标准,涵盖了多联式空调(热泵)、房间空气调节器、储水式电热水器、家用电冰箱、吸油烟机等智能家电产品,标准的内容采用了本研究的理论方法,定义了基准值——基准产品的能效等级应达到相关标准规定的3级水平。如中央空调基准产品年耗电量(式5、式6)[11]:
量化智能节能场景节能率的计算和测试方法(式7):
该标准的附录A,给出了智能节能场景的年减碳量计算方法:
智能节能场景的年减碳量按照标准中公式(A.1)计算(式8)。
3.3 应用
当前,地方政府围绕碳普惠的碳排放核减、碳排放奖励的文件正在逐步推出。例如广东省生态环境厅印发《广东省使用家用空气源热泵热水器碳普惠方法学(2022年修订版)》,适用于广东省(深圳除外)相关个人、集体和企业使用家用空气源热泵热水器的碳普惠行为,个人、集体或单位进行减排量申请。
深圳市也发布了《深圳市碳普惠管理办法》,明确碳普惠是指为小微企业、社区家庭和个人等的减碳行为进行具体量化和赋予一定价值,并建立起以商业激励、政策鼓励和核证减排量交易相结合的正向引导机制。
北京市也上线了《绿色生活季》小程序,鼓励消费者购买绿色、智能、节能家电,并给予一定的碳积分奖励。
以上这些政策更多的是集中在消费端的核销,从责任共担法角度看,如果生产者也能享受到碳普惠的碳核销红利,可以增加企业的参与度,研发更加节能低碳的产品和协助消费端实现节能低碳的智能产品,减排的效果会更加明显。
但不管怎样,碳减排量申请核减的方法学正在得到认可。因此,我们应将使用过程中的碳减排列入允许产品核减的范围。
4 结 语
碳减排需要生产者和消费者的共同参与,这点已经达成共识。
智能家电产品过去的标准基本是按照职能部门职责分工,各管一段的工作方法制修订,不利于智能家电产品全生命周期中各环节的相对于基准值的碳排放量、碳减排量等统一、准确的综合计算。因此,智能家电行业各部委应共同制定涵盖全生命周期的碳排放核算标准。
基准值的确定,需要参考历史数据、现有技术、消费者能源数据,以及国家碳排放总量的分解等因素,还会持续一定的时间才有统一的核算基准值。各企业可以先行动起来,按照本研究方法,建立原材料、制造、设计、产品、使用、回收、利用等各环节数据,并自行设定基准值,为行业协会、研究机构或政府制定行业统一的基准值,提供数据依据。
总的来说,“30·60 ”双碳目标实现时间比较紧,需要生产者和消费者共同努力。本研究本着“责任共担、红利共享、义务贡献”的碳减排理念开展研究,提出了基于基准值线情景的智能家电碳排放核算方法,既考虑了生产者和消费者的碳排放责任,也考虑了生产者和消费者基于基准值的碳减排核销福利,期望为智能家电行业的碳减排提供一套方法,为中国顺利实现“双碳目标”做出贡献。
参考文献
[1]中华人民共和国国务院新闻办公室.《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书[EB/OL]. (2021-10-27)[2022-09-10].http://www.scio.gov.cn/zfbps/32832/Document/1715491/1715491.htm.
[2]习近平. 深入分析推进碳达峰碳中和工作面临的形势任务,扎扎实实把党中央决策部署落到实处[ EB/OL]. (2022-01-25)[2022-09-10].http://www.gov.cn/xinwen/2022-01/25/content_5670359.htm.
[3]王大地,孙忠娟,王凯,等. 中国ESG发展报告2021[M]. 北京:经济管理出版社.2022.
[4]央广网.“双碳”行为,从身边小事做起[ E B / O L] . ( 2 0 2 2 -10-12)[2022-09-10].https://gongyi.cnr.cn/news/20221012/t20221012_526033809.shtml.
[5]苹果公司.product environmengtal report[EB/OL]. (2022-09-10)[2022-09-10].https://www.apple.com/environment/pdf/products/iphone/iPhone_14_PER_Sept2022.pdf.
[6]国家标准化管理委员会. 多联式空调(热泵)机组能效限定值及能效等级: GB 21454—2021 [S].2021.
[7]广东省生态环境厅.广州市碳普惠自愿减排实施办法[ E B /OL].(2022-08-05)[2022-09-10].http://gdee.gd.gov.cn/shbtwj/content/post_3993031.html.
[8]深圳市生态环境局.深圳市居民低碳用电碳普惠方法学(试行)[EB/OL]. (2022-06-21)[2022-09-10].http://www.sz.gov.cn/szzt2010/wgkzl/jcgk/jcygk/zdzcjc/content/mpost_9899162.html.
[9]国家标准化管理委员会. 绿色产品评价 家用电器 第1部分:电冰箱、空调器和洗衣机: GB/T 39761.1—2021[S].2021.
[10]财政部,生态环境部,国家发展改革委,等.关于调整废弃电器电子产品处理基金补贴标准的通知[ EB/OL].(2021-03-22)[2022-09-10].http://www.mof.gov.cn/gkml/caizhengwengao/wg2021/wg202005/202109/t20210917_3753611.htm.
[11]中国标准化协会.碳中和技术—智能家电低碳运行评价技术规范:T/CAS 610—2022[S].2021.
作者简介
焦利敏,高级工程师,智能家居试验室主任,主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究。
郭金德,硕士研究生,工程师,质量认证负责人,主要从事智能家电测试认证工作。
胡亚欣,工程师,智能交互试验室主任,主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究。
刘泽超,智能家居试验室技术人员,主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究。
顾子谦,智能家居试验室技术人员,主要从事智能家电检测和技术标准方向的研究。
(责任编辑:张佩玉)