基于GB/T 24067—2024的产品碳足迹量化方法与案例分析
2025-02-20温志英索彦彦张强李许潘晓远宋保靓杨杰陈新
关键词:GB/T 24067—2024,产品碳足迹,量化方法,案例分析,绿色低碳发展
DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2025.03.030
0 引言
在全球气候变化的严峻挑战下,产品碳足迹量化已成为衡量企业环保成效及促进绿色转型的重要标尺。2024年10月1日,我国正式实施了GB/ T24067—2024《温室气体 产品碳足迹 量化要求与指南》,这标志着我国在产品碳足迹量化实践上取得了关键进展。该标准构建了一个科学且系统的框架,旨在帮助企业精确计算产品全生命周期内的温室气体排放量,进而制定针对性的减排措施,加速绿色低碳发展进程。本文探讨了GB/T 24067—2024指导下的产品碳足迹量化流程,并借助实际案例,直观展现了该流程在实际操作中的实用价值与可行性。
1 GB/T 24067—2024下的产品碳足迹量化方法
GB/T 24067—2024规定了产品碳足迹量化的基本要求和原则,包括使用全生命周期的视角、相对的方法和功能单位或声明单位、迭代的方法,以及科学方法的优先性、相关性、完整性、一致性、统一性、准确性、透明性和避免重复计算等。此外,该标准明确了产品碳足迹或产品部分碳足迹研究应包括生命周期评价的四个阶段:即产品碳足迹研究的目的和范围的确定、生命周期清单分析、生命周期影响评价和生命周期结果解释[1]。
生命周期评估是一种全面评估产品从原材料提取、生产加工、包装、运输、使用至废弃处理各阶段温室气体排放的系统方法。其碳足迹计算结果是产品生命周期内各类温室气体排放总量,用二氧化碳当量(CO2e)表示,单位为kg CO2e或者kgCO2。GB/T 24067—2024标准涉及的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)。
量化碳足迹时,需明确核算对象与边界,全面收集产品全生命周期数据,如原材料消耗、能源消耗、运输距离及废弃物处理方式等。通过评估,选用适合的付费或公开数据库(如Ecoinvent、ELCD、GaBi、NREL-USLCI、韩国LCI、中国生命周期基础数据库等)中的排放因子进行核算。这些工具遵循标准量化原则,助力企业高效准确完成碳足迹量化。基于收集的数据与选定方法,企业能计算出产品各生命周期阶段的温室气体排放量,并编制详尽的碳足迹报告。
2 案例分析
基于GB/T 24067—2024标准,本文以某消费类电子电器产品为例,进行产品碳足迹量化分析,分析流程图如图1所示。
2.1 案例背景
本案例聚焦于一款面向全球市场销售的多功能豆浆机。鉴于全球范围内对绿色低碳发展的重视,该企业决定对其主打豆浆机产品实施碳足迹量化评估,旨在发掘潜在的减排途径,进而优化产品设计流程与供应链管理策略,积极响应全球绿色低碳转型的号召。
2.2 量化过程
2.2.1 产品信息收集
根据产品零部件功能的不同,将该豆浆机分为温控系统、杯体、破碎搅拌、包装和其他共五个模块,不同模块的主要零部件信息如表1所示。
2.2.2 定义功能单位
基于GB/T 24067—2024,将功能单位设定为一台多功能豆浆机,依据产品说明书,该豆浆机工作寿命为1500个工作循环。
2.2.3 确定边界和分析重点、建立系统边界图
系统边界是指产品数据收集的范围包含了哪些生命周期阶段的数据。综合考虑产品类型、生产企业意见和实际调研中的数据获取情况,设定该款豆浆机产品的碳排放评价系统边界为从摇篮到坟墓:包括原材料获取、零部件及产品的生产制造、运输、使用、回收利用五个阶段[2]。
(1)在原材料获取阶段,需涵盖多功能豆浆机所用全部材料,如PP、ABS、PC、PA塑料,AS橡胶、硅胶、玻璃、不锈钢及铜等材料的获取流程。
(2)制造阶段则覆盖了从原材料到零部件,再到最终成品的整个生产链,这包括产品制造商及其上游零部件供应商的制造工序。需注意的是,此阶段中的人工消耗不计入评估范围。
(3)运输阶段计算的是从原材料起始到产品回收利用的全生命周期内所有运输距离的总和,但人工和畜力消耗的能量不计入内。
(4)使用阶段关注的是产品在正常使用寿命(1500个工作循环)内的运作情况。
(5)回收利用阶段则包括报废产品的拆解、破碎、分类,以及可回收部件或材料的回收,无法回收的部分则进行填埋或焚烧处理,此过程中的人工和畜力消耗不计入评估范围。
经分析,该台多功能豆浆机的系统边界图如图2所示。
2.2.4 建立LCA模型和数据清单、数据收集和整理
(1)数据阐释
精确度:存在10%的误差范围。
完整性:数据间无显著差异。
取舍准则:运用“全生命周期”评估法,涵盖整个供应链的所有数据,并排除占比低于5%的材料。
(2)数据来源
豆浆机产品的活动数据涵盖初级与次级两类。初级数据经由对供应商及企业的直接调研获取,而次级数据则主要参考中国公开发布的研究资料或文献,同时也部分采纳了GaBi数据库中的信息。
(3)数据收集
构建的数据清单需涵盖多功能豆浆机在其全生命周期内各阶段的碳排放计算所需信息,具体包括原材料获取、零部件与产品生产、运输、使用及回收利用这五个关键环节的数据收集与整理。
1)原材料获取阶段
在原材料获取阶段,重点考虑的是钢、铁、铜、玻璃、塑料等原料在生产过程中因能源消耗所产生的直接及间接温室气体排放。为此,需详细梳理豆浆机产品的零部件BOM表,将各零部件按所用原材料类型细分,并准确收集每种原材料的重量信息。
2)生产制造阶段
在生产制造阶段,需重点关注豆浆机各核心模块零部件的制造过程,包括发热管、电机、防溢出及防干燥电极的安装,电器件、固定件及搅拌组件的装配,以及老化测试、其他性能测试,还有通过传送带进行的物料传输和各工序间的衔接。这些环节中的电能消耗及直接温室气体排放是评估的重点。
3)运输阶段
运输阶段涵盖零部件从供应商至生产企业的供应流程、产品从生产企业至销售商的分销流程,以及废弃物从消费者至回收企业的转运过程。鉴于消费者购买环节的运输并非必需且相对其他生命周期阶段影响较小,根据省略原则,此部分运输已被忽略不计。
4)使用阶段
该款豆浆机产品的升耗电量为140Wh/L;每次工作豆浆机容量设为1L;使用寿命设定为1500工作循环。
5)回收阶段
回收阶段涉及破碎、焚烧填埋、材料回收及零部件回收等方式。回收时需根据豆浆机零部件的实际情况选择适宜方式,并通过实地调研,测定此阶段的电力消耗及材料回收利用率。
(4)数据整理
GB/T 24067—2024规定产品生命周期过程中碳排放总量的计算公式如下所示:
式中:CFPGHG ——产品碳足迹或产品部分碳足迹,单位为千克二氧化碳当量每功能单位或声明单位(kgCO2e/功能单位或声明单位);活动数据i ——系统边界内,各功能单位(声明单位)中第i 种活动的GHG排放和清除相关数据(包括初级数据和次级数据),单位根据具体排放源确定;排放因子i,j ——第i 种活动对应的温室气体j 的排放系数,单位与GHG活动数据相匹配;GWPj——温室气体j的GWP值。
具体到本豆浆机产品,因设定该款豆浆机产品的碳排放评价系统边界包括原材料获取、零部件及产品的生产制造、运输、使用、回收利用五个阶段,所以该产品生命周期碳排放总量为五个阶段碳排放量相加之和减去回收利用阶段的碳汇量。
1)其中原材料获取阶段的活动数据为生产活动中消耗的各种材料实物量,千克(kg);排放因子为材料排放因子,千克二氧化碳当量/千克(kgCO2e/kg)。
2)制造阶段的活动数据为生产活动中消耗的各种能源实物量,千克(kg);排放因子为能源生产排放因子,千克二氧化碳当量/千克(kgCO2e/kg)。
3)使用阶段的活动数据为实测升耗电量(kwh/L)乘于平均运行时间;排放因子为全国电网平均电力排放因子(某地区)。
4)运输阶段的活动数据为某类交通工具的平均每公里消耗能源量(千克)乘于该类交通工具的运输距离(公里);排放因子为能源生产排放因子,千克二氧化碳当量/千克(kgCO2e/kg)。
5)回收再利用阶段的碳源活动数据为回收生产活动中消耗的各种能源实物量,千克(kg);排放因子为能源生产排放因子,千克二氧化碳当量/千克(kgCO2e/kg)。回收再利用阶段的碳汇活动数据为可回收利用的各种材料实物量,千克(kg);排放因子为可回收利用的材料排放因子,千克二氧化碳当量/千克(kgCO2e/kg)。
最终实际计算结果为该豆浆机的总碳排放量为222.26 kgCO2e,其中原材料和能源获取阶段碳排放量为27.3kgCO2e,占比12. 28%;制造阶段碳排放量为11.5 kgCO2e,占比5.17%;运输阶段碳排放量为5.4 kgCO2e,占比2.43%;使用阶段碳排放量为188.46 kgCO2e,占比84.79%;回收利用阶段碳排放量为-10.4 kgCO2e,占比-4. 68%。
2.2.5 不确定性分析
根据所建模型及收集数据,本案例多功能豆浆机的不确定性分析结果如表2所示。其中,场景1设定为理想状况,采用轮船运输且材料循环利用率高达80%,产品能耗为最低值130 kW/L。相反,场景3代表最差情况,采用飞机运输,材料循环利用率仅70%,且产品能耗达到最高值150 kW/L。
2.3 量化结果与分析
量化分析显示,该多功能豆浆机在全生命周期的温室气体排放主要来自使用、原材料获取、生产制造及运输阶段。其中,使用阶段排放占比超80%,为最大来源;原材料获取阶段占比超10%。因此,设计时应重点考虑:一是降低使用阶段能耗,这是减少碳排放的关键;二是优选低排放材料,确保性能同时减少碳足迹;三是提高产品回收利用率,通过材料再利用减排;四是优化运输方式,水路运输碳排放最低,其次是铁路,应优先于公路和航空运输,以降低供应链碳排[3]。
3 结论与展望
本文依据GB/T 24067—2024标准,探讨了产品碳足迹量化的实施方法,并通过实例验证了其有效性和可行性。研究发现,该标准为企业提供了明确的碳足迹量化框架,有助于发掘减排潜力,优化产品设计与供应链管理,促进绿色低碳转型。展望未来,产品碳足迹量化在企业环境管理和市场竞争中的作用将日益凸显。因此,建议企业深入学习并应用GB/T 24067—2024标准,为全球绿色低碳事业贡献力量。
作者简介
温志英,硕士研究生,高级工程师,研究方向为机电产品检测及技贸措施。
陈新,通信作者,硕士研究生,高级工程师,研究方向为电子信息技术。
(责任编辑:张瑞洋)