基于生命周期評價的化工建材產(chǎn)品碳足跡分析

王強

[摘 要]化工建材行業(yè)是傳統(tǒng)高耗能企業(yè)，目前化工建材行業(yè)中采用高耗能的設備以及部分原材料本身具有較多的碳排量，是導致大多數(shù)化工建材產(chǎn)品碳排放居高不下的主因。實施碳足跡核算與評估，是推進國內(nèi)企業(yè)節(jié)約資源、發(fā)展綠色長效經(jīng)濟的重要內(nèi)容。文章以國內(nèi)某知名涂料公司S公司為研究對象，對其主打的建筑外墻涂料質(zhì)感漆產(chǎn)品的碳足跡進行了評估與分析。

[關鍵詞]生命周期評價；化工建材產(chǎn)品；碳足跡

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.058

1 質(zhì)感漆產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

質(zhì)感漆是一種新型的建筑外墻涂料，其主要成分為丙烯酸乳液、天然石英砂、顏填料、化學助劑以及水。其中石英砂與丙烯酸乳液為主要原材料。質(zhì)感漆的生產(chǎn)工藝主要由四步組成。第一步為質(zhì)感漆基礎白漆生產(chǎn)階段；第二步為質(zhì)感漆生產(chǎn)階段；第三步為檢驗階段；第四步為包裝入庫階段。

2 碳足跡評估與分析模型構(gòu)建

本文按照PAS 2050標準中描述的“從搖籃到大門”的產(chǎn)品碳足跡的評價方法，建立了以生命周期為基礎的評價模型（如圖1所示）。評價的范圍包括原材料的提取、運輸，以及質(zhì)感漆的生產(chǎn)過程。

圖1 基于生命周期的產(chǎn)品碳足跡評價模型

2.1 目標與范圍確定

本文選取S公司主打的外墻裝飾涂料質(zhì)感漆作為目標產(chǎn)品，經(jīng)實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，S公司生產(chǎn)質(zhì)感漆時以t作為計量單位，因此本文選用1t質(zhì)感漆產(chǎn)品作為碳足跡計算的功能單位。

質(zhì)感漆生產(chǎn)碳足跡的研究是針對質(zhì)感漆生產(chǎn)過程中溫室氣體排放的跟蹤計算，因此本文采用了“從搖籃到大門”的方法（即B2B模型）核算質(zhì)感漆產(chǎn)品的碳足跡，實際生命周期評價范圍包括原材料開采、加工以及運輸和質(zhì)感漆產(chǎn)品生產(chǎn)兩個階段。質(zhì)感漆生產(chǎn)生命周期流程圖如圖2所示。2.2 數(shù)據(jù)收集

系統(tǒng)邊界定義了產(chǎn)品碳足跡計算的范圍，即哪些生命周期階段、輸入和輸出需要納入評價過程中。在質(zhì)感漆產(chǎn)品碳足跡核算過程中，質(zhì)感漆產(chǎn)品生命周期范圍包括：①石英砂，包括從石英砂的生產(chǎn)以及運輸?shù)絊公司的全過程；②丙烯酸等化學制劑的使用、運輸過程；③質(zhì)感漆的生產(chǎn)過程。在碳足跡評估過程中，初級活動水平數(shù)據(jù)與次級數(shù)據(jù)都需要收集。

2.3 碳足跡計算

本文中質(zhì)感漆產(chǎn)品的碳足跡計算公式如下：

3 質(zhì)感漆生產(chǎn)碳足跡計算

3.1 天然石英砂環(huán)節(jié)碳足跡計算

在石英砂開采、生產(chǎn)以及運輸階段都會直接或間接地產(chǎn)生碳排放，如石英砂采選過程中設備運轉(zhuǎn)耗電帶來的間接碳排放，汽車在運輸過程中耗油帶來直接碳排放。因此，本環(huán)節(jié)對石英砂碳排放計算的功能單位為：生產(chǎn)1t石英砂，計量范圍是：石英砂生產(chǎn)和運輸兩個階段。

本文中S企業(yè)的石英砂的供應商單位位于福建省莆田市。通過電話溝通的方式，了解到該公司在開采、生產(chǎn)1t石英砂成品消耗電能2.6kWh，消耗柴油0.37L，消耗自來水1.7t。S公司石英砂的運輸方式為公路運輸，運輸用燃料為柴油，運輸平均距離為2063km，平均油耗為596.4L。運輸用貨車的載重量為40t，則運輸1t石英砂需消耗柴油14.91L。生產(chǎn)與運輸1t石英砂的初級活動水平數(shù)據(jù)見表1。

各類溫室氣體全球變暖潛值（GWP）見表3。

根據(jù)3.3節(jié)中的碳足跡計算公式，可以得出生產(chǎn)及運輸1t石英砂的碳足跡，具體結(jié)果見表4。

通過上述計算可以看到，在石英砂階段，生產(chǎn)和運輸1t石英砂的碳足跡為45.44kg CO2e。柴油的消耗是溫室氣體的主要排放源，電力消耗次之，水消耗的碳足跡最少。

3.2 丙烯酸等化學制劑環(huán)節(jié)碳足跡計算

丙烯酸等化學制劑的碳足跡計算范圍為使用和運輸兩個階段，以1kg化學試劑的碳足跡作為功能單位。在丙烯酸等化學制劑使用階段，采用基于財務數(shù)據(jù)投入產(chǎn)出分析的方法對化學原料的碳足跡進行計算。在化學試劑的運輸階段，采用與石英砂運輸相同的測算方法。運輸及使用1kg化學試劑的碳足跡總量如表5所示。

3.3 質(zhì)感漆生產(chǎn)碳足跡計算

3.3.1 質(zhì)感漆生產(chǎn)概述

質(zhì)感漆生產(chǎn)分為質(zhì)感漆基礎白漆生產(chǎn)階段，質(zhì)感漆成品生產(chǎn)階段，產(chǎn)成品檢驗以及包裝入庫四個階段，質(zhì)感漆生產(chǎn)的碳足跡計算也將根據(jù)這四個階段來進行。

3.3.2 基礎白漆生產(chǎn)階段碳足跡計算

基礎白漆是質(zhì)感漆的重要組成部分，生產(chǎn)1t質(zhì)感漆需要0.39t基礎白漆，因此本階段以0.39t基礎白漆作為功能單位，生產(chǎn)0.39t基礎白漆的碳足跡計算結(jié)果如表6所示。

3.3.3 質(zhì)感漆成品生產(chǎn)階段碳足跡計算

在質(zhì)感漆生產(chǎn)階段，將基礎白漆與石英砂混合攪拌，用調(diào)色劑進行調(diào)色。生產(chǎn)1t質(zhì)感漆成品的碳足跡計算結(jié)果如表7所示。

3.3.4 產(chǎn)成品檢驗階段碳足跡計算

產(chǎn)成品檢驗階段的碳排放源為電能消耗，生產(chǎn)1t質(zhì)感漆所需要的電能消耗為0.22kWh，華北區(qū)域電能消耗的溫室氣體排放系數(shù)為1.28kg CO2/kWh，因此產(chǎn)成品檢驗階段碳足跡為0.28kg CO2e。

3.3.5 包裝入庫階段碳足跡計算

包裝入庫階段沒有原材料的消耗，能源消耗來源于包裝機器所消耗的電能以及使用叉車將包裝好的質(zhì)感漆產(chǎn)品運輸至倉庫過程中消耗的柴油。1t質(zhì)感漆產(chǎn)品包裝入庫階段的能源消耗量以及碳足跡計算結(jié)果如表8所示。

根據(jù)上述計算可知，生產(chǎn)1t質(zhì)感漆產(chǎn)品的整個生命周期的碳足跡為328.84kg CO2e，其中基礎白漆生產(chǎn)階段碳足跡最高，為241.96kg CO2e，質(zhì)感漆生產(chǎn)階段次之，為82.18kg CO2e，產(chǎn)成品檢驗階段碳足跡最少，為0.28kg CO2e，包裝入庫階段階段碳足跡為4.41kg CO2e。生產(chǎn)1t質(zhì)感漆產(chǎn)品各生命周期階段碳足跡如圖3所示。4 結(jié) 論

本文使用生命周期評價方法質(zhì)感漆產(chǎn)品的碳足跡進行了分析。明確了質(zhì)感漆生產(chǎn)過程中碳足跡計量的技術路線，找出適合涂料企業(yè)碳足跡的計量方法，構(gòu)建了涂料企業(yè)碳足跡計量的模式。通過計算與分析涂料產(chǎn)品的碳足跡，找到溫室氣體的關鍵排放源，分析出涂料企業(yè)的減排潛勢。

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