果汁冷鏈碳排放測(cè)算與研究

(北京物資學(xué)院 北京 101149)

一、引言

近年來，物流業(yè)的調(diào)整和振興規(guī)劃為國(guó)家物流業(yè)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，其中冷鏈物流正在逐步向集約化的方向發(fā)展，冷鏈?zhǔn)称返南M(fèi)逐年增長(zhǎng)，冷鏈物流的需求越來越旺盛，冷鏈?zhǔn)袌?chǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)中物聯(lián)冷鏈委統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年全國(guó)冷庫(kù)總量達(dá)到4775萬噸(折合11937萬立方米)，同比增長(zhǎng)13.7%，冷藏車保有量達(dá)到了140000臺(tái)，同比增長(zhǎng)21.7%；預(yù)計(jì)到2020年，國(guó)內(nèi)冷鏈物流市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)5000億元。果汁冷鏈在其中也占有一定比重，果汁飲品作為人們生活重要組成部分，其冷鏈物流的碳排放也應(yīng)該受到重視。

在碳足跡測(cè)算方面，黃英[1]對(duì)比分析了生命周期法、投入產(chǎn)出法及混合生命周期法等碳足跡測(cè)算方法，對(duì)不同碳足跡測(cè)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充和說明；F.Al-Mansour[2]等研究了食品行業(yè)從生產(chǎn)到儲(chǔ)存和交付給最終消費(fèi)者的碳足跡，但沒有更多考慮冷鏈物流環(huán)節(jié)的碳足跡；許茹楠等[3]研究果蔬冷鏈碳足跡發(fā)現(xiàn)冷鏈運(yùn)輸、冷藏環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳足跡最多，并從燃料、制冷設(shè)備等的使用方面提出了優(yōu)化措施；S.J.Jame等[4]研究了冷鏈物流不同環(huán)節(jié)的能源消耗對(duì)環(huán)境的不同影響，其研究重點(diǎn)主要對(duì)食品冷鏈和氣候變化的關(guān)系進(jìn)行了分析；胡百靈[5]等構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型，對(duì)我國(guó)2007-2016年果蔬冷鏈物流的生產(chǎn)、配送及倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)進(jìn)行碳排放測(cè)算。

本文以果汁冷鏈為研究對(duì)象，對(duì)其具體冷鏈環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳足跡進(jìn)行測(cè)算，構(gòu)建相應(yīng)的測(cè)算模型，分析其各環(huán)節(jié)的碳足跡，為其他學(xué)者們研究冷鏈物流行業(yè)碳足跡提供參考。

二、果汁冷鏈碳足跡測(cè)算模型

(一)預(yù)冷及包裝環(huán)節(jié)

冷鏈物流產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)主要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)冷、清潔及包裝，其產(chǎn)生的碳足跡CF加工的來源主要是電能消耗。我國(guó)區(qū)域電網(wǎng)平均排放因子由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化司組織國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心確定，侯萍[6]等更為精確的得出了中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)產(chǎn)品碳足跡平均碳排放因子。

(二)冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳足跡

在冷鏈物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳排放由車輛行駛中的碳排放CF1以及制冷產(chǎn)生的碳排放CF2構(gòu)成。運(yùn)輸過程中根據(jù)車輛單位運(yùn)輸里程及平均油耗狀況放進(jìn)行計(jì)算冷鏈物流運(yùn)輸使用柴油時(shí)，1L柴油碳排放2.630kg，得出小型貨車、重型貨車的碳排放因子分別為0.4384kgCO2/km、0.7514kgCO2/km。

CF運(yùn)輸=CFp*Sp+FBp*Sp

其中：CFp為p類運(yùn)輸設(shè)備制冷對(duì)應(yīng)的單位里程度量的碳排放因子；Sp為p類運(yùn)輸設(shè)備的單位運(yùn)輸里程；FBp為p類冷藏運(yùn)輸設(shè)備類型對(duì)應(yīng)的單位里程度量的碳排放因子；Sp為p類冷藏運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸里程。

(三)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的碳足跡

冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳足跡CF倉(cāng)儲(chǔ)來源主要是冷庫(kù)制冷、照明、滅菌燈等電能消耗產(chǎn)生的碳足跡。James S J[7]等計(jì)算出冷庫(kù)單位體積年耗電量是57.9kW·h，則冷庫(kù)單位體積日耗電量Ev為0.1586kw·h。計(jì)算公式如下：

CF倉(cāng)儲(chǔ)=V*k*Ev*F*ts

其中：V表示冷庫(kù)容積；k表示冷庫(kù)利用率；F為電力碳排放因子；ts為產(chǎn)品進(jìn)行冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)的時(shí)間。

(四)銷售環(huán)節(jié)的碳足跡

銷售環(huán)節(jié)的碳足跡CF銷售主要是產(chǎn)品在超市、零售店的陳列柜銷售以及冷凍保鮮柜暫存時(shí)產(chǎn)生的。S.A.Tassou[8]等對(duì)面積低于280m2的零售商店進(jìn)行研究，得出其單位面積的年耗電量平均為1480kW·h/m2。由此得出零售店單位面積日耗電量Es平均為4.055kW·h/m2。該環(huán)節(jié)碳足跡計(jì)算公式為：

CF銷售=(S1*h1*k1*tm1+S2*h2*k2*tm2)*Es*F

其中：S1，S2分別為零售店陳列柜、冷凍保鮮柜面積；h1、h2分別為陳列柜、冷凍保鮮柜高度；k1、k2分別為陳列柜、冷凍保鮮柜的利用率；tm1、tm2分別為產(chǎn)品在陳列柜擺放時(shí)間以及冷凍保鮮柜暫存時(shí)間。

(五)結(jié)果分析

本文選取某典型果汁生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)以及有關(guān)行業(yè)內(nèi)平均值作為參考數(shù)據(jù)，對(duì)碳排放測(cè)算模型進(jìn)行驗(yàn)證，以1噸果汁為測(cè)算單位，分別得出預(yù)冷加工環(huán)節(jié)碳排放為，運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳排放為232.17噸，倉(cāng)儲(chǔ)銷售環(huán)節(jié)碳排放為3.237噸。從測(cè)算結(jié)果可以看出，運(yùn)輸階段的碳足跡約占整個(gè)冷鏈的94.9%；加工階段產(chǎn)生的碳足跡約占總量的3.36%；而倉(cāng)儲(chǔ)及銷售環(huán)節(jié)僅占總量的1.74%。在果汁冷鏈中，冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳足跡最多，這是由于運(yùn)輸過程車輛行駛、制冷設(shè)備的使用都需要消耗燃油，而且冷藏果汁屬于全程冷鏈運(yùn)輸，保持運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)較低的溫度也需要消耗燃油，因此運(yùn)輸階段的碳足跡貢獻(xiàn)最大；在預(yù)冷加工環(huán)節(jié)，將新鮮水果經(jīng)過榨汁、離心、殺菌等多個(gè)步驟才能加工成冷藏果汁，這些加工設(shè)備均需要消耗一定電能，因此該階段產(chǎn)生的碳足跡較多；在銷售環(huán)節(jié)，由于擺放時(shí)間較短，故產(chǎn)生的碳足跡很少；在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，由于冷庫(kù)利用率低導(dǎo)致存放的果汁成品有限，且果汁冷藏時(shí)間較短，因此該階段碳足跡貢獻(xiàn)最小。

三、總結(jié)

隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提出新標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)行業(yè)逐步轉(zhuǎn)向綠色發(fā)展軌道。冷鏈物流行業(yè)的碳排放仍沒有得到非常多的關(guān)注。本文最后得出果汁冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生的環(huán)境影響最大的結(jié)論，有利于冷鏈物流企業(yè)針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)能減排，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)同發(fā)展。對(duì)學(xué)術(shù)界冷鏈物流碳排放的相關(guān)研究奠定一定的理論基礎(chǔ)，為冷鏈物流企業(yè)碳排放控制提供了一定參考。