2. 目標與范圍定義

2.1 大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司及其產(chǎn)品介紹

大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司（XWT）座落于中國第一大油田所在城市—大慶市，是一個集科研、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、施工作業(yè)、技術(shù)服務于一體的綜合性企業(yè)，始建于1994年，注冊資金1.0005億元，固定資產(chǎn)1.2億元，具有自營進出口權(quán)，成為國家級高新技術(shù)企業(yè)，是中石油一級供應網(wǎng)絡會員單位。

XWT業(yè)務領域方向為油氣田開采用化學助劑及其施工作業(yè)涉及的整體配套服務。產(chǎn)品和服務包括調(diào)剖調(diào)驅(qū)劑、聚丙烯酰胺、提高采收率用表面活性劑、壓裂助劑、油田化學助劑、工業(yè)水處理劑的設計開發(fā)、生產(chǎn)、銷售及其技術(shù)服務，油（水）井調(diào)剖作業(yè)，甲醇、液氨、乙二醇、三甘醇的銷售；機械設備和石油鉆采專用設備的銷售及售后服務。

2.2 研究目的

本研究的目的是核算大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚合物鉻凝膠產(chǎn)品全生命周期過程的碳足跡，為第三方碳足跡認證提供詳細信息和數(shù)據(jù)支持。

碳足跡核算是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司實現(xiàn)低碳、綠色發(fā)展的基礎和關(guān)鍵，披露產(chǎn)品的碳足跡是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司環(huán)境保護工作和社會責任的一部分，也是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司邁向國際市場的重要一步。本項目的研究結(jié)果將為大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司與聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的采購商和第三方的有效溝通提供良好的途徑，對促進產(chǎn)品全供應鏈的溫室氣體減排具有積極作用。

本項目研究結(jié)果的潛在溝通對象包括兩個群體：一是大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司內(nèi)部管理人員及其他相關(guān)人員，二是企業(yè)外部利益相關(guān)方，如上游供應商、下游采購商、地方政府和環(huán)境非政府組織等。

2.3 研究范圍

根據(jù)本項目研究目的，按照PAS 2050^[3]和ISO 14067^[4]標準的要求。確定本研究的研究范圍包括功能單位、系統(tǒng)邊界、分配原則、取舍原則、影響評價方法和數(shù)據(jù)質(zhì)量要求等。

2.3.1 功能單位

為方便系統(tǒng)中輸入/輸出的量化，功能單位被定義為生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠。

2.3.2系統(tǒng)邊界

圖1.1  聚合物鉻凝膠生產(chǎn)系統(tǒng)邊界圖

在這項研究中，聚合物鉻凝膠產(chǎn)品的系統(tǒng)邊界屬“從搖籃到大門”的類型，為了實現(xiàn)上述功能單位，聚合物鉻凝膠的系統(tǒng)邊界見下表：

表1.2  包含和未包含在系統(tǒng)邊界內(nèi)的生產(chǎn)過程

2.3.3 取舍準則

本研究采用的取舍準則為：

50. 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比小于1%，且上游數(shù)據(jù)不可得的物料被忽略
50. 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比小于1%，且上游數(shù)據(jù)可得的物料不被忽略
50. 各生產(chǎn)單元過程物料與產(chǎn)品的重量比大于1%，且上游數(shù)據(jù)不可得的物料采用按化學成分近似替代
50. 來自于上游的低價值物料，如礦渣、爐渣等

本報告所有原輔料和能源等消耗都關(guān)聯(lián)了上游數(shù)據(jù)，部分消耗的上游數(shù)據(jù)采用近似替代的方式處理，因此無忽略的物料。

2.3.4 影響類型和評價方法

基于研究目標的定義，本研究只選擇了全球變暖這一種影響類型，并對產(chǎn)品生命周期的全球變暖潛值（GWP）進行了分析，因為GWP是用來量化產(chǎn)品碳足跡的環(huán)境影響指標。

研究過程中統(tǒng)計了各種溫室氣體，包括二氧化碳（CO₂），甲烷（CH₄），氧化亞氮（N₂O），四氟化碳（CF₄），六氟乙烷（C₂F₆）,六氟化硫（SF₆），氫氟碳化物（HFC）和哈龍等。并且采用了IPCC第四次評估報告(2007年)提出的方法來計算產(chǎn)品生產(chǎn)周期的GWP值。該方法基于100年時間范圍內(nèi)其他溫室氣體與二氧化碳相比得到的相對輻射影響值，即特征化因子，此因子用來將其他溫室氣體的排放量轉(zhuǎn)化為CO₂當量（CO₂e）。例如，1kg甲烷在100年內(nèi)對全球變暖的影響相當于25kg二氧化碳排放對全球變暖的影響，因此以二氧化碳當量（CO₂e）為基礎，甲烷的特征化因子就是25kg CO₂e^[6]。

2.3.5 軟件和數(shù)據(jù)庫

本研究采用eFootprint軟件系統(tǒng)，建立了聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期模型，并計算得到LCA結(jié)果。eFootprint軟件系統(tǒng)是由億科環(huán)境科技有限公司研發(fā)的在線LCA分析軟件，支持全生命周期過程分析，并內(nèi)置了中國生命周期基礎數(shù)據(jù)庫（CLCD）、歐盟ELCD數(shù)據(jù)庫和瑞士的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫。

研究過程中用到的數(shù)據(jù)庫，包括CLCD和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中生產(chǎn)和處置過程數(shù)據(jù)都是“從搖籃到大門”的匯總數(shù)據(jù)，分別介紹如下：

中國生命周期基礎數(shù)據(jù)庫（CLCD）由成都億科環(huán)境科技有限公司開發(fā)，是一個基于中國基礎工業(yè)系統(tǒng)生命周期核心模型的行業(yè)平均數(shù)據(jù)庫。CLCD數(shù)據(jù)庫包括國內(nèi)主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數(shù)據(jù)集，其中電力（包括火力發(fā)電和水力發(fā)電以及混合電力傳輸）和公路運輸被本研究所采用。2009年，CLCD數(shù)據(jù)庫研究被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)和聯(lián)合環(huán)境毒理學與化學協(xié)會（SETAC）授予生命周期研究獎。

Ecoinvent數(shù)據(jù)庫由瑞士生命周期研究中心開發(fā)，數(shù)據(jù)主要來源于瑞士和西歐國家，該數(shù)據(jù)庫包含約4000條的產(chǎn)品和服務的數(shù)據(jù)集，涉及能源，運輸，建材，電子，化工，紙漿和紙張，廢物處理和農(nóng)業(yè)活動等。http://www.Ecoinvent.org

2.3.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求

為滿足數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，在本研究中主要考慮了以下幾個方面：

14. 數(shù)據(jù)準確性：實景數(shù)據(jù)的可靠程度
14. 數(shù)據(jù)代表性：生產(chǎn)商、技術(shù)、地域以及時間上的代表性，代表企業(yè)2020年生產(chǎn)水平
14. 模型一致性：采用的方法和系統(tǒng)邊界一致性的程度

為了滿足上述要求，并確保計算結(jié)果的可靠性，在研究過程中首選來自生產(chǎn)商和供應商直接提供的初級數(shù)據(jù)，其中企業(yè)提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)取平均值，本研究在2021年9月進行企業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的調(diào)查、收集和整理工作。當初級數(shù)據(jù)不可得時，盡量選擇代表區(qū)域平均和特定技術(shù)條件下的次級數(shù)據(jù)，次級數(shù)據(jù)大部分選擇來自CLCD數(shù)據(jù)庫和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫；當目前數(shù)據(jù)庫中沒有完全一致的次級數(shù)據(jù)時，采用近似替代的方式選擇CLCD數(shù)據(jù)庫和Ecoinvent數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是經(jīng)嚴格審查，并廣泛應用于國際上的LCA研究。各個數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)質(zhì)量將在第4章對每個過程介紹時詳細說明。

現(xiàn)場過程溫室氣體的直接排放量為次級數(shù)據(jù)，全由標準或文獻中的公式計算得到。

3. 過程描述

3.1 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)

大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程見下圖：

圖3.1  聚合物鉻凝膠生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工序數(shù)據(jù)清單見下表：

表3.1  聚合物鉻凝膠生產(chǎn)數(shù)據(jù)清單

3.2 電力獲取排放因子

大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司位于黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)西虹路105號，本次調(diào)研大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司產(chǎn)品生產(chǎn)用電來源于黑龍江省大慶電業(yè)局，代表2021年黑龍江省電網(wǎng)平均排放因子。通過eFootprint計算獲取1kwh電力排放0.6342kg CO₂e。

4. 結(jié)果分析與討論

將清單數(shù)據(jù)用eFootprint計算得到生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠的碳足跡為37.14 kgCO₂e。

表4.1  聚合物鉻凝膠碳足跡

4.1 聚合物鉻凝膠的碳足跡按物質(zhì)獲取展示

圖4.1  聚合物鉻凝膠的碳足跡按物質(zhì)獲取展示

由圖可知，聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期物質(zhì)獲取中，水的獲取對其GWP貢獻最大占32.8%；聚丙烯酰胺的獲取占24.8%，電的獲取占22.5%，無水醋酸鈉的獲取占7.2%，淀粉的獲取占5.3%，氫氧化鈉的獲取占4.3%，三氯化鉻的獲取占3.1%。

4.2 聚合物鉻凝膠的碳足跡按過程展示

圖4.2  聚合物鉻凝膠生命周期各過程碳足跡貢獻比例

上圖展示了聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期各過程碳足跡貢獻比例的情況，可知原材料的獲取過程對碳足跡貢獻較大，占聚合物鉻凝膠碳足跡的77.5%；能源獲取過程占22.5%。

4.3 聚合物鉻凝膠生產(chǎn)的靈敏度分析

聚合物鉻凝膠生產(chǎn)生命周期過程，不同物料和能源等獲取對聚合物鉻凝膠碳足跡的貢獻大小見表。

表4.2  聚合物鉻凝膠生產(chǎn)不同過程碳足跡貢獻識別

5. 結(jié)論

通過以上分析可知，大慶市新萬通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)1t聚合物鉻凝膠的碳足跡為37.14 kgCO₂e。

聚合物鉻凝膠產(chǎn)品生命周期過程中，原材料的獲取過程對碳足跡貢獻較大，占聚合物鉻凝膠碳足跡的77.5%；能源獲取過程次之，占22.5%。

為減小產(chǎn)品碳足跡，建議如下：

50. 現(xiàn)場調(diào)查聚丙烯酰胺、無水醋酸鈉等供應商生產(chǎn)工藝，促進供應商環(huán)境績效的提升；
50. 對原材料的生產(chǎn)過程進現(xiàn)場調(diào)研，并計算不同企業(yè)產(chǎn)品碳足跡，選擇生產(chǎn)工藝更低碳的企業(yè)作為供應商，建立企業(yè)自身的綠色供應鏈；
50. 針對企業(yè)自身提供清潔生產(chǎn)水平，減少能源的消耗。
50.  

References:

[1]. BSI, The Guide to PAS 2050: 2011, How to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.

[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]. PAS 2050: 2011-Specification for the Assessment of the Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Goods and Services[J]. Department for Environment, Food and Rural Affairs, & British Standards Institution: United Kingdom, 2011: 2-12.

[4]. 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.

[5]. IPCC 2007: the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.