徐明 賀克斌
近年來,產品“碳足跡”這個詞出現得越來越頻繁:政府在制定相關政策,媒體在持續報道,企業在主動披露,學者也在深入研究。它似乎已經從一個專業術語,變成了綠色低碳轉型中的高頻詞。但對很多人來說,產品碳足跡到底是什么、為什么重要、用來做什么,仍然難以一下子說清楚。
什么是產品碳足跡?
過去談碳排放,人們更多關注的是一個地區、一個行業或一家企業排了多少碳。而產品碳足跡關注的是一件具體產品:從原料獲取、生產制造、運輸銷售、使用維護,直到最終廢棄處理,整個過程一共帶來了多少碳排放。
比如一塊電池的碳足跡,不只是電池工廠排了多少碳,還包括礦產開采、材料加工、零部件制造、電力消耗、運輸乃至回收處理等過程中產生的溫室氣體。一件衣服的碳足跡,也不只是關乎服裝廠自身的排放,還涉及棉花種植、化纖生產、染整加工、包裝運輸,以及洗滌和廢棄處理等環節。
因此,產品碳足跡看的不是產品擺在貨架上的那一刻,而是它背后的全過程。
在國家層面,產品碳足跡管理體系是“十五五”期間“碳排放雙控”制度體系建設的重要內容。這意味著,產品碳足跡不僅是一個核算問題,還將逐步影響低碳產品認定、綠色采購、綠色金融、出口貿易和產業政策實施。
對企業來說,產品碳足跡也正在從環保宣傳層面,走向市場準入、供應鏈管理和國際競爭的核心環節。
最典型的例子是歐盟《電池與廢電池法規》。該法規對進入歐盟市場的相關電池提出碳足跡聲明、性能等級和最高閾值等逐步實施的要求。對出口歐洲的電池企業來說,產品碳足跡正在從自愿披露變成合規要求。
更重要的是,電池很可能不是終點,而是起點。在歐盟綠色政策體系下,其他產品也可能逐步面臨類似的碳足跡要求。未來,產品碳足跡將是國際綠色貿易規則的重要抓手,企業不僅要證明產品質量合格,還要越來越多地證明產品碳足跡表現合格。
產品碳足跡到底怎么算?
它的底層方法通常來自生命周期評價,也就是LCA(Life Cycle Assessment)。通俗地說,LCA就是為產品做一筆“全生命周期的環境賬”。
最理想的情況,是把產品生命周期里的每一個過程都追溯清楚,掌握每個過程消耗了什么、排放了什么,然后將這些過程的溫室氣體排放逐項加總。
仍以電池為例:從礦產開采、材料加工、零部件生產、電池組裝、運輸使用,到最后的回收處理,如果每個過程排放了多少溫室氣體都能掌握,理論上就可以逐項加總,得到這塊電池的碳足跡。
但現實中,這幾乎做不到。
現代工業體系太復雜了。一個產品看似簡單,背后卻可能連著幾百個、幾千個上游過程。企業通常只掌握自己的直接生產數據,或部分主要供應商的數據,很難把整個生命周期中所有上游過程一層一層追溯到底。
對于追溯得清楚的過程,可以使用企業自己的實際數據;對于追溯不清楚、也不可能每次都重新測算的上游材料、能源、運輸和廢棄處理等過程,則需要用具有行業代表性、地區代表性和時間代表性的平均值或典型值來代替。這些數據,就來自“產品碳足跡因子數據庫”。
這里的“因子”,可以簡單理解為提前算好的“單位碳足跡”。比如每噸鋼材、每公斤塑料、每度電,在具有代表性的行業、地區和工藝條件下,背后平均產生多少碳排放。
需要說明的是,產品碳足跡因子數據庫里的“因子”,一般不是某一家企業、某一條產線、某一個批次產品的實際數據,而是能夠代表某個行業、某個地區、某種典型工藝的平均值或典型值。它像一把公共尺子,為這些無法逐一追溯的材料、能源、運輸和處理過程,提供了統一、可信、可追溯的基礎數據。
也正因為如此,產品碳足跡因子數據庫非常難建。概括起來,主要有四個難點:覆蓋難、連接難、精細難、規范難。
第一難:覆蓋難
最容易產生誤解的一點,是以為產品碳足跡因子數據庫可以一個行業一個行業慢慢做。比如今年先把電池行業做精,明年再做鋼鐵行業,后年再做化工行業。
這個思路對普通行業數據庫可能成立,但對產品碳足跡因子數據庫并不成立。
因為產品碳足跡算的是全生命周期。一個產品雖然屬于某個行業,但它的上游很快就會延伸到其他行業。
比如算一噸鋼材,不能只看鋼鐵冶煉本身,還要追溯鐵礦石開采、焦炭生產、石灰石供應、電力熱力消耗、運輸過程和副產品處理;算一度電,也不能只看發電,還要看燃料開采和運輸、電廠運行中的材料消耗,以及電網輸配過程。即使是最基礎的原材料和能源產品,背后也連接著多個行業和過程。
如果數據庫只覆蓋某一個行業,即使這個行業內部做得很細,產品碳足跡計算也可能在上游斷掉。
這就像蓋房子。不能先把一面墻砌好、刷好、裝飾好,再慢慢考慮地基、梁柱、屋頂、窗戶和水電。更合理的方式,是先把整棟房子的主體結構搭起來。它一開始未必精致,但至少可以繼續施工、逐步完善。
產品碳足跡因子數據庫也是如此。第一階段最重要的,不是把某一個行業做到極致精細,而是讓足夠多的行業、產品和過程先連接起來,保證足夠的覆蓋面,形成一個可計算的基礎系統。沒有足夠的覆蓋面,就無法支撐全生命周期計算。
第二難:連接難
很多人以為,產品碳足跡因子數據庫就是一張表:一噸鋼多少碳,一公斤塑料多少碳,一度電多少碳。
但真正能支撐產品碳足跡核算的數據庫,底層不是簡單的“產品—數字”對應關系,而是一張產業鏈網絡。
比如“塑料顆粒”的碳足跡因子并不是一個孤立數字。它背后有原油或煤炭開采、煉油或煤化工、基礎化學品生產、聚合反應、電力和熱力消耗、包裝與運輸;再往上追,原油、煤炭、電力、催化劑和助劑等投入品本身又各自有上游過程。也就是說,一個基礎材料的因子,背后往往已經連接著能源、化工、礦產和交通運輸等多個行業。
由此可見,數據庫要做的不是給每個產品貼一個碳標簽,而是把“誰消耗了誰、誰生產了誰、誰進入了誰的上游”這一整套關系建起來。
普通因子表像通訊錄,只要告訴你某個名字對應哪個號碼即可。產品碳足跡因子數據庫更像交通地圖,不只要有地點,還要有道路、方向和連接關系。
如果只有地點沒有道路,人就走不到目的地。同樣,如果只有產品名稱和孤立因子,沒有上下游連接關系,產品碳足跡也算不完整。
第三難:精細難
即使數據庫覆蓋了很多行業,也建立了上下游連接,還會遇到另一個問題:同一個名字下面,現實中可能是完全不同的產品和工藝。
鋼鐵有“高爐—轉爐”長流程,也有廢鋼電爐短流程;氫氣有煤制氫、天然氣制氫、電解水制氫;甲醇有煤制甲醇、天然氣制甲醇、生物質甲醇;鋁如果用煤電生產,碳足跡會很高,如果用水電生產,結果會低很多;塑料有石油路線、煤化工路線、再生料和生物基路線之分。
所以,數據庫不能簡單說“鋼鐵因子是多少”“電池因子是多少”,而必須說明這個因子對應哪種工藝。不能只給出數值,還要說清楚這個數值適用于什么條件。
第四難:規范難
產品碳足跡因子數據庫不是把各種數字收集起來就大功告成。數據不是越多越好,關鍵是要能放在同一套規則里使用。
如果數據邊界不一致、單位不一致、地區和時間屬性不清楚、質量等級不明確,即使收集了再多數字,也無法直接放在一起計算。
比如:有的因子只算到工廠門口,有的包括運輸到客戶;有的按質量分配副產品排放,有的按經濟價值分配;有的是十年前的數據,有的是現在的數據;有的是中國數據,有的是國外數據;有的是企業實測數據,有的是文獻數據或模型估算數據。
這些數據如果不加處理地放在一起,就像把不同年代、不同口徑、不同單位的統計表硬拼在一起。表面上都是數字,實際上既不能比較,也不能加總。
更重要的是,產品碳足跡因子研制工作不是一勞永逸的。電力結構會變,行業工藝會進步,原料來源會變化,運輸方式會變化,回收利用比例會提高。今天適用的因子,幾年后可能就不再代表現實。
因此,產品碳足跡因子數據庫不是一次性建成的靜態表,而是一個需要持續維護的系統。它需要統一規則、質量評價、版本管理和更新機制。
怎么建:先搭骨架,再不斷完善
產品碳足跡因子數據庫難建,但并非無從下手。關鍵是不能把它理解為一次性收集一批數據,也不能期待一開始就擁有完美數據庫。更現實的路徑,是先搭起可計算的基礎骨架,再持續補充、校正和優化。
第一,先搭骨架,再補細節。落實到建設路徑上,首先要解決覆蓋面問題。產品碳足跡因子數據庫建設首先要解決“能不能算”的問題,而不是一開始就追求少數行業、少數產品的極致精細。所謂“骨架”,首先就是足夠大的行業覆蓋范圍。只有先形成覆蓋面足夠大、上下游關系基本接得上的計算框架,后續才談得上補充細節、提高精度和體現企業差異。
第二,先建底座,再抓重點。在形成較大行業覆蓋面的基礎上,要優先建設那些反復出現在各類產品上游的公共背景數據,比如能源、電力、鋼鐵、有色、化工、建材、農業、交通運輸、廢棄物處理等。這些不是某一個行業的專用數據,而是大量產品核算都會用到的公共底座。公共底座越完整,能算的產品就越多。在此基礎上,再圍繞政策需求、產業需求和國際規則壓力,對電池、光伏、鋁、水泥、塑料、紡織、電子產品等重點產品進行深化。
第三,先建規則,再匯數據。沒有統一規則,數據越多,反而越容易混亂。產品分類、系統邊界、功能單位、地區屬性、時間屬性、工藝路線、分配方法、數據質量等級、版本管理和更新機制,都要先講清楚。規則是產品碳足跡因子數據庫的語法;沒有語法,數字再多也難以組成可靠的計算語言。
第四,先明分工,再聚合力。產品碳足跡因子數據庫不是任何一個部門、一個行業、一個企業能夠單獨完成的。政府部門重點在定規則、建機制、保公信;科研機構重點在提供方法學、模型和數據質量評價;行業協會重點在組織行業內典型工藝的代表性數據;企業重點在提供真實生產數據,并在保護商業秘密的前提下參與數據更新。
第五,先能更新,再談成熟。成熟的產品碳足跡因子數據庫不是一開始就沒有缺口,而是知道缺口在哪里,并且有機制持續補上。國際上廣泛使用的ecoinvent數據庫第一版發布于2003年,二十多年后仍在持續更新;美國USLCI、日本IDEA等數據庫也都是長期建設、持續維護的結果。數據庫建設不是短期突擊,而是長期迭代。只有多方共同參與,數據庫才能不斷接近真實產業情況。
結語
產品碳足跡因子數據庫難建,不是因為缺少幾個“排放因子”,而是因為它要把龐大的產業系統轉化成一套可計算、可追溯、可更新的數據基礎設施。
它要覆蓋得夠寬,才能算得出來;要連接得起來,才能算得完整;要區分得精細,才能算得合理;要口徑規范,才能算得可信。
因此,建設產品碳足跡因子數據庫,不能走“先把一個行業做到完美,再做另一個行業”的路子。更合理的方式是:先搭骨架、再補細節,先保覆蓋、再提精度,先建規則、再匯數據,先明分工、再聚合力,先能更新、再談成熟。
只有先算得出來,才談得上越算越準。只有先形成全生命周期的計算骨架,產品碳足跡核算才不會停留在局部排放。
建好產品碳足跡因子數據庫,不只是為了算清一個產品排了多少碳,更是為了讓低碳產品有依據、企業減排有回報、政府政策有抓手、國際競爭有底氣。它是一項看不見卻繞不開的基礎工程。越早形成可計算、可更新、可信賴的數據底座,就越能為“十五五”時期碳雙控政策落地、低碳產業發展和國際綠色競爭提供支撐。
(作者徐明為清華大學碳中和講席教授、環境學院副院長,賀克斌為中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長、環境學院教授)
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