典型電力電纜碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及建設(shè)思考

摘 要：完善的碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)體系是促進(jìn)電力電纜產(chǎn)業(yè)乃至我國(guó)電力裝備行業(yè)低碳發(fā)展的重要保障。本文結(jié)合當(dāng)前典型電力電纜碳足跡核算工作和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用現(xiàn)狀，梳理了核算中的關(guān)鍵過(guò)程，詳細(xì)討論了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用過(guò)程中的不足，特別是論述了數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)碳足跡核算的重要性，并對(duì)碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)化的工作重點(diǎn)和發(fā)展路徑提出了建議，為促進(jìn)電力電纜全產(chǎn)業(yè)鏈的低碳轉(zhuǎn)型提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：電力電纜，碳足跡，標(biāo)準(zhǔn)化，全生命周期

0 引 言

隨著“雙碳”戰(zhàn)略的逐步落地，越來(lái)越多的電力工程開(kāi)始關(guān)注電工裝備自身的碳排放，隨之而來(lái)的“綠色采購(gòu)”模式，更是將電工裝備特別是應(yīng)用廣泛的電力電纜碳足跡的核算提到了至關(guān)重要的位置[1，2]。因此，厘清電力電纜全生命周期碳足跡有助于電力行業(yè)構(gòu)建“綠色工程”體系來(lái)節(jié)能降碳，促進(jìn)行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型[3]。

國(guó)內(nèi)外電力電纜行業(yè)廣泛使用的碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)主要有3種[4-7]，PAS2050：2011《商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評(píng)價(jià)規(guī)范》，ISO14067：2018《溫室氣體-產(chǎn)品碳足跡-量化要求和指南》和ISO 14064-3：2019《溫室氣體聲明審定與核查的規(guī)范及指南》。顯然這3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為通用性標(biāo)準(zhǔn)，并非針對(duì)電力電纜制定，因此在使用過(guò)程中的可操作性不強(qiáng)。我國(guó)針對(duì)商品和服務(wù)全生命周期碳排放的核算標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 24040-2008《環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià) 原則與框架》和GB/T 24044-2008《環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià) 要求與指南》，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布距今已超15年，其可借鑒性有待商榷。作為使用電力電纜的重要企業(yè)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司于2024年發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 12395-2024《電纜及附件生產(chǎn)制造過(guò)程碳排放評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》，建立了國(guó)內(nèi)電網(wǎng)用電纜及附件生產(chǎn)制造過(guò)程碳排放評(píng)價(jià)體系與生命周期碳排放核算方法，以期助力電力電纜的“綠色采購(gòu)”，但目前鮮有對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況的分析報(bào)道[8]。

本文基于當(dāng)前電力電纜生產(chǎn)企業(yè)采用上述標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，揭示了我國(guó)電力行業(yè)電力電纜碳足跡核算的不足之處。針對(duì)這些不足，提出了標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)的工作重點(diǎn)和發(fā)展路徑。為我國(guó)利用好“碳足跡”工具形成能源電力領(lǐng)域的綠色可持續(xù)發(fā)展提供參考[9]。

1 碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵過(guò)程

1.1 核算目標(biāo)及范圍確定

電纜的功能單位通常被定義為“1km電纜”，系統(tǒng)邊界則為電纜產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)及非生產(chǎn)活動(dòng)的部分生命周期[10]，從“搖籃到大門(mén)”類(lèi)型，即涵蓋了原材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸階段產(chǎn)生的排放。典型電纜碳足跡核算系統(tǒng)邊界示意圖如圖1所示。資本設(shè)備的生產(chǎn)及維修，次要原材料及輔料獲取和運(yùn)輸以及商務(wù)活動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)輸?shù)任窗ㄔ趦?nèi)，這是由于本部分內(nèi)容按比例折算的數(shù)據(jù)較小，基本不超過(guò)3%，因此可忽略。另外，在電纜生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生具有一定價(jià)值的廢料，根據(jù)污染者付費(fèi)原則，其處理過(guò)程不在系統(tǒng)邊界內(nèi)。

1.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求

（1）實(shí)景數(shù)據(jù)

無(wú)論是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還是國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)碳足跡核算實(shí)景過(guò)程數(shù)據(jù)質(zhì)量要求一般都包括代表性、完整性和準(zhǔn)確性，并且需要確保數(shù)據(jù)在時(shí)間、地理和技術(shù)等方面與所核算目標(biāo)范圍一致。

為了滿足上述要求，并確保計(jì)算結(jié)果的可靠性，在核算過(guò)程中首先選擇來(lái)自生產(chǎn)商和供應(yīng)商直接提供的初級(jí)數(shù)據(jù)。這包括電纜原材料和能源消耗數(shù)據(jù)，電纜生產(chǎn)過(guò)程中能源、自然資源的消耗量，以及溫室氣體、廢棄物和可再生廢料排放量，同時(shí)還應(yīng)統(tǒng)計(jì)原材料和電纜產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的能量消耗和溫室氣體排放。由于該類(lèi)型數(shù)據(jù)直接來(lái)源于可計(jì)量的生產(chǎn)核算，并且可以通過(guò)物料平衡分析和歷史資料對(duì)照等方式相互驗(yàn)證，因此其數(shù)據(jù)的可靠性最優(yōu)，是各類(lèi)碳足跡核算研究最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)

當(dāng)初級(jí)數(shù)據(jù)不可得時(shí)，盡量選擇代表區(qū)域平均和特定技術(shù)條件下的次級(jí)數(shù)據(jù)，次級(jí)數(shù)據(jù)大部分選擇來(lái)自第三方專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證的生命周期評(píng)價(jià)研究數(shù)據(jù)庫(kù)，常用的數(shù)據(jù)庫(kù)以及優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

而當(dāng)所需數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)實(shí)景進(jìn)行核算，也無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取時(shí)，各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)均建議采用近似替代的方式選擇數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)數(shù)據(jù)。例如：在核算運(yùn)輸過(guò)程碳排放量時(shí)，CLCD公布的載重6t的中型汽運(yùn)碳足跡因子為0.16kgCO2e/（t?km），而載重10t的重型汽運(yùn)碳足跡因子為0.14kgCO2e/（t?km）。當(dāng)電纜運(yùn)輸量為8t時(shí)，則既可按照0.16kgCO2e/（t?km）核算，亦可按照0.14kgCO2e/（t?km）核算。

1.3 核算模型與計(jì)算方法

典型電力電纜的碳足跡核算模型通?；谏芷谠u(píng)價(jià)方法建立，由系統(tǒng)邊界內(nèi)各個(gè)單元過(guò)程的碳足跡累加得出[10]。原材料獲取階段碳足跡模型C原如式（1），制造階段的碳足跡模型C制如式（2）。

C原 = CR + CF+ CT （1）

式中：C原— 原材料獲取階段碳足跡，kgCO2eq；

CR — 原材料生產(chǎn)的碳足跡，kgCO2eq；

CF — 化石能源生產(chǎn)的碳足跡，kgCO2eq；

CT — 原材料運(yùn)輸?shù)奶甲阚E，kgCO2eq。

C原 = CE + CD – CRW （2）

式中：C制 — 制造階段碳足跡，kgCO2eq；

CE — 能源使用的碳足跡，kgCO2eq；

CD — 廢棄物處置的碳足跡，kgCO2eq；

CRW — 可再生廢料替代的初生原材料碳足跡，kgCO2eq。

核算過(guò)程的取舍規(guī)則采用各項(xiàng)原材料投入占產(chǎn)品重量或過(guò)程總投入的重量比為依據(jù)，當(dāng)普通物料重量<1%產(chǎn)品重量時(shí)，以及含稀貴或高純成分的物料重量<0.1%產(chǎn)品重量時(shí)，可忽略該物料的上游生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

而單個(gè)過(guò)程碳足跡水平的計(jì)算方法如公式（3）所示。

C=∑n i=1 Mi×fi×GWPi（3）

式中：C — 單個(gè)工藝的碳足跡水平，kg CO2eq；

M — 各階段初級(jí)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)；

f — 排放因子，取自數(shù)據(jù)庫(kù)。

GWP為全球變暖潛勢(shì)值，來(lái)自于聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）方法。

2 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思考

2.1 基本數(shù)據(jù)獲取需嚴(yán)格

GHG 的核算體系對(duì)溫室氣體核算與報(bào)告設(shè)定了范圍1（直接排放）、范圍2（電力排放）和范圍3（其他）這3個(gè)類(lèi)型。對(duì)3份基于前述標(biāo)準(zhǔn)而編制的電纜碳足跡報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，范圍3在電纜全壽命周期的碳排放占比高達(dá)70%以上。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，范圍1和范圍2可以通過(guò)精準(zhǔn)的表計(jì)計(jì)量，在配合排放因子以及前述公式即可得出。但占據(jù)主導(dǎo)地位的范圍3，不僅包括了全部的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，還涉及到商務(wù)活動(dòng)，員工活動(dòng)以及供應(yīng)鏈、產(chǎn)品使用或處置等諸多環(huán)節(jié)[11]，是電纜全價(jià)值鏈的排放。

對(duì)于范圍3的碳排放核算，標(biāo)準(zhǔn)中依然采用與范圍1和范圍2相同的“活動(dòng)水平×排放因子”方法進(jìn)行。但在實(shí)際的統(tǒng)計(jì)中，范圍3的活動(dòng)水平包含過(guò)于廣泛，電纜企業(yè)需要考察和統(tǒng)計(jì)較長(zhǎng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的排放水平，有些上下游企業(yè)甚至不屬于電纜行業(yè)，因此活動(dòng)水平的獲取困難重重，導(dǎo)致核算報(bào)告利用標(biāo)準(zhǔn)中的“取舍規(guī)則”將過(guò)程產(chǎn)品和服務(wù)的碳排放量排除在外。這種排除手段可以根據(jù)數(shù)據(jù)獲取情況自由實(shí)施，這也造成了碳排放量核算的隨意性和不可重現(xiàn)性。所以，標(biāo)準(zhǔn)在具體執(zhí)行時(shí)，在明確系統(tǒng)邊界的基礎(chǔ)上，不應(yīng)局限于生產(chǎn)制造階段碳足跡，而應(yīng)厘清電纜全生命周期的各階段、各工藝，確定具體核算節(jié)點(diǎn)數(shù)量，要求核算單位對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)水平進(jìn)行調(diào)查，杜絕核算人員自由取舍數(shù)據(jù)情況的發(fā)生。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)精度應(yīng)把控

無(wú)論是國(guó)內(nèi)的C L C D 數(shù)據(jù)庫(kù)還是國(guó)外的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源都是各類(lèi)企業(yè)的產(chǎn)品生命周期清單和環(huán)境影響數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)清洗、驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)化后，才能構(gòu)建龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支撐碳排放量的計(jì)算[12]。盡管數(shù)據(jù)量已經(jīng)較大，但由于不同國(guó)家和地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝和環(huán)保政策不同，同一種原材料或產(chǎn)品隱含的碳排放或碳足跡會(huì)隨著時(shí)間和其他因素（如：氣候、交通狀況等）的變化而變化，如果一味使用處理后的統(tǒng)一數(shù)據(jù)，則最終結(jié)果必將忽略這些變化，無(wú)法準(zhǔn)確反映碳足跡在不同時(shí)間或條件下的真實(shí)情況，對(duì)數(shù)據(jù)精度造成較大影響。但是，要求面向全社會(huì)產(chǎn)品碳足跡核算的數(shù)據(jù)庫(kù)能體現(xiàn)細(xì)分的行業(yè)差異、企業(yè)差異、產(chǎn)品差異、過(guò)程差異、技術(shù)差異和時(shí)空差異，并能為下游應(yīng)用端可視化查詢(xún)、可差異化比選提供基礎(chǔ)，這顯然也是目前技術(shù)手段無(wú)法達(dá)到的[12]。

為了解決上述難題，典型產(chǎn)品碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)中必須對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的種類(lèi)、版本進(jìn)行明確。在此基礎(chǔ)上，梳理產(chǎn)品的工藝特性和核算節(jié)點(diǎn)，制定不同數(shù)據(jù)庫(kù)下的原材料、服務(wù)等碳足跡因子缺省值選用原則，規(guī)范具體核算方法，保證使用缺省數(shù)據(jù)計(jì)算的碳足跡結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)更接近，確保數(shù)據(jù)精度。

2.3 環(huán)境影響評(píng)價(jià)待重視

標(biāo)準(zhǔn)制定的初衷是為了解決某項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題，而標(biāo)準(zhǔn)的使用又是提升產(chǎn)品質(zhì)量和安全，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段[13]。特別是在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，碳足跡核算體系的建立也為量化評(píng)價(jià)電纜產(chǎn)品的環(huán)境影響特性提供了策略，便于政府和企業(yè)根據(jù)碳足跡數(shù)據(jù)厘清環(huán)境影響指標(biāo)，從而有針對(duì)性地提出行業(yè)低碳發(fā)展策略，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的低碳轉(zhuǎn)型。

鑒于此，典型電纜的碳足跡核算標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)逐步以環(huán)境影響分析為目的開(kāi)展，在完成碳排放量核算的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品各工藝過(guò)程考察非生物資源消耗（ADP）、酸化潛勢(shì)（AP）、水體富營(yíng)養(yǎng)化潛勢(shì)（EP）、人體潛在毒性（HTP）等數(shù)據(jù)指標(biāo)，并按照工藝過(guò)程確定各項(xiàng)占比，分析指標(biāo)可降低的程度，助力全產(chǎn)業(yè)鏈碳中和。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)典型電纜生產(chǎn)制造過(guò)程碳排放評(píng)價(jià)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開(kāi)展了分析，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求探討了電纜碳足跡核算的關(guān)鍵過(guò)程和計(jì)算方法?；诤怂氵^(guò)程和現(xiàn)實(shí)情況，討論了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的不足和電纜碳足跡標(biāo)準(zhǔn)化下一步的發(fā)展方向，特別指出標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)碳足跡數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度的重視，并且不能局限于碳足跡核算，而應(yīng)以環(huán)境影響評(píng)價(jià)為目的，以碳足跡核算為手段，共同助力產(chǎn)業(yè)鏈的低碳發(fā)展。

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