丝绸产品碳足迹核算的关键问题讨论

王来力 刘书轶 李启正 张颖 王晓蓬

摘要： 为准确核算丝绸产品的碳足迹，本文对核算边界、核算数据、温室气体去除、研究结果计算等关键问题进行了分析讨论。研究结果表明：选择“摇篮到大门”或“大门到大门”作为丝绸产品碳足迹的核算边界具有较好的可操作性;确定核算边界内的关键温室气体排放源，必要时选择适用的数据分配方法并保持核算边界内分配方法的一致性，可提高核算数据的质量;蚕丝生物碳的温室气体去除量可在丝绸产品碳足跡核算结果报告时单独说明;丝绸企业的碳中和行动可纳入丝绸产品的碳足迹核算结果;核算边界一致和排放因子数据一致是不同丝绸产品碳足迹计算结果可比的两个关键前提。

关键词： 丝绸产品;碳足迹;核算边界;碳中和;分配;核算数据

中图分类号： TS141

文献标志码： A

文章编号： 1001-7003（2023）04-0026-05

引用页码：

041104

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.04.004（篇序）

工业绿色低碳发展和产品绿色低碳消费是中国碳达峰碳中和战略的关键内容，产品生命周期碳足迹的核算可以为产品工业生产制造和产品消费阶段的碳减排提供重要参考。工业和信息化部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》将产品碳足迹核算列入工业绿色发展的主要任务，国家发展改革委员会、工业和信息化部等部门发布的《促进绿色消费实施方案》提出探索建立重点产品全生命周期碳足迹标准。

碳足迹的概念和核算方法讨论始于2005年前后，Carbon Trust在2007年发布了《Carbon Footprint Measurement Methodology，Version 1.1》，其后英国标准学会（British Standards Institution，BSI）、国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）、世界资源研究所（World Resources Institute，WRI）、世界企业永续发展委员会（World Business Council for Sustainable Development，WBCSD）等机构推动了碳足迹核算规范、标准的制定［1-2］。BSI于2008年发布了《PAS 2050：2008 Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services》，并在2011年发布了更新版本PAS 2050：2011。WRI和WBCSD于2011年共同发布了《GHG Protocol： Product life cycle accounting and reporting standard》。该技术规范中虽未明确定义产品碳足迹的概念，但已基本完整地规定了产品生命周期温室气体排放量化、评价和报告的通用要求。ISO在2013年发布了《ISO/TS 14067：2013 Greenhouse gases—Carbon footprint of products—Requirements and guidelines for quantification and communication》，定义了产品碳足迹的概念，规定了产品碳足迹核算边界设定、核算数据清单、核算方法等要求，该技术规范后续更新为ISO 14067：2018国际标准。依据上述三个通用标准和技术规范进行具体产品生命周期碳足迹核算、评价与报告时，不同的核算人员对产品碳足迹核算的边界设定、数据收集和分配方法等关键要素的理解不同，往往导致产品碳足迹核算结果的不确定度较高、可比性较差的问题［3］。BSI在2014年发布的《PAS 2395：2014 Specification for the assessment of greenhouse gas （GHG） emissions from the whole life cycle of textile products》技术规范和中国纺织工业联合会2018年发布的《T/CNTAC 11—2018纺织产品温室气体排放核算通用技术要求》团体标准，实现了国际通用标准和技术规范向纺织行业的转化。国内外亦有相关机构制定产品碳足迹核算的产品类别规则（Product Category Rules，PCR）标准，以更加详细地规范产品碳足迹的核算，中国纺织行业标准《产品碳足迹产品种类规则纺织产品》，团体标准《产品碳足迹产品种类规则毛纱线》《产品碳足迹产品种类规则毛织物》《产品碳足迹产品种类规则毛针织品》等已在制定中。

丝绸产品是消费者青睐的纺织产品类别，中国的蚕茧和生丝产量占全球80%以上［4］，丝绸面料、丝绸服装、丝绸家纺

产品等生产加工量亦是全球最大。丝绸产品的碳足迹核算对于丝绸行业的低碳发展具有重要意义，故本文对丝绸产品碳足迹核算的边界设定、数据收集与分配、结果计算等关键技术进行讨论，为丝绸产品碳足迹核算与标准制定提供参考。

1 核算边界

产品碳足迹是对产品生命周期评价中的全球气候变化影响指标的量化，因此产品碳足迹的核算通常遵循生命周期评价的理论框架。丝绸产品全生命周期过程可分为蚕茧获取、产品生产制造、产品销售使用、产品废弃处理和回收再利用五个阶段，每个阶段又可细分为多个链段。蚕茧获取阶段主要为蚕的养殖，根据蚕的品种不同，养殖方式有传统的桑蚕养殖、柞蚕养殖和工厂化桑蚕养殖等。生产制造阶段则包括多个链段，如缫丝、织造、炼白、染色、印花、缝制等，销售使用阶段包括贸易零售、洗涤护理，废弃阶段是丝绸产品生命周期终点，回收再利用阶段则是再生丝绸产品的生命周期起点。

根据ISO 14067：2018中对产品碳足迹的定义，其可量化产品全生命周期内或部分生命周期阶段内（一个或多个生命周期链段）温室气体排放和去除之后对气候变化的影响。部分生命周期阶段碳足迹（Partial carbon footprint of a product，partial CFP）的核算边界可以有“摇篮到坟墓”（Cradle to grave）、“摇篮到大门”（Cradle to gate）、“大门到大门”（Gate to gate）等不同情景。丝绸产品全生命周期过程有多种过程产品（如白厂丝、丝绸面料、丝绸服装），若对过程产品进行全生命周期评价，由于其后续的应用去向不能确定，通常不能获得碳足迹核算所需的数据，例如白厂丝可能用于生产染色面料进而生产丝绸服装，亦可能用于生产印花面料进而生产丝绸围巾，因此丝绸产品碳足迹的核算边界选择“摇篮到大门”或“大门到大门”具有较好的可操作性和实用性。在销售使用、废弃处理和回收再利用阶段模式确定的情况下，例如从工厂到零售店铺的运输方式和距离、线上或线下销售形式、洗涤方式和次数、废弃后的处理方法（如填埋、燃烧发电）、回收再利用方法等，亦可以将核算边界设定为从“摇篮到坟墓”，核算丝绸产品全生命周期的碳足迹。

“摇篮到大门”“大门到大门”的核算边界可根据丝绸产品碳足迹核算目的进行灵活调整，如图1所示。“摇篮到大门”可选择从蚕卵起始，到蚕茧、白厂丝、丝绸面料等不同过程产品，“大门到大门”可选择从蚕茧起始，到白厂丝、丝绸面料，亦可选择从白厂丝起始，到丝绸面料、丝绸服装。虽然丝绸产品碳足迹的核算边界具有较大的选择空间，但在进行碳足迹核算结果报告及不同产品间碳足迹比较，或者量化同一种产品采用优化生产工艺后减少的碳足迹时，需要明确说明选择的核算边界。

2 核算数据

核算数据是产品碳足迹核算的基础，ISO 14067：2018将核算数据分为初级数据、现场数据和二手数据。初级数据是从产品生命周期过程直接测量或是根据直接测量结果计算得到的数据，其中在产品碳足迹核算边界范围内得到的数据为现场数据，初级数据之外的数据统称为二手数据，如文献中的数据、行业数据库数据。丝绸产品碳足迹核算边界内的温室气体排放源有直接温室气体排放和间接温室气体排放，燃料燃烧的温室气体排放（如天然气锅炉燃烧排放）、生产过程中化学反应的温室气体排放（如碳酸盐类反应产生二氧化碳）、废水处理中的温室气体排放（如甲烷、氧化亚氮）［5］等属于直接温室气体排放数据，核算边界内消耗的非现场燃烧的能源（如外购电力）、物料（如染料、助剂、包装材料）等属于间接温室气体排放数据。人员的呼吸作用虽然受劳动状态影响，但作为基本的生理活动，其产生的二氧化碳排放通常不纳入丝绸产品碳足迹的核算数据。生产设备、厂房等固定资产虽然直接、间接地产生温室气体排放，但由于其使用时间较长，且通常不是为某一种丝绸产品的生产而限定的投入，因此同样亦不纳入产品丝绸产品碳足迹的核算数据。丝绸产品碳足迹核算的主要数据如表1所示。

根据企业的计量水平不同，温室气体排放源数据有的可以精确到待核算的丝绸产品，有的则是某一时间段内的总体数据。如某车间每月度的照明耗电数据，若该月度内车间同时生产包括待核算丝绸产品在内的多种产品，则需要对月度的照明耗电数据按照产品特性、产量、价值等因素分配到待核算丝绸产品和共生产品［6］。在核算边界内若多个链段皆涉及数据分配，选择的分配方法应保持一致。如在前处理车间按照价值因素对坯绸的照明耗电量进行分配，则在后续的印花车间同样应按照价值因素对印花面料的照明耗电量进行分配。若某个链段产出具有利用价值的副产品时，同样需要对该链段的核算数据进行分配。如缫丝阶段同时产生蚕丝、蛹衬、蚕蛹，则应将缫丝阶段的数据在三种产品中进行分配。若产出的副产品利用价值较低（如仅作为固废处理）或副产品产量较少时（如少于产量的1%），则无需对该链段的核算数据进行分配。除收集丝綢产品碳足迹核算的投入、产出数据外，还需要考虑各阶段过程产品的含水率，如缫丝阶段的蚕丝含水率和复摇阶段的蚕丝含水率不同，应根据含水率数据对该两个阶段的产量数据进行修正处理。

3 温室气体去除

ISO 14067：2018对产品碳足迹的定义中包括产品生命周期阶段温室气体的排放量和去除量，其中温室气体去除方式有植物光合作用吸收二氧化碳并转化为生物炭、人工碳捕捉封存和利用等。蚕丝虽然不是直接从植物中获取，但传统养蚕模式投喂的桑叶、柞树叶和现代工厂化养蚕模式投喂的饲料（含桑叶、豆粕）则是植物源产品，所含的碳元素可溯源到空气中的二氧化碳。桑叶、柞树叶或人工饲料经蚕进食后，其中所含的碳元素去向包括蚕呼吸作用转换为二氧化碳排到大气中、吸收到蚕的身体组织中（最终到蚕蛹中）、转移到蚕沙和蚕丝中，因此桑叶、柞树叶或人工饲料的固碳量并不等于蚕丝的固碳量。

产品碳足迹的量化单位为二氧化碳当量，也即将甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等按照给定时间内（如50年、100年）的辐射强迫影响转化为等量的二氧化碳［7］。蚕丝的生物炭固碳效应受丝绸产品使用时间长短影响，使用时间越长固碳效应越显著，反之则越不显著。由于蚕丝产品的使用时间通常难以达到50年的时长，因此蚕丝生物炭的二氧化碳去除量可不纳入蚕丝产品碳足迹的计算，但可以将该去除量在碳足迹核算报告中以数据清单的形式予以说明。碳足迹核算边界设定为“摇篮到坟墓”时，采用燃烧的方法处理废旧丝绸产品会将其中的碳元素以温室气体的形式排放到大气中，但同时会产生热量。若将这些热量进行利用，则可以节约化石燃料的使用，减少温室气体排放，相当于温室气体去除。

若丝绸产品生产企业通过购买碳汇、采用人工碳捕捉封存和利用的方式从大气中去除温室气体，则应在碳足迹核算中予以计算。如生产企业购买一定量的碳汇，并声明分配于待核算碳足迹的丝绸产品的份额，便可在碳足迹结果计算时用于抵消核算边界内的温室气体排放量。

4 结果计算

碳足迹核算边界内直接温室气体排放中的化学反应排放可通过化学平衡方程式计算，能源燃烧的温室气体排放可基于能源含碳量、碳氧化因子、低位发热值等因素计算。核算边界内间接温室气体排放按照GHG排放=AD×EF（AD为活动数据，EF为排放因子）的方法计算，AD由纳入计算的非现场燃烧的能源（如外购电力）、物料（如染料、助剂、包装材料等）投入量数据组成，EF的计算则相对较为复杂。在碳足迹核算时可选择相关机构发布的EF数据、文献中的EF数据、商业数据库的EF数据等。在选择使用EF数据时，应充分考虑其时间、地域的差异。如某种丝绸产品在浙江省生产制造，使用的电力由华东电网供应，则电力的EF数据应选择华东电网发布的数据。

EF数据目前仍是制约产品碳足迹结果计算的关键因素，其主要表现为数据不完整、时效性较差、地域覆盖不全。数据不完整是指诸多物料尚无EF数据，如丝绸面料染色过程投入的某些染料EF数据尚缺失。时效性差是指现有的部分EF数据为历史数据，如5年前、10年前甚至更早时期的数据。地域覆盖不全是指EF数据仅有某一个或某几个特定区域的数据，如不同国家、不同地域的电网输出电力的EF不同，但已发布或研究得到的电力EF数据并未覆盖所有国家、地域。随着碳足迹领域的研究深入和拓展，EF数据仍在动态更新中，在计算丝绸产品的碳足迹时，应对选用的EF数据详细说明。EF数据的一致性亦是不同丝绸产品在同一核算边界范围内可比（如选择相对低碳的丝绸产品）或者同一种丝绸产品不同生产工艺条件下可比（如量化与评价同一种丝绸产品生命周期的温室气体减排量）的关键前提。

丝绸产品碳足迹的计算结果为核算边界内各过程碳足迹的加和，以功能单位产品碳足迹的形式报告。根据产品类别不同可设定不同的功能单位，如缫丝阶段可设定单位质量的白厂丝为功能单位，织造阶段可设定单位质量或单位米数的坯绸为功能单位，制成品制造阶段可设定一件丝绸服装、一条丝巾、一条蚕丝被为功能单位。当功能单位为米、件、条等非质量单位时，应注明其质量信息，以方便不同过程碳足迹加和时进行准确折算。

5 结 语

丝绸产品碳足迹核算可为丝绸产品低碳设计、生产制造过程碳减排、消费者绿色低碳消费提供参考，对丝绸行业的绿色低碳发展亦有重要意义。丝绸产品生命周期链条长，涉及的投入产出要素多，需充分、系统地分析丝绸产品碳足迹核算的关键问题，以确保碳足迹核算结果的有效性和可比性。

1） 丝绸产品碳足迹的核算边界可根据核算需求灵活设定，以“大门”为核算边界终点更适合丝绸产品离散式的生命周期特点，具有较好的可操作性。

2） 核算数据的完整性和准确性是碳足迹核算的关键基础，需明确核算边界内的关键温室气体排放源，必要时选择适用的数据分配方法，以确保收集的核算数据质量。

3） 蚕丝生物炭的温室气体去除效应受丝绸产品的使用时长影响，在报告丝绸产品碳足迹核算结果时，可将生物炭对应的温室气体去除量单独说明;丝绸企业的碳中和行动可纳入丝绸产品的碳足迹核算结果的报告。

4） EF数据影响丝绸产品碳足迹计算结果的准确性，核算边界一致和EF数据一致是不同丝绸产品碳足迹计算结果

可比，或者量化同一種丝绸产品生命周期温室气体减排量的两个关键前提。

参考文献：

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Discussions on key issues of carbon footprint accounting of silk products

WANG Laili1a，b， LIU Shuyi1a， LI Qizheng2， ZHANG Ying1a， WANG Xiaopeng1b，c

（1a.School of Fashion Design & Engineering; 1b.Silk and Fashion Culture Center; 1c.Institute of Science and Technology， Zhejiang Sci-TechUniversity， Hangzhou 310018， China; 2.Zhejiang Provincial Innovation Center of Advanced Textile Technology，Shaoxing 312000， China; 3.International Silk Union， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

The green and low-carbon development of industries and green and low-carbon consumption of products are the key elements of carbon peak and carbon neutrality strategy in China. The accounting of carbon footprint of products in the life cycle provides an important reference for the carbon mitigation in the industrial production and consumption progresses. The concept of carbon footprint and the discussion about its accounting methods started around 2005， and has subsequently experienced a series of developments and refinements. There are also related institutions at home and abroad developing Product Category Rules （PCR） for product carbon footprint accounting to standardize the accounting of product carbon footprint in more detail. Silk products are are favored by consumers. China is a major producer of silkworm cocoons and raw silk， and the largest producer and processor of silk fabrics， silk garments， and silk home textile products in the world. The carbon footprint accounting of silk products is of great significance for the low carbon development of the silk industry.

In order to accurately calculate the carbon footprint of silk products， the key issues such as the accounting boundary， accounting data， greenhouse gas （GHG） sequestration and result calculation were analyzed and discussed. The whole life cycle of silk products is divided into five stages， namely the acquisition of silkworm cocoons， the manufacture of products， the sales and use of products， the disposal of products and recycling. Each phase is divided into several segments. The accounting boundary of the carbon footprint of silk products can be adjusted flexibly based on the accounting purpose， but when the carbon footprint accounting results are reported and the carbon footprint of different products is compared， or the reduced carbon footprint of the same product using an optimized manufacturing process is quantified， the accounting boundary needs to be explained clearly. Accounting data are the basis of product carbon footprint accounting. The paper lists the GHG emission sources and data inventories of silk products at each stage， and gives examples of the distribution method of GHG emission sources in the accounting process. The ways of greenhouse gas sequestration involve absorbing carbon dioxide and converting it into biochar through plant photosynthesis， artificial carbon capture， storage and utilization. Generally， the use time of silk products is not more than fifty years， so the carbon dioxide sequestration of silk may not be included into the calculation of the carbon footprint of silk products. If manufacturers of silk products remove greenhouse gases from the atmosphere by purchasing carbon sinks and adopting artificial carbon capture， storage and utilization， the greenhouse gases should be calculated in the carbon footprint accounting. When the GHG emission results are calculated， chemical reaction emissions of direct greenhouse gas emissions within the accounting boundary of carbon footprint can be calculated by chemical equilibrium equation. Indirect greenhouse gas emissions within the accounting boundary can be calculated according to the method of GHG emission = AD×EF （AD represents activity data， and EF represents the emission factor）， and EF data are still the key factor restricting the calculation of carbon footprint results of products. The calculation result of the carbon footprint of silk products is the sum of carbon footprints in each process within the accounting boundary， and different functional units can be set according to different product categories. In this paper， the key technologies such as boundary setting， data collection and distribution， and result calculation are systematically discussed for the carbon footprint accounting of silk products and the development of standards. The results show that it is feasible to choose “cradle to gate” or “gate to gate” as the accounting boundary of carbon footprint of silk products. The quality of accounting data can be improved by determining the key emission sources of GHG within the accounting boundary， selecting the appropriate allocation methods and maintaining the consistency of the allocation methods within the accounting boundary when necessary. The GHG sequestration of silk can be explained separately in the report of carbon footprint sequestration results of silk products; the carbon neutralization actions of silk enterprises can be incorporated in the carbon footprint quantification results of silk products; consistent accounting boundary and emission factors are two key prerequisites for the feasibility of carbon footprint quantification results of different silk products.

The carbon footprint accounting of silk products provides a reference for low-carbon design of silk products， carbon emission reduction in the manufacturing process， and green and low-carbon consumption of consumers. It is also of great significance to the green and low-carbon development of the silk industry. The life cycle chain of silk products is long and involves many input and output elements. It is necessary to fully and systematically analyze the key issues of carbon footprint accounting of silk products to ensure the validity and comparability of carbon footprint accounting results.

Key words：

silk products; carbon footprint; accounting boundary; carbon neutralization; allocation; accounting data

收稿日期：

2022-07-11;

修回日期：

2023-02-24

基金项目：

中国工程院战略研究与咨询项目（2022-XY-19）;中央外经贸专项资金（茧丝绸）项目（浙财建〔2022〕95号）;浙江省教育厅一般科研项目（工程硕士专项）（Y202148096）;浙江省大学生科技创新活动暨新苗人才计划项目（2022R406C077）

作者简介：

王来力（1985），男，教授，博士，主要從事纺织服装绿色可持续发展的研究。