典型电力电缆碳足迹核算标准化现状及建设思考

摘 要：完善的碳足迹核算标准体系是促进电力电缆产业乃至我国电力装备行业低碳发展的重要保障。本文结合当前典型电力电缆碳足迹核算工作和标准应用现状，梳理了核算中的关键过程，详细讨论了标准应用过程中的不足，特别是论述了数据质量对碳足迹核算的重要性，并对碳足迹核算标准化的工作重点和发展路径提出了建议，为促进电力电缆全产业链的低碳转型提供了借鉴。

关键词：电力电缆，碳足迹，标准化，全生命周期

0 引 言

随着“双碳”战略的逐步落地，越来越多的电力工程开始关注电工装备自身的碳排放，随之而来的“绿色采购”模式，更是将电工装备特别是应用广泛的电力电缆碳足迹的核算提到了至关重要的位置[1，2]。因此，厘清电力电缆全生命周期碳足迹有助于电力行业构建“绿色工程”体系来节能降碳，促进行业低碳转型[3]。

国内外电力电缆行业广泛使用的碳足迹评估标准主要有3种[4-7]，PAS2050：2011《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》，ISO14067：2018《温室气体-产品碳足迹-量化要求和指南》和ISO 14064-3：2019《温室气体声明审定与核查的规范及指南》。显然这3项标准为通用性标准，并非针对电力电缆制定，因此在使用过程中的可操作性不强。我国针对商品和服务全生命周期碳排放的核算标准有GB/T 24040-2008《环境管理 生命周期评价 原则与框架》和GB/T 24044-2008《环境管理 生命周期评价 要求与指南》，两个标准发布距今已超15年，其可借鉴性有待商榷。作为使用电力电缆的重要企业，国家电网有限公司于2024年发布了企业标准Q/GDW 12395-2024《电缆及附件生产制造过程碳排放评价技术导则》，建立了国内电网用电缆及附件生产制造过程碳排放评价体系与生命周期碳排放核算方法，以期助力电力电缆的“绿色采购”，但目前鲜有对该标准应用情况的分析报道[8]。

本文基于当前电力电缆生产企业采用上述标准的应用现状进行分析，揭示了我国电力行业电力电缆碳足迹核算的不足之处。针对这些不足，提出了标准未来的工作重点和发展路径。为我国利用好“碳足迹”工具形成能源电力领域的绿色可持续发展提供参考[9]。

1 碳足迹核算标准的关键过程

1.1 核算目标及范围确定

电缆的功能单位通常被定义为“1km电缆”，系统边界则为电缆产品生产活动及非生产活动的部分生命周期[10]，从“摇篮到大门”类型，即涵盖了原材料生产、运输、产品生产、运输阶段产生的排放。典型电缆碳足迹核算系统边界示意图如图1所示。资本设备的生产及维修，次要原材料及辅料获取和运输以及商务活动产生的运输等未包括在内，这是由于本部分内容按比例折算的数据较小，基本不超过3%，因此可忽略。另外，在电缆生产过程中会产生具有一定价值的废料，根据污染者付费原则，其处理过程不在系统边界内。

1.2 数据质量要求

（1）实景数据

无论是国际标准还是国内标准，对碳足迹核算实景过程数据质量要求一般都包括代表性、完整性和准确性，并且需要确保数据在时间、地理和技术等方面与所核算目标范围一致。

为了满足上述要求，并确保计算结果的可靠性，在核算过程中首先选择来自生产商和供应商直接提供的初级数据。这包括电缆原材料和能源消耗数据，电缆生产过程中能源、自然资源的消耗量，以及温室气体、废弃物和可再生废料排放量，同时还应统计原材料和电缆产品运输过程中的能量消耗和温室气体排放。由于该类型数据直接来源于可计量的生产核算，并且可以通过物料平衡分析和历史资料对照等方式相互验证，因此其数据的可靠性最优，是各类碳足迹核算研究最重要的基础数据。

（2）数据库数据

当初级数据不可得时，尽量选择代表区域平均和特定技术条件下的次级数据，次级数据大部分选择来自第三方专业机构验证的生命周期评价研究数据库，常用的数据库以及优缺点如表1所示。

而当所需数据无法通过实景进行核算，也无法通过数据库获取时，各类标准均建议采用近似替代的方式选择数据库中相应数据。例如：在核算运输过程碳排放量时，CLCD公布的载重6t的中型汽运碳足迹因子为0.16kgCO2e/（t∙km），而载重10t的重型汽运碳足迹因子为0.14kgCO2e/（t∙km）。当电缆运输量为8t时，则既可按照0.16kgCO2e/（t∙km）核算，亦可按照0.14kgCO2e/（t∙km）核算。

1.3 核算模型与计算方法

典型电力电缆的碳足迹核算模型通常基于生命周期评价方法建立，由系统边界内各个单元过程的碳足迹累加得出[10]。原材料获取阶段碳足迹模型C原如式（1），制造阶段的碳足迹模型C制如式（2）。

C原 = CR + CF+ CT （1）

式中：C原— 原材料获取阶段碳足迹，kgCO2eq；

CR — 原材料生产的碳足迹，kgCO2eq；

CF — 化石能源生产的碳足迹，kgCO2eq；

CT — 原材料运输的碳足迹，kgCO2eq。

C原 = CE + CD – CRW （2）

式中：C制 — 制造阶段碳足迹，kgCO2eq；

CE — 能源使用的碳足迹，kgCO2eq；

CD — 废弃物处置的碳足迹，kgCO2eq；

CRW — 可再生废料替代的初生原材料碳足迹，kgCO2eq。

核算过程的取舍规则采用各项原材料投入占产品重量或过程总投入的重量比为依据，当普通物料重量<1%产品重量时，以及含稀贵或高纯成分的物料重量<0.1%产品重量时，可忽略该物料的上游生产数据。

而单个过程碳足迹水平的计算方法如公式（3）所示。

C=∑n i=1 Mi×fi×GWPi（3）

式中：C — 单个工艺的碳足迹水平，kg CO2eq；

M — 各阶段初级活动水平数据；

f — 排放因子，取自数据库。

GWP为全球变暖潜势值，来自于联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）方法。

2 标准化建设思考

2.1 基本数据获取需严格

GHG 的核算体系对温室气体核算与报告设定了范围1（直接排放）、范围2（电力排放）和范围3（其他）这3个类型。对3份基于前述标准而编制的电缆碳足迹报告进行统计发现，范围3在电缆全寿命周期的碳排放占比高达70%以上。根据标准要求，范围1和范围2可以通过精准的表计计量，在配合排放因子以及前述公式即可得出。但占据主导地位的范围3，不仅包括了全部的运输环节，还涉及到商务活动，员工活动以及供应链、产品使用或处置等诸多环节[11]，是电缆全价值链的排放。

对于范围3的碳排放核算，标准中依然采用与范围1和范围2相同的“活动水平×排放因子”方法进行。但在实际的统计中，范围3的活动水平包含过于广泛，电缆企业需要考察和统计较长上下游产业链的排放水平，有些上下游企业甚至不属于电缆行业，因此活动水平的获取困难重重，导致核算报告利用标准中的“取舍规则”将过程产品和服务的碳排放量排除在外。这种排除手段可以根据数据获取情况自由实施，这也造成了碳排放量核算的随意性和不可重现性。所以，标准在具体执行时，在明确系统边界的基础上，不应局限于生产制造阶段碳足迹，而应厘清电缆全生命周期的各阶段、各工艺，确定具体核算节点数量，要求核算单位对每个节点的活动水平进行调查，杜绝核算人员自由取舍数据情况的发生。

2.2 数据库数据精度应把控

无论是国内的C L C D 数据库还是国外的Ecoinvent数据库，其基础数据来源都是各类企业的产品生命周期清单和环境影响数据。这些数据经过数据处理系统清洗、验证和标准化后，才能构建庞大的数据库来支撑碳排放量的计算[12]。尽管数据量已经较大，但由于不同国家和地区的能源结构、生产工艺和环保政策不同，同一种原材料或产品隐含的碳排放或碳足迹会随着时间和其他因素（如：气候、交通状况等）的变化而变化，如果一味使用处理后的统一数据，则最终结果必将忽略这些变化，无法准确反映碳足迹在不同时间或条件下的真实情况，对数据精度造成较大影响。但是，要求面向全社会产品碳足迹核算的数据库能体现细分的行业差异、企业差异、产品差异、过程差异、技术差异和时空差异，并能为下游应用端可视化查询、可差异化比选提供基础，这显然也是目前技术手段无法达到的[12]。

为了解决上述难题，典型产品碳足迹核算标准中必须对数据库的种类、版本进行明确。在此基础上，梳理产品的工艺特性和核算节点，制定不同数据库下的原材料、服务等碳足迹因子缺省值选用原则，规范具体核算方法，保证使用缺省数据计算的碳足迹结果与实际数据更接近，确保数据精度。

2.3 环境影响评价待重视

标准制定的初衷是为了解决某项产业发展过程中的技术问题，而标准的使用又是提升产品质量和安全，促进产业可持续发展的重要手段[13]。特别是在“双碳”战略背景下，碳足迹核算体系的建立也为量化评价电缆产品的环境影响特性提供了策略，便于政府和企业根据碳足迹数据厘清环境影响指标，从而有针对性地提出行业低碳发展策略，实现产业链的低碳转型。

鉴于此，典型电缆的碳足迹核算标准化应逐步以环境影响分析为目的开展，在完成碳排放量核算的同时，对产品各工艺过程考察非生物资源消耗（ADP）、酸化潜势（AP）、水体富营养化潜势（EP）、人体潜在毒性（HTP）等数据指标，并按照工艺过程确定各项占比，分析指标可降低的程度，助力全产业链碳中和。

3 结 语

本文针对国内典型电缆生产制造过程碳排放评价技术相关标准的应用开展了分析，按照标准的要求探讨了电缆碳足迹核算的关键过程和计算方法。基于核算过程和现实情况，讨论了现行标准的不足和电缆碳足迹标准化下一步的发展方向，特别指出标准中应加强对碳足迹数据质量和精度的重视，并且不能局限于碳足迹核算，而应以环境影响评价为目的，以碳足迹核算为手段，共同助力产业链的低碳发展。

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