紡織產(chǎn)品工業(yè)碳足跡模塊化核算方法研究及其軟件開發(fā).pdf

1、全球氣候變化的首要原因是以二氧化碳為主的溫室氣體排放過多導(dǎo)致的。如果不加控制，可能會導(dǎo)致北極冰層融化、極地地層變暖、海陸循環(huán)模式變化、海平面上升等嚴(yán)重后果。
　　作為我國國民經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)，紡織工業(yè)也是溫室氣體重要的排放源。據(jù)資料表明，紡織工業(yè)生產(chǎn)全過程（從纖維加工成服裝產(chǎn)品）的能耗約為4.84t標(biāo)煤/t纖維，約占全國工業(yè)總能耗的4.4％。為了在紡織行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，首要任務(wù)是準(zhǔn)確地核算出紡織產(chǎn)品的工業(yè)碳足跡。

2、然而，由于紡織產(chǎn)品品種繁多、生產(chǎn)工序鏈復(fù)雜、關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)密集、涉及物料種類繁多、管理粗放以及缺少足夠精細(xì)的數(shù)等原因，在采用國際上現(xiàn)有產(chǎn)品碳足跡核算方法及標(biāo)準(zhǔn)核算時，無法解決核算清單中量化計算與分解的核心問題。
　　據(jù)此，本文運(yùn)用模塊化理論，以碳足跡構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡單、邊界清晰、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可控為原則，將影響因素眾多的工業(yè)碳足跡拆分成若干單元并定義為碳足跡單元，以理清紡織產(chǎn)品工業(yè)碳足跡核算時所面臨的各種復(fù)雜影響因素及相互關(guān)系。首先將工業(yè)碳足跡分為

3、組織層面、產(chǎn)品層面和工序?qū)用婀I(yè)碳足跡。其次組織層面和工序?qū)用婀I(yè)碳足跡模塊化分解為不同的能源與物料碳足跡單元，而產(chǎn)品層面工業(yè)碳足跡模塊化分解為第一層次、第二層次和第三層次工業(yè)碳足跡。其中第一層次碳足跡模塊化再次分解為不同的生產(chǎn)工序碳足跡單元；第二層次工業(yè)碳足跡按照不同的公用設(shè)備進(jìn)行模塊化劃分成照明燈碳足跡單元、電腦碳足跡單元等；第三層次工業(yè)碳足跡按照不同的能源和物料種類來模塊化分解成電力碳足跡單元、蒸汽碳足跡單元、工業(yè)用水碳足跡單元等

4、，最終建立起工業(yè)碳足跡模塊化層級結(jié)構(gòu)和細(xì)化的產(chǎn)品核算模型，提高數(shù)據(jù)清單精度。
　　核算方法主要采用排放因子法，分配方法主要是按照紡織產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行分配。通過某企業(yè)調(diào)研（印染企業(yè)），獲取一手?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)例論證了核算方法與分配方法的可行性。結(jié)果表明2014年10月-12月組織層面工業(yè)碳足跡逐漸上升，12月達(dá)到最大值。主要由于10-12月為工廠旺季，產(chǎn)量大，再加上天氣寒冷，蒸汽和天然氣耗用量增加等原因所導(dǎo)致，蒸汽所引發(fā)的工業(yè)碳足跡占比最大，

5、超過一半以上；產(chǎn)品層面工業(yè)碳足跡（真絲雙縐印花布）中第一層次工業(yè)碳足跡占比98.12％，第一層次工業(yè)碳足跡中印花和蒸化工序所引發(fā)的工業(yè)碳足跡最多，占比68.53％；工序?qū)用嬷姓羝l(fā)的工業(yè)碳足跡最大，占比約為62.1％。
　　由于目前多數(shù)國內(nèi)紡織生產(chǎn)企業(yè)缺乏三級計量系統(tǒng)，無法準(zhǔn)確地獲得核算數(shù)據(jù)，所以本文引用了參數(shù)化核算方法，即通過設(shè)備和工藝設(shè)置參數(shù)便可從理論上核算出生產(chǎn)設(shè)備單位時間產(chǎn)品，然后依據(jù)額定功率與工作時間的乘積，計算出各

6、個設(shè)備理論耗電量，最終核算出工業(yè)碳足跡。本文列舉了紡紗階段、織造階段、印染階段和服裝加工階段所使用耗電設(shè)備的參數(shù)化方法，并通過實(shí)例論證了紡紗階段的生產(chǎn)設(shè)備的耗電量。結(jié)果表明通過參數(shù)化核算出生產(chǎn)設(shè)備單位時間的產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量是一致的，但耗電量與實(shí)際耗電差別較大（額定功率與實(shí)際功率不同）。為了將參數(shù)化耗電量接近于實(shí)際耗電量，本文引入修正系數(shù)的概念，最終使得參數(shù)化核算出的工業(yè)碳足跡接近于實(shí)際工業(yè)碳足跡。既解決了三級計量數(shù)據(jù)獲取的難題，又使得參數(shù)

7、化核算出的工業(yè)碳足跡具有實(shí)際意義。
　　由于碳足跡單元具備模塊的獨(dú)立性、通用性和系列化等特點(diǎn)，便可通過匹配設(shè)備和工藝參數(shù)來直接調(diào)用或者部分修改調(diào)用碳足跡單元，來實(shí)現(xiàn)快速地核算出同系列紡織產(chǎn)品的工業(yè)碳足跡。模塊化調(diào)用方法既提高了數(shù)據(jù)的重復(fù)使用率，又節(jié)約了人力和物力成本。
　　基于以上研究理論，建立模塊化數(shù)據(jù)庫，以便儲存與調(diào)用碳足跡單元。并開發(fā)出DHU-LCA核算軟件，用于核算紡織產(chǎn)品工業(yè)碳足跡。為了比較與現(xiàn)有的SimaPro和