绿色供应链 课件 第6章 碳排放及碳足迹

第六章碳排放及碳足迹01碳排放及碳足迹概述02国内碳排放政策03碳排放测算方法04碳排放效果评估方法目录CONTENTS碳排放影响因素分析方法0605碳足迹管理与优化策略碳排放及碳足迹概述016.1

碳排放及碳足迹概述碳排放和碳足迹碳排放和碳足迹是与气候变化和环境可持续性密切相关的两个概念。碳排放指的是人类活动中释放到大气中的二氧化碳（CO2）以及其他温室气体的过程。碳足迹则是衡量个体、组织或产品在其整个生命周期内产生的温室气体排放的总量。它包括直接排放（例如汽车尾气）和间接排放（例如生产和运输商品所消耗的能源）。在全球范围内，国际社会越来越关注减少碳排放和碳足迹，通过可再生能源的推广、能源效率的提升以及采用低碳技术来降低对气候的不利影响。政府、企业和个人都在努力实施措施，以应对气候变化，实现低碳经济和可持续发展的目标。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景国内碳排放政策026.2

国内碳排放政策碳排放和碳足迹碳排放政策对中国碳达峰、碳中和的作用和意义非常重要，要体现在几个方面：一是明确行业减排目标和规范、二是为全社会的碳减排之路释放政治和价格信号，并提供发展环境和激励机制、三是通过在全国推行碳排放政策及机制，促进增加林业碳汇，促进可再生能源的发展、四是促进中国社会实现经济绿色转型发展，为行业、区域绿色低碳发展转型，跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景政策类型颁布机构时间政策名称顶层政策国务院2016年《“十三五”控制温室气体排放工作方案》生态环境部2020年《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》全国人大、全国政协2021年《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》国务院2021年《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》国务院2021年《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》生态环境部2021年《关于实施“三线一单”生态环境分区管控的指导意见》国务院2023年《质量强国建设纲要》能源结构发改委2019年《产业结构调整指导目录（2019年本）》国家能源局等2020年《关于加快能源领域新型标准体系建设的指导意见》国务院2021年《2030年前碳达峰行动方案》工信部等7部门2023年《钢铁行业稳增长工作方案》工信部等7部门2023年《石化化工行业稳增长工作方案》碳交易与绿色金融中国人民银行2021年《银行业金融机构绿色金融评价方案》最高人民法院2022年《最高人民法院关于为加快建设全国统一大市场提供司法服务和保障的意见》生态环境部2023年《2021、2022年度全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案（发电行业）》发改委等11部门2023年《碳达峰碳中和标准体系建设指南》碳排放测算方法036.3

碳排放计算方法排放因子法由于模型估算法需要构建比较复杂的估算模型，模型不恰当会给碳排放测算带来较大误差，因此在区域和行业层面的碳排放通常采用排放因子法（排放系数法）测算。排放因子法是联合国政府间气候变化委员会（IPCC）提出的第一种碳排放估算方法，也是目前广泛应用的方法。排放因子法具体指在正常技术经济和管理条件下，根据生产单位产品所排放的气体数量的统计平均值来计算碳排放量的一种方法。具体公式表示如下：-""-6-

6.3

碳排放计算方法排放因子法一些常用能源的碳排放系数如下表，其中，折二氧化碳系数=平均低位发热量×单位热值含碳量×碳氧化率×10-6×44/12。-""主要能源品种折算系数能源平均低位发热量单位热值含碳量碳氧化率二氧化碳系数原煤20908kJ/kg26.370.941.9003kgCO2eq/kg焦炭28435kJ/kg29.420.932.8604kgCO2eq/kg原油41816kJ/kg20.080.983.0202kgCO2eq/kg汽油43070kJ/kg18.900.982.9251kgCO2eq/kg煤油43070kJ/kg19.600..983.0179kgCO2eq/kg柴油42652kJ/kg20.200.983.0959kgCO2eq/kg燃料油41816kJ/kg21.100.983.1705kgCO2eq/kg天然气38931kJ/m315.320.992.1650kgCO2eq/m3液化石油气50179kJ/kg17.200.983.1013kgCO2eq/kg6.3

碳排放计算方法生命周期评价生命周期描述了一个生物体从出现到消失的全过程，其概念的延展，则指自然社会中各种客观事物的每阶段的变化和规律。生命周期评价（LifeCycleAssessment，LCA）是一种微观层面评价产品、工艺或服务从原材料采集，到产品生产、运输、使用及最终处置整个生命周期阶段的能源消耗及环境影响的工具。产品生命周期的概念是1966年美国经济学家雷蒙德·弗农提出来的，他认为产品也具有生命周期，像生物体一样会经历创新、成长、成熟和衰落的过程。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景

生命周期评价框架6.3

碳排放计算方法生命周期评价生命周期清单分析（LifeCycleInventory，LCI）指的是对产品或服务在其生命周期内相关物质活动的数据的收集及整理；生命周期影响评估（LifeCycleImpactAssessment，LCIA）是将系统相关的物质活动数据转化成与CO2具有同等温室效应的排放当量；结果解释是对碳排放的核算结果进行分析，得出结论，提出有效的建议。生命周期法是一种自底向上的方法，可以为决策者提供更具体的信息，在使用该方法进行碳排放测算时，计算过程较为详细而准确，适用于微观层面碳排放的计算。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景6.3

碳排放计算方法投入产出法19世纪30年代由美国经济学家里昂惕夫（WassilyLeontief）提出投入产出法(Input-OutputAnalysis，IOA)，这一方法是宏观层面的碳排放核算方法，该方法通过构建专门的数学模型，研究系统内各部门最开始的经济输入、过程输入、总输入和过程的输出、最终输出、总输出之间的相互关系。将区域的经济关系转变为碳排放的实物关系，可清楚地显示出碳排放的交换过程，反映各部门或地区的直接和间接的碳排放关系。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景企业发展与环境保护的平衡关系投入产出表是全面反映在一定时期（通常为一年）内，国民经济齐产业的投入米源及其产品去向的以种表格形式。投入产出表分为两类：实物型投入产出表和价值型投入产出表，它们分别按各种产品的实物单位或价值总量进行计量。一般投入产出分析使用价值型投入产出表。价值型投入产出表记录了全部用货币计量的中间产品价值、最终产品价值、增加值以及总产值。碳排放计算方法产出投入中间使用最终使用总产出12n合计中间

投入12n合计BA增加值

总投入

Aij表示j产业生产过程中消耗i产业产品的价值量；Bi表示i产业最终产品的价值量。Ai表示i产业的总产值。Di表示i产业的固定资产折旧额。Vi表示i产业的劳动报酬。Mi表示i产业向社会提供的纯收入（i=1,2,⋯,n；j=1,2,⋯,n）。6.3

6.3

碳排放计算方法物料衡算法物料衡算法遵守质量守恒定律，是一种定量分析生产过程中物料使用或者产出情况，展开分析的碳排放计量方法。在企业的生产系统中，各类物料进入系统的总量等于排出的物料总量，即整个流程中流入的物质能量等于流出的物质能量。通过对企业的生产系统中的投入量和产出量进行详细分析，可以采用物料衡算法来计算企业的温室气体排放量。这种方法的优势在于考虑了系统内物质的平衡，为准确计算企业温室气体排放提供了一种有效的手段。然而，实施该方法需要充分了解企业的内部运作，因此需要深入的调查和数据收集。根据物质守恒得到碳平衡计算公式：跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景6.3

碳排放计算方法实测法实测法（ExperimentApproach）主要依赖于监测手段或相关部门认定的连续计量设施，通过测量排放气体的流速、流量和浓度，基于环保部门认可的排放源基础数据来计算气体的排放总量，最终进行汇总以得到相关的碳排放量。在实测法中，连续计量设施的使用使得对排放源进行持续的监测成为可能。监测数据的采集是通过科学的方法进行的，确保了数据的可靠性和准确性。这种方法不仅提供了对碳排放的直接测量，而且得到的数据是经过环保部门认可的，增强了其在排放核算中的可信度。。实测法通过科学的监测手段和合理的数据采集过程，为计算气体排放总量提供了可靠的基础数据。这种方法的优势在于直接测量排放源，提高了数据的精确性，为碳排放量的准确估算提供了可靠的依据。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景6.3

碳排放计算方法综合决策树法综合决策树法通过建立一个结构化的决策过程，有助于在复杂的碳排放体系中明确重要的影响因素和关键排放源。这提供了一种全面而系统的方法。综合决策树法的应用有助于提高对关键源的准确估算，从而为科学决策和环境管理提供更可靠的基础。决策树的生成是一个迭代过程，包括两个主要步骤：树的生成和树的修剪。在生成过程中，根据特定的划分条件对初始数据集进行逐层分类，直到不能再进一步分割或不再需要进一步划分为止，以充分生成树的结构。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景碳排放效果评估方法046.4

碳排放效果评估方法能值分析法能值分析法是由美国著名生态学家H.T.Odum在20世纪50年代至今对生态系统的能量流动进行了系统而深入的研究而发展起来的。在能值理论中，能值被定义为一种流动或贮存的能量中所包含的另一种类别能量的数量。具体而言，H.T.Odum将能值解释为产品或劳务形成过程中直接和间接投入应用的一种有效能量，即其所具有的能值即为其有效能量。能值的引入为生态系统的研究提供了一种更综合、更系统的方法，使研究者能够更全面地理解和评估不同组成部分之间的能量流动和相互作用。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景时期能值理论发展概况表1967年至1971年不加区分地统一用有机质干重表示高质量的能量数，如木材、泥炭、煤、石油、天然气和活生物量等。体现在Odum(1971)《能量、功率与社会》一书，及其于1976年向美国总统科学顾问委员会的报告书中。当时的能量分析忽略雨水、风、和地化能等的贡献，认为每千卡有机质相当于1000Kcal的太阳能，人类劳务以10000Kcal有机质/1969年$计。1973年至1980年在1976年的Odum向美国国会提交的报告书和《人与自然的能量基础》中对植物、木材和石化燃料能量的质量进行了区分，并统一以化石燃料能量为基准单位进行度量。认为每千卡石化相当于2000Kcal太阳能，1973年1$相当于25000Kcal石化能(第二版中改为11000Kacal石化能相当于1983年的1$).1980年至1982年随着Odum对新西兰系统分析的深入，全球能量等级的概念日渐明晰，随着雨水、风和海浪等的太阳能驱动过程的明朗化，他们所含的太阳能值得以量化。在给美国核控制委员会的能量分析报告中，0dum用了68500Kcal太阳能=1Kcal石化能，19600Kcal石化能相当于1983年的1$。1983年至今1983年夏在ASA及一个木材发电厂和地化循环的研究中,0dum及其追随者得出了地热和煤炭的太阳能值转换率。能值/货币比为2X10'sej/$或11.944煤炭J/$(1987年美元)。将太阳能值定为标准单位，15%作为潮汐校正数字。6.4

碳排放效果评估方法能值分析法能值分析法基本概念:所有形式的能量都起源于太阳能，因此常常以太阳能作为基准来度量各种能量的能值。在能值理论中，任何资源、产品或劳务形成所需的直接和间接应用的太阳能量的数量，被定义为其太阳能值。太阳能值的单位通常用太阳能焦耳（sej）来表示。以太阳能为基准，能值理论提供了一种衡量和比较生态系统中不同等级能量的真实价值和贡献的方法。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景企业发展与环境保护的平衡关系碳排放效果评估方法-能值分析法能量类型太阳能值转换率/（sej/J）太阳光1风动能623有机物质4420雨水势能8888雨水化学能15423河流势能23564河流化学能41000波浪、海潮机械能17000-29000燃料18000-58000事物、果菜、粮食、土产品24000-200000高蛋白食物1000000-4000000人类劳务80000-5000000000资料信息10000-10000000000000几种主要能量类型的太阳能值转换率以太阳能值为基准，太阳能值转换率提供了对不同物质或能量形成过程中太阳能的利用效率的衡量。举例来说，如果形成一单位的木材需要投入34900太阳能焦耳，那么木材的太阳能值转换率就是34900sej/J。这意味着每产生一焦耳的木材所利用的太阳能量是34900太阳能焦耳。6.4

企业发展与环境保护的平衡关系能值分析是一种以能值为基准的方法，其主要目的是将生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的能量转换成同一标准的能值，以便衡量和分析它们在系统中的作用和地位。碳排放效果评估方法-能值分析法术语英文定义有效能Aviailableenergy具有做功能力的潜能，其数量在做功过程中减少。能值Emergy产品形成所需直接和间接投入应用的一种有效能总量。太阳能值SolarEmergy产品形成所需直接和间接应用的太阳能量总值。太阳能指转换率Solartransformity单位能量（物质）所含的太阳能值之量。能值功率Empower单位时间内的能值流量能值/货币比率Emergy/＄ratio单位货币相当的能值量：有一个国家年能值利用总量除以当年GNP而得到。能值货币价值Emdollarvalue能值相当于市场货币价值，即以能值来衡量财富价值或称宏观经济价值。能值分析的基本概念表6.4

碳排放影响因素分析方法056.5

碳排放影响因素分析方法IPAT模型Ehrlich和Holdren提出了著名的IPAT模型，其中包括环境压力(I)、人口(P)、人均财富量（或国内生产总值中的收益）(A)以及技术(T)。这一恒等式不仅提供了一个全面的框架用以评估环境压力，还成为研究环境影响的关键工具。其中，I为环境压力(EnvironmentalImpact)，含资源、能源消耗及废弃物排放等；P为人口数量(Population)；A为富裕度(Affluence)，通常用人均国内生产总值表示；T为技术进步(Technology)，通常用单位产值的资源消耗量或环境污染排放量表达，亦称资源消耗强度或废物排放强度。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景6.5

碳排放影响因素分析方法Kaya恒等式基于环境压力IPAT模型，Kaya恒等式由日本学者茅阳一提出，作为一种简洁的数学表达式，集中描述了这些宏观因素之间的纽带关系，能够以更系统和可量化的方式来审视温室气体排放量的演变。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景

6.5

碳排放影响因素分析方法STIRPAT模型Dietz和Rosa于1994年对IPAT模型进行了重新构建，将其转化为一个随机模型，被命名为STIRPAT模型。这一模型利用回归分析，引入了人口、富裕程度和技术的随机影响，以更全面地捕捉驱动力的复杂效应。跨国企业⽣产⻋间-全球化分⼯的典型场景

STIRPAT模型的创新之处在于引入了随机影响，通过这种方式，模型能够更好地反映出人口、经济状况和技术等因素之间的复杂关系。这种回归分析的方法使得模型能够更灵活地适应非线性和非比例效应，提高了对驱动力影响的全面性和准确性。6.5

碳排放影响因素分析方法结构分解方法通常的有两种因素分解的方法：一是指数分解法IDA（IndexDecompositionAna