碳足迹
温室气体排放的集合
碳足迹( Footprint),是用来衡量个体、组织、产品或国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标。碳足迹并不是对温室气体排放量进行简单加和,而是对不同温室气体排放的二氧化碳当量进行计算,从而用来反映个人、团体的活动和行为对气候产生的影响。
碳足迹,来自于哥伦比亚大学于1999年首次提出的“生态足迹”,起初这个概念只限定于每年因特定活动而排放的二氧化碳的重量,通常以吨为单位。2004年英国石油公司发起一项广告活动,鼓励人们检查自己的碳足迹并进行“低碳饮食”,碳足迹一词也被人们广泛知晓。
2023年12月22日,《国家发展改革委等部门关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》发布,系统部署了产品碳足迹管理重点任务,提出制定产品碳足迹核算规则标准、加强碳足迹背景数据库建设、建立产品碳标识认证制度、丰富产品碳足迹应用场景、推动碳足迹国际衔接与互认等。
历史沿革
碳足迹一词来自于哥伦比亚大学于1999年首次提出的“生态足迹”,起初这个概念只限定于每年因特定活动而排放的二氧化碳的重量,通常以吨为单位。
2004年英国石油公司发起一项广告活动,鼓励人们检查自己的碳足迹并进行“低碳饮食”,碳足迹一词也被人们广泛知晓。
碳足迹作用
碳足迹是用来衡量个体、组织、产品或国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标。作为碳排放核算的一种,碳足迹也被视为衡量生产企业和产品绿色低碳水平的重要指标。碳足迹概念的推出,旨在提醒人们要意识到应对气候变化的紧迫性。2023年,中国陆续出台一系列政策,加快提升国内重点产品的碳足迹管理水平,促进相关行业的绿色低碳转型,助力实现碳达峰碳中和目标。
碳足迹分类
根据对碳足迹研究对象和研究尺度等的不同,碳足迹的分类也不尽相同,具体如下:
研究对象分类
按照研究对象不同,碳足迹可分为产品碳足迹、企业碳足迹和个人碳足迹。
产品碳足迹,属于碳排放核算的一种,一般指产品从原材料加工、运输、生产到出厂销售等流程所产生的碳排放量总和,是衡量生产企业和产品绿色低碳水平的重要指标。
研究尺度分类
按照研究尺度不同,碳足迹可分为国家碳足迹、区域碳足迹和家庭碳足迹。
计算边界和范围分类
按照计算边界和范围不同,碳足迹又可分为直接碳足迹和间接碳足迹。
个人分类
个人的碳足迹可以分为第一碳足迹和第二碳足迹,第一碳足迹是因使用化石能源而直接排放的二氧化碳;第二碳足迹是因使用各种产品而间接排放的二氧化碳。碳足迹既包括因使用化石能源而直接排放的二氧化碳(第一碳足迹),也包括因使用各种产品而间接排放的二氧化碳(第二碳足迹)。如一个经常坐飞机出行的人会有较多的第一碳足迹,因为飞机飞行时会消耗大量的燃油而产生大量的二氧化碳;消费一瓶普通的瓶装水,会因为它在生产和运输过程中产生的二氧化碳排放而带来第二碳足迹。碳足迹被用来标示个人或团体的“碳消耗量”。“碳消耗量”越多,碳排放就越多,“碳足迹”也会随之增大,也意味着个人或团体对全球气候变暖所要承担的责任更大。
其他分类
按照国际气候变化专门委员会(IntergovernmentalPanelon Climate Change,IPCC) 的分类方法,按部门不同将碳足迹分为能源部门碳足迹、工业过程和产品使用部门碳足迹、农林和土地利用变化部门碳足迹、废弃物部门碳足迹等。
计算方法
目前,碳足迹的主要计算方法可以分为三种: IPCC碳排放计算法、投入产出法 (I0) 、生命周期分析法 (LCA) 。
IPCC碳排放计算法
IPCC碳排放计算法是联合国政府间气候变化专门委员会编写的温室气体清单指南,它将研究区域分为能源部门、工业部门和产品使用部门、农林和土地利用变化部门等。这种方法在计算过程中全面考虑了温室气体的排放。
IPCC碳排放计算法有一个通用的计算公式:碳排放量 (Emissions) = 活动数据(AD)X 排放因子(EF) ,这就是排放因子法(Emission-Factor Approach)。 排放因子法中的碳排放量不仅包括二氧化碳的排放量,还包括其他温室气体的排放量;活动数据指的是单个排放主体对与碳排放直接相关的物品的使用和投入数量,排放因子指的是某种排放源每单位使用量所释放的温室气体的数量,我们可以把它当作这个公式里的系数。
由于地区的差异,各地的排放因子会有很大的区别。排放因子法的厉害之处就在于其能根据不同情况、不同工艺、不同地理位置,给出不同的排放系数,从而避免统一分析的误差。联合国政府间气候变化专门委员会还建立了排放因子数据库(EFDB),这是一个便于人们对各国温室气体排放和减缓情况进行评估的排放因子及参数数据库。排放因子数据库编辑委员会负责评价排放因子,判断其他相关成分是否应该列入排放因子数据库。可以说,这是一个更新非常及时的数据库。
投入产出法
投入产出法 (I0) 是一种“自上到下”的计算方法,主要利用投入产出表进行计算。通过建立平衡方程,它可以计算初始投入、中间投入、中间产品和最终产品之间的关系。投入产出法比较适用于宏观层面的计算,不过由于宏观层面的数据量大、不易搜集,其计算结果不是那么精确。
生命周期分析法
生命周期分析法 (LCA) 是一种“自下到上”的计算方法,是对产品及其“从摇篮到坟慕”的过程、对相关环境问题进行后续评价的方法。其计算过程比投入产出法更详细准确,适用于微观层面的计算。
相较而言,IPCC碳排放计算法是碳核算的依据,IPCC指南也是各国编制清单的方法和依据。与其他两种计算方法相比,其兼容性更强。
个人碳足迹评估计算基本公式
注:1.一张A4纸的重量约为5克。
保护措施
衣(服装方面)
为了减少服装方面的个人碳足迹,我们具体能做的是减少新服装购买次数、回收循环利用旧衣服、购买可持续设计品牌,以及改变消费者在使用和重复使用过程中的行为。购买二手服装而不是新服装可以减少60%~ 70%的碳足迹 (在衣物方面)。服装的大部分碳影响发生在供应链早期一一在工厂的原材料生产和制造层面,而消费者观念和行为的改变可以减少这些碳影响。
购买可持续设计的品牌,比如Patagonia、Allbirds、Reformation和AmourVert,也可以减少碳排放,尽管很难准确量化碳排放的减少程度。这些品牌倾向于使用碳影响较小的面料,比如再生聚酷纤维和天丝,从而减少碳足迹。
食(饮食方式)
许多关于食物和碳排放的研究提出,如果从典型的饮食方式转换到更环保的可持续饮食模式,那么这将减少20%~30%的温室气体排放。渔主要的减排措施是,少吃肉并多在食物链低端进食,或食用碳密度较低的肉类、食用本地肉,以及食用植物基人造肉细胞培养肉。
多吃素食或碳密度较低的肉类
2017年发表在《环境研究快报》杂志上的一项研究显示,红肉对环境的影响是植物性食物的100倍,一份113.4克的牛肉可以排放超过2721.6克的二氧化碳当量;而同样一份大米、豆类、胡萝卜、苹果或阳芋排放的二氧化碳当量不到226.8克。闺虽然对绝大多数人来说,完全吃素难以实现,但普通人可以采取的措施就是多吃素。牛津大学的研究人员称,减少饮食中的肉类和乳制品可以使个人在食物方面的碳足迹减少约73%。闺每周吃几顿素食,这是一个对气候和钱包都友好的选择。
除了吃素食,食用碳密度较低的肉类也会影响个人碳足迹。对肉食爱好者来说,他可以将牛肉和羊肉等碳密集型肉类换成鸡肉。每千克牛肉的温室气体排放量是鸡肉的7.2倍,用家禽代替生肉天,个人膳食碳足迹会减少48%。
吃本地的食物,减少食物里程数
就食品而言,虽然大多数温室气体的排放发生在生产过程,而不是运输过程吃什么比食物从哪里来更重要,但是吃当地的食物仍然有助于碳减排,更少的食物里程意味着更少的排放。用卡车把西红柿运到距离较近的农贸市场,还是用火车将其运到很远的杂货店,这会造成不同的碳排放。运输西红柿以及购买它们所使用的交通工具的不同,也会造成不同的碳排放。卡耐基·梅隆大学研究人员的一项研究表明,一年内只吃当地种植的食物可以减少相当于行驶1000英里的温室气体排放量。渔因此,吃本地的食物,减少食物里程数,这也十分重要。
食用植物基人造肉和细胞培养肉
比尔·盖茨在其新书《气候经济与人类未来》中提到,养牛每年产生的碳排放量达到了全世界总量的4%,这是个惊人的数字。原因是牛呃逆、放屁会产生大量的甲烷。如何处理牛的打嗝和放屁活动是一个难题,而食用植物基人造肉和细胞培养肉可以使我们在减少肉类碳排放的同时享受肉的美味。
植物基人造肉是以各种方式加工的、以仿造肉类味道为目的的植物产品。现在,国内星巴克已经开始提供植物肉产品星善食,其味道和真肉接近,也受到了环保主义爱好者的好评。麦当劳称会在2021年推出名为McPlant的植物基人造肉替代产品系列,其中包括与美国人造肉制造商Beyond Meat合作生产的一款人造肉饼,该产品已在丹麦瑞典试卖。
细胞培养肉顾名思义是在实验室培养出来的肉。这个过程产生的肉是真肉,但不是通过诸如牛吃草等方式来获得的,因此能减少饲养过程中所产生的温室气体。虽然通过培育人造肉、细胞肉,可以减少温室气体排放量,但目前这两种肉的生产成本较为高昂,比如星善食的植物肉卷价格比普通牛肉卷高出近50%因此这类产品还未大范围应用和出售。
住(家庭居住)
合理的减排策略可以使住方面减少29.2%的能源消耗,主要办法有更换空气过滤器、采取隔热防风措施、节约用水、购买生物能源和用翻修代替重建。
供暖和制冷几乎占据能源消耗量的一半。我们可以通过很多事情来减少碳排放,比如定期更换空气过滤器、正确使用可编程恒温器以及由获得许可的承包商每年维护加热和冷却设备等,这些方法都可以节省能源并提高舒适度,同时有助于保护环境。根据居住区域,使用符合能效标准的设备、对旧的加热和冷却设备进行更换,以及有效的隔热和防风措施,都可以减少供暖或制冷设备的数量。
对于高收入家庭,购买绿色能源为家庭供电是一种有利于减少碳排放的方式。绿色能源是由风能太阳能可再生能源产生的对环境友好的电力,其每吨发电排放的二氧化碳远远小于煤炭、石油和天然气的二氧化碳排放量。使用绿色能源的方法是购买绿色能源。与传统电力相比,绿色能源可以产生许多环境和经济效益,包括更低的温室气体排放量,并有助于增加清洁能源的供应。在中国,虽然个人可以购买绿色电力证书,但绿色电力证书往往少人问津。
平均每个家庭在房屋建设方面,每年会产生2吨二氧化碳当量的碳排放。 为了减少这一排放量,家庭如果有房屋建筑需求,比如觉得自己家的装修过时,想重新换一个家,那么应该选择房屋翻新而不是新建。英国的一项研究发现,新建一栋两室小屋会向大气排放超过80吨二氧化碳当量。渔相比之下,完整的家庭装修仅排放8吨二氧化碳当量。不仅如此,房屋建筑商声称,新房的能源效率是旧房的4倍。而这项研究表明,翻新后的房屋可以与新房一样高效,并且碳排放更少。
减少家庭总能源消耗的九个措施
行(出行方面)
在出行方面,主要的减碳措施包括乘坐公共交通、购买碳排放量更低的车 (新能源汽车或能效更高的燃油车)、与人拼车、减少不必要的出行等。
乘公共交通
美国一项研究估计,通过乘坐现有公共交通代替开车,一个人每年可少排放2177千克二氧化碳当量。闺乘坐公共交通可以减少温室气体排放,同时也不会影响交通便利性和公民的生活质量。比如,乘坐公共交通使美国每年减少的能源消耗量相当于42亿加仑汽油,或相当于将3.2亿辆汽车加满汽油一一将近90万辆车一天6次的加油量。其对应的温室气体排放,相当于全美每年少排放3700万吨二氧化碳当量。
购买碳排放量更低的车
在《经济日报》2021年4月刊的访谈中中汽协总工程师、副秘书长叶盛基提到,就汽车行业而言,要想实现碳达峰碳中和目标,首先要大幅提高节能汽车与新能源汽车的比重。中国工程院院士孙逢春认为,在生产和报废回收阶段,新能源汽车和燃油汽车的碳排放量相当,而在车辆使用阶段,新能源汽车在碳减排方面有着明显优势。 按照到2030年纯电动汽车的渗透率达20%测算,汽车行业可累计少排放约3040万吨二氧化碳当量。如果能进一步提高清洁电力的比例,再加上实施电池梯次利用和电耗降低等措施,新能源汽车的实际减排潜力还将继续增加。
一方面,新能源汽车的能源消耗量更低,其百公里能耗不到燃油车的一半。渔另一方面,新能源汽车的单车百公里碳排放量是传统汽车的一半。
燃油车爱好者在购买汽车时,可以选择能效更高、单车百公里碳排放量更少的燃油车。
其他措施
拼车或者减少不必要的出行在滴滴打车等出行软件上,有拼车的选项,不过大多数人还是更愿意选择独自打车。随着新技术的诞生,未来拼车也可能成为主流趋势。想象一下这个场景:未来自动驾驶技术成熟,人们出行皆由无人汽车自动安排接送,车内或许会被改造,座位更加宽敞舒适;当你走出办公楼的那一刻,无人汽车已经在楼下等待,车上还有去往同方向的陌生人。在新冠肺炎疫情的影响下,居家办公和视频会议被广为接受,有些出行从必不可少变为可有可无。减少不必要的出行也能减少碳排放。
治理措施
中国
为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和重大决策部署,加快提升我国重点产品碳足迹管理水平,促进相关行业绿色低碳转型,积极引导绿色低碳消费,助力实现碳达峰碳中和目标。
一是推动产业升级,助力企业节能降碳。建立碳足迹管理体系,确立降低产品碳足迹的导向,有助于生产企业系统掌握各环节能源资源消耗和原材料碳排放水平,进而有针对性开展节能降碳改造,提高生产工艺和技术装备绿色化水平,持续降低产品碳足迹。
二是促进绿色消费,扩大低碳产品供给。建立碳足迹管理体系,有利于通过清晰直观的产品碳排放数据,引导和激励公众更多选择低碳产品。
三是妥善应对贸易壁垒,提升我国外贸产品竞争力。建立我国自主的碳足迹管理体系并加强国际对接,企业可自愿委托国内或国际机构开展碳足迹核算认证,据实测算产品实际碳足迹,避免参数被高估损害企业利益,同时有效降低企业运营成本。
国外
在国外,碳税或者碳交易可能导致电费上涨,从而使居民的生活成本增加。以加拿大联邦政府的碳税政策为例,其碳税每年会有10加元的上涨。2019年,每吨温室气体收费20加元,2022年将上调到每吨50加元。渔民众不需要直接向联邦政府交税,因为加拿大政府仅对化石燃料的生产商和批发商征收碳税,而这些公司会把部分成本转嫁给消费者。闺加拿大广播公司 (CBCNews) 声称一个普通家庭在2019年的碳税支出为258加元,预计到2022年将上涨为648加元。
由于生活必需品占总支出的比重在低收入群体中更高,能源价格上涨对低收入群体的影响更大,这可能会加剧社会不公平等一系列问题。斯坦福大学的研究表明,在美国现有的碳税体制下,收入最低的10%家庭的生活必需品的费用在家庭总收入中的百分比大约是最富有的10%家庭的3倍。
吸取国外的经验教训,政府需要平衡碳交易市场的“量”和“度”。闺配额宽松,碳价格就会低迷,无法体现对企业节能减排的影响;配额过紧,过高的碳价格又会影响产业发展并加大居民生活成本。因此,政府需要衡量碳交易市场对居民生活成本的影响,并且要考虑以更加公平的方式来降低生活成本上涨对低收入人群的影响。
相关报道
2023年12月26日,由全国科学技术名词审定委员会公布名词(全国科技名词委)联合多家机构发起主办的2023年度十大科技名词盘点评选活动12月26日在北京揭晓发布,大语言模型、生成式人工智慧、量子计算、脑机接口、数据要素、智慧城市、碳足迹、柔性制造、杂草稻可控核聚变等10个科技名词入选。
2023年12月22日,《国家发展改革委等部门关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》发布,系统部署了产品碳足迹管理重点任务,提出制定产品碳足迹核算规则标准、加强碳足迹背景数据库建设、建立产品碳标识认证制度、丰富产品碳足迹应用场景、推动碳足迹国际衔接与互认等。
参考资料
What is a carbon footprint?.web.archive.org.2023-12-19
403 Forbidden.中国政府网.2023-12-27
什么是“ 碳足迹” ?.碳排放交易网.2023-12-19
碳足迹(carbon footprint).中华人民共和国自然资源部.2023-12-19
目录
概述
历史沿革
碳足迹作用
碳足迹分类
研究对象分类
研究尺度分类
计算边界和范围分类
个人分类
其他分类
计算方法
IPCC碳排放计算法
投入产出法
生命周期分析法
个人碳足迹评估计算基本公式
保护措施
衣(服装方面)
食(饮食方式)
多吃素食或碳密度较低的肉类
吃本地的食物,减少食物里程数
食用植物基人造肉和细胞培养肉
住(家庭居住)
减少家庭总能源消耗的九个措施
行(出行方面)
乘公共交通
购买碳排放量更低的车
其他措施
治理措施
中国
国外
相关报道
参考资料