李楠, 刘盈, 王震
北京林业大学环境科学与工程学院, 北京 100083
收稿日期: 2019-08-30; 修回日期: 2019-10-18; 录用日期: 2019-10-18
基金项目: "国家林业局948"项目（No.2011-4-79）
作者简介: 李楠(1991—), 女, E-mail:352276694@qq.com
通讯作者（责任作者）: 王震, E-mail:wangzhen@bjfu.edu.cn

摘要：产品碳足迹以碳标签的形式日益广泛地应用于产品供应链，通过影响企业和消费者行为而有效地促进全球碳减排.然而产品碳足迹核算标准种类繁多，不同标准对产品碳足迹的核算规定存在差异，致使其核算结果难于有效对比.本文以胶版印刷纸为例，对比分析了目前最权威的3个国际标准PAS2050、GHG Protocol和ISO14067，识别了三者对于8点产品碳足迹核算要素的不同规定，定量解析了标准差异对产品碳足迹核算的影响.结果表明，3个标准规定的差异可导致产品碳足迹核算结果产生较大的不确定性，GHG Protocol和ISO14067结果分别比PAS2050高61%和49%，其中，"碳存储、消费者交通、固定资产和延迟排放加权影响"4个方面的差异对案例产品碳足迹影响最为显著.因此，按照产品类别制定统一的核算要求是碳标签交流对比的基本前提，明晰的标准规定是降低核算结果不确定性的必要途径.
关键词：产品碳足迹碳标签国际标准印刷纸
Analyze the impact of different international standards on product carbon footprint assessment: An example of uncoated printing paper
LI Nan, LIU Ying, WANG Zhen
School of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083
Received 30 August 2019; received in revised from 18 October 2019; accepted 18 October 2019
Abstract: Carbon labelling is a marketable expression of the product carbon footprint, which has gained increasing attention of companies and consumers in recent years. Carbon labeling can effectively mitigate global climate change by quantifying the greenhouse gas emissions along product's life-cycle (i.e., product carbon footprint), and promote the behavior of enterprises and individuals through the supply chains and consumption. However, product carbon footprint assessment relies on the specific accounting standards. There are many different kinds of product carbon footprint standards around the world, which hold different accounting rules. Thus, it is difficult to compare the results with each other. Here, we compared the three most popular international standards, which are PAS2050, GHG Protocol and ISO14067, and identified eight aspects that these three standards had different requirements on, and took the uncoated printing paper as an example to quantify the impact of the different regulations between these standards. These differences are proved to be significant to the accounting results of carbon footprint of uncoated printing paper, i.e., the results calculated by GHG Protocol and ISO14067 are 61% and 49% higher than that by PAS2050 respectively; and the differences in "carbon storage, consumer transportation, capital goods and delayed emission weighted impact" have significant impacts on the carbon footprint of uncoated printing paper. We suggested, a unified accounting standard based on the product category is basic to the comparison of carbon labels, and more clear provisions of standards are necessary to reduce the uncertainty of product carbon footprints.
Keywords: product carbon footprintcarbon labelinginternational standardsprinting paper
1 引言(Introduction)“产品碳足迹”(Product Carbon footprint)指产品生命周期内所有温室气体排放总和(Wiedmann et al., 2007; Larsen et al., 2009).将产品碳足迹量化并以标签的形式向公众和消费者展示, 即为产品的“碳标签(carbon labelling)”(Vandenbergh et al., 2011; 张雄智等, 2017).随着气候变化日益受到广泛关注, 企业和消费者愈发对低碳产品有所倾向(Bonini et al., 2008; Leiserowitz et al., 2015).因此, 碳标签可通过影响企业供应链和消费者行为而有效地促进全球碳减排(Vandenbergh et al., 2011; 张雄智等, 2017).目前全球已有14个国家推行碳标签制度(陈泽勇, 2010; 谷艾婷等, 2014；张南等, 2015；张雄智等, 2017).愈来愈多的知名企业, 将“低碳”纳入其供应链选择的必要考虑因素, 如乐购(Tesco)和沃尔玛(Wal-Mart)(曾圣舒等, 2011; 王晨曦, 2012；白伟荣等, 2014).随着全球碳标签制度的迅速发展, 碳标签将不仅作为一种企业自主绿色营销方式和品牌推广工具, 更可能在未来发展成一种强制性要求, 在贸易竞争中发挥更大的作用(Larsen et al., 2011；王晨曦, 2012).
产品碳足迹评估依赖于背后的核算标准.目前, 产品碳足迹核算标准种类繁多(陈泽勇, 2010；曾圣舒等, 2011；张南等, 2015), 国际上3个最权威的产品碳足迹标准(Vandenbergh et al., 2011; 田甜等, 2013)分别为：①英国标准协会(BSI)2011年发布的“PAS 2050:2011产品与服务生命周期温室气体排放的评价规范”, 简称PAS2050.该标准是世界上首例针对产品碳足迹的标准(BSI, 2011；Dias et al., 2012；Garcia et al., 2014), 也是目前产品碳标签中使用率最高的标准(张南等, 2015)；②世界资源研究所(WRI)和世界可持续发展工商理事会(WBCSD)2011年联合发表的“产品生命周期核算和报告标准”, 简称GHG Protocol(WRI et al., 2011).该标准被认为是对碳足迹核算指导最为详细的标准(白伟荣等, 2014)；③国际标准化组织(ISO)2013年发布的“产品碳足迹”, 简称ISO14067(ISO, 2013).该标准因其发布单位的国际权威性而被视作更具普适性的标准(Carbon Trust, 2008；Svanes et al., 2013；白伟荣等, 2014).然而, 不同的标准对产品碳足迹的核算规定存在差异, 致使同一产品在不同标准下碳足迹核算结果不一致(Dias et al., 2012；Soode et al., 2013；白伟荣等, 2014；Garcia et al., 2014；曹孝文等, 2016), 碳标签之间难以对比, 进而给消费者产品选购和企业供应链选择带来困难(张南等, 2015).
近年来, 产品碳足迹标准之间的差异日益受到关注.国内****对标准进行了一定的解读或综述(俞建峰等, 2010；刘玫等, 2010；蒋婷, 2010；杨洋等, 2013；梁淳淳等, 2014；张一清等, 2015), 对标准之间的差异进行了梳理总结(白伟荣等, 2014；刘一, 2015；曹孝文等, 2016), 但只有极少的定量研究(王珊珊等, 2019).少数国外****以农林产品等为例, 开展了一些标准的定量对比研究, 研究结果表明标准在截断规则、分配方式、碳存储和延迟排放以及对一些排放源(如固定资产)的排除等方面的规定差异会对产品碳足迹结果造成影响(Whittaker et al., 2011；Dias et al., 2012；Svanes et al., 2013；Soode et al., 2013；Garcia et al., 2014).但前人研究中对比的标准、选取的案例产品类型, 定量考察的标准差异点及对标准差异点(如碳存储)的解读不尽相同也不够充分, 最终核算结果和结论存在一定出入, 即标准差异定量化研究仍有待进一步探索.
因此, 本文旨在从生命周期分析方法角度, 系统地识别3种产品碳足迹国际标准之间的规定差异, 更全面地定量解析标准差异对产品碳足迹核算的影响, 为产品碳足迹核算标准的制定或选取、碳标签的对比交流及企业和消费者低碳产品选择提供科学依据.
2 产品碳足迹国际标准差异识别与解读(Identification and interpretation of the differences among international standards on product carbon footprint)2.1 产品碳足迹国际标准差异点识别本文通过梳理PAS2050、GHG Protocol和ISO14067 3个产品碳足迹标准, 重点解读标准之间的差异, 并按照其影响的生命周期阶段, 整理得到标准在8个方面的规定差异(图 1).其中, PAS2050对“截断规则、固定资产、场所运行、雇员交通、碳存储、消费者交通、能量回收”7个方面均有明确的核算规定, 但是对于“延迟排放”(产品中存储的碳在生命周期的末端处理阶段被部分或全部排放到大气中, 这部分排放称为延迟排放)不强制要求核算.GHG Protocol对“截断规则、碳储存、能量回收、延迟排放”4个方面有明确的核算规定, 但是对于“固定资产、场所运行、雇员交通、消费者交通”4个方面不强制要求核算.ISO14067仅对“碳储存、能量回收”2个方面有明确的核算规定, 但是对于“截断规则、固定资产、场所运行、雇员交通、消费者交通、延迟排放”6个方面没有核算规定或定量化方法.以上可以看出, 在对碳足迹的核算要素及其要求上3个标准之间存在很大差异.
图 1(Fig. 1)

2.2 产品碳足迹国际标准模糊点解读由图 1可知, 3个标准中PAS2050规定相对具体, 更易于操作执行, 不易引起解读歧义, 但由于排除了许多间接排放源, 而间接排放往往在碳足迹中占比较大(Larsen et al., 2011).相比PAS2050, GHG Protocol和ISO14067在许多方面缺乏明确规定, 因此这两个标准给其执行者留下较大“执行空间”, 也为其结果不确定性埋下隐患.其中, GHG Protocol对“截断规则”的规定和ISO14067对“碳存储”的规定容易引起解读分歧, 具体情况见下文所述.
2.2.1 截断规则的解读情景3个标准中只有PAS2050设置了明确的定量性阈值, 清单完成95%以上时, 排除低于总碳足迹1%的排放源；GHG Protocol截断基准相对灵活：“在一个生命周期单元、阶段或者总清单中, 排除对于质量、体积或排放不重要(例如 < 1%)的排放源”, 即该标准无强制性的截断方式和定量截断阈值, 因此对该规定不同解读可能导致多种截断方式, 本文设置了6种解读情景(表 1).
表 1(Table 1)

2.2.2 碳存储和延迟排放的解读情景对于“碳存储”, ISO14067表示将其排除在产品碳足迹之外, 若核算需单独汇报.然而对于“延迟排放”, 该标准却要求进行核算.如此一来, 采用该标准就面临着“碳投入产出”的不平衡.因此对该标准在此方面的解读易产生分歧(Soode et al., 2013；Garcia et al., 2014), 本文列举了3种可能出现的情景(表 2).
表 2(Table 2)

3 案例介绍和数据来源(The case study and the data sources)本文产品碳足迹核算方法基于3个国际产品碳足迹核算标准, 选取一个案例产品并搜集该产品生命周期过程相应数据作为背景, 重点核算标准差异对产品碳足迹核算结果的影响.
3.1 案例介绍3.1.1 案例产品与功能单位林产品是碳存储代表性产品(Eggleston et al., 2006；Soode et al., 2013；Garcia et al., 2014；Hiraishi et al., 2014), 其中纸制品不仅碳足迹强度最高(谷艾婷等, 2014；FAO, 2016), 且尚未有研究以此为例探究这3个标准的差异(Dias et al., 2012；Soode et al., 2013；Garcia et al., 2014), 因此本研究以市场需求量大(FAO, 2016)且单位产品碳排放系数较高(参考Ecoinvent数据库)的胶版印刷纸作为案例产品, 解析标准差异对该产品碳足迹的影响.为便于消费者理解和后续情景设置, 产品的功能单位设为1包500张80 g·m^-3的A4印刷纸(Dias et al., 2012).
3.1.2 研究边界设定基于3个标准规定, 可采用两种系统边界设定：一种是“摇篮到门”, 即不含下游分销与使用和废弃物处置阶段, 适用于面向下游企业等非公开披露的碳足迹报告；另一种是“摇篮到坟墓”, 即全生命周期, 适用于面向消费者的产品碳标签.案例产品系统边界和各阶段体现的标准差异见图 2.
图 2(Fig. 2)

3.2 数据来源和计算本研究重点在于解析标准差异对产品碳足迹的影响, 所有数据采用次级数据.数据分为两类：
第一类：背景数据.即胶版纸基本过程涉及的活动数据和排放因子, 全部来源于Simapro软件(8.0.3.14分析版)中Ecoinvent数据库, 该数据反映了欧洲胶版印刷纸制造的平均情况, 基于背景数据得到产品各阶段排放贡献如表 3所示.
表 3(Table 3)

第二类：标准差异点数据.指计算标准差异点的碳足迹贡献所需的活动数据和排放因子.活动数据主要来源于数据库和文献调研；排放因子主要来源于Ecoinvent数据库.8个标准差异点中, 截断规则是根据最后计算结果, 按照标准相应规定排除不重要的排放源；其余差异点数据来源和相应计算或结果如下：
① 固定资产??本研究中产品各生命周期阶段涉及的固定资产排放主要来自于Ecoinvent数据库(表 4).
表 4(Table 4)

② 碳存储??本研究中碳存储根据国家温室气体清单指南(Eggleston et al., 2006)中的默认单位纸制品碳含量参数(0.45 kg·kg^-1)进行估算.
③ 场所运行??本研究中以场所照明为场所运行的代表.原料与生产阶段照明电力消耗基于场所运行时间(每日8 h, 每周5 d, 一年52周2080 h)和FAO的纸制品年均产量(FAO, 2016)进行估算, 单位时间照明耗电量基于建筑室内照明设计标准(BSI, 2011; 赵建平, 2013), 如表 5所示, 电力排放因子来自Ecoinvent数据库.由于缺乏相关详细数据, 本文假设产品4个生命周期阶段场所运行排放相同, 最终结果每个阶段排放1.47×10^-9 kgCO₂eq.
表 5(Table 5)

④ 雇员交通??雇员交通过程排放为“雇员数量×雇员交通距离×交通排放因子”.其中, 原料和生产阶段所需雇员数量基于欧洲纸制品协会2017年报告(CEPI, 2018).由于缺乏相关数据, 本文假设原料、生产和废弃物处置3个阶段雇员数相同；雇员交通方式和距离基于欧洲统计数据(Eurostat, 2019)和英国(NTS, 2017)、德国、法国、意大利(Pasaoglu et al., 2014)和丹麦(Tkocz et al., 1994)的国家交通调查；各类交通工具的排放因子及其固定资产排放来源于Ecoinvent数据库(表 6).
表 6(Table 6)

⑤ 消费者交通??消费者交通过程排放计算类似雇员交通排放, 其数据来源也与雇员交通相同(表 7).
表 7(Table 7)

⑥ 废弃物焚烧能量回收??产品废弃物一般有“回收、焚烧、堆肥和填埋”4种处置方式.本文纸制品废弃物处置方式和相应比例来源于欧洲纸制品协会(CEPI, 2018)和IPCC指南(Eggleston et al., 2006)；其中废物焚烧产生的能量可回收利用于发电等, 本文中废纸焚烧能量回收数据来源于Simapro软件中IVAM LCA Data 4.06数据库(表 8).
表 8(Table 8)

⑦ 延迟排放??产品寿命超过1年, 其使用或废弃处置过程中的排放可视作延迟排放, 延迟排放可能发生在不同时间点而对大气产生不同的影响(BSI, 2011；WRI et al., 2011).本文主要考虑纸制品废弃处置过程所引起的延迟排放.3个标准中, 仅PAS2050提供了利用加权系数估算延迟排放影响的方法, 加权系数基于产品使用寿命(即延迟时间)估算, 详见其标准附录E(BSI, 2011), 本文采用的纸制品使用寿命详见表 7.GHG Protocol不使用延迟排放加权系数, ISO14067则未提供加权系数核算方法, 因此在本文中这两个标准均不使用加权系数.4种废弃物处置方式中, 回收被视作无排放；堆肥产生CH₄和N₂O, 采用IPCC默认排放因子计算(50%干堆肥, 50%湿堆肥)；焚烧产生CO₂, 同时产生的能量将被回收利用；填埋过程一半废弃物可降解产生CH₄和CO₂, 另一半永久填埋(Eggleston et al., 2006).各种处置方式下的延迟排放结果如表 8所示.
4 结果分析(Results and analysis)4.1 标准差异对产品碳足迹的影响产品碳足迹标准中, PAS2050使用率最高(张南等, 2015), 因此本文以PAS2050核算结果为基准, GHG Protocol和ISO14067分别采用表 1和表 2中的“情景1”, 其他核算要素按照3大标准现有的规定(图 1), 其中考虑到信息披露和汇报工作的实际情况, “不强制核算”在本研究中按“核算”处理、“无规定”的情况按“不核算”处理.本文分别从以下3个层次解析标准差异对产品碳足迹的影响.
4.1.1 两种系统边界下的产品碳足迹PAS2050、GHG Protocol和ISO14067 3个标准计算得到的两种系统边界下的产品碳足迹如图 3所示.PAS2050标准下“摇篮到门”碳足迹为-1.4 kgCO₂eq, 采用GHG Protocol和ISO14067核算结果分别比PAS2050高11%和289%；PAS2050标准下“摇篮到坟墓”碳足迹为2.0 kgCO₂eq, GHG Protocol和ISO14067分别比PAS2050高61%和49%.
图 3(Fig. 3)

4.1.2 各生命周期阶段碳足迹如图 3所示, 原料阶段(Ⅰ), GHG Protocol和ISO14067标准核算结果分别比PAS2050高6%和171%；生产阶段(Ⅱ), GHG Protocol比PAS2050高2%, ISO14067与PAS2050无差异；分销使用阶段(Ⅲ), GHG Protocol核算结果比PAS2050高291%, ISO14067与PAS2050无差异；废弃物处置阶段(Ⅳ), GHG Protocol比PAS2050高4%, ISO14067结果比PAS2050结果低101%.
4.1.3 各标准差异点对碳足迹的影响3个标准下产品碳足迹中各排放源贡献如图 4所示.在“摇篮到门”的研究边界中, GHG Protocol主要因核算固定资产而比PAS2050结果增加11%, 雇员交通在此贡献很小, 基本未产生影响；ISO14067因排除了碳存储的贡献而比PAS2050高289%.在“摇篮到坟墓”的边界中, GHG Protocol因核算固定资产、消费者交通和雇员交通, 分别比PAS2050结果高22.8%、27.2%和4.4%, 因未考虑延迟排放加权系数又增加12.2%, 共增加67%.同时因考虑了焚烧能量回收比PAS2050结果减少3.7%, 因GHG Protocol总碳足迹高于PAS2050, 其截断规则排除了贡献低于1%堆肥和工业废弃物处置排放, 又比PAS2050减少2.4%, 总计比PAS2050减少6.1%, 综合结果下GHG Protocol比PAS2050高61%；ISO14067因排除了碳存储, 比PAS2050结果增加205.5%, 因该碳存储在末端处置过程中被延迟释放, 而使ISO14067结果又降低152.7%, 综合碳存储和延迟排放, 总体比PAS2050结果增加52.8%, 这也说明, 只看“摇篮到门”碳足迹, 碳存储的影响易被夸大.同时ISO14067标准因考虑焚烧能量回收, 而比PAS2050结果减少3.7%, 最终综合结果下, ISO14067比PAS2050高49%.排放源中, 场所运行(照明)排放因贡献极小而被PAS2050和GHG Protocol标准的截断规则排除.
图 4(Fig. 4)

以上研究结果表明, 标准差异对产品碳足迹核算结果影响程度差异很大, 对于林产品类含碳产品而言, 在碳存储和延迟排放的规定差异将显著影响核算结果；同时, 对消费者交通和固定资产的规定差异也是引起核算结果不确定性的主要来源.标准差异对产品全生命周期碳足迹的影响是各差异点综合作用的结果, 因此标准差异对不同生命周期阶段的影响程度可能比对全生命周期碳足迹的影响程度更显著.
4.2 标准的不同解读情景对产品碳足迹结果的影响标准规定灵活或不严明可能引起解读歧义, 本文以GHG Protocol截断规则和ISO14067碳存储为例, 解析采用不同标准解读方式对产品碳足迹的影响, 结果如图 5和图 6所示：针对GHG Protocol标准, 截断规则采取不同解读方式(表 1), 计算结果有一定幅度的波动, 以情景1为基准, “摇篮到门”碳足迹的情景2~情景6降低幅度在0~14%；“摇篮到坟墓”碳足迹的情景2~情景6降低幅度在1%~6%；针对ISO14067标准, 因碳存储和相应延迟排放的不同解读方式(表 2), 以不核算碳存储和延迟排放(情景1)为基准, “摇篮到门”碳足迹, 核算碳存储(情景2)将比情景1低153%, 情景3基本不变；“摇篮到坟墓”碳足迹的情景2、情景3较情景1可分别降低27%和增加111%.结果表明, 对标准规定的不同解读方式可导致产品碳足迹核算结果存在较大不确定性.
图 5(Fig. 5)


图 6(Fig. 6)

5 结论(Conclusions)1) 3个标准的规定差异可导致产品碳足迹核算结果产生较大不确定性, 其中, 对碳存储、消费者交通、固定资产和延迟排放加权影响4点的规定差异对案例产品碳足迹影响最为显著.
2) 标准之间的规定差异对产品碳足迹核算影响显著.以使用率最高的PAS2050核算结果作为基准, 对“从摇篮到坟墓”碳足迹而言, GHG Protocol和ISO14067计算结果分别比PAS2050高61%和49%.其中, GHG Protocol与PAS2050的差异主要源于分销与使用阶段, 前者比后者多核算了消费者交通和固定资产的排放, 同时未核算延迟排放加权影响；ISO14067与PAS2050的差异体现在原料和废弃物处置阶段, 差异主要来源于前者对碳存储和延迟排放的规定.
3) 标准规定的不同解读方式可能导致产品碳足迹核算结果存在较大不确定性：标准规定设置比较灵活或者缺乏明确规定, 将引起核算结果的不同.以GHG Protocol截断规则为例, 不同的解读方式将导致该标准下的产品碳足迹降低1% ~ 6%；以ISO14067碳存储为例, 不同的解读方式, 可使最终产品碳足迹降低27%或增加111%.
6 展望(Outlook)综上所述, 统一的核算要素及其要求是碳标签交流对比的基本前提, 明晰的标准规定是降低核算结果不确定性的有效保障.同时, 不同产品突现的标准规定差异点以及对其敏感性可能存在较大区别.例如高新科技产品如电脑手机, 其研发和广告的投入和排放可能在其产品碳足迹中占有较大比例.再比如同样是林产品, 基于相关同行研究结果和本研究可知, 标准对截断规则的规定差异对纸制品影响约为2%(Dias et al., 2012)和0%~14%(本研究), 对刨花板、胶合板和一品红影响分别为1%~2%、10%和2%左右(Soode et al., 2013；Garcia et al., 2014；王珊珊等, 2019); 标准在固定资产的规定差异, 对纸制品、刨花板、和一品红的影响分别为23%、12%~20%和14%, 可见不同产品类型对同一标准差异的敏感性存在不小差异；再例如, 实木家具的雇员销售效率可能低于纸制品, 平均使用寿命也远长于纸制品, 因此对于实木家具而言, 雇员交通和延迟排放加权系数可能会超过消费者交通成为造成标准差异的主要因素.
此外, 因研究方法和数据的缺乏, 本文尚未将所有标准差异进行定量化, 如标准在分配原则(Soode et al., 2013)、间接土地利用变化(白伟荣等, 2014)、产品人力投入(BSI, 2011)和产品相关的研发和市场推广活动等方面的规定差异(WRI et al., 2011)等.因此在今后的研究中, 应按照各种核算要素, 更加全面地评估标准差异对不同产品类型碳足迹的影响程度, 为建立全球统一的产品碳足迹核算标准体系的制定提供科学依据.

参考文献