Koldioxidavtryck är en indikator som mäter påverkan av mänskliga aktiviteter på miljön. Begreppet "koldioxidavtryck" kommer från "ekologiskt fotavtryck", huvudsakligen uttryckt som koldioxidekvivalenter (CO2-ekv), vilket representerar de totala utsläppen av växthusgaser som släpps ut under mänsklig produktion och konsumtion.
Koldioxidavtryck är användningen av livscykelanalys (LCA) för att bedöma de växthusgasutsläpp som direkt eller indirekt genereras av ett forskningsobjekt under dess livscykel. För samma objekt är svårigheten och omfattningen av att redovisa koldioxidavtryck större än koldioxidutsläpp, och redovisningsresultaten innehåller information om koldioxidutsläpp.
Med den ökande allvaret i de globala klimatförändringarna och miljöproblemen har redovisning av koldioxidavtryck blivit särskilt viktigt. Det kan inte bara hjälpa oss att mer exakt förstå hur mänskliga aktiviteter påverkar miljön, utan också ge en vetenskaplig grund för att formulera strategier för utsläppsminskning och främja en grön och koldioxidsnål omställning.
Hela livscykeln för bambu, från tillväxt och utveckling, skörd, bearbetning och tillverkning, produktanvändning till avfallshantering, är den fullständiga processen för kolcykeln, inklusive kolsänka i bambuskogen, produktion och användning av bambuprodukter samt koldioxidavtryck efter avfallshantering.
Denna forskningsrapport försöker presentera värdet av ekologisk bambuskogsplantering och industriell utveckling för klimatanpassning genom analys av kunskap om koldioxidavtryck och koldioxidmärkning, samt organisering av befintlig forskning om koldioxidavtryck från bambuprodukter.
1. Redovisning av koldioxidavtryck
① Koncept: Enligt definitionen i FN:s ramkonvention om klimatförändringar avser koldioxidavtryck den totala mängden koldioxid och andra växthusgaser som släpps ut under mänskliga aktiviteter eller som släpps ut kumulativt under en produkts/tjänsts hela livscykel.
En koldioxidmärkning är en manifestation av "produktens koldioxidavtryck", vilket är en digital märkning som markerar en produkts hela livscykelutsläpp av växthusgaser, från råmaterial till avfallsåtervinning, och ger användarna information om produktens koldioxidutsläpp i form av en märkning.
Livscykelanalys (LCA) är en ny metod för miljökonsekvensbedömning som har utvecklats i västländer under senare år och som fortfarande är i kontinuerlig forsknings- och utvecklingsstadiet. Den grundläggande standarden för att utvärdera produkters koldioxidavtryck är LCA-metoden, som anses vara det bästa valet för att förbättra trovärdigheten och bekvämligheten vid beräkning av koldioxidavtryck.
LCA identifierar och kvantifierar först förbrukningen av energi och material, såväl som miljöutsläpp under hela livscykelstadiet, utvärderar sedan effekterna av denna förbrukning och dessa utsläpp på miljön, och slutligen identifierar och utvärderar möjligheter att minska dessa effekter. ISO 14040-standarden, utfärdad 2006, delar in "livscykelanalysens steg" i fyra steg: bestämning av syfte och omfattning, inventeringsanalys, konsekvensbedömning och tolkning.
② Standarder och metoder:
Det finns olika metoder för att beräkna koldioxidavtrycket för närvarande.
I Kina kan redovisningsmetoder delas in i tre kategorier baserat på systemgränser och modellprinciper: Processbaserad livscykelanalys (PLCA), input-output livscykelanalys (I-OLCA) och hybrid livscykelanalys (HLCA). För närvarande saknas enhetliga nationella standarder för redovisning av koldioxidavtryck i Kina.
Internationellt finns det tre huvudsakliga internationella standarder på produktnivå: ”PAS 2050:2011 Specification for the Evaluation of Greenhouse Gas Emissions during the Product and Service Life Cycle” (BSI., 2011), ”GHGP Protocol” (WRI, WBCSD, 2011) och ”ISO 14067:2018 Greenhouse Gases – Product Carbon Footprint – Quantitative Requirements and Guidelines” (ISO, 2018).
Enligt livscykelteorin är PAS2050 och ISO14067 för närvarande etablerade standarder för att utvärdera produkters koldioxidavtryck med allmänt tillgängliga specifika beräkningsmetoder, vilka båda inkluderar två utvärderingsmetoder: Business to Customer (B2C) och Business to Business (B2B).
Utvärderingsinnehållet i B2C omfattar råvaror, produktion och bearbetning, distribution och detaljhandel, konsumentanvändning, slutlig avfallshantering eller återvinning, det vill säga ”från vaggan till graven”. Utvärderingsinnehållet i B2B omfattar råvaror, produktion och bearbetning samt transport till nedströms handlare, det vill säga ”från vaggan till grinden”.
PAS2050-certifieringsprocessen för produktens koldioxidavtryck består av tre steg: initieringsfas, beräkningsfas för produktens koldioxidavtryck och efterföljande steg. ISO14067-redovisningsprocessen för produktens koldioxidavtryck omfattar fem steg: definition av målprodukten, fastställande av redovisningssystemets gränser, definition av redovisningstidsgränsen, sortering av utsläppskällorna inom systemgränsen och beräkning av produktens koldioxidavtryck.
③ Betydelse
Genom att ta hänsyn till koldioxidavtrycket kan vi identifiera sektorer och områden med höga utsläpp och vidta motsvarande åtgärder för att minska utsläppen. Att beräkna koldioxidavtrycket kan också vägleda oss till att skapa koldioxidsnåla livsstilar och konsumtionsmönster.
Koldioxidmärkning är ett viktigt sätt att avslöja utsläpp av växthusgaser i produktionsmiljön eller produkters livscykel, samt ett fönster för investerare, myndigheter och allmänheten att förstå växthusgasutsläppen från produktionsenheter. Koldioxidmärkning, som ett viktigt sätt att redovisa information om koldioxid, har blivit allmänt accepterat av fler och fler länder.
Koldioxidmärkning av jordbruksprodukter är den specifika tillämpningen av koldioxidmärkning på jordbruksprodukter. Jämfört med andra typer av produkter är införandet av koldioxidmärkningar i jordbruksprodukter mer brådskande. För det första är jordbruket en viktig källa till utsläpp av växthusgaser och den största källan till utsläpp av växthusgaser som inte är koldioxid. För det andra, jämfört med industrisektorn, är offentliggörandet av koldioxidmärkningsinformation i jordbruksproduktionsprocessen ännu inte fullständigt, vilket begränsar möjligheterna till tillämpningsscenarier. För det tredje har konsumenterna svårt att få effektiv information om produkters koldioxidavtryck från konsumentsidan. Under senare år har en rad studier visat att specifika konsumentgrupper är villiga att betala för koldioxidsnåla produkter, och koldioxidmärkning kan exakt kompensera för informationsasymmetrin mellan producenter och konsumenter, vilket bidrar till att förbättra marknadseffektiviteten.
2. Bambuindustrikedja
① Grundläggande situation för bambuindustrikedjan
Bambubearbetningskedjan i Kina är uppdelad i uppströms, mellanströms och nedströms. Uppströms kommer råvaror och extrakt från olika delar av bambu, inklusive bambublad, bambublommor, bambuskott, bambufibrer och så vidare. Mellanströmskedjan omfattar tusentals sorter inom flera områden såsom bambubyggnadsmaterial, bambuprodukter, bambuskott och livsmedel, papperstillverkning av bambumassa etc. Nedströms tillämpningar av bambuprodukter inkluderar papperstillverkning, möbeltillverkning, medicinska material och bambukulturturism, bland annat.
Bamburesurser är grunden för utvecklingen av bambuindustrin. Beroende på deras användning kan bambu delas in i bambu till virke, bambu till bambuskott, bambu till massa och bambu till trädgårdsdekoration. Av bambuskogsresursernas natur är andelen bambuskog av virke 36 %, följt av bambuskott och bambuskog med dubbel användning av virke, ekologisk bambuskog för allmänt välfärd och bambuskog av massa, som står för 24 %, 19 % respektive 14 %. Bambuskott och natursköna bambuskogar har relativt små andelar. Kina har rikliga bamburesurser, med 837 arter och en årlig produktion på 150 miljoner ton bambu.
Bambu är den viktigaste bambuarten som är unik för Kina. För närvarande är bambu det viktigaste råmaterialet för bearbetning av bambumaterial, marknaden för färska bambuskott och produkter för bearbetning av bambuskott i Kina. I framtiden kommer bambu fortfarande att vara grundpelaren i odlingen av bamburesurser i Kina. För närvarande inkluderar de tio viktigaste typerna av bambubearbetnings- och användningsprodukter i Kina konstgjorda bambuskivor, bambugolv, bambuskott, tillverkning av bambumassa och papper, bambufiberprodukter, bambumöbler, dagligvaror och hantverk av bambu, bambukol och bambuvinäger, bambuextrakt och drycker, ekonomiska produkter från bambuskogar samt bambuturism och hälsovård. Bland dessa är konstgjorda bambuskivor och tekniska material pelarna i Kinas bambuindustri.
Hur man utvecklar bambuindustrikedjan under målet om dubbla koldioxidutsläpp
Målet om ”dubbel koldioxid” innebär att Kina strävar efter att uppnå en koldioxidtopp före 2030 och koldioxidneutralitet före 2060. För närvarande har Kina ökat sina krav på koldioxidutsläpp i flera branscher och aktivt utforskat gröna, koldioxidsnåla och ekonomiskt effektiva industrier. Utöver sina egna ekologiska fördelar behöver bambuindustrin också utforska sin potential som kolsänka och komma in på marknaden för koldioxidhandel.
(1) Bambuskog har ett brett utbud av kolsänkor:
Enligt aktuella uppgifter i Kina har arealen bambuskogar ökat avsevärt under de senaste 50 åren. Från 2,4539 miljoner hektar på 1950- och 1960-talen till 4,8426 miljoner hektar i början av 2000-talet (exklusive data från Taiwan), en ökning med 97,34 % jämfört med föregående år. Och andelen bambuskogar i den nationella skogsarealen har ökat från 2,87 % till 2,96 %. Bambuskogsresurser har blivit en viktig del av Kinas skogsresurser. Enligt den sjätte nationella skogsresursinventeringen finns det bland de 4,8426 miljoner hektar bambuskogar i Kina 3,372 miljoner hektar bambu, med nästan 7,5 miljarder plantor, vilket motsvarar cirka 70 % av landets bambuskogsareal.
(2) Fördelar med bambuskogsorganismer:
① Bambu har en kort tillväxtcykel, stark explosiv tillväxt och egenskaper som förnybar tillväxt och årlig avverkning. Den har ett högt nyttjandevärde och har inga problem som jorderosion efter fullständig avverkning och jordförstöring efter kontinuerlig plantering. Den har stor potential för koldioxidlagring. Data visar att den årliga fasta kolhalten i trädskiktet i bambuskogen är 5,097 t/hm2 (exklusive årlig ströproduktion), vilket är 1,46 gånger högre än för snabbväxande kinesisk gran.
② Bambuskogar har relativt enkla tillväxtförhållanden, varierande tillväxtmönster, fragmenterad utbredning och kontinuerlig variation i areal. De har ett stort geografiskt utbredningsområde och en bred utbredning, huvudsakligen fördelade i 17 provinser och städer, koncentrerade till Fujian, Jiangxi, Hunan och Zhejiang. De kan motsvara snabb och storskalig utveckling i olika regioner och bilda komplexa och nära spatiotemporala kolmönster och dynamiska nätverk av kolkällarsänkor.
(3) Villkoren för handel med koldioxidlagring från bambuskog är mogna:
① Återvinningsindustrin för bambu är relativt komplett
Bambuindustrin omfattar primär-, sekundär- och tertiärindustrin, med ett produktionsvärde som ökade från 82 miljarder yuan år 2010 till 415,3 miljarder yuan år 2022, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på över 30 %. Det förväntas att bambuindustrins produktionsvärde kommer att överstiga 1 biljon yuan år 2035. För närvarande har en ny innovationsmodell för bambuindustrins kedjemodell genomförts i Anji County, Zhejiang-provinsen, Kina, med fokus på den omfattande metoden för integrering av dubbla jordbrukskolsänkor från natur och ekonomi till ömsesidig integration.
② Relaterat policystöd
Efter att ha föreslagit det dubbla koldioxidmålet har Kina utfärdat flera policyer och yttranden för att vägleda hela industrin i hanteringen av koldioxidneutralitet. Den 11 november 2021 utfärdade tio departement, inklusive statens skogsbruks- och gräsmarksförvaltning, den nationella utvecklings- och reformkommissionen och ministeriet för vetenskap och teknik, "Yttrandena från tio departement om att påskynda den innovativa utvecklingen av bambuindustrin". Den 2 november 2023 släppte den nationella utvecklings- och reformkommissionen och andra departement gemensamt den "treåriga handlingsplanen för att påskynda utvecklingen av 'ersätta plast med bambu'". Dessutom har yttranden om att främja utvecklingen av bambuindustrin lagts fram i andra provinser som Fujian, Zhejiang, Jiangxi, etc. Genom integrationen och samarbetet mellan olika industriområden har nya handelsmodeller för koldioxidmärkningar och koldioxidavtryck införts.
3. Hur beräknar man koldioxidavtrycket för bambuindustrins kedja?
① Forskningsframsteg gällande koldioxidavtrycket hos bambuprodukter
För närvarande finns det relativt lite forskning om koldioxidavtrycket för bambuprodukter, både nationellt och internationellt. Enligt befintlig forskning varierar den slutliga koldioxidöverförings- och lagringskapaciteten för bambu beroende på olika användningsmetoder, såsom utfällning, integration och rekombination, vilket resulterar i olika effekter på det slutliga koldioxidavtrycket för bambuprodukter.
② Kolcykeln för bambuprodukter under hela deras livscykel
Hela livscykeln för bambuprodukter, från bambutillväxt och utveckling (fotosyntes), odling och hantering, skörd, lagring av råmaterial, produktbearbetning och användning, till nedbrytning av avfall (sönderdelning), är fullbordad. Kolcykeln för bambuprodukter under hela deras livscykel omfattar fem huvudsteg: bambuodling (plantering, hantering och drift), råmaterialproduktion (insamling, transport och lagring av bambu eller bambuskott), produktbearbetning och användning (olika processer under bearbetningen), försäljning, användning och bortskaffande (nedbrytning), vilket involverar kolbindning, ackumulering, lagring, insamling och direkta eller indirekta koldioxidutsläpp i varje steg (se figur 3).
Processen att odla bambuskogar kan betraktas som en länk mellan "koldioxidackumulering och -lagring", vilket involverar direkta eller indirekta koldioxidutsläpp från plantering, förvaltning och driftsaktiviteter.
Råvaruproduktion är en koldioxidöverföringslänk som förbinder skogsbruksföretag och företag som bearbetar bambuprodukter, och involverar även direkta eller indirekta koldioxidutsläpp under skörd, initial bearbetning, transport och lagring av bambu eller bambuskott.
Produktbearbetning och -användning är koldioxidbindningsprocessen, som involverar långsiktig fixering av kol i produkter, såväl som direkta eller indirekta koldioxidutsläpp från olika processer såsom enhetsbearbetning, produktbearbetning och biproduktanvändning.
Efter att produkten nått konsumentstadiet är kolet helt fixerat i bambuprodukter som möbler, byggnader, dagligvaror, pappersprodukter etc. Allt eftersom livslängden ökar kommer koldioxidlagring att förlängas tills den kasseras, bryts ner och frigör koldioxid, och återgår till atmosfären.
Enligt studien av Zhou Pengfei et al. (2014) användes bambuskärbrädor i utfällbart läge som forskningsobjekt, och "Evaluation Specification for Greenhouse Gas Emissions of Goods and Services in the Life Cycle" (PAS 2050:2008) antogs som utvärderingsstandard. Välj B2B-utvärderingsmetoden för att heltäckande bedöma koldioxidutsläpp och koldioxidlagring från alla produktionsprocesser, inklusive transport av råvaror, produktbearbetning, förpackning och lagerhållning (se figur 4). PAS2050 föreskriver att mätning av koldioxidavtryck bör börja med transport av råvaror, och primärnivådata för koldioxidutsläpp och koldioxidöverföring från råvaror, produktion till distribution (B2B) av mobila bambuskärbrädor bör mätas noggrant för att bestämma storleken på koldioxidavtrycket.
Ramverk för att mäta koldioxidavtrycket för bambuprodukter under hela deras livscykel
Insamling och mätning av grunddata för varje steg i bambuproduktens livscykel är grunden för livscykelanalysen. Grunddata inkluderar markanvändning, vattenförbrukning, förbrukning av olika energislag (kol, bränsle, el etc.), förbrukning av olika råvaror och resulterande material- och energiflödesdata. Genomför mätningar av koldioxidavtrycket för bambuprodukter under hela deras livscykel genom datainsamling och mätning.
(1) Odlingsstadiet av bambuskogen
Kolupptag och ackumulering: groning, tillväxt och utveckling, antal nya bambuskott;
Kollagring: bambuskogens struktur, bambuskogens ståndsgrad, åldersstruktur, biomassa från olika organ; Biomassa från strölagret; Lagring av organiskt kol i marken;
Koldioxidutsläpp: kollagring, nedbrytningstid och utsläpp av skräp; Koldioxidutsläpp från markandning; Koldioxidutsläpp som genereras av extern energiförbrukning och materialförbrukning såsom arbetskraft, el, vatten och gödningsmedel för plantering, förvaltning och affärsverksamhet.
(2) Råvaruproduktionsfas
Kolöverföring: skördevolym eller bambuskotts volym och deras biomassa;
Kolåterföring: restprodukter från avverkning eller bambuskott, restprodukter från primär bearbetning och deras biomassa;
Koldioxidutsläpp: Mängden koldioxidutsläpp som genereras genom extern energi- och materialförbrukning, såsom arbetskraft och kraft, under insamling, initial bearbetning, transport, lagring och användning av bambu eller bambuskott.
(3) Produktbearbetnings- och användningsfas
Kolbindning: biomassa från bambuprodukter och biprodukter;
Kolåterföring eller -retention: bearbetningsrester och deras biomassa;
Koldioxidutsläpp: Koldioxidutsläpp som genereras genom extern energiförbrukning, såsom arbetskraft, energi, förbrukningsvaror och materialförbrukning under bearbetning av enhetsbearbetning, produktbearbetning och biproduktanvändning.
(4) Försäljnings- och användningsfasen
Kolbindning: biomassa från bambuprodukter och biprodukter;
Koldioxidutsläpp: Mängden koldioxidutsläpp som genereras av extern energiförbrukning, såsom transporter och arbetskraft från företag till försäljningsmarknaden.
(5) Avfallshanteringsfas
Kolfrisättning: Kollagring av avfallsprodukter; nedbrytningstid och frisättningsmängd.
Till skillnad från andra skogsindustrier uppnår bambuskogar självförnyelse efter vetenskaplig avverkning och utnyttjande, utan behov av återplantering av skog. Bambuskogens tillväxt sker i en dynamisk tillväxtbalans och kan kontinuerligt absorbera fast kol, ackumulera och lagra kol, och kontinuerligt förbättra kolbindningen. Andelen bamburåvaror som används i bambuprodukter är inte stor, och långsiktig kolbindning kan uppnås genom användning av bambuprodukter.
För närvarande finns det ingen forskning om mätning av koldioxidcykeln för bambuprodukter under hela deras livscykel. På grund av den långa koldioxidutsläppstiden under försäljnings-, användnings- och avfallshanteringsfaserna för bambuprodukter är deras koldioxidavtryck svårt att mäta. I praktiken fokuserar bedömning av koldioxidavtryck vanligtvis på två nivåer: den ena är att uppskatta koldioxidlagring och utsläpp i produktionsprocessen från råmaterial till produkter; den andra är att utvärdera bambuprodukter från plantering till produktion.
Publiceringstid: 17 sep-2024
