自20世紀(jì)中葉以來(lái)，因CO ₂ 等溫室氣體持續(xù)高排放導(dǎo)致全球氣候持續(xù)變暖，嚴(yán)重威脅人類社會(huì)的生存與發(fā)展。在此背景下，碳中和戰(zhàn)略是實(shí)現(xiàn)社會(huì)生態(tài)轉(zhuǎn)型的重要推手，低碳經(jīng)濟(jì)日益成為世界各國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最佳模式。美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)陸續(xù)承諾，將在2050年前后實(shí)現(xiàn)凈零碳排放；中國(guó)在2020年9月22日在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上的講話宣布，“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。同時(shí)，作為協(xié)同各國(guó)碳減排的重要政策工具，碳邊境調(diào)節(jié)稅已成為歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)避免“碳泄漏”、提升自身產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。2022年6月22日，歐洲議會(huì)通過(guò)了關(guān)于建立世界上第一個(gè)碳邊界調(diào)整機(jī)制，除了委員會(huì)提出的鋼鐵、煉油廠、水泥、有機(jī)基礎(chǔ)化學(xué)品和化肥外，議會(huì)還希望該機(jī)制也涵蓋有機(jī)化學(xué)品、塑料、氫氣和氨等。碳邊境調(diào)節(jié)稅實(shí)施后，中國(guó)將成為其中受影響最大的國(guó)家之一，世界銀行的研究報(bào)告顯示，若碳邊境調(diào)節(jié)稅全面實(shí)施，中國(guó)出口產(chǎn)品面臨的關(guān)稅將增加26%，出口量將因此下滑21%。

碳邊境調(diào)節(jié)稅的實(shí)施對(duì)碳足跡評(píng)估技術(shù)提出了重大的需求，且不同國(guó)家的碳足跡評(píng)估方法并不完全一致，存在一定的國(guó)際互認(rèn)問(wèn)題。碳足跡概念源引自環(huán)境足跡，首次引用來(lái)自2000年出版的《西雅圖時(shí)報(bào)》一篇文章《碳計(jì)量：森林與全球變暖戰(zhàn)爭(zhēng)》，后來(lái)陸續(xù)用于各類產(chǎn)品評(píng)價(jià)。?u?ek等系統(tǒng)介紹了各類碳足跡評(píng)估的計(jì)算工具，但不同計(jì)算工具的計(jì)算結(jié)果存在較大差異；Tagliaferri等基于全生命周期方法對(duì)電動(dòng)汽車開展了碳足跡評(píng)估，并將其與內(nèi)燃機(jī)汽車進(jìn)行了比較，雖然在使用階段碳排放量電動(dòng)汽車僅為內(nèi)燃機(jī)汽車的一半，但電池組件制造階段的碳排放量卻很大；Panzone等研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)碳足跡評(píng)估及碳稅制度，可有效引導(dǎo)居民低碳消費(fèi)；王雅君等研究分析了全生命周期碳足跡評(píng)估方法在紡織、制革及其他輕工領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，并指出，碳足跡評(píng)估的廣泛開展可有效促進(jìn)全社會(huì)走向低碳綠色，推動(dòng)我國(guó)節(jié)能減碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；潘竟虎等利用DMSP-OLS夜間燈光數(shù)據(jù)和碳排放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了中國(guó)能源碳足跡時(shí)空格局演化及脫鉤效應(yīng)，碳足跡呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，這給中國(guó)低碳、綠色發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)壓力和挑戰(zhàn)，應(yīng)提高能源利用效率，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)；劉濤等建立產(chǎn)品碳足跡與組織層級(jí)碳核算的關(guān)聯(lián)，并指出應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)方法可以系統(tǒng)化、定量化地對(duì)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行低碳發(fā)展規(guī)劃。國(guó)內(nèi)外碳足跡研究歷史也并不長(zhǎng)，且國(guó)外經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)的借鑒意義有一定局限性。因此，我國(guó)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)對(duì)開展有中國(guó)特色（體量大、行業(yè)領(lǐng)域多、流程長(zhǎng)等）的碳足跡評(píng)估提出了需求，同時(shí)也面臨很多挑戰(zhàn)。

本文基于浙江省“尖兵”計(jì)劃“碳足跡碳標(biāo)簽關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目（2022C03030），在系統(tǒng)梳理碳足跡相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從碳足跡的概念、碳足跡評(píng)估方法、碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、碳足跡評(píng)估邊界劃分及數(shù)據(jù)獲取等方面歸納了碳足跡的研究進(jìn)展，并研究分析了碳足跡評(píng)估技術(shù)在電力、鋼鐵、水泥、石油和化工等重點(diǎn)工業(yè)控排行業(yè)的應(yīng)用情況，并基于此，提出目前研究存在的問(wèn)題及國(guó)內(nèi)碳足跡評(píng)估技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，展望未來(lái)發(fā)展方向。

表1　 國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的碳足跡概念

LCA碳足跡評(píng)估方法考察了產(chǎn)品或服務(wù)在原材料開采、生產(chǎn)加工、儲(chǔ)運(yùn)、使用、廢棄物處理等“從搖籃到墳?zāi)埂钡奶寂欧?。該方法適合于微觀對(duì)象的碳足跡評(píng)估，如供水設(shè)施、社區(qū)小鎮(zhèn)、工業(yè)產(chǎn)品、農(nóng)副產(chǎn)品等。LCA法計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、準(zhǔn)確，但需要大量高精度的數(shù)據(jù)支撐，且易受邊界限制及生命周期確定等方面的影響，尤其是在劃定系統(tǒng)邊界過(guò)程中產(chǎn)生的截?cái)嗾`差難以完全消除，致使評(píng)估結(jié)果具有一定不確定性。

IOA碳足跡評(píng)估方法是基于投入產(chǎn)出表構(gòu)建計(jì)算模型，從而核算不同區(qū)域、不同部門為滿足自身最終消費(fèi)而引起的碳排放。該方法能夠定量刻畫經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部各部門間的投入產(chǎn)出關(guān)系，更適用于中、宏觀系統(tǒng)的分析。例如，董會(huì)娟等基于投入產(chǎn)出分析法研究了北京市居民消費(fèi)碳足跡；Hasegawa等構(gòu)建多區(qū)域投入產(chǎn)出表，分析日本區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的碳足跡；Weber等采用該方法對(duì)美國(guó)家庭消費(fèi)碳足跡進(jìn)行了核算?；贗OA的碳足跡評(píng)估方法具有原理明確、中間過(guò)程清晰、結(jié)構(gòu)完整性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一旦模型建立完成，所需的時(shí)間和人力就會(huì)少得多。然而，該方法假設(shè)同一部門不同產(chǎn)品之間完全無(wú)差異，因部門歸并差異可能嚴(yán)重影響其核算結(jié)果，即產(chǎn)生集聚偏差，在核算微觀對(duì)象的碳足跡時(shí)尤其如此。同時(shí)，由于投入產(chǎn)出表編制周期較長(zhǎng)，實(shí)際研究通?；谕甑臄?shù)據(jù)，從而造成分析結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差。

要進(jìn)行詳細(xì)、全面的碳足跡分析，可將LCA和IOA相結(jié)合構(gòu)建Hybrid LCA方法，從而同時(shí)解決LCA方法的截?cái)嗾`差問(wèn)題和IOA方法的集聚偏差問(wèn)題，兼具LCA精確性和IOA的完整性。在這種背景下，無(wú)論是工業(yè)行業(yè)、單個(gè)企業(yè)，或是大的產(chǎn)品群體，甚至是家庭、政府、個(gè)人或特定社會(huì)組織的碳足跡均可通過(guò)投入產(chǎn)出分析的計(jì)算模型得到。然而，基于Hybrid LCA的碳足跡核算方法不僅需要明確產(chǎn)品或服務(wù)生產(chǎn)過(guò)程中的資源投入，同時(shí)需要將生產(chǎn)過(guò)程與投入產(chǎn)出表中的部門進(jìn)行匹配，因此仍面臨較高的不確定性。

對(duì)比以上幾種方法，LCA方法發(fā)展相對(duì)較為領(lǐng)先，在普適性、系統(tǒng)化、定量化上具有一定的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)在時(shí)間和空間上進(jìn)行了擴(kuò)展，更具有現(xiàn)實(shí)意義。然而該方法仍具有幾個(gè)缺點(diǎn)：①截?cái)嗾`差問(wèn)題，在LCA評(píng)估過(guò)程中，必須確定適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)邊界，從而將截?cái)嗾`差最小化；②LCA在描述復(fù)雜對(duì)象時(shí)，因?qū)ο蟠嬖诟鞣N變動(dòng)，難以觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量難以控制，這就要求對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源的質(zhì)量進(jìn)行把控，同時(shí)有針對(duì)性地開發(fā)數(shù)據(jù)清洗算法；③缺乏對(duì)時(shí)空屬性的判別，空間上可以通過(guò)本土化數(shù)據(jù)庫(kù)體現(xiàn)區(qū)域化差異，時(shí)間上則需保障數(shù)據(jù)的時(shí)效性，如建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)清單等；④LCA方法中仍存在主觀判別的步驟，削弱了評(píng)價(jià)的客觀性，這就對(duì)在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)上成體系地發(fā)展更為具體的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)提出了要求。

因此，快速、大規(guī)模、成體系地對(duì)復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)中的特征過(guò)程、產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，是碳足跡評(píng)估進(jìn)一步發(fā)展的必經(jīng)之路。

1998年世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署共同建立了聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC），《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》最早于1995年發(fā)布，為各國(guó)編制國(guó)家清單提供了方法學(xué)依據(jù)，屬于簡(jiǎn)化版的“自上而下”方法，僅使用國(guó)家能源供應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算主要化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO ₂ 排放量，后經(jīng)多次修訂，最新版本為2019版。

目前，國(guó)際上現(xiàn)行的產(chǎn)品碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)都是基于LCA方法，主要有3個(gè)：《產(chǎn)品與服務(wù)生命周期溫室氣體排放的評(píng)價(jià)規(guī)范》（PAS 2050—2011）、《產(chǎn)品生命周期核算與報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)》（GHG Protocol—2011）和《產(chǎn)品碳足跡量化與交流的要求與指導(dǎo)技術(shù)規(guī)范》（ISO14067—2013）。3個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程如圖2所示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于2006年發(fā)布了ISO14040和ISO14044，為L(zhǎng)CA方法提供了基本框架結(jié)構(gòu)和概念?；贗SO14040和ISO14044，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI）于2008年聯(lián)合發(fā)布了PAS2050和PAS2050 guide，是世界上首部針對(duì)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，2011年進(jìn)行修訂，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)性更強(qiáng)，適用范圍更廣。GHG Protocol最初是由世界可持續(xù)發(fā)展商業(yè)理事會(huì)（WBCSD）和世界資源研究所（WRI）于1999年發(fā)布，先后經(jīng)歷了2001、2004版本，基于ISO有關(guān)LCA的標(biāo)準(zhǔn)和PAS2050初版，于2011年修訂發(fā)布最新版，與PAS2050相比，GHG Protocol的操作步驟更詳細(xì)和清晰。基于上述標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)，ISO14067于2013年發(fā)布，2016年5月進(jìn)行復(fù)核，是現(xiàn)行最新的碳足跡評(píng)估國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施進(jìn)一步擴(kuò)大了產(chǎn)品碳足跡評(píng)估的全球影響力?；贗SO14067等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，延伸出了很多具體產(chǎn)品門類的碳足跡評(píng)估方法，如國(guó)際EPD體系現(xiàn)行有效的產(chǎn)品類別評(píng)估規(guī)范（PCR）已有150多項(xiàng)。中國(guó)的GB 24040和GB/T 24044分別為ISO14040和ISO14044的翻譯版，于2008年發(fā)布；針對(duì)ISO14067的翻譯轉(zhuǎn)化版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚在制定中，《鋼鐵產(chǎn)品制造生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（產(chǎn)品種類規(guī)則）》（GB/T 30052）為國(guó)內(nèi)首部產(chǎn)品碳足跡評(píng)估的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)陸續(xù)又針對(duì)電子產(chǎn)品、農(nóng)副產(chǎn)品等發(fā)布實(shí)施了系列團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

表2　 3個(gè)典型的產(chǎn)品碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

盡管產(chǎn)品碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的全面性和專業(yè)性越來(lái)越強(qiáng)，但仍存在一些問(wèn)題：①LCA方法計(jì)算產(chǎn)品碳足跡時(shí)存在大量的假設(shè)和折中方案，有一定的任意性，且較難統(tǒng)一，這易導(dǎo)致相同產(chǎn)品的碳足跡評(píng)估結(jié)果出現(xiàn)差異；②部分碳足跡評(píng)估存在失效問(wèn)題，如再生紙的碳足跡通常高于原始紙，容易造成錯(cuò)誤的引導(dǎo)；③針對(duì)具體產(chǎn)品進(jìn)行碳足跡評(píng)估時(shí)，部分會(huì)影響碳足跡最終評(píng)估結(jié)果的內(nèi)容是否應(yīng)納入系統(tǒng)邊界存在不確定性，如土壤固碳作用等。

上述問(wèn)題表明，當(dāng)前的碳足跡評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)，尤其需要針對(duì)具體的產(chǎn)品門類開展更細(xì)化、精準(zhǔn)、明確的產(chǎn)品類別評(píng)估規(guī)范（PCR）。

表3　 工業(yè)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估所需數(shù)據(jù)范圍

范圍3數(shù)據(jù)的獲取更多是依賴數(shù)據(jù)庫(kù)，國(guó)外在LCA數(shù)據(jù)庫(kù)建立上起步較早，相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)主要有瑞士Ecoinvent、歐洲生命周期文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)ELCD、德國(guó)GaBi擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)、美國(guó)NREL-USLCI數(shù)據(jù)庫(kù)、韓國(guó)LCI數(shù)據(jù)庫(kù)、日本LCA公共數(shù)據(jù)庫(kù)等。亞洲范圍內(nèi)，日本、韓國(guó)、泰國(guó)等國(guó)在LCA數(shù)據(jù)庫(kù)建立上較為領(lǐng)先。此外，相關(guān)單位開發(fā)了GaBi、Simapro環(huán)境影響評(píng)估軟件，用于LCA評(píng)估。在國(guó)內(nèi)開展碳足跡研究和應(yīng)用需要基于中國(guó)本土的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，由四川大學(xué)王洪濤教授創(chuàng)建的中國(guó)生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)（Chinese reference life cycle database，CLCD）是國(guó)內(nèi)首個(gè)公開發(fā)布的中國(guó)本地生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，相關(guān)評(píng)價(jià)軟件為eFootprint。國(guó)內(nèi)還有多家科研單位、企業(yè)開發(fā)了LCA數(shù)據(jù)庫(kù)，包括中科院生態(tài)環(huán)境研究中心開發(fā)的中國(guó)LCA數(shù)據(jù)庫(kù)、清華大學(xué)開發(fā)的建材類生命周期清單網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)BELES、北京工業(yè)大學(xué)開發(fā)的材料產(chǎn)業(yè)LCA數(shù)據(jù)庫(kù)SinoCentor、同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的中國(guó)汽車替代燃料生命周期數(shù)據(jù)庫(kù)、寶鋼開發(fā)的企業(yè)產(chǎn)品LCA數(shù)據(jù)庫(kù)以及上海易碳數(shù)科發(fā)布的鋼鐵行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)等。相較于國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)仍需要基于國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)生活情況進(jìn)一步完善發(fā)展。如Ecoinvent 3.4包含歐洲及世界多國(guó)的13300多個(gè)單元過(guò)程數(shù)據(jù)集以及相應(yīng)產(chǎn)品的匯總過(guò)程數(shù)據(jù)集，GaBi 4專業(yè)及擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)共有4000多個(gè)可用數(shù)據(jù)。而國(guó)內(nèi)CLCD數(shù)據(jù)庫(kù)包含600多個(gè)大宗的能源、原材料、運(yùn)輸?shù)那鍐螖?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)相對(duì)較少。

豐富本土化碳足跡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)碳足跡研究的一大重點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)收集的碳足跡數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行判別、評(píng)價(jià)也具有重要意義，通過(guò)數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)核驗(yàn)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)等方式，對(duì)碳足跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，是保障碳足跡研究準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。碳足跡評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和背景數(shù)據(jù)，以鋼鐵產(chǎn)品為例，數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)有3個(gè)：來(lái)源、類型和時(shí)間，如表4所示。針對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、背景數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)時(shí)間、數(shù)據(jù)類型等進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，用于數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)采用5分制定量評(píng)價(jià)（3項(xiàng)累計(jì)最高15分）。對(duì)多個(gè)單元過(guò)程組成的工序（組合）的碳足跡數(shù)據(jù)質(zhì)量，通過(guò)計(jì)算其包括的所有單元過(guò)程碳足跡數(shù)據(jù)的加權(quán)平均得分來(lái)獲得。對(duì)于質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行敏感性分析或不確定性分析，檢查說(shuō)明產(chǎn)品生命周期忽略的過(guò)程、忽略的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以及主要的假設(shè)等相關(guān)因素可能對(duì)最終結(jié)果造成的影響，說(shuō)明背景數(shù)據(jù)選擇、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集與處理是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一般對(duì)單元過(guò)程碳足跡在產(chǎn)品生命周期碳足跡中占比超過(guò)10%的數(shù)據(jù)稱為敏感性高的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行約束，評(píng)分最好在3分以上。另外，對(duì)于實(shí)在無(wú)法獲取的數(shù)據(jù)，且該數(shù)據(jù)對(duì)整體貢獻(xiàn)度較小時(shí)，可忽略不計(jì)，一般建議普通物料＜1%，稀有物料＜0.1%。

表4　 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)表

表5　 溫室氣體全球變暖潛勢(shì)

電力是使用最廣泛的二次能源，一方面，在各種工業(yè)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估中，電力消耗往往占有顯著的份額；另一方面，電力作為國(guó)內(nèi)首個(gè)納入全國(guó)碳交易的行業(yè)，自身的組織碳、產(chǎn)品碳足跡評(píng)估也有重大需求。因此，基于LCA方法開展電力碳足跡評(píng)估研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在國(guó)內(nèi)研究方面，侯萍等利用國(guó)內(nèi)開發(fā)的生命周期評(píng)價(jià)軟件eBalance，計(jì)算得到全國(guó)電網(wǎng)組織碳、產(chǎn)品碳足跡排放因子的平均值分別為供電量1kWh CO ₂ -eq為0.93kg、1.03kg，其中組織碳足跡只需包含發(fā)電過(guò)程，而產(chǎn)品碳足跡的計(jì)算還需追溯電力上游燃料和原料的生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程。方愷等結(jié)合地表覆被的碳吸收能力，分類計(jì)算了不同電廠的全球平均電力碳足跡當(dāng)量[單位電力消費(fèi)量所產(chǎn)生的生命周期碳足跡，單位為10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ]，僅計(jì)算CO ₂ 形式的碳排放，系統(tǒng)邊界包括電站建設(shè)、燃料/原料開采、發(fā)電過(guò)程、輸配電和廢棄物處置等電力生產(chǎn)的全生命周期過(guò)程，計(jì)算結(jié)果為燃煤電廠（131.3×10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ）＞燃油電廠（95.8×10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ）＞燃?xì)怆姀S（56.6×10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ）＞水電（38.8×10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ）＞核電（1.9×10 ^-6 hm ² ·kWh ^-1 ）。劉韻等基于LCA方法，計(jì)算得到山西某燃煤電廠半年度的碳足跡為236.23萬(wàn)噸的CO ₂ 排放，其中，96%以上是鍋爐燃煤排放，燃煤開采和加工、尾氣脫硫置換、煤和廢棄物運(yùn)輸占比分別為3%、0.68%和0.12%，經(jīng)測(cè)算，折合單位供電量和發(fā)電量的碳足跡分別為供電量1kWh 產(chǎn)生CO ₂ -eq 0.80kg、0.73kg。婁蘭蘭采用IOA法計(jì)算了中國(guó)熱電行業(yè)的碳足跡變化，僅計(jì)算了范圍1和范圍2，其中，范圍1占絕對(duì)主導(dǎo)地位，在熱電行業(yè)碳足跡中占比達(dá)90%。Liao等計(jì)算分析了中國(guó)燃煤電廠的碳足跡，但未使用LCA方法，2009年度中國(guó)燃煤電廠的碳足跡為1kWh供電量CO ₂ -eq為0.892kg。Wang等采用LCA方法，系統(tǒng)計(jì)算分析了中國(guó)燃煤電廠的全生命周期碳排放、碳足跡及發(fā)展規(guī)律，計(jì)算邊界包括煤炭開采、煤礦采后活動(dòng)、洗煤、運(yùn)輸、燃煤發(fā)電、資源循環(huán)利用等全生命周期過(guò)程，全生命周期碳排放呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，2014年達(dá)到最大值CO ₂ -eq為3783Mt，間接碳排放量占比保持在10.7%~12%，其中2016年煤炭開采碳排放量為CO ₂ -eq為223Mt，占生命周期總排放量的6%以上，其他階段，如煤炭洗選、運(yùn)輸和無(wú)組織排放只占總排放量的不到3%；全生命周期碳足跡從2010年1kWh供電量CO ₂ -eq為0.971kg下降至2016年的0.900kg，其中燃煤發(fā)電貢獻(xiàn)近90%，具體如圖4所示。Sun等基于Matrix-based模型，計(jì)算了得到2002年、2006年中國(guó)熱電廠碳足跡分別為1kWh供電量CO ₂ -eq為1.09kg、1.19kg。

在國(guó)際研究方面，根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，燃煤電廠燃用無(wú)煙煤、煙煤和褐煤發(fā)電時(shí)的碳足跡，即1 kWh供電量CO ₂ -eq分別為0.86kg、0.87kg、1.02kg。Carbon Footprint Ltd.發(fā)布的碳足跡計(jì)算軟件中，電力碳足跡1kWh供電量CO ₂ -eq一般約為0.5kg。Mittal等、Odeh等、Messagie等和Santoyo-Castelazo等分別研究了印度（0.926kg）、英國(guó)（0.9897kg）、比利時(shí)（0.925kg）和墨西哥（1.045kg）燃煤電廠碳足跡，提高發(fā)電效率對(duì)降低電力碳足跡具有重要作用。Dalir等基于LCA方法，研究了燃?xì)鈾C(jī)組在采用聯(lián)合循環(huán)技術(shù)時(shí)的碳足跡水平，碳足跡1kWh供電量CO ₂ -eq為0.321~0.522kg。Andric等研究了生物質(zhì)摻燒對(duì)燃煤電廠碳足跡的影響，當(dāng)生物質(zhì)摻燒量達(dá)到20%時(shí)，CO ₂ 排放可減少11%~25%。

電力碳足跡背景值幾乎在所有的工業(yè)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估中均有使用，該數(shù)據(jù)的代表性、準(zhǔn)確性和全面性至關(guān)重要，但值得注意的是，在電力全生命周期過(guò)程各個(gè)階段的企業(yè)對(duì)象中，同一種類別的碳排放往往會(huì)以不同類別的范圍屬性出現(xiàn)，如圖5所示。從文獻(xiàn)分析來(lái)看，國(guó)內(nèi)外電力碳足跡評(píng)估方法基本一致，后續(xù)關(guān)鍵在于本土化數(shù)據(jù)庫(kù)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建。另外，基于精準(zhǔn)全面的碳足跡評(píng)估“摸清家底”后，如何科學(xué)有序降低碳排放是后續(xù)研究的重點(diǎn)，中國(guó)電力行業(yè)碳減排主要措施如下。①燃煤電廠生物質(zhì)摻燒。國(guó)內(nèi)很多地方政府已出臺(tái)政策，鼓勵(lì)現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組采用生物質(zhì)等零碳燃料與煤混燒。②新能源發(fā)電。與燃煤發(fā)電相比，新能源發(fā)電的碳足跡低，如核電、水電的碳足跡僅1kWh供電量CO ₂ -eq約為0.00413kg、0.0143kg。但值得注意的是，目前工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品碳足跡評(píng)估時(shí)，除了可以準(zhǔn)確測(cè)算光伏等自發(fā)自用的綠電外，從電網(wǎng)使用的電力尚不能追蹤溯源準(zhǔn)確區(qū)分其電力類別。③設(shè)備能效提升。包括全生命周期環(huán)節(jié)各設(shè)備能效提升，重點(diǎn)在于燃煤發(fā)電環(huán)節(jié)主機(jī)、輔機(jī)等設(shè)備及高壓輸電環(huán)節(jié)。④CO ₂ 捕集技術(shù)。CO ₂ 捕集成本高和大規(guī)模、低成本、高附加值的CO ₂ 資源化利用技術(shù)確實(shí)限制了該技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

鋼鐵產(chǎn)品在各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用都十分廣泛，科學(xué)精準(zhǔn)的碳足跡評(píng)估有助于推動(dòng)鋼鐵生產(chǎn)和貿(mào)易行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。中國(guó)以“高爐煉鐵-轉(zhuǎn)爐煉鋼”的長(zhǎng)流程工序?yàn)橹?，為有效?yīng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易壁壘、推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展，中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)鋼鐵行業(yè)EPD（環(huán)境產(chǎn)品聲明）平臺(tái)于2022年5月19日首發(fā)上線，將協(xié)助成員單位規(guī)范、有序地披露產(chǎn)品碳足跡等環(huán)境信息。

在國(guó)內(nèi)研究方面，高成康等利用IOA法，計(jì)算分析了中國(guó)5個(gè)典型長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品碳足跡，噸鋼碳足跡范圍在3.93~4.59t，從整個(gè)長(zhǎng)流程工序來(lái)看，煉鐵工序占比最高，以企業(yè)A為例，燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋制各個(gè)工序的單位產(chǎn)品碳足跡，即1t鋼CO ₂ -eq分別為0.474t、0.513t、3.98t、0.262t、0.264t，煉鐵工序占比超過(guò)70%?！案郀t煉鐵-轉(zhuǎn)爐煉鋼”的長(zhǎng)流程工序碳排放量明顯高于“電爐煉鋼”的短流程工序，研究表明，高爐、電爐的1t鋼CO ₂ -eq分別為2.15t、0.15t。梁聰智計(jì)算了中國(guó)2000—2009年鋼鐵行業(yè)的噸鋼碳排放，逐漸呈減低趨勢(shì)，由2000年的1t鋼CO ₂ -eq為2.61t降至2009年的1.60t。張玥等計(jì)算了南京某長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)2005—2011年的碳足跡，從2005年的1t鋼CO ₂ -eq為2.58t降至2011年的2.25t，與日本當(dāng)時(shí)的煉鋼技術(shù)（1.64t）還有一定差異。劉宏強(qiáng)等分別采用《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》、《鋼鐵碳排放指南》（考慮產(chǎn)品固碳）和LCA方法，計(jì)算某長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)碳足跡，即1t鋼CO ₂ -eq為2.116t、2.013t和2.309t，LCA的計(jì)算邊界為從鐵礦石開采選礦、煤炭洗選、原料運(yùn)輸、焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋制等直到鋼鐵產(chǎn)品的出廠，為“從搖籃到大門”，計(jì)算得到各工序的碳足跡占比分別為4.05%、3.18%、0.49%、17.08%、22.24%、1.46%、35.62%、5.31%、10.56%。Meng等提出了一種基于相關(guān)離散度的鋼鐵能源供應(yīng)鏈碳足跡定義方法，計(jì)算得到中國(guó)鋼鐵1t鋼CO ₂ -eq為1.93t。Lyu等基于LCA方法研究發(fā)現(xiàn)，球團(tuán)工藝碳足跡1t鐵球團(tuán)CO ₂ -eq為0.0585t，其中51.4%來(lái)自原材料的提取、加工和運(yùn)輸、燃料和電力，與燒結(jié)相比，球團(tuán)工藝更環(huán)保、能耗更低、更低碳排放。

在國(guó)外及國(guó)際研究方面，世界鋼鐵協(xié)會(huì)（World Steel Association，WSA）從1996年起即開始開展鋼鐵產(chǎn)品的生命周期清單研究，2012年公布的碳足跡1t鋼CO ₂ -eq為1.8t，2020年發(fā)布了不同型號(hào)鋼材的碳足跡，不同型號(hào)鋼材產(chǎn)品的碳足跡差異較大，型材、鋼筋、熱軋卷、彩涂碳足跡1t鋼CO ₂ -eq分別為1.578t、1.966t、2.343t、2.894t。2007年國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的“高爐+轉(zhuǎn)爐”長(zhǎng)流程、“電爐”短流程煉鋼的碳足跡，1t鋼CO ₂ -eq分別為1.3~1.6t、0.3~0.5t；2020年IEA發(fā)布的數(shù)據(jù)，1t鋼CO ₂ -eq分別為2.2t、0.3t。Conejo等提到先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)碳足跡水平1t鋼CO ₂ -eq為1.8t，“高爐+轉(zhuǎn)爐”的長(zhǎng)流程工序?yàn)?.80~2.00t，高爐、直接還原鐵-電爐、廢鋼-電爐分別在0.8~1.3t、1.1~1.8t和0.35~0.5t，僅通過(guò)提高能源利用效率，減排幅度很難超過(guò)10%~15%。Suer等基于LCA方法，按照“從搖籃到大門”的邊界劃分，計(jì)算分析了熱軋卷材的碳足跡1t鋼CO ₂ -eq為2.1t，高爐天然氣替代和富氫冶煉可分別實(shí)現(xiàn)減排4%和9%。Lisienko等研究發(fā)現(xiàn)“高爐+電爐”串聯(lián)比“高爐+轉(zhuǎn)爐”串聯(lián)CO ₂ 排放低，以俄羅斯某長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)為例，同時(shí)使用轉(zhuǎn)爐和電爐煉鐵（從同一個(gè)高爐獲得鐵水）有助于減少20%的CO ₂ 排放，轉(zhuǎn)爐在冶煉剩余75%、80%、85%鑄鐵情況下的碳足跡1t鋼CO ₂ -eq分別為2.048t、2.166t、2.286t。Jha等研究發(fā)現(xiàn)，鋼鐵燒結(jié)工序中采用生物質(zhì)替代焦炭可有效降低產(chǎn)品碳足跡，摻燒比例達(dá)到30%時(shí)，碳足跡可降低6%。Devasahayam等研究發(fā)現(xiàn)，高爐中摻燒2%的塑料可減少2%的碳排放。Ghanbari等研究發(fā)現(xiàn)，將常規(guī)煉鋼與多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合可以減少20%以上的CO ₂ 排放，可達(dá)1t鋼CO ₂ -eq為0.97t。Schm?le等研究發(fā)現(xiàn)燃料替代可有效減少高爐CO ₂ 排放，基礎(chǔ)工況、天然氣代替、富氫冶煉和熱成型工藝使用時(shí)候高爐噸鋼碳排放分別為1.527t、1.421t、1.235t、1.150t。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者、政府、行業(yè)協(xié)會(huì)、鋼鐵企業(yè)等各個(gè)層面已對(duì)鋼鐵產(chǎn)品碳足跡評(píng)估技術(shù)的方法、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用方面開展了較廣泛的工作，總的來(lái)說(shuō)，國(guó)際方面的相關(guān)工作起步早，發(fā)展相對(duì)較為成熟，已形成較成熟的標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證體系、數(shù)據(jù)庫(kù)。而國(guó)內(nèi)方面的工作起步較晚，發(fā)展相對(duì)滯后，在2020年以前僅有寶武集團(tuán)、包鋼、鞍鋼、馬鋼、河鋼等少數(shù)企業(yè)開展相關(guān)的研究和應(yīng)用，其中，寶武集團(tuán)最為領(lǐng)先，2003年起就開展了LCA的研究工作，對(duì)鋼鐵產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)模型進(jìn)行了開發(fā)和完善，陸續(xù)完成了熱軋板、冷軋板、鍍鋅板、硅鋼、不銹鋼等多類產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)，并將其結(jié)果用于支持綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)與認(rèn)證、綠色制造、綠色供應(yīng)鏈管理等工作，2020年以來(lái)，越來(lái)越多的鋼鐵企業(yè)開始開展產(chǎn)品碳足跡評(píng)估和披露、企業(yè)“雙碳”目標(biāo)制定、企業(yè)碳達(dá)峰路徑規(guī)劃等方面的工作。國(guó)內(nèi)鋼 鐵行業(yè)碳足跡評(píng)估需要重點(diǎn)關(guān)注和解決的問(wèn)題有：①當(dāng)前我國(guó)缺乏中國(guó)鋼鐵產(chǎn)品及其上游原材料的碳排放因子基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，這制約了我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)工作的開展，且由于缺乏本土數(shù)據(jù)庫(kù)，加大了中國(guó)鋼鐵產(chǎn)品出口歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家時(shí)的綠色貿(mào)易壁壘；②缺乏成熟的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作開展碳足跡評(píng)估的平臺(tái)，使得當(dāng)前各鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品LCA及碳足跡評(píng)價(jià)工作往往是單打獨(dú)斗，很難形成合力，不利于我國(guó)鋼鐵行業(yè)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；③我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品碳足跡評(píng)估相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善，標(biāo)準(zhǔn)只是集中在鋼鐵大類評(píng)估方法框架等方面，缺乏如鋼鐵產(chǎn)品碳標(biāo)簽、碳管理等其他環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)以及更細(xì)致的鋼鐵產(chǎn)品類別的碳足跡評(píng)價(jià)與披露的標(biāo)準(zhǔn)；④當(dāng)前我國(guó)嚴(yán)重缺乏同時(shí)掌握鋼鐵產(chǎn)品工藝又熟悉產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)、碳管理等方面的專業(yè)人才，這將影響鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)工作的開展速度和質(zhì)量。因而，未來(lái)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展將更加側(cè)重于標(biāo)準(zhǔn)體系完善、本土數(shù)據(jù)庫(kù)搭建、行業(yè)合作平臺(tái)的開發(fā)和推廣、人才培養(yǎng)等方面發(fā)展。

在鋼鐵行業(yè)減碳方面，世界鋼鐵協(xié)會(huì)提出了鋼鐵工業(yè)六大減碳途徑，如圖6所示，從時(shí)間尺度上，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況按近、中、長(zhǎng)期來(lái)實(shí)施，且在實(shí)施之前，采用碳足跡評(píng)估的方法準(zhǔn)確摸清“碳家底”，是后續(xù)科學(xué)降碳的關(guān)鍵，尤其是針對(duì)中國(guó)占比最高的“高爐+轉(zhuǎn)爐”長(zhǎng)流程工藝。

水泥行業(yè)是能源、資源消耗密集型工業(yè)，從燃料/原料開采、運(yùn)輸、水泥生產(chǎn)直至再生循環(huán)的整個(gè)生命周期，中國(guó)是世界上水泥生產(chǎn)第一大國(guó)，開展水泥碳足跡評(píng)估，并科學(xué)引導(dǎo)水泥工業(yè)降碳，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)雙碳目標(biāo)的重點(diǎn)之一。

在國(guó)內(nèi)研究方面，李曉鵬等參照PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得到某典型水泥企業(yè)水泥的碳足跡1t水泥CO ₂ -eq為0.614t。姜睿等針對(duì)熟料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的水泥，測(cè)算了大型新型干法（＞4kt-熟料/d）、中型新型干法（2~4kt-熟料/d）、小型新型干法（<2kt-熟料/d）和立窯（<2kt-熟料/d）1t水泥CO ₂ -eq分別為0.573t、0.588t、0.609t、0.619t，基于LCA方法算得全國(guó)水泥碳足跡為0.698t。白文琦等基于LCA方法，分別對(duì)硅酸鹽水泥（P.I及P.II型）、普通硅酸鹽水泥（P.O型）、礦渣硅酸鹽水泥（P.S.A及P.S.B型）、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P.P型）、復(fù)合硅酸鹽水泥（P.C型）和粉煤灰硅酸鹽水泥（P.F型）8種水泥進(jìn)行碳足跡評(píng)估，結(jié)果1t水泥CO ₂ -eq分別為0.933t、0.890t、0.779~0.890t、0.507~0.762t、0.336~0.507t、0.592~0.762t、0.507~0.762t、0.592~0.762t。秦于茜基于LCA方法，也對(duì)上述8個(gè)典型水泥品種進(jìn)行了碳足跡評(píng)估，指標(biāo)略有提升，推測(cè)是因?yàn)榄h(huán)保要求提高所致。楊李寧等基于LCA方法，計(jì)算重慶水泥出廠前碳足跡1t水泥CO ₂ -eq為0.668t，其中CaCO ₃ 分解占比最高，為57.29%，燃料燃燒占比為38.33%。Shen等采用LCA方法研究發(fā)現(xiàn)，鎂水泥碳足跡比硅酸鹽水泥更大，前者比后者高出0.079~0.395t。Zhang等采用LCA方法研究發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽水泥和熟料的碳足跡1t水泥CO ₂ -eq分別為1.056t、1.008t，其各自生產(chǎn)階段的碳足跡分別為0.950t、0.917t。

在國(guó)外及國(guó)際研究方面，世界可持續(xù)發(fā)展商務(wù)委員會(huì)2009年公布的水泥熟料碳足跡1t水泥CO ₂ -eq為0.866t，Ernst等采用LCA方法，計(jì)算得到硅酸鹽類水泥和硅酸鹽水泥熟料碳足跡1t水泥CO ₂ -eq分別為1～1.2t和0.87t。Barcelo等研究發(fā)現(xiàn)水泥碳足跡大部分來(lái)自石灰石煅燒，設(shè)計(jì)需要更少石灰石的新熟料是降低水泥碳足跡的重要手段之一，設(shè)計(jì)的新型熟料（不同配方、不同比例碳足跡在0.570~1.271t）與傳統(tǒng)硅酸鹽熟料（0.816）相比，碳足跡可減少20%~30%。

水泥是各類基礎(chǔ)建設(shè)的重要原材料，近年來(lái)已有許多文獻(xiàn)對(duì)水泥全生命周期碳足跡開展了研究，評(píng)估方法基本一致，但現(xiàn)有大部分文獻(xiàn)中均未涉及水泥作為混凝土的膠凝材料使用后碳化過(guò)程中固碳量測(cè)算。水泥碳足跡主要是石灰石煅燒和燃料燃燒，水泥行業(yè)碳減排措施主要如下：①提高能源效率，不同工藝的水泥窯熱耗及能源效率如表6所示；②余熱發(fā)電減碳，水泥熟料鍛燒過(guò)程中排掉的300℃以下低溫廢氣余熱可用于余熱發(fā)電，其熱量占水泥熟料燒成總耗熱量的33％左右；③燃料或原料替代，燃料替代包括煤氣、生物質(zhì)、工業(yè)有機(jī)固廢等替代煤，原料替代包括電石渣等工業(yè)固廢替代石灰石；④熟料替代，如文獻(xiàn)所述，不同配方、不同比例新型熟料使用后，水泥碳足跡可顯著減低。⑤CCUS等其他減排措施。

表6　 不同水泥窯工藝的熱耗

石油和化工行業(yè)作為保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)原材料、交通運(yùn)輸工具等燃料的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，如歐盟95%以上的工業(yè)產(chǎn)品原材料依賴于石油和化工行業(yè)生產(chǎn)，因此，獲得石油和化工行業(yè)的產(chǎn)品碳足跡評(píng)估數(shù)據(jù)是其他行業(yè)碳足跡評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

在國(guó)內(nèi)研究方面，馬玉蓮等對(duì)氯堿工業(yè)中的聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)品進(jìn)行了碳足跡評(píng)估計(jì)算，計(jì)算結(jié)果1t產(chǎn)品CO ₂ -eq約為1.765t。沈毅基于全生命周期3E方法對(duì)煤制油工藝進(jìn)行了全面分析，得出直接和間接工藝過(guò)程的碳足跡分別為852.34g/MJ和996.03g/MJ。于涵等基于LCA對(duì)CO ₂ -DMC（碳酸二甲酯）產(chǎn)業(yè)鏈碳足跡進(jìn)行了評(píng)估計(jì)算，考察了各工藝在不同能源供應(yīng)情景下產(chǎn)業(yè)鏈的碳足跡情況，結(jié)果表明單位產(chǎn)品碳足跡CO ₂ -eq為0.70~1.67t。孫瀟磊等參照PAS 2050標(biāo)準(zhǔn)，以某企業(yè)生產(chǎn)的瀝青產(chǎn)品為研究對(duì)象，得到“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜芷谔甲阚ECO ₂ -eq為2.958t。雷昕儒對(duì)甲醇的兩條以煤為原料的氣化路線進(jìn)行了碳足跡分析，得出煤直接氣化和煤化學(xué)鏈氣化的碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq分別為0.56t、0.274t。羅仁英對(duì)煤氣化+液氫、煤氣化+氣氫、煤熱解+液氫、煤熱解+氣氫4種煤氣化制氫氫氣方案進(jìn)行全生命周期碳足跡評(píng)估，計(jì)算結(jié)果1t產(chǎn)品CO ₂ -eq分別為27.05t、23.84t、12.54t和9.33t。張楚珂等對(duì)聚丙烯的三條制化方法進(jìn)行了LCA計(jì)算，催化裂化、煉化一體化、MTO工藝生產(chǎn)的聚丙烯碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq分別為0.206t、0.968t、5.979t。田濤等對(duì)己內(nèi)酰胺全生命周期碳足跡評(píng)估結(jié)果1t產(chǎn)品CO ₂ -eq為12.55t。卜慶佳等對(duì)乙二醇的煤制（CTEG）路線和天然氣制（NGTEG）路線進(jìn)行了碳足跡評(píng)估，結(jié)果1t產(chǎn)品CO ₂ -eq分別為9.039t和5.745t。趙志仝對(duì)多種化工產(chǎn)品的多種路線進(jìn)行了碳排放計(jì)算，在烯烴生產(chǎn)上，石油和天然氣凝析液路線的產(chǎn)品全生命周期碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq為1.7~2.4t，以煤和CO ₂ 為原料的路線的產(chǎn)品全生命周期碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq為8.0~9.0t。李泉鑫等對(duì)煤制聚丙烯的HDDM-TO和GLLMTP工藝分別進(jìn)行了計(jì)算，得出碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq分別為7.95t、7.40t。孟春江以某煤制甲醇廠進(jìn)行了IPCC方法計(jì)算分析，邊界是整個(gè)煤制甲醇廠，得出二氧化碳排放主要在生產(chǎn)過(guò)程，占99%。

在國(guó)外及國(guó)際研究方面，Wang等參照ISO 14040對(duì)等離子體輔助甲烷轉(zhuǎn)化合成氣進(jìn)行了全生命周期的GWP計(jì)算，在使用不同國(guó)家考慮國(guó)家正常電力結(jié)構(gòu)的情況下，碳足跡在0.018～0.24kg/mol合成氣，最低的是法國(guó)，最高的是中國(guó)。Burmistrz等依照ISO 14072、ISO14040、ISO14044對(duì)使用褐煤和次煙煤在分別應(yīng)用GE Energy/Texaco（GET）和Shell（SH）兩種制氫工藝下的氫氣產(chǎn)品碳足跡進(jìn)行評(píng)估，特殊之處在于研究團(tuán)隊(duì)除了將煤炭開采、煤炭機(jī)械處理、運(yùn)輸、氣化轉(zhuǎn)化列為生命周期階段外，還納入了CO ₂ 的捕集和封存階段。計(jì)算結(jié)果顯示得到SH工藝以次煙煤和褐煤為原料時(shí)碳足跡1t產(chǎn)品CO2-eq分別為19.4t、25.3t，GE工藝使用次煙煤當(dāng)原料時(shí)為21.7t。同時(shí)，研究結(jié)果表明在使用二氧化碳捕集與封存后，生產(chǎn)1t氫氣的二氧化碳排放值可降低72%~79%。Garcia Herrero等參照ISO14040、ISO14044對(duì)西班牙的氯堿聯(lián)合產(chǎn)品（NaOH和Cl ₂ 、H ₂ 成一定比例的產(chǎn)品）的新技術(shù)氧去極化陰極法與傳統(tǒng)的膜技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，得出膜技術(shù)的碳足跡1t產(chǎn)品CO ₂ -eq為2.28~3.14t，新技術(shù)的碳足跡為2.27t。Khoo等對(duì)CO ₂ 電化學(xué)還原乙烯進(jìn)行了碳足跡評(píng)估，得出大規(guī)模的還原乙烯碳足跡為0.65~3t。Kumar等對(duì)印度的合成氣制尿素產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了LCA碳足跡評(píng)估，得出每公噸尿素的碳足跡為0.714t。Guilera等對(duì)沼氣催化甲烷法制合成天然氣做了LCA評(píng)估，得出碳足跡為0.414t。Kang等對(duì)CO ₂ 電化學(xué)制甲酸進(jìn)行了LCA評(píng)估，得出碳足跡為1.502t。Gallego-Villada等考察了使用改進(jìn)系統(tǒng)時(shí)催化劑合成諾卜醇（nopol）的碳足跡，為13t。

總體看來(lái)，在研究石油和化工產(chǎn)業(yè)的碳足跡文獻(xiàn)中，幾乎都采用了生命周期法。國(guó)外的研究文獻(xiàn)多以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，以商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和企業(yè)獲取等方式作為數(shù)據(jù)來(lái)源。國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)來(lái)源往往會(huì)取大型工業(yè)示范企業(yè)的公開值或行業(yè)區(qū)域均值，無(wú)法保證計(jì)算結(jié)果的精確度和普遍適用性。在評(píng)估模型中若對(duì)某項(xiàng)數(shù)據(jù)采用缺省值時(shí)，一般使用IPCC指南等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，一般很難貼合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)結(jié)果的本土化。由于石油和化工產(chǎn)品的下游加工和應(yīng)用路徑眾多，因此通常對(duì)其產(chǎn)品碳足跡評(píng)估都是“搖籃到大門”。并且由于石油和化工行業(yè)步驟繁多，導(dǎo)致排放點(diǎn)源數(shù)量多，種類雜，在進(jìn)行清單分析時(shí)功能單位的取舍很難保證數(shù)據(jù)的全面性和可靠性，將影響結(jié)果的可信度。另外，多篇國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)表明，電力是化工合成的主要排放因素，研究使用不同的發(fā)電配比對(duì)應(yīng)的碳足跡以獲得最小的碳排放是現(xiàn)在及未來(lái)重要的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)的主要研究方向?yàn)榻⒉l(fā)展適合我國(guó)石油和化工行業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且對(duì)化工合成產(chǎn)品的生命周期邊界進(jìn)行擴(kuò)展，如在煤制氫行業(yè)中，將氫氣產(chǎn)品下游應(yīng)用的碳足跡納入研究框架，如對(duì)燃料電池汽車氫能路徑進(jìn)行生命周期碳足跡分析，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的生命周期評(píng)價(jià)。在現(xiàn)有的研究中，較多的是單路徑化工流程內(nèi)各環(huán)節(jié)的縱向比較和原料相同的化工合成不同路徑的橫向比較，對(duì)不同原料，如煤化工行業(yè)對(duì)不同煤種之間的橫向比較的研究較少。對(duì)于碳足跡評(píng)估的結(jié)果解釋缺少不確定性分析，除此之外，在碳足跡評(píng)估時(shí)應(yīng)能兼顧經(jīng)濟(jì)性方面，對(duì)社會(huì)和環(huán)境效益進(jìn)行全面可持續(xù)性的評(píng)估。

化工行業(yè)主要碳減排措施有：①碳源頭減排。通過(guò)“電氣化”實(shí)現(xiàn)石油和化工企業(yè)的低碳化，大力發(fā)展可再生能源在化工企業(yè)的應(yīng)用。同時(shí)通過(guò)化工產(chǎn)業(yè)的有機(jī)耦合，如需要消耗氫氣的煤化工產(chǎn)業(yè)與能夠副產(chǎn)氫氣的石油化工和天然氣化工產(chǎn)業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氫碳互補(bǔ)。②過(guò)程減排。在生產(chǎn)過(guò)程中采用各種節(jié)能減耗的措施提高生產(chǎn)效率，在反應(yīng)中科學(xué)合理地使用催化劑進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，并盡可能地利用余熱余能。③碳捕集回收。對(duì)產(chǎn)生的二氧化碳廢氣進(jìn)行回收利用，如碳捕集封存（CCS）、超臨界CO ₂ 發(fā)電、CO ₂ 制干冰等。石油和化工項(xiàng)目由于靠近原料地，具有地理封存優(yōu)勢(shì)，尤其是煤化工和石油化工產(chǎn)業(yè)，可以充分利用CO ₂ 驅(qū)油封存、煤層封存等。④公共工程碳減排。盡量取消企業(yè)的自建鍋爐，降低燃料燃燒所造成的碳排放，采用電驅(qū)或電汽同驅(qū)的方式，利用副產(chǎn)減少能量的浪費(fèi)。通過(guò)投建企業(yè)配套的風(fēng)/光/儲(chǔ)電廠達(dá)到能量就近利用，減少輸送損失。

面對(duì)當(dāng)前復(fù)雜的國(guó)際關(guān)系及日益激烈的國(guó)際低碳經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)，建立完善的碳足跡評(píng)估體系是我國(guó)碳中和背景下綠色、低碳發(fā)展的必然選擇。雖然學(xué)術(shù)上對(duì)碳足跡的定義尚未完全統(tǒng)一，但更多傾向于從全生命周期來(lái)進(jìn)行闡述，并根據(jù)具體的研究對(duì)象及數(shù)據(jù)獲取難易程度，來(lái)確定參照標(biāo)準(zhǔn)、邊界劃分及數(shù)據(jù)獲取方式。我國(guó)在包括產(chǎn)品級(jí)在內(nèi)的微觀層面碳足跡研究方面起步較晚，基于全生命周期評(píng)估方法的碳足跡評(píng)估方法尚處于初級(jí)階段。構(gòu)建各行業(yè)領(lǐng)域精確化、標(biāo)準(zhǔn)化的碳足跡評(píng)估技術(shù)體系，并準(zhǔn)確摸清“碳家底”是實(shí)現(xiàn)各行業(yè)領(lǐng)域科學(xué)、精準(zhǔn)降碳的關(guān)鍵，從全生命周期的角度核算全流程中燃料燃燒、生產(chǎn)過(guò)程中的物料收支及產(chǎn)出、凈購(gòu)入電力熱力等造成的直接、間接碳排放，是碳足跡評(píng)估體系得以推行的技術(shù)保障。

綜上所述，在中國(guó)全面推進(jìn)碳足跡評(píng)估技術(shù)尚面臨以下問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

（1）多領(lǐng)域全生命周期全流程的本土化碳排放數(shù)據(jù)庫(kù)尚待完善，現(xiàn)有研究多依賴國(guó)外的數(shù)據(jù)庫(kù)及計(jì)算軟件，中國(guó)的重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域碳排放量更大，工藝流程更復(fù)雜（尤以鋼鐵行業(yè)最為突出），碳排放節(jié)點(diǎn)多、來(lái)源廣（用電/熱、燃料、物料等），現(xiàn)有的本土化數(shù)據(jù)庫(kù)多依賴于文獻(xiàn)值或統(tǒng)計(jì)值，數(shù)據(jù)精細(xì)度不夠，難以支撐全生命周期、全工藝過(guò)程的碳足跡評(píng)估計(jì)算。如何實(shí)現(xiàn)多行業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜多排放節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，面臨較大挑戰(zhàn)。

（2）高精度、標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際互認(rèn)的碳足跡評(píng)估方法體系尚待構(gòu)建?，F(xiàn)有碳足跡評(píng)估方法主要有LCA方法（自下而上）、IOA方法（自上而下）和混合法等，即便是同樣采用LCA方法，當(dāng)邊界劃分方式、數(shù)據(jù)獲取方式等不同時(shí)，也不會(huì)造成較大的結(jié)果差異。不同區(qū)域、不同場(chǎng)景及方法體系下的測(cè)算結(jié)果差異極大影響了產(chǎn)品的橫向?qū)?biāo)及未來(lái)碳足跡指標(biāo)的國(guó)際互認(rèn)，如國(guó)內(nèi)測(cè)算的部分本土碳排放數(shù)據(jù)較國(guó)外低了10%~15%。因此，如何建立針對(duì)不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)估方法，并爭(zhēng)取國(guó)際互認(rèn)，面臨較大挑戰(zhàn)。

（3）碳足跡和碳減排量化評(píng)估相結(jié)合的研究還不夠深入，碳足跡支撐低碳化方案實(shí)施的標(biāo)志化示范項(xiàng)目較少。當(dāng)前針對(duì)重點(diǎn)工業(yè)控排行業(yè)的碳核算僅注重總量的核算，難以支撐碳減排技術(shù)路線的精準(zhǔn)制定。基于LCA方法，構(gòu)建針對(duì)不同行業(yè)、領(lǐng)域、流程的碳減排量化分析評(píng)估技術(shù)體系，統(tǒng)籌考慮各行業(yè)減排潛力、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)，構(gòu)建區(qū)域級(jí)碳排放綜合管理示范，可“以點(diǎn)帶面”推動(dòng)碳足跡評(píng)估技術(shù)推廣應(yīng)用和發(fā)展，更有效助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

在碳足跡領(lǐng)域?qū)τ谔寂欧帕亢怂惴椒ǖ倪M(jìn)一步探索，也可推動(dòng)核算科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的碳足跡評(píng)估體系的建立。當(dāng)前碳排放權(quán)交易體系核算標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，碳排放核算尚未考慮整體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的碳足跡分析和評(píng)估，如部分物料使用及副產(chǎn)物的處理所造成的碳排放尚未納入全生命周期碳排放核算體系中。此外，當(dāng)前的碳排放核算還需解決核算工作機(jī)制不完善、方法體系相對(duì)落后、能源消費(fèi)及部分化石能源碳排放因子統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)偏差大、碳排放核算結(jié)果缺乏年度連續(xù)性等問(wèn)題。因而需要針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)，系統(tǒng)化發(fā)展碳足跡評(píng)估方法并形成標(biāo)準(zhǔn)，有效解決上述問(wèn)題，并逐步擴(kuò)充碳排放權(quán)交易體系的涵蓋范圍，將甲烷、氧化亞氮等溫室氣體逐步納入碳排放權(quán)交易體系。

另外，產(chǎn)品碳足跡的研究還需要跟產(chǎn)品碳標(biāo)簽結(jié)合起來(lái)。從本質(zhì)上說(shuō)，產(chǎn)品的碳標(biāo)簽是其碳足跡的展現(xiàn)形式，碳足跡是碳標(biāo)簽的理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，兩個(gè)概念具有互相依存的關(guān)系。碳標(biāo)簽研究缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而LCA作為微觀層面最主要的碳足跡核算方法，卻尚未有研究將其與碳標(biāo)簽評(píng)估連接起來(lái)。厘清碳足跡、碳標(biāo)簽的關(guān)系，形成碳標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)化體系和評(píng)估方法，最終建立覆蓋面廣、使用方便快速、計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確的平臺(tái)化產(chǎn)品，有利于碳足跡、碳標(biāo)簽真正發(fā)揮對(duì)節(jié)能減排降碳的促進(jìn)作用。而基于碳足跡、碳標(biāo)簽評(píng)估，發(fā)展綠色低碳技術(shù)認(rèn)證、綠色產(chǎn)品認(rèn)證（EPD），可助推國(guó)內(nèi)各行業(yè)低碳發(fā)展，且對(duì)出口技術(shù)、產(chǎn)品時(shí)突破碳名義下的關(guān)稅壁壘具有現(xiàn)實(shí)意義。