「當(dāng)前以歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制和電池法規(guī)為代表的綠色貿(mào)易壁壘逐步落地以及供應(yīng)鏈碳足跡披露要求越來越嚴(yán)苛，LCA數(shù)據(jù)庫建設(shè)已成為我國“雙碳”相關(guān)研究與應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，建立符合國際規(guī)范和本國國情的中國本土高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫迫在眉睫」

在“雙碳”背景下，越來越多的行業(yè)企業(yè)啟動產(chǎn)品碳足跡的量化工作，產(chǎn)品碳足跡采用的方法是生命周期評價（Life Cycle Assessment, LCA）方法，此方法是一種定量評估產(chǎn)品或服務(wù)在整個生命周期內(nèi)（從原材料采集、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用，到廢棄處理）對環(huán)境影響的方法。作為一種推動環(huán)境保護(hù)的重要工具，LCA能夠提供關(guān)于產(chǎn)品或服務(wù)生命周期內(nèi)對環(huán)境影響的全面信息，因此常常用于環(huán)保政策指定、產(chǎn)品設(shè)計、綠色采購和環(huán)保標(biāo)簽等領(lǐng)域。

對產(chǎn)品開展生命周期評價往往需要大量的數(shù)據(jù)支撐，通常會使用到兩種類型的數(shù)據(jù)：實(shí)景數(shù)據(jù)（Foreground data）與背景數(shù)據(jù)（Background data）。

01 實(shí)景數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)均為產(chǎn)品碳足跡評價不可少的數(shù)據(jù)

實(shí)景數(shù)據(jù)是直接與被評估的產(chǎn)品或服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，通常包括產(chǎn)品或服務(wù)的生產(chǎn)、使用和廢棄處理等階段的直接能源消耗、物料消耗和排放等信息，實(shí)景數(shù)據(jù)通常需要通過實(shí)地調(diào)查或從特定的企業(yè)或組織獲?。槐尘皵?shù)據(jù)是與被評估的產(chǎn)品或服務(wù)間接相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如用于生產(chǎn)產(chǎn)品的能源或原材料的生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸?shù)?，背景?shù)據(jù)通常通過調(diào)用各種公共或商業(yè)LCA/碳足跡數(shù)據(jù)庫獲得。

根據(jù)LCA相關(guān)核算標(biāo)準(zhǔn)，對于企業(yè)核算產(chǎn)品碳足跡而言，實(shí)景數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)于背景數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?shí)景數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映了對應(yīng)產(chǎn)品真實(shí)的生產(chǎn)過程，而使用背景數(shù)據(jù)則是在進(jìn)行一種近似替代，是在用數(shù)據(jù)庫中某種產(chǎn)品生產(chǎn)的平均水平替代當(dāng)前核算產(chǎn)品的特定生產(chǎn)情況，這也就帶來了潛在的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，即背景數(shù)據(jù)和實(shí)際情況的差距，會影響最終核算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在開展特定產(chǎn)品的生命周期評價工作時，為了得到最真實(shí)可信的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)盡量擴(kuò)展實(shí)景數(shù)據(jù)的收集邊界，即除了企業(yè)實(shí)際控制的生產(chǎn)過程外，應(yīng)盡力向上追溯供應(yīng)鏈的實(shí)景數(shù)據(jù)。強(qiáng)勢的鏈主企業(yè)（如蘋果）通?？梢岳盟麄冊诠?yīng)鏈中的話語權(quán)，強(qiáng)制要求供應(yīng)商披露零部件的生命周期影響，進(jìn)而得到相對準(zhǔn)確的最終產(chǎn)品環(huán)境（碳）足跡。然而這樣的供應(yīng)鏈調(diào)查通常費(fèi)時費(fèi)力，其中又涉及諸多例如數(shù)據(jù)保密這樣的問題，最重要的是，供應(yīng)商提供的計算結(jié)果，也是基于大量使用背景數(shù)據(jù)庫計算得到的，不能從根本上解決上述提到的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

02 高質(zhì)量本土背景數(shù)據(jù)庫的缺失，制約中國產(chǎn)品碳足跡評價結(jié)果的準(zhǔn)確性

在產(chǎn)品開展生命周期評價或碳足跡核算的過程中，由于數(shù)據(jù)的可得性的限制，使用背景數(shù)據(jù)庫是不可避免的，數(shù)據(jù)庫的使用可以極大的降低企業(yè)開展產(chǎn)品生命周期評價/產(chǎn)品碳足跡核算的門檻（即不需要完整的調(diào)查整個供應(yīng)鏈），在這種情況下，為了提高生命周期評價/產(chǎn)品碳足跡核算的準(zhǔn)確性和可信度，需要保證背景數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，即選取的數(shù)據(jù)庫需要盡可能的貼合特定產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)情況。

當(dāng)前在國內(nèi)生產(chǎn)制造產(chǎn)品的碳足跡核算或生命周期評價中，通常選用的有兩類數(shù)據(jù)庫，一類是以碳足跡排放因子為主體的碳排放因子數(shù)據(jù)集合；另一類是以單元過程和LCI數(shù)據(jù)集為主體的LCI數(shù)據(jù)庫。

碳排放因子數(shù)據(jù)集合

以碳足跡排放因子為主體的碳排放因子數(shù)據(jù)集合一般是通過收集整理公開渠道發(fā)表的文獻(xiàn)或報告中的各類材料、能源、產(chǎn)品的碳足跡核算結(jié)果，整理為碳排放因子形成數(shù)據(jù)集合，供背景數(shù)據(jù)需求用戶使用。這類數(shù)據(jù)庫因?yàn)槿狈y(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、模型和結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格來講不能稱之為數(shù)據(jù)庫，只能稱之為數(shù)據(jù)集合。這類數(shù)據(jù)集合雖然可以為用戶提供背景數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品碳足跡核的算，但其數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，經(jīng)不起認(rèn)證和推敲，在采用此類數(shù)據(jù)庫計算的結(jié)果往往在國際市場上無法獲得認(rèn)可。采用這類數(shù)據(jù)集合作為背景數(shù)據(jù)的好處是計算過程簡單，但該類數(shù)據(jù)集合存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，具體體現(xiàn)在：

1. 不透明：碳排放因子來源的產(chǎn)品模型具體采用哪個背景數(shù)據(jù)庫的哪些單元過程數(shù)據(jù)集、邊界是怎樣的、做了哪些假設(shè)和取舍、怎樣構(gòu)建的模型、采用何種LCIA方法等信息均未不透明，因而數(shù)據(jù)質(zhì)量未知；

2. 不一致：由于數(shù)據(jù)集合的來源較多，而這些來自不同來源的數(shù)據(jù)采用背景數(shù)據(jù)庫、建模的規(guī)則和采用的LCIA方法常常不完全相同，缺乏一致性；

3. 代表性差：數(shù)據(jù)集合中的數(shù)據(jù)多為文獻(xiàn)中獲取，而文獻(xiàn)開展碳足跡評價基于的實(shí)景數(shù)據(jù)通常是采用某一個具體公司的某一款具體的產(chǎn)品調(diào)研的數(shù)據(jù)得到的，用這類數(shù)據(jù)作為代表行業(yè)平均的數(shù)據(jù)并不合理；

4. 不系統(tǒng)：數(shù)據(jù)集合中各碳排放因子不是基于統(tǒng)一的模型系統(tǒng)、按照統(tǒng)一的規(guī)范和流程生成的，無法統(tǒng)一更新迭代；

5. 結(jié)果追溯困難：利用該類碳排放因子進(jìn)行產(chǎn)品進(jìn)行碳足跡核算，無法做到向上的層層追溯，不利于對結(jié)果開展貢獻(xiàn)分析，支撐降碳方案的制定。

LCI數(shù)據(jù)庫

LCI數(shù)據(jù)庫是開展產(chǎn)品碳足跡評價（LCA）中較為常用的數(shù)據(jù)庫，它的特點(diǎn)主要為：

1. LCI數(shù)據(jù)庫是基于一套統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)要求建立的數(shù)據(jù)系統(tǒng)；

2. 具有規(guī)范的數(shù)據(jù)庫管理流程和規(guī)則；

3. 面向用戶的數(shù)據(jù)（包括單元過程數(shù)據(jù)集、LCI數(shù)據(jù)集、LCIA因子）具有可追溯性，一般具有清晰的數(shù)據(jù)說明文檔，具有最大限度的透明度；

4. 是經(jīng)過共同的系統(tǒng)模型將單元過程數(shù)據(jù)構(gòu)建模型生成LCI數(shù)據(jù)集的過程產(chǎn)生的，具有統(tǒng)一性。

綜上可以看出LCI數(shù)據(jù)庫是較為可靠的背景數(shù)據(jù)來源。

而當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的LCI數(shù)據(jù)庫主要為瑞士的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫、德國的GaBi數(shù)據(jù)庫等國際數(shù)據(jù)庫。Ecoinvent：Ecoinvent數(shù)據(jù)庫以其高質(zhì)量、全面的生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)著稱，涵蓋了各種產(chǎn)品、過程和服務(wù)。該數(shù)據(jù)庫在環(huán)境影響評估模型的選取和結(jié)果解釋上，提供了較為詳盡的方法論和文獻(xiàn)引證，使得數(shù)據(jù)的透明度很高。

GaBi：GaBi是一個整合了LCA軟件和數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)庫覆蓋多個行業(yè)，并且特別在建筑和汽車產(chǎn)業(yè)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。此外，GaBi的數(shù)據(jù)集在更新頻率上比其他數(shù)據(jù)庫更高，尤其是在針對特定工藝和技術(shù)的數(shù)據(jù)更新方面。

這兩個數(shù)據(jù)庫無論在覆蓋范圍、數(shù)據(jù)量還是數(shù)據(jù)質(zhì)量均處行業(yè)領(lǐng)先地位。但是兩款數(shù)據(jù)庫開發(fā)基于的生產(chǎn)數(shù)據(jù)大部分源于歐洲企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)或者歐洲的行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，基于上述的歐洲數(shù)據(jù)，又通過近似替代生成了全球（GLO）或是歐洲域外（ROW）的數(shù)據(jù)集，其中關(guān)于更是中國（CN）的數(shù)據(jù)又是寥寥無幾。以Ecoinvent為例，18000多條數(shù)據(jù)中只有714條數(shù)據(jù)為中國數(shù)據(jù)，占比不到4%；而在這些標(biāo)記為中國的數(shù)據(jù)中很大一部分又直接使用歐洲的數(shù)據(jù)進(jìn)行近似替代，并未真正調(diào)查中國本土的實(shí)際情況，如在“1000MW核電站建造”數(shù)據(jù)集中，地理范圍為中國（CN）的單元過程完全照搬了瑞士（CH）的單元過程活動數(shù)據(jù)。中國作為制造業(yè)大國，擁有全球最全的工業(yè)品門類產(chǎn)業(yè)鏈以及最龐大的產(chǎn)業(yè)集群，很多產(chǎn)品的制造工藝和能效都達(dá)到了全球前列的水準(zhǔn)。然而在本土制造的工業(yè)產(chǎn)品實(shí)際的生命周期建模中，由于本土LCA數(shù)據(jù)庫的缺失，咨詢提供方或是企業(yè)自身都在大量使用全球平均（GLO）或是除歐洲外的全球平均（ROW）數(shù)據(jù)進(jìn)行近似替代，這給生命周期評價（碳足跡）的最終結(jié)果引入了極大的不確定性。

下面將從歐盟的產(chǎn)品環(huán)境足跡核算標(biāo)準(zhǔn)（PEF）中對數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的幾個維度出發(fā)，列舉使用外國商業(yè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行中國制造產(chǎn)品環(huán)境（碳）足跡核算時會產(chǎn)生的一些問題：

技術(shù)代表性（Technological representativeness）

國外的LCA數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可能無法準(zhǔn)確反映中國特有的技術(shù)和工藝。中國的生產(chǎn)方式、設(shè)備和工藝可能與歐美等地區(qū)存在較大的差異，這些差異在國外的以歐美企業(yè)為主要數(shù)據(jù)源的LCA數(shù)據(jù)庫中可能無法得到充分的體現(xiàn)。

地理代表性（Geographical representativeness）

中國的能源結(jié)構(gòu)有其獨(dú)特性。例如，中國的電力供應(yīng)主要依賴煤炭，而在許多歐洲國家，電力供應(yīng)則主要來自核能和可再生能源。假設(shè)我們在進(jìn)行例如電子產(chǎn)品這樣的離散型組裝產(chǎn)品的LCA評價時，這種電力結(jié)構(gòu)差異會導(dǎo)致調(diào)用背景數(shù)據(jù)庫進(jìn)行替代的上游零部件對應(yīng)的環(huán)境負(fù)荷，與中國的實(shí)際情況差距較大。此外，不同國家對于危廢物品的排放濃度和處置標(biāo)準(zhǔn)有著不同的規(guī)范，在這樣的差異下隨意的使用外國商業(yè)數(shù)據(jù)庫的全球平均背景數(shù)據(jù)進(jìn)行替代，也可能會導(dǎo)致最終的核算結(jié)果和真實(shí)情況大幅偏離。

時間代表性（Temporal representativeness）

中國的工業(yè)環(huán)境和技術(shù)發(fā)展在過去十幾年中發(fā)生了快速變化，但國外的LCA數(shù)據(jù)庫的更新頻率可能無法及時跟上這些變化。例如Ecoinvent中的光伏上下游組件的生產(chǎn)數(shù)據(jù)大多取自05年左右西歐工廠的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，描述的是層壓板規(guī)格為156cm*156cm的產(chǎn)品。當(dāng)前中國光伏企業(yè)早就不再制造這種規(guī)格的產(chǎn)品，并且工藝和生產(chǎn)效率也大大提升，繼續(xù)使用這樣低質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫支撐光伏產(chǎn)品的LCA評價，不但結(jié)果準(zhǔn)確性堪憂，也會大大打擊光伏企業(yè)推進(jìn)綠色制造的積極性。

完整性（Completeness）

LCA數(shù)據(jù)庫中任意一個單元過程可能涉及成百上千中間流和基本流的輸入輸出，對應(yīng)原輔料、能源的消耗和主副產(chǎn)品的產(chǎn)生，以及整個生產(chǎn)過程和環(huán)境的交互（如自然資源消耗和環(huán)境排放等）。國外的數(shù)據(jù)提供方往往只能通過公開行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)獲得中國特定產(chǎn)品的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，缺乏對于中國企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程和實(shí)測數(shù)據(jù)的認(rèn)知。這樣的數(shù)據(jù)集在開發(fā)過程中往往只能“抓大放小”，即盡可能覆蓋主要的輸入輸出流，忽略相對“細(xì)微”的消耗和排放，降低在完整性方面的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求。這樣做可能有以下兩個問題：第一，大量細(xì)微影響的累積之和可能超越標(biāo)準(zhǔn)限制（LCA中的取舍原則）；第二，某種看似細(xì)微的輸入輸出可能在某種環(huán)境足跡方面的影響巨大。

實(shí)際上，上述的幾個數(shù)據(jù)質(zhì)量評價維度是部分交疊的，例如對于某一種產(chǎn)品制造過程，不同的國家（地理代表性）對應(yīng)不同的制造業(yè)發(fā)展階段（時間代表性），擁有不同的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)效率（技術(shù)代表性），他們組合在一起共同構(gòu)建了LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量評價體系，使用者應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮各個維度重點(diǎn)關(guān)注的信息。

下面以國內(nèi)某鉛酸蓄電池代表企業(yè)生產(chǎn)的閥控式鉛蓄電池為例剖析一下國際數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)代替中國數(shù)據(jù)帶來的結(jié)果差異。

閥控式鉛蓄電池生產(chǎn)的主原料是鉛及鉛化合物，鉛及鉛化合物的生產(chǎn)來自原生精煉鉛和再生精煉鉛。其中，原生精煉鉛即從鉛礦開采、選礦得到鉛精礦，鉛精礦運(yùn)輸?shù)较掠瓮ㄟ^冶煉得到粗鉛，最終再通過一些列的熔煉和電解精煉得到精煉鉛。具體工藝見圖1。

圖1 原生精煉鉛生產(chǎn)的系統(tǒng)邊界圖

經(jīng)過LCA建模分析，基于中國電池企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況核算結(jié)果為1.74kgCO2eq/kg電池產(chǎn)品；Ecoinvent數(shù)據(jù)庫中同種類別的閥控式鉛蓄電池生產(chǎn)的碳排放為3.30kgCO2eq/kg電池產(chǎn)品，二者幾乎差了一倍。

03 結(jié)語

產(chǎn)品碳足跡評價需以LCA方法學(xué)和數(shù)據(jù)庫作為支撐，我國LCA工作起步較晚，雖然近些年來積累了一定的工作基礎(chǔ)，但依然缺乏較為統(tǒng)一、透明且公開完善的本土化數(shù)據(jù)庫，瑞士、歐盟、德國、美國等國外數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的地域性，無法完全滿足我國企業(yè)需求。當(dāng)前以歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制和電池法規(guī)為代表的綠色貿(mào)易壁壘逐步落地以及供應(yīng)鏈碳足跡披露要求越來越嚴(yán)苛，LCA數(shù)據(jù)庫建設(shè)已成為我國“雙碳”相關(guān)研究與應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，建立符合國際規(guī)范和本國國情的中國本土高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫迫在眉睫。