典型電力電纜碳足跡核算標準化現狀及建設思考

摘 要：完善的碳足跡核算標準體系是促進電力電纜產業乃至我國電力裝備行業低碳發展的重要保障。本文結合當前典型電力電纜碳足跡核算工作和標準應用現狀，梳理了核算中的關鍵過程，詳細討論了標準應用過程中的不足，特別是論述了數據質量對碳足跡核算的重要性，并對碳足跡核算標準化的工作重點和發展路徑提出了建議，為促進電力電纜全產業鏈的低碳轉型提供了借鑒。

關鍵詞：電力電纜，碳足跡，標準化，全生命周期

0 引 言

隨著“雙碳”戰略的逐步落地，越來越多的電力工程開始關注電工裝備自身的碳排放，隨之而來的“綠色采購”模式，更是將電工裝備特別是應用廣泛的電力電纜碳足跡的核算提到了至關重要的位置[1，2]。因此，厘清電力電纜全生命周期碳足跡有助于電力行業構建“綠色工程”體系來節能降碳，促進行業低碳轉型[3]。

國內外電力電纜行業廣泛使用的碳足跡評估標準主要有3種[4-7]，PAS2050：2011《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》，ISO14067：2018《溫室氣體-產品碳足跡-量化要求和指南》和ISO 14064-3：2019《溫室氣體聲明審定與核查的規范及指南》。顯然這3項標準為通用性標準，并非針對電力電纜制定，因此在使用過程中的可操作性不強。我國針對商品和服務全生命周期碳排放的核算標準有GB/T 24040-2008《環境管理 生命周期評價 原則與框架》和GB/T 24044-2008《環境管理 生命周期評價 要求與指南》，兩個標準發布距今已超15年，其可借鑒性有待商榷。作為使用電力電纜的重要企業，國家電網有限公司于2024年發布了企業標準Q/GDW 12395-2024《電纜及附件生產制造過程碳排放評價技術導則》，建立了國內電網用電纜及附件生產制造過程碳排放評價體系與生命周期碳排放核算方法，以期助力電力電纜的“綠色采購”，但目前鮮有對該標準應用情況的分析報道[8]。

本文基于當前電力電纜生產企業采用上述標準的應用現狀進行分析，揭示了我國電力行業電力電纜碳足跡核算的不足之處。針對這些不足，提出了標準未來的工作重點和發展路徑。為我國利用好“碳足跡”工具形成能源電力領域的綠色可持續發展提供參考[9]。

1 碳足跡核算標準的關鍵過程

1.1 核算目標及范圍確定

電纜的功能單位通常被定義為“1km電纜”，系統邊界則為電纜產品生產活動及非生產活動的部分生命周期[10]，從“搖籃到大門”類型，即涵蓋了原材料生產、運輸、產品生產、運輸階段產生的排放。典型電纜碳足跡核算系統邊界示意圖如圖1所示。資本設備的生產及維修，次要原材料及輔料獲取和運輸以及商務活動產生的運輸等未包括在內，這是由于本部分內容按比例折算的數據較小，基本不超過3%，因此可忽略。另外，在電纜生產過程中會產生具有一定價值的廢料，根據污染者付費原則，其處理過程不在系統邊界內。

1.2 數據質量要求

（1）實景數據

無論是國際標準還是國內標準，對碳足跡核算實景過程數據質量要求一般都包括代表性、完整性和準確性，并且需要確保數據在時間、地理和技術等方面與所核算目標范圍一致。

為了滿足上述要求，并確保計算結果的可靠性，在核算過程中首先選擇來自生產商和供應商直接提供的初級數據。這包括電纜原材料和能源消耗數據，電纜生產過程中能源、自然資源的消耗量，以及溫室氣體、廢棄物和可再生廢料排放量，同時還應統計原材料和電纜產品運輸過程中的能量消耗和溫室氣體排放。由于該類型數據直接來源于可計量的生產核算，并且可以通過物料平衡分析和歷史資料對照等方式相互驗證，因此其數據的可靠性最優，是各類碳足跡核算研究最重要的基礎數據。

（2）數據庫數據

當初級數據不可得時，盡量選擇代表區域平均和特定技術條件下的次級數據，次級數據大部分選擇來自第三方專業機構驗證的生命周期評價研究數據庫，常用的數據庫以及優缺點如表1所示。

而當所需數據無法通過實景進行核算，也無法通過數據庫獲取時，各類標準均建議采用近似替代的方式選擇數據庫中相應數據。例如：在核算運輸過程碳排放量時，CLCD公布的載重6t的中型汽運碳足跡因子為0.16kgCO2e/（t?km），而載重10t的重型汽運碳足跡因子為0.14kgCO2e/（t?km）。當電纜運輸量為8t時，則既可按照0.16kgCO2e/（t?km）核算，亦可按照0.14kgCO2e/（t?km）核算。

1.3 核算模型與計算方法

典型電力電纜的碳足跡核算模型通常基于生命周期評價方法建立，由系統邊界內各個單元過程的碳足跡累加得出[10]。原材料獲取階段碳足跡模型C原如式（1），制造階段的碳足跡模型C制如式（2）。

C原 = CR + CF+ CT （1）

式中：C原— 原材料獲取階段碳足跡，kgCO2eq；

CR — 原材料生產的碳足跡，kgCO2eq；

CF — 化石能源生產的碳足跡，kgCO2eq；

CT — 原材料運輸的碳足跡，kgCO2eq。

C原 = CE + CD – CRW （2）

式中：C制 — 制造階段碳足跡，kgCO2eq；

CE — 能源使用的碳足跡，kgCO2eq；

CD — 廢棄物處置的碳足跡，kgCO2eq；

CRW — 可再生廢料替代的初生原材料碳足跡，kgCO2eq。

核算過程的取舍規則采用各項原材料投入占產品重量或過程總投入的重量比為依據，當普通物料重量<1%產品重量時，以及含稀貴或高純成分的物料重量<0.1%產品重量時，可忽略該物料的上游生產數據。

而單個過程碳足跡水平的計算方法如公式（3）所示。

C=∑n i=1 Mi×fi×GWPi（3）

式中：C — 單個工藝的碳足跡水平，kg CO2eq；

M — 各階段初級活動水平數據；

f — 排放因子，取自數據庫。

GWP為全球變暖潛勢值，來自于聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）方法。

2 標準化建設思考

2.1 基本數據獲取需嚴格

GHG 的核算體系對溫室氣體核算與報告設定了范圍1（直接排放）、范圍2（電力排放）和范圍3（其他）這3個類型。對3份基于前述標準而編制的電纜碳足跡報告進行統計發現，范圍3在電纜全壽命周期的碳排放占比高達70%以上。根據標準要求，范圍1和范圍2可以通過精準的表計計量，在配合排放因子以及前述公式即可得出。但占據主導地位的范圍3，不僅包括了全部的運輸環節，還涉及到商務活動，員工活動以及供應鏈、產品使用或處置等諸多環節[11]，是電纜全價值鏈的排放。

對于范圍3的碳排放核算，標準中依然采用與范圍1和范圍2相同的“活動水平×排放因子”方法進行。但在實際的統計中，范圍3的活動水平包含過于廣泛，電纜企業需要考察和統計較長上下游產業鏈的排放水平，有些上下游企業甚至不屬于電纜行業，因此活動水平的獲取困難重重，導致核算報告利用標準中的“取舍規則”將過程產品和服務的碳排放量排除在外。這種排除手段可以根據數據獲取情況自由實施，這也造成了碳排放量核算的隨意性和不可重現性。所以，標準在具體執行時，在明確系統邊界的基礎上，不應局限于生產制造階段碳足跡，而應厘清電纜全生命周期的各階段、各工藝，確定具體核算節點數量，要求核算單位對每個節點的活動水平進行調查，杜絕核算人員自由取舍數據情況的發生。

2.2 數據庫數據精度應把控

無論是國內的C L C D 數據庫還是國外的Ecoinvent數據庫，其基礎數據來源都是各類企業的產品生命周期清單和環境影響數據。這些數據經過數據處理系統清洗、驗證和標準化后，才能構建龐大的數據庫來支撐碳排放量的計算[12]。盡管數據量已經較大，但由于不同國家和地區的能源結構、生產工藝和環保政策不同，同一種原材料或產品隱含的碳排放或碳足跡會隨著時間和其他因素（如：氣候、交通狀況等）的變化而變化，如果一味使用處理后的統一數據，則最終結果必將忽略這些變化，無法準確反映碳足跡在不同時間或條件下的真實情況，對數據精度造成較大影響。但是，要求面向全社會產品碳足跡核算的數據庫能體現細分的行業差異、企業差異、產品差異、過程差異、技術差異和時空差異，并能為下游應用端可視化查詢、可差異化比選提供基礎，這顯然也是目前技術手段無法達到的[12]。

為了解決上述難題，典型產品碳足跡核算標準中必須對數據庫的種類、版本進行明確。在此基礎上，梳理產品的工藝特性和核算節點，制定不同數據庫下的原材料、服務等碳足跡因子缺省值選用原則，規范具體核算方法，保證使用缺省數據計算的碳足跡結果與實際數據更接近，確保數據精度。

2.3 環境影響評價待重視

標準制定的初衷是為了解決某項產業發展過程中的技術問題，而標準的使用又是提升產品質量和安全，促進產業可持續發展的重要手段[13]。特別是在“雙碳”戰略背景下，碳足跡核算體系的建立也為量化評價電纜產品的環境影響特性提供了策略，便于政府和企業根據碳足跡數據厘清環境影響指標，從而有針對性地提出行業低碳發展策略，實現產業鏈的低碳轉型。

鑒于此，典型電纜的碳足跡核算標準化應逐步以環境影響分析為目的開展，在完成碳排放量核算的同時，對產品各工藝過程考察非生物資源消耗（ADP）、酸化潛勢（AP）、水體富營養化潛勢（EP）、人體潛在毒性（HTP）等數據指標，并按照工藝過程確定各項占比，分析指標可降低的程度，助力全產業鏈碳中和。

3 結 語

本文針對國內典型電纜生產制造過程碳排放評價技術相關標準的應用開展了分析，按照標準的要求探討了電纜碳足跡核算的關鍵過程和計算方法。基于核算過程和現實情況，討論了現行標準的不足和電纜碳足跡標準化下一步的發展方向，特別指出標準中應加強對碳足跡數據質量和精度的重視，并且不能局限于碳足跡核算，而應以環境影響評價為目的，以碳足跡核算為手段，共同助力產業鏈的低碳發展。

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