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雙橋(廈門)有限公司2023年度
葡萄糖與果葡糖漿(42/55)
碳足跡評價報告
委托方:雙橋(廈門)有限公司
受托方:北京工商大學
2024年7月
目錄
葡萄糖、果葡糖漿42型和55型碳足跡評價報告........................................................ 1
本項目受雙橋(廈門)有限公司有限公司委托,由北京工商大學完成。研究的目的是以生命周期評價方法為基礎,利用eFootprint在線生命周期評價(LCA)系統計算得到以淀粉等為原料的葡萄糖、果葡糖漿42型、葡糖漿55型產品的碳足跡分別1033.37kgCO2eq/t產品、1020.69kgCO2eq/t產品、1060.66kgCO2eq/t產品。
為了滿足碳足跡第三方認證及與各相關方溝通的需要,本報告的功能單位定義為生產1t產品。系統邊界為“從搖籃到大門”類型,即從資源開采到產品出廠,主要包括原料開采與購買-產品生產過程。
報告中對生產葡萄糖、果葡糖漿42型、葡糖漿55型的碳足跡做了對比分析。從物質獲取對碳足跡貢獻來看,原材料淀粉的生產對GWP的貢獻最大,分別為87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽對葡萄糖生產的GWP貢獻量第二、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第三,分別為5.71%、6.09%、6.46%。能源電力對葡萄糖GWP的貢獻量第三、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第二,分別為4.88%、6.20%、8.29%。其余原料貢獻量均不足2%。
研究過程中,數據質量被認為是最重要的考慮因素之一。本次數據收集和選擇的指導原則是:數據盡可能具有代表性,主要體現在生產商、技術、地域、時間等方面。產品生產生命周期主要過程活動數據來源于企業現場調研的初級數據。大部分國內生產的大宗原材料的排放因子數據來源于CLCD數據庫。本研究所選用的數據在國內外LCA研究中被高度認可和應用。
葡萄糖、果葡糖漿42型和55型生命周期評價報告
本研究的研究對象為:葡萄糖、果葡糖漿42型、果葡糖漿55型,具體信息如下:
產品類別:淀粉與淀粉制品加工
形狀與形態:溶液型液體
本報告以生產1t產品為功能單位。
報告代表行業LCA-代表市場或技術平均水平(采用行業/技術/多家企業資料),時間、地理、技術代表性如下:
(1) 時間代表性:2023年
(2) 地理代表性:中國
(3) 技術代表性,包括以下方面:
l 工藝設備:雙酶法生產工藝
l 主要原料:淀粉、鹽酸、燒堿等
l 主要能耗:電力
l 生產規模: 20萬噸淀粉糖
本研究的系統邊界為生命周期-生產階段 (從資源開采到產品出廠),主要包括
圖1-1 淀粉糖生產工藝流程圖
LCA模型圖:
圖1-2 LCA模型圖
本研究采用的取舍規則以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。具體規則如下:
l 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;總共忽略的物料重量不超過 5%;
l 低價值廢物作為原料,如粉煤灰、礦渣、秸稈、生活垃圾等,可忽略其上游生產數據;
l 大多數情況下,生產設備、廠房、生活設施等可以忽略;
l 在選定環境影響類型范圍內的已知排放數據不應忽略.
本研究選擇氣候變化(Climate Change,GWP)環境影響類型指標進行了計算。
表1-1環境影響類型指標
環境影響類型指標 | 影響類型指標單位 | 主要清單物質 |
氣候變化 | kg CO2 eq. | CO2,CH4,N2O… |
注:eq是equivalent的縮寫,意為當量。例如氣候變化指標是以CO2為基準物質,其他各種溫室氣體按溫室效應的強弱都有各自的CO2當量因子,因此產品生命周期的各種溫室氣體排放量可以各自乘以當量因子,累加得到氣候變化指標總量(通常也稱為產品碳足跡,Product Carbon Footprint, PCF),其單位為kg CO2 eq.。
數據質量代表LCA研究的目標代表性與數據實際代表性之間的差異,本報告的數據質量評估方法采用CLCD方法。
CLCD方法對模型中的消耗與排放清單數據,從①清單數據來源與算法、②時間代表性、③地理代表性、④技術代表性等四個方面進行評估,并對關聯背景數據庫的消耗,評估其與上游背景過程匹配的不確定度。完成清單不確定度評估后,采用解析公式法計算不確定度傳遞與累積,得到LCA結果的不確定度。
本研究采用eFootprint軟件系統,建立了葡萄糖、果葡糖漿42型、果葡糖漿55型生命周期模型,并計算得到LCA結果。eFootprint軟件系統是由億科環境科技有限公司研發的在線LCA分析軟件,支持全生命周期過程分析,并內置了中國生命周期基礎數據庫(CLCD)、歐盟ELCD數據庫和瑞士的Ecoinvent數據庫。
研究過程中用到的中國生命周期基礎數據庫(CLCD)是由億科開發,基于中國基礎工業系統生命周期核心模型的行業平均數據庫。CLCD數據庫包括國內主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數據集。
在eFootprint軟件中建立的葡萄糖、果葡糖漿42型、果葡糖漿55型LCA模型,其生命周期過程使用的背景數據來源見下表:
表1-2背景數據來源表
清單名稱 | 所屬過程 | 數據集名稱 | 數據庫名稱 | 備注 |
淀粉 | 生產1t產品 | maize starch | Ecoinvent 3.1 | 淀粉 |
電力 | 生產1t產品 | 華東電網電力 | CLCD-China 0.9 | 電力 |
鹽酸 | 生產1t產品 | 鹽酸 | CLCD-China-ECER 0.8 | 鹽酸 |
燒堿 | 生產1t產品 | 液體燒堿 | CLCD-China-ECER 0.8 | 燒堿 |
蒸汽 | 生產1t產品 | 蒸汽 | CLCD-China 0.9 | 蒸汽 |
水 | 生產1t產品 | 自來水 | CLCD-China 0.9 | 水 |
(1)過程基本信息
過程名稱:生產1t葡萄糖
過程邊界:原材料采集-產品出門
(2)數據代表性
主要數據來源:代表行業平均數據
企業名稱:雙橋(廈門)有限公司
產地:中國
基準年:2023
工藝設備:雙酶法
主要原料:淀粉、鹽酸、燒堿等
主要能耗:電力、蒸汽
生產規模:生產1噸葡萄糖
表2-1葡萄糖過程清單數據表
類型 | 清單名稱 | 數量 | 單位 | 上游數據來源 |
產品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.713 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 電力 | 62.78 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 鹽酸 | 9.283 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 燒堿 | 13.445 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 蒸汽 | 0.186 | t | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 水 | 1.871 | t | CLCD-China 0.9.0 |
(1)過程基本信息
過程名稱:生產1t果葡糖漿42型
過程邊界:原材料采集-產品出門
(2)數據代表性
主要數據來源:代表行業平均數據
企業名稱:雙橋(廈門)有限公司
產地:中國
基準年:2023
工藝設備:雙酶法
主要原料:淀粉、鹽酸、純堿等
主要能耗:電力、蒸汽
生產規模:生產1噸果葡糖漿42型
表2-2果葡糖漿42型過程清單數據表
類型 | 清單名稱 | 數量 | 單位 | 上游數據來源 |
產品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.694 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 電力 | 78.78 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 鹽酸 | 7.504 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 燒堿 | 9.269 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 蒸汽 | 0.196 | t | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 水 | 2.207 | t | CLCD-China 0.9.0 |
(1)過程基本信息
過程名稱:生產1t果葡糖漿55型
過程邊界:原材料采集-產品出門
(2)數據代表性
主要數據來源:代表行業平均數據
企業名稱:雙橋(廈門)有限公司
產地:中國
基準年:2023
工藝設備:雙酶法
主要原料:淀粉、鹽酸、純堿等
主要能耗:電力、蒸汽
生產規模:生產1噸果葡糖漿55型過
表2-3果葡糖漿55型過程清單數據表
類型 | 清單名稱 | 數量 | 單位 | 上游數據來源 |
產品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.691 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 電力 | 109.24 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 鹽酸 | 14.492 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 燒堿 | 18.491 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 蒸汽 | 0.216 | t | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 水 | 2.920 | t | CLCD-China 0.9.0 |
在eFootprint上建模計算得生產1t葡萄糖、果葡糖漿42型和55型的LCA計算結果,計算指標為GWP。
表3-1產品LCA結果
環境影響類型指標 | 影響類型指標單位 | 葡萄糖LCA結果 | 果葡糖漿42型LCA結果 | 果葡糖漿55型LCA結果 |
GWP | kg CO2 eq | 1.033E+003 | 1.021E+003 | 1.061E+003 |
過程累積貢獻是指該過程直接貢獻及其所有上游過程的貢獻(即原料消耗所貢獻)的累加值。由于過程通常是包含多條清單數據,所以過程貢獻分析其實是多項清單數據靈敏度的累積。
表3-2 LCA累積貢獻結果
過程名稱 | 葡萄糖GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖漿42型GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖漿55型GWP (kg CO2 eq) |
生產1t產品 | 1.033E+003 | 1.021E+003 | 1.061E+003 |
電力 | 50.505 | 63.376 | 87.88 |
淀粉 | 905.643 | 881.509 | 877.698 |
鹽酸 | 7.851 | 6.346 | 12.256 |
燒堿 | 10.101 | 6.964 | 13.892 |
蒸汽 | 59.018 | 62.191 | 68.537 |
水 | 0.256 | 0.302 | 0.399 |
以主要實景過程:產品生產和全球氣候變化指標GWP的柱狀圖、雙餅圖。
圖3-1 葡萄糖生產過程的GWP柱狀圖
圖3-2 果葡糖漿42型生產過程的GWP柱狀圖
圖3-3 果葡糖漿55型生產過程的GWP柱狀圖
圖3-4 葡萄糖生產過程的GWP雙餅圖
圖3-5 果葡糖漿42型生產過程的GWP雙餅圖
圖3-6 果葡糖漿55型生產過程的GWP雙餅圖
葡萄糖、果葡糖漿42型、葡糖漿55型的碳足跡做了對比分析。從物質獲取對碳足跡貢獻來看,原材料淀粉的生產對GWP的貢獻最大,分別為87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽對葡萄糖生產的GWP貢獻量第二、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第三,分別為5.71%、6.09%、6.46%。能源電力對葡萄糖GWP的貢獻量第三、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第二,分別為4.88%、6.20%、8.29%。其余原料貢獻量均不足2%
清單數據靈敏度是指清單數據單位變化率引起的相應指標變化率。通過分析清單數據對各指標的靈敏度,并配合改進潛力評估,從而辨識最有效的改進點。表中羅列了GWP (kg CO2 eq)靈敏度>0.5%的清單數據。
清單名稱 | 所屬過程 | 葡萄糖GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖漿42型GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖漿55型GWP (kg CO2 eq) |
生產1t產品 | 淀粉 | 87.6% | 86.3% | 82.7% |
生產1t產品 | 蒸汽 | 5.71% | 6.09% | 6.46% |
生產1t產品 | 電力 | 4.88% | 6.20% | 8.28% |
生產1t產品 | 燒堿 | 0.97% | 0.68% | 1.30% |
生產1t產品 | 鹽酸 | 0.75% | 0.62% | 1.15% |
表3-3清單數據靈敏度表
生命周期模型數據模型中上游生產數據完整,無需補充。
報告采用CLCD質量評估方法,在eF系統上完成對模型清單數據的不確定度評估。本報告研究類型為行業LCA-代表市場或技術平均水平(采用行業/技術/多家企業資料),得到數據質量評估評估結果見表。
表4-1 葡萄糖LCA數據質量評估結果
指標名稱 | 縮寫(單位) | LCA結果 | 結果不確定度 | 結果上下限 (95%置信區間) |
氣候變化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.03E+003 | ±11.11% | [9.19E+002,1.15E+003] |
表4-2 果葡糖漿42型LCA數據質量評估結果
指標名稱 | 縮寫(單位) | LCA結果 | 結果不確定度 | 結果上下限 (95%置信區間) |
氣候變化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.02E+003 | ±10.95% | [9.09E+002,1.13E+003] |
表4-3 果葡糖漿55型LCA數據質量評估結果
指標名稱 | 縮寫(單位) | LCA結果 | 結果不確定度 | 結果上下限 (95%置信區間) |
氣候變化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.06E+003 | ±10.52% | [9.49E+002,1.17E+003] |
葡萄糖、果葡糖漿42型、葡糖漿55型的碳足跡做了對比分析。從物質獲取對碳足跡貢獻來看,原材料淀粉的生產對GWP的貢獻最大,分別為87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽對葡萄糖生產的GWP貢獻量第二、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第三,分別為5.71%、6.09%、6.46%。能源電力對葡萄糖GWP的貢獻量第三、對果葡糖漿42型和葡糖漿55型的貢獻量第二,分別為4.88%、6.20%、8.29%。其余原料貢獻量均不足2%
建議如下:
1、三種產品生命周期接近90%GWP排放來源于原料淀粉的獲取,因此在原料綠色供應鏈的選擇上,應盡量選擇能夠提供綠色產品的企業,建立企業的綠色供應鏈,定期開展綠色供應鏈評價。并要求上游供應鏈企業提供產品碳足跡報告,以提產品的碳足跡數值準確度。
2、葡糖漿55型產品生命周期GWP排放電力的貢獻量明顯大于其他兩種產品,因此應選取節能減排設備,提高能源電力的利用效率。
3、定期進行第三方生命周期評價工作。