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双桥(厦门)有限公司2023年度
葡萄糖与果葡糖浆(42/55)
碳足迹评价报告
委托方:双桥(厦门)有限公司
受托方:北京工商大学
2024年7月
目录
葡萄糖、果葡糖浆42型和55型碳足迹评价报告........................................................ 1
本项目受双桥(厦门)有限公司有限公司委托,由北京工商大学完成。研究的目的是以生命周期评价方法为基础,利用eFootprint在线生命周期评价(LCA)系统计算得到以淀粉等为原料的葡萄糖、果葡糖浆42型、葡糖浆55型产品的碳足迹分别1033.37kgCO2eq/t产品、1020.69kgCO2eq/t产品、1060.66kgCO2eq/t产品。
为了满足碳足迹第三方认证及与各相关方沟通的需要,本报告的功能单位定义为生产1t产品。系统边界为“从摇篮到大门”类型,即从资源开采到产品出厂,主要包括原料开采与购买-产品生产过程。
报告中对生产葡萄糖、果葡糖浆42型、葡糖浆55型的碳足迹做了对比分析。从物质获取对碳足迹贡献来看,原材料淀粉的生产对GWP的贡献最大,分别为87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽对葡萄糖生产的GWP贡献量第二、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第三,分别为5.71%、6.09%、6.46%。能源电力对葡萄糖GWP的贡献量第三、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第二,分别为4.88%、6.20%、8.29%。其余原料贡献量均不足2%。
研究过程中,数据质量被认为是最重要的考虑因素之一。本次数据收集和选择的指导原则是:数据尽可能具有代表性,主要体现在生产商、技术、地域、时间等方面。产品生产生命周期主要过程活动数据来源于企业现场调研的初级数据。大部分国内生产的大宗原材料的排放因子数据来源于CLCD数据库。本研究所选用的数据在国内外LCA研究中被高度认可和应用。
葡萄糖、果葡糖浆42型和55型生命周期评价报告
本研究的研究对象为:葡萄糖、果葡糖浆42型、果葡糖浆55型,具体信息如下:
产品类别:淀粉与淀粉制品加工
形状与形态:溶液型液体
本报告以生产1t产品为功能单位。
报告代表行业LCA-代表市场或技术平均水平(采用行业/技术/多家企业资料),时间、地理、技术代表性如下:
(1) 时间代表性:2023年
(2) 地理代表性:中国
(3) 技术代表性,包括以下方面:
l 工艺设备:双酶法生产工艺
l 主要原料:淀粉、盐酸、烧碱等
l 主要能耗:电力
l 生产规模: 20万吨淀粉糖
本研究的系统边界为生命周期-生产阶段 (从资源开采到产品出厂),主要包括
图1-1 淀粉糖生产工艺流程图
LCA模型图:
图1-2 LCA模型图
本研究采用的取舍规则以各项原材料投入占产品重量或过程总投入的重量比为依据。具体规则如下:
l 普通物料重量<1%产品重量时,以及含稀贵或高纯成分的物料重量<0.1%产品重量时,可忽略该物料的上游生产数据;总共忽略的物料重量不超过 5%;
l 低价值废物作为原料,如粉煤灰、矿渣、秸秆、生活垃圾等,可忽略其上游生产数据;
l 大多数情况下,生产设备、厂房、生活设施等可以忽略;
l 在选定环境影响类型范围内的已知排放数据不应忽略.
本研究选择气候变化(Climate Change,GWP)环境影响类型指标进行了计算。
表1-1环境影响类型指标
环境影响类型指标 | 影响类型指标单位 | 主要清单物质 |
气候变化 | kg CO2 eq. | CO2,CH4,N2O… |
注:eq是equivalent的缩写,意为当量。例如气候变化指标是以CO2为基准物质,其他各种温室气体按温室效应的强弱都有各自的CO2当量因子,因此产品生命周期的各种温室气体排放量可以各自乘以当量因子,累加得到气候变化指标总量(通常也称为产品碳足迹,Product Carbon Footprint, PCF),其单位为kg CO2 eq.。
数据质量代表LCA研究的目标代表性与数据实际代表性之间的差异,本报告的数据质量评估方法采用CLCD方法。
CLCD方法对模型中的消耗与排放清单数据,从①清单数据来源与算法、②时间代表性、③地理代表性、④技术代表性等四个方面进行评估,并对关联背景数据库的消耗,评估其与上游背景过程匹配的不确定度。完成清单不确定度评估后,采用解析公式法计算不确定度传递与累积,得到LCA结果的不确定度。
本研究采用eFootprint软件系统,建立了葡萄糖、果葡糖浆42型、果葡糖浆55型生命周期模型,并计算得到LCA结果。eFootprint软件系统是由亿科环境科技有限公司研发的在线LCA分析软件,支持全生命周期过程分析,并内置了中国生命周期基础数据库(CLCD)、欧盟ELCD数据库和瑞士的Ecoinvent数据库。
研究过程中用到的中国生命周期基础数据库(CLCD)是由亿科开发,基于中国基础工业系统生命周期核心模型的行业平均数据库。CLCD数据库包括国内主要能源、交通运输和基础原材料的清单数据集。
在eFootprint软件中建立的葡萄糖、果葡糖浆42型、果葡糖浆55型LCA模型,其生命周期过程使用的背景数据来源见下表:
表1-2背景数据来源表
清单名称 | 所属过程 | 数据集名称 | 数据库名称 | 备注 |
淀粉 | 生产1t产品 | maize starch | Ecoinvent 3.1 | 淀粉 |
电力 | 生产1t产品 | 华东电网电力 | CLCD-China 0.9 | 电力 |
盐酸 | 生产1t产品 | 盐酸 | CLCD-China-ECER 0.8 | 盐酸 |
烧碱 | 生产1t产品 | 液体烧碱 | CLCD-China-ECER 0.8 | 烧碱 |
蒸汽 | 生产1t产品 | 蒸汽 | CLCD-China 0.9 | 蒸汽 |
水 | 生产1t产品 | 自来水 | CLCD-China 0.9 | 水 |
(1)过程基本信息
过程名称:生产1t葡萄糖
过程边界:原材料采集-产品出门
(2)数据代表性
主要数据来源:代表行业平均数据
企业名称:双桥(厦门)有限公司
产地:中国
基准年:2023
工艺设备:双酶法
主要原料:淀粉、盐酸、烧碱等
主要能耗:电力、蒸汽
生产规模:生产1吨葡萄糖
表2-1葡萄糖过程清单数据表
类型 | 清单名称 | 数量 | 单位 | 上游数据来源 |
产品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.713 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 电力 | 62.78 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 盐酸 | 9.283 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 烧碱 | 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)过程基本信息
过程名称:生产1t果葡糖浆42型
过程边界:原材料采集-产品出门
(2)数据代表性
主要数据来源:代表行业平均数据
企业名称:双桥(厦门)有限公司
产地:中国
基准年:2023
工艺设备:双酶法
主要原料:淀粉、盐酸、纯碱等
主要能耗:电力、蒸汽
生产规模:生产1吨果葡糖浆42型
表2-2果葡糖浆42型过程清单数据表
类型 | 清单名称 | 数量 | 单位 | 上游数据来源 |
产品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.694 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 电力 | 78.78 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 盐酸 | 7.504 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 烧碱 | 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)过程基本信息
过程名称:生产1t果葡糖浆55型
过程边界:原材料采集-产品出门
(2)数据代表性
主要数据来源:代表行业平均数据
企业名称:双桥(厦门)有限公司
产地:中国
基准年:2023
工艺设备:双酶法
主要原料:淀粉、盐酸、纯碱等
主要能耗:电力、蒸汽
生产规模:生产1吨果葡糖浆55型过
表2-3果葡糖浆55型过程清单数据表
类型 | 清单名称 | 数量 | 单位 | 上游数据来源 |
产品 | 葡萄糖 | 1 | t | -- |
消耗 | 淀粉 | 0.691 | t | Ecoinvent 3.1.0 |
消耗 | 电力 | 109.24 | kWh | CLCD-China 0.9.0 |
消耗 | 盐酸 | 14.492 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 |
消耗 | 烧碱 | 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上建模计算得生产1t葡萄糖、果葡糖浆42型和55型的LCA计算结果,计算指标为GWP。
表3-1产品LCA结果
环境影响类型指标 | 影响类型指标单位 | 葡萄糖LCA结果 | 果葡糖浆42型LCA结果 | 果葡糖浆55型LCA结果 |
GWP | kg CO2 eq | 1.033E+003 | 1.021E+003 | 1.061E+003 |
过程累积贡献是指该过程直接贡献及其所有上游过程的贡献(即原料消耗所贡献)的累加值。由于过程通常是包含多条清单数据,所以过程贡献分析其实是多项清单数据灵敏度的累积。
表3-2 LCA累积贡献结果
过程名称 | 葡萄糖GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖浆42型GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖浆55型GWP (kg CO2 eq) |
生产1t产品 | 1.033E+003 | 1.021E+003 | 1.061E+003 |
电力 | 50.505 | 63.376 | 87.88 |
淀粉 | 905.643 | 881.509 | 877.698 |
盐酸 | 7.851 | 6.346 | 12.256 |
烧碱 | 10.101 | 6.964 | 13.892 |
蒸汽 | 59.018 | 62.191 | 68.537 |
水 | 0.256 | 0.302 | 0.399 |
以主要实景过程:产品生产和全球气候变化指标GWP的柱状图、双饼图。
图3-1 葡萄糖生产过程的GWP柱状图
图3-2 果葡糖浆42型生产过程的GWP柱状图
图3-3 果葡糖浆55型生产过程的GWP柱状图
图3-4 葡萄糖生产过程的GWP双饼图
图3-5 果葡糖浆42型生产过程的GWP双饼图
图3-6 果葡糖浆55型生产过程的GWP双饼图
葡萄糖、果葡糖浆42型、葡糖浆55型的碳足迹做了对比分析。从物质获取对碳足迹贡献来看,原材料淀粉的生产对GWP的贡献最大,分别为87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽对葡萄糖生产的GWP贡献量第二、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第三,分别为5.71%、6.09%、6.46%。能源电力对葡萄糖GWP的贡献量第三、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第二,分别为4.88%、6.20%、8.29%。其余原料贡献量均不足2%
清单数据灵敏度是指清单数据单位变化率引起的相应指标变化率。通过分析清单数据对各指标的灵敏度,并配合改进潜力评估,从而辨识最有效的改进点。表中罗列了GWP (kg CO2 eq)灵敏度>0.5%的清单数据。
清单名称 | 所属过程 | 葡萄糖GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖浆42型GWP (kg CO2 eq) | 果葡糖浆55型GWP (kg CO2 eq) |
生产1t产品 | 淀粉 | 87.6% | 86.3% | 82.7% |
生产1t产品 | 蒸汽 | 5.71% | 6.09% | 6.46% |
生产1t产品 | 电力 | 4.88% | 6.20% | 8.28% |
生产1t产品 | 烧碱 | 0.97% | 0.68% | 1.30% |
生产1t产品 | 盐酸 | 0.75% | 0.62% | 1.15% |
表3-3清单数据灵敏度表
生命周期模型数据模型中上游生产数据完整,无需补充。
报告采用CLCD质量评估方法,在eF系统上完成对模型清单数据的不确定度评估。本报告研究类型为行业LCA-代表市场或技术平均水平(采用行业/技术/多家企业资料),得到数据质量评估评估结果见表。
表4-1 葡萄糖LCA数据质量评估结果
指标名称 | 缩写(单位) | LCA结果 | 结果不确定度 | 结果上下限 (95%置信区间) |
气候变化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.03E+003 | ±11.11% | [9.19E+002,1.15E+003] |
表4-2 果葡糖浆42型LCA数据质量评估结果
指标名称 | 缩写(单位) | LCA结果 | 结果不确定度 | 结果上下限 (95%置信区间) |
气候变化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.02E+003 | ±10.95% | [9.09E+002,1.13E+003] |
表4-3 果葡糖浆55型LCA数据质量评估结果
指标名称 | 缩写(单位) | LCA结果 | 结果不确定度 | 结果上下限 (95%置信区间) |
气候变化 | GWP(kg CO2 eq) | 1.06E+003 | ±10.52% | [9.49E+002,1.17E+003] |
葡萄糖、果葡糖浆42型、葡糖浆55型的碳足迹做了对比分析。从物质获取对碳足迹贡献来看,原材料淀粉的生产对GWP的贡献最大,分别为87.6%、86.3%、82.75%。能源蒸汽对葡萄糖生产的GWP贡献量第二、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第三,分别为5.71%、6.09%、6.46%。能源电力对葡萄糖GWP的贡献量第三、对果葡糖浆42型和葡糖浆55型的贡献量第二,分别为4.88%、6.20%、8.29%。其余原料贡献量均不足2%
建议如下:
1、三种产品生命周期接近90%GWP排放来源于原料淀粉的获取,因此在原料绿色供应链的选择上,应尽量选择能够提供绿色产品的企业,建立企业的绿色供应链,定期开展绿色供应链评价。并要求上游供应链企业提供产品碳足迹报告,以提产品的碳足迹数值准确度。
2、葡糖浆55型产品生命周期GWP排放电力的贡献量明显大于其他两种产品,因此应选取节能减排设备,提高能源电力的利用效率。
3、定期进行第三方生命周期评价工作。