CN117196142A - 一种计算皮革化工材料碳足迹的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计算皮革化工材料碳足迹的方法，包括：将皮革化工材料碳足迹计算生命周期确定为“从摇篮到门”；在皮革化工材料生命周期内确定其碳足迹的系统边界、功能单位以及数据取舍准则；在系统边界内将碳足迹划分为原料化学品获取过程、皮革化工材料生产过程和废弃物处理过程；按照各过程的资源消耗和环境排放确定皮革化工材料碳足迹计算模型；收集并确定所述碳足迹计算模型中各个参数所需的数量和数值；利用碳足迹计算模型计算得到皮革化工材料的碳足迹。本发明针对皮革化工材料的专有特性，对皮革化工材料的生命周期建立碳足迹计算模型，实现皮革化工材料碳足迹计算，对皮革行业核算产品碳足迹、制定减碳战略具有现实意义。
Description
技术领域
本发明属于制革技术领域，具体涉及一种计算皮革化工材料碳足迹的方法。
背景技术
由于人类的快速发展，越来越多的温室气体被排放到大气之中，全球变暖的问题已引起世界各个国家以及组织的关注。在全球大环境以及国内相关政策的推动之下，各行各业都亟待使用正确的碳足迹计算方法来建立健全的碳足迹计算体系。
制革行业作为我国的重要民生产业、出口创汇型产业，在全球都有着举足轻重的地位。由于国外碳足迹计算的发展已久、成熟度高，而国内的碳足迹计算起步较晚，在国际贸易中针对碳足迹建立起的环保壁垒在不久的将来会给皮革出口带来不小的影响，比如在欧盟新颁布的电池法中就规定所有进口的电池都必须配有碳排放标签。因此，使用生命周期评价方法来计算以及评价皮革产品的碳足迹，既是帮助制革行业转向绿色经济的可持续发展，也是逐步消除皮革在未来出口创汇时会遇到的环保壁垒的障碍。
生命周期评价方法是用来计算以及评价产品或服务在整个生命周期内对环境造成影响的评估工具，目前，生命周期评价方法已经被广泛应用于建筑、钢铁等领域的碳足迹分析。制革行业的工艺繁杂，生产皮革所使用的化学品有4000多种，并且其中大部分化学品都是皮革生产专用，其制造过程复杂，通常要进行特定的复配使用。要计算皮革产品生命周期的碳足迹，就要知道所使用的皮革化工材料的碳足迹，而目前国内对于皮革化工材料的碳足迹计算还没有统一的框架，也缺乏标准化的生命周期清单分析方法，包括系统边界的确定、数据选择的标准、计算模型的建立等等，因此国内往往在对皮革产品进行生命周期评价时都是采用化学品近似替代的方法，这导致我国皮革产品碳足迹计算失真，并不利于制革行业的绿色低碳发展。
目前，针对皮革化工材料的碳足迹计算研究少之又少，如何建立起皮革化工材料生命周期评价的框架、对皮革化工材料的碳足迹进行准确的计算，对于制革行业准确计算产品碳足迹、减少资源能源消耗、实现绿色低碳的可持续发展有着现实意义和实用价值。为解决上述存在的问题，本发明旨在提供一种计算皮革化工材料碳足迹的方法，结合皮革化工材料的生产实际并深入分析，建立起皮革化工材料的碳足迹计算框架与方法，用以准确计算、评价皮革化工材料的碳足迹。
发明内容
(1)将皮革化工材料生命周期碳足迹计算范围确定为“从摇篮到门”，即计算皮革化工材料从获取原料开始，到生产完成获得成品为止的碳足迹；
(2)在皮革化工材料生命周期内确定其碳足迹的系统边界、功能单位以及数据取舍准则，在系统边界内将皮革化工材料碳足迹划分为原料化学品获取过程、皮革化工材料生产过程和废弃物处理过程，功能单位定义为1kg皮革化工材料的生产；
(3)按照各过程的资源消耗和环境排放建立碳足迹计算模型，即按照皮革化工材料的生产工艺，收集各过程的输入、输出，对皮革化工材料的生命周期碳足迹进行清单分析；
所述原料化学品获取过程的碳足迹计算模型用公式（1）计算：
（1）
式中：
为皮革化工材料所需第i种原料化学品获取过程的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所需的原材料的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单
元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述原材料的碳足迹用公式（2）计算：
（2）
式中：
为第x种原材料的质量，单位为kg；
为第x种原材料对应的碳足迹，主要是通过实际测量或者二手数据获得，单位
为kgCO2/kg；
所述能源的碳足迹用公式（3）计算：
（3）
式中：
为原料化学品生产过程所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单
元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述皮革化工材料生产过程碳足迹计算模型用公式（4）计算：
（4）
式中：
为皮革化工材料生产过程的总碳足迹，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所使用的能源的碳足迹，包括但不限于皮革化工材料生
产单元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所需要的第i种原料化学品的质量，单位为kg；
所述废弃物处理过程碳足迹计算模型用公式（5）计算：
（5）
式中：
为处理产生的所有废弃物的总碳足迹，单位为kgCO2；
为处理生产中各个单元操作所产生的废弃物的碳足迹，单位为kgCO2；
最后皮革化工材料的碳足迹用公式（6）的计算结果表示：
（6）
式中：
为皮革化工材料的碳足迹，单位为kgCO2/kg；
为清单分析中皮革化工材料的输出质量，单位为kg；
(4)对建立的计算模型进行数据验证，根据质量守恒验证数据的准确性有效性，并分别确定各过程内的计算方法、分配程序、数据要求及排放因子；
(5)利用碳足迹计算模型计算得到皮革化工材料的碳足迹之后，进行完整性、一致性和敏感性分析，评估碳足迹结果和数据质量并给出结论。
所述的皮革化工材料包括但不限于浸水助剂、软化酶制剂、铬鞣剂、氨基树脂鞣剂、加脂剂、涂饰剂等等服务于将“生皮”变成“革”这一过程的化工材料。
所述皮革化工材料生产工艺中输入的能源包括但不限于在特定条件下反应釜中反应、冷凝、萃取、洗涤、蒸馏、压滤、干燥、搅拌、清洗等等皮革化工材料生产操作所消耗的能源。
所述的数据取舍准则为：在皮革化工材料生产中若某原料化学品的使用量小于等于清单分析中皮革化工材料的输出总重量的1%，那么可以不考虑该原料化学品的输入，同时所忽略的原料化学品总共的重量不应超过输出总重量的5%。
在建立皮革化工材料生命周期碳足迹计算模型时，需要实际测量原材料的碳足迹数据，若数据无法测量，则使用数据库或相关文献等具有代表性及权威性的二手数据。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种皮革化工材料的碳足迹计算方法，针对皮革化工材料的生产实际，建立起了皮革化工材料生命周期评价的框架，可以对皮革化工材料的碳足迹进行准确的计算；
2、使用本发明提出的碳足迹计算方法，对于建立皮革化工材料碳足迹专有数据库、准确计算皮革产品碳足迹、减少制革中的资源能源消耗、实现绿色低碳可持续发展有着现实意义和实用价值。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明对于皮革水性聚氨酯涂饰剂的具体实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种计算水性聚氨酯涂饰剂碳足迹的方法，所述方法包括：
(1)将水性聚氨酯涂饰剂生命周期碳足迹计算范围确定为“从摇篮到门”，即计算水性聚氨酯涂饰剂从获取原料开始，到生产完成获得成品为止的碳足迹；
(2)在水性聚氨酯涂饰剂生命周期内确定其碳足迹的系统边界、功能单位以及数据取舍准则，在系统边界内将水性聚氨酯涂饰剂碳足迹划分为原料化学品获取过程、水性聚氨酯涂饰剂生产过程和废弃物处理过程，功能单位定义为1kg水性聚氨酯涂饰剂的生产，数据取舍准则为：在水性聚氨酯涂饰剂生产中若某原料化学品的使用量小于等于清单分析中水性聚氨酯涂饰剂的输出总重量的1%，那么可以不考虑该原料化学品的输入，同时所忽略的原料化学品总共的重量不应超过输出总重量的5%；
(3)按照各过程的资源消耗和环境排放建立碳足迹计算模型，即按照水性聚氨酯涂饰剂的生产工艺，收集各过程的输入、输出，对水性聚氨酯涂饰剂的生命周期碳足迹进行清单分析，这其中输入的能源包括但不限于在特定条件下反应釜中反应、冷凝、萃取、洗涤、蒸馏、压滤、干燥、搅拌、清洗等等水性聚氨酯涂饰剂生产操作所消耗的能源；
所述原料化学品获取过程的碳足迹计算模型用公式（1）计算：
（1）
式中：
为皮革化工材料所需第i种原料化学品获取过程的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所需的原材料的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单
元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述原材料的碳足迹用公式（2）计算：
（2）
式中：
为第x种原材料的质量，单位为kg；
为第x种原材料对应的碳足迹，主要是通过实际测量或者二手数据获得，单位
为kgCO2/kg；
所述能源的碳足迹用公式（3）计算：
（3）
式中：
为原料化学品生产过程所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单
元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述皮革化工材料生产过程碳足迹计算模型用公式（4）计算：
（4）
式中：
为皮革化工材料生产过程的总碳足迹，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所使用的能源的碳足迹，包括但不限于皮革化工材料生
产单元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所需要的第i种原料化学品的质量，单位为kg；
所述废弃物处理过程碳足迹计算模型用公式（5）计算：
（5）
式中：
为处理产生的所有废弃物的总碳足迹，单位为kgCO2；
为处理生产中各个单元操作所产生的废弃物的碳足迹，单位为kgCO2；
最后皮革化工材料的碳足迹用公式（6）的计算结果表示：
（6）
式中：
为皮革化工材料的碳足迹，单位为kgCO2/kg；
为清单分析中皮革化工材料的输出质量，单位为kg；
(4)对建立的计算模型进行数据验证，根据质量守恒验证数据的准确性有效性，并分别确定各过程内的计算方法、分配程序、数据要求及排放因子；
(5)利用碳足迹计算模型计算得到皮革化工材料的碳足迹之后，进行完整性、一致性和敏感性分析，评估碳足迹结果和数据质量并给出结论。
本发明的原理是：本发明对利用生命周期评价方法来计算皮革化工材料碳足迹确立了系统边界并按照生产特点划分了生命周期过程，收集清单数据后构建好碳足迹计算模型，最后计算得到皮革化工材料的碳足迹，对于建立皮革化工材料碳足迹专有数据库、制革行业准确计算皮革产品碳足迹、减少制革中的资源能源消耗、实现绿色低碳可持续发展有着现实意义和实用价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本发明申请人结合实施示例对本发明做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种计算皮革化工材料碳足迹的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将皮革化工材料生命周期碳足迹计算范围确定为“从摇篮到门”，即计算皮革化工材料从获取原料开始，到生产完成获得成品为止的碳足迹；
(2)在皮革化工材料生命周期内确定其碳足迹的系统边界、功能单位以及数据取舍准则，在系统边界内将皮革化工材料碳足迹划分为原料化学品获取过程、皮革化工材料生产过程和废弃物处理过程，功能单位定义为1kg皮革化工材料的生产；
(3)按照各过程的资源消耗和环境排放建立碳足迹计算模型，即按照皮革化工材料的生产工艺，收集各过程的输入、输出，对皮革化工材料的生命周期碳足迹进行清单分析；
所述原料化学品获取过程的碳足迹计算模型用公式（1）计算：
（1）
式中：
为皮革化工材料所需第i种原料化学品获取过程的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所需的原材料的碳足迹，单位为kgCO2；
为生产第i种原料化学品所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述原材料的碳足迹用公式（2）计算：
（2）
式中：
为第x种原材料的质量，单位为kg；
为第x种原材料对应的碳足迹，主要是通过实际测量或者二手数据获得，单位为kgCO2/kg；
所述能源的碳足迹用公式（3）计算：
（3）
式中：
为原料化学品生产过程所使用的能源的碳足迹，包括但不限于生产中各单元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
所述皮革化工材料生产过程碳足迹计算模型用公式（4）计算：
（4）
式中：
为皮革化工材料生产过程的总碳足迹，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所使用的能源的碳足迹，包括但不限于皮革化工材料生产单元操作所消耗的电力、热力、燃料等等能源，单位为kgCO2；
为皮革化工材料生产所需要的第i种原料化学品的质量，单位为kg；
所述废弃物处理过程碳足迹计算模型用公式（5）计算：
（5）
式中：
为处理产生的所有废弃物的总碳足迹，单位为kgCO2；
为处理生产中各个单元操作所产生的废弃物的碳足迹，单位为kgCO2；
最后皮革化工材料的碳足迹用公式（6）的计算结果表示：
（6）
式中：
为皮革化工材料的碳足迹，单位为kgCO2/kg；
为清单分析中皮革化工材料的输出质量，单位为kg；
(4)对建立的计算模型进行数据验证，根据质量守恒验证数据的准确性有效性，并分别确定各过程内的计算方法、分配程序、数据要求及排放因子；
(5)利用碳足迹计算模型计算得到皮革化工材料的碳足迹之后，进行完整性、一致性和敏感性分析，评估碳足迹结果和数据质量并给出结论。
2.根据权利要求1所述的皮革化工材料碳足迹计算方法，其特征在于：
所述的皮革化工材料包括但不限于浸水助剂、软化酶制剂、铬鞣剂、氨基树脂鞣剂、加脂剂、涂饰剂等等服务于将“生皮”变成“革”这一过程的化工材料。
3.根据权利要求1所述的皮革化工材料碳足迹计算方法，其特征在于：
所述皮革化工材料生产工艺中输入的能源包括但不限于在特定条件下反应釜中反应、冷凝、萃取、洗涤、蒸馏、压滤、干燥、搅拌、清洗等等皮革化工材料生产操作所消耗的能源。
4.根据权利要求1所述的皮革化工材料碳足迹计算方法，其特征在于：
所述的数据取舍准则为：在皮革化工材料生产中若某原料化学品的使用量小于等于清单分析中皮革化工材料的输出总重量的1%，那么可以不考虑该原料化学品的输入，同时所忽略的原料化学品总共的重量不应超过输出总重量的5%。
5.根据权利要求1所述的皮革化工材料碳足迹计算方法，其特征在于：
在建立皮革化工材料生命周期碳足迹计算模型时，需要实际测量原材料的碳足迹数据，若数据无法测量，则使用数据库或相关文献等具有代表性及权威性的二手数据。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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