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前沿科普 | 讓碳足迹更多聽見中國聲音

作者:浙江科普

如果說應對氣候變化程序中,中國政府、學界、企業需要回答一道題——如何不任由大陸減排情況被别國定義,那麼,在産品碳足迹領域,有人正探索答案。

産品碳足迹核算屬于碳排放核算的一種,它與全國及地方碳排放統計核算、碳排放權交易市場(企業碳排放核算)、國家溫室氣體清單編制共同構成促進減排的規則體系。與另外三者的差別在于,其不以排放主體而以産品為抓手來衡量減排水準,一般指産品從原材料加工、運輸、生産到出廠銷售等流程所産生的碳排放量總和。

中國企業核算産品碳足迹的動力與緊迫性,從外部看,來自海外企業的供應鍊管理、出口合規要求等。從内部看,低排放的産品可成為企業競争優勢之一。

産品碳足迹核算的基礎方法是生命周期評價(LCA),生命周期評價的關鍵是生命周期單元過程資料庫。

目前,由于國内沒有得到國際廣泛認可的資料庫,國内企業進行産品生命周期評價,主要應用歐美企業釋出的商業資料庫。而歐美資料庫中的中國相關資料存在無法表征大陸生産技術現狀、無法追溯和驗證資料來源等問題,導緻大陸産品在國際競争中面臨不公。

為突破這一關鍵瓶頸,2023年11月13日,國家發展改革委等五部門聯合印發《關于加快建立産品碳足迹管理體系的意見》,其中明确“加強碳足迹背景資料庫建設”“推動碳足迹國際銜接與互認”等重點任務。

2023年11月27日,中國首個開放透明生命周期單元過程資料庫——天工資料庫正式釋出。

天工資料庫的釋出是一次“破局”嘗試。其團隊對中國本土資料在系統采集、透明開放、國際推廣方面的種種努力,意味着碳足迹領域,正有力量通過讓國際零成本見證能反映中國實際情況的資料,為中國企業争取更多話語權。

多位受訪專家對《瞭望》新聞周刊記者表示,在碳足迹乃至其他應對氣候變化領域,需要更多來自中國政府、行業協會、龍頭企業、科研機關的力量,通過展現資料提供、國際溝通、規則制定、議題設定等方面的能力與實力,增強全球氣候應對程序中的中國話語權。

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讓中國産品碳足迹被本土資料代表

“生命周期單元過程資料庫,集合了衆多産品生産過程中一個個最小的單元過程,每個單元過程記錄了該過程中的物質、能源投入,以及投入後的物質、廢物産出及溫室氣體排放。”天工資料庫發起者、清華大學環境學院副院長徐明說。

據了解,目前,國際上認可度較高的生命周期單元過程資料庫有瑞士的ecoinvent資料庫、德國的GaBi資料庫等,中國暫無受到廣泛認可的資料庫。多位受訪專家認為,這造成中國企業在跨國貿易中被迫使用國際資料庫來核算産品碳足迹。而國際資料庫中的單元過程資料,不盡能代表中國工業實際的綠色低碳水準。

中國化工資訊中心循環低碳部副總經理張華告訴記者,國際資料庫存在沒有某些中國相關資料,隻能采用國際水準均值來代替的情況。徐明團隊成員、清華大學環境學院助理研究員常慧敏舉例說:“ecoinvent3.8版本的資料庫中标注為‘中國氫氧化鋁生産’的單元過程資料集就顯示,資料部分來自2015年國際鋁業協會調研報告中的國際平均值。類似的資料集還有很多。”

張華認為,這些國際均值顯示的排放量,一般情況下比使用這些資料庫的國内企業實際排放情況要高。“為了出口需要去核算産品碳足迹的企業,本身就是在産品性能、能效方面達到了國際領先水準的企業。它們往往在生産過程中采用了綠色先進的技術,使用了可再生能源。使用國際資料庫的均值資料,會導緻本來具有低碳優勢的國内産品反而在國際上處于競争劣勢。”

為打破此種局面,徐明牽頭,聯合包括中國科學院城市環境研究所、複旦大學、南昌大學在内的國内外三十餘所高校和科研機構的150餘名專家建立了天工資料庫,對全球免費開放使用。目前,資料庫彙聚了中國55個行業、4000多個單元過程的7萬多條公開資料。“資料庫釋出後,我們也在以日更的速度更新。”徐明團隊成員、清華大學環境學院助理研究員傅晨玲說。

徐明團隊還努力把天工資料庫中的單元過程資料精确到城市尺度,使資料更具代表性。目前,資料庫中精确到城市尺度的資料占比在47%左右。“檢視ecoinvent這樣的國際資料庫,會發現大部分中國有關資料是全國均值甚至全球均值,而同一生産過程在中國不同城市的綠色程度是有差異的。”常慧敏說,把單元過程精确到市級,企業就可以選擇其供應鍊所在具體城市的資料,核算出的産品碳足迹更加貼合實際。

作為中國首個開放透明的生命周期單元過程資料庫,天工資料庫的“開放”讓業内人士驚訝。“商業化是國際上生命周期單元過程資料庫的主要營運方式。目前得到國際廣泛認可的生命周期單元過程資料庫大多是商業資料庫。”某企業綠色發展業務負責人說。

在國内,成都億科環境科技有限公司在2010年釋出了中國生命周期評價基礎資料庫(CLCD)這一商業資料庫,資料來自中國的行業統計、相關标準、企業公開報告等。

“CLCD釋出時間早,它在推動中國企業認識、探索碳足迹管理上貢獻很大。”徐明說,但在付費商業模式限制下,使用者不能被清楚告知資料來源,使用者雖然能夠得到資料,但無法判斷資料品質及适用性。

徐明表示,天工資料庫免費開放,首先是寄望于通過它的公益性質,讓更多國内企業進行産品碳足迹管理;同時,這有利于團隊不斷提升資料庫的透明、可追溯程度。“天工資料庫現階段的資料來自學術文獻、企業報告、環評報告、國家統計等公開可查的資料,團隊已将和資料來源相關資訊盡可能完整地披露出來。”

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人機互動的資料庫搭建過程

截至資料庫釋出當天,徐明團隊用7個月時間得到了4132個單元過程資料。“超過某些國際知名資料庫10年的資料搜集量。”徐明說。

效率之是以高,是因為團隊利用國内AI基礎模型,開發了專門适用天工資料庫建設的大語言模型應用工具,在資料庫搭建過程中實作人機互動。

AI提升資料檢索效率。徐明團隊成員、清華大學環境學院助理研究員齊劍川以對二氧化碳的檢索舉例說:“如果沒有大語言模型應用工具,團隊在檢索二氧化碳時,可能需要輸入‘二氧化碳’‘CO2’‘carbon dioxide’等其不同語言和形式的名稱,才能檢索完備。而在大語言模型工具的幫助下,我們隻需輸入上述名稱中的任何一個,就能把想找的所有内容檢索出來,大幅提升了效率。”

AI提升資料檢驗效率。徐明介紹,每名團隊專家按照預先制定的标準搜集資料後,會有另外兩名專家對資料品質進行交叉檢驗。同時,大語言模型應用工具作為第三名“專家”可查找出其檢驗能力範圍内的問題。

齊劍川表示,大語言模型應用工具可以将團隊成員搜集的單元過程資料自動轉換成搭建資料庫所需的ILCD資料格式,進一步提升資料庫建設效率。

“我們還在不斷更新大語言模型應用,擴充人機互動邊界,目标是把重複性、機械性的勞動都交給機器來做,讓團隊專家專注于貢獻增量知識。”齊劍川說。

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産品碳足迹不以排放主體而以産品為抓手來衡量減排水準

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推進中國資料庫受國際認可

徐明團隊從建設資料庫伊始,就朝着便于國際對話的方向開展系列設計。

采用“生命周期評價(LCA)”這種目前國際通用的核算産品碳足迹的話語體系,被團隊認作是資料庫打通國内國際的前提。徐明說:“目前國際認可的産品碳足迹核算,必須是核算一個個單元過程組合相加的排放,而不是通過被更多人熟悉的‘排放因子’去核算。”

徐明團隊也期望通過資料庫的開放透明來增進國際認可。徐明說,天工資料庫被設計成“任何人都能進入資料庫,且能看到資料到底是怎麼來的”,這就讓國外相關人士在談論是否認可其中資料時,須圍繞具體問題、細節說話,“如果不認可,就要拿出具體理由,提出之後團隊可以随時改進”。

中國國際工程咨詢有限公司氣候應對處處長木其堅認為,外貿、外交等因素也可能對資料庫的國際互認産生影響,但采取國際通用的話語體系、将資料庫設定成開放透明,首先確定了中外在純學術層面的對話。“先過了科學這關,其他層面的對話才有起點。”木其堅說。

同時,為了更加便于國際對資料庫的采信,在資料組織結構上,天工資料庫采用了作為歐盟官方标準的ILCD資料組織結構;在資料庫的适配軟體上,團隊優先将資料庫與具有廣泛國際影響力的免費開源軟體OpenLCA适配,為OpenLCA新增了全中文界面,友善國内使用者使用。“我們在讓天工資料庫從基礎到細節,都存在于可以和國際直接對話的平台上。”徐明團隊成員、清華大學環境學院助理研究員郭靜說。

徐明團隊已與聯合國環境規劃署接洽,把資料庫放入其生命周期單元過程資料全球共享平台,增強天工資料庫的國際曝光度。目前,天工資料庫是該平台全球第三大資料庫、最大的公開免費資料庫。

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融合共建資料庫生态

接下來,徐明團隊将基于對國内企業的實際調研完善資料庫,讓資料更好代表中國産業一線情況。

實際上,各家企業提供自身産品生命周期單元過程資料有其顧慮。張華說,企業某些工藝技術屬于商業機密,競争對手或可通過單元過程資料中含有的原料消耗量、排放量等資訊,推導出企業采用了怎樣的工藝技術、達到了怎樣的生産水準,有可能對企業不利。

對此,徐明解釋說,作為碳足迹背景資料庫,天工資料庫不會呈現具體某一個企業的資料,而是會搜集行業内較多企業的同類産品資料後,呈現出權重平均值、平均值、機率分布值等具有代表性的資料。不過,為了求得最終呈現的數值,仍需企業對資料庫團隊提供資料。“確定企業資料保密,有技術解決方案。團隊正在開發建立在區塊鍊上的資料空間技術,已加入國際資料空間協會,解決資料共享中的互信問題。”徐明說。

木其堅認為,中國産品碳足迹管理的繁榮需要百花齊放、參差有序的資料庫生态來支撐。據了解,天工資料庫釋出之前,國内已有汽車行業、電子産品企業等行業企業建立了自身的生命周期單元過程資料庫。

受訪專家表示,天工資料庫這樣的綜合性碳足迹背景資料庫和其他行業企業細分資料庫是互相配合補充、共同發展的關系。其中,行業企業細分資料庫搜集自身可控可追溯環節的中、下遊資料,其他可追溯範圍之外、追溯成本較高的中、上遊資料,則需借助綜合性碳足迹背景資料庫來提供代表性資料。

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産品碳足迹核算的基礎方法是生命周期評價 清華大學環境學院徐明教授團隊供圖

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争取更多氣候應對話語權

受訪專家認為,中國在資料庫搭建、規則制定、議題設定等層面具備實力,有助于大陸進一步提升應對氣候變化領域的國際話語權。

木其堅說,目前,歐盟出于促進本土産業綠色轉型、搶占産業新賽道等考慮,出台了新電池法規、碳邊境調節機制等制度,中國有關出口企業不得不采取措施應對。其中,2023年8月17日生效的歐盟新電池法規分階段要求電池企業提供碳足迹聲明、标明碳足迹等級、證明碳足迹低于法規設定門檻值。

徐明說,如果大陸電池企業在核算産品碳足迹時,能夠用中國本土資料來代表自己的産品,就能更好展現中國制造業在資源使用效率等方面存在的優勢。“把中國産品放到全球各個主要經濟體中比較的話,是具有綠色競争力的。但是空口無憑,需要資料來向國際證明。”木其堅說。

資料實力不但直接影響中國企業應對國際貿易規則的結果,還會影響中國行業企業參與國際規則制定的過程,帶來更深遠的影響。

對此,某業内專家透露了一個細節。其曾經參與制定所在行業産品生命周期評價國際規則。當時,各國代表對規則中規定采用哪些背景資料庫進行了研讨。“歐盟提出要把ecoinvent資料庫寫進去,日本也寫了一個它的資料庫,南韓也是……到了中國,我們沒能成功寫上一個大陸的資料庫,因為我們沒有一個得到國際公認的資料庫。最後各國代表達成妥協,不在規則中出現具體資料庫名字,而是說‘應用的背景資料必須來自國際公認的資料庫’。”

徐明團隊借助其資料彙集實力,正在對國際制度設計産生影響力。他表示,團隊把天工資料庫接入聯合國環境規劃署生命周期單元過程資料全球共享平台的過程中,還基于自身資訊技術開發實力,對平台資料彙集底層系統進行了技術支援。同時,團隊基于資料彙集底層系統的功能、應用方法及全球化等主題,與聯合國環境規劃署以及資料共享平台的營運組織進行了多次溝通。“這種技術支援與溝通,代表着我們參與到了全球生命周期單元過程資料共享的制度設計中。未來,國際在相關方面通用的規範,會是我們本身已經熟悉、掌握的,甚至是我們制定的。”

木其堅認為,碳足迹領域,要讓國際聽見、聽取更多中國聲音,除了提升資料實力,大陸還需确立自己的核算規則,然後推進規則的國際互認。

一些受訪專家也表達了提升應對氣候變化議題設定能力的重要性。他們認為,歐美國家就應對氣候變化不斷釋放其關切的議題,高校、智庫機構基于長年累月的研究建構出新的概念、規則,政府再将它們推向國際社會。在應對氣候變化上,中國同樣可以加強、沉澱自身戰略研究,向國際社會傳達我們的關切,展現我們的議題設定能力。

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來源 | 《瞭望》

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