姚蕾

（北京服裝學(xué)院商學(xué)院，北京 100029）

紡織服裝原材料階段碳足跡評(píng)價(jià)及碳減排措施
——以棉花為例

姚蕾

（北京服裝學(xué)院商學(xué)院，北京 100029）

紡織服裝產(chǎn)品的碳足跡研究一直以來(lái)多集中在對(duì)工業(yè)加工環(huán)節(jié)的探討，對(duì)其原材料的獲取階段的碳足跡研究則相對(duì)較少.作為產(chǎn)品的全生命周期碳足跡的探討，原材料階段的碳足跡也應(yīng)該加以重視.鑒于棉纖維是我國(guó)產(chǎn)量最大的天然纖維，重點(diǎn)探討棉紡織品原材料--棉纖維的碳足跡，在理解生命周期評(píng)價(jià)理論的基礎(chǔ)上，基于PAS2050指南規(guī)范，確定棉花獲取的碳足跡評(píng)價(jià)，在界定系統(tǒng)邊界的前提下，給出了各環(huán)節(jié)碳足跡的計(jì)算方法，最后，提出紡織服裝產(chǎn)品原材料階段的碳減排措施.

紡織服裝；原材料；棉花；碳足跡；碳減排

我國(guó)是世界上最大的紡織品服裝加工國(guó)，也是全球最大的出口國(guó)，紡織工業(yè)一直是我國(guó)的重點(diǎn)出口優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè).但由于其加工特性和國(guó)內(nèi)紡織工業(yè)整體水平的約束，紡織行業(yè)仍是一個(gè)高能耗、高排放及勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè).在推行低碳經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)的今天，紡織行業(yè)的未來(lái)發(fā)展受到巨大挑戰(zhàn)，尤其是在印度、巴基斯坦、菲律賓等國(guó)家紡織服裝業(yè)發(fā)展非常迅速的壓力下，我國(guó)的紡織服裝業(yè)要想獲得可持續(xù)性發(fā)展，需要適應(yīng)國(guó)際需求，對(duì)紡織行業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排.碳足跡評(píng)價(jià)是從生命周期理論出發(fā)，分析產(chǎn)品生命周期內(nèi)直接與間接碳排放數(shù)量的一種方法.碳足跡評(píng)價(jià)方法為紡織行業(yè)從源頭上實(shí)施節(jié)能減排提供了可能性和技術(shù)支持.對(duì)紡織服裝產(chǎn)品實(shí)施碳足跡評(píng)價(jià)有利于實(shí)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn).按照碳足跡的定義，紡織服裝產(chǎn)品的碳足跡是指紡織服裝產(chǎn)品從其原材料的獲取到生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、使用以及廢棄物的處理等各個(gè)環(huán)節(jié)所排放的二氧化碳及其他溫室氣體量的總和.可見(jiàn)，紡織行業(yè)碳足跡核算的源頭是原材料的生產(chǎn)階段.不同類(lèi)型的紡織服裝產(chǎn)品的原材料不同，其碳足跡就會(huì)有很大差異.據(jù)有關(guān)研究[1]中提到，不同纖維原料生產(chǎn)所需的能耗相差很大，其中化纖類(lèi)原料的總消耗要高于天然纖維原料.作為人類(lèi)最主要的紡織原材料，棉具有重要的歷史意義.棉花是天然纖維生產(chǎn)量最大的纖維原料，而且人們的衣著消費(fèi)觀念逐漸回歸自然、舒適，天然棉質(zhì)衣物越來(lái)越受到人們的追捧.全球生活方式監(jiān)測(cè)（The Global Lifestyle Monitor）的調(diào)查報(bào)告顯示：58%的消費(fèi)者愿意花更多的錢(qián)購(gòu)買(mǎi)使用棉花這類(lèi)天然纖維制成的服裝；在來(lái)自世界各地的受訪(fǎng)消費(fèi)者中，有將近50%的人相信，由100%天然纖維（比如棉花））制成的服裝質(zhì)量更好.此外，棉纖維原料的生產(chǎn)屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的范疇，研究棉花種植階段的碳足跡可以體現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)間的碳排放關(guān)系以及農(nóng)業(yè)種植與紡織工業(yè)的傳遞路徑.本文重點(diǎn)研究紡織服裝產(chǎn)品原材料階段的碳足跡，以天然纖維原料——棉花為切入點(diǎn)，探討其碳足跡的核算步驟、方法，以期在原材料環(huán)節(jié)上尋找并實(shí)踐紡織服裝產(chǎn)業(yè)的低碳化路徑.

1 文獻(xiàn)綜述

關(guān)于碳足跡問(wèn)題的研究，國(guó)外研究的更早且更為成熟.研究多集中在碳足跡的定義和模型核算上，為國(guó)內(nèi)的研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論與應(yīng)用基礎(chǔ).綜合分析已有研究，針對(duì)于紡織服裝原材料階段的碳足跡研究是不足的，與之相關(guān)的研究，可以歸納為4個(gè)領(lǐng)域，即土地的碳足跡、農(nóng)業(yè)碳足跡、具體農(nóng)產(chǎn)品的碳足跡和紡織服裝產(chǎn)品碳足跡.

1.1 土地的碳足跡

在討論原材料種植環(huán)節(jié)的碳足跡的時(shí)候，土地是一個(gè)非常重要的考量項(xiàng)目.目前研究主要是研究土地利用變化對(duì)碳足跡的影響.不少研究已經(jīng)證實(shí)，土地利用變化會(huì)引起陸地系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程的改變.國(guó)內(nèi)學(xué)者重點(diǎn)著眼于區(qū)域研究，趙榮欽等[2]以江蘇省為例，對(duì)不同土地利用方式的碳排放及碳足跡進(jìn)行了定量分析，認(rèn)為相對(duì)于其他土地利用形式，農(nóng)用地的碳足跡最??；藍(lán)家程等[3]分析了重慶市土地利用變化對(duì)碳排放和碳足跡的影響，認(rèn)為在重慶市耕地和建設(shè)用地是碳源，其中建設(shè)用地是主要碳源.

1.2 農(nóng)業(yè)碳足跡

目前將農(nóng)業(yè)或農(nóng)田系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行全過(guò)程碳足跡核算尚不多見(jiàn).韓召迎等[4]以江蘇省為例、黃祖輝等[5]以浙江省為例，段華平等[6]則從國(guó)家角度研究農(nóng)業(yè)的碳足跡.研究中利用系數(shù)法、分層投入產(chǎn)出—生命周期評(píng)價(jià)等方法，應(yīng)用肥用量、農(nóng)藥消耗量、灌溉面積、農(nóng)機(jī)燃料用量、農(nóng)膜用量、耕地面積、農(nóng)作物產(chǎn)量、能源排放因子等各類(lèi)數(shù)據(jù)，測(cè)算了農(nóng)業(yè)或農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收、碳排放及碳足跡的變化動(dòng)態(tài).其中需要關(guān)注的是化肥的碳排放問(wèn)題.

1.3 具體農(nóng)產(chǎn)品的碳足跡

國(guó)外有多位學(xué)者分別對(duì)冬油菜、春燕麥和冬小麥等多種農(nóng)作物從播種到收獲整個(gè)田間生長(zhǎng)期的碳足跡進(jìn)行研究.相對(duì)來(lái)講，國(guó)內(nèi)針對(duì)具體農(nóng)產(chǎn)品碳足跡的研究剛剛起步，成果較為匱乏.陳琳等[7]通過(guò)問(wèn)卷調(diào)對(duì)南京地區(qū)的設(shè)施蔬菜的碳足跡進(jìn)行了估算分析，認(rèn)為物質(zhì)投入的碳成本在整個(gè)生產(chǎn)投入中占極其重要的份額，其中肥料投入的碳排放最大，而且不同類(lèi)別的設(shè)施蔬菜碳足跡存在顯著差異.史磊剛等[8]基于河北吳橋縣農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)了華北平原冬小麥-夏玉米兩熟種植模式的碳足跡，認(rèn)為化肥占碳足跡總量61.76%，占比最大，并指出種植規(guī)模與碳成本呈負(fù)相關(guān)系.徐小明[9]借助生命周期評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)吉林西部水稻生產(chǎn)的碳足跡，認(rèn)為農(nóng)資階段的碳排放占比最高，實(shí)現(xiàn)農(nóng)資的節(jié)能生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)是降低吉林西部水稻碳足跡的關(guān)鍵所在.綜合來(lái)看，在具體農(nóng)產(chǎn)品碳足跡的估算中，像化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資產(chǎn)品的碳排放是重點(diǎn)內(nèi)容.

1.4 紡織服裝產(chǎn)品的碳足跡

紡織行業(yè)是高耗能、高污染的行業(yè)，研究紡織服裝產(chǎn)品的碳足跡意義重大.張莉[10]、陳健[11]等學(xué)者認(rèn)為，國(guó)際上越來(lái)越多的零售商和企業(yè)制定了供應(yīng)鏈和產(chǎn)品的碳足跡核算和管理計(jì)劃，國(guó)內(nèi)企業(yè)面對(duì)這種壓力，對(duì)紡織產(chǎn)品進(jìn)行碳足跡核算對(duì)產(chǎn)品出口具有積極作用，同時(shí)指出，按照PAS2050的規(guī)定和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì)紡織服裝產(chǎn)品進(jìn)行碳足跡分析，并介紹了具體的步驟.孫慶智[12]、韓晨晨[13]等學(xué)者在肯定紡織產(chǎn)品全生命周期的碳足跡核算的同時(shí)，也指出目前計(jì)算紡織品整個(gè)生命周期的碳足跡尚存在諸多困難，例如原材料的農(nóng)業(yè)階段的碳足跡和產(chǎn)品使用、洗滌和回收環(huán)節(jié)的碳足跡，因此，他們認(rèn)為可以嘗試將碳足跡核算重點(diǎn)放在工業(yè)生態(tài)鏈上，研究范圍界定為從紡織原材料進(jìn)廠直到最終成品出廠的整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程.這樣就可以解決上述難題.當(dāng)然也有學(xué)者嘗試著對(duì)紡織服裝產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期碳足跡分析.趙年花[14]研究的是滌綸紡織品的碳足跡，通過(guò)對(duì)相關(guān)生產(chǎn)工廠進(jìn)行調(diào)研的方式，收集滌綸紡織品生命周期范圍內(nèi)的能耗、物耗以及三廢的排放數(shù)據(jù)，分析了滌綸紡織品從“搖籃到大門(mén)”，即從原材料開(kāi)采（原油開(kāi)采）到出印染廠生產(chǎn)大門(mén)這一生命周期階段的碳足跡.該研究考慮了原材料的生產(chǎn)階段，但沒(méi)有考慮產(chǎn)品的使用和回收階段.董艷紅[15]、王來(lái)力[16]研究的是棉紡織品的碳足跡，研究中繪制除了棉紡織品的生命周期流程圖，并分析了碳足跡所需要收集的數(shù)據(jù)類(lèi)別和計(jì)算方法，但沒(méi)有進(jìn)行案例和實(shí)際的測(cè)算，只是方法的介紹和解釋.由此可以看出，紡織服裝產(chǎn)品碳足跡核算的難點(diǎn)在于原材料階段和使用回收階段.

綜上所述，對(duì)于紡織服裝天然纖維棉花的碳足跡的探討仍比較匱乏，需要更深入細(xì)致的評(píng)價(jià)分析.

2 碳足跡評(píng)估流程

目前，對(duì)于產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)，大部分都是采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI）制定并頒布的《商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評(píng)價(jià)規(guī)范》（PAS2050）及其指導(dǎo)文件為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，它可用于計(jì)算產(chǎn)品和服務(wù)在整個(gè)生命周期內(nèi)溫室氣體排放量，它是世界第一份盤(pán)查產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn)，2008年10月公布了第一版，2011年9月更新為2011版.PAS2050評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)建立在生命周期評(píng)價(jià)方法之上的對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)溫室氣體排放進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范.根據(jù)《PAS2050規(guī)范使用指南規(guī)定》，產(chǎn)品碳足跡的評(píng)估流程如下.

2.1 劃定范圍

在第一個(gè)流程步驟中，需要重點(diǎn)做的是設(shè)定功能單位、繪制全生命周期過(guò)程圖和確定系統(tǒng)邊界.

2.1.1 確定功能單位

在既定目標(biāo)下，選擇合適的產(chǎn)品之后，最重要的事情是確定功能單位.功能單位可以是某一特定產(chǎn)品的一個(gè)有意義的數(shù)量，主要作用是提供一個(gè)在數(shù)學(xué)意義上統(tǒng)一計(jì)量的基準(zhǔn)，實(shí)際上是反映了產(chǎn)品被最終用戶(hù)實(shí)際消費(fèi)的方式.

2.1.2 繪制生命周期過(guò)程圖

根據(jù)產(chǎn)品種類(lèi)不同，繪制產(chǎn)品全生命周期過(guò)程圖有兩種模式：一種是從商業(yè)到消費(fèi)者（B2C），其流程從原材料，通過(guò)制造、分銷(xiāo)和零售，到消費(fèi)者使用，到最終處置或再生利用；另一種是從商業(yè)到商業(yè)（B2B），流程從原材料，通過(guò)生產(chǎn)直到產(chǎn)品到達(dá)一個(gè)新的組織，包括分銷(xiāo)和運(yùn)輸?shù)娇蛻?hù)所在地，它不包括額外的生產(chǎn)步驟、最終產(chǎn)品的分銷(xiāo)、零售、消費(fèi)者使用以及處置/再生利用.

2.1.3 確定系統(tǒng)邊界

確定系統(tǒng)邊界就是要確定產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)的范圍，即生命周期評(píng)估包含哪些環(huán)節(jié)和階段.總體原則是應(yīng)包括產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和廢棄再利用過(guò)程中直接和間接的實(shí)質(zhì)性排放（超過(guò)該產(chǎn)品生命周期預(yù)期排放總量1%的任一來(lái)源的貢獻(xiàn)）.在確定系統(tǒng)邊界的同時(shí)，根據(jù)排放源的排放量的大小確定優(yōu)先順序，對(duì)于那些排放量大的排放源要重點(diǎn)關(guān)注.

2.2 收集數(shù)據(jù)

在收集數(shù)據(jù)之前首先要制定收集數(shù)據(jù)的計(jì)劃，明確所需要的數(shù)據(jù)類(lèi)型，即活動(dòng)水平數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)和全球增溫潛勢(shì)值.活動(dòng)水平數(shù)據(jù)是指產(chǎn)品在生命周期中過(guò)程中的所有的材料和能源的量化數(shù)據(jù)；排放因子數(shù)據(jù)是指單位活動(dòng)水平數(shù)據(jù)排放的溫室氣體數(shù)量；全球增溫潛勢(shì)（GWP）是將單位質(zhì)量的某種溫室氣體與等量二氧化碳相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，是某溫室氣體換算為二氧化碳當(dāng)量的系數(shù).其中，活動(dòng)水平數(shù)據(jù)和排放因子的數(shù)據(jù)獲取來(lái)源于兩個(gè)途徑：一是初級(jí)數(shù)據(jù)，指針對(duì)具體產(chǎn)品生命周期所做的直接測(cè)量，屬于一手?jǐn)?shù)據(jù)；二是次級(jí)數(shù)據(jù)，是一種對(duì)同類(lèi)過(guò)程的平均或通用測(cè)量，是公用數(shù)據(jù).

2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

產(chǎn)品的碳足跡計(jì)算的基本公式就是所有排放源的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)與其排放因子乘積之和.

式中：CF為產(chǎn)品碳足跡；CFi為第i個(gè)排放源的排放量；ADi為活動(dòng)水平數(shù)據(jù)；EFi為排放因子.

在計(jì)算過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中有共生產(chǎn)品的情況，那么必須要對(duì)GHG的排放進(jìn)行分配.分配原則或程序是：

步驟1：通過(guò)各種方法盡量避免分配；

步驟2：如分配不可避免，以反映產(chǎn)品或功能的物理關(guān)系（質(zhì)量或能量）進(jìn)行分配；

步驟3：如僅以物理關(guān)系無(wú)法建立或作為分配的基礎(chǔ)，須以能反映彼此關(guān)系的其他分配方式進(jìn)行分配，例如經(jīng)濟(jì)價(jià)值.

2.4 后續(xù)步驟

這一步驟是用來(lái)檢測(cè)碳足跡計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并使不確定性達(dá)到最小化以提高碳足跡評(píng)價(jià)報(bào)告的可信度.通常不確定性來(lái)自供應(yīng)鏈中某些數(shù)據(jù)的缺失和數(shù)據(jù)質(zhì)量存在問(wèn)題，如不是特定的一手?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)來(lái)源不可靠等等.形成的產(chǎn)品碳足跡評(píng)價(jià)報(bào)告要能明確識(shí)別排放熱點(diǎn)、確保透明度等[10].

3 紡織原料棉花種植環(huán)節(jié)的碳足跡評(píng)價(jià)模型

以生命周期評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，按照PAS2050規(guī)范對(duì)紡織原料進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡的評(píng)估.

3.1 設(shè)定目標(biāo)與產(chǎn)品選擇

3.1.1 評(píng)價(jià)目標(biāo)

構(gòu)建紡織服裝天然原材料——棉花的碳足跡評(píng)價(jià)框架，辨識(shí)產(chǎn)品系統(tǒng)的碳足跡熱點(diǎn)，即棉花生命周期中溫室氣體排放量最大的階段或生產(chǎn)流程，并據(jù)此提出改進(jìn)意見(jiàn)，為降低產(chǎn)品的碳足跡、節(jié)能減排措施的制定提供支持.

3.1.2 產(chǎn)品選擇

作為最重要、最具可持續(xù)性的天然紡織纖維，棉花的種類(lèi)多樣.在進(jìn)行產(chǎn)品選擇時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)的棉花種植情況，可以選擇最常見(jiàn)的兩類(lèi)棉花，即目前廣大棉區(qū)普遍種植的陸地棉（細(xì)絨棉）以及新疆少量種植的海島棉（長(zhǎng)絨棉）.通常統(tǒng)計(jì)棉花產(chǎn)量是指皮棉的產(chǎn)量，所以，在選擇棉花物理形態(tài)時(shí)，選擇皮棉，即棉農(nóng)從棉枝上摘下的籽棉經(jīng)過(guò)去籽加工后的棉花.

3.1.3 功能單位

功能單位的確定關(guān)系到產(chǎn)品碳足跡的具體數(shù)值，需要根據(jù)研究目的和產(chǎn)品性能有不同的設(shè)定.在設(shè)定棉花的功能單位時(shí)，需要明確產(chǎn)品的品級(jí)，以國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)品級(jí)為基準(zhǔn)，即三級(jí)品級(jí).皮棉不能散放，必須經(jīng)打包機(jī)打成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的棉包.我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)皮棉包裝有二種包型：85 kg/包（±5 kg）、200 kg/包（±10 kg），以85 kg居多.鑒于此，我們可以將功能單位設(shè)為1包（85 kg或者200 kg）.此外，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)于皮棉的衡量單位為萬(wàn)t，也可以將功能單位設(shè)為1 t，從2種設(shè)定的本質(zhì)來(lái)看，都是以產(chǎn)品的質(zhì)量來(lái)計(jì)量.

3.2 繪制生命周期過(guò)程圖

根據(jù)棉花生長(zhǎng)周期，繪制過(guò)程圖如圖1所示.

圖1 棉花生命周期過(guò)程Fig.1 Cotton lifecycle process

棉花的成長(zhǎng)周期過(guò)程分為5個(gè)時(shí)期，即播種期、苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期，在棉花長(zhǎng)成后，采摘的果實(shí)是籽棉，要想得到我們所說(shuō)的皮棉，需要進(jìn)行去籽加工.在整個(gè)棉花的成長(zhǎng)過(guò)程中，化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資產(chǎn)品的投入是必不可少的.

3.3 確定系統(tǒng)邊界

在探討棉花種植過(guò)程中的碳排放問(wèn)題之前必須界定好核算范圍.有研究將棉花耕作分成5個(gè)部分，即土地耕作直接部分（如耕地），土地耕作間接部分（如化肥、農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造），土地耕作外直接部分（如軋棉花、運(yùn)輸），土地耕作外間接部分（如存儲(chǔ)設(shè)備的制造），土地排放（如基于氮肥施用的N2O排放量）.部分學(xué)者著眼于土地耕作的直接部分，而忽略了土地耕作外和間接部分[17].

基于生命周期理論系統(tǒng)界定的原則，根據(jù)選擇的產(chǎn)品特性，以B2B評(píng)價(jià)模式進(jìn)行系統(tǒng)邊界的劃分，重點(diǎn)關(guān)注棉花耕作過(guò)程中的直接部分，即包含土地耕作直接部分（如耕地）和土地耕作外直接部分（如軋棉花、運(yùn)輸）兩個(gè)內(nèi)容.

據(jù)此系統(tǒng)邊界確定為以下4個(gè)部分，如圖2所示，包括棉花播種階段、棉花生長(zhǎng)階段、棉花收獲階段和棉花去籽加工階段.

圖2 系統(tǒng)邊界的確定Fig.2 Determination of system boundary

在系統(tǒng)邊界劃定的所有生命周期過(guò)程中，包含4個(gè)部分.首先，播種階段分成2個(gè)環(huán)節(jié)，以及播種前的前期準(zhǔn)備，這些準(zhǔn)備主要是種子的準(zhǔn)備和土地的準(zhǔn)備，種子的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)所占比例極低，在這里不予考慮，重點(diǎn)關(guān)注土地的準(zhǔn)備，即土地的儲(chǔ)水灌溉、整地施肥等.第2個(gè)環(huán)節(jié)就是進(jìn)行播種，需要投入機(jī)械、鋪蓋地膜.在播種階段，需要關(guān)注化肥、農(nóng)膜等農(nóng)資投入、人工投入、機(jī)械的柴油、電力的能源投入和土地的投入.第二，生長(zhǎng)階段是耗時(shí)最長(zhǎng)的，涉及棉花成長(zhǎng)的各個(gè)生育期，不同生長(zhǎng)期的投入也有所不同，總的來(lái)講，水肥、農(nóng)藥的農(nóng)資投入和大量的人工耕作是這一階段的重心，此外還有一定的能源投入，需要注意的是在種植過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)苗重種的現(xiàn)象.第三，收獲階段，最大的工作量就是人工采摘，很少的一部分是棉花采摘后的運(yùn)輸.最后，籽棉到皮棉的過(guò)程，最大的投入是機(jī)械作業(yè)，涉及能源的消耗，其中，很少量的人工投入.

3.4 收集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的收集是碳足跡分析的重點(diǎn)及難點(diǎn)，它是清單分析的核心部分，其中要涵蓋研究對(duì)象主要的資源消耗、能源消耗、直接溫室氣體排放等內(nèi)容.在本文界定的系統(tǒng)邊界內(nèi)，需要得到資源、能源消耗的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)，具體項(xiàng)目如表1所示.

表1 投入消耗活動(dòng)水平數(shù)據(jù)清單Tab.1 Data list of input consumption activity level

排放因子的選擇和運(yùn)用要本著“就近原則”，即盡量是本縣、本市、本省、本國(guó)的數(shù)據(jù).鑒于目前涉及農(nóng)業(yè)碳足跡的研究目前尚處于起步階段，所以，很多排放因子的數(shù)據(jù)只能借鑒國(guó)外的參數(shù)，如IPCC組織發(fā)布的數(shù)據(jù).

3.5 碳足跡的計(jì)算

對(duì)于棉花碳足跡的計(jì)算，涉及2個(gè)計(jì)算內(nèi)容，即投入消耗的碳排放量減去碳吸收等碳減排量，如圖3所示.

圖3 棉花碳足跡計(jì)算內(nèi)容Fig.3 Calculation of carbon footprint

3.5.1 投入消耗碳排放計(jì)算

棉花種植過(guò)程中投入消耗的碳排放計(jì)算包含4個(gè)內(nèi)容.

（1）農(nóng)資消耗碳排放

農(nóng)資消耗碳排放的公式為：

式中：E1為所有農(nóng)資消耗的碳排放；Ea是化肥使用的碳排放；Eb是農(nóng)膜使用的碳排放；Ec是農(nóng)藥使用的碳排放；Gk、Gb、Gi分別表示各類(lèi)化肥、農(nóng)膜、各類(lèi)農(nóng)藥的使用量；Fk、Fb、Fi表示不同類(lèi)別化肥、農(nóng)膜、不同農(nóng)藥類(lèi)別的排放因子.

（2）能源消耗碳排放

能源消耗碳排放的公式為：

式中：E2是所有能源消耗的碳排放；Ed是柴油的碳排放；Ee是用電的碳排放；Gd、Ge分別表示耕作、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的耗油量和灌溉、加工中的耗電量，F(xiàn)d、Fe表示柴油和煤發(fā)電的排放因子.

（3）人工消耗碳排放

人工能量消耗碳排放的公式為：

式中：E3是人工能量消耗的碳排放；Fr表示每人每天的二氧化碳呼出量；n、d分別表示在棉花整個(gè)生命周期中所投入的人工數(shù)和勞作天數(shù).

（4）土地投入碳排放

土壤占用碳排放的公式為：

式中：E4是土壤占用的碳排放；Ft表示耕地利用方式的碳排放系數(shù)；M表示土地種植（耕地）面積.

3.5.2 碳吸收、碳減排計(jì)算

（1）棉花碳吸收量計(jì)算

棉花的碳足跡大小受碳排放和碳吸收量的影響，如果碳排放多而碳吸收少，則碳足跡大，反之則小.棉花全生命期對(duì)碳吸收量的計(jì)算公式為：

式中：C1表示棉花的碳吸收量；A表示棉花碳吸收率；Y表示棉花的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量；H表示棉花的經(jīng)濟(jì)系數(shù).

（2）技術(shù)管理的碳減排

作為碳足跡的抵消，相關(guān)技術(shù)和管理措施的實(shí)施具有重要減排作用.可以通過(guò)對(duì)廢棄物的循環(huán)、保護(hù)性耕作、節(jié)水灌溉、秸稈還田、畜禽糞便資源化利用、發(fā)展農(nóng)村清潔能源（沼氣工程）等一系列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)和管理措施來(lái)實(shí)現(xiàn)碳排放的減量化.

對(duì)于中國(guó)棉花種植環(huán)節(jié)碳排放的計(jì)算和評(píng)價(jià)，需要盡量使用準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)代替次級(jí)數(shù)據(jù)，最為重要的可能就是人工投入的核算，需要找到更適用的原始數(shù)據(jù)來(lái)考量其碳排放量.

4 紡織原料棉花種植環(huán)節(jié)的低碳措施

紡織服裝原材料階段的碳減排需要需技術(shù)和管理的雙管齊下，在生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要減排技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用，諸如保護(hù)性耕作技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)、科學(xué)施肥技術(shù)、育種技術(shù)等，而這些技術(shù)潛力的實(shí)現(xiàn)取決于管理和經(jīng)營(yíng).具體的碳減排措施考慮從以下4個(gè)方面開(kāi)展.

4.1 實(shí)施高質(zhì)量的碳足跡評(píng)估

無(wú)論是對(duì)于紡織服裝企業(yè)，還是對(duì)于政府而言，在考慮減少碳排放措施的時(shí)候，第一步應(yīng)該明確計(jì)算碳足跡的重要指導(dǎo)意義.確定了我們關(guān)注產(chǎn)品的碳足跡，不僅使企業(yè)了解了自己產(chǎn)品生命周期過(guò)程中主要的碳排放熱點(diǎn)，最重要的是有利于企業(yè)有針對(duì)性地制定有效減排方案，并可以根據(jù)各周期階段碳排放占比，進(jìn)行擇優(yōu)改進(jìn)[10].

需要注意的是，確定碳足跡是減少碳排放的第一步，也是最重要的一步，它是后續(xù)減排措施的基礎(chǔ)，所以，碳足跡的評(píng)估必須保證真實(shí)可靠，而在現(xiàn)實(shí)的碳足跡評(píng)價(jià)過(guò)程中，會(huì)遇到很多不確定性，例如與連續(xù)排放監(jiān)測(cè)相關(guān)的不確定性、與排放因子相關(guān)的不確定性、與活動(dòng)數(shù)據(jù)相關(guān)的不確定性、由專(zhuān)家判斷產(chǎn)生的不確定性等等.這些不確定性都會(huì)影響到碳足跡的可靠性.因此，作為減少碳排放的第一步工作，我們必須在評(píng)估碳足跡的時(shí)候，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，降低評(píng)估的不確定性.有些不確定性的來(lái)源，紡織服裝企業(yè)是無(wú)能為力的，需要政府、行業(yè)給予支持和完善，比如一些排放因子的數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的報(bào)告和研究，只能選用國(guó)外的相關(guān)數(shù)據(jù)，這在某種程度上就大大削弱了計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性.

4.2 棉田耕作方式的改善

減少棉花種植階段的碳排放，首先從棉田的耕作方式進(jìn)行改善.改善的思路有兩個(gè)角度：一是對(duì)棉田的種植密度的合理把握，對(duì)于棉花的生長(zhǎng)，光照條件非常重要，通過(guò)合理密植、建立合理的群體結(jié)構(gòu)，減少蔭蔽，可以改善田間光照條件，提高光能利用率，從而減少棉花生育過(guò)程中的蕾鈴脫落現(xiàn)象，保障棉花的種植產(chǎn)量；另一方面是注重栽培模式的改良，推廣適合自身發(fā)展條件的棉田套種模式.農(nóng)作物的套種可以有助于形成生物鏈，進(jìn)而減少各種農(nóng)藥、水肥的投入.目前國(guó)內(nèi)的棉田套種多是蒜套棉田和麥套棉田，也有在棉田中套種玉米、芝麻等.在美國(guó)，采用的是棉花與葡萄混種，這樣種植過(guò)程中只需要很少的水資源，且增強(qiáng)了抗病蟲(chóng)害的能力，促成了水土流失和土壤保護(hù)間的平衡，因此這種耕作方式在美國(guó)大受推崇.因此，從棉田入手，通過(guò)改良種植方法和套種模式減少碳排放具有可操作性和高效性.

4.3 農(nóng)資投入需要綠色化

有學(xué)者對(duì)棉花種植過(guò)程溫室氣體排放情況進(jìn)行分析，認(rèn)為在溫室氣體排放方面，化肥的大量施用是主要問(wèn)題，其次，用工量大導(dǎo)致溫室氣體排放量大，這也嚴(yán)重影響棉農(nóng)種植棉花的積極性.

這反映出一個(gè)重要的問(wèn)題，在棉花種植過(guò)程中，碳排放的熱點(diǎn)集中在化肥的使用上.總體的問(wèn)題是化肥使用過(guò)多，但也存在結(jié)構(gòu)失衡的問(wèn)題，即氮肥使用太多，相對(duì)來(lái)講，鉀肥、磷肥使用不夠，這體現(xiàn)出棉農(nóng)對(duì)施肥存在一定的誤區(qū)，認(rèn)為施肥越多產(chǎn)量越大，而且不注意科學(xué)配比施肥.

鑒于此，首先應(yīng)該讓棉農(nóng)與基層農(nóng)技站、土肥站等機(jī)構(gòu)建立信任交流機(jī)制，使棉農(nóng)能夠科學(xué)施肥、綠色施肥.更重要的是化肥等農(nóng)資產(chǎn)品的生產(chǎn)、技術(shù)創(chuàng)新等方面要表現(xiàn)出環(huán)境友好性，例如測(cè)土配方肥技術(shù)已經(jīng)被證實(shí)是環(huán)境友好且多產(chǎn)高效的方式.當(dāng)然政府、行業(yè)對(duì)此要給予補(bǔ)貼支持，創(chuàng)新提高肥料使用率的技術(shù)，優(yōu)化氮肥的管理.

此外，棉花種植中，農(nóng)藥的過(guò)度使用對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染.對(duì)此一方面需要客觀的技術(shù)進(jìn)步來(lái)解決，利用各種生物技術(shù)減少植物蟲(chóng)害、提高生產(chǎn)率、把殺蟲(chóng)劑和除草劑用來(lái)保護(hù)棉花；另一方面加強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥的管理，包括農(nóng)藥的命名、藥效、宣傳、銷(xiāo)售等進(jìn)行系統(tǒng)管理；最為重要的是對(duì)棉農(nóng)主觀意識(shí)的培養(yǎng)，這需要基層管理機(jī)構(gòu)的配合和服務(wù)意識(shí)、能力的提高.

4.4 人工機(jī)械投入的合理配比

棉花種植過(guò)程中，大量的人工投入是其高碳排放的重要影響因素.而由于棉花作物的特殊性，其人工投入大是很難改變的現(xiàn)象，尤其是在棉花采摘環(huán)節(jié)，目前人工采摘仍是重點(diǎn).即使如此，在人工投入方面，也是可以實(shí)施碳減排的，就是充分發(fā)揮機(jī)械的作用，合理配比人工機(jī)械.

要想使農(nóng)業(yè)機(jī)械充分發(fā)揮效能和合理配備機(jī)具成為可能，需要土地的集中和棉農(nóng)的組織化，即發(fā)揮棉花種植的規(guī)?；?yīng)，這樣可以實(shí)施機(jī)械化播種、機(jī)械化栽培、機(jī)械化病蟲(chóng)害防治，大大節(jié)約了人工投入，又提高了生產(chǎn)效率.農(nóng)業(yè)機(jī)械的大規(guī)模使用，同樣也會(huì)帶來(lái)較多的能源消耗，相應(yīng)的碳排放也會(huì)增加，這就要求我們?cè)谟脵C(jī)械代替人工的同時(shí)，也要考慮機(jī)械使用的碳減排問(wèn)題.這就需要利用國(guó)家惠農(nóng)政策的實(shí)施，加快節(jié)能、環(huán)保新農(nóng)機(jī)的推廣，加大節(jié)能減排作用顯著的農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼力度，使棉農(nóng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用上沒(méi)有任何負(fù)擔(dān)和顧慮，這樣既可以減少人工、提高效率、增產(chǎn)增收，又減少了碳排放.

5 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)產(chǎn)品全生命周期碳足跡的思想，紡織服裝原材料階段的碳足跡評(píng)價(jià)應(yīng)該被予以重視.棉花作為紡織服裝重要的原材料之一，棉纖維的碳足跡評(píng)價(jià)尤為重要.研究表明，在棉纖維種植環(huán)節(jié)的碳足跡評(píng)價(jià)中，將系統(tǒng)邊界確定為棉花播種階段、棉花生長(zhǎng)階段、棉花收獲階段和棉花去籽加工階段，碳足跡的估算過(guò)程中會(huì)涉及農(nóng)資、能源、人工和土地的消耗和碳排放.因此，在考慮原材料階段碳減排措施時(shí)，需要依據(jù)各環(huán)節(jié)消耗數(shù)據(jù)，從技術(shù)和經(jīng)營(yíng)管理兩個(gè)層面入手.總之，對(duì)紡織服裝原材料階段實(shí)施高質(zhì)量的碳足跡評(píng)估是目前紡織工業(yè)碳減排目標(biāo)下的一項(xiàng)重要前期工作，也是紡織工業(yè)碳減排措施制定的數(shù)據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ).

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Carbon footprint evaluation on raw materials stage of textile and garment carbon emission reduction measures：In case of cotton

YAO Lei
（School of Business，Beijing Institute of Fashion Technology，Beijing 100029，China）

The study about carbon footprint of textile and garment products is mostly concentrated in the industrial processing sector,and the research on carbon footprint of its raw material acquisition phase is relatively small.As a full lifecycle carbon footprint of the product,the raw material stage should also pay attention.Since the cotton fiber is China′s largest production of natural fiber,the carbon footprint of raw materials for cotton textile-cotton fiber is discussed.Based on the understanding of the life cycle assessment theory,in view of PAS2050 Guide specification,the carbon footprint evaluation of cotton is determined.Under the premise of defined system boundaries,the method to calculate the carbon footprint of various sectors is given.At last,the carbon emission reduction measures for the raw materials stage of textile and garment products are proposed.

textile and garment；raw material；cotton；carbon footprint；carbon emission reduction

S181；X32

A

1671-024X（2014）01-0070-07

2013-06-20

北京市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目（13JDJGB045）；北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項(xiàng)目（2013D00500100004）

姚 蕾（1978—），女，博士，教授.E-mail：sxyyl@bift.edu.cn