两种污水厂碳足迹计算方法的介绍与比较

肇倩莹

摘 要：近年来，温室气体的排放已成为各国重大环境问题之一，并逐渐受到社会各界人士的重视。污水处理是一种易被人忽视的、高能耗的产业，其碳排放的统计与计算多种多样。对两种最常用的方法：生命周期评价法和IPCC法进行了介绍并概括其局限性与适用性。

关键词：碳足迹；生命周期评价法；IPCC

随着我国城市的不断发展与扩张，污水处理已经成为一种高能耗、高碳排放的产业。为了让人们更加清晰、直观的了解污水处理厂的碳排放情况，通常使用投入产出法、《2006年IPCC国家温室气体清单指南》计算方法、生命周期评价法（life cycle assessment， LCA）、碳足迹计算器等对污水厂的碳排放进行计算。其中，国际上通用的LCA法和IPCC法应用较多。

1 生命周期评价法

国际标准化组织（ISO）定义：汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个寿命周期期间的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。

ISO14040将生命周期评价分为相互联系又循环往复的四个步骤；目的与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释[3]。

目的与范围的确定：进行生命周期评价的首先要界定研究的范围。研究的范围决定了所研究的产品系统、边界、数据要求、假设及限制条件等。清单分析[4]：是对产品、工艺或活动在其整个生命周期阶段的资源、能源消耗和向环境的排放（包括废气、废水、固体废物及其它环境释放物）进行数据量化分析。生命周期影响评价：对分析清单上的数据进行定性，或定量排序的一个过程。对生命周期进行解释说明：总结前几个阶段的研究结果及发现，得出结论，进行分析，对其局限性进行解释，尽量使结果易于理解并且有一定的完整。根据ISO14043的要求，生命周期解释主要包括三个要素：识别、评估和报告。

生命周期评价相比于传统环境影响评价的方法，有着如下优势[5]：（1）生命周期评价面向的是产品系统。评价整个系统总的对环境的影响，是使产业实现绿色可持续发展的根本。（2）该方法是对产品或服务从“诞生”到“消亡”的全程的评价，涵盖面广，系统性强。（3）该评价方法非常直观，将各种对环境的影响进行定量分析，便于体现节能潜力较大的重要单元。（4）生命周期评价是一种充分重视环境影响的评价方法，将清单中分散的数据以一定的逻辑关联到一起，加强产品与环境之间的联系性。

然而生命周期评估过程中有一些潜在的不确定因素，使其结论的可靠性和准确性受到影响。中国的生命周期评估数据库不够成熟，并且缺乏针对我国各个地域的具体信息。洪静兰等人发现，采用其他国家地区的LCIA模型对我国产业活动进行环境负荷评价时，由于人种上的差异，在生态毒性影响与人类健康损伤影响类别方面会产生較大的误差。

2 IPCC法

《2006年IPCC国家温室气体清单指南》是由政府间气候变化专门委员会国家温室气体清单特别工作组编写的，自发布后沿用至今。该方法大体分为三个步骤：

体系范围的确定。污水污泥系统温室气体排放是一个复杂的过程，因此要界定排放体系的范围，并将所计算的温室气体分类。Monteith等将污水污泥系统的温室气体排放分为两类：现场（场内温室气体排放）和非现场（场外温室气体排放）；Shahabadi等[6]通过分析温室气体产生的途径，将排放体系分为生化处理、能源消耗、物料消耗、污泥处理四个主要方面；谢淘等[10]将温室气体排放划分为直接排放、间接排放、其他间接排放三个部分。

碳排放计算清单的建立。包括“自上而下”和“自下而上”两种方法。前者是一种使用汇总数据和排放因子（通常由政府机构编制）来对更加宏观的碳排放进行了解的工具。这种方法在国家或更大尺度适宜，在小区域精度较低。“自下而上”法则基于各国的特定的排放因子或生产过程和工厂级别的数据进行评估，对数据的精确度要求更高。该方法虽然模型的复杂程度大，但计算精度高。

对碳排放清单进行计算。目前各国学者在计算时大多采用系数核算法，即排放量=活动水平×排放系数。

但是，由于此方法中很多数据因影响因素复杂而被相应的缺省取值所替代，碳核算结果将存在一定偏差。

3 结束语

生命周期评估法是一种宏观的、系统的、定量的评价方法，可以了解产品从生产到毁灭的整个过程中对人、及自然环境的影响。然而在这种评估方法的流程里仍存在许多不确定因素，同时我国生命周期评估数据库也有待完善。

IPCC法较生命周期评估法更为详细和精确，然而所提供数据中缺省值的取值范围较大，需要研究者根据情况进行选择，并且随着评价方法精确度的提高，其所要求的数据也更加具体，对于一些企业可能很难获得，所以应根据需要对评估方法进行完善，来达到精确的测算结果。

参考文献

[1]樊庆锌，敖红光，孟超.生命周期评价[J].环境科学与管理，2007，32（6）：177-180.

[2]曹华林.产品生命周期评价（LCA）的理论及方法研究[J].西南民族大学学报人文社科版，2004，25（2）：281-284.

[3]林璐.基于生命周期评价方法的九龙江流域污水处理厂综合评价研究[D].厦门：厦门大学，2009.

[4]Chen W， Zhang F F， Hong J L， Shi W X， Feng S T， Tan X F， Geng Y. Life cycle toxicity assessment on deep-brine well drilling. Journal of Cleaner Production， 2015， 112： 326-332.

[5]陈敏磊.国内外污水污泥系统温室气体排放研究方法[J].环境工程，2013（s1）：316-320.

[6]Shahabadi M B，Yerushalmi L，Haghighat F. Impact of process design on greenhouse gas（GHG） generation by wastewater treatment plants[J]. Water Research，2009，43： 2679-2687.

[7]谢淘，汪诚文.污水处理厂温室气体排放评估[J].清华大学学报，自然科学版，2012，52（4）：473-477.

[8]SH Koh，A Shaw，S Tarallo.Top-down and Bottom-up Approaches for Establishing Greenhouse Gas Emissionsand Carbon Footprints at Wastewater Treatment Plants.《Protein Science》， 2010， 2010（3）：364-387.

[9]彭洁.城市污水污泥处置方式的温室气体排放比较分析[D].湖南：湖南大学，2013.