茶油生产过程碳足迹核算方法

本发明属于林业碳中和领域，具体涉及茶油生产过程碳足迹核算方法。

背景技术：

1、近年来，全球气候变化已经显著影响了林业生产和经济林资源的管理。

2、碳足迹核算是一种量化方法，用于评估特定活动、产品或系统在其整个生命周期中产生的温室气体排放。对于油茶林和茶油产品来说，了解生产环节的碳排放情况对于优化林业生产管理、减少碳排放、推动可持续林业发展至关重要。因此，从营造林到初榨油的茶油碳足迹核算具有重要的实践意义。

3、专利cn115186519a公开了一种基于可变系统边界情景的农业碳足迹计量方法及装置，对小麦、玉米、水稻、苹果进行了碳足迹核算，具体划分了农业生产、农产品粗加工、农产品运输和农业废弃物处理四个阶段，但未有对长生产周期的产品种植及加工的提及；专利cn 114781135a一种区域农业种植系统净温室气体排放综合估算方法及系统，利用生命周期法评估了小麦、玉米、大豆、水稻农业管理造成的co2排放，针对的是农作物生长阶段，即播种、管理、收获及还田四个阶段，包括柴油、塑料薄膜、农药和灌溉的使用、肥料的生产和使用及秸秆燃烧产生的co2排放；专利cn118014393a经济林良种繁育阶段的碳足迹核算方法及系统中公开了对于经济林树种从育苗到出圃的碳足迹核算方法，可以为茶油生产上游供应链的碳足迹核算提供帮助，但整个茶油生产过程的碳足迹核算问题还有待解决；专利cn115619069a是一种茶叶全生命周期的碳足迹核算方法及系统，对茶叶进行了全生命周期的碳足迹核算，包括种植、加工、包装、运输、消费、处理六环节。而茶油与茶叶的生产过程存在相当大的差异，已有农林业专利的核算范围对木本油料少有涉及，在茶油生产碳足迹核算存在空白，亟待填补。

4、pattara等人通过碳足迹方法对意大利五个橄榄油产品案例进行碳足迹核算分析，量化了与橄榄种植和橄榄油生产(农场阶段和工厂阶段)相关的温室气体排放量；l.fernández等人使用了11个不同类型的橄榄生产农场和12个橄榄油加工厂的调查数据，对农场和工业阶段生产一公斤未包装初榨橄榄油的环境影响进行了量化；naderi等人研究了2018年种植季节苹果从生产阶段到储存阶段的碳足迹和环境影响；cabot等人通过方法决策和作物周期建模对16个柑橘类水果生命周期评估(lca)研究现状进行描述性和批判性回顾，发现大部分研究功能单元采用质量功能单位和“从摇篮到农场大门”的系统边界；

5、以往对食用油生产碳足迹研究大都将目光集中在油产品生产过程，对于“从摇篮到大门”的整体生命周期过程研究不够深入，对于前端具体投入和工艺步骤的温室气体排放不够清晰，未能将油产品的原料生产和产品生产相结合，存在计算不准确的情况。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供茶油生产过程碳足迹核算方法，以解决现有技术中的问题，本发明所采用的技术方案是：

2、茶油生产过程碳足迹核算方法，包括以下步骤：

3、(a)在茶油生产过程的生命周期内划分子系统并确定碳足迹的系统边界、功能单元及取舍准则；

4、(b)依据茶油生产过程的生产信息，确定各子系统的碳排放清单，对茶油产品生产过程生命周期内的碳排放清单进行分析，确定各阶段的输入、输出清单；

5、(c)分别确定各子系统内的计算方法、分配程序、数据要求及排放因子；

6、其中，计算方法包括：茶油生产过程的生命周期的内co2e的总排放量：

7、；

8、其中，e为功能单元j温室气体排放量；

9、gi为投入品i的活动使用数据；

10、efij为投入品i对于温室气体j的排放因子；

11、；

12、其中，cf为功能单元碳足迹；

13、ej为功能单元j温室气体排放量；

14、gwpj为全球变暖潜势值；

15、(d)进行试验，实现碳收支平衡考虑并持续监测和追踪碳排放和碳固存情况；

16、(e)利用排放因子法构建碳排放核算模型，并利用各子系统的碳排放核算模型获得茶油生产过程的碳足迹；

17、(f)进行不确定性和敏感性分析，分析排放占比及数据质量；

18、步骤(e)中，分别对营建林和初榨油两个子系统构建碳排放核算模型并进行碳足迹核算：

19、营造林子系统的碳足迹包括营造林子系统中所有生产过程中消耗环境资源及能源引起的温室气体排放的总量：

20、；

21、其中，eforest为营造林子系统的碳足迹，w1为营造林子系统的损失率；eene为功能单元使用能源所对应的co2排放量；echa为功能单元使用化学品所对应的co2排放量；emat为功能单元使用材料所对应的co2排放量；et为功能单元使用电力所对应的co2排放量；ewas为废物处理过程中的碳足迹；efer为功能单元使用肥料所对应的co2排放量；

22、初榨油子系统的碳足迹包括初榨油子系统中所有生产过程中消耗环境资源及能源引起的温室气体排放的总量：

23、；

24、其中，eoil为初榨油子系统的碳足迹，w2为初榨油子系统的损失率；

25、对于茶油，其产品碳足迹包括指茶油生产过程中生产一吨初榨山茶油的过程中消耗环境资源及能源引起的温室气体排放的总量：

26、；

27、其中，efu为单个功能单元的碳足迹；etotal为茶油生产过程的总碳足迹。

28、进一步的，步骤(a)中，系统边界包括：茶油生产过程的生命周期中从油茶种植到初榨油产出的所有过程，包括从摇篮到林地大门的营造林子系统，从林地大门到榨油厂大门的初榨油子系统；

29、营造林子系统包括从摇篮到林地大门的油茶鲜果生产过程，包括：准备及定植环节、幼林抚育环节、成林管理环节以及油茶果采收环节；

30、初榨油子系统包括林地大门到榨油厂大门的茶油生产过程，包括：预处理环节、茶油榨取环节以及茶油精炼环节。

31、进一步的，对于营造林子系统，其目标是为茶油生产中的油茶林地作业生成一份详细的清单，该清单将用于茶油产品碳足迹核算和经济林生命周期温室气体评估；评估范围包括从摇篮到林地大门，包括：林地及其供应商的材料和化学品投入、电力和燃料使用、劳动力以及投入和产品的运输，不包括用于林地管理作业的资本设备和设施的生产；

32、营造林子系统的功能单元是一千克油茶鲜果；

33、营造林子系统的系统边界为从苗圃大门到林地大门，其中包括原材料收集、土地准备、油茶林地管理、油茶果采集的所有直接和间接的投入和产出。

34、进一步的，对于初榨油子系统，其目标是为茶油生产中的加工厂作业生成一份详细的清单，该清单将用于茶油产品碳足迹核算和经济林产品生命周期温室气体评估；评估范围包括林地大门到榨油厂大门，包括榨油厂及其供应商的材料和化学品投入、电力使用以及投入和产品的运输；

35、初榨油子系统的功能单元是一吨初榨茶油；

36、初榨油子系统的系统边界为从林地大门到榨油厂大门，其中包括原材料运输、预处理、茶油榨取、茶油精炼的所有直接和间接的投入和产出。

37、进一步的，对于每个子阶段、过程和环节分别对不同投入进行碳足迹核算，包括现场能源、肥料、化学品、材料、运输和废弃物处理：

38、现场能源使用：

39、；

40、其中，eene为功能单元使用能源所对应的co2排放量；

41、eelec为功能单元使用电力所对应的co2排放量；

42、efuel为功能单元使用燃油所对应的co2排放量；

43、elab为功能单元使用人力所对应的co2排放量；

44、电力使用：

45、；

46、其中，eelec为功能单元使用电力所对应的co2排放量；

47、gelec为功能单元使用电量；

48、efelec为电力生产排放因子；

49、燃油使用：

50、；

51、其中，efuel为功能单元使用燃油所对应的co2排放量；

52、uma为机器m单位时间的燃油a消耗量；

53、efm为机器m的能源转换效率；

54、tm为机器m的工作时长；

55、efa为燃油a产生温室气体的排放因子；

56、qa为燃油a的平均低位发热量；

57、人力使用：

58、；

59、其中，p为工人数；

60、d为总工作日；

61、eflab按能量法计算；

62、肥料使用：

63、；

64、其中，efer为功能单元使用肥料所对应的co2排放量；

65、ax为肥料x的施用面积；

66、mx为单次单位面积所施用肥料x数量；

67、fx为肥料x的平均施肥次数；

68、efx为肥料x产生温室气体的排放因子；

69、化学品使用：

70、；

71、其中，echa为功能单元使用化学品所对应的co2排放量；

72、adx为化学品x的使用活动数据；

73、efx为化学品x产生温室气体的排放因子；

74、材料使用：

75、；

76、其中，emat为功能单元使用材料所对应的co2排放量；

77、adx为材料x的使用活动数据；

78、efx为材料x产生温室气体的排放因子；

79、运输：

80、；

81、其中，et为功能单元使用电力所对应的co2排放量；

82、gt为运输功能单元重量；

83、gt为功能单元运输距离；

84、eft为运输生产排放因子；

85、废弃物处理：

86、；

87、其中，ewas为废物处理过程中的碳足迹；

88、lp为填埋处理的比例；

89、ip为焚烧处理的比例；

90、wi为废弃物i的质量；

91、efl为废物填埋处理的排放因子，efp为焚烧填埋处理的排放因子。

92、进一步的，所述步骤(f)，进行不确定性和敏感性分析，分析排放占比及数据质量，包括：确定变化因素、设计实验方案、确定活动数据和碳排放因子、运行实验、分析结果、解释结果、做出结论。

93、进一步的，进行碳收支平衡考虑时，包括：评估碳吸收、计算净碳排放量、制定减排和固碳措施、实现碳收支平衡、监测和追踪。

94、本发明具有以下有益效果：

95、相比现有农林产品生命周期评价专利，本发明生命周期排放清单的构建方法采用了更为详实和全面的方法；每个生产环节的碳排放都得到了精细划分，使得排放清单更具细致性和实际操作性，为决策者提供更全面的碳足迹数据；对于环境成本计算通过深入分析每个阶段的环境成本，包括能源、材料和生产过程中的排放，使得环境成本的计算更为准确和全面，这为决策者提供了更为细致的经济和环境信息，有助于更可持续的经济发展；供应链碳排放核算通过深入了解供应链中各个环节的碳排放情况，从原材料采购到最终产品的交付，排放数据更为准确，这有助于全面优化供应链，减少整体碳足迹。