De CO2-voetafdruk is een indicator die de impact van menselijke activiteiten op het milieu meet. Het concept "CO2-voetafdruk" is afgeleid van de "ecologische voetafdruk", voornamelijk uitgedrukt in CO2-equivalent (CO2eq), wat de totale uitstoot van broeikasgassen weergeeft die vrijkomt bij menselijke productie en consumptie.
De CO2-voetafdruk is het gebruik van levenscyclusanalyse (LCA) om de broeikasgasemissies te beoordelen die direct of indirect door een onderzoeksobject worden gegenereerd tijdens zijn levenscyclus. Voor hetzelfde object zijn de moeilijkheidsgraad en de reikwijdte van de berekening van de CO2-voetafdruk groter dan die van de CO2-uitstoot, en de resultaten van de berekening bevatten informatie over de CO2-uitstoot.
Met de toenemende ernst van de wereldwijde klimaatverandering en milieuproblemen is het bijhouden van de CO2-voetafdruk bijzonder belangrijk geworden. Het kan ons niet alleen helpen de impact van menselijke activiteiten op het milieu beter te begrijpen, maar biedt ook een wetenschappelijke basis voor het formuleren van strategieën voor emissiereductie en het bevorderen van een groene en koolstofarme transformatie.
De volledige levenscyclus van bamboe, van groei en ontwikkeling, oogst, verwerking en productie, productgebruik tot verwijdering, is het volledige proces van de koolstofcyclus, inclusief koolstofopslag in het bamboebos, productie en gebruik van bamboeproducten en de koolstofvoetafdruk na verwijdering.
In dit onderzoeksrapport wordt geprobeerd de waarde van ecologische aanplant van bamboebossen en industriële ontwikkeling voor klimaataanpassing te presenteren. Dit gebeurt door de kennis van de koolstofvoetafdruk en koolstoflabels te analyseren en door bestaand onderzoek naar de koolstofvoetafdruk van bamboeproducten te organiseren.
1. Boekhouding van de koolstofvoetafdruk
① Concept: Volgens de definitie van het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering verwijst de koolstofvoetafdruk naar de totale hoeveelheid koolstofdioxide en andere broeikasgassen die vrijkomen tijdens menselijke activiteiten of cumulatief worden uitgestoten gedurende de gehele levenscyclus van een product/dienst.
Het koolstoflabel is een uiting van de ‘koolstofvoetafdruk van een product’. Het is een digitaal label dat de volledige levenscyclus van een product met betrekking tot broeikasgasemissies markeert, van grondstoffen tot afvalrecycling. Via een label krijgen gebruikers informatie over de koolstofuitstoot van het product.
Levenscyclusanalyse (LCA) is een nieuwe methode voor milieueffectbeoordeling die de afgelopen jaren in westerse landen is ontwikkeld en zich nog in een fase van continu onderzoek en ontwikkeling bevindt. De basisstandaard voor het evalueren van de CO2-voetafdruk van producten is de LCA-methode, die wordt beschouwd als de beste keuze om de betrouwbaarheid en het gemak van de berekening van de CO2-voetafdruk te verbeteren.
LCA identificeert en kwantificeert eerst het verbruik van energie en materialen, evenals de uitstoot in het milieu gedurende de gehele levenscyclusfase, evalueert vervolgens de impact van dit verbruik en deze uitstoot op het milieu en identificeert en evalueert ten slotte mogelijkheden om deze impact te verminderen. De ISO 14040-norm, uitgegeven in 2006, verdeelt de "stappen van de levenscyclusanalyse" in vier fasen: bepaling van doel en reikwijdte, inventarisatieanalyse, effectbeoordeling en interpretatie.
② Normen en methoden:
Er bestaan momenteel verschillende methoden om de CO2-voetafdruk te berekenen.
In China kunnen boekhoudmethoden worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van systeemgrensinstellingen en modelprincipes: procesgebaseerde levenscyclusanalyse (PLCA), input-output levenscyclusanalyse (I-OLCA) en hybride levenscyclusanalyse (HLCA). Momenteel is er een gebrek aan uniforme nationale standaarden voor de berekening van de CO2-voetafdruk in China.
Internationaal zijn er drie belangrijke internationale normen op productniveau: “PAS 2050:2011 Specificatie voor de evaluatie van broeikasgasemissies tijdens de product- en servicelevenscyclus” (BSI., 2011), “GHGP Protocol” (WRI, WBCSD, 2011), en “ISO 14067:2018 Broeikasgassen – Productkoolstofvoetafdruk – Kwantitatieve vereisten en richtlijnen” (ISO, 2018).
Volgens de levenscyclustheorie zijn PAS2050 en ISO14067 momenteel gevestigde normen voor het evalueren van de CO2-voetafdruk van producten met openbaar beschikbare specifieke berekeningsmethoden. Beide omvatten twee evaluatiemethoden: Business to Customer (B2C) en Business to Business (B2B).
De evaluatie-inhoud van B2C omvat grondstoffen, productie en verwerking, distributie en detailhandel, consumentengebruik, eindverwerking of recycling, oftewel "van wieg tot graf". De B2B-evaluatie-inhoud omvat grondstoffen, productie en verwerking, en transport naar de handelaren verderop in het proces, oftewel "van wieg tot poort".
Het PAS2050-certificeringsproces voor de CO2-voetafdruk van producten bestaat uit drie fasen: de initiatiefase, de fase van berekening van de CO2-voetafdruk van het product en de daaropvolgende stappen. Het ISO14067-proces voor de berekening van de CO2-voetafdruk van producten omvat vijf stappen: het definiëren van het doelproduct, het bepalen van de grens van het boekhoudsysteem, het definiëren van de tijdsgrens voor de berekening, het identificeren van de emissiebronnen binnen de systeemgrens en het berekenen van de CO2-voetafdruk van het product.
③ Betekenis
Door de CO2-voetafdruk in kaart te brengen, kunnen we sectoren en gebieden met een hoge uitstoot identificeren en passende maatregelen nemen om de uitstoot te verminderen. Het berekenen van de CO2-voetafdruk kan ons ook helpen bij het ontwikkelen van koolstofarme levensstijlen en consumptiepatronen.
Koolstoflabeling is een belangrijk middel om de uitstoot van broeikasgassen in de productieomgeving of de levenscyclus van producten inzichtelijk te maken. Het biedt investeerders, regelgevende overheidsinstanties en het publiek bovendien inzicht in de uitstoot van broeikasgassen van productiebedrijven. Koolstoflabeling, als belangrijk middel voor openbaarmaking van koolstofinformatie, wordt door steeds meer landen breed geaccepteerd.
Koolstofetikettering voor landbouwproducten is de specifieke toepassing van koolstofetikettering op landbouwproducten. Vergeleken met andere soorten producten is de introductie van koolstofetikettering op landbouwproducten urgenter. Ten eerste is de landbouw een belangrijke bron van broeikasgasemissies en de grootste bron van niet-koolstofdioxide-broeikasgasemissies. Ten tweede is de openbaarmaking van koolstofetiketteringsinformatie in het landbouwproductieproces, vergeleken met de industriële sector, nog niet voltooid, wat de rijkdom aan toepassingsscenario's beperkt. Ten derde vinden consumenten het moeilijk om effectieve informatie te verkrijgen over de koolstofvoetafdruk van producten aan de consumentenkant. In de afgelopen jaren hebben een reeks onderzoeken aangetoond dat specifieke consumentengroepen bereid zijn te betalen voor koolstofarme producten, en koolstofetikettering kan de informatieasymmetrie tussen producenten en consumenten nauwkeurig compenseren, wat bijdraagt aan een betere marktefficiëntie.
2、 Bamboe-industrieketen
① Basissituatie van de bamboe-industrieketen
De bamboeverwerkende industrie in China is onderverdeeld in upstream, midstream en downstream. Upstream omvat de grondstoffen en extracten van verschillende bamboedelen, waaronder bamboebladeren, bamboebloemen, bamboescheuten, bamboevezels, enzovoort. Midstream omvat duizenden variëteiten in diverse sectoren, zoals bamboebouwmaterialen, bamboeproducten, bamboescheuten en -voedsel, de productie van bamboepulppapier, enzovoort. Downstreamtoepassingen van bamboeproducten omvatten onder andere papierproductie, meubelproductie, medicinale materialen en bamboecultureel toerisme.
Bamboebronnen vormen de basis voor de ontwikkeling van de bamboe-industrie. Afhankelijk van het gebruik ervan kan bamboe worden onderverdeeld in bamboe voor hout, bamboe voor bamboescheuten, bamboe voor pulp en bamboe voor tuindecoratie. Wat betreft de aard van de bamboebossen, bedraagt het aandeel hout in het bamboebos 36%, gevolgd door bamboescheuten en hout voor dubbel gebruik, ecologisch verantwoord bamboebos en pulpbamboebos, goed voor respectievelijk 24%, 19% en 14%. Bamboescheuten en schilderachtig bamboebos hebben relatief kleine percentages. China heeft overvloedige bamboebronnen, met 837 soorten en een jaarlijkse productie van 150 miljoen ton bamboe.
Bamboe is de belangrijkste bamboesoort die uniek is voor China. Momenteel is bamboe de belangrijkste grondstof voor de verwerking van bamboemateriaal, de markt voor verse bamboescheuten en de verwerking van bamboescheuten in China. Ook in de toekomst zal bamboe de belangrijkste grondstof blijven voor de bamboeteelt in China. De tien belangrijkste producten voor de verwerking en het gebruik van bamboe in China zijn momenteel: bamboekunststofplaten, bamboevloeren, bamboescheuten, bamboepulp en -papier, bamboevezelproducten, bamboemeubelen, dagelijkse producten en handwerk van bamboe, bamboehoutskool en bamboeazijn, bamboe-extracten en -dranken, economische producten onder bamboebossen, en bamboetoerisme en -gezondheidszorg. Bamboekunststofplaten en -materialen vormen de pijlers van de Chinese bamboe-industrie.
Hoe de bamboe-industrieketen te ontwikkelen onder de dubbele koolstofdoelstelling
De "dubbele koolstof"-doelstelling houdt in dat China streeft naar een koolstofpiek vóór 2030 en koolstofneutraliteit vóór 2060. Momenteel heeft China de eisen voor koolstofemissies in meerdere sectoren aangescherpt en actief gezocht naar groene, koolstofarme en economisch efficiënte industrieën. Naast de eigen ecologische voordelen moet de bamboe-industrie ook haar potentieel als koolstofput verkennen en de koolstofhandelsmarkt betreden.
(1) Bamboebos heeft een breed scala aan koolstofputten:
Volgens actuele gegevens in China is het bamboebosareaal de afgelopen 50 jaar aanzienlijk toegenomen. Van 2,4539 miljoen hectare in de jaren 50 en 60 tot 4,8426 miljoen hectare in het begin van de 21e eeuw (exclusief gegevens uit Taiwan), een jaar-op-jaar stijging van 97,34%. En het aandeel bamboebossen in het nationale bosgebied is gestegen van 2,87% naar 2,96%. Bamboebosbronnen zijn een belangrijk onderdeel geworden van China's bosbronnen. Volgens de 6e Nationale Bosinventarisatie bevindt zich onder de 4,8426 miljoen hectare bamboebos in China 3,372 miljoen hectare bamboe, met bijna 7,5 miljard planten, goed voor ongeveer 70% van het totale bamboebosareaal van het land.
(2) Voordelen van organismen in bamboebossen:
① Bamboe heeft een korte groeicyclus, een sterke explosieve groei en de kenmerken van hernieuwbare groei en jaarlijkse oogst. Het heeft een hoge gebruikswaarde en kent geen problemen zoals bodemerosie na volledige houtkap en bodemdegradatie na continue aanplant. Het heeft een groot potentieel voor koolstofvastlegging. De gegevens tonen aan dat het jaarlijkse koolstofgehalte in de boomlaag van bamboebos 5,097 ton/hm2 bedraagt (exclusief de jaarlijkse strooiselproductie), wat 1,46 keer zo hoog is als dat van snelgroeiende Chinese sparren.
2 Bamboebossen hebben relatief eenvoudige groeiomstandigheden, diverse groeipatronen, een gefragmenteerde verspreiding en een continue variatie in oppervlakte. Ze hebben een groot geografisch verspreidingsgebied en een breed verspreidingsgebied, voornamelijk verspreid over 17 provincies en steden, geconcentreerd in Fujian, Jiangxi, Hunan en Zhejiang. Ze kunnen snelle en grootschalige ontwikkelingen in verschillende regio's vertonen, waardoor complexe en nauwe koolstofruimtelijke patronen en dynamische netwerken van koolstofputten ontstaan.
(3) De voorwaarden voor handel in koolstofvastlegging uit bamboebossen zijn volwassen:
① De recyclingindustrie van bamboe is relatief compleet
De bamboe-industrie omvat de primaire, secundaire en tertiaire sector, met een productiewaarde die steeg van 82 miljard yuan in 2010 tot 415,3 miljard yuan in 2022, met een gemiddelde jaarlijkse groei van meer dan 30%. Naar verwachting zal de productiewaarde van de bamboe-industrie in 2035 de 1 biljoen yuan overschrijden. Momenteel wordt in Anji County, provincie Zhejiang, China, een nieuw ketenmodel voor de bamboe-industrie uitgevoerd, gericht op de integrale methode van integratie van twee koolstofputten in de landbouw, van natuur en economie tot wederzijdse integratie.
② Gerelateerde beleidsondersteuning
Na het voorstellen van de dubbele CO2-doelstelling heeft China meerdere beleidsmaatregelen en adviezen uitgevaardigd om de gehele sector te begeleiden bij het beheer van CO2-neutraliteit. Op 11 november 2021 brachten tien departementen, waaronder de Staatsbosbeheer en Graslandbeheer, de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming en het Ministerie van Wetenschap en Technologie, de "Adviezen van tien departementen over het versnellen van de innovatieve ontwikkeling van de bamboe-industrie" uit. Op 2 november 2023 publiceerden de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming en andere departementen gezamenlijk het "Driejarig Actieplan ter Versnelling van de Ontwikkeling van 'Plastic vervangen door Bamboe'". Daarnaast zijn in andere provincies, zoals Fujian, Zhejiang, Jiangxi, enz., adviezen naar voren gebracht over het bevorderen van de ontwikkeling van de bamboe-industrie. Door de integratie en samenwerking van verschillende industriële gordels zijn nieuwe handelsmodellen voor CO2-labels en CO2-voetafdrukken geïntroduceerd.
3. Hoe bereken je de CO2-voetafdruk van de bamboe-industrieketen?
① Onderzoeksvoortgang naar de koolstofvoetafdruk van bamboeproducten
Momenteel is er relatief weinig onderzoek gedaan naar de CO2-voetafdruk van bamboeproducten, zowel nationaal als internationaal. Volgens bestaand onderzoek varieert de uiteindelijke koolstofoverdracht en -opslagcapaciteit van bamboe onder verschillende gebruiksmethoden, zoals ontvouwing, integratie en recombinatie, wat resulteert in verschillende effecten op de uiteindelijke CO2-voetafdruk van bamboeproducten.
② Het koolstofcyclusproces van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus
De volledige levenscyclus van bamboeproducten, van de groei en ontwikkeling van bamboe (fotosynthese), de teelt en het beheer, de oogst, de opslag van grondstoffen, de productverwerking en het gebruik ervan tot de afbraak van afval (ontbinding), wordt voltooid. De koolstofcyclus van bamboeproducten omvat gedurende hun hele levenscyclus vijf hoofdfasen: bamboeteelt (planten, beheer en gebruik), de productie van grondstoffen (verzamelen, transporteren en opslaan van bamboe of bamboescheuten), de productverwerking en het gebruik ervan (verschillende processen tijdens de verwerking), de verkoop, het gebruik en de afvoer (ontbinding), waarbij in elke fase koolstofbinding, -accumulatie, -opslag, -vastlegging en directe of indirecte koolstofuitstoot plaatsvinden (zie figuur 3).
Het proces van het cultiveren van bamboebossen kan worden beschouwd als een schakel in ‘koolstofaccumulatie en -opslag’, waarbij sprake is van directe of indirecte koolstofemissies door aanplant, beheer en operationele activiteiten.
De productie van grondstoffen is een schakel in de koolstofoverdracht tussen bosbouwbedrijven en verwerkende bedrijven voor bamboeproducten. Er is ook sprake van directe en indirecte koolstofuitstoot tijdens de oogst, de eerste verwerking, het transport en de opslag van bamboe of bamboescheuten.
Productverwerking en -gebruik is het proces van koolstofvastlegging, waarbij koolstof op lange termijn in producten wordt vastgelegd, evenals de directe of indirecte koolstofemissies van verschillende processen, zoals eenheidsverwerking, productverwerking en het gebruik van bijproducten.
Zodra het product in de consumentenfase terechtkomt, wordt de koolstof volledig vastgelegd in bamboeproducten zoals meubilair, gebouwen, dagelijkse benodigdheden, papierproducten, enz. Naarmate de levensduur toeneemt, wordt de koolstofvastlegging uitgebreid totdat het product wordt afgevoerd, waarbij het afbreekt en CO2 vrijkomt, waarna het terugkeert in de atmosfeer.
Volgens de studie van Zhou Pengfei et al. (2014) werden bamboe snijplanken in de ontvouwingsmodus van bamboe als onderzoeksobject genomen en werd de "Evaluatiespecificatie voor broeikasgasemissies van goederen en diensten in de levenscyclus" (PAS 2050:2008) aangenomen als evaluatiestandaard. Kies de B2B-evaluatiemethode om de koolstofdioxide-uitstoot en koolstofopslag van alle productieprocessen, inclusief grondstoftransport, productverwerking, verpakking en opslag, uitgebreid te beoordelen (zie figuur 4). PAS2050 bepaalt dat de meting van de koolstofvoetafdruk moet beginnen bij het transport van grondstoffen, en dat de primaire gegevens over koolstofemissies en koolstofoverdracht van grondstoffen, productie tot distributie (B2B) van mobiele bamboe snijplanken nauwkeurig moeten worden gemeten om de omvang van de koolstofvoetafdruk te bepalen.
Kader voor het meten van de CO2-voetafdruk van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus
Het verzamelen en meten van basisgegevens voor elke fase van de levenscyclus van bamboeproducten vormt de basis van levenscyclusanalyse. Basisgegevens omvatten landgebruik, waterverbruik, verbruik van verschillende soorten energie (steenkool, brandstof, elektriciteit, enz.), verbruik van diverse grondstoffen en de resulterende materiaal- en energiestroomgegevens. Voer metingen uit van de CO2-voetafdruk van bamboeproducten gedurende hun hele levenscyclus door middel van gegevensverzameling en -meting.
(1) Fase van de bamboebosteelt
Koolstofopname en -accumulatie: ontkieming, groei en ontwikkeling, aantal nieuwe bamboescheuten;
Koolstofopslag: structuur van het bamboebos, mate van bamboestand, leeftijdsopbouw, biomassa van verschillende organen; Biomassa van de strooisellaag; Opslag van organische koolstof in de bodem;
Koolstofemissies: koolstofopslag, afbraaktijd en vrijkomen van strooisel; Koolstofemissies door bodemrespiratie; De koolstofemissies die worden gegenereerd door extern energieverbruik en materiaalverbruik zoals arbeid, energie, water en meststoffen voor planten, beheer en zakelijke activiteiten.
(2) Productiefase van grondstoffen
Koolstofoverdracht: oogstvolume of bamboescheutvolume en hun biomassa;
Koolstofrendement: reststoffen van houtkap of bamboescheuten, reststoffen van de primaire verwerking en hun biomassa;
Koolstofuitstoot: de hoeveelheid koolstofuitstoot die wordt gegenereerd door extern energie- en materiaalverbruik, zoals arbeid en elektriciteit, tijdens het verzamelen, de eerste verwerking, het transport, de opslag en het gebruik van bamboe of bamboescheuten.
(3) Productverwerkings- en gebruiksfase
Koolstofvastlegging: biomassa van bamboeproducten en bijproducten;
Koolstofterugwinning of -retentie: verwerking van reststoffen en hun biomassa;
Koolstofuitstoot: De koolstofuitstoot die wordt gegenereerd door extern energieverbruik, zoals arbeid, energie, verbruiksartikelen en materiaalverbruik tijdens de verwerking van eenheidsverwerking, productverwerking en het gebruik van bijproducten.
(4) Verkoop- en gebruiksfase
Koolstofvastlegging: biomassa van bamboeproducten en bijproducten;
Koolstofuitstoot: De hoeveelheid koolstofuitstoot die wordt gegenereerd door extern energieverbruik, zoals transport en arbeid van ondernemingen naar de afzetmarkt.
(5) Afvalverwerkingsfase
Koolstofvrijgave: koolstofopslag van afvalproducten; ontledingstijd en vrijkomende hoeveelheid.
In tegenstelling tot andere bosbouwsectoren, bereiken bamboebossen zelfvernieuwing na wetenschappelijke kap en gebruik, zonder dat herbebossing nodig is. De groei van bamboebossen verloopt in een dynamische balans en kan continu vastgelegde koolstof absorberen, koolstof accumuleren en opslaan, en de koolstofvastlegging continu verbeteren. Het aandeel bamboegrondstoffen in bamboeproducten is klein en koolstofvastlegging op lange termijn kan worden bereikt door het gebruik van bamboeproducten.
Momenteel is er geen onderzoek gedaan naar de meting van de koolstofcyclus van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus. Door de lange koolstofuitstoot tijdens de verkoop, het gebruik en de afvalfase van bamboeproducten is hun koolstofvoetafdruk moeilijk te meten. In de praktijk richt de beoordeling van de koolstofvoetafdruk zich meestal op twee niveaus: ten eerste om de koolstofopslag en -uitstoot in het productieproces van grondstof tot product te schatten; ten tweede om bamboeproducten te evalueren van aanplant tot productie.
Plaatsingstijd: 17-09-2024
