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", die voornamelijk wordt uitgedrukt in CO2-equivalent (CO2eq) en de totale uitstoot van broeikasgassen vertegenwoordigt die vrijkomt tijdens menselijke productie- en consumptieactiviteiten.
De koolstofvoetafdruk is een methode die wordt gebruikt om de broeikasgasemissies te beoordelen die een onderzoeksobject direct of indirect genereert gedurende zijn levenscyclus. Voor hetzelfde object is de berekening van de koolstofvoetafdruk complexer en uitgebreider dan die van de koolstofemissies, en de resultaten van de berekening bevatten informatie over de koolstofemissies.
Met de toenemende ernst van de wereldwijde klimaatverandering en milieuproblemen is het berekenen van de CO2-voetafdruk bijzonder belangrijk geworden. Het kan ons niet alleen helpen de impact van menselijke activiteiten op het milieu nauwkeuriger te begrijpen, maar biedt ook een wetenschappelijke basis voor het formuleren van strategieën om de uitstoot te verminderen en een groene en koolstofarme transformatie te bevorderen.
De volledige levenscyclus van bamboe, van groei en ontwikkeling, oogst, verwerking en productie, gebruik van het product tot afvalverwerking, is het complete proces van de koolstofcyclus, inclusief de koolstofopslag in het bamboebos, de productie en het gebruik van bamboeproducten en de koolstofvoetafdruk na afvalverwerking.
Dit onderzoeksrapport tracht de waarde van ecologische bamboebosaanplant en industriële ontwikkeling voor klimaatadaptatie aan te tonen door middel van een analyse van de CO2-voetafdruk en kennis over CO2-etikettering, alsook door de ordening van bestaand onderzoek naar de CO2-voetafdruk van bamboeproducten.
1. Koolstofvoetafdrukberekening
① Concept: Volgens de definitie van het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering verwijst de koolstofvoetafdruk naar de totale hoeveelheid kooldioxide en andere broeikasgassen die vrijkomen tijdens menselijke activiteiten of cumulatief worden uitgestoten gedurende de gehele levenscyclus van een product/dienst.
Het CO2-label is een digitale weergave van de CO2-voetafdruk van een product. Het label geeft de totale uitstoot van broeikasgassen gedurende de gehele levenscyclus van een product weer, van grondstoffen tot afvalverwerking. Gebruikers krijgen zo informatie over de CO2-uitstoot van het product in de vorm van een label.
Levenscyclusanalyse (LCA) is een nieuwe methode voor het beoordelen van de milieueffecten die de afgelopen jaren in westerse landen is ontwikkeld en zich nog steeds in een fase van continu onderzoek en ontwikkeling bevindt. De LCA-methode is de basisstandaard voor het evalueren van de CO2-voetafdruk van een product en wordt beschouwd als de beste keuze om de betrouwbaarheid en het gebruiksgemak van de CO2-voetafdrukberekening te verbeteren.
LCA (Life Cycle Assessment) identificeert en kwantificeert eerst het verbruik van energie en materialen, evenals de milieubelasting gedurende de gehele levenscyclus. Vervolgens evalueert het de impact van dit verbruik en deze milieubelasting op het milieu en ten slotte identificeert en evalueert het 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, impactbeoordeling 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 systeemgrenzen en modelprincipes: procesgebaseerde levenscyclusanalyse (PLCA), input-output levenscyclusanalyse (I-OLCA) en hybride levenscyclusanalyse (HLCA). Momenteel ontbreken er in China uniforme nationale standaarden voor de berekening van de CO2-voetafdruk.
Internationaal zijn er drie belangrijke internationale normen op productniveau: “PAS 2050:2011 Specificatie voor de evaluatie van broeikasgasemissies gedurende de product- en servicelevenscyclus” (BSI, 2011), “GHGP Protocol” (WRI, WBCSD, 2011) en “ISO 14067:2018 Broeikasgassen – Koolstofvoetafdruk van producten – Kwantitatieve eisen en richtlijnen” (ISO, 2018).
Volgens de levenscyclusanalyse zijn PAS2050 en ISO14067 momenteel de gangbare normen voor het evalueren van de CO2-voetafdruk van producten, met openbaar beschikbare specifieke berekeningsmethoden. Beide normen 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, uiteindelijke verwijdering of recycling, oftewel "van wieg tot graf". De evaluatie-inhoud van B2B omvat grondstoffen, productie en verwerking, en transport naar afnemers, oftewel "van wieg tot poort".
Het PAS2050-certificeringsproces voor de CO2-voetafdruk van producten bestaat uit drie fasen: de initiatiefase, de fase van de berekening van de CO2-voetafdruk en de vervolgstappen. Het ISO14067-proces voor de berekening van de CO2-voetafdruk van producten omvat vijf stappen: het definiëren van het doelproduct, het bepalen van de grenzen van het boekhoudsysteem, het definiëren van de tijdsperiode voor de boekhouding, het sorteren van de emissiebronnen binnen de systeemgrenzen en het berekenen van de CO2-voetafdruk van het product.
③ Betekenis
Door de CO2-voetafdruk te berekenen, 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 een koolstofarme levensstijl en consumptiepatronen.
Koolstofetikettering is een belangrijk middel om de uitstoot van broeikasgassen in de productieomgeving of de levenscyclus van producten inzichtelijk te maken. Het biedt investeerders, overheidsinstanties en het publiek bovendien inzicht in de broeikasgasemissies van productiebedrijven. Koolstofetikettering, als belangrijk middel voor openbaarmaking van koolstofinformatie, wordt door steeds meer landen geaccepteerd.
Koolstoflabeling voor landbouwproducten is de specifieke toepassing van koolstoflabeling op landbouwproducten. Vergeleken met andere productcategorieën is de introductie van koolstoflabels voor landbouwproducten urgenter. Ten eerste is de landbouw een belangrijke bron van broeikasgasemissies en de grootste bron van broeikasgasemissies anders dan koolstofdioxide. Ten tweede is de openbaarmaking van informatie over koolstoflabeling in het landbouwproductieproces, in vergelijking met de industriële sector, nog niet volledig, wat de diversiteit aan toepassingsmogelijkheden beperkt. Ten derde vinden consumenten het moeilijk om effectieve informatie te verkrijgen over de koolstofvoetafdruk van producten. Recent onderzoek heeft aangetoond dat specifieke consumentengroepen bereid zijn te betalen voor koolstofarme producten, en koolstoflabeling kan de informatieasymmetrie tussen producenten en consumenten precies compenseren, waardoor de marktefficiëntie verbetert.
2. De bamboe-industrieketen
① Basissituatie van de bamboe-industrieketen
De verwerkingsketen van bamboe in China is onderverdeeld in upstream, midstream en downstream. Upstream omvat de grondstoffen en extracten van verschillende delen van bamboe, waaronder bamboebladeren, bamboebloemen, bamboescheuten, bamboevezels, enzovoort. Midstream omvat duizenden variëteiten in diverse sectoren, zoals bamboebouwmaterialen, bamboeproducten, bamboescheuten en voedsel, bamboepulp voor papierproductie, enzovoort. Downstream-toepassingen van bamboeproducten omvatten onder andere papierproductie, meubelproductie, medicinale materialen en bamboetoerisme.
Bamboe is de basis voor de ontwikkeling van de bamboe-industrie. Afhankelijk van het gebruik kan bamboe worden onderverdeeld in bamboe voor hout, bamboe voor bamboescheuten, bamboe voor pulp en bamboe voor tuindecoratie. Wat de aard van de bamboebossen betreft, is het aandeel bamboebossen voor houtproductie 36%, gevolgd door bamboebossen voor bamboescheuten en hout (voor zowel houtproductie als andere doeleinden), ecologische bamboebossen voor algemeen welzijn en bamboebossen voor pulp, die respectievelijk 24%, 19% en 14% vertegenwoordigen. Bamboescheuten en sierbamboe hebben een relatief klein aandeel. China beschikt over 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 bamboeconstructiematerialen, de markt voor verse bamboescheuten en de productie van bamboescheutenproducten in China. Ook in de toekomst zal bamboe de belangrijkste bron van bamboeteelt in China blijven. De tien belangrijkste bamboeproducten die momenteel in China worden verwerkt en gebruikt, zijn: bamboeplaten, bamboevloeren, bamboescheuten, bamboepulp en papierproductie, bamboevezelproducten, bamboemeubelen, bamboeproducten voor dagelijks gebruik en handwerk, bamboehoutskool en bamboeazijn, bamboe-extracten en -dranken, economische producten uit bamboebossen, en bamboetoerisme en -gezondheidszorg. Bamboeplaten en bamboeconstructiematerialen vormen de pijlers van de Chinese bamboe-industrie.
Hoe de keten van de bamboe-industrie te ontwikkelen in het kader van de dubbele CO2-doelstelling
Het "dubbele koolstofdoel" houdt in dat China ernaar streeft de piek in koolstofuitstoot vóór 2030 te bereiken en koolstofneutraal te zijn vóór 2060. Momenteel heeft China de eisen voor koolstofemissies in diverse sectoren aangescherpt en actief onderzoek gedaan naar groene, koolstofarme en economisch efficiënte industrieën. Naast de eigen ecologische voordelen moet de bamboe-industrie ook haar potentieel als koolstofput onderzoeken en toetreden tot de markt voor koolstofhandel.
(1) Bamboe bossen beschikken over een breed scala aan koolstofopslagbronnen:
Volgens recente gegevens uit China is het areaal bamboebossen de afgelopen 50 jaar aanzienlijk toegenomen. Van 2,4539 miljoen hectare in de jaren 50 en 60 tot 4,8426 miljoen hectare begin 21e eeuw (exclusief gegevens uit Taiwan), een jaarlijkse stijging van 97,34%. Het aandeel bamboebossen in het nationale bosareaal is gestegen van 2,87% naar 2,96%. Bamboebossen zijn een belangrijk onderdeel geworden van de Chinese bosrijkdommen. Volgens de 6e Nationale Bosinventarisatie omvat het 4,8426 miljoen hectare bamboebos in China 3,372 miljoen hectare bamboe, met bijna 7,5 miljard planten, wat neerkomt op ongeveer 70% van het totale bamboebosareaal van het land.
(2) Voordelen van bamboebosorganismen:
① Bamboe heeft een korte groeicyclus, een sterke, explosieve groei en kenmerkt zich door hernieuwbare groei en jaarlijkse oogst. Het heeft een hoge gebruikswaarde en kent geen problemen zoals bodemerosie na volledige kap en bodemverarming na continue aanplanting. Het heeft een groot potentieel voor koolstofvastlegging. Uit gegevens blijkt dat de jaarlijkse hoeveelheid vastgelegde koolstof in de boomlaag van een bamboebos 5,097 t/hm² bedraagt (exclusief de jaarlijkse strooiselproductie), wat 1,46 keer zoveel is als die van de snelgroeiende Chinese spar.
② Bamboebossen hebben relatief eenvoudige groeiomstandigheden, diverse groeipatronen, een gefragmenteerde verspreiding en een continue variabiliteit in oppervlakte. Ze hebben een groot geografisch verspreidingsgebied en een breed scala aan gebieden, voornamelijk verspreid over 17 provincies en steden, met een concentratie in Fujian, Jiangxi, Hunan en Zhejiang. Ze kunnen zich snel en op grote schaal ontwikkelen in verschillende regio's, waardoor complexe en samenhangende ruimtelijke en temporele koolstofpatronen en dynamische netwerken van koolstofbronnen en -putten ontstaan.
(3) De voorwaarden voor de handel in koolstofvastlegging door bamboebossen zijn rijp:
① De recyclingindustrie van bamboe is relatief compleet
De bamboe-industrie omvat de primaire, secundaire en tertiaire sectoren. De productiewaarde is gestegen van 82 miljard yuan in 2010 naar 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 innovatief model voor de bamboe-industrieketen ontwikkeld. Dit model richt zich op een alomvattende aanpak voor de integratie van koolstofopslag in de landbouw, waarbij natuur en economie elkaar wederzijds versterken.
② Gerelateerde beleidsondersteuning
Na het voorstellen van de dubbele koolstofdoelstelling heeft China diverse beleidsmaatregelen en adviezen uitgevaardigd om de gehele industrie te begeleiden bij het beheer van koolstofneutraliteit. Op 11 november 2021 publiceerden tien departementen, waaronder de Staatsadministratie voor Bosbouw en Grasland, de Nationale Ontwikkelings- en Hervormingscommissie en het Ministerie van Wetenschap en Technologie, de "Adviezen van tien departementen over het versnellen van de innovatieve ontwikkeling van de bamboe-industrie". Op 2 november 2023 brachten de Nationale Ontwikkelings- en Hervormingscommissie en andere departementen gezamenlijk het "Driejarig Actieplan ter versnelling van de ontwikkeling van 'Plastic vervangen door bamboe'" uit. Daarnaast zijn er in andere provincies, zoals Fujian, Zhejiang en Jiangxi, adviezen uitgebracht ter bevordering van de bamboe-industrie. In het kader van de integratie en samenwerking tussen verschillende industriële gordels zijn nieuwe handelsmodellen voor koolstoflabels en koolstofvoetafdrukken geïntroduceerd.
3. Hoe bereken je de CO2-voetafdruk van de bamboe-industrieketen?
① Voortgang van het onderzoek naar de CO2-voetafdruk 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 afhankelijk van de gebruikte verwerkingsmethode, zoals ontvouwen, integreren en hergebruiken, wat resulteert in verschillende effecten op de uiteindelijke CO2-voetafdruk van bamboeproducten.
② Het koolstofkringloopproces van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus
De volledige levenscyclus van bamboeproducten, van de groei en ontwikkeling van bamboe (fotosynthese), teelt en beheer, oogst, opslag van grondstoffen, verwerking en gebruik van producten tot afvalverwerking (ontbinding), is voltooid. De koolstofcyclus van bamboeproducten gedurende hun hele levenscyclus omvat vijf belangrijke fasen: bamboeteelt (aanplanten, beheer en exploitatie), productie van grondstoffen (verzameling, transport en opslag van bamboe of bamboescheuten), verwerking en gebruik van producten (diverse processen tijdens de verwerking), verkoop, gebruik en verwijdering (ontbinding), waarbij koolstofbinding, -accumulatie, -opslag, -vastlegging en directe of indirecte koolstofemissies in elke fase plaatsvinden (zie Figuur 3).
Het proces van het kweken van bamboebossen kan worden beschouwd als een schakel in "koolstofaccumulatie en -opslag", waarbij directe of indirecte koolstofemissies vrijkomen bij het planten, beheren en exploiteren van bamboebossen.
De productie van grondstoffen is een schakel in de koolstofoverdracht tussen bosbouwbedrijven en bedrijven die bamboeproducten verwerken, en brengt ook directe of indirecte koolstofemissies met zich mee 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 wordt vastgelegd in producten, evenals de directe of indirecte koolstofemissies van diverse processen zoals eenheidsverwerking, productverwerking en het gebruik van bijproducten.
Nadat het product in gebruik is genomen door de consument, is de koolstof volledig vastgelegd in bamboeproducten zoals meubels, gebouwen, dagelijkse benodigdheden, papierproducten, enz. Naarmate de levensduur toeneemt, wordt de koolstofvastlegging voortgezet totdat het product wordt weggegooid, ontbindt en CO2 vrijgeeft, dat vervolgens terugkeert naar de atmosfeer.
Volgens de studie van Zhou Pengfei et al. (2014) werden bamboe snijplanken in de uitklapmodus als onderzoeksobject genomen, en werd de "Evaluatiespecificatie voor broeikasgasemissies van goederen en diensten in de levenscyclus" (PAS 2050:2008) als evaluatiestandaard gehanteerd. De B2B-evaluatiemethode werd gekozen om de koolstofdioxide-uitstoot en koolstofopslag van alle productieprocessen, inclusief grondstoffentransport, productverwerking, verpakking en opslag, uitgebreid te beoordelen (zie Figuur 4). PAS 2050 schrijft voor dat de meting van de koolstofvoetafdruk moet beginnen bij het transport van grondstoffen. De primaire gegevens over koolstofemissies en koolstofoverdracht van grondstoffen, productie tot distributie (B2B) van mobiele bamboe snijplanken moeten nauwkeurig worden gemeten om de omvang van de koolstofvoetafdruk te bepalen.
Een raamwerk 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 een levenscyclusanalyse. Basisgegevens omvatten landgebruik, waterverbruik, verbruik van verschillende soorten energie (kolen, brandstof, elektriciteit, enz.), verbruik van diverse grondstoffen en de daaruit voortvloeiende materiaal- en energiestromen. Voer een meting van de CO2-voetafdruk van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus uit door middel van gegevensverzameling en -meting.
(1) Bamboebosteeltstadium
Koolstofopname en -accumulatie: uitlopen, groei en ontwikkeling, aantal nieuwe bamboescheuten;
Koolstofopslag: bamboebosstructuur, standgraad van bamboe, leeftijdsstructuur, biomassa van verschillende organen; biomassa van de strooisellaag; opslag van organische koolstof in de bodem;
Koolstofemissies: koolstofopslag, afbraaktijd en vrijgave van strooisel; koolstofemissies door bodemademhaling; de koolstofemissies gegenereerd door extern energieverbruik en materiaalverbruik zoals arbeid, elektriciteit, water en meststoffen voor het planten, beheren en uitvoeren van bedrijfsactiviteiten.
(2) Productiefase van de grondstoffen
Koolstofoverdracht: oogstvolume of volume van bamboescheuten en hun biomassa;
Koolstofterugwinning: restproducten van houtkap of bamboescheuten, restproducten van de primaire verwerking en hun biomassa;
Koolstofemissies: De hoeveelheid koolstofemissies die worden gegenereerd door het externe 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 -behoud: verwerkingsresten en hun biomassa;
Koolstofemissies: De koolstofemissies die worden gegenereerd door extern energieverbruik, zoals arbeid, elektriciteit, verbruiksartikelen en materiaalverbruik tijdens de verwerking van onderdelen, de productverwerking en het gebruik van bijproducten.
(4) Verkoop- en gebruiksfase
Koolstofvastlegging: biomassa van bamboeproducten en -bijproducten;
Koolstofemissies: De hoeveelheid koolstofemissies die worden gegenereerd door extern energieverbruik, zoals transport en arbeid, van bedrijven naar de afzetmarkt.
(5) Afvalverwerkingsfase
Koolstofuitstoot: Koolstofopslag van afvalproducten; ontbindingstijd en vrijgekomen hoeveelheid.
In tegenstelling tot andere bosbouwsectoren, herstellen bamboebossen zich na wetenschappelijke houtkap en -verwerking, zonder dat herbebossing nodig is. De groei van bamboebossen bevindt zich in een dynamisch evenwicht en kan continu vastgelegde koolstof absorberen, accumuleren en opslaan, en de koolstofvastlegging voortdurend verbeteren. Het aandeel bamboe als grondstof in bamboeproducten is klein, waardoor koolstofvastlegging op de lange termijn mogelijk is door het gebruik van bamboeproducten.
Momenteel bestaat er geen onderzoek naar de meting van de koolstofcyclus van bamboeproducten gedurende hun gehele levenscyclus. Vanwege de lange periode waarin koolstof vrijkomt tijdens de verkoop, het gebruik en de afvalverwerking van bamboeproducten, is hun koolstofvoetafdruk moeilijk te meten. In de praktijk richt de beoordeling van de koolstofvoetafdruk zich meestal op twee niveaus: ten eerste het inschatten van de koolstofopslag en -uitstoot tijdens het productieproces, van grondstoffen tot eindproducten; ten tweede het evalueren van bamboeproducten vanaf de aanplant tot de productie.
Geplaatst op: 17 september 2024
