产品设计中关于碳排放的应用

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本篇文章从产品设计的角度分析碳排放的管理计算,能给产品设计的伙伴们提供一些参考及设计思路,并让你对此行业有更多的了解,希望本篇文章能对你有所帮助。

介绍做碳排放相关产品设计中碳排放的计算逻辑和实际应用,例如支付宝中蚂蚁森林能量球数值大小怎么来的。

自从世界环境因为温室气体排放的问题在不断恶化,很多国家都积极参与到了碳中和的计划中,我们国家在2020年9月22日第七十五届联合国大会上提出了碳中和的时间计划:

碳达峰目标:中国承诺在2030年前实现二氧化碳排放达到峰值,即在该年份之前不再增加二氧化碳排放量。

实现碳中和目标:中国计划在2060年前实现碳中和,即在该年份之前使净碳排放量为零。

一看时间都过去快三年了,在我们正常生活中没有什么明显的变化,那是因为目前国内强制控排的只有八大行业:石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空,从中国碳排放来源占比就能猜到一二了。

记录关于碳排放的计算

当然,关于碳中和有太多东西了,这次讲讲碳排放在产品设计中的实际应用场景,还有就是数值计算方案,最具像的就是蚂蚁森林中能量球的数值大小是怎么来的。

因为了解的不深,就讲讲大概的内容,有很大的可能性是错误的,看看就好。

这个话题是源于一次群聊,一个做园区管理的小伙伴问怎么做园区碳管理。嗯,是的,没了,剩下的他什么都不知道了。既然如此,那就从盘古开天开始讲吧。

一、碳排放核算流程

其实无论是人类还是其他生物,只要进行活动,那么就会产生二氧化碳。而碳排放计算就是对这个过程进行量化的过程。

进行某种活动场景下温室气体排放核算和报告的完整工作流程包括以下步骤:

  • 确定核算边界。
  • 识别排放源。
  • 收集活动水平数据。
  • 选择和获取排放因子数据。
  • 分别计算关键排放源对应的排放量。
  • 汇总活动温室气体排放量。

目前公认的通用的关于碳排放的核算是按以下公式计算。

E = ∑Ei = E1+E2+…+Ei

E :二氧化碳排放总量(吨)

Ei:第i种关键排放源所排放的二氧化碳排放量(吨)

这里分开详解讲述一下碳排放的计算流程。

1. 核算边界

以活动场景为边界,识别、核算和报告场景边界内所有活动行为产生的温室气体排放,同时应避免重复计算或漏算。

顾名思义就是针对要核算的活动进行行为拆解并分析,明确哪些具体的行为会产生二氧化碳,以园区办公中使用打印机打印为例,该活动的核算边界包括:打印机使用过程的二氧化碳排放、打印机待机过程的二氧化碳排放。

带入公式中可以得到新的公式:

Eco2 = E工作 + E待机

2. 识别排放源

这个步骤主要就是基于核算边界进行进一步分析,分析每一个边界下都有哪些关键排放源。

净购入使用设备和消耗品产生的二氧化碳排放。

企业消费的净购入设备和消耗品所对应的产品生产环节产生的温室气体排放。

还是以使用打印机为例,关键排放源包含:净购入使用设备和消耗品生产的二氧化碳排放,其中设备指打印机,消耗品指电力、油墨(若是激光打印机则不需要油墨)、纸张。其中电力在所有的核算边界中都存在,因此需要分开计算。

将识别到的排放源带入公式中可以得出:

Eco2 = E纸张 + E油墨 + E电力+ E损耗

3. 收集活动水平数据

活动水平

量化导致温室气体排放的生产或消费活动的活动量,例如各种油墨的消耗量、纸张的使用量、购入的电量、设备的损耗等。

很简单,就是明确每一次活动需要用到多少量的东西。除了个别能直接采集到的数值,例如纸张数量、电力消耗之外,还有很多需要根据变量额外计算,例如设备的损耗、油墨的消耗量。

  • N,表示打印的纸张数量。最为清晰的活动量就是打印的纸张量。
  • AD ,表示消耗的电力。可以通过设备的参数计算得来也可以通过电表的走量计算得来平均值。
  • AY油墨,表示消耗的油墨量。若是打印的数量越多,油墨的平均消耗就越大,在里面的变量关系只有在经过大量的建模才能够清楚。

4. 选择和获取排放因子数据

排放因子

量化每单位活动水平的温室气体排放量的系数。排放因子通常基于抽样测量或统计分析获得,表示在给定操作条件下某一活动水平的代表性排放率。

每个关键排放源在特定的场景下,对应的碳排放因子是一个固定数值,这个数值的确定需要非常复杂的统计和计算,在我们实际应用的过程中,可以采用已经公布的碳排放因子。

  • EF,表示纸张生产碳排放因子。全球造纸行业差异很大,1千克纸张在生产过程中产生约1千克二氧化碳,如果我们拿通常为80克/平方米的办公用纸,那么我们最终会每平方米得到16页纸。将这80克除以16张纸,得出的数字是每张5克二氧化碳。
  • EF,表示全国电网年平均供电排放因子。最新公布是在2023年2月,生态环境部将数值调整为0.5703吨二氧化碳/兆瓦时。
  • EF油墨,表示油墨生产的碳排放因子。
  • EF损耗,表示设备的损耗碳排放因子。可以通过生产该型号设备平均每台所产生的碳排放总量除以该型号设备平均每台可打印纸张数来求平均值。

5. 分别计算关键排放源对应的排放量

先分别计算出每个关键排放源的碳排放量:

  • 消耗纸张的碳排放量:E= NxEF
  • 消耗电力的碳排放量:E= NxADxEF
  • 消耗油墨的碳排放量:E油墨 = NxAY油墨xEF油墨
  • 设备损耗的碳排放量:E损耗 =NxEF损耗

6. 汇总活动温室气体排放量

最后就是简单的加减法了,带入公式可以得出打印1张纸的碳排放量:

Eco2 = E纸张 + E油墨 + E电力+ E损耗 =NxEF+NxADxEF+NxAY油墨xEF油墨+NxEF损耗

当然,这个结果中有很多数值是一个估量,因此结果也是一个估量。

二、园区碳排放计算说明

园区内的活动是一个非常复杂的系统,如果真的要完完整整去统计完全,那就要投入非常大的精力和成本。

但是也可以只计算一些大类的碳排放,例如在没有使用大量化工燃料的情况下,只计算园区内用电所产生的碳排放量,其余的园区内生活耗能导致的排放原则上不在核算范围内。

而且在园区中不同入驻企业的生产流程也有较大的差异,这个就更加不可核算。

三、碳排放更多玩法

在碳排放、碳中和声浪愈加强烈的情况下,用户对于环保低碳的观念也在不断加深,一些低碳的玩法也是很多。其中比较出名的就是支付宝的蚂蚁森林,通过收集能量来植树造林。

因此在玩法上也可以从几个方面入手:

  • 低碳游戏。通过低碳行为获取能量,如步行、减少用电、无纸化办公等,然后完成升级游戏。
  • 打造低碳环保品牌形象。通过部分产品生产流程低碳甚至零碳认证,企业可以渐进式地实现自身的低碳方法沉淀和品牌低碳形象的塑造。
  • 个人碳足迹计算。让用户能够计算和了解自身碳足迹,深入实践低碳的行动。

参考书籍、报告

《碳达峰、碳中和100问》,陈迎、巢清尘等,人民日报出版社

《中国发电企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》,国家发展改革委

作者:妖;微信号公众号:蔡蔡随手记。

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题图来自Unsplash,基于CC0协议

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