纺织工业与降低GHG碳排放

纺织工业与降低GHG排放东华大学周翔2012年6月7日12气候变暖将是人类今后数十年面对的最大挑战之一纺织工业是地球上排放温室气体量最大的工业之一部分国家应对气候变化动态纺织工业发展与气候环境健康3气候变暖将是人类今后数十年面对的最大挑战之一下面以一些数据和事件概括地描绘气候变化（变暖）问题4由于人类活动引起大气中温室气体（GHGs）增加自1850年以来，已有约345×109ton碳释放至大气5☆大气中GHGs的量处于什么水平可认为是安全的？☆目前大气中GHGs的量处于什么水平？6以美国“国家航空和宇宙航行局”戈达德空间研究所（NASAGoddardInstituteforSpaceStudies)的负责人JamesHansen为首的10位科学家的研究报告称●大气中CO2浓度٭超过350ppm这个警戒线（或称红线），则地球处于危险地带。●自1988年早期，大气中CO2的水平都处于350ppm以上。-------------------------------------------------------------٭各种温室气体折算成CO2当量总数2012年5月7日公布的2012年4月大气中CO2浓度396.18ppm78这是1958年-2012年每年4月大气中CO2浓度（ppm,体积）a莫亚罗亚山天文台b美国国家大气海洋总署—地球系统研究院abcab若大气中CO2量稳定在450ppm（V）左右，就可能造成气候变暖，升温超过2℃。910这是2011年5月-2012年4月一年间每个月的全球月平均气温与1901年-2000年100年间每个月的月平均气温的比较﹡美国国家大气海洋总署—国家气候数据中心﹡﹡11全球变暖将危及农业生产如产量不稳定，水资源如夏季水流量减少，生态系统如影响物种多样性等。联合国气候谈判会议的目的是将全球变暖升温幅度控制在比工业革命前不超过2℃。但有多个预测模型的测定结果是本世纪内升温有可能达到4℃。这将导致灾难性后果。12因此，气候变暖是今后数十年人类面临的严峻挑战。任何组织机构的活动和个人的生活习惯都会对气候产生影响。也就是说，认知+措施，能对减缓气候变暖作出贡献。13联合国气候变化大会时间地点成果1992年巴西里约热内卢《联合国气候变化框架公约》1997年日本京都《京都议定书》2007年印度尼西亚巴厘岛《巴厘路线图》2009年丹麦哥本哈根《哥本哈根协议》2010年墨西哥坎昆《坎昆协议》2011年南非德班建立德班增强行动平台特设工作组，决定实施《京都议定书》第二承诺期并启动绿色气候基金。京都议定书：提出的目标是至2012年温室气体的排放比1990年下降5.2%。哥本哈根会议：我国在哥本哈根会议前承诺到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40-45%。14气候变暖将是人类今后数十年面对的最大挑战之一纺织工业是地球上排放温室气体量最大的工业之一部分国家应对气候变化动态纺织工业发展与气候环境健康15纺织工业是地球上排放温室气体量最大的工业之一纺织工业是与民生息息相关的工业，它规模巨大，涉及面广。据估算，全球每年生产约600亿公斤织物，估计消耗1万亿千瓦小时的电和高达9万亿立升的水。162012年有报导美国政府按对碳足迹贡献大小将纺织工业排在继原料金属、非金属矿产品、石油、化学品之后的第五位。17一件200克重全棉T-shirt的资源需求工业加工用水50L农业用水2000L土地4m2用电5kWh蒸汽4kg化学品0.4kg计算得CO2排放10kg，高达该T-shirt本身重量的50倍。（来源：意大利Flainox公司）举例18碳足迹(CarbonFootprint)是用以描述某一特定活动或实体所排放温室气体量的术语。因此这是任何组织或个人来评价他们自己对气候变化所作贡献的一种方法。对企业或某一产品，要减少排放，首先必需了解排放物以及它们的来源，然后再来降低排放。纺织品与碳足迹19评价产品如纺织品的温室气体排放，应作生命周期评估（LCA）。生命周期：取用原材料→生产（或提供服务）→分销→使用→废弃后处理/再利用等20温室气体排放按质量测定，各种温室气体分别转换成CO2来表示排放量。转换：按政府间气候变化专门委员会（IPCC﹡）最近100年的全球变暖潜势（GWP）系数来计算。﹡IPCC：IntergovernmentalPanelonClimateChangeGWP：GlobalWarmingPotential21种类化学结构式GWP100二氧化碳CO21甲烷﹡CH425一氧化二氮N2O298氢氟碳化物（HFCS）—124-14800六氟化硫SF622800全氟碳化合物（PFCS）—7390-12200﹡例：甲烷的GWP系数为25，即1kg甲烷按GWP系数计算相当于25kgCO2说明：源自任何一种温室气体的排放量低于某产品生命周期预测排放量的1%，可不予计算一些温室气体对全球变暖的潜势（来源IPCC,2007）22下面援引几个纺织品（纤维）温室气体排放或能耗的例子全棉衬衣全生命周期的温室气体排放生产不同品种短纤维的CO2排放生产不同纤维的能耗羊毛制品三个阶段的碳排放传统棉/再生能源有机棉的CO2排放23例(1)全棉女士衬衣（白色，长袖，重222克）全生命周期的温室气体排放全生命周期温室气体排放（以CO2计，kg)占总量（%）棉花耕作1.2712纺织品制造3.0028运输0.293分销0.878制作商品目录1.5314打包0.242使用3.3031废弃处理0.252棉花：美国加工：孟加拉国销售：德国（来源：SystainConsulting,2010,柏林）24棉花生长过程中产生的N2O的影响是CO2的298倍。消费者使用期间的碳足迹占全生命周期的近1/3（以洗55次计），因此洗涤过程降低碳足迹的潜力不小，例如：洗衣机洗一批衣服，洗后晾干，用30℃水比40℃，可少排放100克CO2。25例(2)生产不同短纤维的CO2排放（kg/ton纤维）种植纤维生产总量聚酯(美国)0.009.529.52棉,传统(美国)4.201.705.90大麻,传统1.902.154.05棉,有机(印度)2.001.803.80棉,有机(美国)0.901.452.35（来源：StockholmEnvironmentInstitute）26生产1ton合成纤维（聚酯短纤）排放的CO2要比生产天然纤维棉或大麻多得多。腈纶和尼龙排放CO2更多。有机棉比传统棉CO2排放少，如美国每吨有机棉比传统棉CO2少排放60%。27例(3)生产不同纤维的能耗（MJ/kg纤维）纤维种类能耗亚麻（mat）10棉55羊毛63粘胶100丙纶115涤纶125腈纶175尼龙250（来源：LCA:NewZealandmerinowooltotalenergyuse）28例（2）和例（3）都说明天然纤维的碳足迹比化学纤维低。此外·天然纤维能生物降解，起堆肥改良土壤结构的作用，并释放CO2，完成循环。·天然纤维生长过程中，经光合作用吸收大气中CO2，将C储存于生物质和土壤中。29将纤维通过纺织加工成为织物的过程耗能不因纤维品种而有显著差异。如每公尺织物耗热能4,500-5,500kcal、耗电能0.45-0.55kWh。30例(4)美利奴羊毛制品在农场、加工制造和运输三个不同阶段的碳排放阶段碳排放（%）农场67加工30运输3（来源：NewZealandMerinoIndustry,2006）31例(5)传统棉/可再生能源有机棉的CO2排放（kg）（白色T-恤，男士大号，155克）传统方法生产（未用可再生能源）6.574可再生能源,有机棉（印度）0.671用可再生能源,有机棉CO2减排90%（来源：TextileWorld,2010）32从例（5）可看出，可再生能源和有机棉明显有助于降低CO2排放。33可再生能源的温室气体排放比传统能源要少。2011年，19th欧洲生物质会议和展览上提到2020年可再生能源的政策目标将是生物质能源美国：2022年用生物质燃料360亿gallon，其中至少210亿gallon是先进生物质燃料，与石油燃料比较可至少降低GHGs排放50%生物质能源的有利方面是明显降低GHGs排放和光合作用吸收碳，以及资源稳定。可再生能源34从有机农业方面的数据：耗能是传统农业的63%单位面积温室气体排放比传统农业少43%每年每公顷土壤比传统农业增加100-400kgC可知有机棉（天然纤维）需能量低，排放温室气体少，此外有助于有机农业，即对环境，社会和人类健康诸方面都有利。有机棉35全球有机纺织品标准（GOTS）是为纺织行业在环境友好生产体系和社会责任方面取得国际共识而建立的。如：用被认证的有机天然纤维，禁止任何转基因生物体。禁用一系列合成化合物，例如甲醛、芳香溶剂；严格选择染料；不能用PVC作为包装材料等。36制定GOTS的国际工作小组建立于2002年，认证系统于2006年启动，由以下机构组成美国OTA（OrganicTradeAssociation）德国IVN（InternationalAssociationofNaturalTextileIndustry）英国SoilAssociation日本JOCA（JapanOrganicCottonAssociation）37纺织化学品公司的碳足迹计算2011年8月份Dyestar公司发表了该公司2010年全球业务的碳足迹计算结果，164,035tonsCO2e，其中97%的CO2e排放来自生产设备。每ton产品的CO2e是1.69；每百万欧元营业额的CO2e为294。按世界资源研究所和世界可持续发展工商理事会共同制定的一个全球报告框架，温室气体协议(TheGHGProtocol)，—企业核算和报告标准，与咨询公司一起做的。高效率地利用能源、其他资源和原料。38与碳足迹相关的研究工作简单介绍东华大学化学化工与生物工程学院一个研究小组的纺织品碳足迹试探性评估工作。39研究对象：涤纶长丝机织物评估模型：“从摇篮到大门”（B2B模型）系统边界：乙烯（含石油开采）、乙二醇、对二甲苯（含石油开采）和对苯二甲酸的生产；涤纶长丝的生产，织造及染色数据来源：从企业直接采集或查阅资料碳排放计算：GaBiEducation4软件40研究结果1%4%2%1%27%5%60%二甲苯生产对二甲苯生产乙烯生产乙二醇生产聚酯生产织造染整涤纶长丝织物从摇篮到大门各过程的碳排放量乙烯、乙二醇、对二甲苯和对苯二甲酸的生产四个部分：分别＜5%涤纶长丝生产：27%染色加工：60%蒸汽：42%电力：14.3%41以上碳足迹试探性评估结果表明染色加工碳排放量超过该全过程的一半，生产蒸汽的碳排放量接近一半。42碳中和(CarbonNeutrality)碳中和是为减缓地球变暖的脚步而设计的一种方法。实现碳中和的方法是，计算直接或间接排放的CO2，接着计算补偿（offset）这些CO2所需的经济成本，然后将此费用付给专门的企业或机构，他们将通过植树或其他环境保护项目或购买C额度（单元）来补偿CO2。43气候变暖将是人类今后数十年面对的最大挑战之一纺织工业是地球上排放温室气体量最大的工业之一部分国家应对气候变化动态纺织工业发展与气候环境健康44部分国家应对气候变化动态45●2001年，英国碳信托公司（CarbonTrust）成立,任务是加速低碳经济进程。●2007年，中国科技部等13个部门编制定稿《中国应对气候变化科技专项行动》。有四个重点研究任务，其中一个任务是控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发。46●2007年，英国时装零售市场，首先在服装上使用碳足迹标签，即减碳标签，由CarbonTrust开发。●2007年，欧洲委员会发布了关于温室气体减排和什么是碳足迹以及如何测定它等说明。47英国2008年出版PAS﹡2050:2008，商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范以及PAS2050的使用指南—如何评估商品和服务的碳足迹，这是世界上