1酶制剂碳足迹及生命周期评价报告委托方：潍坊康地恩生物科技有限公司受托方：北京工商大学2022年3月2目录酶制剂生命周期评价报告...............................................................................................................3摘要..................................................................................................................................................31.目标与范围定义..........................................................................................................................41.1.目标定义...................................................................................................................................41.1.1.产品信息................................................................................................................................41.1.2.功能单位与基准流................................................................................................................41.1.3.数据代表性............................................................................................................................41.2.范围定义...................................................................................................................................41.2.1.系统边界................................................................................................................................41.2.2.取舍原则................................................................................................................................61.2.3.环境影响类型........................................................................................................................61.2.4.数据质量要求........................................................................................................................71.2.5.软件与数据库........................................................................................................................72.数据收集......................................................................................................................................82.1.酶制剂.................................................................................................................................8（1）过程基本信息.........................................................................................................8（2）数据代表性.............................................................................................................82.2.元明粉.................................................................................................................................93.生命周期影响分析......................................................................................................................93.1.LCA结果...................................................................................................................................93.2.过程累积贡献分析.................................................................................................................103.2.1单个过程的贡献分析...........................................................................................................113.3.清单数据灵敏度分析.............................................................................................................124.生命周期解释............................................................................................................................134.1.完整性说明.............................................................................................................................134.2.数据质量评估结果.................................................................................................................135.数据适用范围............................................................................................................................136.结论与建议................................................................................................................................133酶制剂生命周期评价报告摘要本项目受潍坊康地恩生物科技有限公司委托，由北京工商大学完成。研究的目的是以生命周期评价方法为基础，利用eFootprint在线生命周期评价（LCA）系统计算得到以葡萄糖等为原料的酶制剂产品的碳足迹2589kgCO2eq/t产品。为了满足碳足迹第三方认证及与各相关方沟通的需要，本报告的功能单位定义为生产1t酶制剂。系统边界为“从摇篮到大门”类型，即从资源开采到产品出厂，主要包括原料开采与购买-产品生产过程。报告中对生产酶制剂的不同过程比例的差别、各生产过程碳足迹比例做了对比分析。从物质获取对碳足迹贡献来看，电力消耗过程对产品碳足迹的贡献最大，其次是蒸汽消耗、原材料甲醇、玉米淀粉、氨水、轻质碳酸钙、葡萄糖、硫酸铵，八者占产品碳足迹的99.13%。研究过程中，数据质量被认为是最重要的考虑因素之一。本次数据收集和选择的指导原则是：数据尽可能具有代表性，主要体现在生产商、技术、地域、时间等方面。酶制剂生产生命周期主要过程活动数据来源于企业现场调研的初级数据。大部分国内生产的大宗原材料的排放因子数据来源于CLCD数据库，国外生产的大宗原材料的排放因子数据来源于Ecoinvent3.1.0数据库。本研究所选用的数据在国内外LCA研究中被高度认可和应用。41.目标与范围定义1.1.目标定义1.1.1.产品信息本研究的研究对象为：酶制剂，具体信息如下：产品类别：医药中间体、食品添加剂等形状与形态：颗粒/粉末1.1.2.功能单位与基准流生产1t酶制剂。1.1.3.数据代表性报告代表企业LCA，时间、地理、技术代表性如下：（1）时间代表性：2021（2）地理代表性：中国（3）技术代表性，包括以下方面：工艺设备：发酵法生产规模:17760.72t主要原料：葡糖糖、玉米淀粉、元明粉、氨水、轻质碳酸钙等主要能耗：电、蒸汽、天然气1.2.范围定义1.2.1.系统边界本研究的系统边界为生命周期-生产阶段(从资源开采到产品出厂)，工艺流程图：5图1-1酶制剂生产工艺流程图保存的酶制剂菌种活化培养酶制剂一级种子酶制剂二级种子发酵超滤浓缩去菌体后清液清液浓缩酶液分装液体酶成品饲料添加剂喷雾干燥固体酶成品喷雾干燥酶粉分装保存的酶制剂菌种酶制剂一级种子酶制剂二级种子发酵发酵液菌体发酵液添加定量淀粉6LCA模型图：图1-2LCA模型图1.2.2.取舍原则本研究采用的取舍规则以各项原材料投入占产品重量或过程总投入的重量比为依据。具体规则如下：普通物料重量＜1%产品重量时，以及含稀贵或高纯成分的物料重量＜0.1%产品重量时，可忽略该物料的上游生产数据；总共忽略的物料重量不超过5%；低价值废物作为原料，如粉煤灰、矿渣、秸秆、生活垃圾等，可忽略其上游生产数据；大多数情况下，生产设备、厂房、生活设施等可以忽略；在选定环境影响类型范围内的已知排放数据不应忽略.1.2.3.环境影响类型本研究选择的环境影响类型指标为气候变化(ClimateChange,GWP),即碳足迹，进行了计算。表1-1环境影响类型指标环境影响类型指标影响类型指标单位主要清单物质7气候变化kgCO2eq.CO2,CH4,N2O…1.2.4.数据质量要求数据质量代表LCA研究的目标代表性与数据实际代表性之间的差异，本报告的数据质量评估方法采用CLCD方法。CLCD方法对模型中的消耗与排放清单数据，从①清单数据来源与算法、②时间代表性、③地理代表性、④技术代表性等四个方面进行评估，并对关联背景数据库的消耗，评估其与上游背景过程匹配的不确定度。完成清单不确定度评估后，采用解析公式法计算不确定度传递与累积，得到LCA结果的不确定度。1.2.5.软件与数据库本研究采用eFootprint软件系统，建立了酶制剂生命周期模型，并计算得到LCA结果。eFootprint软件系统是由亿科环境科技有限公司研发的在线LCA分析软件，支持全生命周期过程分析，并内置了中国生命周期基础数据库（CLCD）、欧盟ELCD数据库和瑞士的Ecoinvent数据库。研究过程中用到的中国生命周期基础数据库（CLCD）是由亿科开发，基于中国基础工业系统生命周期核心模型的行业平均数据库。CLCD数据库包括国内主要能源、交通运输和基础原材料的清单数据集。在eFootprint软件中建立的酶制剂LCA模型，其生命周期过程使用的背景数据来源见下表：表1-2背景数据来源表清单名称规格型号所属过程数据集名称数据库名称备注芒硝元明粉芒硝CLCD-China-ECER0.8芒硝天然气酶制剂天然气（全国平均）CLCD-China0.9天然气水酶制剂自来水CLCD-China0.9水电力酶制剂华东电网电力传输CLCD-China0.9电力葡萄糖酶制剂葡萄糖CLCD-China0.9葡萄糖8甲醇酶制剂甲醇CLCD-China-ECER0.8甲醇玉米淀粉酶制剂maizestarchEcoinvent3.1玉米淀粉氨水酶制剂ammonia,liquidEcoinvent3.1氨水轻质碳酸钙酶制剂轻质碳酸钙CLCD-China-ECER0.8轻质碳酸钙硫酸铵酶制剂硫酸铵CLCD-China-ECER0.8硫酸铵蒸汽酶制剂蒸汽CLCD-China0.9蒸汽2.数据收集2.1.酶制剂（1）过程基本信息过程名称：酶制剂过程边界：原材料采集-酶制剂产品出门（2）数据代表性主要数据来源：代表企业数据企业名称：潍坊康地恩生物科技有限公司产地：中国基准年：2021工艺设备：发酵法主要原料：葡糖糖、玉米淀粉、元明粉、氨水、轻质碳酸钙等主要能耗：电、蒸汽、天然气生产规模：生产1吨酶制剂表2-1过程清单数据表类型清单名称数量单位上游数据来源产品酶制剂1t--消耗天然气59.68m3CLCD-China0.9.0消耗水6.05tCLCD-China0.9.0消耗电力1.604E+003kWhCLCD-China0.9.09消耗葡萄糖0.059tCLCD-China0.9.0消耗甲醇0.214tCLCD-China-ECER0.8.1消耗玉米淀粉0.171tEcoinvent3.1.0消耗稻壳粉0.158t忽略消耗氨水0.066tEcoinvent3.1.0消耗元明粉0.028t实景过程数据消耗轻质碳酸钙0.104tCLCD-China-ECER0.8.1消耗硫酸铵0.021tCLCD-China-ECER0.8.1消耗蒸汽1.717tCLCD-China0.9.02.2.元明粉（1）过程基本信息过程名称：元明粉过程边界：原材料开采-元明粉产品出门（2）数据代表性主要数据来源：代表企业及供应链实际数据表2-3.过程清单数据表类型清单名称数量单位上游数据来源用途/排放原因产品元明粉1t--消耗芒硝1kgCLCD-China-ECER0.8.13.生命周期影响分析3.1.LCA结果在eFootprint上建模计算得酶制剂-酶制剂的LCA计算结果，计算指标分为GWP、PED、ADP、WU、AP、EP、POFP表3-1.酶制剂LCA结果环境影响类型指标影响类型指标单位LCA结果GWPkgCO2eq2.589E+00310PEDMJ5.045E+004ADPkgSbeq2.331WUkg1.818E+004APkgSO2eq11.313EPkgPO43-eq1.556POFPkgNMVOCeq2.1623.2.过程累积贡献分析过程累积贡献是指该过程直接贡献及其所有上游过程的贡献（即原料消耗所贡献）的累加值。由于过程通常是包含多条清单数据，所以过程贡献分析其实是多项清单数据灵敏度的累积。环境评价指标GWP（气候变化）即碳足迹结果如表3-2所示。表3-2酶制剂LCA累积贡献结果由表中数值可知，对于全球气候变化（GWP）的贡献最大的是电力的消耗，过程名称GWP(kgCO2eq)酶制剂2.589E+003电力1.290E+003电力-货车运输17.997蒸汽372.354天然气3.786甲醇297.073玉米淀粉217.202葡萄糖83.103氨水138.055元明粉0.011芒硝0.011轻质碳酸钙125.391硫酸铵42.895水0.82711其次是蒸汽的消耗，接下来是原材料甲醇、玉米淀粉、氨水、轻质碳酸钙和葡萄糖的获取。3.2.1单个过程的贡献分析以主要实景过程：酶制剂产品生产和全球气候变化指标GWP的柱状图、双饼图和帕累托图为例。图3-1酶制剂生产过程的GWP柱状图图3-2酶制剂生产过程的GWP双饼图12图3-3酶制剂生产过程的GWP帕累托图由图3-1、3-2、3-3可知，在酶制剂生产过程中，电力的消耗对GWP的贡献最大，为49.83%，贡献量第二的是蒸汽的消耗，为14.38%，第三是原材料甲醇的获取，贡献量为11.48%，第四是玉米淀粉，为8.39%，接下来是氨水、轻质碳酸钙、葡萄糖、硫酸铵，贡献量分别为5.33%、4.84%、3.21%、1.66%。其余原辅材料的贡献量均比较小。这与累计贡献的结果一致。3.3.清单数据灵敏度分析清单数据灵敏度是指清单数据单位变化率引起的相应指标变化率。通过分析清单数据对各指标的灵敏度，并配合改进潜力评估，从而辨识最有效的改进点。表中罗列了GWP(kgCO2eq)灵敏度＞0.5%的清单数据。表3-3清单数据灵敏度表清单名称所属过程上游数据类型GWP(kgCO2eq)酶制剂电力背景AP49.8%酶制剂蒸汽背景AP14.3%酶制剂甲醇背景AP11.4%酶制剂玉米淀粉背景AP8.39%酶制剂氨水背景AP5.33%酶制剂轻质碳酸钙背景AP4.84%13由表可知，电力和蒸汽消耗的GWP值灵敏度位于第一和第二，分别为49.8%和14.3%，其次是甲醇、玉米淀粉、氨水和的背景AP，分别为11.4%、8.39%和5.33%。应从对生命周期影响大的进行改进，企业应开展绿色供应链管理，完善绿色供应链体系，进一步减少温室气体的排放。4.生命周期解释4.1.完整性说明生命周期模型数据模型中上游生产数据完整，无需补充。4.2.数据质量评估结果由于葡萄糖背景数据的获取来源于CLCD-China0.9.0数据库，暂不支持数据质量评估，所以本报告未能在eF系统上完成对模型清单数据的不确定度评估。5.数据适用范围本报告以生产1t酶制剂为功能单位，包含了从原材料获取到运输再到生产的全部过程，数据主要来源于企业生产统计。6.结论与建议通过以上分析可知，酶制剂的碳足迹为2589kgCO2eq/t产品。酶制剂生产生命周期过程中，电力和蒸汽的消耗过程对其GWP贡献最大，电力消耗的贡献为49.83%，蒸汽消耗的贡献率为14.38%。甲醇、玉米淀粉、氨水和轻质碳酸钙、葡萄糖、硫酸铵，贡献量分别为11.48%、8.39%、5.33%、4.84%、3.21%、1.66%。为减小产品碳足迹，建议如下：1、酶制剂产品生命周期内的64.21%的GWP排放来源于能源消耗，因此应合理安排电力及蒸汽使用情况，选取节能减排设备，提高机械的运行效率。酶制剂葡萄糖背景AP3.21%酶制剂硫酸铵背景AP1.65%酶制剂电力-货车运输背景AP0.69%142、酶制剂产品生命周期内的34.91%的GWP排放来源于原料甲醇、玉米淀粉、氨水和轻质碳酸钙、葡萄糖、硫酸铵的获取，因此在原料绿色供应链的选择上，应尽量选择能够提供绿色产品的企业，建立企业的绿色供应链，定期开展绿色供应链评价。并要求上游供应链企业提供产品碳足迹报告，以提高酶制剂产品的碳足迹数值准确度。3、定期进行第三方生命周期评价工作。