Углеродный след
Углеродный след - это общий объем выбросов парниковых газов (ПГ), вызванных человеком, событием, организацией, услугой, местом или продуктом, выраженный в эквиваленте диоксида углерода (CO2 e). Парниковые газы, в том числе углеродсодержащие газы диоксид углерода и метан, могут выделяться при сжигании ископаемого топлива, расчистке земель, производстве и потреблении продуктов питания, промышленных товаров, материалов, древесины, дорог, зданий, транспорта и других услуг.
В большинстве случаев общий углеродный след не может быть точно рассчитан из-за недостаточного знания данных о сложных взаимодействиях между способствующими процессами, включая влияние естественных процессов, которые накапливают или выделяют углекислый газ. По этой причине Райт, Кемп и Уильямс предложили следующее определение углеродного следа:
Показатель общего количества выбросов диоксида углерода (CO2) и метана (CH4) определенной группы населения, системы или вида деятельности с учетом всех соответствующих источников, поглотителей и хранилищ в пределах пространственных и временных границ интересующей популяции, системы или вида деятельности. Рассчитывается как эквивалент диоксида углерода с использованием соответствующего 100-летнего потенциала глобального потепления (GWP100).
Протокол по парниковым газам расширил диапазон газов. Стандарт охватывает учет и отчетность семи парниковых газов, подпадающих под действие Киотского протокола, – диоксида углерода (CO2), метана (CH4), закиси азота (N2o), гидрофторуглеродов (ГФУ), перфторуглеродов (ПХФ), гексафторида серы (SF 6) и трифторида азота (NF 3).
Среднегодовой глобальный углеродный след на человека в 2014 году составил около 5 тонн CO2 e. Хотя существует много способов расчета углеродного следа, Служба охраны природы предполагает, что средний углеродный след для гражданина США составляет 16 тонн. Это один из самых высоких показателей в мире, [7] что привело к введению новых мер политики по сокращению углеродного следа. Ученые подсчитали, что Нью-Йорк может устранить углеродный след своих зданий к 2050 году. Основываясь на городских документах и национальной статистике, важной мерой, непосредственно контролируемой Нью-Йорком, является ликвидация выбросов углерода от муниципального централизованного теплоснабжения, на которые может приходиться до 30% зарегистрированных выбросов углерода в Нью-Йорке и 58% выбросов углерода, связанных с энергетикой.
Использование калькуляторов углеродного следа в домашних хозяйствах началось, когда нефтедобывающая компания BP наняла Ogilvy для создания "эффективной пропагандистской" кампании, чтобы переложить ответственность за загрязнение окружающей среды, вызывающее изменение климата, с корпораций и учреждений, которые создали общество, в котором выбросы углерода неизбежны, на личный выбор образа жизни. Термин "углеродный след" также был популяризирован компанией BP
Предыстория
Деятельность человека является одной из основных причин выбросов парниковых газов. Они повышают температуру земли и выделяются в результате использования ископаемого топлива (угля, нефти и газа), особенно в энергетике и на транспорте. Основные последствия такой практики в основном связаны с изменениями климата, такими как экстремальные осадки, подкисление и потепление океанов. Изменение климата происходит с начала промышленной революции в 1820-х годах. Из-за сильной зависимости людей от ископаемого топлива, потребления энергии и постоянногоиз-за обезлесения увеличивается количество парниковых газов в атмосфере, что затрудняет достижение сокращения выбросов парниковых газов. Тем не менее, есть несколько способов уменьшить выбросы парниковых газов, таких как изменение привычек питания (сокращение потребления мяса и молочных продуктов, а также пищевых отходов), использование более энергоэффективной бытовой техники дома, меньше покупок в целом (особенно одноразовых предметов, таких как быстрая мода) и меньше путешествий (в частности, сокращение потребления продуктов питания).авиаперелеты).
Парниковые газы (ПГ) - это газы, которые повышают температуру Земли из-за поглощения ими инфракрасного излучения. Хотя некоторые выбросы являются естественными, скорость, с которой они производятся, увеличилась из-за людей. Эти газы выделяются в результате использования ископаемого топлива для производства электроэнергии, тепла и транспорта, а также в качестве побочных продуктов производства. Наиболее распространенными ПГ являются диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2o) и многие фторированные газы. Парниковый газовый след - это численное количество этих газов, выделяемых одним объектом. Расчеты могут быть рассчитаны от одного человека до всего мира.
Последние данные науки о климате опубликованы в Шестом оценочном отчете МГЭИК. В докладе представлены основные научные выводы, связывающие увеличение антропогенных выбросов парниковых газов с текущим изменением климата. Согласно отчету, избежать потепления на 1,5 ° C или 2 ° C можно только в том случае, если будут произведены массовые и немедленные сокращения выбросов парниковых газов.
Происхождение концепции
Концепция и название углеродного следа были заимствованы из концепции экологического следа[15], которая была разработана Уильямом Э. Рисом и Матисом Вакернагелем в 1990-х годах в Университете Британской Колумбии. В то время как углеродный след обычно указывается в тоннах выбросов (эквивалент CO2) в год, экологические следы обычно приводятся в сравнении с тем, что планета может обновить. Это оценивает количество "земель", которое потребовалось бы, если бы все на планете потребляли ресурсы на том же уровне, что и человек, рассчитывающий их экологический след. Углеродный след является частью экологического следа. Углеродные следы являются более целенаправленными, чем экологические следы, поскольку они просто измеряют выбросы газов, которые вызывают изменение климата в атмосферу.
Углеродный след является одним из семейства индикаторов следа, которые также включают экологические следы, водные следы и следы на суше.
Идея личного углеродного следа была популяризирована крупной рекламной кампанией компании по производству ископаемого топлива BP в 2005 году, разработанной Огилви.Он научил людей вычислять свои личные следы и предоставил людям способы "перейти на низкоуглеродную диету". Эта стратегия, также используемая другими крупными компаниями, работающими на ископаемом топливе , в значительной степени заимствована из предыдущих кампаний табачной промышленности и индустрии пластмасс, чтобы переложить вину за негативные последствия этих отраслей (курение несовершеннолетних, загрязнение сигаретными окурками, и пластмасса загрязнение окружающей среды) на индивидуальный выбор.
BP не предпринимала попыток сократить свой собственный углеродный след, вместо этого расширяя бурение нефтяных скважин до 2020-х годов. Тем не менее, стратегия имела некоторый успех, с ростом числа потребителей, обеспокоенных своими личными действиями, и созданием нескольких калькуляторов углеродного следа.
Измерение углеродных следов
Углеродный след отдельного человека, нации или организации может быть измерен путем проведения оценки выбросов парниковых газов, оценки жизненного цикла или других расчетных действий, обозначаемых как учет углерода. Как только размер углеродного следа известен, может быть разработана стратегия его уменьшения, например, путем технологических разработок, повышения энергоэффективности, улучшения управления процессами и продуктами, изменения "зеленых" государственных или частных закупок (GPP), улавливания углерода, стратегий потребления, компенсации выбросов углерода и других.
Для расчета личных углеродных следов существует несколько бесплатных онлайн-калькуляторов углеродного следа, в том числе несколько, поддерживаемых общедоступными рецензируемыми данными и расчетами, включая Калифорнийский университет, исследовательский консорциум CoolClimate Network в Беркли и CarbonStory. Эти веб-сайты просят вас ответить на более или менее подробные вопросы о вашем рационе, выборе транспорта, размере дома, покупках и развлекательных мероприятиях, использовании электричества, отопления и тяжелой бытовой техники, такой как сушилки и холодильники, и так далее. Затем веб-сайт оценивает ваш углеродный след на основе ваших ответов на эти вопросы. Был проведен систематический обзор литературы, чтобы объективно определить наилучший способ расчета углеродных следов отдельных лиц / домохозяйств. В этом обзоре были определены 13 принципов расчета, а затем те же принципы были использованы для оценки 15 самых популярных онлайн-калькуляторов углеродного следа. Результаты недавнего исследования, проведенного Кристофером Вебером из университета Карнеги-Меллона, показали, что расчет углеродных следов для продуктов часто полон больших неопределенностей. Переменные, связанные с владением электронными товарами, такие как производство, отгрузка и предыдущая технология, используемая для изготовления этого продукта, могут затруднить создание точного углеродного следа. Важно подвергать сомнению и учитывать точность методов определения углеродного следа, особенно из-за их огромной популярности.
Вычисление углеродного следа отрасли, продукта или услуги является сложной задачей. В одной инструментальной промышленности используется оценка жизненного цикла (LCA), где углеродный след может быть одним из многих факторов, принимаемых во внимание при оценке продукта или услуги. У Международной организации по стандартизации есть стандарт под названием ISO 14040: 2006, который имеет основу для проведения исследования LCA. Семейство стандартов ISO 14060 предоставляет дополнительные сложные инструменты для количественной оценки, мониторинга, отчетности и подтверждения или проверки выбросов и абсорбции парниковых газов. Другим методом является Протокол по парниковым газам, набор стандартов для отслеживания выбросов парниковых газов (ПГ) по выбросам 1, 2 и 3 в рамках цепочки создания стоимости.
Прогнозирование углеродного следа процесса также возможно с помощью оценок с использованием вышеуказанных стандартов. Используя интенсивность выбросов / углеродоемкость и расчетное годовое потребление топлива, химических или других материалов, углеродный след может быть определен во время планирования / проектирования процесса.
Прямые выбросы углерода
Прямые или "объем 1" выбросы углерода происходят из источников, которые находятся непосредственно на сайте, производящем продукт или предоставляющем услугу.[37][38]Примером для промышленности могут служить выбросы, связанные с сжиганием топлива на месте. На индивидуальном уровне выбросы от личных транспортных средств или газовых печей подпадают под область 1.
Косвенные выбросы углерода
Прямые или "объем 1" выбросы углерода происходят из источников, которые находятся непосредственно на сайте, производящем продукт или предоставляющем услугу.]Примером для промышленности могут служить выбросы, связанные с сжиганием топлива на месте. На индивидуальном уровне выбросы от личных транспортных средств или газовых печей подпадают под область 1.
Косвенные выбросы углерода
Выбросы CO₂, основанные на потреблении, на душу населения, 2017 Косвенные выбросы углерода - это выбросы из источников выше или ниже по течению от изучаемого процесса, также известные как выбросы в области 2 или области 3.
Примеры косвенных выбросов углерода в верхнем течении могут включать:
Транспортировка материалов/топлива
- Любая энергия, используемая за пределами производственного объекта
- Отходы, образующиеся за пределами производственного объекта
- Примеры косвенных выбросов углерода ниже по течению могут включать:
Любой завершающий жизненный цикл процесс или лечение
- Транспортировка продуктов и отходов
- Выбросы, связанные с продажей продукта
- Объем выбросов 2 - это другие косвенные выбросы, связанные с покупной электроэнергией, теплом и / или паром, используемыми на объекте.
Объем выбросов 3 - это все другие косвенные выбросы, возникающие в результате деятельности организации, но из источников, которыми она не владеет и не контролирует.Стандарт учета и отчетности корпоративной цепочки создания стоимости Протокола по выбросам парниковых газов (область применения 3) позволяет компаниям оценивать воздействие всей своей цепочки создания стоимости на выбросы и определять, где сосредоточить деятельность по сокращению выбросов.
Отчетность
В США EPA разложило коэффициенты выбросов электроэнергии по штатам.
В Великобритании DEFRA предоставляет коэффициенты выбросов, начиная с 2002 года, охватывающие области 1, 2 и 3.[43]DEFRA больше не предоставляет международные коэффициенты выбросов и отсылает посетителей к МЭА, которые бесплатно освещают и оплачивают детали, охватывающие области 1 и 2.
Углеродный след географических районов
Национальный углеродный след
Основная статья: Список стран по выбросам парниковых газов на человека
По данным Всемирного банка, средний глобальный углеродный след в 2014 году составил 4,97 метрических тонн CO2 / cap. Средний показатель по ЕС за 2007 год составил около 13,8 тонн CO2 e / cap, тогда как для США, Люксембурга и Австралии он составил более 25 тонн CO2 e / cap. В 2017 году среднее значение для США составляло около 20 метрических тонн CO2 e.[a]
Мобильность (вождение, перелет и небольшое количество общественного транспорта), жилье (электричество, отопление, строительство) и продукты питания являются наиболее важными категориями потребления, определяющими углеродный след человека. В ЕС углеродный след от мобильности равномерно распределяется между прямыми выбросами (e.г. от вождения личных автомобилей) и выбросы, воплощенные в приобретенных продуктах, связанных с мобильностью (услуги воздушного транспорта, выбросы, возникающие при производстве автомобилей и при добыче топлива). В странах с низким уровнем выбросов углерода, таких как Швеция и Франция, большая часть углерода домашних хозяйств содержится в импортных товарах - 65% и 51% соответственно.
Углеродный след домашних хозяйств США примерно в 5 раз превышает среднемировой показатель. Для большинства американских домохозяйств единственным наиболее важным действием по сокращению углеродного следа является меньшее вождение или переход на более эффективный автомобиль.
Субнациональный или местный углеродный след
Помимо расчета углеродного следа для целых стран, также возможно рассчитать след регионов, городов и районов.
Углеродный след потребления энергии
Основная статья: Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии
Три исследования показали, что гидроэлектростанции, ветровые и атомные электростанции производят наименьшее количество CO2 на киловатт-час из любых других источников электроэнергии. Эти цифры не включают выбросы в результате несчастных случаев или терроризма. Энергия ветра и солнечная энергия не выделяют углерода в результате своей работы, но оставляют след во время строительства и технического обслуживания. Гидроэнергетика из водохранилищ также оставляет большие следы от первоначального удаления растительности и продолжающегося метана (речной детрит разлагается анаэробно до метана на дне водохранилища, а не аэробно до CO2, если бы он оставался в неограниченном потоке).
На выработку электроэнергии приходится около половины мирового производства CO2, создаваемого человеком. Воздействие CO2 на тепло не менее значительно, и исследования показывают, что использование отработанного тепла от выработки электроэнергии в комбинированном тепловом и энергетическом централизованном теплоснабжении, ТЭЦ / ЦТ имеет наименьший углеродный след, намного ниже, чем у микроэнергетических или тепловых насосов.
Добыча угля была усовершенствована, чтобы значительно сократить выбросы углерода; с 1980-х годов количество энергии, используемой для производства тонны стали, сократилось на 50%[52].
Углеродный след транспорта
В этом разделе приведены репрезентативные цифры углеродного следа топлива, сжигаемого различными видами транспорта (не включая углеродный след самих транспортных средств или соответствующей инфраструктуры). Точные цифры варьируются в зависимости от широкого спектра факторов.
Полет
Основная статья: Воздействие авиации на окружающую среду
Некоторые репрезентативные цифры выбросов CO2 приведены в обзоре LIPASTO о средних прямых выбросах (без учета радиационного воздействия на больших высотах) авиалайнеров, выраженных в эквиваленте CO2 и CO2 на пассажиро-километр:
Внутренние, короткие расстояния, менее 463 км (288 миль): 257 г / км CO2 или 259 г / км (14,7 унции / миля) CO2 e
- Дальние перелеты: 113 г /км CO2 или 114 г /км (6,5 унций / миля) CO2 e
- Однако выбросы на единицу пройденного расстояния не обязательно являются лучшим показателем углеродного следа авиаперелетов, поскольку расстояния, покрываемые обычно, больше, чем при других способах передвижения. Для углеродного следа важен общий объем выбросов за поездку, а не просто уровень выбросов. Например, поскольку авиаперелеты делают возможным быстрое путешествие на большие расстояния, может быть выбрано место отдыха, которое находится гораздо дальше, чем если бы использовался другой способ передвижения.[54]
Дорога
См. также: Экологические аспекты электромобиля
Выбросы CO2 на пассажиро-километр (пкм) для всех автомобильных перевозок в Европе за 2011 год, предоставленные Европейским агентством по окружающей среде:[55]
109 г/км CO2 (рисунок 2)
- Для транспортных средств средние показатели выбросов CO2 на километр дорожного движения за 2013 год в Европе, нормированные в соответствии с циклом испытаний NEDC, предоставлены Международным советом по экологически чистому транспорту:[56]
Вновь зарегистрированные легковые автомобили: 127 г CO2/км
- Гибридно-электрические транспортные средства: 92 г CO2 / км
- Легкие коммерческие автомобили (LCV): 175 г CO2/км
- Средние цифры для Соединенных Штатов предоставлены Агентством по охране окружающей среды США[57] на основе Федеральной процедуры тестирования EPA для следующих категорий:
Легковые автомобили: 200 г CO2 / км (322 г / миль)
- Грузовики: 280 г CO2 / км (450 г / миль)
- В совокупности: 229 г CO2 / км (369 г / миль)
Железнодорожный
См. также: Экологический дизайн в железнодорожном транспорте
Доставка
Углеродный след продуктов
Несколько организаций предлагают калькуляторы углеродного следа для общественного и корпоративного использования, и несколько организаций рассчитали углеродный след продуктов.[58]Агентство по охране окружающей среды США обратилось к бумаге, пластику (обертки от конфет), стеклу, консервным банкам, компьютерам, коврам и шинам. Австралия обратилась к древесине и другим строительным материалам. Ученые в Австралии, Корее и США обратились к дорогам с твердым покрытием. Компании, некоммерческие организации и ученые рассылали по почте письма и посылки. Университет Карнеги-Меллона оценил CO2 следа 46 крупных секторов экономики в каждой из восьми стран. Карнеги-Меллон, Швеция и Carbon Trust обратились к продуктам питания дома и в ресторанах.
The Carbon Trust сотрудничает с британскими производителями продуктов питания, рубашек и моющих средств, введя маркировку CO2 в марте 2007 года. Этикетка предназначена для соответствия новой британской общедоступной спецификации (то есть не является стандартом), PAS 2050, [59] и активно пилотируется Carbon Trust и различными промышленными партнерами.[60] По состоянию на август 2012 года Carbon Trust заявляет, что они измерили 27 000 сертифицированных углеродных следов продукта.[61]
Оценка упаковки некоторых продуктов является ключом к определению углеродного следа.[62]Ключевой способ определения углеродного следа - посмотреть на материалы, используемые для изготовления изделия. Например, пакет для сока изготовлен из асептической упаковки, пивная банка изготовлена из алюминия, а некоторые бутылки для воды сделаны из стекла или пластика. Чем больше размер, тем больше будет след.
Еда Основная статья: Низкоуглеродная диета Продукты питания составляют 10-30% углеродного следа домохозяйства, в основном за счет сельскохозяйственной практики, такой как производство продуктов питания и транспортировка. У мясных продуктов углеродный след больше, чем у растительных продуктов, таких как овощи и зерно, из-за неэффективного преобразования энергии растений в энергию животных и выделения метана из навоза.[63] В исследовании 2014 года, проведенном Scarborough et al., были опрошены реальные диеты британцев и оценены их диетические выбросы парниковых газов.[64] Средние выбросы парниковых газов с пищей в день (в килограммах эквивалента диоксида углерода) составляли:
7,19 для тех, кто употребляет много мяса 5,63 для средних мясоедов 4,67 для тех, кто мало ест мяса 3,91 для рыбоедов 3,81 для вегетарианцев 2,89 для веганов Текстиль Точный углеродный след различных текстильных изделий значительно варьируется в зависимости от широкого спектра факторов. Тем не менее, исследования текстильного производства в Европе показывают следующие эквивалентные выбросы двуокиси углерода на килограмм текстиля в момент покупки потребителем:[65]
Хлопок: 8 Нейлон: 5,43 ПЭТ (например, синтетический флис): 5,55 Шерсть: 5,48 Учитывая долговечность и энергозатраты, необходимые для стирки и сушки текстильных изделий, синтетические ткани обычно имеют значительно меньший углеродный след, чем натуральные.[66]
Материалы Углеродный след материалов (также известный как воплощенный углерод) сильно различается. Углеродный след многих распространенных материалов можно найти в базе данных Inventory of Carbon & Energy[67], базах данных и моделях GREET[68] и базах данных LCA через openLCA Nexus.[69]Углеродный след любого произведенного продукта должен быть проверен третьей стороной.[70]
Цемент Основная статья: Воздействие на окружающую среду_конкрет § Выбросы диоксида углерода и изменение климата Производство цемента вносит значительный вклад в выбросы CO2.
Углеродный след политических решений
Концепция политического "углеродного следа", измеряющего политический выбор отдельных лиц (например, голосование), была впервые введена в 2021 году для выборов в Канаде Сетом Уайнсом, Мэтью Моттой и Саймоном Доннером; и параллельно для Германии и Великобритании[72] Якобом Томой. Это исследование представляет собой первую попытку расширить концепцию личного следа за пределы потребления и инвестиций. Анализ выборов в Канаде показывает, что средний результат голосования "за климат" привел к сокращению выбросов CO2 e на 34,2 тонны по сравнению с сокращением на 2 тонны living car free. Анализ для Германии и Великобритании измерил относительное сокращение присутствия за счет переключения голосов на более "сторонников климата". На выборах в Германии в 2021 году немецкий избиратель сократил бы около 7 тонн выбросов CO2 e в год при переходе от СДПГ (Лейбористской) партии к партии зеленых, по сравнению с 3 тоннами, связанными с переходом к более "устойчивому образу жизни". Политические углеродные следы обычно обнаруживают значительно более высокий потенциал сокращения выбросов, чем следы потребления или инвестиций, учитывая, что следы потребления отражают только влияние на ваше собственное поведение, в то время как избиратели определяют климатические последствия как для избирателей победившей партии, избирателей проигравшей партии, так и для тех, кто не голосует.
Финансируемые выбросы
Углеродный след финансовых портфелей (так называемые "финансируемые выбросы") берет свое начало в середине 2000-х годов с инициатив инвесторов (Хендерсон и Пикте АМ) и НПО, стремящихся привлечь банки и инвесторов к ответственности за их углеродный след.Инвестиционная инициатива 2° провела первый обзор методологий финансирования выбросов в 2013 году. Монреальское углеродное обязательство является первым официальным обязательством финансовых учреждений. По состоянию на Конференцию Организации Объединенных Наций по изменению климата (COP21) в декабре 2015 года в Париже, контролируемая PRI, она привлекла более 120 инвесторов с активами под управлением на сумму более 10 триллионов долларов США. Существует ряд финансируемых поставщиков данных и методологий выбросов среди крупных поставщиков финансовых услуг (например, ISS, MSCI, S& P Sustainable1). Партнерство по финансовому учету выбросов углерода (PCAF) - это отраслевая инициатива, направленная на стандартизацию принципов учета, лежащих в основе финансируемых выбросов. Однако использование концепции углеродного следа не лишено противоречий, поскольку перенос логики отпечатков на финансовые инструменты сопряжен с рядом проблем и предостережений, включая необходимость нормализации по финансовым переменным, которые искажают результаты и качество данных. В результате многие крупные инициативы по установлению климатических целевых показателей сосредоточены на перспективных методологиях выравнивания портфеля (например, PACTA).