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武漢科前豬偽狂犬病滅活疫苗產品碳足跡報告
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委托方:武漢科前生物股份有限公司
受托方:北京耀陽高技術服務有限公司
2023 年 6 月
目錄
執行摘要1
1.產品碳足跡介紹(CFP)介紹2
2.目標與范圍定義3
2.1 科前生物及其產品介紹 3
2.2 研究目的 4
2.3 研究范圍 4
2.3.1 功能單位 4
2.3.2 系統邊界 5
2.3.3 取舍準則 5
2.3.4 影響類型和評價方法 6
2.3.5 軟件和數據庫 6
2.3.6 數據質量要求 7
3.過程描述7
3.1 豬偽狂犬病滅活疫苗生產 8
3.2 電力獲取排放因子 10
4.結果分析與討論10
4.1豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡按物質獲取展示 11
4.2 豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡按過程展示 12
4.3 豬偽狂犬病滅活疫苗生產的靈敏度分析 12
5.結論13
執行摘要
本項目受武漢科前生物股份有限公司 (以下簡稱“科前生物”) 委托, 由北 京耀陽高技術服務有限公司執行完成。研究的目的是以生命周期評價方法為基礎,采用國際標準化組織(InternationalOrganizationforStandardization,簡稱 ISO)編制的 ISO14067 標準和英國標準協會 (BritishStandardsInstitution,簡稱 BSI)編制的PAS2050 標準中規定的碳足跡核算方法,計算得到武漢科前生物股份有限公司 生產的豬偽狂犬病滅活疫苗產品的碳足跡。
為了滿足碳足跡第三方認證以及與各相關方溝通的需要,本報告的功能單位定義為 1 瓶 (20ml) 豬偽狂犬病滅活疫苗。系統邊界為“從搖籃到大門”類型,現場調查了科前生物從原材料進廠到豬偽狂犬病滅活疫苗產品出廠的過程,電力、蒸汽、碳酸氫鈉、 甲醛、硬脂酸鋁、鋁塑蓋、塑料瓶、紙盒數據來源于數據庫。
豬偽狂犬病滅活疫苗產品的碳足跡分析見第四章。報告中對生產豬偽狂犬病滅活疫苗產品消耗的原輔料進行了分析、各生產工序對碳足跡貢獻比例做了分析、對其生產的靈敏度進行了分析。從分析結果來看,產品生產過程對碳足跡貢獻較大, 占豬偽狂犬病滅活疫苗碳足跡的 76.92%;產品包裝次之, 占 13.31%; 原料獲取過程最少占其碳足跡 9.77%。
研究過程中,數據質量被認為是最重要的考慮因素之一。本次數據收集和選擇的指導原則是,數據盡可能具有代表性,主要體現在生產商、技術、地域、時間等方面?,F場調查了科前生物從原材料進廠到豬偽狂犬病滅活疫苗出廠的過程。大部分國內生產的大宗原材料的數據來源于 CLCD數據庫,此數據庫由成都億科環境科技有限公司自主開發,代表了中國基礎工業平均水平,CLCD數據庫缺乏的原材料數據由Ecoinvent提供,中國的混合電力生產的數據來源于CLCD
數據庫。本研究選用的數據在國內外 LCA研究中被高度認可和廣泛應用。
此外,通過 eFootprint軟件實現了產品的生命周期建模、計算和結果分析,以保證數據和計算結果的可溯性和可再現性。
1.產品碳足跡介紹(CFP)介紹
近年來,溫室效應、氣候變化已成為全球關注的焦點,“碳足跡”這個新的術語越來越廣泛地為全世界所使用。碳足跡通常分為項目層面、組織層面、產品層面這三個層面。產品碳足跡 (CarbonFootprintofProducts,CFP) 是指衡量某個產品在其生命周期各階段的溫室氣體排放量總和,即從原材料開采、產品生產(或服務提供) 、分銷、使用到最終處置/再生利用等多個階段的各種溫室氣體排放的累加。溫室氣體包括二氧化碳 (CO2 ) 、 甲烷 (CH4 ) 、氧化亞氮 (N2O) 、氫氟碳化物 (HFC) 和全氟化碳 (PFC) 等[ 1] 。碳足跡的計算結果為產品生命周期各種溫室氣體排放量的加權之和,用二氧化碳當量 (CO2e) 表示,單位為 kg CO2e或者 gCO2e。全球變暖潛值 (GobalWarmingPotential,簡稱 GWP) ,即各種溫室氣體的二氧化碳當量值,通常采用聯合國政府間氣候變化專家委員會 (IPCC)提供的值, 目前這套因子被全球范圍廣泛適用。
產品碳足跡計算只包含一個完整生命周期評估(LCA) 的溫室氣體的部分[2]?;贚CA的評價方法,國際上已建立起多種碳足跡評估指南和要求,用于產品碳足跡認證,目前廣泛使用的碳足跡評估標準有三種:①《PAS2050:2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》,此標準是由英國標準協會 (BSI)與碳信托公司 (CarbonTrust) 、英國食品和鄉村事務部 (Defra) 聯合發布,是國際上最早的、具有具體計算方法的標準,也是目前使用較多的產品碳足跡評價標準;②《溫室氣體核算體系:產品壽命周期核算與報告標準》,此標準是由世界資源研究所(WorldResourcesInstitute,簡稱WRI)和世界可持續發展工商理事會(WorldBusinessCouncilforSustainableDevelopment,簡稱WBCSD)發布的產品和供應鏈標準;③《ISO/TS14067:2013 溫室氣體——產品碳足跡——量化和信息交流的要求與指南》,此標準以PAS2050為種子文件,由國際標準化組織(ISO)編制發布。產品碳足跡核算標準的出現目的是建立一個一致的、國際間認可的評估產品碳足跡的方法。
2.目標與范圍定義
2.1科前生物介紹
武漢科前生物股份有限公司 (下述簡稱 “公司”) 成立于 2001 年,專注于獸用生物制品研發、生產、銷售及動物防疫技術服務,是國家發改委首批授予的“國家高新技術產業化示范工程”重點高新技術企業,是上海證券交易所科創板上市企業 (股票代碼:688526) 。工廠位于武漢市東湖新技術開發區高新二路419 號,注冊資本 46500 萬元人民幣,投資總額 120338.39 萬元人民幣, 占地面 積 70024.78m2 ,建筑面積 71635.33m2 ,職工人數為 1025 人,是一家研發、生產各種獸用生物制品的省級專精特新“小巨人”企業。工廠目前擁有病毒懸浮培養、細胞毒滅活疫苗、胚毒滅活疫苗、細菌滅活疫苗、細胞毒活疫苗、胚毒活疫苗、細菌活疫苗、診斷液等 11 條生產線,是國內動物生物制品種類最齊全的生產廠家之一。
公司建立了以專家教授、博士、碩士為主、處于國內領先水平的研發技術隊
伍,先后主持和參與國家、省市科研項目20 余項,榮獲國家科技進步獎二等獎2 項、湖北省科技進步獎一等獎 6 項、湖北省科技成果推廣獎一等獎 1 項,獲得 國家發明專利60 項、新獸藥注冊證書 38 項、獸藥產品批準文號 48 個和國家重點新產品 5 項。工廠建有國家企業技術中心、農業農村部企業重點實驗室、博士后科研工作站等國家和省部級創新平臺 8 個。
公司于 2018 年、2019 年、2021 、2022 年連續入選“湖北制造業企業 100強”企業。2020 年 9 月 22 日,公司在上交所科創板成功掛牌上市。公司與國內大型養殖企業如溫氏股份、牧原股份、正邦科技、揚翔股份、正大畜牧等建立了長期的供應鏈合作關系,已經成為我國萬億級規模生豬產業生物安全防疫產品和技術服務的重要服務商。
公司注重質量、安全職業衛生健康、環保、能源管理體系建設,已獲得相關認證證書。特別在質量管控領域加大了對產品的質量要求標準化建設,獲得 2022年度“光谷質量獎——卓越獎”。
2.2研究目的
本研究的目的是核算科前生物生產的豬偽狂犬病滅活疫苗產品全生命周期過程的碳足跡,為第三方碳足跡認證提供詳細信息和數據支持。
碳足跡核算是科前生物實現低碳、綠色發展的基礎和關鍵,披露產品的碳足跡是科前生物環境保護工作和社會責任的一部分,也是科前生物邁向國際市場的重要一步。本項目的研究結果將為科前生物與豬偽狂犬病滅活疫苗產品的采購商和第三方的有效溝通提供良好的途徑,對促進產品全供應鏈的溫室氣體減排具有積極作用。
本項目研究結果的潛在溝通對象包括兩個群體:一是科前生物內部管理人員及其他相關人員,二是企業外部利益相關方,如上游供應商、下游采購商、地方政府和環境非政府組織等。
2.3研究范圍
根據本項目研究目的,按照 PAS2050[3]和 ISO14067[4]標準的要求。確定本研究的研究范圍包括功能單位、系統邊界、分配原則、取舍原則、影響評價方法和數據質量要求等。
2.3. 1 功能單位
為方便系統中輸入/輸出的量化,功能單位被定義為生產 1 瓶 (20ml) 豬偽狂犬病滅活疫苗。
2.3.2 系統邊界
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圖1.1豬偽狂犬病滅活疫苗生產系統邊界圖
在這項研究中,產品的系統邊界屬“從搖籃到大門”的類型,為了實現上述功能單位,豬偽狂犬病滅活疫苗的系統邊界見下表:
表1.2包含和未包含在系統邊界內的生產過程
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包含的過程 |
未包含的過程 |
過程包括:原輔料接受——生產——包裝
硬脂酸鋁、鋁塑蓋、塑料瓶、紙盒的生產 |
|
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2.3.3 取舍準則
本研究采用的取舍準則為:
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各生產單元過程物料與產品的重量比小于 1%,且上游數據不可得的物料
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被忽略
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各生產單元過程物料與產品的重量比小于 1%,且上游數據可得的物料不被忽略
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各生產單元過程物料與產品的重量比大于 1%,且上游數據不可得的物料采用按化學成分近似替代
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來自于上游的低價值物料,如礦渣、爐渣等
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本報告所有原輔料和能源等消耗都關聯了上游數據,部分消耗的上游數據采用近似替代的方式處理,因此無忽略的物料。
2.3.4 影響類型和評價方法
基于研究目標的定義,本研究只選擇了全球變暖這一種影響類型,并對產品生命周期的全球變暖潛值 (GWP) 進行了分析,因為 GWP是用來量化產品碳足跡的環境影響指標。
研究過程中統計了各種溫室氣體,包括二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亞氮(N2O),四氟化碳(CF4),六氟乙烷(C2F6),六氟化硫(SF6),氫氟碳化物(HFC)和哈龍等。并且采用了IPCC第四次評估報告(2007年)提出的方法來計算產品生產周期的GWP值。該方法基于 100年時間范圍內其他溫室氣體與二氧化碳相比得到的相對輻射影響值,即特征化因子,此因子用來將其他溫室氣體的排放量轉化為 CO2 當量 (CO2e) 。例如,1kg甲烷在 100 年內對全球變暖的影響相當于 25kg二氧化碳排放對全球變暖的影響,因此以二氧化碳當量 (CO2e) 為基礎, 甲烷的特征化因子就是 25kg CO2e[6]。
2.3.5 軟件和數據庫
本研究采用 eFootprint軟件系統,建立了豬偽狂犬病滅活疫苗產品生命周期模型,并計算得到 LCA結果。eFootprint軟件系統是由億科環境科技有限公司研發的在線 LCA分析軟件,支持全生命周期過程分析,并內置了中國生命周期基
礎數據庫 (CLCD) 、歐盟 ELCD數據庫和瑞士的 Ecoinvent數據庫。
研究過程中用到的數據庫,包括 CLCD和 Ecoinvent數據庫,數據庫中生產和處置過程數據都是“從搖籃到大門”的匯總數據,分別介紹如下:
中國生命周期基礎數據庫 (CLCD) 由成都億科環境科技有限公司開發,是一個基于中國基礎工業系統生命周期核心模型的行業平均數據庫。CLCD數據庫包括國內主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數據集,其中電力 (包括火力發電和水力發電以及混合電力傳輸)和公路運輸被本研究所采用。2009 年,CLCD 數據庫研究被聯合國環境規劃署(UNEP)和聯合環境毒理學與化學協會(SETAC)
授予生命周期研究獎。
Ecoinvent數據庫由瑞士生命周期研究中心開發,數據主要來源于瑞士和西
歐國家,該數據庫包含約 4000 條的產品和服務的數據集,涉及能源,運輸,建
材,電子,化工,紙漿和紙張,廢物處理和農業活動等。http://www.Ecoinvent.org
2.3.6 數據質量要求
為滿足數據質量要求,在本研究中主要考慮了以下幾個方面:
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數據準確性:實景數據的可靠程度
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數據代表性:生產商、技術、地域以及時間上的代表性,代表企業2022年生產水平
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模型一致性:采用的方法和系統邊界一致性的程度
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為了滿足上述要求,并確保計算結果的可靠性,在研究過程中首選來自生產商和供應商直接提供的初級數據,其中企業提供的經驗數據取平均值,本研究在
2023 年 5 月進行企業現場數據的調查、收集和整理工作。當初級數據不可得時,盡量選擇代表區域平均和特定技術條件下的次級數據,次級數據大部分選擇來自CLCD數據庫和Ecoinvent數據庫;當目前數據庫中沒有完全一致的次級數據時,采用近似替代的方式選擇 CLCD數據庫和 Ecoinvent數據庫中數據。數據庫的數據是經嚴格審查,并廣泛應用于國際上的 LCA研究。各個數據集和數據質量將在第 4 章對每個過程介紹時詳細說明。
現場過程溫室氣體的直接排放量為次級數據,全由標準或文獻中的公式計算得到。
3.過程描述
3.1豬偽狂犬病滅活疫苗生產
科前生物豬偽狂犬病滅活疫苗產品生產工藝流程:
(1) 細胞的復蘇:從液氮罐中取出細胞管,37℃迅速融化,在潔凈操作臺內加入到中方瓶,37℃靜置培養。4~5 小時,細胞貼壁后換液。
(2) 細胞的傳代制備:按適當比例進行傳代,至 37℃溫室轉瓶機上旋轉培養,轉速為 10 轉/小時。
(3) 生產用種毒制備:將毒種接種于 37℃旋轉 (10 轉/小時) 培養 24-36小時生長旺盛的 BHK-21 細胞單層,按病毒液與生長液 1:100 的接種量接種,37℃旋轉吸咐 1 小時,加入適量的培養基,置 37℃培養。接種后 12- 16 小時,細胞出現腫脹、黑色顆粒、折光性消失,可見到融合的巨細胞,細胞圓縮、脫落,當細胞病變(CPE)達到 80%以上時,終止培養。經凍融后,收取病毒液。將經無菌檢驗合格且每 0. 1ml病毒含量≥106.5TCID50 的病毒液混合,定量分裝,- 15℃以下保存,注明收獲日期,毒種代次等。
(4) 生產用病毒液制備
接毒:逐瓶先后加入 100ml維持液、30ml生產用種毒液,37℃吸附 1 小時,逐瓶補足至 1500ml維持液,溫室旋轉培養。觀察與收獲:接種后 24~30 小時,當細胞病變達到 80%時,搖晃轉瓶使瓶壁細胞完全脫落,無菌操作過濾除去細胞碎片收集病毒液。在- 15℃以下保存,同時進行無菌檢驗和毒價測定 (應不低于 106.5TCID50/0. 1ml) 。
(5) 滅活:在檢驗合格的病毒液中按 0.5%的比例加入甲醛溶液,邊加邊攪拌。充分混勻后,置 37℃滅活 48 小時,每 4 小時攪拌一次。
(6) 中間體 (半成品) 檢驗:
無菌檢驗:按現行版《中國獸藥典》進行檢驗,應無菌生長。
毒價測定:按現行版《中國獸藥典》進行檢驗,不低于 106.5TCID50/0. 1ml。
滅活效果檢驗:取滅活后的病毒液,按病毒液與生長液 1:10 的接種量接種于 BHK-21 或 Pk- 15 細胞單層 3 瓶,37℃培養觀察 7 天,再盲傳二次,應無CPE。同時設有同批未經滅活的病毒液為對照。
(7) 乳化工藝:
油相制備:取注射用白油,加入硬脂酸鋁份(以克為單位),邊加邊攪拌加熱,
直到透明為止,再加入司本-80(以毫升為單位) ,加熱充分混勻,高壓滅菌備用。
水相制備:在滅活的病毒液中加滅菌的吐溫-80 ,充分攪拌,混合均勻,直到吐溫 80 徹底溶解。
乳化:將水相壓入油相罐中制備初乳。再在油相罐、乳化罐之間進行剪切乳化。
(8) 將乳化好的疫苗分裝、加塞、軋蓋。
(9) 貼簽:瓶簽上注明批準文號、制品名稱、批號、有效期、裝量、用法、保存條件及公司名稱等,放 2-8℃保存
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圖3.1豬偽狂犬病滅活疫苗生產工藝流程圖
豬偽狂犬病滅活疫苗生產工序數據清單見下表:
表3.1豬偽狂犬病滅活疫苗生產數據清單
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類型 |
清單 |
用途 |
單耗 |
單位 |
排放因子來源 |
產品 |
豬偽狂犬病滅活疫苗 |
主產品 |
2500000 |
瓶 |
0.5 億 ml |
?
?
? ? ? ? ? ? ? ? ? 消耗 |
MEM |
原料 |
25000 |
L |
Ecoinvent3. 1 |
血清 |
原料 |
2950 |
L |
Ecoinvent3. 1 |
|
碳酸氫鈉 |
原料 |
75 |
|
CLCD-China-ECER0.8 |
|
毒種 |
原料 |
300 |
ml |
Ecoinvent3. 1 |
|
甲醛 |
原料 |
125 |
L |
CLCD-China-ECER0.8 |
|
硬脂酸鋁 |
原料 |
250 |
|
Ecoinvent3. 1 |
|
吐溫 80 |
原料 |
1000 |
L |
Ecoinvent3. 1 |
|
司本 |
原料 |
1500 |
L |
Ecoinvent3. 1 |
|
白油 |
原料 |
23.5 |
t |
Ecoinvent3. 1 |
|
棕色鋁塑蓋 |
包裝 |
7.5 |
t |
CLCD-China-ECER0.8 |
|
塑料瓶 |
包裝 |
10 |
t |
1042387087@qqcom1 1 |
|
紙盒 |
包裝 |
2.5 |
t |
CLCD-China0.9 |
|
電 |
能源 |
164271.93 |
kW.h |
CLCD-China-ECER0.8 |
|
蒸汽 |
能源 |
1184.78 |
t |
CLCD-China-ECER0.8 |
|
水 |
資源 |
15095 |
m3 |
CLCD-China-ECER0.8 |
|
排放 |
廢水 |
—— |
13906.05 |
m3 |
—— |
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3.2電力獲取排放因子
科前生物位于湖北省省武漢市,本次調研科前生物生產用電來源于電網,因此電力使用類型為華中電網,代表 2013 年華中電力市場平均。通過 eFootprint 計算獲取 1kwh電力排放 0.9493kgCO2e。
4.結果分析與討論
將清單數據用 eFootprint計算得到生產 1瓶(20ml)豬偽狂犬病滅活疫苗的 碳足跡為 0.31kgCO2e。
表4.1豬偽狂犬病滅活疫苗碳足跡
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序號 |
物質 |
GWP(kgCO2e) |
1 |
MEM |
4.31E-03 |
2 |
血清 |
2.56E-02 |
3 |
碳酸氫鈉 |
4.78E-05 |
4 |
毒種 |
5. 18E-05 |
5 |
甲醛 |
2. 16E-05 |
6 |
硬脂酸鋁 |
4.31E-05 |
7 |
吐溫 80 |
1.73E-04 |
8 |
司本 |
2.59E-04 |
9 |
白油 |
4.06E-06 |
10 |
棕色鋁塑蓋 |
9.44E-03 |
11 |
塑料瓶 |
3.04E-02 |
?
?
12 |
紙盒 |
1.79E-03 |
13 |
電 |
6.24E-02 |
14 |
蒸汽 |
1.76E-01 |
15 |
水 |
2.48E-03 |
16 |
合計 |
0.31 |
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4.1豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡按物質獲取展示
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圖4.2豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡按物質獲取展示
由圖可知,豬偽狂犬病滅活疫苗產品生命周期物質獲取中,蒸汽的獲取對其GWP貢獻最大占 56.16% ;其次為電的獲取占 19.96% ;再次為包裝材料塑料瓶的獲取占9.72% ,再次為原料血清的獲取占 8.20% ,其他物質的獲取過程占比較小。
4.2豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡按過程展示
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圖4.3豬偽狂犬病滅活疫苗生命周期各過程碳足跡貢獻比例
上圖展示了豬偽狂犬病滅活疫苗產品生命周期各過程碳足跡貢獻比例的情
況,可知產品生產過程對碳足跡貢獻較大, 占豬偽狂犬病滅活疫苗碳足跡的76.92%;產品包裝次之, 占 13.31%;原料獲取過程最少占其碳足跡 9.77%。
4.3豬偽狂犬病滅活疫苗生產的靈敏度分析
豬偽狂犬病滅活疫苗生產生命周期過程,不同物料和能源等獲取對豬偽狂犬病滅活疫苗碳足跡的貢獻大小見表。
表4.2豬偽狂犬病滅活疫苗生產不同過程碳足跡貢獻識別
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過程 |
清單 |
對GWP貢獻 |
原料獲取 |
MEM |
1.38% |
原料獲取 |
血清 |
8.20% |
原料獲取 |
碳酸氫鈉 |
0.02% |
原料獲取 |
毒種 |
0.02% |
原料獲取 |
甲醛 |
0.01% |
原料獲取 |
硬脂酸鋁 |
0.01% |
原料獲取 |
吐溫 80 |
0.06% |
原料獲取 |
司本 |
0.08% |
原料獲取 |
白油 |
0.00% |
產品包裝 |
棕色鋁塑蓋 |
3.02% |
產品包裝 |
塑料瓶 |
972% |
產品包裝 |
紙盒 |
0.57% |
產品生產 |
電 |
19.96% |
產品生產 |
蒸汽 |
56. 16% |
?
?
產品生產 |
水 |
0.79% |
?
5.結論
通過以上分析可知,科前生物生產 1瓶(20ml)豬偽狂犬病滅活疫苗的碳足跡為 0.31kgCO2e。
豬偽狂犬病滅活疫苗生產生命周期過程中,產品生產過程對碳足跡貢獻較
大, 占豬偽狂犬病滅活疫苗碳足跡的 76.92%;產品包裝次之, 占 13.31%;原料 獲取過程最少占其碳足跡 9.77% 。為減小產品碳足跡,建議如下:
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企業應嚴格控制豬偽狂犬病滅活疫苗生產過程蒸汽和電的消耗,應使用節能高效生產設備代替高耗能生產設備,建立完善的節能制度,培養員工節能意識??稍龃笮履茉吹氖褂昧Χ?,使用可再生能源代替不可再生能源。減少電力獲取過程中的生命周期排放。
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對包材的生產過程進現場調研,并計算不同企業產品碳足跡,選擇生產工藝更低碳的企業作為供應商,建立企業自身的綠色供應鏈。
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References:
[1]. BSI, TheGuidetoPAS2050: 2011, Howtocarbonfootprintyourproducts,identifyhotspotsandreduceemissionsinyoursupplychain.
[2]. ProductCarbonFootprintMemorandum, Positionstatementonmeasurement andcommunicationoftheproductcarbonfootprintforinternationalstandardization andharmonizationpurposes, Berlin, December2009.
[3]. PAS2050: 2011-SpecificationfortheAssessmentoftheLifeCycle GreenhouseGasEmissionsofGoodsandServices[J]. DepartmentforEnvironment,FoodandRuralAffairs, & BritishStandardsInstitution: UnitedKingdom, 2011: 2- 12.
[4].ISO/TS14067: 2013, GreenhouseGases—CarbonFootprintof Products—RequirementsandGuidelinesforQuantificationandCommunication[J].InternationalOrganizationforStandardization, Geneva, Switzerland, 2013.
[5]. IPCC2007: theFourthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelon ClimateChange.