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區塊鏈技術精確計算農産品碳排放

2022-12-26 14:03:48  來源:科技日報  責編:陳晨

  在目前主流的碳足跡計算方法中,可信碳足跡管理系統主要選用了LCA法對産品碳足跡進行計量,該評價方法作為一種工具,應用於評價和核算産品或服務全生命週期的能源消耗和環境影響,同時遵循了相關國際標準,適用於農産品全生命週期碳足跡計量,形成碳足跡結果。

  全球變暖,溫室氣體排放是一個繞不開的話題。

  許多人不知道,土壤會“喘氣”,養牛也會産生溫室氣體。農業既是地球升溫的受害者,也是碳排放的主體之一。如何監測並獲得可信的農業生産碳足跡數據,併為我國農産品進入歐美發達國家提供一張綠色“身份證”?

  日前,江蘇省農業科學院農業區塊鏈産業研究院(以下簡稱區塊鏈研究院)聯合復旦大學、杭州海思德博數字科技有限公司(以下簡稱杭州海思德博)、四川天奧空天信息技術有限公司(以下簡稱四川天奧空天)共同研發的項目“ChainLCa:國別可信碳足跡管理系統”(以下簡稱可信碳足跡管理系統),從數百個項目中脫穎而出,榮獲“2022數字中國創新大賽”區塊鏈賽道一等獎。

  可信碳足跡管理系統依託自主研發的共享型存證産品生命週期評估(LCA)數據底層平臺,採用全生命週期評價方法對碳排放量進行數字化動態評估,結合區塊鏈技術實現産業鏈上下游的數據協同與跨鏈共享,保證碳足跡數據可信,該系統可廣泛應用於農業、工業等各類生産場景。

  農業需要實施碳足跡管理

  區塊鏈研究院院長卞立平介紹説,碳足跡是指個人、企業、國家或産品等實體的所有活動所引起的溫室氣體排放量,既包括製造、供暖和運輸過程中化石燃料燃燒産生的直接排放,也包括商品服務所消耗電力産生的間接排放。可信碳足跡管理系統是一套能夠對供應鏈全生命週期碳足跡進行精準跟蹤與預測的管理系統,涵蓋産品、企業、服務、工程領域。

  “我國要實現‘雙碳’目標,需要有一套系統能夠對碳足跡精準追蹤預測,對碳排放進行有效管理,滿足可監測、可報告、可核查的要求。可信碳足跡管理系統的研發將助力國家‘雙碳’目標的實現。”卞立平説。

  而在國際層面上,世界各國也陸續發佈了碳中和時間表。今年6月歐盟通過了碳邊境調整機制(CBAM),明確明年7月將試點對鋰電池進行碳足跡的強制核查,以及碳關稅的徵收。近日,代表美國版碳關稅的《清潔競爭法CCa》也進入了大眾視野。

  “對農産品全生命週期碳足跡的精準計量、追溯、確權和存證同樣不容忽視,需要未雨綢繆,通過行業內的領先示範作用優化品質控制與流通渠道的效率,可以保障農産品的綠色低碳高品質發展。”復旦大學雙碳創新發展研究院副主任鬍子江説。

  同時農産品一旦涉及進出口跨境貿易,物流多式聯運環節(包括運輸和裝卸)耗碳數據會成為農産品碳排放計算中的重要一環。“農産品的流通銷售必然涉及運輸,不同運輸工具耗碳程度不同,為應對歐美市場對産品碳足跡方面的要求,需要對鐵路、水路、公路等多種運輸方式的物流環節碳足跡進行採集和計算,優化産品物流碳足跡,有利於産品進入國際市場。而且物流碳足跡的核算也可以進一步為政府提供運輸行業有效降碳的推進方案和路徑,實現産業整體循環發展。”卞立平解釋道。

  區塊鏈保證碳足跡可信可管

  相比于其他行業,跟蹤、測量以及計算農業活動中的溫室氣體排放可能更具挑戰性。不同於工業的標準化流程,很多農業種養殖過程的模型難以建立,溫室氣體跟蹤、測量和計算非常複雜。

  “過去,基於區塊鏈的碳足跡計量管理技術在農業領域的應用很少,我們基於LCA法搭建了適合不同農産品的全生命週期碳足跡計量模型,並通過區塊鏈技術為相關數據提供可信存證。”杭州海思德博總經理張宇傑説。

  鬍子江介紹,在目前主流的碳足跡計算方法中,可信碳足跡管理系統主要選用了LCA法對産品碳足跡進行計量,該評價方法作為一種工具,應用於評價和核算産品或服務全生命週期的能源消耗和環境影響,同時遵循了相關國際標準,適用於農産品全生命週期碳足跡計量,形成碳足跡結果。

  “對於産品碳足跡的計量,官方的高品質實測數據非常重要和關鍵,更多高品質的本國權威數據將可為農産品碳足跡評價提供高品質數據,從而在未來數據互認的趨勢中不落下風。”鬍子江如是説。而江蘇省農業科學院在長期的農業科研與服務實踐中積累了大量的樣本,能夠為農産品碳足跡底層提供高品質數據,大大提高了系統應用價值。

  通俗來説,區塊鏈就是一個又一個區塊按照産生的時間順序前後連結而形成的鏈條,並通過不可逆的加密演算法對區塊中的信息進行加密。這些區塊被保存在若干伺服器中,每台伺服器在區塊鏈系統中又被稱為節點。由於這些節點通常由不同的主體管理,因此違規篡改區塊鏈中的信息是一件極其困難的事。

  “區塊鏈系統運轉至少需要3個節點,節點越多,違規篡改的成本越高。”卞立平説,因此區塊鏈所記錄的碳排放、碳足跡數據也更加真實可靠。以種植水稻為例,整個生産過程中需要投入農藥、肥料、用能、機械、運輸等,首先界定核算邊界,然後基於江蘇省農業科學院研發的農産品全程品質管理區塊鏈平臺獲得精準的投入量,再根據LCA法在鏈上計算出種植流通過程各環節碳排放量,即可對碳足跡進行全程可信監測與精準管理。

  提高企業低碳發展的國際競爭力

  專家表示,在跨越國境的低碳供應鏈發展中,很長時間沒有好的技術手段對碳足跡進行精準跟蹤和管理;我國起步稍晚,碳足跡核算過程比較粗放、數據準確度和可信度不高。

  “如果不能越過這道貿易保護綠色壁壘,我國的貿易格局或受到影響,諸多企業將在國際市場上失去先機。”復旦大學管理學院博士後孫領説。

  四川天奧空天研發中心副主任劉美琦認為:“尤其對於出口製造型企業來説,碳足跡超標産品將被徵收高額碳稅,因此,亟須一套更優的可信碳足跡管理系統應對歐美的挑戰,在為本國企業服務的同時促進並提高企業低碳發展的國際競爭力。”

  鬍子江分析,可信碳足跡管理系統適用性廣泛,可用於農業、工業各個生産環節。而在國家“雙碳”大背景下,各行各業、複雜供應鏈的精細化專業碳管理是未來的剛性需求。

  “畜牧業是農業中公認碳排放最高的産業,未來隨著歐美碳關稅的實施,肉、奶、毛皮等相關産品的進出口可能會受到較大的衝擊。如果企業想要在碳約束時代的全球農産品市場競爭中取得先機,就必須對碳排放進行精準可信的數據審計與管理,而可信碳足跡管理系統技術可以有效解決這些問題。”卞立平説。

  不僅如此,根據可信碳足跡管理系統,農業企業還能從碳足跡的角度知道怎樣通過改變生産管理方式節約碳排放。卞立平舉例説,如果養豬場想用某種高效飼料實現低碳養殖,有了這套系統,就可以計算出更換新飼料後是否能降低碳排放。假如新飼料成本增加,但碳稅節省得更多,這樣企業就能確定可以使用該種飼料;或者新飼料成本增加,碳排放也同樣增加,那就不需要更換原來的飼料。

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