工業理念論文：工業水足跡理念與辦法探索

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本文作者：黃少良杜沖李偉群王麗華工作單位：中國檢驗認證集團廣東有限公司

工業水足跡概念的提出

目前，國際上對水足跡的計算方法和基礎還存在爭議，其中邊界及評價要素的確立是關鍵。從全生命周期的角度分析生產與消費過程中的水資源利用，這無疑是最為系統和全面的。但由于目前能夠獲取的數據資料有限，導致其不確定性較高，在某些情況下的指示作用下降，調控缺乏針對性。為了降低其現實操作難度，本文提出可以循序漸進，首先針對工業產品生產過程中的水資源消耗與水環境污染進行研究，原因包括以下幾個方面。全生命周期階段評估結果差異性大水足跡評估需要全面考察產品的農業種植、工業加工、分銷零售、廢棄回收等整個生命周期階段。根據環保部歷年《環境統計年報》，農業用水量基本保持穩定，而大規模的工業生產活動已經成為水資源消耗增加的最根本因素。農業用水受到作物品種本身的生理特性及環境條件的影響較大，相比之下，工業活動及其相關的生產技術、工藝、管理等的人為調控程度較高，可操作性強，更有利于直接有效地開展水資源管理。而在產品銷售和使用階段，受季節變換、距離遠近等影響，產品使用模式又受消費者收入水平、個人習慣等個人因素的制約，水足跡數據的不可控因素較多，而且具有多樣性的特征。全生命周期評估的鏈條較長，是一項耗時和代價不菲的任務。研究表明，針對關鍵生命周期階段（工業階段）的碳足跡和水足跡評估，更加符合我國現階段國情和產業現狀，也適應了國際發展趨勢，又具有很強的可操作性，使得研究成果能更好的服務于產業的節能減排。工業水足跡與水足跡的區別與聯系工業水足跡主要研究分析工業生產及其相關活動中的水資源消耗，與水足跡存在著明顯差異：首先，與胡克斯特拉提出的水足跡不同，它不考慮農產品和畜牧產品原料或輔料，只分析各種工業原料、輔料與能源中隱含的水資源消耗和水環境污染。其次，與產品水足跡不同，它除了包括產品生產過程中藍水和灰水足跡外，還包括能源、物料消耗及公共部門分攤的隱形水足跡。工業水足跡作為水足跡的重要組成部分，量化和評價的方法學仍是按照生命周期的原則與框架要求進行[6]，在評價原則、計算方法和實施程序方面則基本是一致的，計算的范圍包括了工業制造階段所涉及的原料、活動和過程，兩者的主要區別在于核算邊界的長短。組織以某一企業、單位為評價目標對象，以衡量某一組織的水資源消耗與廢水排放及其構成。開展此類評價，能夠促使組織者積極研發新工藝，降低成本，提高物質資料與能源的利用率，降低環境成本；并加強競爭，促進生產工藝、設備、產品及組織的優勝劣汰。將工業生產生命周期內產生的直接或間接水足跡具體落實到某一產品中，有針對性地控制各環節的耗水量與廢水排放量，促使產品生產商改進工藝及技術創新，降低產品在生產環節的能耗和物耗；實現對不同廠家的同類產品進行評估，建立產品的工業水足跡數據庫，促使企業加大對生產環節的管理與監督，降低單位產品的耗水量與廢水排放量，并推進產品的水足跡標識，幫助企業和消費者建立環保健康的消費意識。行業反映區域內某一行業的水資源消耗與工業廢水排放的整體水平和企業之間的差異。開展此評價，能夠警示管理部門或決策者，限制和規范高耗水及高污染物排放行業的發展，降低國家或區域經濟發展過程中的環境成本。區域指示區域內水資源消耗與污水排放貢獻的行業分布與空間分布，有助于結合區域的經濟發展規劃與環境保護目標，從節約用水與保護自然水體的角度，引導區域優化產業結構，制定適宜的節能減排管理措施，建立區域社會經濟可持續發展模式。

工業水足跡評價方法

工業水足跡的組成不同于水足跡，工業水足跡并不包括綠水足跡，這是因為綠水足跡多來自于農業生產過程，工業用綠水足跡占比很小或不使用，計算綠水足跡并沒有實際意義。為了更加直觀地反映非耗水環節比如物料、能源消耗所產生的間接水足跡，引入了隱含水足跡（圖1）。藍水足跡Vblue=Vinfall－Veffluent（1）藍水足跡即新鮮水耗用量，等于取水量減去污水排放量，如公式1所示。灰水足跡工業廢水中一般包括如汞、鎘、六價鉻、鉛、揮發酚、氰化物、化學需氧量、石油類以及氨氮等多種污染物，計算時可以選擇最主要的污染物為代表，計算工業生產過程中產生的灰水足跡，以反映水環境污染程度。（2）式中：Cmax為接受水體的環境水質標準濃度，即最大可接受濃度；Cnat為接受水體本身的自然濃度；Ceffl為工業生產過程中各部門廢水中污染物的濃度。當Ceffl<Cmax時，說明接受水體可將排出污染物的濃度稀釋至標準以下；當Ceffl=Cmax時，表示排出污染物的濃度已經達到接受水體的最大可接受濃度；當污水中的污染物濃度較高時，會出現Ceffl>Cmax的情況，即污染物的濃度超過現有河流或地下水的流量，這時灰水足跡表示用以吸收所有污染負荷的淡水資源。隱含水足跡（3）隱含水足跡是指系統邊界范圍內的整個生產過程中所消耗的原料、輔料和能源所隱含的工業水足跡。式中Mi表示第i種材料的消耗量，ki代表第i種材料的工業水足跡計算系數。系數分為兩類：一種是工業各行業的原料、輔料在工業生產階段的水足跡系數，另一種是企業所使用的各種常規能源如煤炭、燃油、天然氣等能源在開采、煉制、運輸、發電等過程所隱含的工業水足跡，為了保證計算結果的一致性與可比性，電力系數可根據我國電力結構及比重綜合確定。基礎數據水足跡計算需要兩種類型的基礎數據，一種是全國各大流域環境承載力的系統數據，另一種是行業投入產出數據。目前，不僅是我國在世界范圍內水足跡評價基礎數據庫、核算系數都是制約水足跡應用的瓶頸，建立水足跡核算系數需要基于我國國情與產業現狀，并根據國家及相關行業已發表的統計數據、年鑒、報告、科研文獻等數據，而對于行業投入產出數據，企業對生產性直接數據大多保密，獲取和測量一手數據存在一定難度。水足跡的量化和評價是個龐大的系統工程，既要圍繞國家發展大局和需求去定位，又需要建立符合中國國情的基礎數據庫，要求高、難度大。

（1）以工業水足跡為焦點。我國目前并不具備全生命周期評價的條件，建議現階段先完成對工業鏈生產過程的評估，可重點關注我國傳統優勢產業的水足跡，開發相應的核算應用工具和評價手段，建立評價模式，后期可根據最新研究成果逐步完善至生命周期其他階段。（2）以循序漸進為原則。水足跡評價目前還處于研究深入與應用發展階段，國外在推行的初期先選擇水資源耗用量較大的行業進行示范，如印染、造紙、化工、電子、建材等行業，在產品選擇上，一般選擇具有較大改進和提高潛力及在市場中占有較大比例的產品，根據示范情況和實際需求逐步擴展。（3）完善評價關鍵技術。國際上由于采用的方法與系數不具有透明性，結果的差異性很大，國內研究在此問題上比較通用的方法是采用WFN數據，由于其影響因子多是別國尺度上的缺省值,不能代表我國的真實情況，建議首先搭建基本數據庫模型，隨著參與行業及企業的增多，逐步滾動完善。