一、简介

植物源生物质是指植物生长过程中自然形成的含碳化合物或在人工经营的农林渔业过程中获取和利用的含碳化合物。生物质作为一种可再生资源，其通过固定大气中的CO2进行生长。利用植物源生物质作为燃料、化工原料以及其他生产材料，可以替代化石燃料等不可再生资源，减少CO2、CH4等温室气体的排放。

ISO 14067:2018中的附件E.3产品中的生物碳储存中提到，大多数农产品，包括谷物、水果、蔬菜、牲畜、家禽和相关产品，寿命较短且会被快速消耗。另一方面，一些产品具有较长时间储存碳的潜力，例如木材或其他生物质衍生的建筑产品[1]。

计算过程中需要考虑到随时间增长储存于生物中碳的稳定性，但是根据ISO 14067中6.4.8规定，应该在评估期开始就将其计算入内。在没有特殊规定的情况下，如果使用阶段和/或废弃物处置阶段产生的温室气体排放量和清除量发生在产品投入使用后10年以上，则应在LCI中具体说明相对于产品生产年份的温室气体排放量和清除量的时间[1]。
如果在使用或废弃物处置阶段有碳的排放，则计算植物生长期间的碳去除和随后的排放。如果将大气中的碳去除包括在系统边界内，则在废弃物处置阶段，燃烧生物质或其衍生物碳足迹为0（除去转化为CH4的部分）。如果产品废弃物处置阶段被重复使用或回收，当生物碳流转移到后续产品系统时，这也可能导致对CFP的净贡献为零。该解释将为生物质能源或生物质材料的的碳排放提供依据。

二、农产品碳足迹核算规则

农产品涉及植物源有机固废处理边界如下图所示。根据《RB/T 095-2022农作物温室气体排放核算指南》与《RB/T 175-2018 生物质能可持续性认证要求》，可分为两个系统，即农田生态系统（下称系统1）与有机固废处理系统（下称系统2）。根据我国农林业发展情况，系统1与系统2通常由不同组织承担功能，因此系统1的产品为完整农作物，植物体中有机固废部分可作为有机固废处理系统原材料。

有机废弃物的碳排放当量经计算分配后，可直接用于系统2中核算。若之间产生运输、储存等化石能源与外购电力消耗，也应一并计入有机废弃物的碳足迹中。
系统1和系统2可享有相互独立周期。

图1 系统划分与边界

二、1 农田生态系统

根据《RB/T 095-2022农作物温室气体排放核算指南》，在农田生态系统中，核算气体为二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O），排放源如下表所示[2]。

对于单作、一熟作物，可以以自然年做为核算期；多年生、轮作、间作等复杂系统，以植物生长期作为核算期，期间休耕期田间管理所产生的温室气体排放计入核算期中生长的作物CO2e。

系统1的温室气体排放核算公式为[2]：

E₁ = E_Rice + E_Fert + E_Fuel + E_Elec + E_Heat + E_Str – ΔC_Soil

总排放 = 稻田排放 + 肥料排放 + 燃料排放 + 购入电力排放 + 购入热力排放 + 堆肥排放 – 土壤碳库变化

其中，E_Fert应根据植物各组分含氮量进行同比分配，其余排放根据含氮量进行分配。根据RB/T 09-2022中规定，年度土壤碳库变化以及其他排放，也应按照不同作物或作物生长情况进行分配。由此可计算出有机废弃物例如秸秆、麦麸的最终温室气体排放。

二、2 有机固废处理系统

根据ISO14067 3.1.7.1规定，农田生态系统产生的有机固废均认定为生物质[1]。以能源作物或有机废弃物作为原料，系统1与系统2之间若经过原料收集、原料预处理、贸易环节，需要单独计算因运输、储存、处理等步骤产生的化石能源消耗、电力购入等温室气体排放，并计入有机废弃物的温室气体排放中[3]。

按照处理方式，系统2中，有机废弃物一般可分为生物质能源途径与生物质材料途径。

二、2.1 生物质能源

生物质后续需经过产品转化/生产，产品贸易/存储，产品应用/消耗。该过程中会消耗电力转化、加工、储存，因运输产生化石能源消耗，因产品应用/消耗不完全产生甲烷排放等[4]。通过BECCS生物质能和碳捕集封存技术，可收集温室气体并稳定封存。

核算公式为：

E_2.1 = E_Fuel + E_Elec + E_CH4 – ΔC_BECCS

生物质能源排放 = 化石燃料消耗 + 购入电力 + 未完全利用或转化成的甲烷排放 –生物质能和碳捕集封存的碳汇

根据IPCC国家温室气体清单指南目录 第 4 卷 12.1中描述，由于生物质在农林和土地利用部门AFOLU中被考虑在内，因此在能源部门中，为能源的燃烧生物质所产生的二氧化碳释放不纳入能源部门总排放。 (不过，为了QA/QC 目的，将生物燃料产生的二氧化碳排放报告为备忘条目)。用于能源的生物质产品产生的甲烷和其他气体排放纳入能源部门[3]。
根据ISO 14067附录E.3，生物质体内的碳可以视为从大气中移除的碳，则燃烧或使用过程后对CFP的净贡献可为零：即植物从大气中吸收CO2后，一部分用于自身净生长，另一部分通过凋落物、枯死木或根系分泌有机质等形式将碳转移进土壤碳库。而燃烧过程则是将植物体的碳重新释放回大气。如果土壤碳库保持动态平衡，则实际吸收→燃烧这一过程相当于CO2经过植物这一介质重新回到大气中，实际对CFP贡献为零[1]。

二、2.2 生物质材料

生物质材料，例如甘蔗渣、麦麸经过加工后可制成植物基包装。包装可通过回收、再加工实现循环利用。当无法再次利用后，可通过完全燃烧将已固定CO2释放会大气，也可通过掩埋、微生物分解等方式将含碳有机物固定在非大气碳库中。

核算公式为：

E_2.2 = E_Fuel + E_Elec + E_Rec – ΔC_C-Pool

生物质材料排放 = 化石燃料消耗 + 购入电力 + 循环利用过程排放 – 非大气碳库变化

对于植物基材料，能否产生碳汇的关键是最终产物是否能稳定存留于土壤或其他碳库中。如果植物基材料易于分解，应参照IPCC国家温室气体清单指南 第 4 卷 农业、林业和其他土地利用 中第5章 农地章节计算是否产生碳汇；如果植物基材料不易分解，可于常规条件下稳定储存，可参照 第12章 采伐的木材产品（HWP）进行计算。

二、2.3植物源生物质产品碳足迹情况综述

ISO 14067 附录E.3规定：“……对于来自生物质的产品，碳储存量计算为植物生长期间的碳去除量以及随后的排放量（如果生物碳在使用或寿命结束阶段释放）。 如果从大气中去除的碳包含在系统边界内，则生物碳流入和流出生物质衍生材料（这些材料在寿命结束时燃烧）将导致对 CFP 的净贡献为零…..如果产品作为报废场景进行再利用或回收，当生物碳流转移到后续产品系统时，这也可能导致对 CFP 的净贡献为零。……[1]”

碳足迹指产品系统中，总共的GHG排放量和移除量。如果在其全生命周期中，从大气中移除的温室气体多于其排放的温室气体，则该生物质产品应认定为负碳产品。生物质可以理解为，植物从大气中移除了碳，转移进了自身生物体内以及土壤碳库中，使用阶段会将自身体内的碳重新释放回大气中，即碳移除=土壤碳库增加+储存于生物体内的碳。因此如果将生长过程中从大气中移除的碳计算入CFP，则使用阶段与废弃物处理阶段需要计算释放量；反之未在生长过程计算，则使用与废弃物处理阶段亦不需考虑，但无论哪种情况都需要考虑土壤碳库的变化。

此外，生物质产品需要考虑到碳排放在生物体内分配的问题，即生物体不同组织应归类为不同的产品，除非完整的植株可以统一进入后续阶段，以此来避免重复计算碳移除。
总而言之，如果希望通过生物质产品实现碳移除，并可宣传零碳或负碳产品，在技术层面目前较为普遍且现实的做法为转移大气中的碳并封存于土壤碳库中，即如何通过土地利用、森林管理与农田管理实现土壤碳汇增加，并再废弃物处理阶段可以有效捕获CO2，避免释放到大气中。

三、农林和其他土地利用部门温室气体排放、分配和清除概述

AFOLU部门据估算占总排放量18.4%[5]。基于生态系统碳库变化，对每种土地利用类别的CO2排放和清除进行估算（其余温室气体应根据特定气体和源类别的排放因子转化为等效CO2），核算公式为：

ΔC_AFOLU = ΔC_FL + ΔC_CL + ΔC_GL + ΔC_WL + ΔC_SL + ΔC_OL

AFOLU部门 = 林地 + 农田 + 草地 + 湿地 + 聚居地 + 其他土地

在农林和其他土地利用部门内 CO2 排放量和清除量的估算通常基于生态系统碳库的变化。

这些包括地上部（AB）和地下部生物量（BB）、死有机物质（即死木DW和枯枝落叶LI）和土壤有机质SO，采伐的木材产品HPW（此碳库作为一种附加池）。以所有池变化的总和，表示某种土地利用类别中一个层的年度碳库变化的核算公式为：

ΔC_LUi = ΔC_AB + ΔC_BB + ΔC_DW + ΔC_LI + ΔC_SO + ΔC_HWP

其中ΔCLUi 为某种土地利用类别中的一个层的碳变化 = 地上部 + 地下部 + 死木 +枯枝落叶凋落物 + 土壤有机质 + 采伐的木头产品。

用生态系统碳库总量的净损失来估算进入大气中的 CO2排放量，用生态系统碳库总量的净增加来估算大气中的 CO2清除量。必要时可以考虑池间的转移。直接通过清单方法或过程模式可以估算碳库变化。每种碳库或池可存在于任意土地利用类别中，因而涉及到具体情况需要具体分析。此外，碳库或池的损失可能为非CO2气体的排放，如甲烷、一氧化二氮、一氧化碳、非甲烷挥发性有机碳和其他气体。不同温室气体需要用不用的核算方法，并统一转化为等量的二氧化碳排放。

此外，在具体核算时也应考虑除去连续过程（即植物生长，衰减等）外的离散事件（即扰乱，例如砍伐、火灾、虫害、动物迁徙、土地利用改变等）。根据IPCC指南，扰乱应统一在发生时便将未来预期产生的排放一并计算，而不是在后期分配至每年的排放中。具体核算也需要根据具体用地情况进行分析。

总之，AFOLU部门的碳排放主要通过土地利用变化碳库变化来核算碳排放量。土地利用变化是指森林等自然生态系统被转化为农业、城市化或其他人类活动所需的土地，这会导致土壤碳库的损失，同时释放大量的温室气体。而碳库变化则是指通过林业活动或其他对土壤碳库的影响。最后通过精确测算土地利用变化和森林碳库变化对温室气体排放的贡献，可以准确评估和监测AFOLU部门的碳排放情况，为制定有效的减排政策和措施提供科学依据。

参考文献：

[1] ISO 14067:2018 Greenhouse gases — Carbon footprint of products — Requirements and guidelines for quantification

[2] RB/T095-2022农作物温室气体排放核算指南

[3] 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Vol.4 Agriculture, Forestry and Other Land Use

[4] RBT 175-2018 生物质能可持续性认证要求

[5] World Greenhouse Gas Emissions: 2016, Climate Watch, the world resources institute