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涤纶染色和色母粒着色绒类产品碳足迹核算及评价印染（2024 No.1）涤纶染色和色母粒着色绒类产品碳足迹核算及评价程龙1，李燕1，陈伟1，刘建刚1，杨艳艳1，潘刚伟2()1.江苏苏美达纺织有限公司，江苏 南京 210000；2.南通大学，江苏 南通 226000摘要：为了应对社会对披露碳足迹信息的要求，根据碳足迹核算标准，以1 t涤纶绒类产品为功能单位，分别计算涤纶染色绒类产品与涤纶色母粒着色绒类产品从摇篮到大门的碳足迹。结果表明：1 t涤纶染色产品从摇篮到大门的产品碳足迹为6 483.8 kgCO2e，1 t涤纶色母粒着色绒类产品从摇篮到大门的产品碳足迹为5 217.8 kgCO2e。相比同样功能的涤纶染色产品，每功能单位的涤纶色母粒着色绒类产品碳足迹减排率为19.5%。两款产品的碳排放主要来源于原料和能源部分。为降低涤纶绒类产品的碳排放，一方面可以采用低碳绿色原料或能源，另一方面改变加工方式和染色工艺。关键词：碳减排；碳足迹；涤纶绒类产品；色母粒；染色中图分类号：TS190.6；F426.61文献标志码：BDOI：10.3969/j.yinran.202401013Carbon footprint accounting and evaluation of plush products with dyed polyesterand masterbatch coloring polyesterCHENG Long1,LI Yan1,CHEN Wei1,LIU Jiangang1,YANG Yanyan1,PAN Gangwei2()1.Sumec Textile Company Limited.,Nanjing 210000,China;2.Nantong University,Nantong 226000,ChinaAbstract:In order to respond to the social demand for disclosure of carbon footprint information,the carbonfootprint of polyester dyeing plush products and polyester masterbatch coloring plush products from cradle togate is calculated separately based on the carbon footprint accounting standard,taking 1 t of polyester plushproducts as the functional unit.The results show that the product carbon footprint of 1 t of polyester dyeingplush products from cradle to gate is 6 483.6 kgCO2e,and the product carbon footprint of 1 t of polyester masterbatch coloring plush products from cradle to gate is 5 217.8 kgCO2e.Compared with the same function ofpolyester dyeing plush products,carbon footprint reduction of per functional unit of polyester masterbatch coloring plush products reaches 19.5%.The carbon emission of the two plush products mainly comes from theraw materials and energy.In order to reduce the carbon emission of polyester plush products.Two ways canbe selected,one is to use low-carbon green raw materials or energy,and the other is to change the processing method and dyeing process.Key words:carbon emission reduction;carbon footprint;polyester plush products;color masterbatch;dyeing大力发展绿色低碳循环经济、促进生态文明建设，已经成为全球共识。绿色低碳发展代表了当今时代科技革命和产业变革的前进方向，深刻影响各行各业的成本结构、竞争优势与价值逻辑。纺织服装业是仅次于石化工业的第二大污染产业，占全球碳排放量的10%。纺织服装行业碳排放主要来自能源活动，包括外购电力及热力和化石燃料燃烧，其中外购电力及热力带来的碳排放大约占能源活动碳排放总量的58.2%，煤炭、天然气燃烧产生的碳排放大约分别占能源活动碳排放总量的36.8%和4.8%1。另外，染整行业年耗水量超过100亿吨，废水处理也会产生少量的碳排放。随着“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，以绿色责任为导向的社会价值观对消费市场的影响力逐年提升，消费者的环保意识不断加强，绿色低碳消费与可持续时尚逐渐成为一种主流选择2。人们更加关注“衣食住行”中的低碳变化，提倡更加健康可持续的生活方式。当前，绿色理念也从需求端反向传导到供给端，倒逼纺织企业从事绿色加工，进而推动整个产业价值链低碳转型。自2020年9月以来，中国明确提出碳排放在2030年达到峰值，并努力在2060年实现碳中和。中国“双碳”目标任务重、时间紧，需要各个行业进行碳排放量的核算，继而制定相应的碳减排措施3。纺织服装行业积极响应，做了一系列碳足迹测算。1件羽绒服从原材料生产到回收和处理的碳足迹为25.4 kgCO2e4；1件新疆棉印花T恤从棉花种植到缝制成衣，会释放1.21.7kgCO2e；1 kg丝绸产品原料的碳足迹，以鲜茧和干茧为原料生产的坯绸产品碳足迹分别为24.9 kgCO2e和27.8 kgCO2e5。化学纤维的能源消耗比天然纤维更高。1 kg涤棉针织面料染整过程中碳排放为1.9 kgCO2e6；1 kg涤纶长丝织物从原油开采到完成印染加工碳排放量为25.7 kgCO2e7。涤纶绒类产品以其优良的抗皱、耐磨损、不易变形等性能，在纺织服装行业中占主导地位，长期以来受到人们的青睐。为积极响应“双碳”目标，本文计算了1 t涤纶染色绒类产品和1 t涤收稿日期：2023-10-08；修回日期：2024-01-02作者简介：程龙，男，江南大学硕士研究生毕业，中级工程师，高级研发专员，主要从事绿色纺织品和差异化纺织品研究开发。E-mail：。通信作者：李燕，E-mail：。85印染（2024 No.1）纶色母粒着色绒类产品在其生命周期中的原材料获取和产品制造整个过程中的碳足迹，从而了解产品在其生命周期中从摇篮到大门的温室气体（GHG）排放，找出关键的排放源。本次GHG排放计算包括 IPCC 报告中所包含的所有温室气体 CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6、NF3等。GHG排放影响是评价该产品形成及之后100年内GHG排放的CO2当量影响（即100年的评价期）。本次计算基于收集的产品摇篮到大门的活动数据，包括原材料、运输、制造阶段能源资源消耗等信息。本次对于目标产品的碳足迹计算也可以被视作为以后评价此产品环境绩效的参考。1涤纶毛绒产品碳足迹核算模型本文根据ISO 14040：2006 环境管理-生命周期评价-原则和框架、ISO 14044：2006 环境管理-生命周期评价-要求和指南、ISO 14067：2018 温室气体排放-产品碳足迹-量化和交流的要求与指南 以及PAS 2050：2011 产品与服务生命周期温室气体排放的评价规范，构建涤纶绒类产品碳足迹核算模型。1.1流程图1.1.1生命周期涤纶产品的生命周期是一个极其复杂的过程，即纤维的生产至废弃处理的全过程。理想的评价范围可概括为原料开采、纺纱织造、染色后整理、销售运输、使用和再利用以及废弃处理7，具体的过程如图1所示。,+G,+FEFE6G45,+9,+9G,+GFE444FFE,+8#C6+*,+#,+图1涤纶产品生命周期过程图Fig.1Life cycle of polyester textiles1.1.2系统边界本文评估产品为纺织产品，计算采用从摇篮到大门的评价方法，包括从原材料的获取、产品制造过程、产品运输至仓库为止所产生的所有实质性排放。涤纶染色绒类产品与涤纶色母粒着色绒类产品的原材料不是指石油，而分别是白色坯布和色母粒着色（色丝）坯布。原材料的获取阶段包括原材料的获取及其损耗、原材料的包装、原材料的运输。产品制造阶段包括所有产品生产和加工过程，产品生产运输，废弃物运输和处理。1.1.3功能单位功能单位是定量计算涤纶绒类产品碳足迹的参考单元。本文用于家居产品生产的涤纶染色绒类产品和涤纶色母粒着色绒类产品的功能单位都为1 t。1.2数据收集1.2.1初级活动水平数据初级活动水平数据是对产品生命周期活动的定量测量，乘以排放因子后得到某过程所产生的GHG排放量。本次计算中收集到的初级活动水平数据来自2021年3月至2021年12月工厂实际生产现场，具体包括原材料的使用量以及上游运输过程的距离和交通工具载质量、产品生产加工过程中的能源资源消耗以及产品产量等。收集以下情况的初级数据：构成产品的原料（坯布）的使用量；产品生产加工过程中使用到的辅料的用量；产品包装材料的使用量（包括损耗）；所有原材料的运输量，运输方式，运输距离；产品生产加工过程中能源资源的使用量；产品的产量；废弃物的产生量；固体废弃物委外处理的方式和运输。1.2.2次级数据次级数据是指不针对具体产品的外部测量，而是一种对同类过程或材料的平均或通用测量（如行业协会的行业报告或汇总数据）。本次计算的次级数据来源主要从Ecoinvent（v3.6）等生命周期清单数据库以及若干文献和报告证书中获得。详细的数据摘要如表1所示。表1能源和物料的碳排放因子及数据来源Table 1Carbon emission factors for energy and materials anddata sources因子名称Fibre,polyester GLO|market for fibre,polyester|APOS,SFibre,polyester GLO|market for fibre,polyester|APOS,SSilicone product ROW|market for silicone product|APOS,SBleaching and dyeing,yarnGLO|market for bleachingand dyeing,yarn|APOS,SCleaning consumables,without water,in 13.6%solution state GLO|cleaning consumables,without water,in 13.6%solution state|APOS,SPacking film,low densitypolyethylene GLO|marketfor packing film,low density|APOS,STransport,freight,lorry 16-32 metric ton,euro 6 ROW|market for transport,freight,lorry 16-32 metricton,euro 6,|APOS,S全国电力平均系数Natural gas,hight pressureGLO|,market for naturalgas,hight pressure|APOS,STap water GLO|market fortap water|APOS,S工业蒸汽系Hazardous waste,forincineration ROW|treatment of hazardouswaste,hazardous wasteincineration|APOS,S对应名称涤纶针织面料色丝面料柔软剂分散染料染涤宝PP包装袋运输电力天然气自来水蒸汽污泥排放因子4.154.153.172.312.993.080.170.580.380.000760.112.42单位kgCO2e/kgkgCO2e/kgkgCO2e/kgkgCO2e/kgkgCO2e/kgkgCO2e/kgkgCO2e/tkmtCO2e/MWhkgCO2e/m3kgCO2e/kgtCO2/eGJkgCO2e/kg数据库名称Ecoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atthe point of substitution-system生态环境部关于做好2022年企业温室气体排放报告管理相关重点工作的通知Ecoinvent 3-allocation atthe point of substitution-systemEcoinvent 3-allocation atpoint of substitution-system工业其他行业企业温室气体排放核算方法与报告指南Ecoinvent 3-allocation atthe point of substitution-system1.2.3数据取舍辅料的包装以及原料包装材料的包装为非实质性贡献，不在数据收集范围内。当普通物料质量低于产品质量的0.1%时，以及含稀贵或高纯成分的物料质量低于产品质量的0.05%时，忽略该物料的上游生产数据。86涤纶染色和色母粒着色绒类产品碳足迹核算及评价印染（2024 No.1）1.2.4假设以下假设应用于本次计算。原材料获取阶段，原材料排放因子的选取是根据原材料的材质、类型、性能等信息来确定；生产每吨产品所要使用的原料的量和损耗率都相同；原材料运输造成的排放按照数据收集期内每种原材料的实际运输量，以及运输方式、物流载质量和距离来确定；生产每吨产品所要使用到的辅料和消耗品的量都相同；每吨产品所要使用的包装材料的量都相同。产品制造阶段，生产每吨产品所消耗的能源和资源的量都相同；每吨产品产生的废弃物的量都相同，并按照数据收集期内实际产生量计。1.3碳足迹计算碳足迹的计算方法采用的是目前广泛应用的由IPCC提出的排放因子法。排放因子即释放的温室气体量，用二氧化碳当量与相关的活动单位表示（如：多少kgCO2e/单元输入）。依照碳排放清单列表，针对每一种排放源构造初级活动水平数据与次级数据，以投入的能源使用量和排放因子的乘积作为该排放项目的碳排放量估算值8。碳足迹计算方法如式（1）所示：CF=i=1mEifi（1）式（1）中：CF碳足迹Ei初级活动水平数据fi排放因子2核算结果与分析2.1数据收集2.1.1生产加工流程系统边界从原料的获取开始，然后运输至工厂进行生产，最终从生产现场运输至仓库。本文系统边界即图1中乙烯、对二甲苯的生产到染色加工结束。涤纶染色绒类产品和涤纶色母粒着色绒类产品生产加工流程如下。涤纶染色绒类产品生产加工流程：原料前处理染色上柔拉毛梳毛烫光剪毛摇粒定形打卷包装涤纶色母粒着色绒类产品生产加工流程：原料前处理水洗上柔拉毛梳毛烫光剪毛摇粒定形打卷包装两款产品在第三个阶段有差异，涤纶染色绒类产品为染色，涤纶色母粒着色绒类产品为水洗，其他阶段（前处理到染整后加工再到面料包装）都一样。2.1.2原始数据本次计算中初级活动水平数据反映2021年3月至2021年12月的情况，收集到的所有的活动数据均来源于工厂的实际生产。具体包括原材料的使用量以及上游运输过程的距离和交通工具载质量，产品生产加工过程中的能源资源消耗、产品产量等。具体实际数据如表2所示，染色绒类产品不仅比色母粒着色绒类产品多使用染涤宝和分散剂，而且能源消耗量、产生污泥量及废水总量也比色母粒着色绒类产品多出好几倍。两款产品的原料、辅料及包装到工厂的距离为80 km。涤纶染色绒类产品的废毛及废布头从工厂运输到处理公司的距离为80 km，污泥从工厂运输到处理厂的距离为60 km。涤纶色母粒着色绒类产品的废毛及废布头和污泥从工厂运输到处理厂的距离分别为70 km和50 km。表2涤纶染色绒类产品和涤纶色母粒着色绒类产品原始数据Table 2Original data of polyester dyeing plush products andpolyester masterbatch coloring plush products生命周期原料辅料包装能源生产废弃物废水排放活动坯布/t柔软剂/t除油剂/t染涤宝/t分散剂/tPP包装袋/t电力/kWh天然气/m3自来水/t蒸汽/t废毛、废布头/t污泥/t废水总量/t处理前平均COD/（mgL-1）处理后平均COD/（mgL-1）染色6 8002042.14040.3604 187 5851 607 211162 03318 592340588143 3001 80090色母粒3 000900.9-451 291 500496 34450 039-15018250 0391 500602.2产品碳足迹分析2.2.1涤纶染色绒类产品碳足迹分析两款产品在生产过程中均使用了除油剂对产品进行清洗，如表2所示。染色产品仅使用2.1 t，大约占产品质量的0.03%；原液着色产品仅使用0.9 t，大约占产品质量的0.03%，符合1.2.3节中的舍弃条件。按1.3节中碳足迹计算方法，计算1 t涤纶染色绒类产品生命周期各活动的碳足迹。原料板块即涤纶针织面料的碳足迹为4 150.0 kgCO2e；辅料板块包含柔软剂、分散染料和染涤宝，它们的碳足迹分别为 95.1 kgCO2e、13.7 kgCO2e 和17.6 kgCO2e；包装板块即PP包装袋的碳足迹为27.2 kgCO2e；运输板块包含原料、辅料、包装及污泥的运输，它们的碳足迹分别为13.5 kgCO2e、0.6 kgCO2e、0.1 kgCO2e和1.2 kgCO2e；能源板块包含电力、天然气、水及蒸汽，它们的碳足迹分别为357.8 kgCO2e、601.1 kgCO2e、18.1 kgCO2e和827.1 kgCO2e；废弃物处理板块包含污泥处理和废水处理，它们的碳足迹分别为 209.3 kgCO2e 和151.4 kgCO2e。1 t涤纶染色绒类产品从摇篮到大门的产品碳足迹为6 483.8 kgCO2e。涤纶染色绒类产品主要的碳足迹来自于原料，占总排放量的64.0%。原料是工厂采购的涤纶针织面料（白坯），属于加工好的半成品，其从原始原料到半成品的排放因素已包含在排放因子的计算中。其次的碳排放源为能源消耗，占总排放的27.8%，主要是在在生产工艺中消耗的电力、天然气和蒸汽的能耗较大。由于产品涉及印染环节，所以在废水处理环节也产生了较多污染，这部分的碳足迹排放量占总量的5.6%。其他辅料、包装和运输环节，由于使用量少，采购原辅材料也大多来自周边地区，所以产生的碳排放量极少。2.2.2涤纶色母粒着色绒类产品碳足迹分析涤纶色母粒着色绒类产品的坯布在织造过程中添加了色母粒，其主要成分也是涤纶。但目前数据库中并未有添加色母粒的色丝坯布排放因子。由于色丝坯布和白坯布生产工艺相同，仅在原料中添加1%5%的色母粒进行上色处理，考虑到用量较少，所以色丝坯布采用白坯布的排放因子。按1.3节中碳足迹计算方法，计算1 t涤纶色母粒着色绒类产品生命周期各活动的碳87印染（2024 No.1）足迹。原料板块即色丝毛绒坯布的碳足迹为4 150.0 kgCO2e；辅料板块柔软剂碳足迹分别为95.1 kgCO2e；包装板块即PP包装袋的碳足迹为26.7 kgCO2e；运输板块包含原料、辅料、包装及污泥的运输，它们的碳足迹分别为 13.5 kgCO2e、0.4 kgCO2e、0.2 kgCO2e和0.7 kgCO2e；能源板块包含电力、天然气和水，它们的碳足迹分别为250.1 kgCO2e、420.8 kgCO2e和12.7 kgCO2e；废弃物处理板块包含污泥处理和废水处理，它们的碳足迹分别为146.8 kgCO2e和100.9 kgCO2e。1 t涤纶色母粒着色绒类产品从摇篮到大门的产品碳足迹为5 217.9 kgCO2e。根据涤纶色母粒着色绒类产品从“摇篮到大门”的生命周期各细目温室气体排放占比可以看出，1 t涤纶色母粒着色绒类产品主要的碳足迹也来自于原料，占总排放量的79.5%。原料是工厂采购的色丝毛绒坯布，属于加工好的半成品，其从原始原料到半成品的排放因素已包含在排放因子的计算中。而且此色母粒着色产品原料已经通过前期工艺进行上色，无需后续印染工艺，大大降低能源消耗。其次的碳排放源为能源消耗，占总排放的13.1%，主要是在生产工艺中消耗的电力和天然气的能耗较大。此款产品虽不涉及印染工艺，但还是需要漂洗等环节，产生了部分废水，这部分的碳足迹排放量占总量的4.8%。其他辅料、包装和运输环节，由于使用量少，采购原辅材料也大多来自周边地区，所以产生的碳排放量极少。其中，辅料占总排放的1.8%、包装占0.5%、运输占0.3%。2.3低碳措施及讨论图2所示为每功能单位染色绒类产品和色母粒着色绒类产品碳足迹对比。EFE7$(*88.NJ&2H图2每功能单位染色绒类产品和色母粒着色绒类产品碳足迹对比Fig.2Comparison of carbon footprint per functional unit ofpolyester dyeing plush products and polyester masterbatch coloringplush products如图2所示，每功能单位两款产品的原料碳足迹一样，辅料、包装和运输环节每1 t染色绒类产品比色母粒着色绒类产品的碳排放分别多31.3 kgCO2e、0.5 kgCO2e和0.6 kgCO2e。由此可见，两款产品在原料、辅料、包装和运输环节的碳排放差距不大，主要的差别体现在生产过程中的能源消耗和生产废弃物的处理。这是由于两款产品的前期环节基本相同，主要的差异体现在原料的使用上，色母粒的使用，使得其在纺织结束后就带有颜色，无需后续印染工艺。这是影响后期环节碳足迹差异化的主要原因。由于使用了色母粒，产品在印染工艺中节省了大量电力、天然气和蒸汽的使用，共减少1 120.4 kgCO2e/t，占总减少量的88.5%。单独看能源部分的碳减排量，色母粒着色产品较染色产品减少了62.1%的能源碳排放。其次是污染物处理部分，减少113.0 kgCO2e/t，占总减排量的8.9%。这是由于染料的减少，降低了废水的污染程度，也大大降低了废水处理的负荷。辅料部分由于染料等辅助药剂的减少，共减31.3 kgCO2e/t，占总减排量的2.5%。1 t色母粒着色产品从摇篮到大门的产品碳足迹为5 217.9 kgCO2e，相比同样功能的1 t染色产品从摇篮到大门的产品碳足迹为6 483.8 kgCO2e，减排率为19.5%。产品的辅料、包装材料的运输过程的碳排放占比较低，是因为遵循绿色采购的原则，选择周边优质且环保意识较高的供应商。由此可见其在低碳环保优势还是非常明显的。从两款产品碳足迹评估结果中可以发现，两款产品从摇篮到大门的主要碳足迹集中在原料部分、能源部分和废物处理部分。为降低涤纶绒类产品的碳排放，一方面可以采用低碳绿色能源，另一方面改变加工方式和染色工艺。电力和蒸汽主要采用传统的能源方式煤，煤的燃烧会产生大量的温室气体排放。因此，将传统的能源方式向风、水和太阳等清洁低碳的新型能源转变是实现低碳的重要方式。其次，低碳加工技术和工艺也是有效降低碳排放的方式。目前低碳加工技术和工艺也很多，比如本文中的色母粒着色，以及冷轧堆染色、低温可染等。在深度探索环保可持续的进程中，可以甄选原液、有机、再生等可持续低碳足迹原料，融合专有低碳生产工艺和绿色能源，研发低碳乃至负碳产品。3结语1 t涤纶染色产品和1 t涤纶色母粒着色绒类产品在生命周期中从“摇篮到大门”的产品碳足迹分别为6 483.8 kgCO2e和5 217.9 kgCO2e。涤纶色母粒着色绒类产品的碳排放量在每功能单位上可以减少1 265.9 kgCO2e的碳足迹，碳减排率达19.5%。对比两款产品可以发现，辅料、包装和运输环节产生的碳排放量极少，主要碳足迹排放源是原料部分和能源部分。对比两款产品能源部分减排量，1 t涤纶色母粒着色绒类产品比1 t涤纶染色产品共减少1 120.4 kgCO2e，减少了62.1%，这不仅仅是减少了能源使用，还降低了产品成本和温室气体的排放，更对后续废水处理环节降低了压力，减少了染料的使用，大大缓解了对环境的影响。从结果可知，采用清洁高效或新型能源、低碳原料以及低碳生产工艺是为实现涤纶绒类产品优化减排的重要措施。参考文献：1刘世扬，宁翠娟，刘丽华，等.我国化纤行业低碳发展建议J.高科技纤维与应用，2022，47（5）：9-15.2陈岳堂，李柳星，尚书妃.纺织服装业绿色消费的现状与发展战略J.现代商业，2022（2）：3.3刘建刚.浅谈再生涤纶纺织品的产销监管J.印染，2023，49（5）：49-51.4Zhou Y,Bao 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