企业碳足迹计算方法 电子产品碳足迹核算之笔记本电脑碳足迹核算案例

碳达峰 碳中和

1. 功能单位的确定

本节选定惠普 14 寸的某型号笔记本电脑作为研究对象，各项配置参数来源于笔记本电脑的配置说明书。如表 2-4 所示：尺寸大小 14寸、4GB 内存、2.5 英寸 640GB 的硬盘、总重量为 2.42 kg。

2 系统边界的确定

根据 PAS 2050 设定的产品 B2C 生命周期形式，对笔记本电脑系统边界进行确定（如图 2 所示）。产品的生命周期过程应该涵盖笔记本电脑从原料提取到最终处理的过程，包含生产中的主要生产工艺过程，并分析这些过程中的各项能耗以及排放。由于笔记本电脑的生产是非常繁复的，部分数据的得到非常困难，根据相关原则，本研究只考虑了环境影响比较重要的过程。

从生产制造、产品销售运输、使用到最终处理环节，整个生命周期包含了这四大主要的环节。零部件到成品的组装的运输过程能耗低,也不利于统计，忽略不计。本小节着重考虑了零部件生存中的物料消耗和能耗。整个周期中,生产是最复杂的环节，也是对环境造成较大影响的环节。

3. 数据来源、评估及限制

考虑到笔记本电脑原材料来源的特殊性以及数据的可获得性，建立了下表来描述笔记本生命周期阶段与范围。如表 2-5 所示，部件生产中，材料和比重数据来源于调研、Ecoinvent 数据库。由于生产过程中涉及到部件的进出口，本小节设定在中国部分的生产能耗（如电力）均使用中国数据。

由于在研究过程中数据搜集的限制，本小节对一些数据进行了假设，这些假设源于调查以及对结果的考量：

（1）运输距离：包括从出厂到海关的距离、海关到进口国的距离。

（2）使用过程：设定笔记本电脑使用年限为 4 年，平均每天电耗为 0.5

kWh，每年使用 300 天。

（3）废弃处理：参考国外的处理方式，构建废弃处理场景。

4 笔记本电脑清单分析过程与数据收集

笔记本电脑主要由主板、LCD 显示屏、硬盘、光驱、电源适配器、锂电池、外壳构件组成，其中主板、LCD、硬盘光驱等为核心零件，详见表 2-6。下面将对笔记本电脑的构成以及涉及到的主要生产工艺进行详细介绍。

一、生产过程

（1）硬盘生产过程

硬盘由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。整个硬盘生产装配过程，主要的能耗是电耗，几乎在每个流程中都有电力的参与。依据参考数据得到，全球平均水平生产硬盘的电耗是 1.7125 kWh（来源：Simapro 数据库）。由于硬盘的数据来源为国外，所以电力的数据依然采用国外的平均水平。

（2）CD/DVD 驱动器生产过程

CD/DVD 驱动器是电脑用来读写光碟内容的机器。由于文献中未找到相应的资料，故做出如下假设：

N1=研究对象总重量/Simapro 笔记本电脑总重量

将数据库中现有的驱动的各项参数乘以 N1,得到的数据作为本研究驱动的参数，如下表 2-7 所示。

（3）显示屏生产过程

显示屏是笔记本电脑的核心零件，也是笔记本电脑最重要的零件之一。显示屏主要由背光源、显示器件、以及外框等原件组成，显示屏的零部件非常多，而且产业链长，显示模块装配工序多，所用的材料也多，本小节在对显示屏进行评价的时候，关注了显示屏中比重最大的几种以及可能对环境会造成较大影响的一些物料。

笔记本电脑重量是由屏幕大小所决定的，而屏幕的大小也直接决定了显示屏本身的重量以及各物料的分配。因此，作出如下假设：

本文选用的是 14 寸的显示屏，长宽比为 4：3。14 寸是屏幕玻璃对角线的长度，即 35.56cm，利用勾股定理换算出 14 寸笔记本电脑面积为 S14=长×宽。

Simapro 数据库里面的显示屏尺寸为 15 寸，依据上面的方法，换算出它的长宽面积为 S15=长×宽。

最后，将两个面积进行相比得

将 Simapro 数据库中显示屏各个参数乘以系数，得到的数据作为本研究显示屏的物料参数。

（4）笔记本电脑外壳生产过程

大多数笔记本外壳都是 PC 材料和合金材料。所以本小节设定笔记本电脑外壳为 60%PC 材料和 40%合金材料。由于各个类型笔记本电脑外壳的生产工艺比较统一，生产用料也统一，外壳数据采用相同大小的废旧笔记本电脑拆解后外壳的重量（数据来源：实际称量）。下表 2-8 为一普通笔记本电脑外壳的材料构成。

（5）主板生产过程

笔记本电脑的主板安装在机体内，是电脑最基本的也是最重要的部件之一。主板的物料分布，在文献资料中不完全，且数据库中没有主板的参考数据，因此使用文献中的所能查到的笔记本电脑主板的主要物料输入，如表 2-9所示，主板材料中 ABS 含量以及铜铝金属的含量较高，除此之外印刷线路板的含量也在 100 g 以上。

二、运输

运输距离为笔记本电脑装配出厂至销售地点的距离。由于研究产品为出口产品，所以运输距离考虑了国内与国外的运输距离，主要有公路运输与航海运输。国内运输距离为电脑装配厂到出关处地点的距离，而出口距离则为出关地到最终的销售地点的距离。结合上文分析，对运输距离作出如下假设：

1、依据上文中的条件所知，我国是笔记本电脑出口大国，且笔记电脑的装配主要集中在长江三角洲，以苏州昆山为最主要的装配点，完成装配包装后选取周边最近的出口港口——即上海；

2、由于美国是最大的笔记本电脑进口国，则选取美国作为本研究的进口点考虑。公路运输距离以苏州到上海距离，航海距离以上海到美国的距离，并进行合理分配。

三、设备的运行

设备设计运行寿命为 4 年，平均每天耗电 0.5 kWh，每年电脑使用天数为300 天，则电脑消耗的总电量为 600 kWh。

四、设备的末端处置

国外对电子废弃物的处置，主要有三种方法：

（1）填埋法：在垃圾场采用填埋的办法处理废旧电子材料，电子废弃物中含有多种金属，对于回收利用率较低的金属，国外多是采用填埋处理。

（2）回收转移：对于电子废弃物中还能再利用的，多半是兜售或捐赠给国外的二手市场，有小部分是国内自己回收。

（3）拆解处理：日本对废电脑基本上采用人工拆解的方法，重点回收和处理含铅玻璃，作为生产荧光屏的原料。对废电路板的处理，一般采用火法处理，得到各种金属的合金后再进行精炼。

现以国外的电子废弃物处置手段为参考，结合笔记本电脑自身材料的组成特点，构建出笔记本电脑的末端处置场景。笔记本电脑最终一部分进入二手市场，另一部分则进行专门的回收机构进行拆解，其中笔记本电脑大部件可人工手动拆解，然后再进行机械分选。拆解后，锂电池用混合冶金法进行处理，印刷电路板则通过拆解后回收部分，塑料回收 50%，铝、钢以及其它金属回收40%，其余部分的塑料与非金属进行焚烧与填埋。

5.笔记本电脑的建模

完成数据清单的收集整理后，采用 Simapro 数据库对笔记本电脑的生命周期进行建模，如表 2-11 所示，输入各项过程数据：

表中包含了笔记本电脑的物料构成以及生产耗能和运输距离，为之后的笔记本电脑评价分析提供了数据基础和参考依据。

6 笔记本电脑的碳足迹评价分析

通过搜集国内外笔记本电脑的相关数据，并结合 Simapro 基础数据库里的数据，利用生命周期评价法对笔记本电脑的生产阶段以及整个生命周期的碳足迹进行分析，结果如表 2-12 所示。

在笔记本电脑的整个生命周期中，生产阶段的碳足迹贡献最大，为 482kgCO2e，使用阶段为 309 kgCO2e，废弃处理阶段为 0.992 kgCO2e。造成制造阶段碳足迹贡献最大的原因是：LCD 显示屏的生产及燃煤供电。通过核算得出笔记本电脑在生命周期各个阶段碳排放的分布以及主要排放过程的数据，为出口笔记本电脑碳转移核算提供基础与参考。

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