工业理念论文：工业水足迹理念与办法探索

本文作者：黄少良杜冲李伟群王丽华工作单位：中国检验认证集团广东有限公司

工业水足迹概念的提出

目前，国际上对水足迹的计算方法和基础还存在争议，其中边界及评价要素的确立是关键。从全生命周期的角度分析生产与消费过程中的水资源利用，这无疑是最为系统和全面的。但由于目前能够获取的数据资料有限，导致其不确定性较高，在某些情况下的指示作用下降，调控缺乏针对性。为了降低其现实操作难度，本文提出可以循序渐进，首先针对工业产品生产过程中的水资源消耗与水环境污染进行研究，原因包括以下几个方面。全生命周期阶段评估结果差异性大水足迹评估需要全面考察产品的农业种植、工业加工、分销零售、废弃回收等整个生命周期阶段。根据环保部历年《环境统计年报》，农业用水量基本保持稳定，而大规模的工业生产活动已经成为水资源消耗增加的最根本因素。农业用水受到作物品种本身的生理特性及环境条件的影响较大，相比之下，工业活动及其相关的生产技术、工艺、管理等的人为调控程度较高，可操作性强，更有利于直接有效地开展水资源管理。而在产品销售和使用阶段，受季节变换、距离远近等影响，产品使用模式又受消费者收入水平、个人习惯等个人因素的制约，水足迹数据的不可控因素较多，而且具有多样性的特征。全生命周期评估的链条较长，是一项耗时和代价不菲的任务。研究表明，针对关键生命周期阶段（工业阶段）的碳足迹和水足迹评估，更加符合我国现阶段国情和产业现状，也适应了国际发展趋势，又具有很强的可操作性，使得研究成果能更好的服务于产业的节能减排。工业水足迹与水足迹的区别与联系工业水足迹主要研究分析工业生产及其相关活动中的水资源消耗，与水足迹存在着明显差异：首先，与胡克斯特拉提出的水足迹不同，它不考虑农产品和畜牧产品原料或辅料，只分析各种工业原料、辅料与能源中隐含的水资源消耗和水环境污染。其次，与产品水足迹不同，它除了包括产品生产过程中蓝水和灰水足迹外，还包括能源、物料消耗及公共部门分摊的隐形水足迹。工业水足迹作为水足迹的重要组成部分，量化和评价的方法学仍是按照生命周期的原则与框架要求进行[6]，在评价原则、计算方法和实施程序方面则基本是一致的，计算的范围包括了工业制造阶段所涉及的原料、活动和过程，两者的主要区别在于核算边界的长短。组织以某一企业、单位为评价目标对象，以衡量某一组织的水资源消耗与废水排放及其构成。开展此类评价，能够促使组织者积极研发新工艺，降低成本，提高物质资料与能源的利用率，降低环境成本；并加强竞争，促进生产工艺、设备、产品及组织的优胜劣汰。将工业生产生命周期内产生的直接或间接水足迹具体落实到某一产品中，有针对性地控制各环节的耗水量与废水排放量，促使产品生产商改进工艺及技术创新，降低产品在生产环节的能耗和物耗；实现对不同厂家的同类产品进行评估，建立产品的工业水足迹数据库，促使企业加大对生产环节的管理与监督，降低单位产品的耗水量与废水排放量，并推进产品的水足迹标识，帮助企业和消费者建立环保健康的消费意识。行业反映区域内某一行业的水资源消耗与工业废水排放的整体水平和企业之间的差异。开展此评价，能够警示管理部门或决策者，限制和规范高耗水及高污染物排放行业的发展，降低国家或区域经济发展过程中的环境成本。区域指示区域内水资源消耗与污水排放贡献的行业分布与空间分布，有助于结合区域的经济发展规划与环境保护目标，从节约用水与保护自然水体的角度，引导区域优化产业结构，制定适宜的节能减排管理措施，建立区域社会经济可持续发展模式。

工业水足迹评价方法

工业水足迹的组成不同于水足迹，工业水足迹并不包括绿水足迹，这是因为绿水足迹多来自于农业生产过程，工业用绿水足迹占比很小或不使用，计算绿水足迹并没有实际意义。为了更加直观地反映非耗水环节比如物料、能源消耗所产生的间接水足迹，引入了隐含水足迹（图1）。蓝水足迹Vblue=Vinfall－Veffluent（1）蓝水足迹即新鲜水耗用量，等于取水量减去污水排放量，如公式1所示。灰水足迹工业废水中一般包括如汞、镉、六价铬、铅、挥发酚、氰化物、化学需氧量、石油类以及氨氮等多种污染物，计算时可以选择最主要的污染物为代表，计算工业生产过程中产生的灰水足迹，以反映水环境污染程度。（2）式中：Cmax为接受水体的环境水质标准浓度，即最大可接受浓度；Cnat为接受水体本身的自然浓度；Ceffl为工业生产过程中各部门废水中污染物的浓度。当Ceffl<Cmax时，说明接受水体可将排出污染物的浓度稀释至标准以下；当Ceffl=Cmax时，表示排出污染物的浓度已经达到接受水体的最大可接受浓度；当污水中的污染物浓度较高时，会出现Ceffl>Cmax的情况，即污染物的浓度超过现有河流或地下水的流量，这时灰水足迹表示用以吸收所有污染负荷的淡水资源。隐含水足迹（3）隐含水足迹是指系统边界范围内的整个生产过程中所消耗的原料、辅料和能源所隐含的工业水足迹。式中Mi表示第i种材料的消耗量，ki代表第i种材料的工业水足迹计算系数。系数分为两类：一种是工业各行业的原料、辅料在工业生产阶段的水足迹系数，另一种是企业所使用的各种常规能源如煤炭、燃油、天然气等能源在开采、炼制、运输、发电等过程所隐含的工业水足迹，为了保证计算结果的一致性与可比性，电力系数可根据我国电力结构及比重综合确定。基础数据水足迹计算需要两种类型的基础数据，一种是全国各大流域环境承载力的系统数据，另一种是行业投入产出数据。目前，不仅是我国在世界范围内水足迹评价基础数据库、核算系数都是制约水足迹应用的瓶颈，建立水足迹核算系数需要基于我国国情与产业现状，并根据国家及相关行业已发表的统计数据、年鉴、报告、科研文献等数据，而对于行业投入产出数据，企业对生产性直接数据大多保密，获取和测量一手数据存在一定难度。水足迹的量化和评价是个庞大的系统工程，既要围绕国家发展大局和需求去定位，又需要建立符合中国国情的基础数据库，要求高、难度大。

（1）以工业水足迹为焦点。我国目前并不具备全生命周期评价的条件，建议现阶段先完成对工业链生产过程的评估，可重点关注我国传统优势产业的水足迹，开发相应的核算应用工具和评价手段，建立评价模式，后期可根据最新研究成果逐步完善至生命周期其他阶段。（2）以循序渐进为原则。水足迹评价目前还处于研究深入与应用发展阶段，国外在推行的初期先选择水资源耗用量较大的行业进行示范，如印染、造纸、化工、电子、建材等行业，在产品选择上，一般选择具有较大改进和提高潜力及在市场中占有较大比例的产品，根据示范情况和实际需求逐步扩展。（3）完善评价关键技术。国际上由于采用的方法与系数不具有透明性，结果的差异性很大，国内研究在此问题上比较通用的方法是采用WFN数据，由于其影响因子多是别国尺度上的缺省值,不能代表我国的真实情况，建议首先搭建基本数据库模型，随着参与行业及企业的增多，逐步滚动完善。