1 摘要
本項目由三門峽樂人家食品有限公司執行完成。評價的目的是以生命周期評價方法為基礎，采用ISO/TS 14067：2013《溫室氣體產品碳足跡關于量化和通報的要求與指南》、《PAS 2050：2011 商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》的要求中規定的碳足跡核算方法，計算得到三門峽樂人家食品有限公司牡丹藻油核桃乳產品的碳足跡。
為了滿足碳足跡各相關方溝通的需要，本報告的功能單位定義為生產1罐牡丹藻油核桃乳。系統邊界為“從搖籃到大門”類型，現場調研了從原材料開采、原材料生產、原材料運輸、產品生產、產品包裝、產品運輸到客戶端、廢棄回收的生命過程，其中也調查了其他物料、能源獲取的排放因子數據來源于中國生命周期基礎數據庫（CLCD）和瑞士的Ecoinvent數據庫。
報告中對生產的不同單元過程比例碳足跡的差別、各生產過程碳足跡累計比例做了對比分析。從單個過程對碳足跡貢獻來看，發現原材料生產過程對產品碳足跡的貢獻最大。
評價過程中，數據質量被認為是最重要的考慮因素之一。本次數據收集和選擇的指導原則是：數據盡可能具有代表性，主要體現在生產商、技術、地域、時間等方面。生命周期主要活動數據來源于企業現場調研的初級數據，大部分國內生產的原材料的排放因子數據來源于IPCC數據庫，以及中國生命周期基礎數據庫（CLCD）和瑞士的Ecoinvent數據庫，本次評價選用的數據在國內外LCA研究中被高度認可和廣泛應用。此外，通過eFootprint軟件實現了產品的生命周期建模、計算和結果分析，以保證數據和計算結果的可溯性和可再現性。
2 產品碳足跡介紹（PCF）介紹
近年來，溫室效應、氣候變化已成為全球關注的焦點，“碳足跡”這個新的術語越來越廣泛地為全世界所使用。碳足跡通常分為項目層面、組織層面、產品層面這三個層面。產品碳足跡（Product Carbon Footprint，PCF）是指衡量某個產品在其生命周期各階段的溫室氣體排放量總和，即從原材料開采、產品生產（或服務提供）、分銷、使用到最終處置/再生利用等多個階段的各種溫室氣體排放的累加。溫室氣體包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFC）和全氟化碳（PFC）等。碳足跡的計算結果為產品生命周期各種溫室氣體排放量的加權之和，用二氧化碳當量（CO2e）表示，單位為kg CO2e或者gCO2e。全球變暖潛值（Gobal Warming Potential，簡稱GWP），即各種溫室氣體的二氧化碳當量值，通常采用聯合國政府間氣候變化專家委員會（IPCC）提供的值[1]，目前這套因子（特征化因子）在全球范圍廣泛適用。
產品碳足跡計算只包含一個完整生命周期評估（LCA）的溫室氣體的部分[2]?；贚CA的評價方法，國際上已建立起多種碳足跡評估指南和要求，用于產品碳足跡認證，目前廣泛使用的碳足跡評估標準有三種：①《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》，此標準是由英國標準協會（BSI）與碳信托公司（Carbon Trust）、英國食品和鄉村事務部（Defra）聯合發布，是國際上最早的、具有具體計算方法的標準，也是目前使用較多的產品碳足跡評價標準[3]；②《溫室氣體核算體系：產品壽命周期核算與報告標準》，此標準是由世界資源研究所(World Resources Institute，簡稱WRI)和世界可持續發展工商理事會(World Business Council for Sustainable Development，簡稱WBCSD)發布的產品和供應鏈標準；③《ISO/TS 14067：2013溫室氣體——產品碳足跡——量化和信息交流的要求與指南》，此標準以PAS 2050為種子文件，由國際標準化組織（ISO）編制發布[4]。產品碳足跡核算標準的出現目的是建立一個一致的、國際間認可的評估產品碳足跡的方法。
3 目標與范圍定義
3.1企業及產品介紹
三門峽樂人家食品有限公司成立于2014年12月，注冊資本2000萬元。位于河南省三門峽市湖濱工業園交口片區，主營預包裝食品、飲料、固體飲料、代餐食品、方便食品、茶葉及相關產品、面食糕點的研發、生產和銷售。先后開發了12項技術成果，注冊了52款食品批號，廠區占地面積42畝，擁有綜合辦公樓，職工公寓樓，研發試驗中心、標準化車間及配套設施，總建筑面積28.3萬平方米。
3.2 評價目的
本次評價的目的是獲得企業生產1罐牡丹藻油核桃乳產品全生命周期過程的碳足跡。
碳足跡核算是三門峽樂人家食品有限公司（以下簡稱為樂人家）實現低碳、綠色發展的基礎和關鍵，披露產品的碳足跡是樂人家環境保護工作和社會責任的一部分，也是樂人家邁向國際市場的重要一步。本項目的評價結果將為樂人家牡丹藻油核桃乳產品的采購商和第三方的有效溝通提供良好的途徑，對促進產品全供應鏈的溫室氣體減排具有一定積極作用。
本項目評價結果的潛在溝通對象包括兩個群體：一是樂人家內部管理人員及其他相關人員；二是企業外部利益相關方，如上游供應商、下游采購商、地方政府和環境非政府組織等。
3.3 評價邊界
根據本項目評價目的，按照ISO/TS 14067：2013《溫室氣體-產品的碳排放量-量化和通信的要求和指南》、《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》的相關要求，本次碳足跡評價的邊界為三門峽樂人家食品有限公司生產1罐牡丹藻油核桃乳2020年全年生產活動及非生產活動數據。因此，確定本次評價邊界為：產品的碳足跡=原料生產運輸+過程生產+包裝運輸+廢棄回收。
3.4 功能單位
為方便系統中輸入/輸出的量化，功能單位被定義為生產1罐牡丹藻油核桃乳。
3.5生命周期流程圖的繪制
根據《PAS2050：2011商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》繪制1罐牡丹藻油核桃乳產品的生命周期流程圖，其碳足跡評價模式為從企業到企業（B2B）評價：包括從原材料開采運輸、產品制造、包裝、運輸到分銷商。
在本報告中，產品的系統邊界屬于“從搖籃到大門”的類型，為了實現上述功能單位，牡丹藻油核桃乳產品的系統邊界見下表：
表3.1包含和未包含在系統邊界內的生產過程
3.6分配原則
由于在本次評價系統邊界下，生產牡丹藻油核桃乳過程不產生副產品，企業生產此種產品能耗沒有單獨計量，本次碳足跡核算消耗量采用按產品數量平均分攤或成本折算。
3.7取舍準則
此次評價采用的取舍規則以各項原材料投入占產品重量或過程總投入的重量比為依據。具體規則如下：
普通物料重量＜1%產品重量時，以及含稀貴或高純成分的物料重量＜0.1%產品重量時，可忽略該物料的上游生產數據；總共忽略的物料重量不超過5%；
生產設備、廠房、生活設施等可以忽略；
在選定環境影響類型范圍內的已知排放數據不應忽略。
本報告所有原輔料和能源等消耗都關聯了上游數據，部分消耗的上游數據采用近似替代的方式處理。
3.8影響類型和評價方法
基于評價目標的定義，本次評價只選擇了全球變暖這一種影響類型，并對產品生命周期的全球變暖潛值（GWP）進行了分析，因為GWP是用來量化產品碳足跡的環境影響指標。
評價過程中統計了各種溫室氣體，包括二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），氧化亞氮（N2O），四氟化碳（CF4），六氟乙烷（C2F6）,六氟化硫（SF6）和氫氟碳化物（HFC）等。并且采用了IPCC第四次評估報告(2007年)提出的方法來計算產品生產周期的GWP值。該方法基于100年時間范圍內其他溫室氣體與二氧化碳相比得到的相對輻射影響值，即特征化因子，此因子用來將其他溫室氣體的排放量轉化為CO2當量（CO2e）。例如，1kg甲烷在100年內對全球變暖的影響相當于25kg二氧化碳排放對全球變暖的影響，因此以二氧化碳當量（CO2e）為基礎，甲烷的特征化因子就是25kg CO2e[1]。
3.9軟件和數據庫
本評價采用eFootprint軟件系統，建立了牡丹藻油核桃乳生命周期模型，并計算得到LCA結果。eFootprint軟件系統是由成都億科環境科技有限公司研發的在線LCA分析軟件，支持全生命周期過程分析，并內置了中國生命周期基礎數據庫（CLCD）、歐盟ELCD數據庫和瑞士的Ecoinvent數據庫。
評價過程中用到的數據庫，包括CLCD和Ecoinvent數據庫，數據庫中生產和處置過程數據都是“從搖籃到客戶”的匯總數據，分別介紹如下：
中國生命周期基礎數據庫（CLCD）由成都億科環境科技有限公司開發，是一個基于中國基礎工業系統生命周期核心模型的行業平均數據庫。CLCD數據庫包括國內主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數據集，其中電力（包括火力發電和水力發電以及混合電力傳輸）和公路運輸相關基礎數據被本評價所采用。2009年，CLCD數據庫研究被聯合國環境規劃署(UNEP)和聯合環境毒理學與化學協會（SETAC）授予生命周期研究獎。
Ecoinvent數據庫由瑞士生命周期研究中心開發，數據主要來源于瑞士和西歐國家，該數據庫包含約4000條的產品和服務的數據集，涉及能源、運輸、建材、電子、化工、紙漿和紙張、廢物處理和農業活動等。
3.10數據質量要求
為滿足數據質量要求，在本評價中主要考慮了以下幾個方面：
數據準確性：實景數據的可靠程度；
數據代表性：生產商、技術、地域以及時間上的代表性；
模型一致性：采用的方法和系統邊界一致性的程度。
為了滿足上述要求，并確保計算結果的可靠性，在評價過程中優先選擇來自生產商和供應商直接提供的初級數據，其中企業提供的經驗數據取平均值，本評價在企業現場數據的調查、收集和整理工作。當初級數據不可得時，盡量選擇代表區域平均和特定技術條件下的次級數據，次級數據大部分選擇來自IPCC數據庫；當目前數據庫中沒有完全一致的次級數據時，采用近似替代的方式選擇IPCC數據庫中數據。
采用eFootprint軟件的來建立產品生命周期模型，計算碳足跡和分析計算結果，評價過程中的數據庫采用中國生命基礎數據庫（CLCD）和瑞士的Ecoinvent數據庫。
數據庫的數據是經嚴格審查，并廣泛應用于國內國際上的LCA研究。各個數據集和數據質量將在第4章對每個過程介紹時詳細說明。
4 過程描述
4.1牡丹藻油核桃乳生產過程
（1）過程基本信息
過程名稱：牡丹藻油核桃乳生產
過程邊界：從原料開采運輸到牡丹藻油核桃乳生產過程
（2）數據代表性
主要數據來源：企業2020年實際生產數據
企業名稱：三門峽樂人家食品有限公司
產地：中國河南三門峽市
基準年：2020年
主要原料：核桃仁、白糖、黑芝麻醬、食品添加劑
主要能耗：電力、天然氣
生產主要工藝介紹如下：
圖4.1 產品生產流程圖
工藝描述：
（1）原輔料驗收、貯存
1）原輔料驗收、2）原輔料貯存、3）包材驗收、4）包材貯存
（2）水處理
1）原水：原水應符合GB5749《生活飲用水》標準。
2）物理過濾：生活飲用水先經活性炭、石英砂過濾，除去水中的雜質。
3）反滲透過濾：經物理過濾的水經二級反滲透過濾后，作為配料用水。一級反滲透電導率應≤20µs/cm2,二級反滲透電導率應≤10µs/cm2。
（3）原輔料溶解
1）植物提取物溶解：按照配方要求準確稱量植物提取物的用量，用80-85℃左右的反滲透水溶解，經5µm濾網過濾，打入調配缸。
2）白砂糖、輔料：用反滲透水溶解后，經5µm目濾網過濾，打入調配缸，按要求定容。
（4）調配、定容：定容后的料液，直接打入高位罐。
（5）過濾：高位罐物料經100目濾網過濾后，打入灌裝機進行灌裝。
（6）熱灌裝、封蓋：濾網過濾后的物料，進行灌裝、封蓋。灌裝溫度不低于90度。
（7）殺菌：殺菌溫度：105-110℃，30分鐘。
（8）冷卻：純化水循環冷卻降溫，冷卻至25-30℃。
（9）自動打檢：自動打檢將變形罐、脹罐等不符合規定的產品挑出。
（10）噴碼；在罐底噴上生產日期、批次號。要求噴碼字跡清晰，完整。
（11）裝箱
根據箱體大小，將產品按規定數量整齊地碼放在箱內，箱口封口嚴實，封口膠帶應超過箱體正面，在箱體側面處留5cm為宜，不得過長或過短。裝箱后要確保箱體干凈、整潔、完好無損，無箱體變形、損壞現象。灌裝封口的產品按規格、數量放入配套的紙箱
（12）外箱噴碼：噴碼按照**年**月**日格式，噴碼清晰。
（13）入庫貯存
成品入倉庫，需做好標識。倉庫應保持清潔、干燥、通風、防火、防鼠、防污染，離墻離地放置，遵循先進先入的原則。
（14）出廠檢驗：化驗員按照產品標準進行出廠檢驗，檢驗合格后，出具該批次的出廠檢驗報告，方可出廠銷售。
（15）出廠銷售：
運輸車輛須干凈，清潔，無污染，加蓋篷布。不得與有毒有害物質混運。成品檢驗合格后方可出廠銷售。產品銷售時應填寫銷售記錄。
5 數據的收集和主要排放因子說明
為了計算產品的碳足跡，必須考慮活動水平數據、排放因子數據和全球增溫潛勢（GWP）?；顒铀綌祿侵府a品在生命周期中的所有的量化數據（包括物質的輸入、輸出；能量使用；交通等方面）。排放因子數據是指單位活動水平數據排放的溫室氣體數量。利用排放因子數據，可以將活動水平數據轉化為溫室氣體排放量。如：電力的排放因子可表示為：CO2e /kWh，全球增溫潛勢是將單位質量的某種溫室效應氣體（GHG）在給定時間段內輻射強度的影響與等量二氧化碳輻射強度影響相關聯的系數，如CH4（甲烷）的GWP值是25?；顒铀綌祿碜袁F場實測；排放因子采用IPCC規定的缺失值?；顒铀綌祿饕ǎ和赓忞娏?、天然氣、核桃仁、白糖、黑芝麻醬消耗量等。排放因子數據主要包括外購電力、天然氣、核桃仁、白糖、黑芝麻醬生產排放因子等。
6 碳足跡計算
6.1碳足跡識別
表6.1 碳足跡過程識別表
6.2計算表格
6.2.1 牡丹藻油核桃乳(1罐)生產過程數據清單
表6.2 牡丹藻油核桃乳(1罐)生產數據清單
[ 由于產品生產過程中少量原材料存在損耗，為保證數據完整性，本報告計算原材料消耗量時采用原材料實際重量]
|
類型 |
清單 |
用途 |
生產/消耗 |
單位 |
上游排放因子來源 |
|
產品 |
牡丹藻油核桃乳 |
產品 |
1 |
t |
— |
|
消耗 |
核桃仁 |
原料 |
0.03540 |
t |
CLCD |
|
黑芝麻 |
原料 |
0.00303 |
kg |
CLCD |
|
|
白砂糖 |
原料 |
0.06574 |
kg |
CLCD |
|
|
蜂蜜 |
原料 |
0.00101 |
kg |
CLCD |
|
|
丹鳳牡丹華提取物 |
原料 |
0.00005 |
kg |
消耗量未超過產品總質量0.1% |
|
|
牡丹籽油 |
原料 |
0.00003 |
kg |
||
|
花生四烯酸油脂ARA |
|
0.00003 |
kg |
||
|
DHA藻油S35-0300 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
y-氨基丁酸 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
磷脂洗絲氨酸 |
|
0.00002 |
kg |
||
|
胡蘿卜汁 |
|
0.00000 |
kg |
||
|
JYT-001穩定劑 |
|
0.00364 |
kg |
CLCD |
|
|
碳酸氫鈉 |
|
0.00061 |
kg |
CLCD |
|
|
24056芝麻香精 |
|
0.00005 |
kg |
消耗量未超過產品總質量0.1% |
|
|
FLD-010核桃香精 |
|
0.00015 |
kg |
CLCD |
|
|
21515核桃香精 |
|
0.00071 |
kg |
CLCD |
|
|
KH-2148琥珀核桃香精 |
原料 |
0.00020 |
kg |
CLCD |
|
|
電力 |
能源 |
0.0449 |
kWh |
CLCD |
|
|
天然氣 |
能源 |
0.0013 |
m3 |
CLCD |
|
|
排放 |
CO2 |
排放 |
610.45 |
kg |
IPCC 碳核查數據 |
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類型 |
清單 |
用途 |
生產/消耗 |
單位 |
上游排放因子來源 |
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產品 |
牡丹藻油核桃乳 |
產品 |
1 |
t |
— |
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消耗 |
核桃仁 |
原料 |
0.03540 |
t |
CLCD |
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黑芝麻 |
原料 |
0.00303 |
kg |
CLCD |
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白砂糖 |
原料 |
0.06574 |
kg |
CLCD |
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蜂蜜 |
原料 |
0.00101 |
kg |
CLCD |
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丹鳳牡丹華提取物 |
原料 |
0.00005 |
kg |
消耗量未超過產品總質量0.1% |
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牡丹籽油 |
原料 |
0.00003 |
kg |
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花生四烯酸油脂ARA |
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0.00003 |
kg |
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DHA藻油S35-0300 |
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0.00002 |
kg |
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y-氨基丁酸 |
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0.00002 |
kg |
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磷脂洗絲氨酸 |
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0.00002 |
kg |
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胡蘿卜汁 |
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0.00000 |
kg |
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JYT-001穩定劑 |
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0.00364 |
kg |
CLCD |
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碳酸氫鈉 |
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0.00061 |
kg |
CLCD |
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24056芝麻香精 |
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0.00005 |
kg |
消耗量未超過產品總質量0.1% |
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FLD-010核桃香精 |
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0.00015 |
kg |
CLCD |
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21515核桃香精 |
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0.00071 |
kg |
CLCD |
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KH-2148琥珀核桃香精 |
原料 |
0.00020 |
kg |
CLCD |
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電力 |
能源 |
0.0449 |
kWh |
CLCD |
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天然氣 |
能源 |
0.0013 |
m3 |
CLCD |
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排放 |
CO2 |
排放 |
610.45 |
kg |
IPCC 碳核查數據 |
6.2.2主要原材料產地
表6.3主要原材料產地
6.2.2主要原材料產地
6.3包裝及運輸
6.4廢棄及回收
7 數據計算
7.1計算公式
1. 二氧化碳排放當量是排放因子和基于該因子下活動水平的乘積：
Ei=Ai×EFi (1)
公式中，
Ei為第i種活動的二氧化碳排放量，t；
Ai為第i種活動的活動水平(如電耗量，kWh)；
Ei為第i種活動的排放因子，即單位電量生產下二氧化碳排放量，不同的活動水平排放因子的單位有所不同。
表7.1 CO2、CH4、N2O 的增溫潛勢
2. 二氧化碳排放總當量計算公式為：E=ΣiAi×EFi (2)
甲烷和氮氧化物排放當量是排放因子、基于該因子下活動水平和增溫潛勢的乘積：Eij=Aij×EFij×GWPj (3)
公式中，
Eij為第i種活動的j種溫室氣體的排放量(t)；
Aij為第i種活動第j種溫室氣體的活動水平(如耗電量，kWh)；
Eij為第i種活動的第j種溫室氣體的排放因子，即單位活動下二氧化碳排放量，不同的單位活動排放因子的單位有所不同；
GWPj為第j種溫室氣體的增溫潛勢。
二氧化碳排放總當量E=ΣiΣjAij×EFij×GWPj (4)
7.2計算結果
表7.2 生產1罐牡丹藻油核桃乳排放量表
表7.3 生產1罐牡丹藻油核桃乳包裝運輸排放量表
表7.4 生產1罐牡丹藻油核桃乳廢棄回收排放量表
表7.5 生產1罐牡丹藻油核桃乳排放量表
根據公式（4）可以計算出1罐牡丹藻油核桃乳的碳足跡e=115.90gCO2e，從牡丹藻油核桃乳生命周期累計碳足跡貢獻比例的情況，可以看出牡丹藻油核桃乳的碳排放環節主要集中在原材料生產上，生產過程排放過程。
所以為了減小牡丹藻油核桃乳的碳足跡，應重點考慮減少牡丹藻油核桃乳原材料的碳足跡，可采用運輸距離較近的原材料，在企業可行的條件下，降低物料消耗，也是一個重要途徑，同時能源消耗中電力排放占到54%以上，建議采用新能源如（光伏發電項目等清潔能源）減少二氧化碳排放。
為減小產品碳足跡，建議如下：
1）通過改變產品運輸方式、提高單次運輸效率，有效減少運輸過程中燃料的消耗。
2）降低原料消耗，提高物料利用率，同時，在工藝允許的情況下，采用溫室氣體影響較小的原料代替；
3）加強節能工作，從技術及管理層面提升能源效率，減少能源投入，廠內可考慮實施節能改造，重點提高能源的利用率，從而減少能源的使用量；
4）在分析指標的符合性評價結果以及碳足跡分析、計算結果的基礎上，結合環境友好的設計方案采用落實生產者責任延伸制度、綠色供應鏈管理等工作，提出產品生態設計改進的具體方案；
5）繼續推進綠色低碳發展意識，堅定樹立企業可持續發展原則，加強生命周期理念的宣傳和實踐。運用科學方法，加強產品碳足跡全過程中數據的積累和記錄，定期對產品全生命周期的環境影響進行自查，以便企業內部開展相關對比分析，發現問題。在生態設計管理、組織、人員等方面進一步完善；
6）推進產業鏈的綠色設計發展，制定生態設計管理體制和生態設計管理制度，明確任務分工；構建支撐企業生態設計的評價體系；建立打造綠色供應鏈的相關制度，推動供應鏈協同改進。
8 不確定分析
不確定性的主要來源為初級數據存在測量誤差和計算誤差。減少不確定性的方法主要有：
使用準確率較高的初級數據；
對每一道工序都進行能源消耗的跟蹤監測，提高初級數據的準確性。
9 結語
三門峽樂人家食品有限公司每生產1罐牡丹藻油核桃乳產品產生115.90gCO2e，其中電力生產在原材料消耗中占比最大，達到54%；原材料生產排放占比為87.5%；其中生產過程占比為2.5%；原料運輸占總排放量的4.66%。企業可以通過工藝技術改造，減少能源，原材料的消耗，以達到產品的碳減排。
化工企業產品碳足跡報告是企業未來生存和發展的必然選擇，企業進行產品碳足跡的核算從而實現溫室氣體管理，制定低碳發展戰略。通過產品生命周期的碳足跡核算，企業可以了解排放源，明確各生產環節的排放量，為制定合理的減排目標和發展戰略打下基礎。
參考文獻:
[1].IPCC 2007: the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
[2].Product Carbon Footprint Memorandum, Position statement on measurement and communication of the product carbon footprint for international standardization and harmonization purposes, Berlin, December 2009.
[3].ISO/TS 14067: 2013, Greenhouse Gases—Carbon Footprint of Products—Requirements and Guidelines for Quantification and Communication[J]. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2013.
[4].BSI, The Guide to PAS 2050: 2011, How to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.