同一個產品可以同時有兩個都正確的碳足跡總值,而供應鏈要的不是一個數字

【Digest 摘要】一個生物基產品,可以合理地同時申報 1.25 kg CO₂e 與 −0.30 kg CO₂e 兩個碳足跡。兩者都是完整的產品碳足跡(PCF)總值,差別只在於是否計入產品本身的生物源 CO₂ 吸收,而 PACT Methodology 3.0 要求兩個都要算、都要交換。對供應商而言,真正的教訓是:客戶要的已經不是一個數字。PCF 模板動輒十幾個欄位,每個 LCA 軟體結果都得對應到正確的欄位。差異從三個位置產生——清單層方法層彙報層;而含吸收口徑下的負值,絕不能單獨解讀為「負碳產品」。

整理自夥伴 CPCD/SSBTi 專業文章。撰稿:周泉|文字編輯:鍾荷|點評:老C

一、為什麼 PCF 交換不再只是一個數字

過去兩三年,供應鏈 PCF 交換的頻率明顯加快。由 WBCSD 主導的碳透明度夥伴關係(PACT)在全球推廣;Together for Sustainability(TfS)在化工供應鏈落地;歐盟新電池法與碳邊境調整機制(CBAM)則把產品碳足跡從加分項變成市場准入條件。品牌方與鏈主企業開始例行性地向供應商發放 PCF 資料採集模板。

拿到模板的供應商很快會發現,對方要的不是一個總數。同一份模板可能同時要求兩個 PCF 總值、化石排放、生物源排放、土地利用變化、產品碳含量等欄位,每個都有自己的定義、正負號規則與申報義務。對含生物基成分或涉及土地利用的產品,這些欄位尤其複雜。

軟體端也沒有讓事情變簡單。ecoinvent 的 IPCC 方法光是 GWP100 底下,就有 total、fossil、biogenic、land use change 等子類別,還有含不含生物源 CO₂、含不含長期排放的各種組合。哪個結果該填進哪個欄位?負值代表什麼?分項加總是否等於總值?這些問題沒釐清,交出去的資料不是對不上,就是下游無法使用。

二、案例:1.25 還是 −0.30

PACT 3.0 要求企業計算並交換兩個從搖籃到大門的結果:不含生物源 CO₂ 吸收的 PCF,以及包含吸收的 PCF。名稱只差一個字,數值卻可能差很多。

假設 1 kg 生物基材料,不含吸收的 PCF 為 1.25 kg CO₂e。產品中含約 0.423 kg 生物源碳,依碳與 CO₂ 的分子量換算(× 44/12),對應約 1.55 kg CO₂ 的吸收。計入這部分吸收後,PCF 變成 −0.30 kg CO₂e。

方法產品吸收的貢獻PCF 總值
0/0,不含吸收01.25 kg CO₂e
−1/+1,包含吸收−1.55−0.30 kg CO₂e

這裡其實有三個不同的數字,而現行標準與指南幾乎都要求三者都要申報:−0.30(含吸收口徑下的完整 PCF)、1.55(單獨列出的產品生物源 CO₂ 吸收量)、0.423 kg C(產品生物碳含量)。

−0.30 不代表產品已實現永久碳清除。若系統邊界延伸到產品廢棄,而這 1.55 kg CO₂ 最終全部以生物源 CO₂ 釋放,−1 與 +1 會互相抵消。若有部分碳轉化為甲烷,就要依甲烷因子計算,結果不能只做一次正負抵消。

三、PCF 在 LCA 軟體中是怎麼算出來的

生命週期衝擊評估(LCIA)可以濃縮成一個關係式:氣候變遷結果=Σ(基礎流數量 × 對應的特徵化因子)。

基礎流(elementary flow)是產品系統與自然環境之間的物質或能量交換——排放到大氣、水體或土壤的物質,或從自然取得的資源,例如向空氣排放 1 kg 化石 CO₂,或生物質生長從空氣吸收 1 kg CO₂。特徵化因子(CF)再把各種溫室氣體換算到同一把尺上,常用單位為 kg CO₂e/kg 氣體。

建模時輸入的電力、材料與運輸服務屬於技術流(產品流),不是基礎流。要算出它們背後的上游排放,模型必須從功能單位的最終需求出發,解出整條供應鏈每個過程所需的活動量,再折算成基礎流總量。以矩陣表示:

h = C × g = C × B × A⁻¹ × f

  • A 為技術矩陣,記錄各過程間的產品投入產出關係;f 為最終需求(例如 1 kg 產品)。解 A × s = fs = A⁻¹ × f,即各上游過程所需的活動水準。A⁻¹ 的作用與投入產出模型中的列昂提夫逆矩陣相似。
  • B 為基礎流矩陣。g = B × s 即生命週期盤查(LCI)結果:化石 CO₂、化石 CH₄、吸收的生物源 CO₂ 等,此時仍逐種氣體分開記錄。
  • C 為特徵化因子矩陣。h = C × g 即 LCIA 結果;若 C 只取 GWP100,h 就是 PCF。

沿這條計算鏈看,兩個 PCF 會出現差異的位置很清楚:

  1. 清單層——排放、吸收或土地碳庫的變化,有沒有被模型考慮並記錄。
  2. 方法層——每條基礎流被配對到哪一個特徵化因子。
  3. 彙報層——總值包含哪些分項、哪些結果必須單獨申報。

四、清單層:生物碳在模型中如何記錄

清單層的問題很具體:產品裡的生物碳,在模型裡被記成哪一條基礎流。這個選擇之所以關鍵,是因為同一筆碳流選了不同的基礎流,在 LCIA 方法裡就會拿到完全不同的因子。

ecoinvent 3.12 提供兩套互補的 IPCC 2021 方法:

  • IPCC 2021(0/0 法)——生物源 CO₂ 的吸收與釋放因子皆為 0。植物吸收的 CO₂ 遲早回到大氣,兩者互抵,不出現在結果中。歐盟環境足跡(EF)方法也採用這種中性處理。
  • IPCC 2021 incl. biogenic CO₂(−1/+1 法)——吸收取 −1、釋放取 +1,兩邊分開記帳,讓產品當下儲存多少生物碳變得可見。這與 ISO 14067 對生物源排放與清除的處理要求相符。

這兩套方法在邏輯上對應 PACT 的兩個總值:不含吸收的 PCF 對產品吸收採 0/0 中性處理;包含吸收的 PCF 則以 −1/+1 將其計為負值。兩種口徑都仍須計入生物源非 CO₂ 溫室氣體、土地利用變化及其他排放。PACT 要求兩者並陳,是因為單看任何一個都會誤導:只交一個含吸收的負數,容易讓下游誤判產品實現了永久清除,也可能掩蓋邊界內外的碳流不平衡;只用 0/0 法,則可能忽略部分生物基產品真實的減碳潛力。

ecoinvent 3.12 常見基礎流的 GWP100 因子:

ecoinvent 基礎流Compartment0/0 法−1/+1 法
Carbon dioxide, fossilair11
Carbon dioxide, non-fossilair01
Carbon dioxide, in airnatural resource0−1
Carbon dioxide, from soil or biomass stockair11
Carbon dioxide, to soil or biomass stocksoil−1−1
Methane, fossilair29.829.8
Methane, non-fossilair2729.8
Methane, from soil or biomass stockair29.829.8

Carbon dioxide, in air 代表生物質生長從大氣吸收 CO₂;Carbon dioxide, non-fossil 代表生物源 CO₂ 回到大氣。

土壤與生物質碳庫另有一套處理方式。ecoinvent 認為這些碳庫通常在 LCA 考察期之前就已形成,人為造成的碳庫損失會增加大氣中的碳:from soil or biomass stock 採用與對應化石流相同的因子,碳庫淨增加則透過 to soil or biomass stock 記錄,因子為 −1。這類流常見於土地利用與土地管理過程,與短週期的非化石 CO₂ 分開處理;土地利用變化建模時,CH₄、N₂O 等也可能使用這類 compartment。

本文以 ecoinvent 為例。EF、ILCD 等資料格式對基礎流的名稱、識別碼與 compartment 另有設計,更換資料庫時必須重新核對。基礎流記得完整、配對得準確,PCF 才算得清楚,也才解釋得清楚。

五、方法層:特徵化因子從哪裡來

IPCC 定義氣候指標與其數值,各 LCIA 方法再把這些指標對應到自己的基礎流體系。GWP 比較一次脈衝排放在選定期間內造成的累積輻射強迫;GTP 比較未來某個時點的溫度反應,兩者回答的問題不同。ISO 14067:2018、PACT 3.0 與 GHG Protocol 都以 GWP100 作為 PCF 的主要指標。

版本方面:ISO 14067 規定 IPCC 更新後原則上採用最新數值,除非另有規定並說明理由。PACT 允許在新評估報告發布當年及隔年新舊版本並行;過渡期後,新建或更新的 PCF 應使用最新版本。

甲烷最能說明方法層的影響。ecoinvent 3.12 對 IPCC 2021 甲烷 GWP100 的對應如下:

基礎流GWP100常見來源
Methane, fossil29.8天然氣洩漏、煤礦逸散等化石甲烷
Methane, non-fossil27(0/0)反芻動物、稻田、生物質分解等生物源甲烷
Methane, unspecific27.9來源無法區分,僅在缺少來源資訊時使用

常見錯誤:化石燃料燃燒產生的甲烷

化石甲烷因子較高,是因為它氧化後會為大氣額外增加化石碳。但化石燃料燃燒是例外。排放清單已經按燃料總碳 100% 氧化成 CO₂ 計算過 CO₂ 排放;若再以 29.8 為燃燒產生的 CH₄ 賦值,等於把甲烷氧化後的 CO₂ 效應又算一次。因此化石燃料燃燒產生的 CH₄ 應使用 GWP100=27,而非 29.8。這裡的 27 是不含氧化貢獻的口徑,與甲烷是否為生物源無關。

生物源甲烷則跟著方法走:採 0/0 法時,Methane, non-fossil 取 27;採 −1/+1 法、明確記錄生物源 CO₂ 吸收與釋放時,同一條流的因子變成 29.8。

原文也提到,中國大陸三大證券交易所發布的永續報告編製指南,將 AR6 甲烷 GWP100 寫為 28——據評論為將來源不明口徑 27.9 四捨五入,以簡化計算並與 AR5 保持一致。作者認為,若採用這樣的設定,應在指南中明確說明,以減少資料處理上的歧義;我們認同這個看法。

SLCF、長期排放、fossil、direct land use change、incl. biogenic CO₂ 等類別並非 IPCC 直接規定的成套方法,其分類、基礎流配對與命名由 ecoinvent 等 LCIA 方法設計者決定。IPCC 提供的是氣候科學指標,它不定義軟體中顯示的結果,也不決定供應鏈交換的欄位。

六、彙報層:軟體中的碳足跡結果如何分類

ecoinvent 的 LCI 資料庫回答「排了多少、吸收了多少」;隨附的 IPCC 2021 LCIA 方法回答「這些排放與吸收合計造成多少氣候影響」。即使背景資料庫版本相同,軟體仍會產出眾多結果。若供應鏈揭露規則指定了 LCIA 方法、版本、指標、時間尺度或生物碳口徑——包括 EPD 計畫、PCR 或客戶規則要求使用 IPCC 2013(AR5)等舊版方法——就應依該規則使用,並在交付時註明版本。

拆分依據主要類別或指標用途
影響來源total、fossil、direct land use change、biogenic總結果及來源分項
排放與清除dLUC emissions、dLUC removals;含生物碳方法中的 biogenic emissions、removals保留正負碳流方向
時間與氣候指標GWP20、GWP100、GWP500、GTP50、GTP100回答不同時間範圍或溫度反應問題
方法邊界excl. biogenic CO₂、incl. biogenic CO₂、incl. SLCFs、no LT說明生物源 CO₂、SLCF 與長期排放是否納入
  • GWP100 的子類別最完整。ecoinvent 3.12 中 GWP20、GWP500、GTP50、GTP100 只提供 total,較適合做補充分析。
  • 短壽命氣候強迫因子(SLCF)指大氣壽命約短於 20 年、會直接或間接影響氣候的物質。ecoinvent 將這些類別定位為敏感度分析工具。ISO 14067 的產品碳足跡(CFP)聚焦溫室氣體,不將黑碳與氣膠計入。
  • 長期排放(LT)依 ecoinvent 定義,是過程開始使用 100 年後才釋放的排放。含 LT 可能高估、不含可能低估,學界尚無定論。目前多數標準與指南建議採用 no LT,但仍應依適用標準、PCR 與研究邊界說明理由,並在解釋階段比較兩種結果。

七、ISO 14067 與 PACT 3.0 各自要求什麼

ISO 14067:2018 規定產品碳足跡的量化原則與 CFP 研究報告內容;PACT 3.0 規範從搖籃到大門的 PCF 交換,指定必須傳遞的欄位。兩者都用 GWP100,也都關注生物碳與土地影響,但交付物不同。以下 ecoinvent 對應僅用於說明實務落地,ISO 與 PACT 都未官方指定任何軟體結果名稱。

ISO 14067:2018 研究報告要求

核心原則:CFP 總值以 −1/+1 法計算;化石排放、生物源排放與清除、土地利用變化分別記錄;產品生物碳含量單獨提供,但不計入 CFP。

項目LCIA 參考(以 ecoinvent 為例)處理方式
CFP 或部分 CFP每功能單位或宣告單位 kg CO₂e從搖籃到大門或從搖籃到墳墓的結果
衝擊評估指標由 IPCC 2021 incl. biogenic CO₂ 的 GWP100 total 入手;生物源 CO₂ 採 −1/+1檢查吸收、釋放、分配與碳含量是否完整;選用 no LT 須說明理由
化石 GHGIPCC 2021,climate change: fossil,GWP100計入 CFP,以淨值單獨記錄;已含航空運輸 GHG
生物源 GHG 排放incl. biogenic CO₂ no LT,biogenic emissions計入 CFP,單獨記錄
生物源 GHG 清除incl. biogenic CO₂ no LT,biogenic removals以負值計入 CFP,單獨記錄
直接土地利用變化dLUC 排放、淨 dLUC 與 dLUC 清除,no LT計入 CFP,淨排放與清除分別記錄;常用 20 年分攤期
間接土地利用變化國際一致程序尚未形成;若有計算應單獨記錄
航空運輸 GHGclimate change: aircraft emissions,no LT計入 CFP 並單獨記錄;僅燃料燃燒 GHG,不含高空輻射強迫
產品生物碳含量從搖籃到大門研究應提供;單獨記錄,不計入 CFP

PACT 3.0 資料交換欄位

PACT 的邊界是從搖籃到大門。兩個 PCF 總值都要計算並交換,差別只在產品生物源 CO₂ 吸收是否進入總值。下表多數分項已包含在 PCF 之中,只用於拆分與勾稽,不能再加回總值。

依原文對 PACT Methodology 3.0 與 Technical Specifications 3.0.3 的解讀:產品生物碳含量低於產品總質量 5%,或被排除的影響低於從搖籃到大門 PCF 的 3% 時,可豁免生物碳與土地相關計算。產品生物源 CO₂ 吸收=生物碳 kg × 44/12;缺乏其他資料時,PACT 允許以每 kg 生物質含 0.475 kg 生物碳作為預設值——此預設值不可直接套用於產品的濕基質量。

欄位PACT 3.0 要求LCIA 參考(以 ecoinvent 為例)
pcfExcludingBiogenicUptake/pcfIncludingBiogenicUptake皆為 SHALL;成對交換;兩者差額應等於 biogenicCO2UptakeIPCC 2021 total(excl. biogenic CO₂)與 IPCC 2021 incl. biogenic CO₂ total,GWP100——兩套方法也會調整生物源 CH₄ 因子,須核對差額
ipccCharacterizationFactorsSHALL;採最新 AR,目前為 AR6IPCC 2021 GWP100
fossilGHGEmissionsSHALL;含土地管理化石排放與航空排放climate change: fossil——土地管理與航空分項不可重複相加
biogenicNonCO2EmissionsBIO;PACT 3.0 僅核算生物源 CH₄biogenic(excl. CO₂)——Methane, non-fossil,因子 27
landUseChangeGhgEmissionsBIO;取代 dLucGhgEmissions;直接或統計 LUC以 dLUC emissions 入手——不能取代統計 LUC 的計算
landManagementFossilGhgEmissionsBIO-2027;為化石排放中的拆分項ecoinvent 無同名類別;以貢獻分析提取,不可加回
landManagementBiogenicCO2EmissionsBIO-2027;同一土地用途內持續管理造成的碳庫淨損失在 LCI 中識別 from soil or biomass stock 等流;與 LUC 分開
landManagementBiogenicCO2RemovalsMAY;負值;須符合可追溯、初級資料、防重複計算與持續監測dLUC removals 或 to soil or biomass stock 僅作核對線索,不能單憑 LCIA 負值填報
biogenicCO2UptakeBIO;負值;只進入含吸收的 PCF以 incl. biogenic CO₂ 的 biogenic removals 勾稽;正式填報以出廠產品生物碳為準
aircraftGHGEmissionsMAY;僅發動機 GHG;已含於化石排放climate change: aircraft emissions——僅供拆分核對
fossilCarbonContentTech Specs 3.0.3 為 SHALL;kg C,在 PCF 之外交換依產品組成、實測或物料平衡
biogenicCarbonContentBIO;kg C,在 PCF 之外交換;用於核對吸收量實測、產品組成或符合條件的預設值
recycledCarbonContentSHOULD;kg C,在 PCF 之外交換依回收材料用量、碳含量與供應鏈證明
landAreaOccupation不進入 PCF;Methodology 3.0 為 Should,Tech Specs 3.0.3 為 MAY非 IPCC 氣候變遷結果;由土地佔用清單流計算

欄位名稱與義務,應以最新版 PACT 規範與實際客戶模板為準,後者可能調整名稱或提高要求。

八、如何驗證兩個總值

ecoinvent 本身也提醒:含生物碳的結果涉及多產出分配,incl. 口徑很可能放大或扭曲生物碳吸收。負值尤其要謹慎,不宜單獨引用,應與 excl. 口徑的結果並看。ecoinvent 為此設置了 Carbon dioxide, non-fossil, resource correction 這條基礎流,用以修正分配造成的物理碳量失真。

實務檢核方式:用產品所含非化石碳換算出的 CO₂ 吸收量,比對兩個總值的差額,大致能勾稽即可。

九、實戰清單

企業 PCF 負責人

  • 在詢價單與委託書中寫明標準、版本、宣告單位、GWP 時間尺度與生物碳口徑。
  • 要求核算方同時交付兩類 PCF、適用分項、產品碳含量、方法元資料與勾稽表。
  • 保存客戶欄位定義及其版本,不要只留下一個數字。

LCA 核算人員

  • 核算前確認資料庫版本、系統模型與 LCIA 方法包的配對關係。
  • 分開保留化石流、生物源 CO₂ 吸收與釋放、生物源 CH₄、LUC、土地管理與航空排放。
  • 以產品生物碳含量檢查含生物碳結果;出現負值時復核背景資料的分配。

審查與查證人員

  • 抽查基礎流名稱、UUID、compartment、方向與特徵化因子是否相符。
  • 對照 ISO 條款區分「計入 CFP」「單獨記錄」與「作為補充資訊」的要求。
  • 對土地管理清除,檢查物理追溯、初級資料、防重複計算與永久性證據。

供應鏈鏈主

  • 比較供應商 PCF 前,先統一邊界、宣告單位、IPCC 版本、時間尺度與生物碳口徑。
  • 要求供應商說明兩個總值的差異來源,並與產品生物碳含量勾稽。
  • 區分 PCF 總值、產品生物源 CO₂ 吸收、產品生物碳含量與土地碳清除。

十、結論:每次交付都留一張映射底稿

全文討論的是一條由下而上的鏈:基礎流進入清單,LCIA 方法為它們配置因子,標準與交換框架再決定哪些結果要拆分與交換。每一層都可能引入差異,而這些差異在建模介面上看不出來,只有打開方法實施文件與欄位定義才會發現。

建議每次 PCF 交付都保留一張映射底稿,把交換欄位、LCIA 類別、貢獻基礎流、特徵化因子與方法版本記在同一筆紀錄中。正式填報前,核對資料庫與方法版本、基礎流 UUID、compartment、流向及特徵化因子。OpenLCA、SimaPro、GaBi 等軟體是方法學的執行載體,匯入的方法包與軟體設定決定了碳足跡結果如何產生。

下次看到負的含吸收 PCF,先別急著寫「負碳產品」。先查清楚產品裡實際有多少生物碳、吸收有沒有被分配放大、未來何時釋放,以及土地清除是否符合 PACT 與 ISO 的條件,再決定如何理解與使用這個結果。

點評

老C 在原文點評中指出,供應鏈碳足跡早已不只是核算問題。核算是把物理世界還原成清單語言的過程;清單語言逐漸變成氣候評價的語言,如今又走向商業交換與資料互通的語言。他的擔心是:碳足跡若這樣無限複雜化下去,可能丟失它本來的意義——它應該留在氣候評價上,而不是捲入無窮無盡的資料格式、方法與標準之爭。

我們有同感。盤查是還原物理世界的過程,不該變成填表競賽。

參考資料

本文整理自夥伴 CPCD/SSBTi 專業文章,經改寫並保留署名。撰稿:周泉|文字編輯:鍾荷|點評:老C

  • ISO 14067:2018, Greenhouse gases — Carbon footprint of products — Requirements and guidelines for quantification.
  • WBCSD, PACT Methodology: Methodology for Calculating and Exchanging Cradle-to-Gate Product Carbon Footprints (PCFs), Version 3.0;PACT Technical Specifications 3.0.3。
  • Sonderegger, T., Implementation of Life Cycle Impact Assessment Methods in the ecoinvent Database v3.12, 2025-11-05.
  • openLCA Manual.
  • IPCC, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Working Group I, Chapter 7 & Table 7.SM.7.

本文為方法學解析,不構成對任何標準符合性的認定,也不取代 ISO 14067 所要求的查證程序。欄位名稱與義務請以最新版 PACT 規範及適用的客戶模板為準。


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資訊圖表:一張竹製椅子位於同一產品的兩個碳足跡結果之間。左側面板以工廠、原木與貨車為背景,標示「不含生物源 CO₂ 吸收:1.25 kg CO₂e」;右側面板以竹林為背景,標示「包含生物源 CO₂ 吸收:−0.30 kg CO₂e」。下方為從竹林、工廠、貨車到倉庫與船運的搖籃到大門供應鏈,接著是原料、數據分析與報告三個圖示,底部標語為「供應鏈要的,不只是一個數字」。

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