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卓誼生物產品碳足跡報告

發布日期:2021-11-16 點擊次數:188

 

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品碳足跡報告

 

 

委托方:長春卓誼生物股份有限公司

 

受托方:北京耀陽高技術服務有限公司

202111



執行摘要

本項目受長春卓誼生物股份有限公司(以下簡稱“卓誼生物”)委托,由北京耀陽高技術服務有限公司執行完成。研究的目的是以生命周期評價方法為基礎,采用國際標準化組織(International Organization for Standardization,簡稱ISO)編制的ISO 14067標準和英國標準協會(British Standards Institution,簡稱BSI)編制的PAS 2050標準中規定的碳足跡核算方法,計算得到長春卓誼生物股份有限公司生產的凍干人用狂犬病疫苗產品的碳足跡。

為了滿足碳足跡第三方認證以及與各相關方溝通的需要,本報告的功能單位

定義為生產1人份凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)。系統邊界為“從搖籃到大門”類型,現場調查了卓誼生物原材料進廠到卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品出廠的過程,電力、天然氣、西林瓶、紙箱、胎牛血清、人血白蛋白數據來源于數據庫。

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品的碳足跡分析見第四章。報告中對生產卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品消耗的原輔料進行了分析、各生產工序對碳足跡貢獻比例做了分析、對其生產的靈敏度進行了分析。從分析結果來看,包裝材料的獲取過程對碳足跡貢獻較大,占卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗碳足跡的52.72%;原材料獲取過程次之,占23.96%;能源獲取過程占其碳足跡23.96%;生產過程最小10.05%。

研究過程中,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?,F場調查了卓誼生物原材料進廠到卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗出廠的過程。大部分國內生產的大宗原材料的數據來源于CLCD數據庫,此數據庫由成都億科環境科技有限公司自主開發,代表了中國基礎工業平均水平,CLCD數據庫缺乏的原材料數據由Ecoinvent提供,中國的混合電力生產的數據來源于CLCD數據庫。本研究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。


1. 產品碳足跡介紹(CFP)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(Carbon Footprint of Products,CFP)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[1]。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g CO2e。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,目前這套因子被全球范圍廣泛適用。

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: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;《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;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。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。


2. 目標與范圍定義

2.1 卓誼生物及其產品介紹

長春卓誼生物股份有限公司(簡稱“公司”、“長春卓誼”)位于吉林省長春市雙陽經濟開發區,是一家集生物疫苗研發、生產、銷售為一體的國家級高新技術企業。公司成立于2005年,占地4.16萬平米,截止目前凈資產5.8億元。公司自成立以來,一直致力于推動我國疾病預防事業的發展,以人用預防用疫苗產品的研發、生產為經營方向,采用先進的生物技術進行工藝技術改進,確保生產的疫苗質量穩定。

2016年12月28日公司的凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)在省內首家通過二合一檢查獲得注冊批件和GMP證書的企業。2017年實現了上市銷售。凍干人用狂犬病疫苗(Vero細胞),年產量100萬人份,新建制劑車間在2020年投入使用,年產量可達300萬人份。

公司擁有5000平米的疫苗研發中心,研發中心內有重組蛋白疫苗中試車間、病毒類疫苗中試車間和研發綜合實驗室,可進行分子、細胞、組織、個體水平的疫苗基礎及應用研究。

公司與國內外多家科研機構保持緊密的科研協作關系。與中國醫學科學院基礎醫學研究所合作開發的廣譜人乳頭瘤病毒疫苗,與澳大利亞默多克兒童研究所合作開發的口服輪狀病毒疫苗,與中國科學技中心內術大學合作開展的AAV載體新冠疫苗項目和與軍事醫學科學院合作研發的重組新冠疫苗等。自主研發的項目有無血清狂犬病疫苗、凍干人用CpG佐劑狂犬病疫苗和四價流感疫苗。疫苗研究中心能夠承擔疫苗的研究開發、中試生產、質量標準建立等一系列的科研工作。

為保障產品質量,公司嚴格執行國家SOP管理體系認證標準,有效保障了生產操作的透明化、可控化及規范化。2020年,為全面提升質量管理體系,公司引進國際ISO9001質量管理體系、ISO14001環境管理體系認證,全面升級公司管理體系,建立全方位、立體化國際標準質量體系,完成公司與國際的接軌。

經過十余年的發展,公司現有自主研發創新技術并取得專利授權共9項,已獲得專利受理通知書項目共5項;引進發明專利及實用新型技術共15項。2018年以來,長春卓誼先后獲得了“吉林省科技小巨人企業”、“長春市專精特新中小企業”、“國家級高新技術企業”等多項科技創新榮譽。

為建立規范有序的知識產權管理體系,降低研發風險,實現創新的有效轉換,2020年卓誼生物正式啟動了知識產權貫標申請流程,通過構建知識產權防御和保護機制,有效的提升企業知識產權影響力,并強化了企業發明創造的整體活力。

作為高新技術企業,公司始終保持對優秀人才的高度關注,形成了“立足本職、敬業愛崗、全心全意”的工作理念,確立了學習型、創新型、服務型的團隊建設思路,打造了一支業務能力穩健、心理素質過硬的高效團隊,為未來的發展打造了堅實的人力資源基礎。

2020年是長春卓誼高速發展的一年,公司根據整體市場和項目開發情況,積極開展與世界衛生組織的研發和生產合作(已經開始前期談判),并通過這種合作,向中國和世界提供更多更好的生物疫苗產品和服務,為世界更廣大區域的衛生、健康事業做出貢獻。

長春卓誼作為國內生物制藥企業的后起之秀,通過率先落實生產和質量的信息化和智能化管理,以及建立法律和審計體系、產品質量追溯體系、全面預算管理體系等多個系統,將公司打造成全國最規范的生物醫藥企業,為未來發展打下堅實基礎。

2.2 研究目的

本研究的目的是核算卓誼生物生產的凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品全生命周期過程的碳足跡,為第三方碳足跡認證提供詳細信息和數據支持。

碳足跡核算是卓誼生物實現低碳、綠色發展的基礎和關鍵,披露產品的碳足跡是卓誼生物環境保護工作和社會責任的一部分,也是卓誼生物邁向國際市場的重要一步。本項目的研究結果將為卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)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積極作用。

本項目研究結果的潛在溝通對象包括兩個群體:一是卓誼生物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。

2.3 研究范圍

根據本項目研究目的,按照PAS 2050[3]ISO 14067[4]標準的要求。確定本研究的研究范圍包括功能單位、系統邊界、分配原則、取舍原則、影響評價方法和數據質量要求等。

2.3.1 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人份凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)。

2.3.2 系統邊界

 

圖1.1  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產系統邊界圖

 

在這項研究中,產品的系統邊界屬“從搖籃到大門”的類型,為了實現上述功能單位,卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)的系統邊界見下表:

表1.2  包含和未包含在系統邊界內的生產過程

包含的過程

未包含的過程

ü卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產的生命周期過程包括:原輔料接受——自動配料——自動包裝——廢水處理

ü中國的電力、天然氣、西林瓶、紙箱、胎牛血清、人血白蛋白的生產

ü資本設備的生產及維修

ü產品的運輸、銷售和使用

ü產品回收、處置和廢棄階段

 

 

2.3.3 取舍準則

本研究采用的取舍準則為:

各生產單元過程物料與產品的重量比小于1%,且上游數據不可得的物料被忽略

各生產單元過程物料與產品的重量比小于1%,且上游數據可得的物料不被忽略

各生產單元過程物料與產品的重量比大于1%,且上游數據不可得的物料采用按化學成分近似替代

來自于上游的低價值物料,如礦渣、爐渣等

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,因此無忽略的物料。

2.3.4 影響類型和評價方法

基于研究目標的定義,本研究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。

研究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),氫氟碳化物(HFC)和哈龍等。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[6]。

 

2.3.5 軟件和數據庫

本研究采用eFootprint軟件系統,建立了卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品生命周期模型,并計算得到LCA結果。eFootprint軟件系統是由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。

研究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“從搖籃到大門”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)和公路運輸被本研究所采用。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。http://www.Ecoinvent.org

2.3.6 數據質量要求

為滿足數據質量要求,在本研究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,代表企業2020年生產水平

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,在研究過程中首選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,本研究在202111月進行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CLCD數據庫和Ecoinvent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CLCD數據庫和Ecoinvent數據庫中數據。數據庫的數據是經嚴格審查,并廣泛應用于國際上的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。

現場過程溫室氣體的直接排放量為次級數據,全由標準或文獻中的公式計算得到。

3. 過程描述

3.1卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品生產工藝流程:將復蘇的VERO 細胞在含有 10%小牛血清、MEM 的生長液的生物反應器中培養至細胞密度為 5×10 5/ml。生物反應器加入細胞生長液,溫度為 37℃,pH7.2,細胞接種密度為 5×10 5/ml,當細胞培養 4-5 天,細胞擴增至高峰時,以 0.1LD50/cell 的感染量接種病毒(病毒毒力為 7.8LogLD50/cell),次日換液,此后每日灌注總體積一半的新鮮細胞維持液,于加毒后第三天開始收獲病毒液,每天收獲一次,共收獲 22 天,取樣測毒力和效價。將收獲病毒培養液超濾濃縮至 96.7 倍,用β-丙內酯滅活,上柱層析,收集第一峰抗原峰,測定效價,總蛋白含量,殘余牛血清含量,殘余 DNA 含量,滅活后進行純化、稀釋形成疫苗原液。具體產品工藝流程見下圖:

 

圖3.1  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產工藝流程圖

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)生產工序數據清單見下表:

3.1  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產數據清單

類型

清單

用途

單耗

單位

排放因子來源

產品

凍干人用狂犬病疫苗

(vero細胞)

主產品

1

人份

\

消耗

人血白蛋白

原料

0.44

ml

實景過程

胎牛血清

原料

3.19

ml

實景過程

能源消耗

4.78

kwh

CLCD

天然氣

能源消耗

1.07

m3

CLCD

西林瓶

包裝材

8

g

CLCD

紙箱

包裝材

10

g

CLCD

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)原材料運輸數據清單見下表:

3.2  原材料運輸數據清單

原材料名稱

供應商名稱

運輸距離/km

運輸方式

人血白蛋白

華東寧波醫藥有限公司

2207

汽運

胎牛血清

武漢三利生物技術有限公司

2151

汽運

西林瓶

東莞市中健包裝有限公司

3153

汽運

紙箱

寧波正力藥品包裝有限公司

2207

汽運

 

3.2 能源獲取排放因子

3.2.1 電力獲取

卓誼生物位于長春市雙陽區,本次調研發現卓誼生物生產用電來源于電網,因此電力使用類型為東北電力,電力獲取數據來源于CLCD數據庫,代表2013年華中電力市場平均。通過eFootprint計算獲取1kwh電力排放5.563E-001kg CO2e。

3.2.2 天然氣獲取

天然氣獲取數據來源于CLCD數據庫,代表2013年中國市場平均。通過eFootprint計算獲取1立方米天然氣會排放2.786E-001kg CO2e。

 

3.3 天然氣獲取天然氣燃燒排放因子

天然氣獲取數據來源于CLCD數據庫,燃燒現場排放數據根據IPCC2006年碳排放系數計算得到,具體核算過程表。

3.3  中國1 m3天然氣燃燒溫室氣體排放數據

溫室氣體

排放數量(kg)

CO2

2.09E+00

CH4

3.75E-05

N2O

3.73E-06

 

4. 結果分析與討論

將清單數據用eFootprint計算得到生產1人份凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)的碳足跡為22.29kgCO2e。

 

4.1  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品碳足跡建模

 

4.1  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)碳足跡

序號

物質

GWPkgCO2e

1

人血白蛋白

1.78

2

胎牛血清

3.56

3

2.66

4

天然氣

0.30

5

西林瓶

6.92

6

紙箱

4.83

7

直接貢獻

2.24

8

合計

22.29

 

4.1 卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)的碳足跡按物質獲取展示

 

圖4.2  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)的碳足跡按物質獲取展示

由圖可知,卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)產品生命周期物質獲取中,西林瓶的獲取對其GWP貢獻最大占31.05%;其次為紙箱的獲取占21.67%;再次為胎牛血清的獲取占15.97%,再次為電的獲取占11.93%,再次為生產過程的直接貢獻占10.05%,再次為人血白蛋白的獲取占7.99%,天然氣的獲取過程占比最小為1.35%。

4.2 卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)碳足跡按過程展示

 

圖4.3  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)生命周期各過程碳足跡貢獻比例

上圖展示了卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗產品生命周期各過程碳足跡貢獻比例的情況,可知包裝材料的獲取過程對碳足跡貢獻較大,占卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗碳足跡的52.72%;原材料獲取過程次之,占23.96%;能源獲取過程占其碳足跡23.96%;生產過程最小10.05%。

4.3 卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)生產的靈敏度分析

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗生產生命周期過程,不同物料和能源等獲取對卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗碳足跡的貢獻大小見表。

表4.2  卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)生產不同過程碳足跡貢獻識別

過程

清單

對GWP貢獻

原料獲取

人血白蛋白

7.99%

原料獲取

胎牛血清

15.97%

能源獲取

11.93%

能源獲取

天然氣

1.35%

包裝獲取

西林瓶

31.05%

包裝獲取

紙箱

21.67%

生產

直接貢獻

10.05%

 

5. 結論

通過以上分析可知,卓誼生物生產1人份卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗vero細胞)的碳足跡為22.29kgCO2e。

卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗(vero細胞)生產生命周期過程中,包裝材料的獲取過程對碳足跡貢獻較大,占卓誼生物凍干人用狂犬病疫苗碳足跡的52.72%;原材料獲取過程次之,占23.96%;能源獲取過程占其碳足跡23.96%;生產過程最小10.05%。為減小產品碳足跡,建議如下:

大宗物料物料就近采購;

選擇低碳環保運輸方式運輸原材料;

西林瓶、紙箱、胎牛血清、人血白蛋白的生產過程進現場調研,并計算不同企業產品碳足跡,選擇生產工藝更低碳的企業作為供應商,建立企業自身的綠色供應鏈。


References:

[1]. BSI, The Guide to PAS 2050: 2011, How to carbon footprint your products, identify hotspots and reduce emissions in your supply chain.

[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]. PAS 2050: 2011-Specification for the Assessment of the Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Goods and Services[J]. Department for Environment, Food and Rural Affairs, & British Standards Institution: United Kingdom, 2011: 2-12.

[4]. 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.

[5]. IPCC 2007: the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

 

 

 

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