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黄美娜 第三章 生命周期评价理论(本课核心) 重庆工商大学机械工程学院 QQ470011302 Email[email protected] 次:4-6/9

第三章 生命周期评价理论(本课核心)¬¬三章 生命周期评价.pdf · 思考1:如何判断下列四种包装更环保、更绿色 1. 生物质包装材料:以植物纤维(

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  • 黄美娜

    第三章 生命周期评价理论(本课核心)

    重庆工商大学机械工程学院

    QQ:470011302 Email:[email protected]

    周次:4-6/9

  • [教学目的] 了解生命周期评价理论(LCA);掌握生命周期理论

    (LCA),并能够利用该理论对包装进行绿色评价。

    [教学重点(核心知识点)]生命周期评价理论框架内容

    [教学难点]清单分析数据确认、影响评价、生命周期评价在包装中

    的应用

    [教学时数] 10学时(讨论1.5学时)

  • 1

    LCA 产生的背景及意义 2

    LCA的原则及框架/过程(重点) 3

    什么是LCA

    LCA的实例分析(重点) 4

  • 案例引入 01

  • 思考1:如何判断下列四种包装更环保、更绿色

    1. 生物质包装材料:以植物纤维( 稻草纤维、亚麻纤 维、剑麻纤维等) 和淀粉( 玉米淀粉、马铃薯淀粉等) 为主要原料,添加一定的辅助材料经发泡成型制备而成。

    2. 淀粉基可降解塑料:以60%含量以上的淀粉为主要材料与

    其他聚乙烯醇等可降解材料进行共混进行挤塑和注塑制得的塑料。

    3. 瓦楞纸板:瓦楞纸板是一个多层的黏合体,它最少由一层波浪形芯纸夹层及一层纸板构成。

    4. 牛皮纸:用针叶树的木材纤维,经过化学方法制浆,再放入打浆机中进行打浆,再加入胶料、染料等,最后在造纸机中抄成纸张

  • 生物质包装材料生命周期评价模型

  • 生物质包装材料生命周期系统模型

    思考2:该过程需要收集哪些数据呢?

  • 生命周期评价过程

  • 生物质包装材料生命周期评价结果

    典型生物材料环境负荷比较

    参考文献: 郭安福. 基于全生命周期理论的生物质包装材料环境友好性模型与评价. 化工新型材料,2017,45(7):138-140

  • 什么是LCA(熟悉) 01

  • 什么是生命周期?(课本p55-56)

    原材料开采、原料加工、产品制造、

    运输销售、使用维修、废弃物循环、

    处置、回收的整个过程。

  • 生命周期评价理论(LCA)(课本p55-56)

    产品/服务的生命周期中资源消

    耗/环境破坏的

    分析与评价

  • 13 13

  • 一般产品的生命周期

    自然资源

    原料开采

    设计与生产

    包装与运输

    使用与维护

    废物处理

    焚烧与填埋

    回收利用

    重新使用

    材料或零部件的再循环

  • 15 15

  • LC

    A的

    特点

    1

    针对产品的全过程评价 2

    系统性的定量化评价方法 3

    对象是产品系统

    充分重视环境影响的评价方法 4

    是一种开放式的评价体系 5

    具有局限性?(后续专门讲) 6

  • LCA的主要特点 (课本p55-56)

    原材料开采、原料加工、产品制造、

    运输销售、使用维修、废弃物循环、

    处置的整个过程。

  • LCA 产生的背景及意义(了解) 02

  • LCA的背景及意义

    1 LCA的起步阶段

    3 LCA的成熟阶段

    5 LCA在中国

    2 LCA的探索阶段

    4 LCA的推广阶段

    6 LCA的意义

  • 为什么实行产品的生命周期管理?

    不顾环境的传统工业生产

    末端治理

    简单的生产过程控制

    生命周期管理

    21

    http://images.google.cn/imgres?imgurl=http://www.odbq.com/resource/07/04/651.gif&imgrefurl=http://www.odbq.com/face/index_11.html&usg=__wO22YV6Id6fZG3hpPeB6RbBfJ-A=&h=130&w=130&sz=62&hl=zh-CN&start=7&tbnid=ECIItKHf0lVqHM:&tbnh=91&tbnw=91&prev=/images%3Fq%3D%25E7%2596%2591%25E9%2597%25AE%25E8%25A1%25A8%25E6%2583%2585%26gbv%3D2%26hl%3Dzh-CN%26newwindow%3D1%26sa%3DGhttp://www.chinasck.com/csck/UploadPic/2006-8/2006828125632797.gif

  • 生命周期管理 生命周期评价

    22

  • 人口膨胀 资源短缺 环境恶化

    人类社会面临的三大问题

    人类文明

    物质 基础

    物耗高、能耗高

    废弃物排放量大

    包装所带来的污染仅次于水质污染、海洋湖泊和空气污

    染,已处于第四位。

    面对这种情况,包装产业如何发展?

    在全球范围内引起关注和思考!

    原材料

    补充:LCA在包装方面的应用背景(熟悉)

  • 绿色包装

  • A

    B

    D

    C 功能性 经济性

    环境协调性

    包装材料的三角形性能框架

    如何评价?

    生命周期 评价理论

  • LCA的起步阶段

  • 27 27

    被动反应式的管理方式

    积极的预防污染方式

    生命周期

  • 实际上单纯的末端控制和生产过程控制,往往是解决了

    局部的环境问题,而给其它地方带来更大的环境问题。

    举例:英国Drax发电厂是一个煤炭为燃料的功率为

    4000MW的发电厂,每秒燃烧大约430kg的碳,产生

    17kg的SO2 (2%)含量。为了治理大气污染,采用了湿石

    灰/石膏工艺出去SO2 ,但是采用生命周期评估后发现,

    如果考虑原材料提取、生产和运输过程的环境负载和生

    产过程中的能耗,则在整个生命周期将反而生产900t的

    SO2 ,此外,每年多排放8200t的碳酸钙

  • 29

    起步阶段

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    一月 二月 三月 四月

    亚洲区欧洲区北美区

    29

    (1969年可口可乐公司)

  • 1000个1L

    运输能5.5/4.5

    230公斤石油

    运输能9.3/0.7

    100公斤石油

    资源消耗

    环境损害

    环境负荷

    人体健康

    人体健康

    产品的量

    塑料瓶VS玻璃瓶

  • 惠普公司

    德国奔驰

  • 意大利菲亚特

    瑞典爱立信

  • LCA的探索阶段

  • 34

  • 35

    研究对象

    婴儿尿布- 7%

    包装- 45% 化工产品- 9% 建筑材料- 8%

    餐具- 3% 35

    http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=25687753&tn=baiduimagedetail&word=包装材料&in=12http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=298601651&tn=baiduimagedetail&word=尿布&in=9http://hfzrfwjz.cn.china.cn/op/SellInfoList/corpID/1007784135/categoryType/sellinfo/pagenum/1/showMode/shopwindow/curcol/20/index.htm

  • LCA的成熟阶段

  • 37 37

    1990年首次 提出LCA

  • 38 38 1993年

  • 39

    LCA发展

    39

  • LCA的推广阶段

  • ISO

    1997 ISO14040

    1999 ISO14041

    2000 ISO14042

    2000 ISO14043

    2006 ISO14040+ISO14044

  • LCA在中国

  • ISO

    1999 GB/T24040-1999

    2000 GB/T24041-2000

    2002

    2002

    GB/T24042-2002

    GB/T24043-2002

  • LCA的意义

  • 比较分析不同产品的综合环境影响 A

    为“绿色”产品认证提供量化依据 B

    评估政策(行业、产品)变动所带来的环境影响

    C

    工业效率,工业活动的环境效益评价 D

  • LCA的框架(重点掌握) 03

  • 目标与范围的 确定

    目标 框架

    清单分析

    确定目标 确定范围 系统边界 功能单位

    LCA的利用计划

    影响评价 输入输出数据的描述

    输入输出量化 量化数据引起的环境影响及程度定量/定性评价

    结果解释

    环境问题的辨识 结果检验

    LCA体系框架与阶段

  • LCA体系框架与阶段

    生命周期评价框架

    目标与

    范围确定

    清单分析

    影响评价

    直接应用:

    产品开发与改进

    战略规划

    公共策略制定

    营销

    其他

  • 2中的量化分析是各阶段数据的分析; 3中的量化是将数据的环境影响归一化

  • 目标和范围

    确定

    清单分析

    影响评价

    确定范围(系统建立)

    系统边界

    功能单位

    功能单位:一定数量的 产品或某种服务(p60)

    确定目标

    一、目标和范围确定

  • 1. 对特定产品或过程的环境

    因素进行评价,以获得如何改

    进其环境表现的信息。

    2. 如果在设计阶段,目的可

    能是比较不同方案;

    3. 如果已经投产,可能是评

    价产品或者流程的系统,以确

    定最低干扰和最低成本。

    1. 确定系统边界; 2.整个过程中所有过程都需要作为产品生命周期来描述; 3. 系统的所有过程都落入系统的边界内; 4. 确定边界后,考虑输入和输出。

    1. 产品系统和单元过程

  • 1. 为什么要开展这项研究; 2. 研究结果将如何运用; 3. 谁将使用这些研究结果; 4. 是否需要研究具体环境问题; 5. 环境问题需要研究到什么程度

    1. 生命周期范围; 2. 细节标准范围:5%原则; 3. 环境影响范围; 4. 时空边界:地域范围和时间跨度

    注意: 1. 边界确定具有主观性; 2. 描述输入和输出数据准则 3. 5%原则需要说明

  • 举例:比较纸-塑复合与塑-塑复合包装的环境影响

    思考:单独通过使用阶段/废弃阶段能进行合理比较吗?

    分析过程:两类包装的生命周期;生命周期各阶段的输入及输出

    深入思考:哪类包装能够通过阶段性比较来判断其环境影响呢?

    分析过程:其他阶段具有类似性

  • b. 细节标准范围:对生命周期评价的详细程度5%原则:舍弃质量低于产品总质量5%的原材料或零部件,但产生严重环境影响的除外。

  • 举例:复合软包装用PET印刷薄膜

    分析该薄膜的生命周期评价过程中符合5%原则的原料及特殊情况

    分析过程:该薄膜的制备过程(树脂、添加剂?)、该薄膜的印

    刷过程、该薄膜的使用过程、废弃过程

    分析结果:制备过程:树脂、塑化剂、抗氧化剂、稳定剂、油墨、

    黏合剂等主要组成,其中除树脂外含量均低于5%的量,但是其中

    塑化剂及油墨中的重金属成分、黏合剂中的VOC成分对环境及人

    体的危害极大。因此结合该原则,可以扣除其中部分添加剂,而

    不能扣除塑化剂、油墨、黏合剂

  • PET

    污染物

    多色印刷

    重金属微量元素/有机溶剂/塑化剂

    多层不透明包装袋

    印刷层/阻隔层/热封层

    铝箔 + + PE

    白色污染

  • 塑化剂

    污染物

    抗氧化剂

    重金属微量元素/有机溶剂/塑化剂

    饮料瓶

    聚对苯二甲酸乙二醇脂 PET

    + 其它添加剂

    + 紫外吸收剂 着色剂 +

  • c.环境影响范围:资源、生态、健康

    基础分析:仅限于产品生产阶段

    能源边界:包括能量生产的外部流

    扩展边界:与工业系统直接相关的所有生命周期

    综合边界:包括生物形成的自然过程和材料分解过程

    举例:复合软包装用PET印刷薄膜

  • PET

    污染物

    多色印刷

    重金属微量元素/有机溶剂/塑化剂

    多层不透明包装袋

    印刷层/阻隔层/热封层

    铝箔 + + PE

    白色污染

  • d. 时空边界:地域范围和时间跨度

    大颗粒粉尘的排放只对当地环境产生影响,氮氧化物排放导致数百平

    方公里区域内出现酸雨,二氧化碳排放影响整个地球的能量平衡;

    时间跨度上,化学烟雾的污染只在1-2天内对环境产生影响,而对生态

    系统的破坏会持续几十年。

    通过a-d四个方面的综合考虑确定了LCA分析对象的研

    究范围,即确定了该对象的研究系统,范围(系统)确

    定后,可以来确定单元过程和系统边界。

  • 原料获取

    制造、加工、方案制定

    分配和运输

    利用、再利用、维护

    再循环

    废弃物管理

    单元过程1

    单元过程2

    单元过程3

    基本流 基本流

    基本流 基本流

    基本流 基本流

    物 质

    中间 产品流

    中间 产品流

    产 品

    环境 环境 产品系统

    产品流 其他系统

    产品流 其他系统

  • 63

    单元过程:研究对象的生命周期可以明确划分的各阶段。

    由此可以决定研究中对哪些单元过程建立模型及研究程度

    内部产品流:各单元过程之间的基本材料、装配组件等

    (待处理的可用废弃物可以在单元过程中流动)

    基本流:系统由外向内提供的资源能源和由内向外(向空

    气水体及土壤排放的三废)

    其他系统产品流:研究对象的生命周期从外界获取或向外

    界提供的产品(半成品或者成品)

    其他系统产品流:研究对象的生命周期从外界获取或向外

    界提供的产品(半成品或者成品)

  • 64

    系统边界:用来区分系统内部(包括单元过程、(中间)

    内部产品流)与外部环境(包括输入输出基本流和其他

    系统产品流)的界限

    2. 系统边界和功能单位

  • 举例1:包装纸生命周期系统边界图(取对环境影响的关键单元过程)

    思考:该系统的单元过程、内部产品流、输入输出基本流、与其他系统相关的输入输出物质流

    树木的生长于砍伐

    化石燃料的开采

    运输

    包装纸的生产

    包装纸的加工

    包装纸的运输

    包装纸的使用

    包装纸的废气再利用

    包装纸需要研究的系统边界

    工纸

    基本流

    基本流

    四个过程、原纸/加工纸、煤/油/天然气/林木/水(输入)/三废(输出)等、原木(输入)/用于回收利用的废纸(输出)

  • 举例2:牛奶生产的生命周期系统边界

    思考:该系统的单元过程、内部产品流、输入输出基本流、输入输出物质流

    三个过程、灭菌牛奶/盒装牛奶/牛奶盒、煤/油/天然气/林木/水等/三废、牧场的牛及牛奶(输入)/回收利用的处理物(如利乐包废弃后用于制备垃圾桶或者板凳/灯罩)

  • 举例

    3:说明 复印纸的范围

  • 辅助原料的生产

    原料的生产 制浆 抄纸 包装 一级经销商

    回收 次级经销商/用户

    复印纸系统流程图

    产品系统及从产品边界

  • 木材原料的获取、加工

    燃料开采

    化学品生产 纸浆生产

    自制浆生产复印纸系统边界图

    交通工具生产

    能 源 生 产 复印纸生产

    复印纸运输

    一级经销 系统边界

    功能单位:1000Kg复印纸

    制浆过程 抄纸过程 化学品生产

    能 源 生 产

    复印纸运输

  • 练习:功能单位确定

    采用LCA评价塑料瓶与玻璃瓶的环境影响,其功能单位是什么?

    1L或者nL的体积单位

    采用LCA评价不同榨菜软包装的环境影响,其功能单位是什么?

    nKg榨菜

    采用LCA评价公路运输的环境影响,其功能单位是什么?

    机动车每载重1t且行驶里程为1000km

  • 讨论实例 1

    VS

    从生命周期理论来讲玻璃瓶与易拉罐哪种 更具有环保特性?请确定其目标与范围

    讨论提示: 1.产品系统的确定:玻璃瓶/易拉罐生命周期过程确定; 2.系统边界:通过评价的范围来确定使用哪类系统边界; 3.功能单位:通过瓶子的功能来确定功能单位。

  • 环保特性的分析:谁更环保

    如果人们只看到玻璃瓶可以回收二易拉罐被抛弃了,容易得出玻璃瓶比易拉罐有利于环保的结论。无论正确与否,这一分析只看了饮料包装容器整个生命周期中的一个环节。

    事实上,其它环节也会对环境造成影响。从各自的原料被采掘、加工成容器,到用来包装食品,再将包装好的食品运输分销到消费者,乃至在消费者家中如何贮藏等所有环节,都对环境造成影响。

  • 石英与铝矾土开采对环境的影响

    玻璃熔炼和铝矾土电解耗能及影响

    玻璃与易拉罐运输耗能及影响

    玻璃瓶与易拉罐冷藏耗能及影响

    制冷排放氟利昂对臭氧影响

    玻璃与易拉罐最终处置影响

    各个

    环节

    的比

    如何列系统图框

  • 玻璃瓶及易拉罐系统图及边界

    石英/铝矾土的获取、加工

    纸浆生产

    瓶子报废 产品包装

    复印纸运输

    系统边界

    制浆过程 瓶子运输 废弃物处理

    产品运输

    放 能量流输入

    产品使用

  • 思考实例 2

    一次性纸尿裤与可重复使用的尿布哪一个 更符合环保要求呢?

    OR

  • 一次性尿布 可重复使用尿布

    单位产品 / 天 总计 单位产品 / 天 总计

    头4个月 10 1200 12 1440

    随后的8个月 6 1440 7 1680

    随后的18个月 5 2700 6 3240

    总计 5340 6360

    清洗次数(约) 0 20

    总需求产品量(约) 5340 320

  • 优于

  • 目标和范

    围确定

    清单分析

    (LCI)

    影响评价

    系统建立

    绘流程图

    量化分析

    二、清单分析

    清单分析:对产品、工艺或活动在整个生命周期各阶段的资源、能源消耗和向环境的排放(三废)所进行的数据量化分析。

  • 1. 生命周期中资源、能源使用、废弃物排放定量技术; 2. 包括数据收集、计算,目的是对输入输出进行量化; 3. 对系统过程进行单元划分,并收纳各单元数据; 4. 以功能单位为数据基础; 5. 数据指对环境影响的数据-能源、资源、排放;

    1. 各单元过程之间有产品或废弃物流相联系; 2.单元过程与环境通过基本流相联系; 3. 单元过程明确输入输出遵守物质/能量守恒; 4.物质能量守恒来验证单元表述的有效性。

    LCI过程 单元划分原则

    1. 系统建立(边界及功能单位见第一部分)

  • 能 量

    物 质

    原料获取

    制造、加工、方案制定

    分配和运输

    利用、再利用、维护

    再循环

    废弃物管理

    能 量

    物 质

    输入 输出

  • 原料获取

    制造、加工、方案制定

    分配和运输

    利用、再利用、维护

    再循环

    废弃物管理

    单元过程1

    单元过程2

    单元过程3

    基本流 基本流

    基本流 基本流

    基本流 基本流

    物 质

    中间 产品流

    中间 产品流

    产 品

    环境 环境 产品系统

    产品流 其他系统

    产品流 其他系统

  • 1. 数据来源:测量、计算、估算; 2. 输入:能量输入、原材料输入、辅助性输入、其他物理输入; 输出:产品、废弃物、三废排放、其他环境因素; 3. 数据细化:如气体排放,具体化为一氧化碳/二氧化碳/二氧化硫/二氧化氮等

    1. 制定收集计划:目标、来源、可信度; 2.绘制清单流程图:包括输入输出; 3. 确定数据来源与种类:原始数据、间接数据;测算/模拟; 4.收集方法:自行收集、数据库、文献数据、报告性数据

    数据类型 数据收集

    2. 绘制流程图

  • 生命周期

    清单分析

    目的与范围的确定

    数据收集表 修改后的数据收集表

    完成的清单

    要求增加数据 或单元过程

    收集到的数据

    已确认的数据

    经过计算处理的清单

    各单元过程的已确认数据

    各单元过程的已确认数据

    数据收集的准备

    数据的收集

    数据的确认

    数据与单元过程的关联

    数据与功能单位的关联

    数据的合并

    系统边界的修改

    分配与再循环 数据

    功能单位

    单元过程

  • 1. 数据质量指示器; 2. 评价数据质量; 3. 数据缺失时的处理、调整和替代。确定 1)可接受度;2)偏差; 3)比较性;4)完备性; 5)精确度;6)参考性; 7)收集方法及局限性

    1. 共生产品系统; 2.生产工艺再循环过程; 3. 应当尽量避免分配:单元划分时尽量细化。

    数据确认 数据分配

  • 86

    举例:闭环系统-玻璃啤酒瓶;开环系统-利乐包再利用

    思考:包装中常见的闭环系统和开环系统材料

  • 实例 分析 :

    量化分析

  • 能源与资源消耗

    环保长凳

    废弃物处理 石油开采

    精炼石油

    乙烯 丙烯

    聚乙烯 聚丙烯

    运输 运输

    乙烯

    聚乙烯

    森林

    运输

    木材加工

    铝矾土

    运输

    氧化铝

    铝箔

    利乐包生产

    原材料获取

    牛奶产品 牛奶罐装 牛奶消费

    废弃包装回收

    运输

    清洗/粉碎/热压

    水管灌空气冷凝

    系统边界

    1 原料获取

    2 原料运输

    3 生产加工

    4

    废弃物处理

  • 功能单位:4000个250mL的屋顶式牛奶包装盒

  • I

    输入流

    O

    输出流

    P

    产品

    系统

    环境 环境 产品系统

  • 输入流 输出流

  • 产品系统

  • 输入清单 原料获取 原料运

    输 生产加

    工 废弃物处理 聚乙烯 聚丙烯 纸 铝箔

    能 耗

    石油/kg 3.29 4.57 0.03 0.06 2.14 0.03 0.15

    木材/kg 0 0 21.93 0 0 0 0

    铝土矿/kg 0 0 0 1.34 0 0 0

    天然气/m3 0.07 0.06 0.02 0.03 0 0.34 0.59

    原煤/kg 1.93 2.26 0.73 2.48 1.4 3.51 3.45

    水资源/m3 18.6 19.32 21.9 13.4 0 7.4 14.3

    电/kw.h 9.77 10.04 3.21 11.94 0.11 7.16 9.42

  • 输出清单 原料获取 原料运输 生产加工 废弃物处理

    环境外排 kg

    NH3/10-5 3.184 0.176 0.099 0.073

    As/10-5 7.009 1.327 0.036 0.040

    Cd/10-7 4.935 0.879 0.219 0.033

    CO2/102 2.479 2.508 0.875 1.063

    CO/10-1 7.635 3.441 0.043 0.429

    Cr/10-6 7.729 1.293 0.006 0.001

    烟尘/10-1 9.401 5.373 1528 1.435

  • 4000个

    2.398

  • 100

    举例:闭环系统-玻璃啤酒瓶;开环系统-利乐包再利用

    思考:包装中常见的闭环系统和开环系统材料

  • 目标和范

    围确定

    清单分析

    (LCI)

    释 量 化

    特 征 化 影响评价 (LCIA) 分 类

    三、影响评价

    影响评价:对环境影响结果的合理预期。

  • 102

    1. 分类:

    定义:将清单分析结果划分到各个环境影响类型的过程

  • 环境

    影响

    因子

    环境

    影响

    环境

    效应

    后果

    >> >>

  • 2.特征化: 定义:计算各类影响类型的环境影响潜值总和。把所有环境影响因子归一为单一的环境当量基准因子的过程。

    /CO2CO/CH4/NOX/三氯乙烷

    当量因子

  • 106 106

    3. 量化 定义:依据特征化对各类环境影响类型的潜值总和,对各类环境影响进行赋权,进行总环境影响潜力的量化计算

    赋权-权重:社会总则及 专家评判

    总影响潜值计算: )j()j( EPWFEIL

  • LCA的实例分析 04

  • 实例 分析 : L

    C

    A

    全过程

  • 辅助原料的生产

    原料的生产 制浆 抄纸 包装 一级经销商

    回收 次级经销商/用户

    复印纸系统流程图

    1. 目标和范围的确定:系统、边界、功能单位

    确定功能单位:1000Kg复印纸

  • 1. 生命周期范围; 2. 细节标准范围:5%原则; 3. 环境影响范围; 4. 时空边界:地域范围和时间跨度

    注意: 1. 边界确定具有主观性; 2. 描述输入和输出数据准则 3. 5%原则需要说明

  • 111 111

    注意:由于获取数据限制,需要根据所确定的系统边界做几点简化假设说明:

    1. 造纸用化学品取舍:5%原则

    名称 吨纸用量(kg) 使用工段 氢氧化钠 18 制浆 双氧水 6 制浆 硫化钠 1 制浆 硫酸 12 制浆 淀粉 48 抄纸 填料 26 抄纸 增白剂 8 抄纸

    2. 企业内部与生产相关的机械设备的维护数据无法统计获取,并且该过程对环境影响小,所以排除在研究范围之外;

  • 112

    112

    3. 根据企业调研,制浆与抄纸通常在一个厂区,因此浆料运输不研究范围内;

    4. 对于产品的包装过程,由于本研究重点研究复印纸产品系统定量评估,因此不考虑包装材料生产,排除在范围外;

    5. 对于产品生产用水,由于水的前处理过程不作为生产工艺的主要环节,并且这一环节对环境影响可以忽略,因此不考虑水的前处理过程;

    5. 根据企业调研及数据获取的实际情况,生产所需的化学品及其他辅料大都来自于临近的化学品厂,不考虑化学品运送至纸厂,因此化学品和辅料的运输过程不予考虑;

  • 113 113

    数据质量要求

    数据质量指标 要求 时间跨度 必须为一年或一年以上的平均数据

    地域跨度 企业生产数据现场收集,其他数据采用

    区域或全国平均数据

    准确性 生产数据要反映生产的真实水平,需确定收集和监测过程的准确性,误差不超过5%

    代表性 收集的数据反映产品系统的工艺水平

    造纸行业典型产品LCA分析数据质量要求

  • 木材原料的获取、加工

    燃料开采

    化学品生产 纸浆生产

    自制浆生产复印纸系统边界图

    交通工具生产

    能 源 生 产 复印纸生产

    复印纸运输

    一级经销 系统边界

    制浆过程 抄纸过程 化学品生产

    能 源 生 产

    复印纸运输

  • 章 思考1 如何进行数据的收集(清单分析)呢?

    确定系统边界后,将产品系统分为制浆、抄纸、化学品

    生产、能源生产、运输、污水处理6个单元过程

  • 2. 清单分析: (1)资源及能源的消耗

    种类 单位 量

    木材 Kg 1740

    煤 Kg 776

    油 Kg 50.91

    天然气 m3 14.30

    水 m3 36.90

  • (2)废弃物排放-气体排放

    图1

  • (3)废弃物排放-水体排放

    图2

  • 3. 影响评价:单元过程对全球变暖

    图3

  • 3.影响评价:单元过程对酸化

    图4

  • 3.影响评价:单元过程对富营养化

    图5

  • 3.影响评价:单元过程对光化学烟雾

    图6

  • 3. 影响评价:单个环境影响评价 环境类别 当量单位 环境影响因子 特征化因子

    全球变暖 CO2Kg当量

    CO2 1

    CH4 23

    CO 1.57

    NMVOC 3

    酸化 SO2Kg当量 SO2 1

    NOx 0.7

    富营养化 NO3-Kg当量

    NO3- 1

    NOx 1.35

    TN 2.61

    TP 28.20

    PO43- 9.20

    光化学烟雾 C2H4Kg当量

    NOx 0.028

    PM10 0.10

    CH4 0.0006

    NMVOC 0.4

    CO 0.027

  • 3. 影响评价:单个环境影响总评

    环境类别 总计

    全球变暖(CO2Kg当量) 1415.39

    酸化(SO2Kg当量) 11.52

    富营养化(NO3-Kg当量) 10.70

    光化学烟雾(C2H4Kg当量) 0.77

  • 章 思考2

    如何分析各个单元过程对环境影响的贡献?

    从图3~6的结果可见,

    1. 制浆和抄纸是造成环境污染的主要单元,两个过程

    占环境总影响的50%以上;

    2. 其次是化学品的生产和运输;

    3. 能源生产和污水处理影响最小;

  • 抄纸 制浆 化学品 + +

    解释(环境问题辨识+数据质量评估)

    清洁生产

  • 章 了解 如何进行数据质量评估?

    方法:敏感性分析和不确定性分析

    敏感性分析是一种定量分析各参数对分析结果影响的重要性程

    度的方法,通过数据的统计过程,识别出对分析结果有较大贡

    献的数据条目,为日后收集数据提供依据.

    不确定性分析是用来判断与量化由于输入的不确定性和数据变

    动的积累给生命周期清单结果带来的不确定性的系统化程序,

    该程序描述在数据组中的统计变异。

  • 课堂讨论1:生命周期影响评价与普通环境影响评价的比较

  • 对象不同

  • 目的不同

    回顾:LCA的目的 及意义;

    潜在影响

    揭示环境、生态、人体污染的程度

    揭示项目方案是否完善,环保措施是否到位,项目能否上马

  • 比较分析不同产品的综合环境影响 A

    为“绿色”产品认证提供量化依据 B

    评估政策(行业、产品)变动所带来的环境影响

    C

    工业效率,工业活动的环境效益评价 D

  • 课堂讨论2:生命周期影响评价的发展趋势

  • 局限性

    应用范围 A

    数据获取 B

    数据分配 C

    系统边界 D

    评价方法 E

    评价结果 F

  • 材料环境性数据库

    通用性、可比性、服务性、预测性

  • 发展

    统一的方针 A

    适合企业的 B

    可持续发展 C

  • 补充了解:生命周期影响评价生命周期影响评价特征化的方法

  • 138

    目标距离法 可再生的资源消耗

    (IRrr)i = [ AMTrri×(1-RCi)] IRrr : 每功能单位消耗的可再生资源的影响; AMTrri : 清单分析中每功能单位的可再生资源的

    输入量; RC :资源回收或重复使用率。

    138

  • 139

    不可再生资源的消耗

    (IRrr)i = ωi[ AMTrri×(1-RCi)] IRrr : 每功能单位消耗的不可再生资源的影响; AMTrri : 清单分析中每功能单位的不可再生资源的输入量; RC :资源回收或重复使用率; ωi : 资源稀缺系数

    139

  • 140

    直接导入LCI数据

    能量的消耗 总体能量消耗的计算是对于整个能量生产循环而

    言非常有意义潜在影响。

    计算能量的使用影响类型是基于燃料能量的输入、

    电力输入的总和。

    在清单分析中,燃料生产中排放的各种污染物依

    据分配的原则按其相关的性质均被计算入其相应的

    类目。

    140

  • 141

    当量因子法 全球变暖的影响

    全球变暖影响潜能(GWP)是指这种变暖物质(与CO2相关)对圈住地球的热量的贡献值。 当量基准CO2。各种相关物质的GWP结果是可以相加汇总的。

    (ISGW)i = (EFGWP×AMTGG) ISGW :每功能单位温室气体的全球变暖的影响指标; EFGWP : i物质的GWP当量因子; AMTGG :清单分析中每功能单位排放i 物质的量 。

    141

  • 142

    当量因子法 光化学烟雾影响

    其特征化因子(POCP)是指以化合物乙烯(系数为1.0)为参照物对这种效应的贡献的相关度。

    (ISPOCP)i = ( EFPOCP×AmtPOC)i ISPOCP :每功能单位的光化学影响;

    EFPOCP :物质i 的POCP特征化系数;

    AmtPOC :每功能单位产生光化学烟雾的物质i向大气的排放量。

    142

  • 143

    内在特性法 人体毒性致癌影响

    HVCaoral : 化合物i的口入致癌影响 oralSFi : 化合物i 的口入致癌斜率系数(mg/kg-day) oralSFmean :所有口入致癌斜率系数的几何平均数(0.71mg/kg-day) HVCainhalation :化合物i的呼吸致癌影响 InhalationSFi : 化合物i 的呼吸致癌斜率系数(mg/kg-day) InhalationSFmean:所有呼吸致癌斜率系数的几何平均数0.71mg/kg-day)

    143

    mean

    iiNC NOAEL

    NOAELHV

    /1/1

    )(

    mean

    iionCAinhalati SFinhalation

    SFinhalationHV )(

  • 生命周期评价软件了解 作业