三生命周期評新課件-2

1、第三章 生命周期評價第三章 生命周期評價一、生命周期評價的起源和發(fā)展（一）生命周期評價的起源20世紀60年代末：美國中西部資源研究所（MRI)為可口可樂公司研究70年代初：美、歐、日公司進行類似的生命周期評價分析。80年代末：，1989年，荷蘭首次提出制定面向產(chǎn)品的環(huán)境政策；1990年，國際環(huán)境毒理學與化學學會提出生命周期評價（LCA)概念。第一節(jié) 生命周期評價概述一、生命周期評價的起源和發(fā)展第一節(jié) 生命周期評價概述（二）生命周期評價的發(fā)展1992，組織西方國家科研機構(gòu)對LCA展開深入研究；1993，出版生命周期評價綱要：實用指南1997，國際標準化組織推出ISO 14040標準環(huán)境管理生命周

2、期評價原則與框架；1999，推出ISO 14041環(huán)境管理生命周期評價目標與范圍的確定，清單分析；2000， ISO 14042環(huán)境管理生命周期評價生命周期影響評價； ISO 14043 環(huán)境管理生命周期評價生命周期解釋。 （二）生命周期評價的發(fā)展二、生命周期評價的概念和特點（一）生命周期評價的定義 1、ISO（國際標準化組織）的定義 匯總和評估一個產(chǎn)品（或服務）體系在其整個生命周期內(nèi)的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。2、國際環(huán)境毒物學和化學學會的定義 生命周期評價是一種對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝以及活動對環(huán)境的壓力進行評價的客觀過程，它是通過對能量和物質(zhì)的利用以及由此造成的環(huán)境廢物排放進行

3、識別和進行量化的過程。二、生命周期評價的概念和特點（二）生命周期評價的主要特點面向的是產(chǎn)品系統(tǒng)是開放性的評價體系 是對產(chǎn)品或服務全過程評價是系統(tǒng)性.定量化的評價方法是充分重視環(huán)境影響的評價方法（二）生命周期評價的主要特點面向的是產(chǎn)品系統(tǒng)是開放性的評價三、生命周期評價的意義1、有助于企業(yè)選擇更加有利于環(huán)境的最佳綠色工藝；2、有助于企業(yè)實施生態(tài)效益計劃，促進企業(yè)可持續(xù)增長；3、能夠幫助企業(yè)有步驟有計劃地實施清潔生產(chǎn)；4、為制定環(huán)境政策提供理論支持；5、為授予綠色標簽產(chǎn)品的環(huán)境標志提供量化依據(jù)；6、可以對市場行銷進行引導，指導綠色營銷和綠色消費。三、生命周期評價的意義產(chǎn)品的加工制作能源商品產(chǎn)品原材料

4、廢品自然資源取自自然使用/復用運輸銷售原料采集和處理廢棄/再循環(huán)排向自然產(chǎn)品生命周期示意圖產(chǎn)品的加工制作能源商品產(chǎn)品原材料廢品自然資源取自自然使用/復原材料加工2003產(chǎn)品生產(chǎn)制作產(chǎn)品 生 產(chǎn) 過 程包裝運銷產(chǎn)品使用再生處置原料能源原材料選擇產(chǎn)品生命周期分為5 個階段相關環(huán)境問題歸成5 類能源消耗固體廢料廢液排放廢氣排放原材料加工2003產(chǎn)品生產(chǎn)制作產(chǎn)品 生 產(chǎn) 過 一、生命周期評價的基本原則1、環(huán)境因素；2、目的和范圍；3、透明性；4、討論.記載.交流。第二節(jié) 產(chǎn)品生命周期評價原理一、生命周期評價的基本原則第二節(jié) 產(chǎn)品生命周期評價原理 ISO14040對LCA的基本框架作出了規(guī)范。LCA包括

5、4個階段，即目標和范圍的確定;清單分析;影響評估和結(jié)果討論。目標和范圍的確定清單分析影響評估結(jié)果討論LCA的四個階段二、生命周期評價的技術框架 ISO14040對LCA的基本框架作出了規(guī)范。LCA包括4（一）目標和范圍的確定1、目標定義 指要確定開展此項研究的原因、預期的應用以及服務對象。2、范圍界定 界定所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)、邊界、數(shù)據(jù)要求、假設及限制條件等。見圖所示（一）目標和范圍的確定原料采掘生產(chǎn)/制造運輸/銷售使用/消費廢物管理再生 /回收利用輸入輸出能源輸入原料輸入產(chǎn)品/副產(chǎn)品三廢其他環(huán)境排放原料采掘生產(chǎn)/制造運輸/銷售使用/消費廢物管理輸入輸出能源輸（二）清單分析 對消耗的原材料、能源

6、及向環(huán)境的排放，根據(jù)物質(zhì)平衡和能量平衡進行調(diào)查、獲取數(shù)據(jù)，進行量化分析的過程。見P:173 表5-11、原材料消耗2、能源消耗3、環(huán)境排放（二）清單分析三生命周期評新課件_2（三）影響評價 對環(huán)境輸入輸出的潛在影響進行識別和評價，說明產(chǎn)品系統(tǒng)的環(huán)境影響貢獻大小以及相對重要性，這一階段稱為生命周期影響評價，簡稱影響評價。 影響評價的步驟組成：1、影響類別選擇2、特征化3、量化評價（三）影響評價環(huán)境影響類型 影響區(qū)域環(huán)境影響類型 影響區(qū)域不可更新資源消耗 全球全球變暖 全球臭氧層破壞 全球可更新資源消耗 區(qū)域酸雨 區(qū)域水體富營養(yǎng)化 區(qū)域光化學氧化物形成 區(qū)域固體廢棄物 局地危險廢棄物 局地煙塵和灰

7、塵 局地 簡化的環(huán)境影響分類體系（中國）1、影響類別選擇環(huán)境影響類型 影響區(qū)域環(huán)境影響類型 三生命周期評新課件_2三生命周期評新課件_22、特征化 特征化是開發(fā)一種模型，這種模型能將清單提供的數(shù)據(jù)和其他輔助數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成描述影響的敘詞。國際上常用模型有臨界體積模型、效應導向模型、生態(tài)評點模型臨界體積模型臨界體積= 污染物排放量（g）排放閾值（法規(guī)標準）（g/Vol)2、特征化 污染物排放量（g）效應導向模型（荷蘭） 以某一種污染物為基準，把其影響潛值看作1，然后將等量的其他污染物與其比較，得到各類污染物相對影響潛值大小。全球變暖基準物：CO2酸雨基準物：SO2臭氧層破壞基準物：CFC-11。產(chǎn)品全

8、球變暖潛值=單項污染物影響潛值之和見表5-7,5-8效應導向模型（荷蘭）三生命周期評新課件_2三生命周期評新課件_23、量化評價正規(guī)化 消除各指標在量綱和數(shù)量級上的差異，為各種影響類別的相對大小提供可比較的基礎，比較對各種影響類型的貢獻大小。 Ni=Ci/SiN-正規(guī)化結(jié)果（標準化后影響潛值），C-影響潛值，S-標準化基準值，i-環(huán)境影響類別例：P:212 表5-18，5-213、量化評價（100年）（100年）CNSNpWpWFCNSNpWpWF賦權（加權評價） WP(i)=WF(i) NP(i)WP(i)-加權后的第i種影響類別的影響潛值WF(i)- i種影響類別的權重因子NP(i)-正規(guī)

9、化后的影響潛值加權求和 在得到各環(huán)境影響類別的權重后，將正規(guī)化后的影響潛值乘以相應的權重再求和。見表5-21賦權（加權評價） 識 別報 告評 估（四）結(jié)果解釋 對清單分析和影響評價的結(jié)果進行綜合。包括三個要素： 識 別報 告評 估（四）結(jié)果解釋三、產(chǎn)品生命周期的主要階段原料加工產(chǎn)品生產(chǎn)分裝與包裝產(chǎn)品使用或消費原材料獲取生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)品回收和廢物管理運輸三、產(chǎn)品生命周期的主要階段原料加工產(chǎn)品生產(chǎn)分裝與包裝原材料獲第三節(jié) 生命周期評價實例 一.中國鋼材生命周期評價（一）目標和范圍目標：1、探索基礎材料工業(yè)與總體環(huán)境影響的相互關系 2、找出影響環(huán)境狀況的主要因子 3、提出改進生產(chǎn)工藝進行清潔生產(chǎn)的機會與

10、途徑范圍：1、主要原料工藝過程 2、輔助原料生產(chǎn)工藝 3、再循環(huán)過程第三節(jié) 生命周期評價實例 一.中國鋼材生命周期評價主原料工藝過程 輔料工藝過程再利用過程礦石開采運輸?shù)V石精選（造粒）球化及運輸燒結(jié)高爐煉鐵煉鋼軋鋼鋼材石灰石開采 石灰生產(chǎn)煉焦 原煤開采及運輸 輔料工藝過程大部分焦炭大部分原煤焦爐氣制氧邊角料再循環(huán)回收廢鋼錳鐵礦開采及運輸” 輔料工藝過程主原料工藝過程 輔料工藝過程再利用過程礦石開采運輸?shù)V石（二）清單分析 1、能源消耗（二）清單分析 1、能源消耗三生命周期評新課件_22、原材料消耗2、原材料消耗3、環(huán)境排放3、環(huán)境排放（三）影響評價：1、影響類型（三）影響評價：1、影響類型2、資

11、源耗竭2、資源耗竭3、環(huán)境影響負荷全球變暖（100年）3、環(huán)境影響負荷（100年）3、環(huán)境影響負荷酸雨3、環(huán)境影響負荷3、環(huán)境影響負荷富營養(yǎng)化3、環(huán)境影響負荷環(huán)境影響潛值標準化CNSNpWpWF環(huán)境影響潛值標準化CNSNpWpWF（四）結(jié)果解釋 鋼材生命周期評價結(jié)果表明，與鋼材生產(chǎn)相關的環(huán)境影響主要為固體廢棄物、煙塵和粉塵、全球變暖、酸雨。（四）結(jié)果解釋第三節(jié) 生命周期評價實例 二.啤酒生產(chǎn)（一）目標和范圍1、目標定義 識別啤酒生產(chǎn)各子系統(tǒng)中對環(huán)境影響較明顯的單元；評價生產(chǎn)各階段對環(huán)境的影響；有效支持啤酒清潔生產(chǎn)。2、范圍定義 以某地區(qū)銷售的630ml綠色玻璃瓶裝啤酒為例，功能單位為1kL。第

12、三節(jié) 生命周期評價實例 二.啤酒生產(chǎn)三生命周期評新課件_2（二）清單分析1、原材料消耗2、能源消耗3、環(huán)境排放（二）清單分析 子系統(tǒng) 物料消耗 耗水量 釀造麥芽 89.4 大米 64.90酒花 0.33各種釀造用酶0.03硅藻土 1.07火堿 0.41 4870包裝啤酒瓶 848瓶蓋 4.01商標 3.2膠水 1.07火堿 1.07洗滌劑 0.20 4250蒸汽生產(chǎn)標準煤 110.65 440 1kL啤酒生產(chǎn)原材料消耗清單 單位：kg/kL 子系統(tǒng) 物料消耗 耗水量 釀造麥芽 子系統(tǒng)電能（kW.h/kL)蒸汽（標準煤）（kg/kL)總計（標準煤）（kg/kL)釀造包裝蒸汽生產(chǎn)62.5813.0

13、015.6037.3641.64062.4646.856.26 1kL啤酒生產(chǎn)能源消耗清單 子系統(tǒng)電能（kW.h/kL)蒸汽（標準煤）（kg/kL)子系統(tǒng) 大氣排放 廢水排放 固體廢物 排放物排放量 排放物排放量排放物排放量釀造粉塵NH30.640.067CODSS22.087.36廢硅藻土1.10包裝CODSS6.352.16碎玻璃、廢商標0.53蒸汽生產(chǎn)CO2COSO2HClCH4粉塵260.700.0411.460.690.0140.045爐渣回收 1kL啤酒生產(chǎn)環(huán)境排放清單 單位：kg/kL子系統(tǒng) 大氣排放 廢水排放 (三) 影響評價1、資源耗竭系數(shù)2、環(huán)境影響負荷(三) 影響評價 資

14、源消耗標準人當量基準標準化后資源消耗 水 472m3/(人.a) 0.020 煤 572kg/(人.a) 0.1931kL啤酒生產(chǎn)標準化后資源耗竭清單1、資源耗竭系數(shù) 資源消耗標準人當量基準標準化后資源消耗 表5-72、環(huán)境影響負荷表5-72、環(huán)境影響負荷圖5-9圖5-9（四）結(jié)果解釋水資源利用和國外相比有很大的差距； 啤酒生產(chǎn)煤資源消耗更嚴重； 電力消耗主要是發(fā)酵過程維持低溫環(huán)境所需的制冷過程。環(huán)境的潛在影響依次是富營養(yǎng)化、全球變暖、粉塵和煙塵、酸化和工業(yè)固體廢物。釀造階段和蒸汽生產(chǎn)階段的環(huán)境影響潛值最大。（四）結(jié)果解釋 三、建筑瓷磚 為考察建材生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，用LCA方法評價了某建筑

15、瓷磚生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。(一）目標和范圍目標：只考察其生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。范圍：直接原料消耗和直接廢物排放，不考慮原料的生產(chǎn)加工過程以及廢水、廢渣的再處理過程。 生產(chǎn)工藝示意圖 三、建筑瓷磚三生命周期評新課件_2 （二）清單分析： 1、資源消耗：按原料配比進行數(shù)據(jù)分類； 2、能源消耗：分為加熱、照明、取暖等過程進行編目； 3、廢棄物排放:按廢氣、廢水、廢渣等進行編目分析。 （二）清單分析： (三)影響評價： 采用輸入輸出法模型 某瓷磚生產(chǎn)線的輸入輸出法評價模型 (三)影響評價： 某瓷磚生產(chǎn)線的輸入輸出法評價模型環(huán)境影響結(jié)果見圖： 圖(a)為能源和資源的消耗情況 圖(b)為對環(huán)境的影響 環(huán)境

16、影響結(jié)果見圖：某瓷磚生產(chǎn)過程的環(huán)境影響LCA評價結(jié)果某瓷磚生產(chǎn)過程的環(huán)境影響LCA評價結(jié)果（四）結(jié)論解釋1、廢渣排放量較小，僅為0.5 kg/m2；2、廢水的排放量為30 kg/m2，可以循環(huán)再利用。3、溫室氣體效應較大結(jié)論：改進工藝主要有降低能耗、降低廢水排放量、減少溫室氣體效應影響等。（四）結(jié)論解釋四、造紙產(chǎn)品（一）目標和范圍目標：分析我國造紙工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不同生命周期階段的資源消耗及環(huán)境排放。范圍：原材料的獲取、生產(chǎn)加工、使用、回收再生處理階段四、造紙產(chǎn)品（二）清單分析1、原材料消耗分析 生產(chǎn)1t涂布白紙板的原材料消耗 原材料名稱 消耗量/kg 原材料名稱 消耗量/kg木材 1325

17、 瓷土 80燒堿 204 丁苯膠乳 30水 113000 硫酸鋁 15漂白劑 51 碳酸鈣 100（二）清單分析 原材料名稱 消耗量/kg 原材2、能源消耗分析能源 原料獲取 制漿 抄紙及加工 總計電能（折合煤） 6 218 210 434熱能（折合煤） 0 314 314 628總計（折合煤） 6 532 524 1063生產(chǎn)1t涂布白紙板的能源消耗2、能源消耗分析能源 原料獲取 制漿 抄紙及加3、廢物排放分析廢氣排放 制漿造紙生產(chǎn)周期的大氣排放（kg/t)排放物燃煤制漿漂白抄紙總計煙塵10115.700125.7H2S 03.5003.5CH3SCH3 01.9001.9SO212.820

18、0032.8CO22130 0002130NOx4.81260030.813、廢物排放分析排放物燃煤制漿漂白抄紙總計煙塵10115.7廢水排放 生產(chǎn)1t涂布白紙板對水環(huán)境的污染負荷工序排水量m3/t SS kg/tBOD kg/tCOD kg/t總N量 kg/t備料3.72.10.60.60制漿11.23.36.318.91.8漂白263.38.525.50抄紙6347.716.750.10化學品回收9.37.42.87.40總計11363.834.9102.51.8廢水排放工序排水量m3/t SS kg/tBOD kg固體廢物排放 制漿造紙過程中主要固體廢物產(chǎn)生點及排放量kg/t 固體廢物產(chǎn)

19、生點 備料 堿回收 廢水處理污泥 總計固體廢物排放量 10 410 75 495固體廢物排放 固體廢物產(chǎn)生點 備料 堿回收 廢水處（三）結(jié)果解釋 1、生產(chǎn)1噸紙消耗標準煤1.063t,比國外單位產(chǎn)品能耗高28%36%； 2、耗水量113m3是國外相應產(chǎn)品耗水量的18倍，造紙生產(chǎn)水循環(huán)利用率低； 3、廢水中主要是COD、SS、BOD，來自制漿、漂白和抄紙過程； 4、廢氣主要是CO2、SO2、NOx和煙塵，來自動力鍋爐和制漿； 5、固體廢物主要來源于堿回收和廢水處理的污泥。 結(jié)論：提高資源和能源利用率，降低造紙生產(chǎn)階段的環(huán)境影響，從上述幾個方面入手。（三）結(jié)果解釋五、水泥生產(chǎn) 本案例以代表水泥工業(yè)

20、發(fā)展方向的某水泥廠新型干法生產(chǎn)線為依據(jù)，進行生命周期評價分析。（一）評價目的與范圍目的：分析生產(chǎn)各過程環(huán)境影響，確定造成重大環(huán)境影響的關鍵環(huán)節(jié)，改進生產(chǎn)工藝，降低能源和原材料消耗，減少環(huán)境污染。范圍：主要考慮水泥生產(chǎn)工藝過程和運輸過程產(chǎn)生的直接環(huán)境影響以及與水泥生產(chǎn)相關的電力生產(chǎn)和煤炭生產(chǎn)過程產(chǎn)生的間接環(huán)境影響。五、水泥生產(chǎn)（二）清單分析1、原料消耗 水泥生產(chǎn)原料消耗清單（kg/t) 水泥原料 P. I. 52.5 P. O. 42.5 P. S. 32.5石灰石 1230.30 1073.71 761.36砂巖 79.94 69.77 49.47鐵粉 32.76 28.59 20.27石膏

21、52.04 51.14 51.06水（二）清單分析 水泥石灰石 2、能量消耗 1t水泥能量消耗 （kJ) 水泥能量消耗 P. I. 52.5 P. O. 42.5 P. S. 32.5 電耗 熱耗 電耗 熱耗 電耗 熱耗原料開采1001188737561957生料制備12373710798876573煤粉制備13673119328461熟料燒成 976913146042852572745617604551946889熟料粉磨 13741011992085034礦渣粉磨 2020860393石膏制備2600.42554.82553.2合計47522931460424352362745617355

22、4261946889每噸水泥3621271318085423023162、能量消耗 水泥3、環(huán)境影響 三種水泥生產(chǎn)階段環(huán)境排放清單（g/t)排放物 CO2 SO2 NOx COCOD SS 油粉塵P. I. 52.51041557280.41609388.635.450.91.42244P. O. 42.5920028254.11434.6356.131.145.61.32017P. S. 32.5677685201.61087.4292.222.434.91.115653、環(huán)境影響排放物 CO2 SO2 NOx COCO 水泥生產(chǎn)階段環(huán)境排放清單 （g/t水泥） 排放物 CO2 SO2 NO

23、x COCOD SS 油粉塵工藝過程P. I. 52.583550769022.9429.622.50.095922P. O. 42.572920066.37872.5625.819.60.083804P. S. 32.5517100475581.8218.313.90.059571運輸過程P. I. 52.55254540.111.71651P. O. 42.55040239.111.215.349P. S. 32.54616935.810.314.145電力生產(chǎn)P. I. 52.5150648136.2688.63664.126.01.31260P. O. 42.5137970124.76

24、30.63353.823.91.21154P. S. 32.5112670101.85152743.119.51.0942.6煤生產(chǎn)P. I. 52.5281427.56.73.71.72.411.1P. O. 42.52456245.83.21.52.19.7P. S. 32.51741174.12.311.56.9 水泥生產(chǎn)階段環(huán)境排放清單 （g/t水泥） （三）環(huán)境影響評價1、全球變暖 水泥生產(chǎn)階段全球變暖潛在環(huán)境影響 排放物當量因子/（gCO2eq/g)全球變暖潛在環(huán)境影響（gCO2eq/a) P. I. 52.5 P. O. 42.5 P. S. 32.5 CO2 1 1041557 920028 677680 CO 2 388 356.1 292.2 NOx 320 1609 1434.6 1087.4 潛在影響 1557214 1379812 1026232（三）環(huán)境影響評價 當量因子/全球變暖潛在環(huán)境影響（gC 排放物當量