《生命周期评新》PPT课件.ppt

第三章 生命周期评价,一、生命周期评价的起源和发展（一）生命周期评价的起源20世纪60年代末：美国中西部资源研究所（MRI)为可口可乐公司研究70年代初：美、欧、日公司进行类似的生命周期评价分析。80年代末：，1989年，荷兰首次提出制定面向产品的环境政策；1990年，国际环境毒理学与化学学会提出生命周期评价（LCA)概念。,第一节 生命周期评价概述,（二）生命周期评价的发展1992，组织西方国家科研机构对LCA展开深入研究；1993，出版生命周期评价纲要：实用指南1997，国际标准化组织推出ISO 14040标准环境管理生命周期评价原则与框架；1999，推出ISO 14041环境管理生命周期评价目标与范围的确定，清单分析；2000，ISO 14042环境管理生命周期评价生命周期影响评价；ISO 14043 环境管理生命周期评价生命周期解释。,二、生命周期评价的概念和特点（一）生命周期评价的定义 1、ISO（国际标准化组织）的定义 汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。2、国际环境毒物学和化学学会的定义 生命周期评价是一种对产品生产工艺以及活动对环境的压力进行评价的客观过程，它是通过对能量和物质的利用以及由此造成的环境废物排放进行识别和进行量化的过程。,（二）生命周期评价的主要特点,面向的是产品系统,是开放性的评价体系,是对产品或服务全过程评价,是系统性.定量化的评价方法,是充分重视环境影响的评价方法,三、生命周期评价的意义1、有助于企业选择更加有利于环境的最佳绿色工艺；2、有助于企业实施生态效益计划，促进企业可持续增长；3、能够帮助企业有步骤有计划地实施清洁生产；4、为制定环境政策提供理论支持；5、为授予绿色标签产品的环境标志提供量化依据；6、可以对市场行销进行引导，指导绿色营销和绿色消费。,产品的加工制作,能源,商品,产品,原材料,废品,自然资源,取自自然,使用/复用,运输销售,原料采集和处理,废弃/再循环,排向自然,产品生命周期示意图,原材料加工,2003,产品生产制作,产品,生 产 过 程,包装运销,产品使用,再生处置,原料能源,原材料选择,产品生命周期分为5 个阶段,相关环境问题归成5 类,能源消耗,固体废料,废液排放,废气排放,一、生命周期评价的基本原则1、环境因素；2、目的和范围；3、透明性；4、讨论.记载.交流。,第二节 产品生命周期评价原理,ISO14040对LCA的基本框架作出了规范。LCA包括4个阶段，即目标和范围的确定;清单分析;影响评估和结果讨论。,目标和范围的确定,清单分析,影响评估,结果讨论,LCA的四个阶段,二、生命周期评价的技术框架,（一）目标和范围的确定1、目标定义 指要确定开展此项研究的原因、预期的应用以及服务对象。2、范围界定 界定所研究的产品系统、边界、数据要求、假设及限制条件等。见图所示,原料采掘,生产/制造,运输/销售,使用/消费,废物管理,再生/回收利用,输入,输出,能源输入,原料输入,产品/副产品,三废,其他环境排放,（二）清单分析 对消耗的原材料、能源及向环境的排放，根据物质平衡和能量平衡进行调查、获取数据，进行量化分析的过程。见P:173 表5-11、原材料消耗2、能源消耗3、环境排放,（三）影响评价 对环境输入输出的潜在影响进行识别和评价，说明产品系统的环境影响贡献大小以及相对重要性，这一阶段称为生命周期影响评价，简称影响评价。影响评价的步骤组成：1、影响类别选择2、特征化3、量化评价,简化的环境影响分类体系（中国）,1、影响类别选择,2、特征化 特征化是开发一种模型，这种模型能将清单提供的数据和其他辅助数据转译成描述影响的叙词。国际上常用模型有临界体积模型、效应导向模型、生态评点模型临界体积模型临界体积=,污染物排放量（g）排放阈值（法规标准）（g/Vol),效应导向模型（荷兰）以某一种污染物为基准，把其影响潜值看作1，然后将等量的其他污染物与其比较，得到各类污染物相对影响潜值大小。全球变暖基准物：CO2酸雨基准物：SO2臭氧层破坏基准物：CFC-11。产品全球变暖潜值=单项污染物影响潜值之和见表5-7,5-8,3、量化评价正规化 消除各指标在量纲和数量级上的差异，为各种影响类别的相对大小提供可比较的基础，比较对各种影响类型的贡献大小。Ni=Ci/SiN-正规化结果（标准化后影响潜值），C-影响潜值，S-标准化基准值，i-环境影响类别例：P:212 表5-18，5-21,（100年）,C,N,S,Np,Wp,WF,赋权（加权评价）WP(i)=WF(i)NP(i)WP(i)-加权后的第i种影响类别的影响潜值WF(i)-i种影响类别的权重因子NP(i)-正规化后的影响潜值加权求和 在得到各环境影响类别的权重后，将正规化后的影响潜值乘以相应的权重再求和。见表5-21,识 别,报 告,评 估,（四）结果解释 对清单分析和影响评价的结果进行综合。包括三个要素：,三、产品生命周期的主要阶段,原料加工,产品生产,分装与包装,产品使用或消费,原材料获取,生产产品,产品回收和废物管理,运输,第三节 生命周期评价实例,一.中国钢材生命周期评价（一）目标和范围目标：1、探索基础材料工业与总体环境影响的相互关系 2、找出影响环境状况的主要因子 3、提出改进生产工艺进行清洁生产的机会与途径范围：1、主要原料工艺过程 2、辅助原料生产工艺 3、再循环过程,主原料工艺过程,辅料工艺过程,再利用过程,矿石开采运输,矿石精选,（造粒）球化及运输,烧结,高炉炼铁,炼钢,轧钢,钢材,石灰石开采,石灰生产,炼焦,原煤开采及运输,辅料工艺过程,大部分焦炭,大部分原煤,焦炉气,制氧,边角料再循环,回收废钢,锰铁矿开采及运输,”辅料工艺过程,（二）清单分析 1、能源消耗,2、原材料消耗,3、环境排放,（三）影响评价：1、影响类型,2、资源耗竭,3、环境影响负荷全球变暖,（100年）,3、环境影响负荷酸雨,3、环境影响负荷富营养化,环境影响潜值标准化,C,N,S,Np,Wp,WF,（四）结果解释 钢材生命周期评价结果表明，与钢材生产相关的环境影响主要为固体废弃物、烟尘和粉尘、全球变暖、酸雨。,第三节 生命周期评价实例,二.啤酒生产（一）目标和范围1、目标定义 识别啤酒生产各子系统中对环境影响较明显的单元；评价生产各阶段对环境的影响；有效支持啤酒清洁生产。2、范围定义 以某地区销售的630ml绿色玻璃瓶装啤酒为例，功能单位为1kL。,（二）清单分析1、原材料消耗2、能源消耗3、环境排放,1kL啤酒生产原材料消耗清单 单位：kg/kL,1kL啤酒生产能源消耗清单,1kL啤酒生产环境排放清单 单位：kg/kL,(三)影响评价1、资源耗竭系数2、环境影响负荷,1kL啤酒生产标准化后资源耗竭清单,1、资源耗竭系数,表5-7,2、环境影响负荷,图5-9,（四）结果解释水资源利用和国外相比有很大的差距；啤酒生产煤资源消耗更严重；电力消耗主要是发酵过程维持低温环境所需的制冷过程。环境的潜在影响依次是富营养化、全球变暖、粉尘和烟尘、酸化和工业固体废物。酿造阶段和蒸汽生产阶段的环境影响潜值最大。,三、建筑瓷砖 为考察建材生产过程对环境的影响，用LCA方法评价了某建筑瓷砖生产过程对环境的影响。(一）目标和范围目标：只考察其生产过程对环境的影响。范围：直接原料消耗和直接废物排放，不考虑原料的生产加工过程以及废水、废渣的再处理过程。生产工艺示意图,（二）清单分析：1、资源消耗：按原料配比进行数据分类；2、能源消耗：分为加热、照明、取暖等过程进行编目；3、废弃物排放:按废气、废水、废渣等进行编目分析。,(三)影响评价：采用输入输出法模型,某瓷砖生产线的输入输出法评价模型,环境影响结果见图：图(a)为能源和资源的消耗情况 图(b)为对环境的影响,某瓷砖生产过程的环境影响LCA评价结果,（四）结论解释1、废渣排放量较小，仅为0.5 kg/m2；2、废水的排放量为30 kg/m2，可以循环再利用。3、温室气体效应较大结论：改进工艺主要有降低能耗、降低废水排放量、减少温室气体效应影响等。,四、造纸产品（一）目标和范围目标：分析我国造纸工业产品生产过程中不同生命周期阶段的资源消耗及环境排放。范围：原材料的获取、生产加工、使用、回收再生处理阶段,（二）清单分析1、原材料消耗分析 生产1t涂布白纸板的原材料消耗,2、能源消耗分析,生产1t涂布白纸板的能源消耗,3、废物排放分析废气排放 制浆造纸生产周期的大气排放（kg/t),废水排放 生产1t涂布白纸板对水环境的污染负荷,固体废物排放 制浆造纸过程中主要固体废物产生点及排放量kg/t,（三）结果解释 1、生产1吨纸消耗标准煤1.063t,比国外单位产品能耗高28%36%；2、耗水量113m3是国外相应产品耗水量的18倍，造纸生产水循环利用率低；3、废水中主要是COD、SS、BOD，来自制浆、漂白和抄纸过程；4、废气主要是CO2、SO2、NOx和烟尘，来自动力锅炉和制浆；5、固体废物主要来源于碱回收和废水处理的污泥。结论：提高资源和能源利用率，降低造纸生产阶段的环境影响，从上述几个方面入手。,五、水泥生产 本案例以代表水泥工业发展方向的某水泥厂新型干法生产线为依据，进行生命周期评价分析。（一）评价目的与范围目的：分析生产各过程环境影响，确定造成重大环境影响的关键环节，改进生产工艺，降低能源和原材料消耗，减少环境污染。范围：主要考虑水泥生产工艺过程和运输过程产生的直接环境影响以及与水泥生产相关的电力生产和煤炭生产过程产生的间接环境影响。,（二）清单分析1、原料消耗 水泥生产原料消耗清单（kg/t),2、能量消耗 1t水泥能量消耗（kJ),3、环境影响 三种水泥生产阶段环境排放清单（g/t),水泥生产阶段环境排放清单（g/t水泥）,（三）环境影响评价1、全球变暖 水泥生产阶段全球变暖潜在环境影响,2、酸化 水泥酸化潜在环境影响,3、富营养化 水泥富营养化潜在环境影响,4、潜在环境影响的标准化 标准化后的潜在环境影响,（四）结果解释工艺过程和电力生产产生的环境影响最大。降低环境影响，可提高热效率和改变能源结构。全球变暖和粉尘排放是两种主要的环境影响类型。熟料烧成工艺耗能最大，热耗占总能耗的86.9%.降低热耗是减少水泥环境影响的关键。,思考题,1、生命周期评价的概念、特点和意义2、生命周期评价的技术框架3、何为特征化？国际常用的特征化模型？4、试以中国钢材为例，熟悉生命周期评价的全过程,结束,