生命周期视角下2种餐厨垃圾资源化处理方案的对比分析

以唐山和厦门2处餐厨垃圾处理厂为例,利用Simapro软件中IMPACT2002+方法对2种不同餐厨垃圾处理模式作特征化、标准化以及归一化分析。同时,针对不同处理模式的经济效益开展评价。结果表明:案例1（唐山）在水生生态毒性、非可再生资源、陆地生态毒性等13个中点指标环境影响结果占优;案例1（唐山）与案例2（厦门）的总环境影响潜值分别为-26,22.7mpt。因此,案例1的环境效益占优;案例1比案例2的投资回收期更短,经济效益更佳。     

生命周期评价在我国乙烯行业环境评估中的应用

采用IMPACT 2002+方法对我国的乙烯行业进行了生命周期评价(LCA)研究,分析了包括原油生产、原煤生产、原料生产、乙烯生产和电力生产5个环节在内的13种污染物排放对乙烯行业的环境影响.结果表明,乙烯工业对不可再生能源原油的消耗,对温室效应、呼吸效应和水体酸化等的环境影响潜值最为严重.减少乙烯生产环节和原料生产环节(炼油过程)的SO2、NOx、CO2等气体的排放,以及原油开采过程的CH4逸放,是改善环境影响的关键因素.同时,以石脑油为原料裂解乙烯工艺比以轻烃为原料制乙烯工艺对环境的影响要小.而煤制烯烃工艺对环境影响较大,仍具有一定改进空间.总体来看,经过近十年发展,我国乙烯行业对资源利用效率和缓解尾气排放两方面都有显著的提升.     

基于LCA方法单皮鞋生产环境影响评价体系

本文选取皮鞋制造厂的单皮鞋为研究案例,运用生命周期评价方法(LCA)法,对选用SimaPro8.0版评价软件中的Eco-indicator 99评价方法,对皮鞋进行生命周期影响评价,建立制鞋过程各阶段的环境影响评价体系,指出对环境影响最大的制鞋工段,并提出合理的改善意见和措施。     

基于LCA的废弃手机资源化有效运输范围量化研究

基于生命周期评价方法（LCA）分析了废弃手机资源化过程的环境效益和跨区域运输过程的环境影响,并在此基础上提出了废弃手机跨区域流动的有效运输范围及其量化方法.通过采用IMPACT 2002+评价模型,从人体健康、生态系统质量、气候变化、资源消耗四方面对当前中国废弃手机两种典型资源化利用方案和运输过程的环境表现进行了评估.结果表明,两种资源化方案均表现出显著环境效益;部件再使用和材料再生过程是废弃手机资源化环境效益的主要贡献来源;综合考虑跨区域运输过程,在满足环境效益为正的前提下,包括部件再使用和不包括部件再使用两种资源化方案的有效运输范围分别为0~3094km与0~1248km.同时,对跨区域运输过程关键参数分析后发现,提高铁路运输占比和降低货车运输空返率可以有效扩大废弃手机跨区域转移的运输范围.     

我国终点型生命周期影响评价模型及基准值初步研究

为了开展生命周期影响评价方法的本地化研究工作,基于终点损害模型方法,通过文献查阅损害因子、核算人均基准值、问卷调研权重,构建了适用于我国的终点损害类生命周期影响评价模型.结果表明:①模型选取了致癌作用、细颗粒物形成、气候变化、水资源消耗、光化学臭氧形成、生态毒性、酸化、富营养化、土地利用、矿产资源、化石燃料11个环境影响类别,对应的终点损害类别为人体健康、生态系统、资源.②通过文献查阅获得了上述11个环境影响类别下污染物（或资源、能源）的损害因子.③以2017年为基准年,以我国为基准区域,核算了人体健康、生态系统和资源的人均基准值分别为0.019 DALY（disability adjusted life years,伤残调整寿命年）、6.08×10-5 species、2 467.42 MJ.研究显示,构建的终点损害模型不仅可以通过归一化将不同污染物以及资源、能源消耗核算成一个数值来表征环境影响,还可以实现产品内、产品间的相互比较,识别对环境影响较大的环节,推动绿色发展.      

中国化石能源生命周期清单分析

利用生命周期评价方法,建立了我国化石能源的生命周期清单模型,详述了模型相关因子的确定方法,计算了原煤、原油、天然气等初级能源及汽油、焦炭等几类主要次级能源的生命周期清单,揭示了我国能源生产的环境负荷,为工业系统分析和材料、产品的生命周期评价提供基础数据.清单分析表明我国化石能源清单的主要特点为能源消耗的97%以上主要来自生产过程,运输占到3%左右的比例;通过与2002年清单相比,我国化石能源生产的总能耗和排放出现不同程度变化;通过与国外能源清单相比,我国能源投入及排放整体处于较高水平.     

聚乙烯生产生命周期评价的研究

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。文章以我国东北某大型石化企业为案例,运用生命周期评价方法对聚乙烯生产生命周期中的环境协调性进行了研究,并对其污染物产生的环境影响潜值进行量化估算。评价结果表明:生产1t聚乙烯能源消耗为32.3×106kJ,环境影响负荷为701.9标准人当量。其中,轻烃、石脑油裂解及裂解气分离工序是释放污染物的最主要工序,光化学烟雾是最大的环境潜在影响,有必要采取措施降低聚乙烯生产过程中的环境负荷。     

以晶体硅太阳能电池产业为例的产业生命周期评价初探

面对日益复杂的环境问题和精细化环境管理需求,为了将生命周期评价在产业结构调整、发展方式转变中更好地发挥作用,对在产业层面开展生命周期评价的方法进行了探索研究.产业生命周期评价是在产品生命周期评价的基础上增加了:①基于“可拆解可组合”生态设计理念的功能单位和系统边界确定;②质量评估和数据整合的数据收集过程;③以不确定性分析来验证数据的合理性.选择晶体硅太阳能电池产业进行了产业生命周期评价的案例应用.结果表明:晶体硅太阳能电池产业可分为4个产品单元和11个工艺单元.基于上述产品单元和工艺单元的资源能源投入和污染物排放数据进行收集,在数据质量评估之后通过数据整合形成了产业生命周期数据清单.产业生命周期环境影响主要集中在呼吸系统影响（41.94%）、化石燃料（25.20%）、致癌（14.89%）和气候变化（8.80%）4个环境影响类别;减少环境影响的精准化途径是减少高纯多晶硅、硅片、电池片产品的电耗,组件产品中焊带消耗,硅片产品中的砂浆消耗和组件产品的铝合金边框消耗.蒙特卡洛分析结果显示,高纯多晶硅生命周期评价结果不确定性较高,与数据质量评估的结果较为一致.案例应用结果说明,产品生命周期评价可将生命周期评价从产品层面提升到产业层面,可为国家产业发展提供科学支撑.      

太阳能级多晶硅生命周期环境影响评价

采用生命周期评价法对太阳能级多晶硅生产过程的环境影响进行评价. 基于Eco-Indicator99,建立了适用于我国的终点破坏类影响评价模型(Chinese endpoint damage model,CEDM). 对影响评价模型的资源属性参数进行了本地化研究,核算出以2010年为基准年、以我国为基准区域的资源属性本地化人均年度基准值(4.33×105 MJ). 采用现场和问卷调研的方式获得太阳能级多晶硅所有生命周期阶段的能量物质的输入、输出和环境外排数据,调研样本总产量达到2012年全国产量的80%. 结果表明:从环境影响的最终破坏受体来看,太阳能级多晶硅生命周期环境影响主要集中在对人体健康损害方面,占其整个环境影响的72.31%;其次是对资源衰竭方面的影响,占24.23%;对生态系统的损害最小,仅占3.46%. 在所有环境要素中,电的环境影响最高,占79.48%;其次是蒸汽消耗、工业硅原料,二者分别占13.18%、5.97%. 我国太阳能级多晶硅生命周期环境影响是欧洲平均水平的2倍多,主要是受电力结构所致,但在技术先进性和污染防治水平方面要优于欧洲平均水平.      

生活垃圾综合处理模式生命周期评价

为了评价和筛选生活垃圾综合处理模式,采用生命周期模型对"分选+焚烧+填埋"、"分选+焚烧+填埋+堆肥"和"分类+焚烧+生物"3种处理模式在环境、经济等方面进行研究。结果表明:3种处理模式的环境影响潜力分别为5.92×10-2、9.11×10-2和5.09×10-2,单位处理成本为24.88、31.59和11.73元/(人.a)。经过综合评估"分类+焚烧+生物"处理模式具有明显优势。     

中国电动自行车动力铅酸蓄电池生命周期评价

以近年来中国用量增长最快的电动自行车动力铅酸蓄电池为对象,建立了生命周期环境影响评价模型,分析了从原材料生产、电池生产、电池运输、电池使用和废旧铅酸蓄电池及含铅废物回收处理全生命周期的环境影响.研究采用了大量企业调研数据和中国本土LCA数据库,以期反映整个中国铅酸蓄电池产业链的技术工艺和环境管理水平现状.结果表明,原材料生产和电池使用是资源(含能源)消耗的主要阶段,贡献了电池全生命周期绝大部分的环境影响.原材料生产贡献最多的全生命周期环境影响包括非生物资源耗竭(699%)、富营养化(89%)、光化学烟雾(98%)、臭氧层破坏(117%)、人体毒性(159%)和生态毒性(484%).电池使用过程的电耗间接消耗了83%的一次能源,相应地贡献了最多的气候变暖潜值(86%)和酸化潜值(70%).废旧铅酸蓄电池和含铅废物回收再生铅可抵消很大一部分原材料生产造成的环境影响.延长电池寿命,减少电池生产金属用量及提高废旧电池回收处理过程的工艺技术和污染控制水平也是减少铅酸蓄电池生命周期环境影响的关键.     

纸塑铝复合包装处置方式的生命周期评价

采用生命周期评价(LCA)法研究了纸塑铝复合包装的全生命周期环境影响,并在处置阶段对不同处置方式的环境影响进行评价. 通过现场和资料调研的方式,获得所有生命周期阶段能量物质的输入/输出和环境外排数据. 结果表明:纸塑铝复合包装生命周期阶段中环境影响比重最大的是原料获取阶段,占75%以上. 纸塑铝复合包装的全生命周期环境影响主要集中在化石燃料、土地占用和无机物对人体损害3个方面,在矿产资源、气候变化、酸化富营养化和生态毒性方面影响稍小. 3种处置方式对环境影响由大到小依次为填埋＞焚烧＞再生,其中填埋和焚烧处置分别比纸塑铝复合包装处置阶段前的环境影响增加11%和7%,再生可降低23%,而进一步降低环境影响的方式为发展铝塑分离技术.      

华北高产粮区夏玉米生命周期环境影响评价

以山东省桓台县夏玉米生产体系为例,应用生命周期评价方法,以单位产量为评价功能单元,把夏玉米生命周期分为原料开采与运输、农资生产与运输、作物种植3个生产阶段,对不同施氮水平下夏玉米生命周期的资源消耗与污染物排放进行了清单分析和影响评价.结果表明,随着施氮量的增加,夏玉米生命周期环境影响呈指数上升趋势,其中,主要影响类型为水资源耗竭,这与农作物需水量较大、水分生产率较低有关.在低氮量条件下,主要污染影响类型是全球变暖,随着施氮量的增加,富营养化上升为主要污染影响类型.提高作物种植阶段水肥利用效率是控制夏玉米生命周期环境影响的关键,它可减少夏玉米对水资源和氮肥的需求,从而直接减少农田氮素损失污染影响,也间接降低了上游生产环节的资源消耗与污染物排放影响,进而有助于降低夏玉米生命周期环境影响总潜力.     

电动与内燃机汽车的动力系统生命周期环境影响对比分析

以国内某两款同一车型的电动与内燃机汽车的动力系统为研究对象,通过生命周期分析软件GaBi建立生命周期评价(LCA)模型,在清单数据分析的基础上,采用CML2001模型对两种动力系统分别进行了定量的生命周期环境影响评价.评价结果表明,电动汽车动力系统的全生命周期综合环境影响比内燃机汽车动力系统高60.15％,并分别通过回收阶段分析、电能结构分析和敏感性分析对这一结果进行了解释:回收阶段中酸化、富营养化和光化学臭氧合成3种环境影响类型的直接排放大于回收得到的环境效益;电动汽车动力系统的环境影响随着火力发电比例的下降而减小,增大水能、风力和核能发电在电力系统中所占比例能有效降低电动汽车对环境的影响;动力系统重量对电动汽车动力系统的环境排放影响最为敏感,电池充电效率次之,制造阶段能耗的敏感度最小.将动力系统使用阶段的环境影响分配到整车,则电动汽车的生命周期环境影响比内燃机汽车低0.14％,且主要环境影响类型是全球变暖、酸化和富营养化.     

多晶硅光伏组件生产可持续性评价

分别采用了全生命周期评价软件、全生命周期成本法、社会性指数评价法,对我国多晶硅光伏组件生产阶段的环境影响、经济性和社会性影响进行了定量评估.结果表明:多晶硅生产、多晶硅电池片生产、电池组装3个阶段的环境影响相对较大,其中多晶硅生产阶段对气候变化的贡献率在50%以上.经济成本分析显示,原料和劳动力的成本占总成本的70%以上.多晶硅电池片生产阶段的成本在光伏组件生产过程的5个阶段中所占的比重最大.社会性影响分析结果显示,在光伏组件生产中,劳动岗位增加的贡献指数值为0.72,劳动力就业贡献较大,而生产能力提高的贡献指数值仅为0.18,显示生产能力提高的贡献较小.研究显示,为提高多晶硅光伏组件的可持续性,在生产过程中需寻找清洁能源、寻找环保替代材料以降低环境影响;积极鼓励支持企业进行技术研发创新,着力提高电池转换效率以降低生产成本;通过市场良性竞争提高多晶硅光伏行业的社会贡献.      

纯电动汽车驱动电机全生命周期评价

基于生命周期评价(LCA)理论,运用Ga Bi 6软件建模,对荣威E50纯电动汽车驱动电机全生命周期环境排放和资源消耗进行了评价,对比分析在中国不同区域使用下驱动电机生命周期过程资源环境影响,并对驱动电机生命周期过程中的生产制造能耗、使用能耗和原材料回收率做敏感性分析.结果表明,驱动电机全生命周期过程各环境影响类型指数排序为APGWPPOCPEPODP,且对环境的影响主要发生在使用阶段,其次是原材料获取和制造阶段.各大区域电网下驱动电机全生命周期过程环境排放影响从大到小为华东电网东北电网西北电网华北电网南方电网华中电网.从敏感性分析结果可知,使用能耗对驱动电机生命周期环境排放影响的敏感度大于生产制造能耗;铜的回收率对矿产资源消耗影响的敏感度远大于钢和铝的回收率.     

Development of a life cycle assessment tool for construction and maintenance of asphalt pavements

The increasing use of recycled materials in asphalt pavements calls for environmental assessment of such impacts as the energy input and CO₂ footprint. Life cycle assessment (LCA) is being accepted by the road industry for such purpose. It aims to quantify and collate all the environmental impacts from the life time of the product or process. This paper reviews relevant LCA resources worldwide, identifies the knowledge gap for the road industry, and describes the development of an LCA model for pavement construction and maintenance that accommodates recycling and up-to-date research findings. Details are provided of both the methodology and data acquisition. This is followed by a discussion of the challenges of applying LCA to the pavement construction practice, and recommendations for further work. In the case study, the model is applied to an asphalt paving project at London Heathrow Terminal-5 (LHR), in which natural aggregates were replaced with waste glass, incinerator bottom ash (IBA) and recycled asphalt pavements (RAP). Production of hot mix asphalt and bitumen was found to represent the energy intensive processes. This is followed by data analysis and sensitivity check. Further development of the model includes expanding the database to accommodate the recycling and maintenance practice in the UK, and taking into account the effect that roadwork has on traffic emissions. The LCA model can be further tested and calibrated as a decision support tool for sustainable construction in the road industry.