基于LCA的建材生产能耗及污染物排放清单分析

利用生命周期方法,通过清单建模及计算,分析了12种建材产品生产的生命周期能耗与大气污染物排放.清单分析包括能源上游阶段、运输阶段和建材生产阶段;同时考虑了直接能耗、直接污染物排放以及间接能耗、间接污染物排放;并使用“迭代”法对能源上游阶段进行清单分析.清单输出结果表明:钢材生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最大,分别为34.83 GJ/t和3 493 kg/t;草砖生产的生命周期总能耗和CO₂排放量最小,分别为0.14 GJ/t和11 kg/t,说明其环境友好性最佳.      

新闻纸生命周期评价与Ⅲ型环境声明研究

根据生命周期的理论框架及Ⅲ型环境声明的要求,对我国新闻纸产品系统的资源能源消耗及环境排放进行了定量分析和评估.研究系统边界从制浆废纸原料的收集到新闻纸产品运输至用户,主要单元过程包括制浆、抄纸、主要化学品生产、能源生产、运输等.通过评价分析最终得到以1000kg新闻纸为功能单位的生命周期清单结果,同时定量评估了其对全球...     

基于LCA方法的水泥企业清洁生产审核

水泥行业是典型的高能耗、高污染的工业,其快速发展带来了严重的资源、能源、环境等问题.因此,本文选择生命周期评价方法(LCA)作为清洁生产审核工具,对大连某水泥企业进行了清洁生产审核.本文在调研水泥工艺及现状的基础上,运用生命周期评价方法对水泥生产过程中原料开采、运输、生料制备、煤粉制备、熟料煅烧及水泥粉磨阶段进行清单分析与建模.采用了生命周期评价软件Gabi4进行清单计算与分析,评价模型为CML2001Dec07特征化模型.在整个水泥生产过程中考虑了全球变暖,人体毒性,环境酸化等环境影响类型,得出整个生命周期中石灰石和煤炭的资源能源耗竭潜值和资源消耗量最大,而环境排放影响中熟料煅烧阶段对各个类型的环境影响远远高于其他几个阶段,同时熟料煅烧过程中排放的二氧化碳等温室气体的影响最严重.最终根据评价分析结果确定清洁生产审核重点并提出了清洁生产方案,并且在清洁生产方案中选择其中最重要的余热发电方案,进行余热发电清洁生产方案前后环境影响比较和清洁生产方案量化分析.     

北京电动出租车与燃油出租车生命周期环境影响比较研究

燃油机动车尾气排放是导致城市包括雾霾在内的大气环境问题的主要来源之一.以电动汽车替代传统燃油车是当前各国解决城市大气污染问题的重要举措.北京于2011年启动了电动出租车推广计划.为比较北京市迷迪电动汽车和现代燃油车生命周期的环境影响,运用生命周期评价方法,基于Ga Bi4.4软件,选用CML2001和EI99影响评价模型对两款车的生产、使用和报废回收全生命周期过程的环境影响进行了定量评价,并针对汽车报废里程和电力能源结构进行了敏感性分析.结果表明,从全生命周期视角,根据EI99评价模型,迷迪电动汽车环境影响总体上优于现代燃油车,尤其在削减化石能源消耗方面优势凸显,但在生态系统质量影响及人体健康影响方面却略有增大的趋势;利用CML2001模型对比分析得出迷迪电动汽车比燃油出租车在对非生物资源消耗、全球变暖以及臭氧层损耗等方面有明显改善;但在生产阶段尤其是动力系统生产方面在非生物资源消耗、酸化、富营养化、全球变暖、光化学臭氧合成、臭氧层损耗、生态毒性等生态环境影响却均有增大趋势.使用阶段电力生产是迷迪电动汽车非生物资源消耗、酸化、富营养化、全球变暖、光化学臭氧合成、生态毒性等环境影响的主要来源;而现代燃油出租车使用阶段的环境影响主要来源于尾气排放和汽油生产,其中尾气排放是造成现代燃油车在富营养化和全球变暖等方面影响潜值较大的主要原因;基于清单数据库,针对致霾因子影响分析得出,在2010年北京市电力能源驱动下,迷迪电动车明显增加了超细颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、挥发性有机物(volatile organic compouds,VOCs)等因子的全生命周期的排放,而同时降低了氨气(NH3)的排放量,使用阶段排放的差别是造成上述趋势的主要原因.对关键因素敏感性分析发现,随着报废里程以及清洁能源比例的增加,迷迪电动汽车相对现代燃油车的单位里程碳减排量呈现增加的趋势.清洁电力能源的使用可大幅降低迷迪电动汽车致霾污染物的排放量.根据分析结果,为北京市电动车的推广提出了对策建议.     

铁路运输生命周期评价初探

基于生命周期评价方法,建立了我国铁路运输的生命周期模型,包含电力机车和内燃机车的运行、基础设施建设、上游能源和原料生产等主要过程;采用我国2010年铁路货运统计数据、中国生命周期核心数据库(CLCD)等数据源,通过eBalance软件对铁路运输生命周期的环境影响进行了计算和分析. 归一化分析表明,铁路运输生命周期的主要环境影响类型为富营养化、酸化和可吸入无机物,三者分别占全国相应环境影响类型总量的0.92%、0.70%和0.62%. 对大理—保山段铁路实际建设数据的研究表明,铁路基础设施建设及原材料生产的各项环境影响类型对铁路运输生命周期环境影响的贡献在9.45%(富营养化)～73.55%(非能源资源消耗)之间,影响十分显著. 生命周期节能减排综合评价表明,铁路运输节能减排综合指标的主要贡献来自于初级能耗、NO_x和CO₂,三者分别占ECER(节能减排综合指标值)的30.90%、27.50%和21.60%. 电力机车运输的节能减排效果优于内燃机车运输,其节能减排综合影响比内燃机车低41.91%.      

秸秆压块与燃煤供热系统生命周期环境排放对比研究

为证明采用秸秆压块燃料替代煤炭进行供热的可持续性,对秸秆压块和燃煤供热系统的生命周期环境排放进行了对比分析.基于我国2012年投入产出表,构建了投入产出生命周期评价(IO-LCA)和过程生命周期评价(PLCA)相结合的混合生命周期评价(Hybrid-LCA)模型,核算了玉米秸秆压块和燃煤供热系统供应1 GJ热的生命周期CO2、SO2、NOx和PM2.5排放.结果显示,秸秆压块供热系统的生命周期CO2排放量为7 kg·GJ-1热,比燃煤供热排放减少121 kg.此外,秸秆压块供热系统比燃煤供热系统可以分别减少SO2排放98%、NOx排放76%和PM2.5排放58%.控制原料水分,通过减少原料收集和能源转化过程中的耗损,减少能源转化过程的电力消耗以及控制原料收集半径等可以有效改进秸秆压块供热系统环境表现.     

生命周期评价--清单分析方法探讨

清单分析是生命周期评价方法中极重要的环节，是对整个生命周期阶段的资源和能源的使用及环境排放的定量分析过程，详细阐述了清单流程编制和清单数据获得的分析及收集方法，并示例说明。     

餐饮废弃油脂的生物柴油生命周期能耗与CO_2排放分析

对以餐饮废弃油脂为原料,利用化学催化法生产的生物柴油进行了生命周期能耗与CO2排放分析,以具有1 MJ能量的生物柴油产品为功能单位.结果表明:生物柴油生命周期总能耗为1.648 9 MJ,化石能耗为0.616 9 MJ,化石能效比为1.62,生命周期净能量产出为0.383 1 MJ,生命周期CO2净排放量为-10.34 g.与生产和使用1 MJ能量的石化柴油相比,生物柴油生命周期总能耗升高37%,化石能耗降低49%,可减少CO2排放90.99 g.     

动态生命周期评价的研究与应用现状

生命周期评价（LCA）在理论和实际应用中存在一些局限性,包括清单和评价方法缺乏时间维度和空间维度,主要表现为缺乏对产品能源系统随时间变化的考虑,使用静态的过时的清单数据而非基于时间的动态生命周期清单数据,以及影响评价方面缺乏动态特征因子的选择和计算方法.动态生命周期评价（DLCA）是针对工业和环境系统的时间和空间变化的动态建模过程的评价方法,可大大提高传统生命周期评价的科学性和准确性.本文从3个方面对动态生命周期评价方法进行总结和评述,即将时间信息作为不确定因素的动态建模分析;生产过程或污染物排放的实时数据的获取;基于时间分化的动态特征因子的影响评价方法.通过目前的动态生命周期评价的研究现状来看,其方法框架并不统一,另外缺乏科学的时间分化的LCI计算的数学模型和软件以及生命周期影响评价的建模解决方案.因此,本文对DLCA未来的发展进行展望,以期为LCA方法的研究、应用、发展和完善提供更多的支持.     

生命周期评价应用于温室气体排放的研究进展

致使全球气候变暖的温室气体排放问题已经全面引起了人们的广泛关注。生命周期评价作为一种评价环境负荷的评价工具,用于科学定量地估算产品、服务及工艺流程改造等方面的温室气体排放有其独特的优势。文章介绍了估算温室气体排放简化生命周期的技术框架及生命周期评价方法在第一产业(种植业、畜牧业),第二产业(硬纸板加工、橡胶生产、废塑料燃烧的能源再利用)以及第三产业(交通运输、旅游业)的应用情况,并综述了三个产业中的主要系统边界划分原则以及对温室气体排放影响的主要因素;同时,介绍了我国在节能减排方面利用生命周期评价方法的研究与应用实例。     

玉米燃料乙醇生命周期净能量分析

玉米燃料乙醇作为化石燃料的替代品,能量效率(净能量或能量比)是评价其可持续性的一个重要标准.基于生命周期清单分析原理,建立了玉米燃料乙醇的净能量分析方法.以我国夏玉米燃料乙醇的生产条件为例,计算了玉米燃料乙醇整个生命周期的能量效率并对其影响因素进行了分析,讨论了乙醇汽油混合燃料的节能效果.研究表明:玉米燃料乙醇具有一定的能量效益,干法和湿法工艺的能量效率(能量比)分别为1.25和1.04.通过玉米燃料乙醇生命周期内的能量输入比较可知,玉米生产和乙醇转化过程的化石能输入占有最大的比例,因而玉米种植过程中的氮肥、电力、柴油消耗和乙醇生产过程中蒸馏和脱水过程的能耗是影响玉米燃料乙醇能量效益的主要因素.     

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.      

中国钢材生命周期清单分析

采用生命周期清单分析方法分析了我国普通钢材生产过程中的能源消耗，物料消耗以及对环境的排放，研究表明我国钢铁生产生命周期过程中值得关注的环境问题有：能源消耗远高于发达国家平均水平，其主要存在于各相连工艺间及内部的运输过程水循环利用率较低，造成大量淡水资源浪费；废气排放主要是CO2和SOx，其主要来源于煤的燃烧和工艺过程，十分巨大的工业固体废弃物将造成严峻的局地环境问题。     

LCA中清单分析数据的获得

清单分析是ＬＣＡ继目标界定后的一步重要操作,工业量极大,本文从我国具体情况出发,开发了一套获取产品ＬＣＡ清单数据的方法,介绍了通过行业污染系数获取产品的社会数据以及借助企业生产的质量流程图收集和检验企业数据的具体步骤。     

中国生命周期参考数据库的建立方法与基础模型

缺乏完善的本地化LCA(Life Cycle Assessment)数据库是国内广泛开展LCA研究与应用的主要障碍.本文总结提出了建立中国生命周期参考数据库(Chinese Reference Life Cycle Database,CLCD)的基本方法,包括环境影响类型与物质名录的选择、单元过程清单数据的收集与审核、生命周期清单数据的建模与计算、CLCD数据库的建立等4个方面.按照上述方法,以电力、煤炭、燃油、运输等基础性产品为核心,初步建立了可扩展的中国基础工业系统的生命周期模型,收集了单元过程的全国平均清单数据,通过模型计算获得了这些基础性产品的生命周期清单数据,从而得到了CLCD基础数据库,为下一步扩展为更完善的CLCD数据库提供了方法与模型基础.     

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.     

轻型纯电动汽车生产和运行能耗及温室气体排放研究

基于中国本地化的环境负荷数据,建立了电动汽车全生命周期模型,深入分析和评估了电动汽车生产和运行两个阶段的能耗及温室气体排放(Greenhouse gases,GHGs).结果表明:电动汽车生产和运行过程的总能耗为474 GJ;GHGs为40500 kg(以CO2当量计),电动汽车生产和运行过程的GHGs分别占总排放量的23.5%和76.5%.对于电动汽车生产过程能耗和GHGs而言,原材料生产均为主要贡献者,GHGs占到车辆生产过程的74.6%,占生命周期的17.5%.另外,情景分析表明,再生材料应用、单位电力GHGs和百公里电耗能够在很大程度上影响电动汽车的碳排放.再生金属替代原生金属后,从情景1到情景5,车辆生产的GHGs下降了约22.2%,车辆生产和运行过程的总GHGs下降了约4.7%;单位电力GHGs每下降1%,电动汽车运行GHGs下降0.9%;电动汽车百公里电耗每下降1.0%,车辆生产和运行过程总GHGs下降约1.0%.因此,发展清洁能源、降低火力发电比例、优化原材料生产工艺、提高再生原材料用量等,是有效降低电动汽车全生命周期过程总能耗和GHGs的重要途径.     

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.