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.     

废旧热固性酚醛层压塑料回收过程的生命周期评价

基于生命周期评价方法(Life Cycle Assessment,LCA),研究了使用机械物理法和热解法回收废旧酚醛层压塑料过程中的物料消耗、能源消耗以及对环境的排放,评价了两种方法在回收过程中对环境的影响。通过现场测量和资料调研的方式获得了所有回收过程中能量物质的输入/输出和环境外排数据。结果表明:对于回收1 kg废旧酚醛层压板过程,从资源消耗来看,机械物理法的资源耗竭系数为0.144×10-6a,热解法为0.102×10-6a;从总环境负荷来看,机械物理法的环境负荷是0.1639×10-3a-1,热解法的环境负荷是0.3387×10-3a-1,热解法是机械物理法的2.53倍;从环境影响类型来看,机械物理法主要环境影响为烟尘与灰尘和酸化,分别占总环境负荷的50.40%和25.50%;热解法主要环境影响全球变暖、酸化和烟尘与灰尘,分别占36.93%、23.53%和17.89%。因此,从平衡生命周期能源消耗、环境排放和经济型角度出发,机械物理法比热解法回收热固性酚醛层压塑料具有更好的实用价值,更适宜大力推广。     

中国水泥生产环境负荷研究

基于生命周期理论,采用CML环境影响评价方法对我国水泥生产的环境负荷进行了定量分析.结果表明,水泥生产的环境影响主要体现在温室效应、不可再生能源消耗和不可再生资源消耗,其环境负荷分别占对应环境影响类型世界总负荷的2.76%、2.34%和1.39%.2004年我国水泥生产的环境负荷约占世界总负荷的1.28%,其中,立窑生产工艺、湿法回转窑生产工艺和新型干法生产工艺的环境负荷分别为0.84%,0.12%和0.32%.通过行业结构调整,用新型干法生产工艺取代其它落后的生产工艺,可使我国水泥生产的环境负荷降至世界总负荷的1%左右.     

我国水泥企业生产环境负荷分析

基于生命周期理论,采用CMI环境影响评价方法对我国水泥生产的环境负荷进行了定量分析结果表明,水泥生产的环境影响主要体现在温室效应、不可再生能源消耗和不可再生资源消耗,其环境负荷分别占对应环境影响类型世界总负荷的2.76%,2.34和1.39%,2006年我国水泥生产的环境负荷约占世界总负荷的1.28%,其中,立窑生产工艺、湿法回转窑生产工艺和新型干法生产工艺的环境负荷分别为0.84%,0.12%和0.32%。通过行业结构调整,用新型干法生产工艺取代其它落后的生产工艺,可使我国水泥生产的环境负荷降至世界总负荷的1%左右。     

典型复合包装的全生命周期环境影响评价研究

采用生命周期评价法研究了牛奶纸塑铝复合包装的全生命周期环境影响,并与塑料包装的环境影响进行比较评价.通过现场和资料调研的方式获得整个生命周期的能量物质的输入输出和环境外排的数据.结果表明,纸塑铝复合包装和塑料包装的环境影响值分别为5.225, 4.670Pt,在整个生命周期中,环境影响比重最大的是原材料获取阶段,两者均在80%左右.塑料包装在化石资源消耗方面是纸塑铝复合包装的2倍多,由于化石资源消耗是不可再生的,因此其对环境的影响无法通过相关途径降低.纸塑铝复合包装的环境影响较大的原因是其尚未得到很好的回收再生利用,通过发展铝塑分离再生技术和提高纸塑铝复合包装回收率可以降低其环境影响.     

基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料的生命周期评价

利用改性木质素制备的木质材料其生产过程对生态环境有重要的影响.为探讨该环保型木质材料的可行性,利用Ga Bi 6.0软件,对基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料(HMIL/WF)进行生命周期评价,比较分析生命周期各生产环节的非生物资源耗竭、酸化效应、富营养化、全球变暖潜值、臭氧层破坏潜能以及光化学臭氧生成潜力等主要环境影响类型.结果表明:在HMIL/WF材料生命周期的3个子系统中,纤维制造子系统对各环境影响贡献值最大,此次是产品成型子系统,后期加工子系统对环境影响最小.全球变暖潜值是HMIL/WF材料环境影响的主要类型,占总环境影响值的73.09%,环境影响大小依次为全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化、非生物资源耗竭和臭氧层破坏潜能.热能消耗的环境影响最为严重,占HMIL/WF材料生命周期总环境影响的44.77%.各生产环节的环境影响大小顺序依次为热能消耗、电能消耗、H_2O_2生产、木质素磺酸铵(AL)制备和运输阶段.热能消耗环节的全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化和非生物资源耗竭的影响值为HMIL/WF材料生产各环节的最高值;运输阶段产生了最高的臭氧层破坏潜能.与传统中密度纤维板的生命周期环境影响潜值总值(4.71×10~(-9))相比,HMIL/WF材料的环境影响总值(4.22×10~(-9))减少了10.4%.     

加氢脱硫废金属催化剂回收生产过程生命周期评价

基于生命周期评价法(LCA)评价加氢脱硫废金属催化剂回收生产过程的环境影响,将回收生产过程分为6个阶段,选取了12种关键环境影响类型,通过建立物质投入及排放清单,基于eBalance软件进行建模和计算。结果表明:回收1 t废催化剂的总环境影响为1.11E-08,其中,全球变暖效应潜值(GWP)是废催化剂回收生产过程中最大的环境影响贡献类型。焙烧阶段的环境影响贡献最大,其次为提取钴镍阶段、浓缩蒸发阶段、提取钼钒阶段,预处理阶段、运输阶段的环境影响贡献很小。基于生命周期评价法提出能源替代方案,清洁能源替代方案的环境影响为4.98E-09,较回收工艺环境影响削减了55.16%的环境影响。     

废铅酸电池回收制取再生铅合金技术的生命周期评价

废铅酸电池的回收利用已成为铅酸电池行业实现健康持续发展的关键一环.本文采用生命周期评价方法,分析了废铅酸电池回收制取铅合金技术及末端污染控制全过程的环境影响,并与废铅酸电池回收制铅锭再制电池材料和利用原生材料生产电池材料的过程进行了对比研究.结论表明废铅酸电池回收直接制取铅合金过程中铅膏熔炼和合金配制环节在各环境影响指标中的贡献较大(其中全球变暖潜值中占60%和33%,酸化潜值中占33%和54%,人体毒性潜值中占28%和57%),主要为辅助材料及能源动力带来的间接影响;利用原生材料生产电池材料过程的环境影响相对另两个过程更大,归一化的环境影响指标结果中人体毒性潜值、富营养化潜值及酸化潜值最大(分别为2.42×10~(-11)、1.26×10~(-11)和1.08×10~(-11)),其中铅原料生产的贡献比例占绝大部分.废电池回收直接制取再生铅合金与废电池回收制铅锭再制电池材料相比,环境影响表现更优,有利于形成电池生产企业的闭环循环过程,值得应用推广.未来应鼓励以废铅酸电池回收代替相应原生材料生产新电池,同时进一步减少回收过程中使用的资源能源环境影响,以带来更大的环境效益.     

啤酒的生命周期评价

本文在啤酒酿造阶段基础上,将原料种植及麦芽制备引入研究范围,利用Gabi5.0软件对啤酒进行从摇篮到大门的生命周期评价.各阶段考虑温室效应、酸化、富营养化、非生物资源消耗、人体潜在毒性、光化学毒性6种环境影响类型.结果表明,温室效应是啤酒生产对环境影响的主要类型,占总环境影响潜值43.75%,环境影响由强至弱分别为温室效应、富营养化、酸化、人体潜在毒性、光化学毒性和非生物资源消耗.灌装阶段是造成环境影响的主要阶段,占总环境影响潜值39.77%,种植阶段次之.其中灌装阶段的温室效应、非生物资源消耗、人体潜在毒性和光化学毒性影响潜值为啤酒生产各阶段最高值,种植阶段的富营养化、酸化影响潜值在各阶段最高.对灌装阶段采用传输管道改进,空压机热能回收、蒸汽二次利用等清洁生产方案降低能源消耗和环境影响,方案实施后蒸气和电能消耗分别减少247.66 MJ和4.46 k Wh,温室效应影响潜值减少19.18%,具有一定的环境效益和经济效益.     

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.     

基于LCA的聚乳酸快递包装环境友好性评价

以聚乳酸快递包装为研究对象,运用生命周期评价（LCA）方法对聚乳酸快递包装的原料获取、加工、使用及5种处置情景的环境影响进行比较,并采用累积能源需求（CED）方法对能源消耗情况进行分析.功能单位（1000个规模为25×35cm的聚乳酸快递袋,918kg）快递袋原材料获取、加工及使用阶段的环境影响潜能值分别为1.09×10^-9、5.64×10^-10、1.24×10^-10.海洋水生态毒性是聚乳酸快递袋环境影响的主要类型,占77%;非生物资源耗竭潜能值、人类毒性次之,分别占9%和6%.能源消耗主要类型为不可再生能源,占总能源消耗的89%,其中,快递袋使用阶段为主要贡献阶段,占比为91%.处理阶段5种处置情景中情景Ⅴ（焚烧47%,填埋13%,回收40%）对环境最为友好,通过增加焚烧和回收处置的比例,减少填埋比例对环境有着更为积极的影响.     

基于LCA的聚乳酸快递包装环境友好性评价

以聚乳酸快递包装为研究对象,运用生命周期评价（LCA）方法对聚乳酸快递包装的原料获取、加工、使用及5种处置情景的环境影响进行比较,并采用累积能源需求（CED）方法对能源消耗情况进行分析.功能单位（1000个规模为25×35cm的聚乳酸快递袋,918kg）快递袋原材料获取、加工及使用阶段的环境影响潜能值分别为1.09×10^-9、5.64×10^-10、1.24×10^-10.海洋水生态毒性是聚乳酸快递袋环境影响的主要类型,占77%;非生物资源耗竭潜能值、人类毒性次之,分别占9%和6%.能源消耗主要类型为不可再生能源,占总能源消耗的89%,其中,快递袋使用阶段为主要贡献阶段,占比为91%.处理阶段5种处置情景中情景Ⅴ（焚烧47%,填埋13%,回收40%）对环境最为友好,通过增加焚烧和回收处置的比例,减少填埋比例对环境有着更为积极的影响.     

LCA of comprehensive pig manure management incorporating integrated technology systems

Increased and intensified pig production has raised the needs for proper management systems of pig manure in order to reduce negative environmental impacts. The objectives of this study were to identify the most significant environmental impacts from pig manure management considering a wide range of impact categories and to determine which integrated technology system at which handling stage can achieve the highest impact reduction. Twelve scenarios applying various treatment, storage and land application systems were developed and compared. Life cycle assessment (LCA) with the aim of capturing the actual consequences of the considered scenarios was selected as the tool for impact quantification. The most important impact categories in this investigation are global warming (GWP), aquatic eutrophication (AEP), respiratory inorganics (RIP), and terrestrial eutrophication (TEP). The two latter impacts, caused by ammonia emissions, have not been widely considered in most of previous LCA studies on pig manure management. The main keys for the effective impact reduction are the integration of treatment technology systems aiming at energy recovery with high nutrient recovery and control of greenhouse gas, ammonia, and nitrate emissions at every handling stage. For GWP and AEP, the anaerobic digestion-based scenario with natural crust storage achieves the highest impact reduction because of high efficiencies in energy and nutrient recovery with restricted emissions of GHG and nitrate. For RIP and TEP, the incineration and thermal gasification based scenarios and the scenario without a treatment system applying the deep injection method yield the highest impact minimisation due to the lowest ammonia emissions. This study further indicates the need to consider all significant impacts to decide the best management options taking into consideration local conditions.     

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.     

系统动力学在空港区域规划环境影响评价中的应用

作为机场与城市间的过渡区,空港区域具有经济-社会-环境发展影响因素众多、变化快的特征.针对此,本文基于空港区域系统动力学模拟模型,结合类比法和情景分析法,用于空港区域不同发展方案的经济、社会、环境影响预测和评价.具体步骤包括:发展分析-影响识别-模型构建-零方案/规划方案模拟-替代方案设计-减缓措施,各步骤间动态反馈.对郑州航空港区进行案例研究,结果表明,相较于零方案,规划方案具有经济社会发展优、污染排放少的优点,但仍无法满足环境容量要求;设计了3种替代情景方案,据此提出产业结构优化、能源结构调整等减缓措施.     

我国西南四省(区)大气煤基PAHs排放系统动力学分析

由于未来相当长时期内煤炭在我国的主体能源地位不会改变,全国许多地区均可能面临持续的大气煤基PAHs污染.为此,本文选取PAHs污染相对严重但缺乏足够关注的广西、四川、贵州与云南4个西南省份作为研究对象,基于煤基PAHs排放、能源消耗与经济发展之间的相互作用关系,利用系统动力学方法构建了一套综合评估模型,并将其应用于分析不同情景下西南四省(区)煤基PAHs排放的动态变化.结果表明,在维持情景下,未来10年煤基PAHs排放相对增长率的省份次序为:广西(44.54%)贵州(29.44%)云南(26.37%)四川(-2.19%).经过产业与能耗结构的调整,四川和云南在规划情景下的相对增长率分别比维持情景减少了27.17%和20.88%,这两个省的减排效果最大.同样的情况,贵州与广西仅分别减少了7.32%和5.52%,仍保持较快的增长趋势.要实现煤基PAHs的有效减排,各省份需实施有针对性的调控政策.云南应同时考虑工业源与生活源控制政策,四川应减少工业源排放量,广西和贵州应在进一步优化产业与能耗结构的基础上分别采取工业源和生活源控制政策.总体而言,系统动力学方法适用于分析非常规大气污染物的复杂动态变化,可为当地政府提供科学调控区域经济-能源结构-环境质量之间发展关系的政策参考.     

全产业链视角下建筑碳排放路径模拟:基于RICE-LEAP模型

从社会经济活动的角度出发,创新性地构建包含中国终端部门的新型综合评估模型—RICE-LEAP模型,并通过情景设置动态模拟2020~2050年建筑全产业链碳排放的发展路径及其结构性特征.结果表明:①与参考情景相比,考察期内1.5℃情景下中国碳排放总量的额外累计减排量将达到129.74Gt CO₂,而建筑全产业链碳排放的额外累计减排量为57.53Gt CO₂,占比44.28%.②建筑业是典型的“表观低碳、隐含高碳”的行业.建筑业直接碳排放占建筑物化碳排放的比例较小,仅占9.46%~11.75%.③3个动态情景下,建筑物化碳排放的下降速率均快于建筑运行碳排放.这是由于建筑物化碳排放主要依赖工业等终端部门的脱碳进程,在实现碳达峰过程中具有先发优势.④现阶段,建筑全产业链能耗仍以煤炭消费为主,但煤炭的消费占比在3个动态情景中均呈现出不同程度的下降,而电力的消费占比则呈现出明显的上升趋势.     

2050年中国能源消费结构的系统动力学模拟——基于重点行业的转型情景

面向2050年世界能源发展形势与中国发展实际,推进能源转型与保障油气供给是关乎国家发展和能源安全的重大前瞻性问题。考虑能源转型这一关键前提,基于重点行业部门的政策情景模拟了中国能源消费的总量与结构变化情况,并分析了中国油气消费需求及其对外依存情况。结果显示：（1）若实行积极的部门能源转型政策,中国的一次能源消费总量将在较大幅度上低于参照情景,并有望在2040年达到峰值,其峰值在5755~7000 mtce之间。具体来看,煤炭消费可在2030年前达峰,石油消费在两种转型情景下均将在2040年达到峰值,而天然气仅在加速转型情景下可于2035年实现消费达峰。（2）从推进能源结构转型角度看,在转型情景下中国2050年煤炭消费量占能源消费总量的比例为21%,在加速转型情景下到2050年煤炭占能源消费总量的比例将不足10%;无论是在转型情景下还是加速转型情景下,到2050年油气消费占中国能源消费总量的30%;若推行更加积极的转型政策,在加速转型情景下中国到 2050年非化石能源消费占比将超越化石能源。（3）高需求低产出将导致中国油气对外依存度在中长期内处于较高水平,因而,在2050年前保障国家能源安全仍不可忽视油气供给稳定性。研究可为中国能源安全战略与能源政策制定提供科学依据。     

基于能源消费情景模拟的北京市主要大气污染物和温室气体协同减排研究

在改善城市空气质量的同时降低温室气体(GHG)排放,是未来北京市能源管理和环境保护工作的共同目标和主要任务.本研究结合北京市中长期规划发展目标及能源消费结构,分别设置基于节能政策和环保要求的低、中、高这3种能源消费约束情景,并使用LEAP模型模拟预测3种情景下北京市主要大气污染物和GHG在2010～2020年间的减排效果.结果表明,通过加强节能减排和污染控制政策对能源消费系统施加约束和优化,至2020年北京市能源消费可降低1 000～3 000万tce,SO2、NOx、PM10/PM2.5、VOC和GHG排放量将分别降至7.1～10.02、15.92～21.87、8.98～13.38/5.14～9.60、5.64～7.48和14 820～16 470万t,与低约束情景相比,中、高情景下大气污染物和GHG排放将分别减少53%～67%、50%～64%、33%～55%/25%～60%、41%～55%和26～34%.进一步的协同减排分析表明,北京市应重点调控工业、交通、服务业部门的化石能源消费,在有效缓解能源消费压力的同时实现主要大气污染物与GHG的协同减排.