基于生命周期评价的风力发电机碳足迹分析

本文以我国市场占用率最高的2 MW双馈式风力发电机为研究对象,采用生命周期评价(LCA)方法,核算其全生命周期过程的碳足迹和总能量需求,分析风力发电机不同生命周期阶段的环境影响,识别其减碳潜力.研究结果表明,风力发电机生产阶段、运输阶段、运行阶段和废弃处理处置阶段的碳足迹(以CO2-eq计,下同)分别为1701 t、61 t、255 t和-325 t;各生命周期阶段的总能量需求分别为10413 GJ、701 GJ、1561.95 GJ和-1081 GJ.风力发电机的碳足迹和总能量需求主要来源于生产阶段,废弃处理处置阶段材料的回收利用有效的降低了生命周期的碳足迹和总能量需求.生产阶段的碳足迹和总能量需求分别占全生命周期碳足迹和总能量需求的101%和90%;废弃处置阶段对碳足迹和总能量需求的贡献为-19%和-10%.每1k Wh风力发电的碳足迹和总能量需求分别为20.7 g和0.14 MJ,风力发电机的能量回收期为0.79年.敏感性分析表明,风力发电机的质量和废弃处置阶段的金属回收率都是风力发电机总能量需求和碳足迹的影响因素.     

基于生命周期评价方法的肉鸡屠宰场碳足迹分析

当今世界畜牧业发展迅速,环境问题亦不可小视,由CO_2、CH_4和N_2O等温室气体导致的全球变暖是热门话题。基于PA-LCA方法追踪某肉鸡屠宰场的碳足迹,找出热点问题,再以敏感性分析探究全生命周期总碳足迹的最敏感输入变量,并提出碳减排建议,最后将运营期碳足迹与其他国家进行比较,为屠宰行业清洁生产和节能减排提供依据。结果表明:在建设期,商品混凝土、预拌砂浆和钢材的生产过程碳足迹分别占建设期总量的30.94%、24.77%和20.04%;在运营期,电力生产过程的碳足迹占运营期总量的93.06%,从企业各部门角度分析,屠宰间和冷库的运营产生48.45%的碳足迹;在报废期,拆除建筑所耗能源的生产过程碳足迹占报废期总量的87.13%。通过敏感性分析,工厂运营1年的电耗对屠宰场全生命周期碳足迹总量的影响不及建设期商品混凝土生产过程对其的影响,但运营10年后,运营期电耗减小可显著降低屠宰场全生命周期碳足迹。我国屠宰场运营期碳足迹同其他国家相比较低,这与我国屠宰自动化程度低有关。所以如何平衡屠宰效率和环境影响是亟待解决的问题。     

基于生命周期的产品碳足迹评价与核算分析

近年来,越来越多的企业对其产品进行碳足迹评价,评价方法主要采用产品碳足迹评价标准提供的碳计量方程,如GHG Protocol、ISO14064、PAS 2050、TS Q 0010等。在介绍相关评价标准的基础上,分析了产品碳足迹的评价步骤,最后利用河北盛华化工有限公司生产的PVC产品为例,给出了基于生命周期的B2B模式的产品碳足迹评价的案例。为企业及相关机构开展碳足迹评价提供借鉴作用。     

苏州市生活垃圾处理碳足迹核查

根据《PAS2050规范》的指导,结合生命周期评价技术方法和LandGEM模型,对苏州市生活垃圾填埋和焚烧处理的生命周期过程进行了碳足迹核查. 详细列出了垃圾处理过程中可能的温室气体排放源,计算各排放源的电耗或能耗,并通过与温室气体排放系数相乘最终转化为苏州市生活垃圾处理温室气体排放量. 结果表明:苏州市填埋处理1 t生活垃圾整个生命周期过程中温室气体的排放量(以CO₂当量计)为1 942.47 kg,焚烧处理为-180.87 kg. 按照目前苏州市生活垃圾处理权重进行分配,可得苏州市处理1 t生活垃圾整个生命周期过程中温室气体的排放量(以CO₂当量计)为880.80 kg. 在整个核查过程中,考虑了在填埋和焚烧处理时发电对温室气体带来的减量效应.      

基于非线性规划的冬小麦生产碳足迹优化研究

农田是重要的温室气体人为排放源,在全球气候变化研究中占有重要的地位.碳足迹是评估农作物生产生命周期温室气体排放的有力工具.因此,本研究以我国典型冬小麦生长区山西省晋中市为例,采用生命周期评价的方法估算该区单位质量小麦生产的碳足迹,并在此基础上用非线性规划的方法对冬小麦生产碳足迹进行优化,旨在寻求小麦增产减排的途径.结果表明,研究区在传统的耕作方式下,生产1 t小麦的碳足迹为1357.28 kg(以CO2当量计),其中,生长阶段的温室气体排放的碳足迹和尿素生产环节所占比例较大.通过优化尿素与有机肥的施用量,可将研究区生产1 t小麦的碳足迹降低到469.99 kg,同时使单位面积产量增加9.13%.本文结果与相关研究差异较大,可能与氮肥施用量及N2O排放系数的取值有关.本研究对于了解冬小麦生产的综合碳排放情况,探索农业增产减排途径等方面具有重要意义.     

家用空调碳足迹及其关键影响因素分析

我国居民家庭空调拥有量迅速增加,其生命周期中产生的温室效应也日益受到关注.本文依据国际标准PAS 2050,采用RCEES 2012和Ecoinvent 2.1数据库,并运用SimaPro 7.1软件计算了中国典型家用空调的碳足迹.主要结论为:家用空调生命周期中使用阶段用电产生的碳足迹最大,占67%;制冷剂的泄漏是除电力使用外第二大碳足迹贡献因素,产生了23%的碳足迹;生产制造阶段和废物处理阶段的碳足迹分别占16%和-6%.敏感性分析表明,空调日使用时间、空调年使用季节和制冷剂的泄漏比例是家用空调碳足迹的关键影响因素.     

关中平原饲料作物生产的碳足迹及影响因素研究

畜牧业是主要的人为温室气体排放源,而饲料作物生产是畜牧业温室气体排放的主要来源之一.研究饲料作物生产的碳足迹及减排措施对于从日粮的角度减少畜牧业的温室气体排放至关重要.因此,本文应用生命周期评价理论和IPCC(2006)田间温室气体计算方法,建立了饲料作物碳足迹评估方法,分析了关中平原饲料作物的温室气体排放特点和减排措施及潜力.结果表明:关中平原主要饲料的碳足迹(以CO_2当量计)由大到小依次为玉米0.620、苜蓿0.382、小麦麸皮0.240、青饲玉米0.217、小麦秸秆0.083和玉米秸秆0.070 kg·kg~(-1);主要排放环节是化肥生产、氮肥田间排放和灌溉,对碳足迹的贡献率分别为26.0%~33.8%、27.8%~29.6%和24.5%~39.1%.由于关中平原存在过量施肥和大水漫灌的现象,通过化肥减施和节水灌溉措施减少饲料作物碳足迹的潜力很大,但不同措施带来的实际减排量仍需通过田间实践和具体技术的生命周期评价进行验证.     

碳足迹分析方法研究综述

随着全球气候变暖日益引起各国政府和公众的普遍关注,碳足迹分析方法成为近年来学术界的新兴研究热点之一。碳足迹分析是一种评价碳排放影响的全新测度方法,其从生命周期的角度揭示不同对象的碳排放过程,具体衡量某种产品全生命周期或某种活动过程中直接和间接相关的碳排放量,为探索合理有效的温室气体减排途径提供科学依据。文章对国内外现有的碳足迹研究进行了系统的回顾,重点介绍了碳足迹的定义、计算方法和应用案例。其中碳足迹计算方法主要包括过程分析法和投入产出法。应用案例主要从不同尺度的碳足迹研究与特定产业/部门的碳足迹分析来阐述。最后,针对当前碳足迹的研究现状和研究趋势,从碳足迹的概念内涵、计算方法、研究尺度及研究内容等四个方面对碳足迹研究进行了展望,以期推动我国碳足迹模型的理论与实践的发展。     

中国出口木质林产品的碳足迹特征分析

国际贸易中产品碳排放的转移问题已经成为全球温室气体控制的热点领域之一。基于生命周期分析方法,从出口产品的数量结构、碳足迹总量和碳足迹强度3个方面对我国出口贸易中木质林产品的碳足迹特征进行了分析。研究结果表明,2011年我国主要出口的木质林产品是包括木家具、胶合板、纸和纸板、纸制品、纤维板、木制品和印刷品在内的中级加工和深加工产品,我国属于木材加工出口国;在我国出口的木质林产品中,相对于初级加工的资源型木材产品,中级加工和深加工产品的碳足迹总量和碳足迹强度较大。因此,针对于产品碳足迹设立的碳关税和碳标签制度在一段时间内可能会成为我国木质林产品出口的绿色贸易壁垒,而其中对木家具,木制品和纸制品等深加工产品的影响最为显著。     

大型体育场馆水-能-碳足迹关联模型与不确定性分析

为构建适用于体育场馆类微观建筑水系统的水-能-碳足迹关联模型,分析了各类体育场馆的特点,采用排放因子法对体育场馆开展包括生活水系统、空调水系统及体育水系统在内的模型搭建,解析了取水、给水、用水及排水的能源消耗与碳排放过程。采用数据质量评价与随机分析相结合的方法进行数值不确定性分析;采用情景分析法与敏感性分析法进行情景不确定性分析,识别并量化影响因素。以2022年北京冬奥会延庆赛区的国家雪车雪橇中心场馆为例的分析结果表明:水在全生命周期中制冰项与供暖项碳排放量最高,分别为161.2,114.3 t CO₂,在先进技术+清洁能源情景下可减少65.4%的碳排放量,变异系数为0.183~0.187。使用绿色电力、采用节水器具、中水回用、提高能源利用效率等措施可达到稳定的减排效果。     

砖混和剪力墙结构住宅建筑碳足迹对比研究

通过对厦门大学职工砖混结构和剪力墙结构住宅住户的调查,将住宅建筑生命周期分为建材生产、建材运输、建筑建造、建筑使用、建筑拆除和废旧建材处理6个阶段,计算了2种建筑结构不同生命周期阶段的碳排放,结果显示:2种建筑碳足迹都为2.3 t/m2左右,砖混结构的人均碳足迹高于剪力墙结构,分别为67.98 t/m2和64.47 t/m2;2种住宅绝大部分的碳排放来自建材生产和建筑使用两阶段,剪力墙结构住宅在建材生产阶段碳排放量为0.673 4 t/m2,是砖混结构的2倍多;剪力墙结构住宅使用期间的碳排放量为1.59 t/m2,为砖混结构的81.2%。剪力墙结构住宅建材生产和建筑使用碳排放占建筑全生命周期碳排放的比例分别为29.28%和69.13%,砖混结构住宅则为14.01%和84.81%。研究结果可为发展低碳建筑提供科学依据。     

一次性饮料容器的碳足迹盘查研究——以肇庆市为例

本文以生命周期评价法(Life Cycle Assessment, LCA)为基础,对肇庆市饮品店频繁使用的一次性聚丙烯（PP）塑料杯、PP淋膜纸杯和聚乙烯（PE）淋膜纸杯的生命周期各阶段碳足迹的二氧化碳排放量进行量化。通过生命周期评价分析法衡量产品“从摇篮到坟墓”对环境的影响,基于碳足迹量化产品在生产、使用和废弃处理等不同阶段排放的温室气体。研究发现,PE淋膜纸杯对环境的冲击最小,此结论可为肇庆市双碳目标及塑料污染治理行动方案提供绿色发展的政策建议与管理启示。     

基于生命周期的循环农业系统评价

针对"循环经济系统是低碳经济的实现途径之一"的观点,在国内外研究的基础上,改进LCA模型,以湖南某典型的循环鸭业产业进行实证研究.整个鸭产业生命周期中耗用的不可再生资源、土地、水资源分别为48.629MJ、2.36m2和1321.41kg,潜在的温室气体、环境酸化、富营养化、人体毒性、水体毒性、土壤毒性分别为11543.26g(CO2eq)、52.36g(SO2eq)、25.83g(PO4eq)、1.26、60.74、24.65g(1,4-DCBeq),加权评估后,富营养化、水体毒性、土壤毒性潜在威胁均高于温室气体.结果表明,建立在传统生产模式上的循环农业适宜"适度循环";循环农业不能盲目追求低碳发展,在降低碳排放的同时还须考虑土壤和生物固碳,才能全面评价碳排放问题;循环经济和循环农业在评估碳排放的同时,还需对环境酸化、富营养化、生态毒性等其他生态指标进行评估,建立系统评价体系;LCA能够较好地对循环农业进行整体评价,值得进一步研究.     

基于全生命周期的建筑节能措施探讨

本文围绕建筑规划设计阶段的节能措施、建筑单体设计阶段的节能措施、工程施工阶段的节能措施、建筑运行及维护阶段的节能措施、建筑拆除及报废阶段的节能措施五个方面展开讨论,分别对建筑各个生命周期的节能措施进行了分析,提出了一些理论建议。     

建筑废弃物拆除阶段碳排放及碳补偿分析

建筑业碳排放占全国总碳排放的近1/3,减碳潜力巨大。针对建筑废弃拆除阶段碳排放及碳补偿评价问题,采用全生命周期评价方法界定建筑废弃拆除阶段计算边界,将其划分为建筑拆除、废弃物运输和废弃物处置阶段,碳补偿为建筑废弃物再利用阶段,并建立碳排放及碳补偿计算模型。通过量化分析得出：碳排放主要集中于建筑废弃物处置阶段,约占总碳排放的75%。建筑废弃物二次循环利用,可有效降低建筑拆除阶段碳排放总量的31.01%,具有良好的减碳效果。随着建筑废弃物二次回收利用率增大,建筑废弃物处置阶段的碳排放线性减少,建筑材料碳补偿线性增加,减碳效果有所增强。     

基于投入产出分析的碳足迹研究进展

随着全球变暖日益加剧,气候变化已成为人类社会面临的重大挑战。碳足迹旨在测度人类活动导致的温室气体排放水平,为世界各国制定环境与能源政策提供了强有力的技术支撑,受到学界、企业和公众的广泛关注。碳足迹核算方法主要包括清单因子法、生命周期评价和投入产出分析。论文首先阐述了这3种核算方法的基本原理,在此基础上回顾了单区域和多区域投入产出模型的发展历程,重点就投入产出分析在国际贸易、产业、消费者、区域和组织等尺度碳足迹研究中的应用进行了综述,并采用SWOT分析框架探讨了该方法面临的机遇与挑战,最后展望了其在混合核算方法、多尺度多区域投入产出模型和情景分析等方面的发展前景。     

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。     

基于LCA研究建筑保温的节能减排效益

建筑保温是建筑节能重要途径之一,利用生命周期评价方法对某一办公建筑保温进行生命周期节能减排效益研究和生命周期成本评估,结果表明,保温后节能4379.94MJ/m2,大气污染物CO2、SO2、NOX、CO、CH4、PM10分别减排367.749、3.424、2.238、0.534、2.762、7.152kg/m2,具有良好的节能减排效益,生命周期成本减少了294.48元/m2,具有良好的经济性。     

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.     

中国木质林产品碳足迹的产业链分布特征分析

中国是木质林产品的生产、消费和出口大国,分析其产品碳足迹的分布特征对于林产行业的国际贸易和节能减排工作具有重要意义。文章采用投入产出生命周期模型计算中国木质林产品的碳足迹,并对不同种类木质林产品产业链上的碳足迹分布进行分析。研究结果表明,产品碳足迹总量最大的木质林产品是木家具(占总量的36%),而单位产品碳足迹强度最大的木质林产品是纸制品(占整体的16%);针对林产品行业内部的产业链角度,碳足迹的主要流量发生在从用材林的种植和养护业到最终产品的制造;林产品产业行业外部,碳足迹的贡献则主要来自于金属冶炼及压延加工业、化石燃料开采业等行业,这2个行业碳足迹贡献分别占21%和18%;整体上,中国木质林产品生产中温室气体的排放以燃料燃烧产生的二氧化碳为主,这与产业链外其他行业的碳贡献密不可分。研究表明,通过碳足迹在产业链上的分布可以有助于分析林产品碳排放的工作重心。