基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估模式与方法研究——以吉林省某钢铁企业为例

促进废旧资源循环利用是加快推进我国生态文明建设,完成节能减排目标的必然选择。本文基于生命周期评价模式,从微观企业层面入手,构建产品全生命周期基准流程,引入能量输入与环境输出参数,建立废旧资源循环利用节能减排效果量化核算模型,评估再生产品的节能减排经济成效,并以吉林省某钢铁企业为例,评估"废钢-电炉"短流程和"铁矿石-高炉-转炉"长流程的能源、环境、成本差异,辨识影响废钢再循环节能减排效果的主要因素和重要环节。结果显示,再生钢铁全生命周期与原生钢铁全生命周期相比,节能588.48kgce/t,节能率为84%;主要污染物中SO2减排率最高,达92%;CO2总减排1 180.92 kg/t,减排率为67%;总成本却高出198元/t。其中,炼铁工序的节能量和减碳量最大,烧结工序SO2、NOx和烟(粉)尘减排量最大,焦化工序COD和氨氮减排量最大,回收、加工处理、炼钢环节节能量和减碳量以及SO2、NOx和烟(粉)尘减排量均为负。成本方面,再生钢铁生产成本高于原生钢铁308元/t,虽然再生钢铁由于污染减排可节省56元/t的排污费并获取54元/t的碳交易收益,但都不足以扭转电炉炼钢费用较高的现状。因此,国家应在电炉炼钢方面给予钢企及相关企业适当的财税扶持政策,在电价方面给予钢企一定的优惠或补贴,并完善废钢回收加工体系等,以促进废钢循环利用。基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估可以实现对产品生命周期全过程的资源、环境、成本的优化管理。     

LCA在产品生命周期环境影响评价中的应用

以碳钢喷涂产品为研究对象,基于生命周期评价方法,采用GaBi6软件中的CML2001模型,结合初级能源消耗情况对研究对象的资源消耗(ADP)、全球变暖(GWP)、酸化(AP)、富营养化(EP)、臭氧损耗(ODP)、光化学臭氧合成(POCP)等环境影响类别进行研究和对比分析。结果表明,对于碳钢喷涂产品,EP最为显著,黑坯加工阶段的初级能源消耗量最大,该阶段对POCP、AP和GWP的影响贡献率均在80%以上。     

我国农业生命周期评价框架探索及其应用——以河北栾城冬小麦为例

根据国内外研究成果,尝试建立农业生命周期评价框架.该框架同样包括目标和范围定义、清单分析、影响评价和结果解释四个步骤,但范围应该包括传统的一二三产业和新兴的废弃资源处理产业;清单分析应该包括涉及不可再生资源、可再生资源和环境负荷三个方面等13项具体指标;影响评价则可根据特征化、标准化、加权评估来进行研究.以河北栾城冬小麦生产为例,介绍了农业生命周期评价方法和程序,并通过与丹麦小麦生产的生命周期环境影响对比,分析了我国华北地区冬小麦生产生命周期中存在的各种潜在风险.结果表明,我国小麦生产能耗较高;水土资源的压力较大;各种环境负荷中,以富营养化、水体毒素、环境酸化和土壤毒素最为严重,分别是世界人均潜在环境负荷的338.83%和166.05%、42.90%、25.70%,我国是以较大的潜在环境风险为代价来获得较高的土地利用效率.     

1949年以来中国环境与发展关系的演变

从IPAT方程出发,发现了环境影响随着经济发展或时间的演变依次遵循三个"倒U型"曲线规律,即环境影响强度的倒U型曲线、人均环境影响的倒U型曲线和环境影响总量的倒U型曲线。根据此规律,可以将该演化过程划分为四个阶段即:环境影响强度高峰前阶段、环境影响强度高峰到人均环境影响量高峰阶段、人均环境影响量高峰到环境影响总量高峰阶段以及环境影响总量稳定下降阶段。在环境演变的不同阶段,主要驱动力存在着明显的差异。在环境影响强度高峰前阶段,资源消耗或污染物排放增长更多地由资源或污染密集型技术进步驱动;在资源消耗或污染物强度高峰到人均资源消耗或污染物排放高峰阶段,主要由经济增长驱动;而在人均资源消耗或污染物排放高峰到资源消耗或污染物排放总量高峰阶段以及总量高峰以后的发展阶段,则主要由节约高效技术或污染减排技术进步来驱动。实证分析表明,中国目前环境与发展关系基本上处于经济增长主要驱动的环境影响强度高峰向人均环境影响高峰过渡阶段,这同时意味着中国要在短期内实现人均环境影响和环境影响总量高峰的跨越是异常困难的。     

民用建筑生命周期固体废弃物排放的资源环境压力

降低民用建筑生命周期固体废弃物排放带来的资源环境压力,促进经济发展逐步走上资源减量化和环境减压化的轨道,是全社会面临的共同问题。本文借用生态足迹方法和能值分析方法,构建了民用建筑生命周期各阶段固体废弃物排放的资源环境压力计算模型,并以沈阳市图书馆为例,进行了实证研究。结果表明:废弃水泥排放引起的资源环境压力分别占施工阶段生态足迹的48.56%,占使用与维护阶段生态足迹的82.78%,占拆除及废弃建材处置阶段生态足迹的56.73%;而废弃商品混凝土排放造成的资源环境压力在施工阶段生态足迹和拆除及废弃建材处置阶段生态足迹中的比例分别为31.90%和37.26%;就生命周期各阶段而言,拆除及废弃建材处置阶段固体废弃物排放的资源占用足迹最大,占总足迹的92.91%,使用与维护阶段资源占用足迹最小,占总足迹的1.06%。因此,民用建筑在生命周期各阶段削减固体废弃物排放量的重点是减少水泥和商品混凝土的用量,多开发可替代混凝土结构的钢结构或组合结构形式的民用建筑。     

长江中下游稻-麦轮作系统生命周期环境影响评价——以江苏南京为例

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。     

欧盟生态标签奖励计划简介

1992年 ,欧盟理事会采纳了名为“生态标签奖励计划”(Ｅｃｏｌａｂｅｌａｗａｒｄｓｃｈｅｍｅ)的环境保护法案 ,该法案的宗旨 :①鼓励产品的设计、生产、市场销售和使用的全寿命过程中对环境产生的影响趋于减少 ;②为用户提供产品对环境影响程度的信息。欧盟生态标签奖励计划是欧盟第五个环境行动计划市场运作的一部分。该计划的实施 ,对那些环境影响小于一定指标的产品使用生态合格标签 ,用以鼓励环保型产品的市场竞争。计划的关键是通过该法案提供一定的生态评价判据 ,通过判据对属于同一类别产品的环境影响行为进行判别。这个判别必须涵…     

国际碳核算体系发展及其评价

碳核算是寻找节能减排潜力、制定减排措施的前提.本文通过对国际上主要碳核算指南和标准的梳理,分析了基于区域、产品和服务、企业、项目等不同层面的碳核算体系的特点,并将其分成自上而下和自下而上两种类型的碳核算.前者有助于行政措施的推进以及宏观层面的政策布局,后者则更能调动市场和社会力量.虽然现有的自下而上的碳核算体系还处于尝试阶段,其在核算范围、生命周期核算环节、处理碳抵消活动、信息报告要求等方面还存在大量分歧,尚不能涵盖经济生活的各个方面.但正是这种自下而上的碳核算体系的发展,促进了发达国家企业和民间社会的大量自愿性减排活动和一系列创新的低碳经济实践.从我国当前自上而下的节能减排工作推进来看,行政力量已经得到很大的发挥,但是市场力量和社会力量的参与严重滞后.促进自下丽上的碳核算体系的发展有助于推动我国尚未启动的节能减排的市场力量和社会力量,从而促进全社会的节能减排行动力.     

吉林省玉米农田保护性耕作的环境影响评价

以吉林省玉米农田4种保护性耕作为例,应用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment,LCA)系统综合地评价吉林省玉米农田不同保护性耕作模式对环境的潜在影响。结果表明,四种保护性耕作模式的能源消耗、温室气体排放、环境酸化和富营养化的潜在环境影响分别平均比传统耕作模式减少14.62%、82.82%、15.37%和15.28%,主要由氮肥的生产及施用引起;水体毒性、土壤毒性及人体毒性则分别比传统耕作高7.40%、6.42%和7.38%,主要由农药的施用引起。综合各种环境影响类型,尽管4种保护性耕作模式较传统耕作模式能显著减缓全球变暖,但对其他环境类型的改变不明显,其中水体毒性为该种植系统中最主要的环境影响类型,富营养化次之。     

矿区生态文明评价指标体系研究

随着矿产资源开发利用的加剧,我国矿区资源环境受到了前所未有的冲击,迫切需要加快生态文明建设。矿区生态文明评价指标体系的设计与运用将引导矿区克服生态文明建设中的薄弱环节,促进矿区生态化发展,实现区内文明与自然的和谐统一。本文阐述了矿区生态文明评价要解决的问题,主要包括矿产、土地的节约集约和综合利用、矿业生产和矿区生活的节能减排、防治矿区地质灾害、保护矿区自然生态系统以及促进矿区经济、社会、资源和环境协调发展等内容,并从研究重点的选择、指标体系的构建思路、指标使用频率等角度,对现有矿区生态文明评价相关指标体系进行回顾与总结。基于指标选择的原则、指标体系设计的目的和指标体系的构成等三个关键问题的探讨,提出了完善矿区生态文明评价指标体系的构想,可为相关实证研究提供参考依据。     

基于国际碳足迹标准的中国人造板产业碳减排路径研究

基于生命周期分析的碳足迹评估,量化产品从原材料获取到最终处理各个阶段的温室气体排放,已在多个产业和产品间得到应用和实践。碳足迹评估的标准化对碳足迹核算提出指导,减排承诺背景下林产品兼具碳储减排和替代减排的双重效益,规范和统一其碳足迹评估标准并挖掘减排潜力,对于统一中国产业间的碳足迹评估有借鉴意义。本文聚焦国际主流且关联度较高的产品碳足迹核算标准(PAS 2050和GHG Protocol),以在中国人造板产业占支柱地位的胶合板为研究对象,量化国际碳足迹标准方法学的差异性。具体涉及系统界限、取舍原则、分配方法、碳储存及其延迟排放等。为综合分析国际碳足迹标准的适用性,通过"摇篮到大门"和"摇篮到坟墓"系统模型进行评价。结果表明:①PAS 2050和GHG Protocol对中国胶合板产业的碳足迹核算,结果分别为-1 123. 46 kg CO_2e和-1 117. 63 kg CO_2e,在应对气候减排的背景下,PAS 2050标准的应用对胶合板生产企业承受的减排压力较小。②PAS 2050对评估实质的环境影响提供了具体的指导,尤其是对区别于石化产品的林产品碳储功能,PAS 2050提供了测算延迟排放的具体方法,从产品生产企业和政策制定的视角,PAS 2050对胶合板的碳足迹核算也更具普适性。国际碳足迹标准对中国人造板产业的碳减排提供了可供借鉴的改进路径:①气候减排能力发掘。产品的填埋处理相对燃烧处理可实现549. 32%的减排效果。②能源结构调整。现场生产阶段采用木质生物质能源替代化石能源可显著减少36. 99%～38. 24%的温室气体排放。③产业链优化。木质原料获取端应推进林板一体化战略,废旧产品处理端应加快产品回收利用及政策设计。④市场结构调整。林木资源稀缺,胶合板面临被定向刨花板等对木质原材料要求较低的新型木质复合材料替代的趋势,人造板产业结构的升级亟待完善。     

户用沼气模式生命周期减排清单与环境效益分析

相对于传统农业活动,以沼气为纽带的生态农业生产具有清洁的能源生产和高度闭环的废物回收处置等明显优势,在全国范围内得到入户推广。本文综合考虑沼气工程建造、使用和综合利用等生命周期过程,分析了典型户用沼气池综合利用各阶段环境节能减排清单,并在此基础上评价其环境效益。结果表明,"猪-沼-稻-果"综合农业利用模式下单位沼气池节能减排效果明显,其中CO2、PM10、CH4和CO净减排量分别达3 060.700kg、19.820kg、12.960kg和75.590kg,总净节能达9 068.4MJ。其中,玉米秸秆、沼液沼渣的利用和燃煤替代对温室效应的减缓明显,畜禽粪便的利用和燃煤的替代减缓了环境酸化以及富营养化过程,而光化学氧化的减缓主要来自玉米秸秆的利用而减少的CO、VOC的排放,沼气工程对人体毒害的减缓主要是来自燃煤替代而减少的SO2和PM10排放。户用沼气利用对各种环境影响均有减缓作用,其中对光化学氧化、富营养化、环境酸化和温室效应的改善最为显著,对于降低能源耗竭、减缓对人体的毒性也起到了较好的作用。     

林产品生物碳通量的动态生命周期评估

将时间因素和生物碳通量纳入林产品生命周期碳足迹评估,通过动态生命周期分析法(Dynamic Life Cycle Assessment,DLCA),确定林产品生产、使用和废弃阶段替代化石能源的净温室气体减排和对森林碳损失的净弥补时间。首先,建立温室气体排放和封存的动态生命周期清单,评估刨花板全生命周期的碳动态和碳足迹;其次,根据ISO 14040和PAS 2050标准提供的静态生命周期分析法分别核算包含与不包含碳储计算的碳足迹,量化时间因素和生物碳通量对于碳足迹结果差异的影响程度;最后,对比自然生长状态的森林碳汇情境,评估刨花板使用和废弃阶段替代化石燃料实现净气候减排所需的时间。研究表明:①时间因素和生物碳通量核算对碳足迹结果影响较大(223.34%),忽视时间因素会低估刨花板的减排贡献(18.98%)。②动态生命周期分析法可准确评估生物碳和温室气体排放的时间问题,但对时间范围非常敏感(75.19%和113.25%)。③生产、使用林产品以及林产品对化石能源的替代是实现长期气候减排的有效方式,在100a的时间范围能够弥补因森林砍伐造成的碳损失,从而实现碳中性。     

基于CALCA的汽车白车身生命周期分析

本文通过生命周期分析方法、碳足迹分析,应用CALCA工具以及CALCD数据库,建立白车身产品生产案例,分析汽车产品生命周期生产过程的能源、材料消耗以及污染排放等环境影响;根据汽车企业典型生产工艺,分析研究不同清单数据采集模式,并提出生命周期清单数据理论评估方法。研究旨在通过实践调研经验,建立一套针对汽车企业的清单数据评估方法理论,指导企业通过多种途径优化汽车产品生产的能耗与排放。     

基于ISO14067的长江上游某水电项目碳足迹分析

以长江上游某大型水电站为案例,根据国际标准化组织碳足迹量化标准(ISO14067)评价流程,对该水电站全生命周期(建设阶段,运行维护阶段,退役阶段)碳足迹进行估算,并着重考虑了蓄水前后水库温室气体通量差异。研究以碳足迹系数和能源回收率作为指标进行评价,结果表明生命周期碳足迹为5 417.0万t CO_(2eq),碳足迹系数为7.0~13.1 g CO_(2eq)/kW·h,中位值为9.4 g CO_(2eq)/kW·h,该水电站项目能源回收率达236.4。与各种能源电站以及国内外同类型水电站相比较,该水电站碳足迹明显较低,且能源回收率显著较高,说明以该水电站为代表的我国西南水电具有显著的优质性,大力开发水电能有效节能减排,明确了生命周期评价方法对于水电站碳足迹评估的适用性。     

基于DDF-DEA三阶段模型的省域节能减排效率评价

过去五年,生态环境治理明显加强,环境状况得到改善,全面节约资源有效推进,能源资源消耗强度大幅下降,然而环保部门数据显示,中国大气污染程度仍然十分严重。因此,评价中国各省域节能减排效率并提出政策建议,对优化生产生活方式,实现"十三五"节能减排目标有着理论与实践意义。本文剔除了数据缺失的河北、西藏两个地区,选取2015中国大陆29个省(自治区、直辖市)作为样本考察对象,把能源消耗量作为投入变量,GDP作为期望产出变量,二氧化硫、氮氧化物、烟(粉尘)等废气排放量作为非期望产出变量,构建DDF-DEA模型测算各省域节能减排效率,并利用SFA模型剔除产业结构、废气治理等外部环境因素和随机噪声对节能减排效率的影响。结果显示:(1)节能减排整体有效省(自治区、直辖市)的数量偏少,仅有北京市和广东省有效;(2)地区间节能减排效率差异明显,与经济发达程度密切相关,总体呈现东部地带中部地带西部地带的态势;(3)纯技术水平普遍较高。造成节能减排效率低的主要原因是无规模效应,中西部地带尤为突出,特别是西部地带规模效应与最优规模效应差距太大,如何提高能源利用的规模效应是今后改革的重点之一。文章最后从政府、企业、公众三个层面给出建议:保护环境、治理环境政府必须发挥主导作用,企业是中坚力量,公众是重要参与者,为建设美丽中国,打赢蓝天保卫战做出共同努力。     

生命周期视角下中国建筑业能源区域消耗特征研究

建筑业能源消耗全生命周期核算与特征分析对建筑节能与绿色建筑建设具有较大的意义。本文在生命周期视角下,构建建筑业能耗生命周期核算模型,测算建筑材料准备、施工、运营、拆除阶段能源消耗,分析建筑业能耗的全生命周期特征;以25个省市为例,研究不同经济水平、不同气候区等条件下各省市建筑业能源消耗特征,解析能耗控制重点。结果显示,2016年中国建筑业96.30%的能耗源于材料准备阶段(51.41%)和建筑运营阶段(44.89%),数据显示,自2011年以来材料准备阶段就超过运营阶段成为能耗主要领域,钢结构建筑比例的增加致使材料准备阶段能耗明显增加,但从全生命周期来看较为节能; 25个省市因经济水平、气候区的差异,而出现"建筑运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗区域(Ⅰ类区)""材料准备阶段能耗高于建筑运营阶段能耗区域(Ⅱ类区)",Ⅰ类区主要为东北严寒地区、西北严寒地区、南部夏热冬暖地区,其因供暖或制冷时间长、强度大而使建筑运营阶段能耗较高,而华北、华东地区的北京、上海等经济发达地区因城市扩张受限、人口高度集中、公共建筑运营强度大等使建筑运营阶段能耗高; Ⅱ类区主要为中东部寒冷地区及夏热冬冷地区,经济相对发达、城镇化进程较快等使建筑施工面积不断增加,建造材料能耗高于运营能耗。因此,各省市应该根据本省的经济发展水平和所属气候区,把材料准备阶段和运营阶段作为重点,有针对性地采取节能减排措施,以实现中国建筑业能源消耗全过程控制。     

生命周期视角下中国建筑业能源区域消耗特征研究北大核心CSCDCSSCI

建筑业能源消耗全生命周期核算与特征分析对建筑节能与绿色建筑建设具有较大的意义。本文在生命周期视角下,构建建筑业能耗生命周期核算模型,测算建筑材料准备、施工、运营、拆除阶段能源消耗,分析建筑业能耗的全生命周期特征;以25个省市为例,研究不同经济水平、不同气候区等条件下各省市建筑业能源消耗特征,解析能耗控制重点。结果显示,2016年中国建筑业96.30%的能耗源于材料准备阶段(51.41%)和建筑运营阶段(44.89%),数据显示,自2011年以来材料准备阶段就超过运营阶段成为能耗主要领域,钢结构建筑比例的增加致使材料准备阶段能耗明显增加,但从全生命周期来看较为节能;25个省市因经济水平、气候区的差异,而出现"建筑运营阶段能耗高于材料准备阶段能耗区域(Ⅰ类区)""材料准备阶段能耗高于建筑运营阶段能耗区域(Ⅱ类区)",Ⅰ类区主要为东北严寒地区、西北严寒地区、南部夏热冬暖地区,其因供暖或制冷时间长、强度大而使建筑运营阶段能耗较高,而华北、华东地区的北京、上海等经济发达地区因城市扩张受限、人口高度集中、公共建筑运营强度大等使建筑运营阶段能耗高;Ⅱ类区主要为中东部寒冷地区及夏热冬冷地区,经济相对发达、城镇化进程较快等使建筑施工面积不断增加,建造材料能耗高于运营能耗。因此,各省市应该根据本省的经济发展水平和所属气候区,把材料准备阶段和运营阶段作为重点,有针对性地采取节能减排措施,以实现中国建筑业能源消耗全过程控制。     

基于弹性系数的大兴区环境-经济预警研究

在环境-经济系统中,选择弹性系数对区域节能减排做预警研究,构建基于弹性系数的区域环境-经济预警系统。将该预警系统应用于实际案例中,计算了符合北京市大兴区节能减排目标要求的弹性系数区间,对区域未来的环境-经济状况进行预测和预警。在惯性发展情景下,大兴区2010年和2020年环境-经济系统处于临界状态,节能减排达标尚存在一定困难,其中SO2、COD排放是区域环境-经济安全的最大影响因素。     

基于低碳发展的企业资源损失定量分析及其应用

低碳经济是企业发展中面临的选择,但目前的研究却缺少企业产品生产过程中的资源消耗与环境影响问题之间的定量分析.另有研究发现,企业处于积极环境行为的第一个层次,即只要企业污染治理水平停留在企业污染治理边际成本和企业污染治理边际收益相等处,企业治理环境就是可以获得收益的,因而,企业有进行降低环境影响的强烈需求.本文运用物质流成本会计(MFCA),从数量与价值角度使企业资源损失定量化,使其损失结构清晰化,因此有利于企业找到损失改善点,促使企业减少资源的初始投入量、提高资源使用率,并降低环境影响.以一个案例进行具体运用,在此基础上,引入外部损害成本原理,通过"资源流内部损失-废弃物外部损害"双重维度分析,使企业资源损失从经济性和环境性方面得到全面体现.本文从微观层面为企业低碳经济发展提供了一个新的研究视角.