生命周期評價PPT課件

.,1,生命周期評價,清潔生產(chǎn)的主要分析工具,.,2,1LCA的基本原則和總體框架,1.1生命周期評價的基本原則1系統(tǒng)、充分地考慮產(chǎn)品系統(tǒng)從原材料獲取直至最終處置全部過程中的環(huán)境因素2研究的時間跨度和深度主要取決于所確定的目的和范圍3研究的范圍、假定、數(shù)據(jù)質(zhì)量描述、方法、結(jié)果應(yīng)具有透明性4LCA研究應(yīng)討論并記在數(shù)據(jù)來源，并予以明確、適當?shù)慕涣?.,3,LCA的基本原則,5LCA的研究意圖規(guī)定了保密和保護產(chǎn)權(quán)的要求6方法學上要保證其開放性，以便能兼容新的科學發(fā)現(xiàn)和最新技術(shù)發(fā)展7對于向外公布比對論斷的LCA研究要考慮一些具體要求8由于被分析系統(tǒng)生命周期各個階段存在著折中的因素和具體處理的復(fù)雜性，尚無法將LCA的結(jié)果轉(zhuǎn)化成單一的綜合得分或數(shù)字9LCA不存在統(tǒng)一的模式，應(yīng)保持靈活性,.,4,2生命周期評價的總體框架LCA的總體框架由4個互相關(guān)聯(lián)的部分組成。其中雙箭頭表示基礎(chǔ)信息流，單箭頭表示每階段的結(jié)果解釋,確定目標與范圍,清單分析,影響分析,成果解釋,.,5,1.2.1確定研究目的與范圍,確定研究目的與范圍是LCA的第一步定義目的必須說明開展此項LCA的目的、原因和結(jié)果的可能應(yīng)用領(lǐng)域，需要盡可能精確地確定目的和范圍。案例干洗店的LCA，主要考慮干洗流程中氯代烯烴的排放問題，目的是減少其環(huán)境影響?yīng)M義范圍終端控制、流程變化、溶劑替代廣義范圍可替換的服務(wù)選項：存在大量只燙不干洗客戶，提供單獨熨燙，可減少排放；系統(tǒng)考慮則還有紡織品的性質(zhì)與品種等問題,.,6,確定研究目的與范圍,目標和范圍的確定還應(yīng)保證能夠滿足研究目的，包括定義所研究的系統(tǒng)、確定系統(tǒng)邊界、說明數(shù)據(jù)要求、提出假設(shè)和限制等。目的和范圍設(shè)定要適當設(shè)定過小，缺乏系統(tǒng)性和完整性，導致得出結(jié)論不可靠；設(shè)定過大，增加很多工作量，延長時間。實際工作中往往需要幾次反復(fù)調(diào)整修改，才能最終確定目標和范圍,.,7,關(guān)于目的,LCA目的是對一明確的產(chǎn)品或流程對環(huán)境的影響實施評價。在不同的條件下的目的不同在設(shè)計階段，評價目的是對幾種可選擇的設(shè)計方案進行比較在制造階段，目的幾位在此操作條件下對環(huán)境的最小破壞和最小影響對于系統(tǒng)存在多個執(zhí)行者，還要有合作目的目的最好能夠量化，如“使污染物排放總量減少20%”，這樣評價的結(jié)果會更有用，更容易操作,.,8,關(guān)于范圍,在LCA中，確定范圍十分重要。往往局限于某個生命階段和局部的影響，實現(xiàn)LCA目的更容易實現(xiàn)。但如果忽略一些重要因素，結(jié)果報告將是片面的確定評價范圍，可以設(shè)問：為什么實施這項研究？結(jié)果有何用途？誰用？誰做？可獲得的資料有哪些？需要怎樣的細節(jié)水平？確定范圍應(yīng)考慮可用于分析的信息資源，已有大量重要數(shù)據(jù)可能造成資源事實過剩。如對于隨身聽的塑料選擇就不必復(fù)雜分析。,.,9,生命周期范圍,LCA評價范圍按不同特性可分為五種類型生命周期范圍產(chǎn)品生命周期包括五個階段生命階段原材料獲取。處于制造商直接控制范圍之外生命階段產(chǎn)品生產(chǎn)階段，又稱“門對門的分析”，從原材料入廠門到產(chǎn)品出廠門，是早期工業(yè)環(huán)境影響評價重點，注重內(nèi)控,.,10,生命周期范圍,生命階段產(chǎn)品的包裝運輸階段。把產(chǎn)品的包裝納入LCA生命階段產(chǎn)品的使用或消耗階段。關(guān)注產(chǎn)品在使用中的環(huán)境行為生命階段產(chǎn)品的回收處理階段。促進改進設(shè)計和原材料的選取，使之對環(huán)境和回收的產(chǎn)品價值最優(yōu)后三個階段發(fā)展了制造業(yè)環(huán)境保護，從產(chǎn)品到服務(wù)，從搖籃到墳?zāi)?.,11,細節(jié)標準范圍,一個困惑：LCA應(yīng)該包括多少細節(jié)？有多少必要去描述痕量組分對環(huán)境的影響?現(xiàn)代科技產(chǎn)品中包含數(shù)百種材料、數(shù)千種組分，應(yīng)評價多少材料和組分，對實際工作關(guān)系很大5%規(guī)則。實際工作中提出，對于對環(huán)境影響較輕，且在產(chǎn)品中所占比重少于5%的材料或組分，在評價中可以忽略。超過5%的輸入材料或組分以及有重要影響的，即使低于5%也應(yīng)全部計入。典型如機動車鉛酸電池、汞、放射性材料等均不到5%，但必須計入,.,12,自然生態(tài)系統(tǒng)范圍,產(chǎn)品與生產(chǎn)系統(tǒng)與自然環(huán)境廣泛存在交互影響。物資生產(chǎn)與環(huán)境生產(chǎn)銜接。木材作燃料的系統(tǒng)，木材砍伐、運輸和燃燒屬于工業(yè)部分；木材的生長和剩余物的微生物分解屬于自然部分。有些評價范圍僅劃定前者，有些擴大到后者。后者范圍完整，但獲取全面量化資料困難生物降解是LCA范圍中的一個生態(tài)問題：垃圾、廢物、金屬廢棄，邊緣到哪里？準確性和綜合性產(chǎn)生矛盾,.,13,空間和時間范圍,環(huán)境影響特征之一是效應(yīng)可在時間和空間上產(chǎn)生極大延伸。LCA的時空范圍如何與之匹配？粉塵排放影響幾km，酸雨影響數(shù)百km，臭氧層破壞達到50km高空；導致光化學煙霧的排放僅有一兩天影響，生態(tài)破壞需要幾十年，全球氣候變化需要幾個世紀，造成LCA的計算時間劃分難于統(tǒng)一悖論1:造林固定CO2木漿造紙紙張焚燒或填埋產(chǎn)生CO2，貢獻大還是損害大?悖論2:消費品使用中消耗能源，因此越耐用越會對環(huán)境不利。,.,14,范圍的選擇,界限的選擇對LCA的時間規(guī)模、費用和可控制性有巨大影響?；镜脑瓌t是界限應(yīng)當與行動目的一致經(jīng)驗判斷往往可作參考：對便攜式收音機的LCA不必考慮對能源影響；評價手機則要考慮輻射影響。原因是既有科學依據(jù)，又有改進的機會。常規(guī)污染物和持久性污染物有區(qū)別；局地性污染和跨國界轉(zhuǎn)移性污染有區(qū)別,.,15,1.2.2清單分析,LCA清單分析包括為實現(xiàn)特定的研究目的對所需要數(shù)據(jù)的收集?；旧鲜顷P(guān)于所研究系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)清單清單分析的主要用途是有助于綜合地認識相互關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品系統(tǒng)確定研究目的與范圍，界定待分析的系統(tǒng)并建立系統(tǒng)模型，收集數(shù)據(jù)并就清單分析結(jié)果編制報告通過量化分析系統(tǒng)的能流、原材料和向氣、水體和土地的排放(環(huán)境輸入、輸出數(shù)據(jù))，建立該系統(tǒng)環(huán)境表現(xiàn)(行為)的基礎(chǔ)線,.,16,清單分析概說,清單分析的用途還有識別產(chǎn)品系統(tǒng)中輸入、消耗、排放最多的單元過程，以進行有目標的改進提供用來幫助確定生態(tài)標志準則的數(shù)據(jù)幫助制定備選政策方案（政府采購政策）清單分析是一種定性描述系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)流和能量流的方法。所有投入的原材料和能源作為輸入，所有釋放到環(huán)境中的物質(zhì)作為輸出，即可列出系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)流和能量流的輸入/輸出清單,.,17,清單分析的單元,輸入輸出,能源,水,原料獲取,制造、加工、方案制定,分配和運輸,利用、再利用、維護,再循環(huán),廢棄物管理,污水,煙塵、煙氣,固體廢物,其他廢棄物,可用產(chǎn)品,.,18,清單分析的步驟,數(shù)據(jù)收集的準備數(shù)據(jù)收集通常從建模開始，形成流程圖解，描述每一個單元過程，列出與之相關(guān)的數(shù)據(jù)類型，編制計算單位數(shù)據(jù)。都是為建立分析清單作準備清單分析所需的一些數(shù)據(jù)是直接的、定量的數(shù)量型如原材料投入、水的消耗等清單中還需要質(zhì)量型信息，無論產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量還是相關(guān)的環(huán)境要素質(zhì)量，都與最終總的環(huán)境影響直接有關(guān)。經(jīng)濟質(zhì)量,.,19,過程和產(chǎn)品預(yù)算,材料預(yù)算的目的之一是為了加工過程案例化學清洗過程系統(tǒng)的任何一個邊界都存在物質(zhì)平衡:進-出平衡、浸潤-蒸發(fā)平衡、溶解-分離平衡,新溶劑,溶劑槽,溶劑清洗,滯留在產(chǎn)品上,保留在產(chǎn)品上,廢物處理,溶劑池,蒸發(fā),.,20,過程和產(chǎn)品預(yù)算,根據(jù)平衡方程可以計算每一個界面上的物質(zhì)、能量通量和轉(zhuǎn)化率根據(jù)過程框圖、平衡關(guān)系、轉(zhuǎn)化速率等可以計算出物質(zhì)流、資金流、能量流，流失量、殘留量排放量等直接指標也可以計算出轉(zhuǎn)化率、排放率、流失率等相對指標直接和間接指標都是與資源利用和環(huán)境影響有關(guān)的影響量,.,21,核算中的基本計算,轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率=參加反應(yīng)的原料量/投入反應(yīng)設(shè)備的原料量x100%產(chǎn)率產(chǎn)率=生成目的產(chǎn)物消耗原料量/參加反應(yīng)的原料量x100%收率收率=轉(zhuǎn)化率x產(chǎn)率=生成目的產(chǎn)物消耗原料量/投入反應(yīng)設(shè)備的原料量x100%,.,22,分配,問題的提出：同一生產(chǎn)系統(tǒng)可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品，所產(chǎn)生的總的環(huán)境影響如何科學合理地分配到不同產(chǎn)品上，以進行各自相對獨立的影響評價案例總過程甲產(chǎn)品排放物乙產(chǎn)品排放物,能量3109,能量2109,能量1109,水600,水200,水400,1600,1067,533,問題的提出：同一生產(chǎn)系統(tǒng)可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品，所產(chǎn)生的總的環(huán)境影響如何科學合理地分配到不同產(chǎn)品上，以進行各自相對獨立的影響評價案例,1000,500,1000,500,30,100,10,20,67,7,10,33,3,.,23,功能單元,對于看似不同的單元進行比較時，要以完成同樣功能為比較的基線統(tǒng)一可比性一次性尿布與多次性尿布，評價節(jié)水。前者38片/周，后者68片/周。功能單元：每周消耗量一次性紙杯熱飲杯與陶瓷杯，評價材料消耗。前者一次用2個，后者反復(fù)使用。功能單元：一次使用個數(shù)厚保溫層冰箱與較薄保溫層冰箱，評價節(jié)能。相同空間的使用效率。功能單元：標準體積冷藏容量,.,24,生命周期影響評價,生命周期影響評價是對LCI得到的各種排放物對現(xiàn)實環(huán)境影響進行定性定量的評價,是LCA最重要的階段。任務(wù)是確定產(chǎn)品系統(tǒng)的物質(zhì)能量交換對其外部環(huán)境的影響，包括對生態(tài)系統(tǒng)、人體健康和其他方面的影響評價環(huán)境影響是復(fù)雜的過程，理論上可以通過評價外因作用進行。外因是清單分析中被確認有環(huán)境影響潛在趨勢的因素，環(huán)境科學已經(jīng)建立了環(huán)境與外因的作用與變化關(guān)系，如汽油發(fā)動機排放的鉛,.,25,影響評價的階段和方法,影響評價可以分為三個階段：分類、特性化和評價。分類：定性工作。分影響對象：人體健康、生態(tài)環(huán)境、資源、社會福利等四類，結(jié)合不同影響因子分類。特性化：定量工作。環(huán)境影響的非線性和復(fù)合性帶來許多困難評價：將分類并定量化的各種影響因子歸結(jié)為一個綜合指標潛在趨勢法負荷估計劑量-效應(yīng)法統(tǒng)計學方法,.,26,生命周期解釋,生命周期解釋是LCA的最終目的，是重要的成果階段、應(yīng)用階段。通過對前三個階段的一個或多個做出結(jié)論，并提出改進建議，從而改善產(chǎn)品過程的環(huán)境影響理想化生命周期解釋在前三個階段完成之后進行。展望前景，提出建議。表現(xiàn)為兩種方式：事先性的環(huán)境設(shè)計和事后性的污染控制通過提出定性和定量的改進措施的實施：改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，更換材料和工藝，加強廢棄物管理，高邊消費方式等。再次進行清單分析和評價優(yōu)化措施，持續(xù)改進,.,27,優(yōu)先化表,面對大量機會和建議，不可能一次解決列表對提出的改進建議措施進行優(yōu)化比較比較原則基本方法：專家評分+33技術(shù)可行性是否存在技術(shù)上的困難環(huán)境改善從科學和社會兩方面評估經(jīng)濟利益事實的凈成本，要力爭有正效益消費者的影響正面影響，吸引力與宣傳生產(chǎn)管理對現(xiàn)有生產(chǎn)的影響,.,28,優(yōu)化化圖,當優(yōu)化表建議措施條目多時，平列出來，難于比較和獲得最重要的信息優(yōu)化范圍圖可以迅速分辨出優(yōu)先權(quán)高低的建議。生產(chǎn)領(lǐng)域判斷優(yōu)先權(quán)高的準則：使用可循環(huán)利用的技術(shù)材料；運用可重復(fù)使用的包裝材料；使用高效率加工轉(zhuǎn)化技術(shù)與工藝等優(yōu)先化圖是一種把建議分類分級的辦法，納入不同的優(yōu)先范圍域，然后直觀判斷優(yōu)先權(quán)重程度,.,29,生命階段優(yōu)化圖,把各個建議歸納到生命周期的五個不同階段：預(yù)生產(chǎn)、生產(chǎn)、產(chǎn)品運輸、產(chǎn)品使用、生命終止。有些跨多個階段不同階段的建議考慮角度不同，價值不同影響階段長短不同，價值不同,.,30,LCA報告的編制,報告的主要內(nèi)容基本情況所確定的目的和范圍清單分析生命周期解釋LCA的局限性參加人員和單位，鑒定性評審報告，對建議的答復(fù),.,31,2生命周期清單分析,生命周期清單分析(LifeCycleInventoryLCI)是LCA中環(huán)境影響評價的基礎(chǔ)，也可直接指導實際應(yīng)用LCI是對產(chǎn)品、工藝或活動等被研究系統(tǒng)在整個生命周期階段資源、能源的使用與向環(huán)境排放廢物的定量技術(shù)過程清單分析包括數(shù)據(jù)的收集和計算程序，目的是對產(chǎn)品系統(tǒng)的有關(guān)輸入和輸出進行量化LCI需要收集系統(tǒng)邊界內(nèi)每一單元過程中需要納入清單的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分定性和定量兩類,.,32,2.1清單分析的內(nèi)容和目的,LCI的基本內(nèi)容產(chǎn)品系統(tǒng)由提供一種或多種確定功能的中間產(chǎn)品聯(lián)系起來的單元過程的集合,其他系統(tǒng),能源,運輸,原材料,生產(chǎn),使用,廢物處理,再循環(huán)再使用,基本流,其他系統(tǒng),基本流,系統(tǒng)邊界,外部環(huán)境,.,33,清單分析的基本內(nèi)容,單元過程產(chǎn)品系統(tǒng)可以進一步細分成一組單元過程，單元過程之間通過中間產(chǎn)品流或待處理的廢物流相聯(lián)系單元過程與其他系統(tǒng)通過產(chǎn)品流相聯(lián)系，與環(huán)境之間通過基本流相聯(lián)系每個單元過程有明確的功能和物質(zhì)、能量的輸入輸出。遵守物質(zhì)守恒和能量守恒定律物質(zhì)和能量平衡可以用來驗證單元過程表述的有效性,.,34,清單分析的基本內(nèi)容,數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)來源包括測量、計算和估算的來的幾種，目的都是用來量化單元過程的輸入和輸出數(shù)據(jù)可歸入的主題有：能量輸入、原材料輸入、輔助性輸入、其他物理輸入；產(chǎn)品；像空氣的排放、向水體的排放、向土地的排放、其他環(huán)境因素等。在這些主題中，單個數(shù)據(jù)類型還需要進一步細化，以滿足研究需要。如像空氣的排放可分為一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等污染物質(zhì),.,35,清單分析的基本內(nèi)容,建立產(chǎn)品系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型是表述物理系統(tǒng)關(guān)鍵要素的模型對于要建立的物理模型中的要素的選擇取決于研究的目的和范圍應(yīng)對模型予以表述對支持模型的假定加以識別,.,36,清單分析的基本過程,數(shù)據(jù)收集的準備數(shù)據(jù)