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1、生命周期评价生命周期评价 Life Cycle Assessment 一、概念一、概念1.1.生命周期生命周期 产品品生生命命周周期期不不仅是是经济学学术语，而而且且涉涉及及环境境、技技术、经济、社社会会等等多多个个领域域的的概概念念，指指产品品从从自自然然中中来来到到自自然然中中去去的的全全部部过程程，也也有有的称的称 “生命循生命循环”或或“寿命周期寿命周期”，均是，均是 指指产品品从从“摇篮到到坟墓墓”的的整整个个生生命命周周期期各各阶段段的的总和和，包包括括了了产品品的的从从自自然然中中获取取最最初初资源源，经过原原料料采采集集和和处理理、加加工工制制作作、运运销、使使用用复复用用、再
2、再循循环，直直至至产品品最最终处置置和和废弃弃等等环节组成的生命成的生命链。产品的加工制作产品的加工制作能源能源商品商品产品产品原材料原材料废品废品自然资源自然资源取自自然取自自然使用使用/复用复用运输销售运输销售原料采集和处理原料采集和处理废弃废弃/再循环再循环排向自然排向自然产品生命周期示意图产品生命周期示意图 产产品品生生命命周周期期分分为为5 个个阶阶段段相关相关环境环境问题问题归成归成 5 类类原材料加工原材料加工产品生产制作产品生产制作包装运销包装运销产品使用产品使用再生处置再生处置原材料选择原材料选择能源消耗能源消耗固体废料固体废料废液排放废液排放废气排放废气排放2.生命周期评估
3、（LCA）ISO14040ISO14040 对产品或服务系统整个生命周期中，与产品或服务系统功能直接相关的环境影响、物质和能源的投入产出进行汇集和测定的一套系统方法。生命周期评估（LCA）的作用？可以帮助政府、企可以帮助政府、企业和个人根据和个人根据生命周期生命周期评估的估的结果做出恰当的果做出恰当的选择。（产品开品开发与改与改进、战略略规划、公共策略制定、划、公共策略制定、营销等）等）举例说明：衬衫衣料选择普通棉花还是有机棉呢？巴塔哥尼亚公司通过LCA发现在用来制造衣服的纤维中，采用常规方法种植的棉花，由于大量使用各种杀虫剂和落叶剂，对环境和人体的伤害是最大的。该公司在18个月内将所有的普通
4、棉花换成有机棉。同时也改进了它的生产以及销售，并增加在衣物的使用生命结束时收回人造布料的过程，以使其纤维可以被回收并再制成全新成品。对该公司来说，一件衬衫的生命周期评估提供了许多有效的观点，并且使其产品的环境冲击得以降低。巴塔哥尼亚后来影响了耐克（Nike）、李维斯（Levis）、沃尔玛等很多大公司改用有机棉。举例说明：饮料瓶选择复用式玻璃瓶还是一次性金属易拉罐？如果人们只看到玻璃瓶可以回用而易拉罐被抛弃了，容易得出玻璃瓶比易拉罐有利于环境的结论。无论正确与否，这一分析只看到了饮料包装容器整个生命周期中的一个环节。事实上，其它环节也会对环境造成影响。从它们各自的原料被采掘、加工成容器，到用来包
5、装食品，再将包装好的食品运输分销到消费者，乃至在消费者家中如何储藏等所有环节，都对环境造成影响。z玻璃瓶生产原料石英和易拉罐生产原料铝钒土的开采哪一种对环境破坏更大？z玻璃熔炼和铝矾土电解哪一个耗能更大和对环境影响如何？z玻璃瓶重量超过易拉罐，由此导致运输过程中多消耗汽油对环境影响如何？z玻璃瓶装牛奶在冷藏中要多消耗能源，它们的温室效应如何？z制冷中所排除的氟利昂气体对臭氧层的影响如何评价？z玻璃瓶和易拉罐在最终处置时的环境影响如何等等。二、二、LCA的基本框架的基本框架 ISO14040对 LCA的基本框架作出了规范。LCA包括4个阶段：目标和范围的确定、清单分析、影响评估和结果讨论。目标和
6、范围的确定清单分析影响评估结果讨论LCA的四个阶段的四个阶段目标和范围的确定目标和范围的确定明明确确LCA的的应应用用目目标标，确确定定研研究究深深度度，界界定定研研究究范范围围，选选择择研研究究方方向向，使使对对所所考察的产品有一个全面的认识。考察的产品有一个全面的认识。明明确确对对数数据据的的需需求求，对对原原始始数数据据的的质质量量要求以及数据分摊方法。要求以及数据分摊方法。确定最终研究报告的类型和格式。确定最终研究报告的类型和格式。清清单分析分析 收集数据，并通收集数据，并通过处理得到理得到该产品系品系统各各种种输人和人和输出。出。输入的入的资源包括物料和能源，源包括物料和能源，输出的
7、除了出的除了产品外，品外，还有向大气、水体和土壤的排放。有向大气、水体和土壤的排放。影响评估影响评估 影影响响评评估估是是运运用用清清单单分分析析的的结结果果对对产产品品生生命命周周期期各各个个阶阶段段所所涉涉及及的的所所有有潜潜在的重大的环境影响进行评估。在的重大的环境影响进行评估。结果讨论结果讨论 这一阶段是将清单分析和影响评估的发现这一阶段是将清单分析和影响评估的发现这一阶段是将清单分析和影响评估的发现这一阶段是将清单分析和影响评估的发现与研究的目的、范围进行综合分析得出结论与建与研究的目的、范围进行综合分析得出结论与建与研究的目的、范围进行综合分析得出结论与建与研究的目的、范围进行综合
8、分析得出结论与建议的过程。结果讨论这一阶段是和另外三个阶段议的过程。结果讨论这一阶段是和另外三个阶段议的过程。结果讨论这一阶段是和另外三个阶段议的过程。结果讨论这一阶段是和另外三个阶段关联在一起的，另外三个阶段中任一个完成后即关联在一起的，另外三个阶段中任一个完成后即关联在一起的，另外三个阶段中任一个完成后即关联在一起的，另外三个阶段中任一个完成后即应进行结果讨论，考察原先确定的研究范围是否应进行结果讨论，考察原先确定的研究范围是否应进行结果讨论，考察原先确定的研究范围是否应进行结果讨论，考察原先确定的研究范围是否合适，是否需要作必要的调整，所收集的数据是合适，是否需要作必要的调整，所收集的数
9、据是合适，是否需要作必要的调整，所收集的数据是合适，是否需要作必要的调整，所收集的数据是否符合研究的目的，哪些数据对结果的影响最灵否符合研究的目的，哪些数据对结果的影响最灵否符合研究的目的，哪些数据对结果的影响最灵否符合研究的目的，哪些数据对结果的影响最灵敏等。敏等。敏等。敏等。LCA 计算了一算了一项产品的所有品的所有输入原料和入原料和输出，并将它出，并将它们转为能源与能源与污染的关染的关键环境境指指标。某一种。某一种选择的冲的冲击因此可以与另一个因此可以与另一个选择进行比行比较。在理在理论上，上，这种分析可以种分析可以让正确的正确的答案答案显露出来。露出来。清洗布质尿布会耗费许多能源、水、
10、和清洁剂，而大部份的棉花在栽种时会使用杀虫剂，和清洁剂一样，这些杀虫剂会对水源造成污染。另外每年所售出的数以百万计的抛物式物品都是由塑料以及纸浆所制成，并以极快的速度充斥于掩埋场中。大众健康会受到很大的冲击。举例举例：是选择布质尿布还是选择抛弃式纸尿布呢？是选择布质尿布还是选择抛弃式纸尿布呢？经常会常会发生的状况是，正确的答案随着生的状况是，正确的答案随着不同条件而有不同。不同条件而有不同。生命周期生命周期评估的估的真正价真正价值在于能在于能协助消助消费者、制造商，以及决策者找到他者、制造商，以及决策者找到他们所要的所要的答案，而不是提供完美而无法反答案，而不是提供完美而无法反驳的答案。的答案
11、。z 对一名担心社区中的一名担心社区中的污水道的消水道的消费者而言，者而言，这项评估可能会估可能会让她她选择布布质尿布而不是抛弃式尿布而不是抛弃式纸尿布。尿布。z 对于必需仔于必需仔细管理管理营运成本的制造商而言，运成本的制造商而言，这项评估可能可以帮忙找出可以降低能源花估可能可以帮忙找出可以降低能源花费或或材料成本的机会。材料成本的机会。z 对于必需押注在最佳基于必需押注在最佳基础建建设投投资上的决上的决策者而言，策者而言，LCA 评估估则可以帮可以帮预测各个不同各个不同选择之之间的的长期冲期冲击。然而在然而在实际上，上，环境平衡中的各境平衡中的各项因子因子远较前面所述的复前面所述的复杂，同
12、，同时这种分析无可避免地种分析无可避免地反反应出出执行行评估的人本身的价估的人本身的价值观。z 在一在一项产品的整个生命周期中所使用的全品的整个生命周期中所使用的全部能源，比所使用的材料更重要部能源，比所使用的材料更重要吗？z 这两两项因素之中是否有任何一因素之中是否有任何一项比在相同比在相同期期间内内产生的生的废料更加重要呢？料更加重要呢？生命周期评价作为一种评价产品、工艺或活动的整个生命周期环境后果的分析工具，在私人企业和公共领域都有不少应用。三、生命周期评价的应用实例三、生命周期评价的应用实例 建筑瓷砖 我国是世界上最大的建材生产国。从资源的消耗到环境的损害，建材行业一直是污染较严重的产
13、业。为考察建材生产过程对环境的影响，用LCA方法评价了某建筑瓷砖生产过程对环境的影响。该瓷砖生产线的年产量为30万m2，采用连续性流水线生产。所需原料有钢渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加剂等，消耗一定的燃料、电力和水，排放出一定的废气、废水、废渣。生产工艺示意图生产工艺示意图 在LCA实施过程中，首先是目标定义。对该瓷砖生产过程的环境影响评价的目目标：只考察其生产过程对环境的影响；范范围：界定在直接原料消耗和直接废物排放，不考虑原料的生产加工过程以及废水、废渣的再处理过程。目标和范围的确定目标和范围的确定 对该瓷砖生产过程的环境影响LCA评价的编目分析，主要按资源和能源消耗、各种废弃
14、物排放及其引起的直接环境影响进行数据分类、编目。如能耗能耗可分为加热、照明、取暖等过程进行编目；资源消耗源消耗则按原料配比进行数据分类；污染物排放染物排放按废气、废水、废渣等进行编目分析。由于该生产过程排放的有害废气量很小，主要是二氧化碳，故废气排放量可以忽略，而以温室效应指标进行数据编目。另外，在该瓷砖生产过程中其他环境影响指标如人体健康、区域毒性、噪声等也很小，因此在编目分析中也忽略不计。清单分析清单分析 在在环境影响境影响评价价过程中采用了程中采用了输入入输出法模型，出法模型，其其输入和入和输出参数出参数见图所示。其中所示。其中输入参数有能源入参数有能源和原料，和原料，输出参数包括出参数
15、包括产品、品、废水、水、废渣，以及由渣，以及由二氧化碳排放引起的全球温室效二氧化碳排放引起的全球温室效应。某瓷砖生产线的输入输出法评价模型某瓷砖生产线的输入输出法评价模型影响评估影响评估 通过输入输出法计算，得到该瓷砖生产过程对环境的影响结果见图：图(a)为能源和资源的消耗情况，图(b)为对环境的影响。由图可见，该瓷砖生产过程的能耗和水的消耗较大。由于采用钢渣为主要原料，这是炼钢过程排放的固态废弃物，因此在资源消耗方面属于再循环利用，这对保护环境是有利的生产工艺。结果讨论结果讨论某瓷砖生产过程的环境影响某瓷砖生产过程的环境影响LCA评价结果评价结果 另外，该工艺过程的废渣排放量较小，仅为0.5 kg/m2。废水的排放量为30 kg/m2，且可以循环再利用。相对而言，该工艺过程的温室气体效应较大，生产l m2瓷砖要向大气层排放19.8 kg二氧化碳，因此，年产量为30万m2的瓷砖向空中排放的二氧化碳总量是相当可观的。对LCA评价结果的解释，除上述的环境影响数据外，通过对该瓷砖生产过程的LCA评价，提出的改进工艺主要有降低能耗、降低废水排放量、减少温室气体效应影响等。