生命周期评价

▪ LCI是对产品、工艺或活动等被研究系统在 整个生命周期阶段资源、能源的使用与向环 境排放废物的定量技术过程
▪ 清单分析包括数据的收集和计算程序，目的 是对产品系统的有关输入和输出进行量化
▪ LCI需要收集系统边界内每一单元过程中需 要纳入清单的数据。数据分定性和定量两类
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2.1清单分析的内容和目的
▪ 悖论2:消费品使用中消耗能源，因此越耐
用越会对环境不利。 B
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⑸ 范围的选择
▪ 界限的选择对LCA的时间规模、费用和可控 制性有巨大影响。基本的原则是界限应当与 行动目的一致
▪ 经验判断往往可作参考： 对便携式收音机的LCA不必考虑对能源影响； 评价手机则要考虑辐射影响。原因是既有科 学依据，又有改进的机会。
▪ 目的和范围设定要适当 设定过小，缺乏系统性和完整性，导致得出 结论不可靠；
设定过大，增加很多工作量，延长时间。
▪ 实际工作中往往需要几次反复调整修改，才 能最终确定目标和范围
B
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关于目的
▪ LCA目的是对一明确的产品或流程对环境的 影响实施评价。在不同的条件下 的目的不同
▪ 在设计阶段，评价目的是对几种可选择的设 计方案进行比较
终总的环境影响直接有关。经济质量
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过程和产品预算
▪ 材料预算的目的之一是为了加工过程 ▪ 案例 化学清洗过程
新溶剂
溶剂槽
溶剂清洗
滞留在 产品上
保留在 产品上
废物 处理
溶剂池
蒸发
▪ 系统的任何一个边界都存在物质平衡:进-出 平衡、浸润-蒸发平衡、溶解-分离平衡
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过程和产品预算 Ⅱ
▪ 根据平衡方程可以计算每一个界面上的物质、 能量通量和转化率
▪ 生命周期影响评价是对LCI得到的各种排放 物对现实环境影响进行定性定量的评价,是 LCA最重要的阶段。任务是确定产品系统的 物质]能量交换对其外部环境的影响，包括 对生态系统、人体健康和其他方面的影响
▪ 评价环境影响是复杂的过程，理论上可以通 过评价外因作用进行。
▪ 外因是清单分析中被确认有环境影响潜在趋 势的因素，环境科学已经建立了环境与外因 的作用与变化关系，如汽油发动机排放的铅
9 LCA不存在统一的模式，应保持灵活性
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2 生命周期评价的总体框架
LCA的总体框架由4个互相关联的部分组 成。其中双箭头表示基础信息流，单箭头 表示每阶段的结果解释
确定目标与范围
清单分析
影响分析
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成果 解释
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1.2.1 确定研究目的与范围
▪ 确定研究目的与范围是LCA的第一步
▪ 定义目的必须说明开展此项LCA的目的、原 因和结果的可能应用领域，需要尽可能精确 地确定目的和范围。
生命周期评价
清洁生产的主要分析工具
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1
1 LCA的基本原则和总体框架
1.1 生命周期评价的基本原则
1 系统、充分地考虑产品系统从原材料获取 直 至最终处置全部过程中的环境因素
2 研究的时间跨度和深度主要取决于所确定 的目的和范围
3 研究的范围、假定、数据质量描述、方法、 结果应具有透明性
4 LCA研究应讨论并记在数据来源，并予以
▪ 剂量-效应法——统计学方法
B
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生命周期解释
▪ 生命周期解释是LCA的最终目的，是重要的 成果阶段、应用阶段。通过对前三个阶段的 一个或多个做出结论，并提出改进建议，从 而改善产品过程的环境影响
▪ 理想化生命周期解释在前三个阶段完成之后 进行。展望前景，提出建议。表现为两种方 式：事先性的环境设计和事后性的污染控制
▪ 5%规则。实际工作中提出，对于对环境影
响较轻，且在产品中所占比重少于5%的材
料或组分，在评价中可以忽略。超过5%的
输入材料或组分以及有重要影响的，即使低
于5%也应全部计入。典型如机动车铅酸电
池、汞、放射性材料等均不到5%，但必须
计入
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⑶ 自然生态系统范围
▪ 产品与生产系统与自然环境广泛存在交互影 响。物资生产与环境生产衔接。
▪ 案例
能量 3×109
1600
水 600
1000
500
能量 2×109
1067
水 400
1000
能量 1×109
533
水 200
500
30 100 10
总过程
20 67 7
甲产品排B 放物
10 33 3
乙产品排放物22
功能单元
▪ 对于看似不同的单元进行比较时，要以完成 同样功能为比较的基线——统一可比性
案例 干洗店的LCA，主要考虑干洗流程中氯代 烯烃的排放问题，目的是减少其环境影响
狭义范围 终端控制、流程变化、溶剂替代
广义范围 可替换的服务选项：存在大量只烫
不干洗客户，提供单独熨烫，可减少排放；
系统考虑则还有纺织品的性质与品种等问题
B
5
确定研究目的与范围 ⑵
▪ 目标和范围的确定还应保证能够满足研究目 的，包括定义所研究的系统、确定系统边界、 说明数据要求、提出假设和限制等。
▪ 在制造阶段，目的几位在此操作条件下对环 境的最小破坏和最小影响
▪ 对于系统存在多个执行者，还要有合作目的
▪ 目的最好能够量化，如“使污染物排放总量
减少20%”，这样评价的结果会更有用，更
容易操作
B
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关于范围
▪ 在LCA中，确定范围十分重要。往往局限于 某个生命阶段和局部的影响，实现LCA目的 更容易实现。但如果忽略一些重要因素，结 果报告将是片面的
▪ 报告的主要内容 ▪ 基本情况 ▪ 所确定的目的和范围 ▪ 清单分析 ▪ 生命周期解释 ▪ LCA的局限性 ▪ 参加人员和单位，鉴定性评审报告，对建议
的答复
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2 生命周期清单分析
▪ 生命周期清单分析(Life Cycle Inventory LCI )是LCA中环境影响评价的基础，也可 直接指导实际应用
▪ 根据过程框图、平衡关系、转化速率等可以 计算出物质流、资金流、能量流，流失量、、 残留量排放量等直接指标
▪ 也可以计算出转化率、排放率、流失率等相 对指标
▪ 直接和间接指标都是与资源利用和环境影响 有关的影响量
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核算中的基本计算
▪ 转化率 转化率 = 参加反应的原料量/投入 反应设备的原料量 x 100%
▪ 环境影响特征之一是效应可在时间和空间 上产生极大延伸。 LCA的时空范围如何与
之匹配？粉尘排放影响几km，酸雨影响数 百km，臭氧层破坏达到50 km高空；导致
光化学烟雾的排放仅有一两天影响，生态
破坏需要几十年，全球气候变化需要几个 世纪，造成LCA的计算时间划分难于统一
▪ 悖论1:造林固定CO2 木浆造纸 纸张焚烧 或填埋产生CO2 ，贡献大还是损害大?
▪ 清单分析是一种定性描述系统内外物质流和
能量流的方法。所有投入的原材料和能源作
为输入，所有释放到环境中的物质作为输出，
即可列出系统内外物质流和能量流的输入/
输出清单
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清单分析的单元
输入
原料获取
能源
制造、加工、方案制定 分配和运输
水
利用、再利用、维护
再循环
废弃物管理
B
输出
污水 烟尘、烟气 固体废物 其他废弃物 可用产品
产品生命周期包括五个阶段
生命阶段Ⅰ 原材料获取。处于制造商直接 控制范围之外
生命阶段Ⅱ 产品生产阶段，又称“门对门
的分析”，从原材料入厂门到产品出厂门，
是早期工业环境影响评价重点，注重内控
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⑴ 生命周期范围
生命阶段Ⅲ 产品的包装运输阶段。把产品 的包装纳入LCA 生命阶段Ⅳ 产品的使用或消耗阶段。关注 产品在使用中的环境行为
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清单分析的步骤
▪ 数据收集的准备
▪ 数据收集通常从建模开始，形成流程图解， 描述每一个单元过程，列出与之相关的数据 类型，编制计算单位数据。都是为建立分析 清单作准备
▪ 清单分析所需的一些数据是直接的、定量的 数量型如原材料投入、水的消耗等
▪ 清单中还需要质量型信息，无论产品质量、
设备质量还是相关的环境要素质量，都与最
常规污染物和持久性污染物有区别；局地性 污染和跨国界转移性污染有区别
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1.2.2 清单分析
▪ LCA清单分析包括为实现特定的研究目的对
所需要数据的收集。基本上是关于所研究系 统的输入和输出数据清单
▪ 清单分析的主要用途是
⑴有助于综合地认识相互关联的产品系统
⑵确定研究目的与范围，界定待分析的系统
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影响评价的阶段和方法
▪ 影响评价可以分为三个阶段：分类、特性化 和评价。
▪ 分类：定性工作。分影响对象：人体健康、 生态环境、资源、社会福利等四类，结合不
同影响因子分类。
▪ 特性化：定量工作。环境影响的非线性和复 合性带来许多困难
▪ 评价：将分类并定量化的各种影响因子归结 为一个综合指标
▪ 潜在趋势法——负荷估计
环境改善 从科学和社会两方面评估
经济利益 事实的净成本，要力争有正效益
消费者的影响 正面影响，吸引力与宣传
生产管理 对现有生产的影响
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优化化图
▪ 当优化表建议措施条目多时，平列出来，难 于比较和获得最重要的信息
▪ 优化范围图可以迅速分辨出优先权高低的建 议。生产领域判断优先权高的准则：使用可 循环利用的技术材料；运用可重复使用的包 装材料；使用高效率加工转化技术与工艺等
▪ 一次性尿布与多次性尿布，评价节水。前者 38片/周，后者68片/周。功能单元：每周消
耗量
▪ 一次性纸杯热饮杯与陶瓷杯，评价材料消耗。 前者一次用2个，后者反复使用。功能单元：
一次使用个数
▪ 厚保温层冰箱与较薄保温层冰箱，评价节能。
相同空间的使用效率。功能单元：标准体积
冷藏容量
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生命周期影响评价
并建立系统模型，收集数据并就清单分析结 果编制报告
⑶通过量化分析系统的能流、原材料和向气、
水体和土地的排放 (环境输入、输出数据) ， 建立该系统环境表现 (行为) 的基础线
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清单分析概说⑵
▪ 清单分析的用途还有 ⑷识别产品系统中输入、消耗、排放最多的 单元过程，以进行有目标的改进 ⑸提供用来帮助确定生态标志准则的数据 ⑹帮助制定备选政策方案（政府采购政策）
▪ 优先化图是一种把建议分类分级的办法，纳 入不同的优先范围域，然后直观判断优先权 重程度
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生命阶段优化图
▪ 把各个建议归纳到生命周期的五个不同阶段： 预生产、生产、产品运输、产品使用、生命 终止。有些跨多个阶段
▪ 不同阶段的建议考虑角度不同，价值不同 ▪ 影响阶段长短不同，价值不同
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LCA报告的编制
明确、适当的交流
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LCA的基本原则
5 LCA的研究意图规定了保密和保护产权的 要求
6 方法学上要保证其开放性，以便能兼容新 的科学发现和最新技术发展
7 对于向外公布比对论断的LCA研究要考虑 一些具体要求
8 由于被分析系统生命周期各个阶段存在着 折中的因素和具体处理的复杂性，尚无法将 LCA的结果转化成单一的综合得分或数字
生命阶段Ⅴ 产品的回收处理阶段。促进改 进设计和原材料的选取，使之对环境和回收 的产品价值最优
后三个阶段发展了制造业环境保护，从产品 到服务，从摇篮到坟墓
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⑵ 细节标准范围
▪ 一个困惑：LCA应该包括多少细节？有多少 必要去描述痕量组分对环境的影响?现代科 技产品中包含数百种材料、数千种组分，应 评价多少材料和组分，对实际工作关系很大
▪ 确定评价范围，可以设问：为什么实ห้องสมุดไป่ตู้这项 研究？结果有何用途？谁用？谁做？可获得 的资料有哪些？需要怎样的细节水平？
▪ 确定范围应考虑可用于分析的信息资源，已 有大量重要数据可能造成资源事实过剩。如 对于随身听的塑料选择就不必复杂分析。
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生命周期范围
▪ LCA评价范围按不同特性可分为五种类型
⑴ 生命周期范围
▪ 产 率 产率=生成目的产物消耗原料量/参 加反应的原料量 x 100%
▪ 收 率 收率=转化率 x 产率=生成目的产物消 耗原料量/投入反应设备的原料量 x 100%
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分配
▪ 问题的提出：同一生产系统可以生产多种产 品，所产生的总的环境影响如何科学合理地 分配到不同产品上，以进行各自相对独立的 影响评价
▪ 通过提出定性和定量的改进措施的实施：改
变产品结构，更换材料和工艺，加强废弃物
管理，高边消费方式等。再次进行清单分析
和评价——优化措施，B持续改进
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优先化表
▪ 面对大量机会和建议，不可能一次解决 ▪ 列表对提出的改进建议措施进行优化比较 ▪ 比较原则 ▪ 基本方法：专家评分 +3~–3
技术可行性 是否存在技术上的困难
▪ 木材作燃料的系统，木材砍伐、运输和燃烧 属于工业部分；木材的生长和剩余物的微生 物分解属于自然部分。有些评价范围仅划定 前者，有些扩大到后者。后者范围完整，但 获取全面量化资料困难
▪ 生物降解是LCA范围中的一个生态问题：垃 圾、废物、金属废弃，边缘到哪里？
▪ 准确性和综合性产生矛盾
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⑷ 空间和时间范围