1、第6章 生命周期評價的應用 在過去的10年中，通過實施ISO 14000國際環境管理標準，LCA的應用已遍及社會、經濟的生產、生活的各個方面。 在材料領域，LCA用于環境影響評價更是日臻完善。到目前為止，LCA在鋼鐵、有色金屬材料、玻璃、水泥、塑料、橡膠、鋁合金、鎂合金等材料方面，在容器、包裝、復印機、計算機、汽車、輪船、飛機、洗衣機及其他家用電器等產品方面的環境影響評價應用都有報道。 第1頁/共78頁6.1 建筑瓷磚的環境影響評價 我國是世界上最大的建材生產國。從資源的消耗到環境的損害，建材行業一直是污染較嚴重的產業。 為考察建材生產過程對環境的影響，用LCA方法評價了某建筑瓷磚生產過程對環

2、境的影響。該瓷磚生產線的年產量為30萬m2，采用連續性流水線生產。所需原料有鋼渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加劑等，消耗一定的燃料、電力和水，排放出一定的廢氣、廢水、廢渣，其生產工藝示意圖見圖6-1 第2頁/共78頁圖6-1 某瓷磚生產工藝示意圖 第3頁/共78頁6.1 建筑瓷磚的環境影響評價 在LCA實施過程中，首先是目標定義。對該瓷磚生產過程的環境影響評價的目標定義為只考察其生產過程對環境的影響；范圍界定在直接原料消耗和直接廢物排放，不考慮原料的生產加工過程以及廢水、廢渣的再處理過程。 對該瓷磚生產過程的環境影響LCA評價的編目分析，主要按資源和能源消耗、各種廢棄物排放及其引起的

3、直接環境影響進行數據分類、編目。如能耗可分為加熱、照明、取暖等過程進行編目；資源消耗則按原料配比進行數據分類；污染物排放按廢氣、廢水、廢渣等進行編目分析。由于該生產過程排放的有害廢氣量很小，主要是二氧化碳，故廢氣排放量可以忽略，而以溫室效應指標進行數據編目。另外，在該瓷磚生產過程中其他環境影響指標如人體健康、區域毒性、噪聲等也很小，因此在編目分析中也忽略不計。第4頁/共78頁 在環境影響評價過程中采用了輸入輸出法模型，其輸入和輸出參數見圖6-2所示。其中輸入參數有能源和原料，輸出參數包括產品、廢水、廢渣，以及由二氧化碳排放引起的全球溫室效應。 第5頁/共78頁圖6-2 某瓷磚生產線的輸入輸出法

4、評價模型第6頁/共78頁 通過輸入輸出法計算，得到該瓷磚生產過程對環境的影響結果見圖6-3，其中圖6-3(a)為能源和資源的消耗情況，圖6-3(b)為對環境的影響。由圖可見，該瓷磚生產過程的能耗和水的消耗較大。由于采用鋼渣為主要原料，這是煉鋼過程排放的固態廢棄物，因此在資源消耗方面屬于再循環利用，這對保護環境是有利的生產工藝。第7頁/共78頁圖6-3 某瓷磚生產過程的環境影響LCA評價結果第8頁/共78頁 另外，該工藝過程的廢渣排放量較小，僅為0.5 kg/m2。廢水的排放量為30 kg/m2，且可以循環再利用。相對而言，該工藝過程的溫室氣體效應較大，生產l m2瓷磚要向大氣層排放19.8 k

5、g二氧化碳，因此，年產量為30萬m2的瓷磚向空中排放的二氧化碳總量是相當可觀的。 對LCA評價結果的解釋，除上述的環境影響數據外，通過對該瓷磚生產過程的LCA評價，提出的改進工藝主要有降低能耗、降低廢水排放量、減少溫室氣體效應影響等。 第9頁/共78頁6.2 聚氨酯防水涂料生產過程的環境影響評價 全世界約有4萬家涂料生產廠。包括鄉鎮企業在內，中國目前約有上萬家，有一定規模的涂料廠也有幾百家。由于高能耗、低質量、污染環境、損害人體健康等原因，急需采用先進技術改進生產工藝和相應的施工技術。 其目標定義為該防水涂料的生產過程對環境的影響，不考慮涂料的施工及使用對環境及人體健康的影響；范圍定義在直接原

6、料消耗和直接廢物排放以及其他因素對環境的直接影響，不考慮原料的生產加工過程及廢水、廢渣的再處理過程。 第10頁/共78頁 根據圖6-4的防水涂料生產工藝示意圖，對該涂料的環境影響因素進行編目分析。 主要按資源和能源消耗，各種廢棄物排放及其引起的直接環境影響進行數據分類、編目。如能耗可分為加熱、照明、取暖等過程進行編目；資源消耗按原料配比進行數據分類； 污染物排放按廢氣、廢渣等進行編目分析。由于是生產涂料的工藝過程，生產中排放大量的有機廢氣。除二氧化碳以溫室效應指標進行數據編目外，還用區域毒性和揮發性有機物來評價有害氣體排放對環境和人體健康的影響。相對而言，涂料生產過程中的廢水排放量很小，可以忽

7、略。另外，在該生產過程中噪聲等影響因素也很小，因此在編目分析中也可忽略不計 第11頁/共78頁圖6-4 某防水涂料的生產工藝示意圖 第12頁/共78頁用輸入輸出法評價該防水涂料對環境的影響，其輸入和輸出參數見圖6-5所示意。其中輸入參數有能源和原料，輸出參數包括涂料產品、廢渣、有機揮發物、區域毒性水平以及由二氧化碳排放引起的全球溫室效應 圖6-5 某防水涂料生產過程的輸入輸出法評價模型 第13頁/共78頁 根據輸入和輸出數據計算得到該防水涂料對環境和人體健康的影響結果見圖6-6。其中資源的消耗包括原料和燃煤獲取能源的消耗，能源的需求相對較高，1 kg產品需耗能8.8 MJ。從環境的影響看，該工

8、藝過程的固體廢棄物排放量較小，僅為0.054 kg/kg。由于能耗較高，相應的溫室氣體效應較明顯，當量二氧化碳氣體排放達0.572 kg/kg。對人體健康有影響的有機揮發物排放較少，為0.15 kg/kg。包括有機固體廢棄物在內，該防水涂料生產過程排放的有害物的區域毒性影響為2.5 kg/kg，表明該工藝尚有改進的余地。第14頁/共78頁第15頁/共78頁 對LCA評價結果的解釋，除上述的環境影響數據外，通過對該涂料生產過程的LCA評價，提出的改進工藝主要有提高資源效率、降低能耗、降低總有害物的排放量及減少溫室氣體效應影響等。第16頁/共78頁6.3 用層次分析法評價一般材料的環境影響 用層次

9、分析法評價鐵、鋁和高密度聚乙烯等在使用過程中的環境影響。 定義一個環境指數為LCA的評價目標。評價范圍界定為材料的使用過程對環境的影響。 將目標層、準則層及方案層構造完畢后，按照LCA原理，可以進行環境影響評價的編目分析。 由于是評價材料在使用過程中的環境影響，除考慮被評價材料的環境因素如能耗，資源消耗，溫室效應，人體健康影響，排放的廢氣、廢水及固態廢棄物外，還應考慮材料的使用性能如拉伸強度、線膨脹系數、比熱、電導及電極電位等，詳細見圖6-7的編目分析示意圖。圖中目標層為環境指數，準則層為環境影響及材料性能，方案層為具體的各種指標。 收集編目分析的各種具體數據，可構造如式(6-1)及式(6-2

10、)兩個矩陣。 第17頁/共78頁圖6-7 常用材料環境影響的編目分析示意 第18頁/共78頁 (6-1) (6-2) 式中：S*材料性能指標； E*環境影響指標； HEDP高密度聚乙烯。第19頁/共78頁解矩陣式(6-1)及式(6-2)，得到三種材料環境影響及性能指標的AHP分析結果，見表6-1。顯然，這三種材料在使用過程中，高密度聚乙烯的環境影響最小，鐵的環境影響也比較小，鋁的環境影響最大。這個結果與用輸入輸出法評價的同樣三種材料的環境影響趨勢是一致的。 第20頁/共78頁6.4 汽車輕型化能否減輕環境負荷6.4.1 汽車和地球環境的關系 全世界的汽車數量在急劇地增長,大量消費礦物燃料，并且

11、大量生產、大量消費、大量廢棄的汽車已導致地球的溫室效應、酸雨、垃圾等諸多的環境問題。 第21頁/共78頁6.4.2 改善油耗的技術與車輛輕型化 有很多改善汽車油耗的技術，但可以分類為減少行駛阻力和提高機械效率兩大類。前者包括減輕車體重量、減少空氣阻力、提高輪胎的牽引性等；后者包括提高傳動及發動機效率等。 從統計數據可知，降低10%的車體重量可以降低油耗10%。車體輕型化包括：1）采用高強鋼；2）改用輕型材料（鋁、塑料）；3）改變形狀（如減少厚度、使用空心材料、小型化、集成化等）。另外通過減少發動機中高速往復或旋轉運動部件及傳動部件的重量也可以使發動機等的效率得到提高。 第22頁/共78頁6.4

12、.3材料輕量化的現狀與動向 1) 鋼鐵材料高強度鋼的發展 汽車是由車體、轉動部分、發動機等驅動裝置及各種裝置的部件組成，高強度的車身鋼板可以做得很薄。開發出了各種成型性好的高強度鋼板，可根據車身不同部位的成型條件及特性靈活應用。如添加P元素的鋼、復合鋼板及熱涂時發生時效硬化的BH鋼等都是典型的例子。最近，高殘余奧氏體鋼和IF鋼（通過添加Nb和Ti，固定C和N的interstitial free鋼）等的采用比例也提高了。對整個車身來說，這類鋼板的實用率約為25%。經過表面處理的鋼板使用率也增至約70%，其中36%是高強度鋼板。 此外，汽車底盤使用高強度鋼板的比率約為25%，至于焊接部位的強度和疲

13、勞特性方面，通過在鋼板及設計方面的一些措施可以改善，因而高強鋼將會被更多地采用。隨著高強度鋼和結構鋼的技術進步，除薄鋼板之外，以圓鋼和鋼管作為原材料的部位也要盡量輕量化。第23頁/共78頁2）鋁的擴大使用 作為汽車材料，鋁的使用率只占百分之幾，而且大部分是鑄造鋁合金。 鋁原材料價格比鋼材貴數倍，因而目前鋁材優先用于一些高檔車。除了鑄鋁合金外，用做沖壓、軋制和鍛造材料的形變鋁合金也開始被采用。 若將車身材料由鋼板換成鋁合金板，可使車體重量大幅度降低。1991年，日本汽車商開始銷售全鋁材車身的賽車，這種車的鋁材使用率為31%，車身重量減少13%。 第24頁/共78頁 第25頁/共78頁汽車材料構成

14、比例中，塑料的比率也在逐年增加。 第26頁/共78頁6.5 再生紙是否與環境協調 6.5.1利用再生紙的背景 紙可以說是文化的標志，1989年的統計表明，全世界的紙用量為23000萬噸，每人每年平均用紙45kg,而美國人均達300kg，西歐和日本人均約200kg,就是說發達國家消耗的紙占了一大部分。 在很久以前，人們就認識到了以舊紙作紙漿比木材作紙漿造紙更經濟，因再生紙的利用得到了長足的發展。隨著環境問題意識的高漲，人們擔心大量用紙會加重環境負荷，因而對再生紙的使用更寄予厚望，希望能減輕環境負荷。但是也有觀點認為利用再生紙對環境保護并無貢獻，究竟如何呢？第27頁/共78頁6.5.2 造紙工藝及

15、再生工藝 造紙是使木材中的植物纖維分散在水中（制漿），經過抄漿、干燥、使纖維通過氫鍵結合起來的過程。這種氫鍵在常溫的水中即可離解，因而可重新抄紙。 為了將木屑的纖維細胞分散開，可采用機械方法（加剪力將其撕開）和化學方法（用堿等化學試劑將粘接纖維細胞的木質素分解即蒸解）。用前一種方法做的漿稱為機械漿，用后一種方法做的漿稱為化學漿。 另外，根據需要，還要漂白紙漿。氯氣曾作為漂白劑使用，但由于生成有害的dioxime(TCDD;2,3,7,8-四氯(b,e)（1，4）二惡英，是一種劇毒性物質，有很強的致癌作用和致畸形作用），以及氯氣易溢出等原因，現在開始轉用高氯酸、雙氧水、臭氧及氧氣等作漂白劑。 在

16、抄漿工藝中，為使紙張平滑，不透光，要添加一些氧化鈦和碳酸鈣等填充劑，此外還要加入一些淀粉填料和染料等。 若選用舊紙作原料，首先要將舊紙從家庭、工廠收集起來，去除雜物；然后在水中進行軟化、分散處理，將膠片、別針、膠等異物通過過濾、離心分離等方法除去。然后用表面活化劑將印刷油墨乳化分解，用水洗掉攜帶油墨粒子的泡沫。最后，根據需要進行化學漂白。抄漿工藝和上述新漿的工藝基本相同。第28頁/共78頁6.5.3原漿紙與再生紙的環境負荷比較 1) 能耗 在利用舊紙漿的情況下，所需的動力主要用于舊紙在水中離解，去除雜質與流送雜物，可以想象在漿化過程中能耗是非常少的。對漿化過程所消耗的能量有各種各樣的統計結果：

17、化學漿化是10.4716.75Mj/kg，機械漿化是4.18714.65Mj/kg。再生漿化是2.0934.187Mj/kg。對于漿化來說，如何評價能量的回收是有爭議的。使用再生紙大體可以節省能量8.37410.47MJ/kg，即能節省約1/3。這里的問題是：扔掉的舊紙既使不化漿也可以回收能量。紙的燃燒熱是12.56MJ/kg，若能100%的回收的化，可以比化漿獲得更多的能量。對于舊紙，運輸體積只有木屑的四分之一，從運輸上來說可以節能。但舊紙是從不同的地方收集來的，為了回收廢紙的運輸距離也不容忽視。總之，從總體上考慮，雖有異議，但在這里判定再生紙為贏家。第29頁/共78頁2)大氣污染SO2在燃

18、料的燃燒階段產生,粗略地講是和整個工程的能耗相關的。如此看來，再生紙產生的SOx數量是要少一點。另外樹皮紙漿不可避免的要產生甲硫醇等惡臭物質；而再生漿中就很少。還有，在紙漿輸送過程中會有NOx氣體放出，與能耗的情況相同，這里也判定再生紙為贏家。第30頁/共78頁3)水質污染 造紙工藝需要大量的水，大型造紙廠日需水量高達45萬噸，這相當于百萬人口城市的用水量。即使說原生漿和再生漿分散時所用水量相同， 但僅就脫墨過程中水的消耗量而言，再生紙或許要多一些。要制作白紙。必須將木質素溶解析出（洗提），由木質素生成的有機衍生物除了隨排水排出之外，洗提出的部分纖維素，半纖維素還會生成糖類和有機酸，從而造成生

19、化耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD）值的增大。各工藝生成的微小纖維會形成固體懸浮物（SS），經過適當處理雖對水質污染影響不大，但有處理淤泥的問題。具有良好保存性的中性舊紙中，碳酸鈣涂層及淀粉在漿化過程中會使排水中的COD等污染物質的濃度增高，并使成品質量下降。另外，附在舊紙上的種種灰塵和臟物等也會污染水質。關于水質污染這一項我們先判為平局。 第31頁/共78頁4)固體廢棄物 固體廢棄物主要指排水中的污泥渣及混在舊紙中的垃圾。對原生漿來說，木屑在運輸和堆放在室外時，常常有飛散到周圍環境中去的問題。因此，這一項判再生紙為全贏。第32頁/共78頁5)關于保護綠色環境要得到1t的機械漿就需要2.1

20、2.4m3的木材，而1t的牛皮紙漿則需要3.54.2 m3的木材，當然再生漿不需要木材。通常不會為了獲得制漿用的木屑去砍伐樹木，一般使用的是間伐樹木、毀壞木材或木材的下腳料。然而制漿卻使用了木材生產量的12%。尤其考慮到今后用紙量增大的情況，再生紙的意義就更大了。因此從保護綠色環境的角度看。再生紙是好的，是勝方。當然進口廢紙要特別當心，以防別人的垃圾輸出。總之，從一般意義上講，使用再生紙會減輕環境污染。第33頁/共78頁6.6 硅酸鹽水泥的生命周期評價方法 硅酸鹽水泥LCA評價一般分為兩種。廣義的LCA評價：就某一區域的水泥工業系統進行總體評價，對確定水泥的環境地位，制定相應的環境政策及水泥工

21、業的可持續發展戰略具有指導意義。狹義的LCA評價：對確定的水泥工業系統進行評價，為水泥的環境性能改善、新工藝和新技術的發展提供方向和指導。 考慮到水泥壽命周期的不確定性，在此以原料開采至水泥生產，同時以一定標準的混凝土制造，構成LCA評價的壽命周期。 第34頁/共78頁第35頁/共78頁6.6.1體系的邊界條件 研究對象為硅酸鹽水泥，原料采用石灰石、粘土及石膏。噸水泥料耗：石灰石1.3噸、粘土0.3噸、石膏50Kg；不考慮工業廢渣的利用，功能單位以1m3標準混凝土所用水泥重量計，并以此構成完整壽命周期。1m3標準混凝土配比為：270kg水泥，60kg石灰，1850kg集料。不考慮水泥的循環利用

22、、廢棄處理，5噸柴油汽車運輸，水泥和混凝土原料運輸距離分別假定為5Km和30Km。 生產設備、建筑設施相關的環境污染不予考慮。 第36頁/共78頁6.6.2 硅酸鹽水泥LCI（清單）分析 下表中的電力生產污染數據是按我國發電能耗平均值0.424kg標準/kwh,折合為熱值24244KJ/Kg燃煤計算而來；CO2生成量按原煤固定碳合量50%計算,原煤灰份以20%計，電力生產、運輸系統NO2 、SO2生成量系根據相應平均排放因子計算得到。 所有的原料開采以相同的電力消耗計，未考慮其他污染物。同理可得水泥生產過程的環境數據 第37頁/共78頁第38頁/共78頁第39頁/共78頁第40頁/共78頁6.

23、7 塑料環境影響評價 從事LCA研究的英國Open大學布斯捏提教授，在歐洲塑料工業協會的資助下，召集英國、瑞士、德國、瑞典的學者組成專門學術小組，確定了方法論；同時對日常生活中常用的通用樹脂，高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、發泡聚苯乙烯（EPS）、聚氯乙烯樹脂（PVC）和聚酯樹脂（PET）等進行了PLAC研究。 下表列出了歐洲小組實施的將HDPE、PP、PVC及EPS換算成發泡體的數據。這些數據是19個石油化學聯合企業的平均值。 第41頁/共78頁第42頁/共78頁今后的研究方向 機械再生循環（Mechanical Recycle如樹脂的再

24、生利用）， 原料再生循環（feed stock recycle即作為原料，再資源化）和 熱再生循環（thermal recycle即作為焚燒回收能源的再資源化）哪種更適合于塑料制品（例如EPS盒）的再生利用，也就是說那種再生循環方法與環境更為協調的問題。 第43頁/共78頁6.8 從生命周期評價看白色污染治理 人們熟悉的PS發泡一次性餐具曾帶給國人飲食習慣上的一次變革，促進人們建立方便衛生快捷的現代生活方式； 但由于使用后的隨意丟棄也引發了不容忽視的環境問題“白色污染”。 解決這一問題的途徑何在，究竟“替代和禁用”更益于生態環境還是“回收再利用”更符合持續發展戰略的爭論仍未有定論。 第44頁/

25、共78頁6.8.1 PS發泡餐具的發展 發泡PS是由聚苯乙烯發泡成平板片材后成型為各種形狀的產品，其材質穩定，安全衛生，輕巧便利，成本低廉； 具有良好的保溫性，能延長食品溫度及鮮度的保持時間；優異的防潮性，確保食品不受污染；質輕強度好，運輸方便，不易變形，廣泛用作食品容器，有著不可替代的優勢。 我國的泡沫塑料行業在90年代得到蓬勃發展，擠出發泡生產線超過百條，生產能力10萬噸以上，大型成型機150臺，餐盒年生產能力150億只以上，實際產量80億只。 生產工藝自身也不斷得到提高，CFC發泡技術被淘汰，代之以丁烷，戊烷或二氧化碳發泡工藝。在蒙特利爾議定書（Montreal Protocol）框架下

26、，企業從多邊基金獲得資助進行技術改造，促進了產業的技術進步。第45頁/共78頁6.8.2 替代品的發展 發泡餐具的替代品包括紙制品和降解塑料制品等，其中紙制品一是由木材為主制成木漿，再由木漿制成紙板，經成型，折疊制成餐具，其將消耗大量木材；另一種是紙漿模塑餐具，由植物纖維制漿（木漿與草漿或蔗渣漿，秸桿漿等按一定比例混合）一次成型生產，除消耗一定木材，還耗費大量能源；紙制品成本價格是發泡PS產品的23倍。 實驗表明，在通常條件下，5個月后紙制餐盒才可完全分解；可見視覺污染并未消除。況且，可分解未必就有益于環境，因分解所產生的甲烷會導致溫室效應，而生物分解所產生的滲漏水也會污染地下水。雖然理論上造

27、紙廠可回收利用，但由于這種餐盒添加了防油防水劑，因此回收需添加特殊設備，經濟上不核算，目前還沒有造紙廠愿意回收這種餐盒。 降解塑料制品主要有：光降解，以添加光敏劑取得降解效果；生物降解，添加淀粉類可降解物質，以獲得降解效果；此外還有光生物雙降解模式。降解塑料成本比發泡塑料高10%左右，且降解受空氣，陽光，水，微生物等因素影響，需13年的時間分解為碎片或粉末，并不能真正降解和完全被土壤吸收，其碎片在20年的時間內，仍有50%左右的殘留量存在，因而降解塑料也面臨一個回收問題。但降解塑料因其攙有降解材料而難以再利用。 第46頁/共78頁6.8.3 利用生命周期法進行環境影響評價1) 利用LCA評價的

28、必要性 在考慮對環境的負荷時，會得到一些出乎意料的結果。比如在商店購物時，給顧客的聚乙烯(PE)購物袋比紙購物袋更利于保護環境。這似乎同人們的想象大相徑庭。在人們的意識中，聚乙烯購物袋用過扔掉后，不能在自然中風化降解，常常隨風飄揚，破壞生活景觀，造成環境污染。但對聚乙烯購物袋和紙制購物袋的環境負荷對比評價表明，PE購物袋的能耗量較低。 這兩種產品的生命周期是：PE從原油的開采開始，紙是從伐木開始，經過產品的制造，使用，然后將使用后的一部分進行再生循環處理，直到最后作無公害焚燒的過程。環境負荷評價就是對這兩種產品在整個壽命周期中的能耗量進行分析和計算。結果表明(見表)，在容量相同的情況下，紙袋的

29、能耗是PE購物袋的1.52倍(隨再生率的提高,二者能耗差距減小)。類似地，PE購物袋在產生的固體垃圾數量和廢氣排放量方面，也要低于紙購物袋。紙袋在再生循環處理中會排出更多的污水，這是造成紙環境負荷增加的主要原因。這些結果表明聚乙烯袋對環境造成的負荷程度比紙袋要低。 第47頁/共78頁第48頁/共78頁2) 全過程評價PS餐盒與紙制餐盒的環境負荷 從資源角度，PS餐盒消耗少量原油，而紙制餐盒在制造中為了保證質量則需添加一定比例的原木漿（見表）。餐盒用量如此巨大，若全面推廣，勢必造成大量木材的消耗，導致森林砍伐的加劇。值得注意的是，我國森林面積為1.3億公頃,森林覆蓋率為13.92%,人均占有森林

30、面積只相當于世界人均水平的17.2%, 居世界第119位。顯然在原料角度紙制餐盒的環境負荷要大得多。 從原料加工來看，PS餐盒的原料主要來自石油加工的副產品，雖然也有一定的能量消耗和污染物排放；而制漿的制造歷來是耗能大戶，耗水大戶，排污大戶。造漿工藝需要大量的水，一個大型造紙廠日需水量高達45萬噸，這相當于百萬人口城市的用水量。而據國家的有關統計，我國的水資源總量為2.8億立方米, 居世界第6位,可按人均占有量計算,卻僅為2340立方米, 在國際上排第88位,已被列入世界12個貧水國家的名單中。在制漿中須將木質素溶解析出，由木質素生成的有機衍生物除隨排水排出之外，洗提出的纖維素，半纖維素還會生

31、成糖類和有機酸，從而造成水中生化耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD）值的增大。各工藝生成的微小纖維會形成固體懸浮物（SS），經適當處理雖對水質影響不大，但有處理淤泥的問題。 第49頁/共78頁第50頁/共78頁2) 全過程評價PS餐盒與紙制餐盒的環境負荷（續） 在產品加工制造中紙制餐盒的能耗遠遠大于PS餐盒，因其工藝的限制，其在成型后須立即干燥，需消耗大量的電能。而中國的能源儲藏決定了能源結構是以煤為主，能量的消耗就意味著顆粒物，SO2的排放。 在產品運輸方面，紙制餐盒自身重量是PS餐盒的5倍，運送同樣數量的餐盒，用PS餐盒可節約30%的能量，對空氣的污染也減小了。 此外衛生與健康問題也絕對

32、不容忽視。餐盒的功用不止便于外帶而已，它們還能保護食物。這一點PS餐盒顯然具有優勢。速食包裝在衛生問題的影響值得深思。 從使用后來做比較，PS餐盒廢棄后對市容景觀產生視覺污染且長期難以降解，但可回收利用解決這一問題；紙制餐盒雖經一定時間可自行分解，但若隨意丟棄，則視覺污染依然存在。 綜觀這兩種產品的生命周期全過程，顯然紙制餐盒對環境的影響要大，盲目推廣使用的危害顯而易見。 第51頁/共78頁6.9 對社會基礎設施的環境平衡評價 對環境施加負荷的技術可分為能量相關技術和非能量相關技術兩大類。 前一種指發電設備、汽車或照明燈具等這類消耗能量的同時又可作功或產生能量的技術； 后一種則指建筑物、衣服、

33、家具等使用時不消耗能量的。 第52頁/共78頁6.9.1能量相關技術的環境負荷 對于能量相關技術而言，其特征是運行時的能耗比制造設備、生產產品或建設設施時的能耗要大得多，并且隨設備和產品使用年限得增加而增大。運行消耗的能源多為礦物能源或電力，所造成的環境影響主要是SOx, NOx,CO2等大氣污染物質。 對能量相關技術，減輕環境負荷最有效得對策就是減少運行時的能耗，即提高效率。 此外，延長這些設備和產品的使用壽命，除能減少其產量，降低制造時的能耗外，還可以有效地減少廢棄物。第53頁/共78頁6.9.2 非能量相關技術的環境負荷 非能量相關技術的環境問題主要是廢棄物的問題。如何減少廢棄物的問題就

34、成為中心課題。精心使用性能優異的物品，開發耐用及可以修理的產品十分重要。 對于城市建筑，盡可能延長其構架的使用壽命，只是在內外裝潢上跟上時代潮流就足夠了。 將更換品和廢舊市場的東西予以再利用，擴大普及再利用就顯得更有必要。再利用不一定局限于國內，也希望擴展到一些物質緊缺的發展中國家。但為防止發達國家利用人工費便宜和環境法規不健全而變相向發展中國家出口垃圾，發展中國家必須建立自己的再生循環利用體系。第54頁/共78頁6.9.3 環境影響評價 對于發電廠以CO2（重要的地球溫室氣體）為例進行周期分析 第55頁/共78頁 最初的設備建造、運行所需要的材料能耗，可通過累加設備制造各工序及運行投入的材料

35、和能量來求得。將建造材料和運行能量換算成熱量，即可求出在壽命周期中所投入的總能量，再從投入的總能量算出發電廠的CO2的單位排放量。 設備制造和運行時間接排放的CO2，按設備的制造和運行所投入的能量分為煤炭、石油、天然氣和電力幾大類，再乘以各自的CO2單位排放量，就可以算出。也就是說所求得的材料和能量乘以由產業相關表預先算出的單位能耗及CO2單位排放量，就可以算出整個工廠投入的能量和間接排放出的CO2數量。算出的數值加上發電時燃料燃燒排放出的CO2數量，即可以得出直接與間接放出的CO2數量。 除此之外，還要考慮制造水泥時化學反應所放出的CO2，油氣井中天然氣所含的CO2等。開采天然氣及挖掘煤炭時

36、逃逸到大氣中的甲烷對地球的溫室效應影響也要換算為CO2。將所有這些在壽命周期中直接、間接產生的CO2排放量加起來除以發電量，即可得到以每千瓦小時的CO2單位排放量來表示的發電廠對地球溫室效應的影響。 第56頁/共78頁第57頁/共78頁 圖中的結果是在假設發電廠壽命為30年，并以此期間的能耗為基礎計算得到的。 從圖中可以看出，按原子能、中小水利、地熱、其他天然能源和火力發電的順序，CO2的單位排放量從小到大遞增。 與原子能及天然能源相比，火力發電對地球溫室效應的影響要大得多。這是因為發電時由燃料燃燒直接放出的CO2量，比設備制造、運行或甲烷泄露等間接的CO2排放量要大得多的緣故。出乎意料的是，

37、除了水力和地熱外，使用其他自然資源的設施排放的CO2很多，這是由于要將非集中得自然能量集中起來，不得不投入大量的設備。 在自然能源中，能量密度最高的是水力和地熱，它們在減小地球溫室效應方面占有優勢。水電的CO2單位排放量為5.6g(碳)/Kwh,僅占液化天然氣發電的1/30。核能和自然能一樣，對地球溫室效應的影響不大，其數據依鈾的濃縮方法不同而有很大差異。和液化天然氣火電站相比，若鈾濃縮采用氣體擴散法約為1/5，若用離心法，則僅為1/16。核電站系統燃料的循環比較復雜，建站的物質和能量需求量很大。但是投入的能量，以使用壽命平攤，也只占年投入量（不包括燃料）的10%，這不是很大的數值。 第58頁

38、/共78頁6.11 生命周期評價在城市垃圾管理中的應用6.11.1 我國所面臨的主要城市垃圾問題 1995年，全國共有647座城市。城市非農業人口18490萬人，城市垃圾清運量為10671萬噸。盡管有932座垃圾處理設施，但是無害化處理率卻只有43.7%。1996年全國工業固體廢物產生量為6.6億噸，歷年累計堆存量達64.9億噸。占地51680km2。 隨著經濟的增長和生活水平的提高。我國城市垃圾每人每年的產生量約為440kg，在過去的十幾年里，城市垃圾平均以8%-10%的速度增長。 第59頁/共78頁6.11.2 LCA在城市垃圾減量化的應用 如前所述，LCA可以預測某一種產品或某項活動在整

39、個生命周期中對環境的可能影響，因而是一種促進環境管理的有用工具。同樣，其也可以有效地應用到廢物管理，評價環境的可持續性。第60頁/共78頁2）目標的確定研究的目的和目標是：探索LCA在我國城市垃圾管理系統中的應用，預防和減少城市垃圾的產生；改進現有城市垃圾管理系統。3）系統范圍 包括城市垃圾處理和處置過程，而不包括城市垃圾的回收。因為目前分類收集對城市垃圾的實際影響并不明顯。 第61頁/共78頁第62頁/共78頁第63頁/共78頁第64頁/共78頁第65頁/共78頁5）影響分析通常根據研究目的和目標來確定分析范圍，如土地使用價值，處理費用，減量，填埋，堆肥和焚燒的管理等。A)衛生填埋填埋場內的

40、物質可以通過以下多種途徑逸出：填埋氣體，滲出液，表面徑流，被風吹走的輕物質和塵土批；鳥類，嚙齒動物和其他動物；在填埋場內生長的植物。通過上述途徑，這些逸出物可導致下列問題：全球變暖-由有機物分解釋放的CO2和CH4引起；臭氧層破壞-由含CFC產品中釋放的CFC引起；氧化劑的形成-由CH4和其他揮發性有機物形成；酸化-由氮氧化合物和硫化物引起；富營養化-由氮、磷和有機物引起；毒理和生態毒理效應-由滲出液和氣體中的金屬和有機物引起；土地利用、空間利用、噪音、惡臭、意外事故如火災、職業衛生和安全、其他。第66頁/共78頁5）影響分析(續） B. 堆肥 來自堆肥過程中有機物分解的氣體，排放的污水以及堆

41、肥產品本身，可引起下列環境問題：荒漠化、土壤退化、全球變暖、富營養化、毒理和生態毒理效應、噪聲、惡臭、職業衛生和安全、其他。 C.焚燒 焚燒也可以通過排放的氣體，污水和爐灰對環境造成影響：全球變暖、臭氧層破壞、氧化劑形成、酸化、毒理和生態毒理效應、噪聲、惡臭、職業衛生和安全、其他。 第67頁/共78頁6.13 建立環境材料數據庫的可能性 6.13.1 怎樣測定環境材料度 應用LCA方法是否就能知道材料在大多數程度上是環境材料，用什么方法和指標去測量它呢？ 大多數原材料作為支撐社會基礎設施的基石，常常是作為經久耐用的結構材料而被廣泛利用。 在用途和所希望的功能比較明確的情況下，首先在眾多材料中選

42、擇符合標準的材料，然后計算出每一個材料的負荷系數及使用壽命，進行比較和分析。 下表給出了對超高臨界火力發電設備使用材料的評價結果 第68頁/共78頁第69頁/共78頁 表中列出了在火力發電時提高發電溫度對環境負荷的改 善。為使問題簡化，在這里假設將壽命周期限定為只包括制造和使用兩個方面，環境負荷也只考慮CO2的排放，并且材料不是從眾多材料中選擇的，是計劃使用的材料。評價的目的在于弄清楚使用這種材料是否合適。另外對材料性能的要求也僅限于蠕變強度，將維持必要強度所需的材料數量數值化并換算為CO2產生量。 由表可見，隨著蒸汽溫度的升高，超高臨界壓發電效率得到提高，CO2的產生量也相應減少。另一方面，伴隨蒸汽溫度的升高，對材料的要求就更嚴格；從質的方面講，需要能耗和資源投入量更多的特殊材料；在量的方面。則為了保持足夠的強度需要大量的材料。計算結果表明，材料的替換會使CO2總量增加，但在一年里高效率的運轉中可以被彌補，僅就CO2產生量而言，總的效果是在制造使用過程中減少了環境負荷 第70頁/共78頁6.13.2環境材料數據庫的建立 數據作為分析的基礎，由材料的環境負荷數據庫和材料性能數據庫組成。以此為基礎