.,1,生命周期評價,清潔生產的主要分析工具,.,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、充分地考慮產品系統從原材料獲取直至最終處置全部過程中的環境因素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、數據質量描述、方法、結果應具有透明性4LCA研究應討論并記在數據來源，并予以明確、適當的交流,.,3,LCA的基本原則,5LCA的研究意圖規定了保密和保護產權的要求6方法學上要保證其開放性，以便能兼容新的科學發現和最新技術發展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由于被分析系統生命周期各個階段存在著折中的因素和具體處理的復雜性，尚無法將LCA的結果轉化成單一的綜合得分或數字9LCA不存在統一的模式，應保持靈活性,.,4,2生命周期評價的總體框架LCA的總體框架由4個互相關聯的部分組成。其中雙箭頭表示基礎信息流，單箭頭表示每階段的結果解釋,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、原因和結果的可能應用領域，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，目的是減少其環境影響狹義范圍終端控制、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；系統考慮則還有紡織品的性質與品種等問題,.,6,確定研究目的與范圍,目標和范圍的確定還應保證能夠滿足研究目的，包括定義所研究的系統、確定系統邊界、說明數據要求、提出假設和限制等。目的和范圍設定要適當設定過小，缺乏系統性和完整性，導致得出結論不可靠；設定過大，增加很多工作量，延長時間。實際工作中往往需要幾次反復調整修改，才能最終確定目標和范圍,.,7,關于目的,LCA目的是對一明確的產品或流程對環境的影響實施評價。在不同的條件下的目的不同在設計階段，評價目的是對幾種可選擇的設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境的最小破壞和最小影響對于系統存在多個執行者，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%”，這樣評價的結果會更有用，更容易操作,.,8,關于范圍,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LCA目的更容易實現。但如果忽略一些重要因素，結果報告將是片面的確定評價范圍，可以設問：為什么實施這項研究？結果有何用途？誰用？誰做？可獲得的資料有哪些？需要怎樣的細節水平？確定范圍應考慮可用于分析的信息資源，已有大量重要數據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品生產階段，又稱“門對門的分析”，從原材料入廠門到產品出廠門，是早期工業環境影響評價重點，注重內控,.,10,生命周期范圍,生命階段產品的包裝運輸階段。把產品的包裝納入LCA生命階段產品的使用或消耗階段。關注產品在使用中的環境行為生命階段產品的回收處理階段。促進改進設計和原材料的選取，使之對環境和回收的產品價值最優后三個階段發展了制造業環境保護，從產品到服務，從搖籃到墳墓,.,11,細節標準范圍,一個困惑：LCA應該包括多少細節？有多少必要去描述痕量組分對環境的影響?現代科技產品中包含數百種材料、數千種組分，應評價多少材料和組分，對實際工作關系很大5%規則。實際工作中提出，對于對環境影響較輕，且在產品中所占比重少于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,自然生態系統范圍,產品與生產系統與自然環境廣泛存在交互影響。物資生產與環境生產銜接。木材作燃料的系統，木材砍伐、運輸和燃燒屬于工業部分；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范圍中的一個生態問題：垃圾、廢物、金屬廢棄，邊緣到哪里？準確性和綜合性產生矛盾,.,13,空間和時間范圍,環境影響特征之一是效應可在時間和空間上產生極大延伸。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一悖論1:造林固定CO2木漿造紙紙張焚燒或填埋產生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境不利。,.,14,范圍的選擇,界限的選擇對LCA的時間規模、費用和可控制性有巨大影響。基本的原則是界限應當與行動目的一致經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，又有改進的機會。常規污染物和持久性污染物有區別；局地性污染和跨國界轉移性污染有區別,.,15,1.2.2清單分析,LCA清單分析包括為實現特定的研究目的對所需要數據的收集。基本上是關于所研究系統的輸入和輸出數據清單清單分析的主要用途是有助于綜合地認識相互關聯的產品系統確定研究目的與范圍，界定待分析的系統并建立系統模型，收集數據并就清單分析結果編制報告通過量化分析系統的能流、原材料和向氣、水體和土地的排放(環境輸入、輸出數據)，建立該系統環境表現(行為)的基礎線,.,16,清單分析概說,清單分析的用途還有識別產品系統中輸入、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標志準則的數據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內外物質流和能量流的方法。所有投入的原材料和能源作為輸入，所有釋放到環境中的物質作為輸出，即可列出系統內外物質流和能量流的輸入/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,廢棄物管理,污水,煙塵、煙氣,固體廢物,其他廢棄物,可用產品,.,18,清單分析的步驟,數據收集的準備數據收集通常從建模開始，形成流程圖解，描述每一個單元過程，列出與之相關的數據類型，編制計算單位數據。都是為建立分析清單作準備清單分析所需的一些數據是直接的、定量的數量型如原材料投入、水的消耗等清單中還需要質量型信息，無論產品質量、設備質量還是相關的環境要素質量，都與最終總的環境影響直接有關。經濟質量,.,19,過程和產品預算,材料預算的目的之一是為了加工過程案例化學清洗過程系統的任何一個邊界都存在物質平衡:進-出平衡、浸潤-蒸發平衡、溶解-分離平衡,新溶劑,溶劑槽,溶劑清洗,滯留在產品上,保留在產品上,廢物處理,溶劑池,蒸發,.,20,過程和產品預算,根據平衡方程可以計算每一個界面上的物質、能量通量和轉化率根據過程框圖、平衡關系、轉化速率等可以計算出物質流、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境影響有關的影響量,.,21,核算中的基本計算,轉化率轉化率=參加反應的原料量/投入反應設備的原料量x100%產率產率=生成目的產物消耗原料量/參加反應的原料量x100%收率收率=轉化率x產率=生成目的產物消耗原料量/投入反應設備的原料量x100%,.,22,分配,問題的提出：同一生產系統可以生產多種產品，所產生的總的環境影響如何科學合理地分配到不同產品上，以進行各自相對獨立的影響評價案例總過程甲產品排放物乙產品排放物,能量3109,能量2109,能量1109,水600,水200,水400,1600,1067,533,問題的提出：同一生產系統可以生產多種產品，所產生的總的環境影響如何科學合理地分配到不同產品上，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一可比性一次性尿布與多次性尿布，評價節水。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，后者反復使用。功能單元：一次使用個數厚保溫層冰箱與較薄保溫層冰箱，評價節能。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實環境影響進行定性定量的評價,是LCA最重要的階段。任務是確定產品系統的物質能量交換對其外部環境的影響，包括對生態系統、人體健康和其他方面的影響評價環境影響是復雜的過程，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境影響潛在趨勢的因素，環境科學已經建立了環境與外因的作用與變化關系，如汽油發動機排放的鉛,.,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、生態環境、資源、社會福利等四類，結合不同影響因子分類。特性化：定量工作。環境影響的非線性和復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為一個綜合指標潛在趨勢法負荷估計劑量-效應法統計學方法,.,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、應用階段。通過對前三個階段的一個或多個做出結論，并提出改進建議，從而改善產品過程的環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。表現為兩種方式：事先性的環境設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：改變產品結構，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化措施，持續改進,.,27,優先化表,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化比較比較原則基本方法：專家評分+33技術可行性是否存在技術上的困難環境改善從科學和社會兩方面評估經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，吸引力與宣傳生產管理對現有生產的影響,.,28,優化化圖,當優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化范圍圖可以迅速分辨出優先權高低的建議。生產領域判斷優先權高的準則：使用可循環利用的技術材料；運用可重復使用的包裝材料；使用高效率加工轉化技術與工藝等優先化圖是一種把建議分類分級的辦法，納入不同的優先范圍域，然后直觀判斷優先權重程度,.,29,生命階段優化圖,把各個建議歸納到生命周期的五個不同階段：預生產、生產、產品運輸、產品使用、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,.,31,2生命周期清單分析,生命周期清單分析(LifeCycleInventoryLCI)是LCA中環境影響評價的基礎，也可直接指導實際應用LCI是對產品、工藝或活動等被研究系統在整個生命周期階段資源、能源的使用與向環境排放廢物的定量技術過程清單分析包括數據的收集和計算程序，目的是對產品系統的有關輸入和輸出進行量化LCI需要收集系統邊界內每一單元過程中需要納入清單的數據。數據分定性和定量兩類,.,32,2.1清單分析的內容和目的,LCI的基本內容產品系統由提供一種或多種確定功能的中間產品聯系起來的單元過程的集合,其他系統,能源,運輸,原材料,生產,使用,廢物處理,再循環再使用,基本流,其他系統,基本流,系統邊界,外部環境,.,33,清單分析的基本內容,單元過程產品系統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品流或待處理的廢物流相聯系單元過程與其他系統通過產品流相聯系，與環境之間通過基本流相聯系每個單元過程有明確的功能和物質、能量的輸入輸出。遵守物質守恒和能量守恒定律物質和能量平衡可以用來驗證單元過程表述的有效性,.,34,清單分析的基本內容,數據類型數據來源包括測量、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據可歸入的主題有：能量輸入、原材料輸入、輔助性輸入、其他物理輸入；產品；像空氣的排放、向水體的排放、向土地的排放、其他環境因素等。在這些主題中，單個數據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,.,35,清單分析的基本內容,建立產品系統模型系統模型是表述物理系統關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,數據收集的準備數據