生命周期评价LCA.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章,材料环境影响的评价技术,环境负荷,就是指某一具体材料在生产、使用、消费、再生以及废弃的全过程（整个生命周期）中对环境产生的所有负面影响。,材料的环境指标,原料,材料,零件,产品,使用,废弃,资源消耗和能源消耗,污染物,3.1,常见的环境指标及其表达方法,能耗表示法,环境影响因子,环境负荷单位,单位服务的材料消耗,生态指数表示法,生态因子表示法,环境商值,3.2,材料的环境影响评价方法与标准,生命周期评价,通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗、物质消耗和废弃物排放，来评估某一产品、过程或事件的环境负荷；定量评价由于这些能源、物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响；辨别和就评估改善环境（表现）的机会。评价过程应包括该产品、过程或事件的寿命全过程，包括原材料的提取与加工、制造、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。,SETAC,定义：,3.2,材料的环境影响评价方法与标准,生命周期评价,LCA,是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。这里的产品系统是通过物质和能量联系起来的，具有一种或多种特定功能的单元过程的集合。在,LCA,标准中，,“,产品,”,既可以指一般制造业的产品系统，也可以指服务业提供的服务系统。生命周期是指产品系统中前后衔接的一系列阶段，从原材料的获取或自然资源的生成，直至最终处置。,ISO,定义：,3.2,材料的环境影响评价方法与标准,生命周期评价,所谓生命周期评价技术是一种评价某一过程、产品或事件从原料投入、加工制备、使用到废弃的整个生态循环过程中环境负荷的定量方法。具体地说，,LCA,是指用数学物理方法结合实验分析对某一过程、产品或事件的资源、能源消耗、废弃物排放，环境吸收和消化能力等环境负担性进行评价，定量确定该过程、产品或事件的环境合理性及环境负荷量的大小。,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,目标与范围的确定,环境影响评价,环境改善评价,清单分析,SETAC,三角形模型,3.3,LCA,的技术框架及评价过程直接应用：,目的与范围的确定,影响评价,清单分析,生命周期 评价技术框架,结果解释,产品开发与改进,方案解决,公共政策制订,市场营销,其它,ISO14040,标准定义的技术框架,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,LCA,评价过程（六个步骤）,目的与范围定义,清单分析,环境影响评估,生命周期解释,报告结果,鉴定性评审,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,步骤一：目标与范围的确定,研究目的与范围,功能与功能单位,产品系统与系统边界,数据资料质量要求,关键复核,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,研究目标与范围,环境协调性评价的研究目的是对明确的材料（产品）或流程对环境造成的影响实施评价。定义目的必须说明开展此评价的目的和原因以及研究结果可能应用领域。在不同条件下，评价的目的也不一样。,应用意图；,开展该项研究的理由；,沟通对象（即研究结果的接收者）,结果是否用于向公众发布的对比论断。,根据,GB/T24044-2008/ISO14044,：,2006,规定研究目的应明确说明以下问题：,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,功能、功能单位和基准流,功能单位,是产品系统提供功能（使用价值）的度量单位；,基准流,是在给定产品系统中，为实现一个功能单位所需的过程输出量,产品系统与系统边界,产品系统,是拥有基本流和产品流，同时具有一种或多种特定功能，并能模拟产品生命周期的单元过程的集合运输,获取原材料,生产,使用,能量供应,再循环再使用,废物处理,其他系统,基本流,产品流,其他系统,基本流,系统边界,清单分析的一个产品系统示例,产品系统与系统边界,产品系统内的一组单元过程示例,单元过程,基本流输入,基本流输出,单元过程,基本流输入,基本流输出,单元过程,基本流输入,基本流输出,中间产品流输入,中间产品流输入,产品系统与系统边界,数据资料质量要求,关键复核,数据资料是指在,LCA,评估中用到的所有定性和定量的数值或信息，这些数据资料可能来自测量到的环境清单数据，也可以是中间的处理结果。,关键复核是用以查证一个,LCA,研究在方法、资料收集及报告方面是否达到,ISO14040,规定标准的一项技术，是否进行鉴定性评审，如何进行一级由谁来进行鉴定关键复核等事项，应在研究范围中予以确定。,步骤二：清单分析（,life cycle inventory,，,LCI,）,内容,：数据的收集和计算程序；,目的,：对产品系统的有关输入和输出进行量化。,目标与范围定义,3.3,LCA,的技术框架及评价过程,数据收集的准备,数据的收集,数据的确认,数据与单元过程的关联,数据与功能单元的关联,数据集结,修改系统边界,已确认数据,收集的数据,各单元过程已确认数据,各功能单位已确认数据,经过计算处理的清单,完成清单,额外单元过程与数据,修改后的数据收集,LCI,的基本步骤,1,、数据收集的准备,确定系统内部流程；,明确数据质量目标；,确定数据的来源和种类；,建立数据质量的指示器；,设计一个数据收集表,步骤二：清单分析,项目,内容,数据质量目标,详尽准确的原材料和能源输入、水资源耗用、气体排放、固体废弃物的数据,数据来源,可信的工厂数据来源,数据类型,经过初步测量的或未测量（有经验人估计）的数据,相应的指示器,可接受性、偏差、完整性、比较性、代表性,数据质量目标及数据收集计划,1,、数据收集的准备,数据来源与数据类型,步骤二：清单分析,数据来源,（原始与间接数据）,数据类型,企业数据、报告,测算数据,实验数据,模拟数据,政府文件、报告,取样,其它,未经测算数据,杂志、论文、专利调整过的,数据来源,（原始与间接数据）,数据类型,参考书,集合数据,行业联合会,个体观察,相关的,LCA,时间上的平均,产品和生产过程说明书,空间上的平均,1,、数据收集的准备,LCI,数据质量指示器,步骤二：清单分析,数据指示器,定义,可接受性,数据源经过一个可接受的标准评价或经过专家评定的程度,偏差,使数据平均值总是高于或低于真实值的系统误差程度,比较性,不同的方法、数据体系能被视为相近或相等的程度,完整性,相比所需要的数据总量所能得到的用于分析的数据量的比率,数据收集方法和局限性,描述数据收集方法（包括与数据收集有关的任何局限性）的信息水平,精确度,变异性或分散的程度,参考性,数值参考原始数据源的程度,代表性,数据能代表分析所要表述内容的程度,1,、数据收集的准备,用于上游运输的数据收集表,步骤二：清单分析,产品名称,公路运输,路程,/km,卡车装载能力,/t,实际负荷,/t,空载返回（是,/,否）,内部运输的数据收集,项目,输入的运输总量,消耗的燃料总量,柴油,汽油,LPG,产品系统,大气污染物,水体污染物,固体污染物,光、声、电磁波污染,有机挥发物,温室效应,酸雨,臭氧层破坏,其它输出编目数据,资源,：,水,木材,矿物资源,其它资源,能源,：,煤,石油,天然气,其他能源,其它输入编目数据,输入数据及信息,输出数据及信息,系统,一个产品系统的相关输入与输出数据,2,、数据收集与计算处理,步骤二：清单分析,2,、数据收集与计算处理,数据收集,自行收集,现有生命周期分析数据库和知识库,文献数据,非报告性数据,获取的方法；,进行数据确认的方法；,数据收集的地点和时间及其代表性；,在地域上数据的代表性；,数据收集过程中所使用的技术方法和技术水平的代表性。,原则：,方法：,步骤二：清单分析,2,、数据收集与计算处理,数据确认,运用数据质量指示器来分析数据源,评价数据的质量,对数据缺失和数据缺乏的情况进行处理,步骤二：清单分析,2,、数据收集与计算处理,数据与单元过程、功能单位的关联,数据集结,系统边界的修改,物流、能流和排放物的分配,3.3,LCA,的技术框架及评价过程步骤三：生命周期影响评价,LCA,的影响评估阶段，是以清单分析的结果来评估潜在环境影响（环境负荷）。,目的,是为了更好地理解清单分析数据与环境影响的相关性，评价由各种环境损害造成的总的环境影响的严重程度。,评价方法：,环境问题法和目标距离法。,步骤三：生命周期影响评价,生命周期清单分析,发展影响网络,依据影响目录对清单项目进行分类,确定评价基点,选择度量基点,应用转换模型来描述影响,应用量化方法,生命周期解释,分类,特征化,量化,生命周期影响评价,LCA,影响评价的,“,三步走,”,模型,步骤三：生命周期影响评价,一,、,LCA,影响评价的框架,1,、分类,分类,是将,LCI,中的输入和输出数据与环境损害种类相联系并分组排列的过程。,影响因子和其可能的环境影响,清单项目,直接影响,间接影响,酸性物质的排放,光化学酸雨,湖泊酸化,光化学氧化物质,光化学烟雾,健康危害,温室效应气体,全球变暖,海平面上升,臭氧层破坏物质,臭氧层破坏,皮肤癌,清单项目,直接影响,间接影响,固体废弃物,危害土地使用,健康危害,化学物质释放,进入地下水,进入地下水,石化燃料的使用,资源耗竭,步骤三：生命周期影响评价,一,、,LCA,影响评价的框架,1,、分类,影响类别的影响形态,影响类别,影响形态,生态健康,结构：种群和生态系统、营养阶层、栖地,功能：种族繁衍、物质循环（如碳、氮、硫的循环）,生态多样性：栖地丧失、稀有及濒临灭绝物种,人类健康,急性效果：安全议题如意外、暴露和火灾等,慢性效果：疾病议题如癌症等,审美观：如视觉、噪声、恶臭等议题,资源消耗,不可再生资源（存量），可再生资源（流量）,空气、水及土地之质或量（如使用危害）,自然资源生产力（如鱼、木材、作物等的产量）,CO,2,CH,4,NO,X,SO,2,VOC,HCL,HCFC,-22,全球变暖,富营养化,酸雨,光化学光雾,臭氧层破坏,人类死亡,全球增温区域气候变化极端气候条件,物种消失,生态消失,农作物减产,生活质量下降,鱼类死亡,生态系统破坏,紫外辐射增加皮肤免疫系统损害,呼吸道疾病植物破坏材料破坏,森林破坏湖泊酸化,藻类茂盛水体缺氧,环境干扰因子,环境影响,环境效益,后果,环境影响因果图,系统输入,资源,/,能量的使用,用来计算特别的影响类目的特定化合物的属性指标,系统输出,空气资源,大气,水,掩埋,回收,水资源,填埋的空间资源,人类健康,生态毒性,固体废物,职业慢性影响,职业急性影响,公众慢性影响,公众急性影响,感官（恶臭）,水质影响（,COD),水质影响（,TSS),水体富营养化,水生急,/,慢性影响,陆生急,/,慢性影响,不可再生资源使用,可再生资源的使用,能量使用,全球变暖,臭氧层破坏,大气酸化,大气粉尘,光化学烟雾,生命周期影评价分类的概念模型,步骤三：生命周期影响评价,一,、,LCA,影响评价的框架,2,特征化,意义,：选择一种衡量影响的方式，通过特定评估工具的应用，将不同的负荷或排放因子在各种形态的环境问题中的潜在影响加以分析，并量化成相同的形态或是相同的单位。,原理,：用环境问题因果关系体系中包含的环境影响机制来构建影响类型特征模型；,内容,：用相关的物理、化学、生物和毒性数据来描述与清单分析参数相关的潜在影响，然后将这种信息与分类的清单分析数据联系起来描述每一种影响种类潜在的或实际的影响。,目的,：将每一个影响类目中的不同物质转化和汇总成为统一单元。,步骤三：生命周期影响评价,一,、,LCA,影响评价的框架,2,、特征化,特征化模型,负荷评估模型,当量评价模型,毒性、持续性及生物累积性评估模型,总体暴露效应模型,点源暴露效应模型,步骤三：生命周期影响评价,一,、,LCA,影响评价的框架,3,、量化,量化,是确定不同环境影响的相对贡献大小或权重，以期得到总的环境影响水平的过程。,二、计算模型,定性法,定量法,步骤四：生命周期解释,生命周期解释,是生命周期评价中根据规定的目的和范围要求对清单分析和（或）影响评价的结果进行归纳以形成结论或建议的阶段。它要求以透明的方式来分析结果、形成结论、解释局限性、提出建议并报告生命周期解释的结果。,GB/T14043-2002,或,ISO14043-2000,目标和范围的确定,清单分析,影响评价,重大问题,识别,评 估,完整性检查,敏感性检查一致性检查,其他检查,结论、建议和,报告,解释阶段,LCA,解释阶段的要素和其他阶段之间的关系,步骤四：生命周期解释,一,、对重大问题的识别,对重大问题的识别旨在根据所确定的目的与范围以及与评价要素的相互作用，对,LCI,和,LCIA,阶段得出的结果进行组织，以便确定重大问题。,信息的识别与组织,重大问题的确定,步骤四：生命周期解释,二、评估,三、结论与建议,一致性检查,完整性检查,敏感性检查,a.,数据来源不同,b.,数据的准确性不同,c.,技术覆盖面不同,d.,数据年限不同,e.,地域广度不同,3.4,常用,LCA,评价模型,一、输入输出法,能源,资源,有效产品,废弃物,废水,温室效应,污染程度,材料生产,或,使用过程,输入参数,输出参数,输入输出法框架图,3.4,常用,LCA,评价模型,二、线性规划法,A,i,j,B,i,j,=F,i,j,i,j=1,2,，,.n,A-,环境影响的分类因子,B-,各环境影响因子在系统各阶段的环境影响数据；,F-,该环境影响因子的环境影响评价结果；,i,，,j-,系统各阶段序号,三、层次分析法,决策目标,准则,1,准则,2,准则,3,准则,M,子准则,1,子准则,2,子准则,3,子准则,P,方案,1,方案,2,方案,3,方案,P,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,层次分析法示意图,3.5,LCA,应用举例,建筑瓷砖的环境影响评价聚氨酯防水涂料生产过程的环境影响评价,用层次分析法评价一般材料的环境影响,热饮料容器的纸杯和聚苯乙烯发泡塑料杯的评价与比较,火力发电厂锅炉用材料的评价,3.6,LCA,意义及其局限性,生命周期评价克服了传统环境评价的片面性、局部性的弊病，有助于企业在产品开发、技术改造中选择更加有利于环境的最佳,“,绿色工艺,”,；,应用生命周期评价有助于企业实施生态效益计划，促进企业的可持续发展,；,生命周期评价能够帮助企业有步骤、有计划地实施清洁生产,；,LCA,意义,生命周期评价可以比较不同地区同一环境行为的影响，为制定环境政策提供理论支持,；,生命周期评价可以为授予,“,绿色,”,标签产品的环境标准提供量化依据,；,生命周期评价可以对市场行销进行引导，指导,“,绿色营销,”,和,“,绿色消费,”,；,3.6,LCA,意义及其局限性,LCA,意义,局限性,应用范围的局限性；,评价范围的局限性；,评价方法的局限性；,3.7,LCA,评价数据库与评估软件,LCA,数据库,The end,