1、2022-8-51第五章第五章 生命周期评价生命周期评价v第一节第一节 生命周期评价概述生命周期评价概述v第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法v第三节第三节 生命周期评价应用与案例分析生命周期评价应用与案例分析v教学要求：教学要求：掌握生命周期评价的概念和含义，了解生命周期评价掌握生命周期评价的概念和含义，了解生命周期评价的产生与发展及其技术框架。的产生与发展及其技术框架。2022-8-52第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 在产品系统中，系统的投入在产品系统中，系统的投入(资源与能源资源与能源)造成生态破坏与资源造成生态破坏与资源耗竭，输出的耗竭，输出的“三废三废”排放造成了环
2、境污染。所有生态环境问排放造成了环境污染。所有生态环境问题无一不与产品系统密切相关。题无一不与产品系统密切相关。仅仅控制某种生产过程中的排放物，已很难减少产品所带来的仅仅控制某种生产过程中的排放物，已很难减少产品所带来的实际环境影响，从实际环境影响，从末端治理与过程控制转向于以产品为核心、末端治理与过程控制转向于以产品为核心、评价整个评价整个“产品系统产品系统”总的环境影响的全过程管理是可持续发总的环境影响的全过程管理是可持续发展的必然要求。展的必然要求。迫使工业界在其产品开发、设计阶段就开始考虑环境问题，将迫使工业界在其产品开发、设计阶段就开始考虑环境问题，将生态环境问题与整个产品系统联系起
3、来，寻求解决的途径与方生态环境问题与整个产品系统联系起来，寻求解决的途径与方法。法。在工业界、政府与消费者三种驱动力的共同在工业界、政府与消费者三种驱动力的共同作用下，作用下，面向产面向产品系统的环境管理工具品系统的环境管理工具生命周期评价生命周期评价(LCA)应运而生。应运而生。背景背景第一节第一节 生命周期评价生命周期评价1 生命周期评价的产生和发展生命周期评价的产生和发展生命周期生命周期评价（评价（Life Cycle Assessment,即即LCA）起源于）起源于1969年美年美国中西部研究所受可口可乐委托对饮料容器从原材料采掘到废弃物国中西部研究所受可口可乐委托对饮料容器从原材料采
4、掘到废弃物最终处理的全过程进行的跟踪与定量分析最终处理的全过程进行的跟踪与定量分析1990年由国际环境毒理学与化学学会年由国际环境毒理学与化学学会(SETAC)首次主持召开了有首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会关生命周期评价的国际研讨会，首次提出首次提出“生命周期评价生命周期评价”的概念的概念1992年以后，以美国环境毒性和化学学会为主，组织西方几个国年以后，以美国环境毒性和化学学会为主，组织西方几个国家的有关科研机构成立了五个研究工作组，对家的有关科研机构成立了五个研究工作组，对LCA开展了全面深入开展了全面深入的研究工作，五个小组于的研究工作，五个小组于1993年开始各自的研究，协
5、调统一有关概年开始各自的研究，协调统一有关概念、定义及具体操作处理方法等念、定义及具体操作处理方法等，使使LCA有了长足的发展。有了长足的发展。1993年年SETAC出版了一本纲领性报告：出版了一本纲领性报告：“生命周期评价纲要生命周期评价纲要-实实用指南用指南”。该报告为生命周期评价方法提供了一个基本技术框架，。该报告为生命周期评价方法提供了一个基本技术框架，成为生命周期评价方法论研究起步的一个里程碑。成为生命周期评价方法论研究起步的一个里程碑。2022-8-54 1993年美国国家环境保护局年美国国家环境保护局(EPA)委托风险降低工程委托风险降低工程实验室实验室(Risk Reducti
6、on Engineering Laboratory)进行进行了生命周期清单分析的研究，出版了了生命周期清单分析的研究，出版了生命周期评生命周期评价价清单分析的原则与指南清单分析的原则与指南，比较，比较系统地规范了生系统地规范了生命周期清单分析的基本框架。命周期清单分析的基本框架。1995年年EPA出版了出版了生命周期分析质量评价指南生命周期分析质量评价指南，生命周期影响评价：概念框架、关键问题和方法简生命周期影响评价：概念框架、关键问题和方法简介介，使生命周期评价的方法有了一定的依据，使生命周期评价的方法有了一定的依据，使，使生生命周期评价进入实质性的推广阶段命周期评价进入实质性的推广阶段。1
7、 生命周期评价的产生和发展生命周期评价的产生和发展第一节第一节 生命周期评价生命周期评价2022-8-55GB/T240402008GB/T240442008第一节第一节 生命周期评价生命周期评价2022-8-561.2 生命周期评价的含义及其技术框架生命周期评价的含义及其技术框架 生命周期评价的基本概念生命周期评价的基本概念 生命周期生命周期:一种产品从原料开采开始，经过原料加工、一种产品从原料开采开始，经过原料加工、产品制造、产品包装、运输和销售，然后由消费者产品制造、产品包装、运输和销售，然后由消费者使用、回用和维修，最终再循环或作为废弃处理和使用、回用和维修，最终再循环或作为废弃处理和
8、处置，这一整个过程称为处置，这一整个过程称为产品的生命周期产品的生命周期。资源消耗和环境污染物的排放在每个阶段都可能资源消耗和环境污染物的排放在每个阶段都可能发生，因此污染预防和资源控制也应贯穿于产品生发生，因此污染预防和资源控制也应贯穿于产品生命周期的各个阶段命周期的各个阶段第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-57生命周期的各主要阶段生命周期的各主要阶段 生命周期评价方法生命周期评价方法:是对某种产品或某项生产活动从是对某种产品或某项生产活动从原料开采、加工到最终处置的一种评价方法。原料开采、加工到最终处置的一种评价方法。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8
9、-58 生命周期评价的定义生命周期评价的定义:（1 1）美国环保局）美国环保局EPAEPA的定义的定义:对自最初从地球中获得原材对自最初从地球中获得原材料开始，到最终所有的残留物质返归地球结束的任何一种料开始，到最终所有的残留物质返归地球结束的任何一种产品或人类活动所带来的污染物排放及其环境影响进行估产品或人类活动所带来的污染物排放及其环境影响进行估测的方法；测的方法；（2 2）SETACSETAC的定义的定义:全面地审视与一种工艺或产品全面地审视与一种工艺或产品“从摇从摇篮到坟墓篮到坟墓”的整个生命周期有关的环境后果；的整个生命周期有关的环境后果；（3 3）美国）美国3M3M公司的定义公司的
10、定义:在从制造到加工、处理乃至最终在从制造到加工、处理乃至最终作为残留有害废物处置的全过程中，检查如何减少或消除作为残留有害废物处置的全过程中，检查如何减少或消除废物的方法；废物的方法；(Minnesota Mining and Manufacturing（明尼苏达矿务及（明尼苏达矿务及制造业公司）制造业公司）第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-59 （4 4）P&GP&G公司的定义公司的定义:显示产品制造商对其产品从设计到处置显示产品制造商对其产品从设计到处置全过程中所造成的环境负荷承担责任的态度，是保证环境确定全过程中所造成的环境负荷承担责任的态度，是保证环境确定而不是虚
11、假地得到改善的定量方法而不是虚假地得到改善的定量方法；（；（宝洁公司宝洁公司(Procter&Gamble)（5）国标）国标GB/T24040-1999（ISO14040-1997）：）：对在一个产对在一个产品系统的生命中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。品系统的生命中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-510生命周期评价技术框架生命周期评价技术框架第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 主要包括目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释主要包括目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释四个部分。四个部分。2022
12、-8-511(1)(1)研究目的与范围的确定研究目的与范围的确定生命周期评价的生命周期评价的目的目的应根据具体的研究对象来确定，明应根据具体的研究对象来确定，明确阐述其应用意图、开展研究的理由及其交流的对象。确阐述其应用意图、开展研究的理由及其交流的对象。在确定在确定研究范围研究范围时，应对基本的产品系统的功能、功能时，应对基本的产品系统的功能、功能单位、系统边界、分配方法、影响类型和影响评价方法及单位、系统边界、分配方法、影响类型和影响评价方法及随后所作的解释、数据质量、假设条件、局限性、鉴定性随后所作的解释、数据质量、假设条件、局限性、鉴定性评审类型进行设定，以保证研究的广度、深度和详尽程
13、度评审类型进行设定，以保证研究的广度、深度和详尽程度与之相符，以适应所确定的研究目的。与之相符，以适应所确定的研究目的。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-512(2)(2)生命周期清单分析生命周期清单分析(Life-cycle Inventory,LCI)生命周期清单分析包括数据的收集和计算程序，其目的是生命周期清单分析包括数据的收集和计算程序，其目的是对产品系统的有关输入和输出进行量化。输入和输出可包括对产品系统的有关输入和输出进行量化。输入和输出可包括与该系统有关的对资源的使用和向空气、水体和土地的排放，与该系统有关的对资源的使用和向空气、水体和土地的排放，进行清单分析
14、是一个反复的过程，当取得了一批数据，并对进行清单分析是一个反复的过程，当取得了一批数据，并对系统有进一步的认识后，可能会对数据收集程序做出修改，系统有进一步的认识后，可能会对数据收集程序做出修改，以适应研究目的，有时也会要求对研究目的或范围加以修改。以适应研究目的，有时也会要求对研究目的或范围加以修改。清单分析应收集系统边界内每一单元过程中要纳人清单中的清单分析应收集系统边界内每一单元过程中要纳人清单中的数据，数据含定性和定量数据两类。收集数据的程序可因不数据，数据含定性和定量数据两类。收集数据的程序可因不同的单元过程、研究范围和应用目的而异。同的单元过程、研究范围和应用目的而异。第一节第一节
15、 生命周期评价生命周期评价 2022-8-513生命周期清单分析生命周期清单分析第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-514v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法 （1 1）数据收集的准备）数据收集的准备 1)绘制具体的过程流程图，描绘所有需要建立模型的单元绘制具体的过程流程图，描绘所有需要建立模型的单元过程和它们之间的相互关系；过程和它们之间的相互关系；2)详细表述每个单元过程并列出与之相关的数据类型；详细表述每个单元过程并列出与之相关的数据类型；3)编制计量单位清单；编制计量单位清单；4)针对每种数据类型，进行数据收集技术和计算技术的表针对每种数据类型，进行数据
16、收集技术和计算技术的表述，使报送地点的人员能理解该项述，使报送地点的人员能理解该项LCA研究需要哪些信息；研究需要哪些信息；5)对报送地点发布指令，要求将涉及所报送数据的特殊情对报送地点发布指令，要求将涉及所报送数据的特殊情况、异常点和其他问题给予以明确的文件记录，下来。况、异常点和其他问题给予以明确的文件记录，下来。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-515 （2 2）数据的收集）数据的收集 数据收集程序会因不同系统模型中的各单元过数据收集程序会因不同系统模型中的各单元过程而变，同时也可能因参与研究人员的组成和资程而变，同时也可能因参与研究人员的组成和资格，以及满足产权和保
17、密要求的需要而有所不同。格，以及满足产权和保密要求的需要而有所不同。数据收集程序和采用该程序的理由应在文件中给数据收集程序和采用该程序的理由应在文件中给予表述。数据收集需要透彻了解每个单元过程。予表述。数据收集需要透彻了解每个单元过程。为避免重复计算或断档，必须对每个单元过程的为避免重复计算或断档，必须对每个单元过程的表述予以记录。表述予以记录。v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-516 （3 3）计算程序）计算程序 1)1)数据的确认数据的确认 在数据收集过程中必须检查数据的有效在数据收集过程中必须检查数据的有效性。有效性的
18、确认可包括建立物质和能量平衡和性。有效性的确认可包括建立物质和能量平衡和(或或)进行进行排放因子的比较分析。排放因子的比较分析。2)2)数据与单元过程的关联数据与单元过程的关联 数据计算时必须对每一单元数据计算时必须对每一单元过程确定适宜的基准流过程确定适宜的基准流(如如1kg1kg材料或材料或1MJ1MJ能量能量)，并据此计，并据此计算出单元过程的定量输入和输出数据。算出单元过程的定量输入和输出数据。3)3)数据与功能单位的关联数据与功能单位的关联 4)4)系统边界的修改系统边界的修改 v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-5
19、17 （4 4）分配）分配清单是建立在输入与输出的物质平衡的基础上，因而分配程序应清单是建立在输入与输出的物质平衡的基础上，因而分配程序应尽可能反映这种输入与输出的基本关系与特性，必须将每个要进行尽可能反映这种输入与输出的基本关系与特性，必须将每个要进行输入输出分配的单元过程所采用的分配程序形成文件并加以论证。输入输出分配的单元过程所采用的分配程序形成文件并加以论证。共生产品、内部能量分配、服务共生产品、内部能量分配、服务(例如运输、废物处理例如运输、废物处理)，以及开环，以及开环或闭环的再循环分配适用原则：或闭环的再循环分配适用原则：a a.研究中必须识别与其他产品系统公用的过程，并按研究中
20、必须识别与其他产品系统公用的过程，并按 要求的程序要求的程序加以处理；加以处理；b b.单元过程中分配前与分配后的输入、输出的总和必须相等；单元过程中分配前与分配后的输入、输出的总和必须相等；c c.如果存在若干个可采用的分配程序，必须进行敏感性分析，以如果存在若干个可采用的分配程序，必须进行敏感性分析，以说明在结果上的差别。说明在结果上的差别。v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-518 （5 5）再使用和再循环的分配程序）再使用和再循环的分配程序 对于再使用和再循环，上述分配原则与程序同样适用，同时对下对于再使用和再循环，上
21、述分配原则与程序同样适用，同时对下列情况须作进一步考虑：列情况须作进一步考虑：在再使用和再循环中，有关原材料获取和加工或产品最终处置的在再使用和再循环中，有关原材料获取和加工或产品最终处置的单元过程的输入输出可能为多个产品系统所共有；单元过程的输入输出可能为多个产品系统所共有；再使用和再循环可能在后续使用中改变材料的固有特性；再使用和再循环可能在后续使用中改变材料的固有特性；应特别注意对回收过程系统边界的确定。应特别注意对回收过程系统边界的确定。必须考虑材料的固有特性的变化，如物理特性、经济价值、再循必须考虑材料的固有特性的变化，如物理特性、经济价值、再循环材料后续用途的多少。环材料后续用途的
22、多少。闭环、开环分配程序上是有区别的。闭环分配程序适用于闭环产闭环、开环分配程序上是有区别的。闭环分配程序适用于闭环产品系统，也适用于再循环材料中固有特性不发生变化的开环系统。品系统，也适用于再循环材料中固有特性不发生变化的开环系统。在这种情况下，由于是用次级材料取代初级材料，故不必进行分配。在这种情况下，由于是用次级材料取代初级材料，故不必进行分配。v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-519 （6 6）对）对LCILCI结果的解释结果的解释 对对LCILCI的结果必须根据研究目的与范围加以解释，解释中必须的结果必须根据研究目
23、的与范围加以解释，解释中必须包含数据质量评价和对重要输入输出及方法选用的敏感性分析，包含数据质量评价和对重要输入输出及方法选用的敏感性分析，以认识结果的不确定性。以认识结果的不确定性。对清单分析进行解释时还必须结合研究目的对下列情况加以考对清单分析进行解释时还必须结合研究目的对下列情况加以考虑：系统功能和功能单位的规定是否恰当；系统边界的确定性是虑：系统功能和功能单位的规定是否恰当；系统边界的确定性是否恰当；通过数据质量评价和敏感性分析所发现的局限。否恰当；通过数据质量评价和敏感性分析所发现的局限。对结果的解释应当慎重，因为它们是针对输入输出数据而不是对结果的解释应当慎重，因为它们是针对输入输
24、出数据而不是环境影响，尤其在进行比较时，不能以环境影响，尤其在进行比较时，不能以LCILCI研究作为惟一的基础。研究作为惟一的基础。用于用于LCILCI的不确定性分析是一门处于发展早期的技术，但利用的不确定性分析是一门处于发展早期的技术，但利用它所提供的区间和它所提供的区间和(或或)概率分布有助于判定概率分布有助于判定LCILCI结果和结论中的结果和结论中的不确定性。只要可行就应进行这一分析，以便更好地解释和支持不确定性。只要可行就应进行这一分析，以便更好地解释和支持LCILCI结论。结论。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-520 （7 7）清单分析研究报告）清单分析研究报
25、告 在研究报告中必须将在研究报告中必须将LCILCI研究的结果公正、完整、准确地报告沟研究的结果公正、完整、准确地报告沟通对象。通对象。主要包括：研究目的、研究范围、功能单位、系统边界、数据主要包括：研究目的、研究范围、功能单位、系统边界、数据类型、输入输出选择准则、数据质量要求、清单分析的过程类型、输入输出选择准则、数据质量要求、清单分析的过程(包含包含数据收集程序、单元过程的定性和定量表述、公开出版的文献来数据收集程序、单元过程的定性和定量表述、公开出版的文献来源、计算程序、数据的确认、为修改系统边界所作的敏感性分析、源、计算程序、数据的确认、为修改系统边界所作的敏感性分析、分配原则和程序
26、分配原则和程序)、LCILCI的局限性的局限性(数据质量评价和敏感性分析、系数据质量评价和敏感性分析、系统功能和功能单位、系统边界、不确定性分析、通过数据质量评统功能和功能单位、系统边界、不确定性分析、通过数据质量评价和敏感性分析所发现的局限价和敏感性分析所发现的局限)、结论和建议。、结论和建议。v清单分析的基本步骤和方法清单分析的基本步骤和方法第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-521(3)(3)生命周期影响评价生命周期影响评价 目的是根据生命周期清单分析的结果对潜在环境影响的目的是根据生命周期清单分析的结果对潜在环境影响的程度进行评价。是将清单数据和具体的环境影响相联系，
27、程度进行评价。是将清单数据和具体的环境影响相联系，并认识这些影响。评价哪些影响、评价的详尽程度和采用并认识这些影响。评价哪些影响、评价的详尽程度和采用的方法是由研究目的和范围决定的。的方法是由研究目的和范围决定的。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-522 生命周期影响评价生命周期影响评价 国际标准化组织、美国国际标准化组织、美国“环境毒理学和化学学会环境毒理学和化学学会”以及美国环保局都以及美国环保局都倾向于将影响评价定为一个倾向于将影响评价定为一个“三步走三步走”的模型，即分类、特征化和的模型，即分类、特征化和量化。量化。分类分类 是将清单中的输入和输出数据组合成相对一致
28、的环境影响类是将清单中的输入和输出数据组合成相对一致的环境影响类型。影响类型通常包括资源耗竭、生态影响和人类健康三大类，在型。影响类型通常包括资源耗竭、生态影响和人类健康三大类，在每一大类下又有许多亚类。生命周期各阶段所使用的物质和能量以每一大类下又有许多亚类。生命周期各阶段所使用的物质和能量以及所排放的污染物经分类整理后，可作为胁迫因子，在定义具体的及所排放的污染物经分类整理后，可作为胁迫因子，在定义具体的影响类型时，应该关注相关的环境过程，这样有利于尽可能地根据影响类型时，应该关注相关的环境过程，这样有利于尽可能地根据这些过程的科学知识来进行影响评价。这些过程的科学知识来进行影响评价。特征
29、化特征化 主要是开发一种模型，这种模型能将清单提供的数据和其主要是开发一种模型，这种模型能将清单提供的数据和其他辅助数据转译成描述影响的词。目前国际上使用的特征化模型主他辅助数据转译成描述影响的词。目前国际上使用的特征化模型主要有：负荷模型；当量模型；固有的化学特性模型；总体暴露要有：负荷模型；当量模型；固有的化学特性模型；总体暴露-效应效应模型；点源暴露模型；点源暴露-效应模型。效应模型。量化量化 确定不同环境影响类型的相对贡献大小或权重，以期得到总确定不同环境影响类型的相对贡献大小或权重，以期得到总的环境影响水平。的环境影响水平。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-523
30、(4)生命周期解释生命周期解释 生命周期解释是根据规定的目的和范围，综合考虑清生命周期解释是根据规定的目的和范围，综合考虑清单分析和影响评价的发现，从而形成结论并提出建议。单分析和影响评价的发现，从而形成结论并提出建议。如果仅仅是生命周期清单研究，则只考虑清单分析的结如果仅仅是生命周期清单研究，则只考虑清单分析的结果。果。解释解释“发现发现”可根据研究目的和范围，采取向决策者可根据研究目的和范围，采取向决策者提交结论和建议的形式。提交结论和建议的形式。解释环节中可包含一个根据研究目的对解释环节中可包含一个根据研究目的对LCA的范围，的范围，以及所收集数据的性质和质量进行评审与修订的反复过以及所
31、收集数据的性质和质量进行评审与修订的反复过程。程。解释解释“发现发现”应能反映所做的所有敏感性分析的结果，应能反映所做的所有敏感性分析的结果，作为后续的决策与措施制定依据。作为后续的决策与措施制定依据。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-524(1)(1)基本情况：含委托方、编制单位、报告日期、研究依据；基本情况：含委托方、编制单位、报告日期、研究依据；(2)(2)所确定的目的和范围；所确定的目的和范围；(3)(3)为判定物流和能流是否包括在系统边界内所做的分析；为判定物流和能流是否包括在系统边界内所做的分析；(4)(4)生命周期清单分析生命周期清单分析：含数据的收集和计算程
32、序；含数据的收集和计算程序；(5)(5)生命周期影响评价生命周期影响评价：含影响评价方法及其结果；含影响评价方法及其结果；(6)(6)生命周期解释生命周期解释：含结果、结果解释中与方法学和数据的含结果、结果解释中与方法学和数据的准确性、完整性、代表性和局限性的评估；准确性、完整性、代表性和局限性的评估；(7)(7)对所比较的系统的等价性的描述；对所比较的系统的等价性的描述；(8)(8)对鉴定性评审过程的描述：含评审人员的姓名和单位、对鉴定性评审过程的描述：含评审人员的姓名和单位、鉴定性评审报告、对建议的答复。鉴定性评审报告、对建议的答复。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-5
33、25v LCA分析和传统环境评价异同分析和传统环境评价异同 第一，第一，研究对象不同，研究对象不同，前者以前者以产品为考察对象产品为考察对象，后者则以建，后者则以建设项目或地区设项目或地区环境质量环境质量为评价对象；为评价对象；第二，第二，目的不同，目的不同，LCA在于确定产品的环境负荷，比较产品在于确定产品的环境负荷，比较产品环境性能的优劣或对产品进行重新设计；而环境评价着重于通环境性能的优劣或对产品进行重新设计；而环境评价着重于通过调查预测，揭示污染的程度，对环保措施提出改进意见或用过调查预测，揭示污染的程度，对环保措施提出改进意见或用于多个厂址的优选。于多个厂址的优选。第三，都是对与产品
34、或建设项目相关的环境性能进行评价，第三，都是对与产品或建设项目相关的环境性能进行评价，在方法上和评价的标准上有许多相通之处。在方法上和评价的标准上有许多相通之处。将人们所熟知的环境评价方法和标准引入将人们所熟知的环境评价方法和标准引入LCA影响分析影响分析之中，不但便于之中，不但便于LCA的推广应用，也使这两种不同类型的环境的推广应用，也使这两种不同类型的环境影响评价获得基本上统一的基础影响评价获得基本上统一的基础。第一节第一节 生命周期评价生命周期评价 2022-8-526 贝尔实验室的定性法贝尔实验室的定性法 该法将产品生命周期分为该法将产品生命周期分为5个阶段个阶段:原材料加工、产品生产
35、制原材料加工、产品生产制作、包装运销、产品使用以及再生处置作、包装运销、产品使用以及再生处置。相关环境问题归成相关环境问题归成5类类:原材料选择、能源消耗、固体废料、废液排放和废气排放原材料选择、能源消耗、固体废料、废液排放和废气排放，由此构成一个由此构成一个55 的矩阵。其中的元素评分为的矩阵。其中的元素评分为04，0表示影表示影响极为严重，响极为严重，4 表示影响微弱表示影响微弱,全部元素之和在全部元素之和在0100 之间。评之间。评分由专家进行，最终指标称为产品的环境责任率分由专家进行，最终指标称为产品的环境责任率R，则有，则有 式中，式中，mi,j为矩阵元素值，其中为矩阵元素值，其中i
36、为产品的生命周期阶段数；为产品的生命周期阶段数；j为产品的环境问题数。为产品的环境问题数。R 以百分数表示，其值越大表明产品的以百分数表示，其值越大表明产品的环境性能越好。环境性能越好。第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-527产品环境表现评价矩阵产品环境表现评价矩阵注：表中数字代表矩阵元素注：表中数字代表矩阵元素 贝尔实验室的定性法贝尔实验室的定性法第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-528 产品环境影响清单举例产品环境影响清单举例第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-529生产前阶段评价生产前阶段评价 第二节第二节 生命
37、周期评价方法生命周期评价方法2022-8-530生命周期阶段生命周期阶段环境影响环境影响总总 分分材料选择材料选择 能源使用能源使用 固体残留物固体残留物 液体残留物理液体残留物理 气体残留气体残留物物原料获取原料获取50年代年代90年代年代232333332312/2015/20产品运输产品运输50年代年代90年代年代03122323136/2014/20产品使用产品使用50年代年代90年代年代11021213023/2010/20再循环和最终处置再循环和最终处置50年代年代90年代年代332223331211/2013/20总分总分50年代年代90年代年代9/2013/207/2012/2
38、011/2014/2013/2016/206/2013/2046/10068/100表表 20世纪世纪50年代和年代和90年代普通汽车环境性评价年代普通汽车环境性评价 2022-8-5312 柏林工业大学的半定量法柏林工业大学的半定量法 柏林工业大学的柏林工业大学的Fleisher 教授等在教授等在2000 年研究的年研究的LCIA 方法，方法，通过综合污染物对环境的影响程度和污染物的排放量，对产通过综合污染物对环境的影响程度和污染物的排放量，对产品的生命周期进行半定量的评价方法。品的生命周期进行半定量的评价方法。首先要确定排放特性的首先要确定排放特性的ABC 评价等级和排放量的评价等级和排放
39、量的XYZ 评价评价等级，其影响程度中，等级，其影响程度中，A 为严重，为严重，如致畸、致癌、致突的如致畸、致癌、致突的“三致三致”物质及毒性强的各类物质；物质及毒性强的各类物质；B 为中等为中等，如碳氧化物、，如碳氧化物、硫氧化物等污染物；硫氧化物等污染物；C 为影响较小为影响较小，可忽略的污染物。排放，可忽略的污染物。排放量的量的XYZ 分级根据是排放量分级根据是排放量低于总排放量的低于总排放量的25%，定义为，定义为Z；位于位于25%75%之间，定义为之间，定义为Y；大于大于75%，则定义为，则定义为X。第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-532 每种排放物质都赋
40、予其对大气、水体及土壤三种环境介质的每种排放物质都赋予其对大气、水体及土壤三种环境介质的ABC/XYZ 值。如果无法获得某种环境介质的排放数据，则其值。如果无法获得某种环境介质的排放数据，则其ABC/XYZ 值由专家确定。对每种环境介质分别确定最严重的值由专家确定。对每种环境介质分别确定最严重的ABC/XYZ 值值(潜在环境影响最大的排放物质潜在环境影响最大的排放物质)，其程度呈递减，其程度呈递减:AX AY=BX AZ=BY B Z CX=CY=CZ。根据生命周期的每。根据生命周期的每个过程排放到大气、水体及土壤中个过程排放到大气、水体及土壤中ABC/XYZ 值最高的物质进行值最高的物质进行
41、分类，所有类别的值都通过表分类，所有类别的值都通过表11的加权矩阵集中，得到最后的结的加权矩阵集中，得到最后的结论论名为名为AXair当量的单值指标。当量的单值指标。在此矩阵中，大气污染物的在此矩阵中，大气污染物的权重值较高，由于污染物经常沉积到水体和土壤中，可能对其产权重值较高，由于污染物经常沉积到水体和土壤中，可能对其产生影响。生影响。2 柏林工业大学的半定量法柏林工业大学的半定量法第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-533第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2 柏林工业大学的半定量法柏林工业大学的半定量法2022-8-534 例如例如,我国早点市场使用的
42、餐具通常有四种我国早点市场使用的餐具通常有四种:聚苯乙烯发泡餐具、聚苯乙烯发泡餐具、高密度聚乙烯塑料餐具、高密度聚乙烯塑料餐具、纸餐具及纸餐具及集中式热力消毒餐具。集中式热力消毒餐具。这四种餐具全生命周期过程中排放到这四种餐具全生命周期过程中排放到大气中的污染物质有大气中的污染物质有：碳氧：碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物及碳氢化合物等；化物、硫氧化物、氮氧化物及碳氢化合物等；水污染物有生化需氧量、化学耗氧量、悬浮物及磷酸盐类等水污染物有生化需氧量、化学耗氧量、悬浮物及磷酸盐类等；土土壤污染物有：淤渣及灰等壤污染物有：淤渣及灰等。根据前述分类及加权方法，这四种根据前述分类及加权方法，这四种餐具的餐
43、具的ABC/XYZ 赋值及最终当量指标如表赋值及最终当量指标如表12。2 柏林工业大学的半定量法柏林工业大学的半定量法第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-53525/9第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-5363 荷兰的荷兰的“环境效应环境效应”法法 从原燃料消耗和污染物排放对环境产生的影响入手来评价产品从原燃料消耗和污染物排放对环境产生的影响入手来评价产品的环境问题，并与各种环境影响因素联系起来，根据两者的关系的环境问题，并与各种环境影响因素联系起来，根据两者的关系来客观地判断产品的环境性能，该法是迄今为止来客观地判断产品的环境性能，该法是迄今
44、为止定量分析方法中定量分析方法中最完整的一种方法。最完整的一种方法。这种方法将影响分析分为这种方法将影响分析分为“分类分类”和和“评价评价”两步，分类指归两步，分类指归纳出产品生命周期涉及的所有环境问题，并确认纳出产品生命周期涉及的所有环境问题，并确认3 类类18 种环境问种环境问题题明细表。明细表。这三类环境问题是这三类环境问题是:消耗型，消耗型，包括从环境中摄取某种物质资源的所有问题；包括从环境中摄取某种物质资源的所有问题；污染型，污染型，包括向环境排放污染物的所有问题；包括向环境排放污染物的所有问题；破坏型，破坏型，包括所有引起环境结构变化的问题。包括所有引起环境结构变化的问题。第二节第
45、二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-537 在定量评价在定量评价3 类类18 种环境效应时，引用了分类系数的概念，种环境效应时，引用了分类系数的概念，分类系数是指假设环境效应与环境干预之间存在线性关系的系分类系数是指假设环境效应与环境干预之间存在线性关系的系数数。目前，对这目前，对这18 种环境效应大部分都有了计算分类系数的种环境效应大部分都有了计算分类系数的方法。通过分类，产品的生命周期对环境的影响可用方法。通过分类，产品的生命周期对环境的影响可用1020 个个效应评分来表示，并进一步进行综合性的评价。目前有两类评效应评分来表示，并进一步进行综合性的评价。目前有两类评价方法：
46、价方法：定性多准则评价和定量多准则评价。定性多准则评价和定量多准则评价。定性评价定性评价通常由通常由专家进行，并对产品进行排序，确定对环境的相对影响。专家进行，并对产品进行排序，确定对环境的相对影响。定量定量评价评价通过专家评分对各项效应加权，得到环境评价指数通过专家评分对各项效应加权，得到环境评价指数M，即，即 式中，式中，ui 为各效应评分；为各效应评分；ri 为相应的加权系数。为相应的加权系数。第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法3 荷兰的荷兰的“环境效应环境效应”法法2022-8-538 瑞典环境研究所于瑞典环境研究所于1992 年在环境优先战略年在环境优先战略EPS 法法(
47、environment priority strategy)中提出了环境负荷值中提出了环境负荷值(ELV,environment load value)的概念。根据的概念。根据为保持当前生活水平而必需征收的税率，为保持当前生活水平而必需征收的税率，EPS 规定标准值为规定标准值为100(ELV/人人)，此值可用于计算化石燃料消耗引起的环境负荷。日本的此值可用于计算化石燃料消耗引起的环境负荷。日本的Seizo Kato 等人在瑞等人在瑞典典EPS 法的基础上发展了法的基础上发展了NETS 法，主要用于自然资源消耗和全球变暖的影法，主要用于自然资源消耗和全球变暖的影响评价，可给出环境负荷的精确数值
48、公式响评价，可给出环境负荷的精确数值公式：式中，式中，EcL为环境负荷值或任意工业过程的全生命周期造成的环境总负荷值；为环境负荷值或任意工业过程的全生命周期造成的环境总负荷值；Lf i 为基本的环境负荷因子；为基本的环境负荷因子；Xi 为整个过程的第为整个过程的第i个子过程中输入原料或输出污染物的数量个子过程中输入原料或输出污染物的数量;Pi为考虑了地球承载力的与输入、输出有关的测定量，如化石燃料储备及二氧化碳为考虑了地球承载力的与输入、输出有关的测定量，如化石燃料储备及二氧化碳排放等。排放等。ALi为地球可承受的绝对负荷值；为地球可承受的绝对负荷值；i为第为第i 种过程的权重因子。种过程的权
49、重因子。niii 1iiiiEcLLfXNETSAL Lfp第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法2022-8-539 EcL 用量化的环境负荷标准用量化的环境负荷标准NETS 表示，其值规定为一个表示，其值规定为一个人生存时所能承受的最大负荷，即为人生存时所能承受的最大负荷，即为100NETS。根据这些根据这些NETS 值，就可从全球角度来量化评估任何工业值，就可从全球角度来量化评估任何工业活动造成的负荷，总生态负荷值为生命周期中所有过程的基活动造成的负荷，总生态负荷值为生命周期中所有过程的基本负荷值的总和。本负荷值的总和。第二节第二节 生命周期评价方法生命周期评价方法4 日本的生态
50、管理日本的生态管理NETS法法2022-8-540 Seizo Kato Seizo Kato 等人用此方法做了发电厂的化石燃料消耗和全球变等人用此方法做了发电厂的化石燃料消耗和全球变暖的暖的NETS NETS 评价。化石燃料消耗的评价。化石燃料消耗的NETS NETS 评价时，假设以当前速度评价时，假设以当前速度消耗原油、天然气等不可再生资源至其可采储量消耗完毕，则可消耗原油、天然气等不可再生资源至其可采储量消耗完毕，则可将地球最大承载力的绝对负荷值视为将地球最大承载力的绝对负荷值视为5.9 1011(NETS)，即前述规，即前述规定的定的100(NETS/人人)与全球人口与全球人口5.9
