生命周期评价LCA课件

第三章材料环境影响的评价技术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。材料的环境指材料的环境指标标原料材料零件产品使用废弃资源消耗和能源消源消耗和能源消耗耗污染染物物第三章材料环境影响的评价技术3.13.1常见的环境指标及其表达方常见的环境指标及其表达方法法能耗表示法能耗表示法环境影响因子境影响因子环境境负荷荷单位位单位服位服务的材料消耗的材料消耗生生态指数表示法指数表示法生生态因子表示法因子表示法环境商境商值第三章材料环境影响的评价技术3.23.2材料的环境影响评价方法与标材料的环境影响评价方法与标准准生命周期生命周期评价价通通过确定和量化与确定和量化与评估估对象相关的能源消耗、物象相关的能源消耗、物质消耗和消耗和废弃物排弃物排放，来放，来评估某一估某一产品、品、过程或事件的程或事件的环境境负荷；定量荷；定量评价由于价由于这些些能源、物能源、物质消耗和消耗和废弃物排放所造成的弃物排放所造成的环境影响；辨境影响；辨别和就和就评估改估改善善环境（表境（表现）的机会。）的机会。评价价过程程应包括包括该产品、品、过程或事件的寿程或事件的寿命全命全过程，包括原材料的提取与加工、制造、运程，包括原材料的提取与加工、制造、运输和和销售、使用、售、使用、再使用、再使用、维持、循持、循环回收，直到最回收，直到最终的的废弃。弃。SETAC定定义：第三章材料环境影响的评价技术3.23.2材料的环境影响评价方法与标材料的环境影响评价方法与标准准生命周期生命周期评价价LCA是是对一个一个产品系品系统的生命周期中的生命周期中输入、入、输出及其潜在出及其潜在环境影响境影响的的汇编和和评价。价。这里的里的产品系品系统是通是通过物物质和能量和能量联系起来的，具系起来的，具有一种或多种特定功能的有一种或多种特定功能的单元元过程的集合。在程的集合。在LCA标准中，准中，“产品品”既可以指一般制造既可以指一般制造业的的产品系品系统，也可以指服，也可以指服务业提供的服提供的服务系系统。生命周期是指。生命周期是指产品系品系统中前后中前后衔接的一系列接的一系列阶段，从原材料的段，从原材料的获取或自然取或自然资源的生成，直至最源的生成，直至最终处置。置。ISO定定义：第三章材料环境影响的评价技术3.23.2材料的环境影响评价方法与标材料的环境影响评价方法与标准准生命周期生命周期评价价所所谓生命周期生命周期评价技价技术是一种是一种评价某一价某一过程、程、产品或事件从原品或事件从原料投入、加工制料投入、加工制备、使用到、使用到废弃的整个生弃的整个生态循循环过程中程中环境境负荷的定量方法。具体地荷的定量方法。具体地说，LCA是指用数学物理方法是指用数学物理方法结合合实验分析分析对某一某一过程、程、产品或事件的品或事件的资源、能源消耗、源、能源消耗、废弃物排放，弃物排放，环境吸收和消化能力等境吸收和消化能力等环境境负担性担性进行行评价，定量确定价，定量确定该过程、程、产品或事件的品或事件的环境合理性及境合理性及环境境负荷量的大小。荷量的大小。第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程目目标与范与范围的确定的确定环境影境影响响评价价环境改境改善善评价价清清单分析分析SETAC三角形模型三角形模型第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程直接直接应用：用：目的与范目的与范围的确定的确定影影响响评价价清清单分析分析生命周期生命周期 评价技价技术框架框架结果果解解释产品开品开发与改与改进方案解决方案解决公共政策制公共政策制订市市场营销其它其它ISO14040 标准定准定义的技的技术框架框架第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程LCA评价价过程（六个步程（六个步骤）目的与范目的与范围定定义清清单分析分析环境影响境影响评估估生命周期解生命周期解释报告告结果果鉴定性定性评审第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程步步骤一：目一：目标与范与范围的确定的确定研究目的与范研究目的与范围功能与功能功能与功能单位位产品系品系统与系与系统边界界数据数据资料料质量要求量要求关关键复核复核第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程研究目研究目标与范与范围环境境协调性性评价的研究目的是价的研究目的是对明确的材料（明确的材料（产品）或流程品）或流程对环境造成的影响境造成的影响实施施评价。定价。定义目的必目的必须说明开展此明开展此评价的目的和价的目的和原因以及研究原因以及研究结果可能果可能应用用领域。在不同条件下，域。在不同条件下，评价的目的也价的目的也不一不一样。l应用意用意图；l开展开展该项研究的理由；研究的理由；l沟通沟通对象（即研究象（即研究结果的接收者）果的接收者）l结果是否用于向公众果是否用于向公众发布的布的对比比论断。断。根据根据GB/T24044-2008/ISO14044：2006规定研究目的定研究目的应明确明确说明以下明以下问题：第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程功能、功能功能、功能单位和基准流位和基准流功能功能单位位是是产品系品系统提供功能（使用价提供功能（使用价值）的度量）的度量单位；位；基准流基准流是在是在给定定产品系品系统中，中，为实现一个功能一个功能单位所需的位所需的过程程输出出量量产品系品系统与系与系统边界界 产品系品系统是是拥有基本流和有基本流和产品流，同品流，同时具有一种或多种特定功能，并具有一种或多种特定功能，并能模能模拟产品生命周期的品生命周期的单元元过程的集合。程的集合。第三章材料环境影响的评价技术运运输获取原材料取原材料生生产使用使用能量供能量供应再循再循环再使用再使用废物物处理理其他系其他系统基本流基本流产品流品流其他系其他系统基本流基本流系系统边界界清清单分析的一个分析的一个产品系品系统示例示例产品系品系统与系与系统边界界 第三章材料环境影响的评价技术产品系品系统内的一内的一组单元元过程示程示例例单元元过程程基本流基本流输入入基本流基本流输出出单元元过程程基本流基本流输入入基本流基本流输出出单元元过程程基本流基本流输入入基本流基本流输出出中中间产品流品流输入入中中间产品流品流输入入产品系品系统与系与系统边界界 第三章材料环境影响的评价技术数据数据资料料质量要求量要求关关键复核复核数据数据资料是指在料是指在LCA评估中用到的所有定性和定量的数估中用到的所有定性和定量的数值或信息，或信息，这些数据些数据资料可能来自料可能来自测量到的量到的环境清境清单数据，也可以是中数据，也可以是中间的的处理理结果。果。关关键复核是用以复核是用以查证一个一个LCA研究在方法、研究在方法、资料收集及料收集及报告方面是告方面是否达到否达到ISO14040规定定标准的一准的一项技技术，是否，是否进行行鉴定性定性评审，如何，如何进行一行一级由由谁来来进行行鉴定关定关键复核等事复核等事项，应在研究范在研究范围中予以确中予以确定。定。第三章材料环境影响的评价技术步步骤二：清二：清单分析（分析（life cycle inventory，LCI）内容内容：数据的收集和：数据的收集和计算程算程序；序；目的目的：对产品系品系统的有关的有关输入和入和输出出进行量化。行量化。目目标与范与范围定定义3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程数据收集的准数据收集的准备数据的收集数据的收集数据的确数据的确认数据与数据与单元元过程的关程的关联数据与功能数据与功能单元的关元的关联数据集数据集结修改系修改系统边界界已确已确认数据数据收集的数据收集的数据各各单元元过程程已确已确认数据数据各功能各功能单位已确位已确认数数据据经过计算算处理的清理的清单完成清完成清单额外外单元元过程程与与数数据据修改后的数据收集修改后的数据收集LCI的基本步的基本步骤第三章材料环境影响的评价技术1、数据收集的准、数据收集的准备 l确定系确定系统内部流程；内部流程；l明确数据明确数据质量目量目标；l确定数据的来源和种确定数据的来源和种类；l建立数据建立数据质量的指示器；量的指示器；l设计一个数据收集表一个数据收集表步步骤二：清二：清单分分析析项目目内容内容数据数据质量目量目标详尽准确的原材料和能源尽准确的原材料和能源输入、水入、水资源耗用、气体排放、固体源耗用、气体排放、固体废弃物的数弃物的数据据数据来源数据来源可信的工厂数据来源可信的工厂数据来源数据数据类型型经过初步初步测量的或未量的或未测量（有量（有经验人人估估计）的数据）的数据相相应的指示器的指示器可接受性、偏差、完整性、比可接受性、偏差、完整性、比较性、性、代表性代表性数据数据质量目量目标及数据收集及数据收集计划划第三章材料环境影响的评价技术1、数据收集的准、数据收集的准备 数据来源与数据数据来源与数据类型型步步骤二：清二：清单分分析析数据来源数据来源（原始与（原始与间接数接数据）据）数据数据类型型企企业数据、数据、报告告测算数据算数据实验数据数据模模拟数据数据政府文件、政府文件、报告告取取样其它其它未未经测算算数据数据杂志、志、论文、文、专利利调整整过的的数据来源数据来源（原始与（原始与间接数接数据）据）数据数据类型型参考参考书集合数据集合数据行行业联合会合会个体个体观察察相关的相关的LCA时间上的上的平均平均产品和生品和生产过程程说明明书空空间上的上的平均平均第三章材料环境影响的评价技术1、数据收集的准、数据收集的准备 LCI数据数据质量指示器量指示器步步骤二：清二：清单分分析析数据指示器数据指示器定定义可接受性可接受性数据源数据源经过一个可接受的一个可接受的标准准评价或价或经过专家家评定定的程度的程度偏差偏差使数据平均使数据平均值总是高于或低于真是高于或低于真实值的系的系统误差程差程度度比比较性性不同的方法、数据体系能被不同的方法、数据体系能被视为相近或相等的程度相近或相等的程度完整性完整性相比所需要的数据相比所需要的数据总量所能得到的用于分析的数据量所能得到的用于分析的数据量的比率量的比率数据收集方法和局数据收集方法和局限性限性描述数据收集方法（包括与数据收集有关的任何局描述数据收集方法（包括与数据收集有关的任何局限性）的信息水平限性）的信息水平精确度精确度变异性或分散的程度异性或分散的程度参考性参考性数数值参考原始数据源的程度参考原始数据源的程度代表性代表性数据能代表分析所要表述内容的程度数据能代表分析所要表述内容的程度第三章材料环境影响的评价技术1、数据收集的准、数据收集的准备 用于上游运用于上游运输的数据收集的数据收集表表步步骤二：清二：清单分分析析产品名称品名称公路运公路运输路程路程/km卡卡车装装载能力能力/t实际负荷荷/t空空载返回（是返回（是/否）否）内部运内部运输的数据收集的数据收集项目目输入的运入的运输总量量消耗的燃料消耗的燃料总量量柴油柴油汽油汽油LPG第三章材料环境影响的评价技术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、数据收集与计算算处理理第三章材料环境影响的评价技术步步骤二：清二：清单分分析析2、数据收集与、数据收集与计算算处理理p 数据收集数据收集自行收集自行收集现有生命周期分析数据有生命周期分析数据库和知和知识库文献数据文献数据非非报告性数据告性数据获取的方法；取的方法；进行数据确行数据确认的方法；的方法；数据收集的地点和数据收集的地点和时间及其代表性；及其代表性；在地域上数据的代表性；在地域上数据的代表性；数据收集数据收集过程中所使用的技程中所使用的技术方法和技方法和技术水平的代水平的代表性。表性。原原则：方方法：法：第三章材料环境影响的评价技术步步骤二：清二：清单分分析析2、数据收集与、数据收集与计算算处理理p数据确数据确认n运用数据运用数据质量指示器来分析数据源量指示器来分析数据源n评价数据的价数据的质量量n对数据缺失和数据缺乏的情况数据缺失和数据缺乏的情况进行行处理理第三章材料环境影响的评价技术步步骤二：清二：清单分分析析2、数据收集与、数据收集与计算算处理理p数据与数据与单元元过程、功能程、功能单位的关位的关联p数据集数据集结p系系统边界的修改界的修改p物流、能流和排放物的分配物流、能流和排放物的分配第三章材料环境影响的评价技术3.33.3LCALCA的技术框架及评价过程的技术框架及评价过程步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价LCA的影响的影响评估估阶段，是以清段，是以清单分析的分析的结果来果来评估潜在估潜在环境影响（境影响（环境境负荷）。荷）。目的目的是是为了更好地理解清了更好地理解清单分析数据与分析数据与环境影响的相关性，境影响的相关性，评价由各种价由各种环境境损害造成的害造成的总的的环境影响的境影响的严重程度。重程度。评价方法：价方法：环境境问题法和目法和目标距离法。距离法。第三章材料环境影响的评价技术步步骤三三：生生命命周周期期影影响响评价价生命周生命周期清期清单分析分析发展影响网展影响网络依据影响目依据影响目录对清清单项目目进行分行分类确定确定评价基价基点点选择度量基度量基点点应用用转换模模型来描述影型来描述影响响应用量化方用量化方法法生命周期解生命周期解释分分类特特征征化化量量化化生生命命周周期期影影响响评价价LCA影响影响评价的价的“三步走三步走”模型模型第三章材料环境影响的评价技术步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价一一、LCA影响影响评价的框架价的框架1、分、分类分分类是将是将LCI中的中的输入和入和输出数据与出数据与环境境损害种害种类相相联系并分系并分组排列的排列的过程。程。影响因子和其可能的影响因子和其可能的环境境影响影响清清单项目目直接影响直接影响间接影响接影响酸性物酸性物质的的排放排放光化学酸雨光化学酸雨湖泊酸化湖泊酸化光化学氧化光化学氧化物物质光化学烟光化学烟雾健康危害健康危害温室效温室效应气气体体全球全球变暖暖海平面上升海平面上升臭氧臭氧层破坏破坏物物质臭氧臭氧层破坏破坏皮肤癌皮肤癌清清单项目目直接影响直接影响间接影接影响响固体固体废弃物弃物危害土地危害土地使用使用健康危健康危害害化学物化学物质释放放进入地下水入地下水进入地下入地下水水石化燃料的石化燃料的使用使用资源耗竭源耗竭第三章材料环境影响的评价技术步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价一一、LCA影响影响评价的框架价的框架1、分、分类影响影响类别的影响形的影响形态影响影响类别影响形影响形态生生态健康健康结构：种群和生构：种群和生态系系统、营养养阶层、栖地、栖地功能：种族繁衍、物功能：种族繁衍、物质循循环（如碳、氮、硫的循（如碳、氮、硫的循环）生生态多多样性：栖地性：栖地丧失、稀有及失、稀有及濒临灭绝物种物种人人类健康健康急性效果：安全急性效果：安全议题如意外、暴露和火灾等如意外、暴露和火灾等慢性效果：疾病慢性效果：疾病议题如癌症等如癌症等审美美观：如：如视觉、噪声、噪声、恶臭等臭等议题资源消耗源消耗不可再生不可再生资源（存量），可再生源（存量），可再生资源（流量）源（流量）空气、水及土地之空气、水及土地之质或量（如使用危害）或量（如使用危害）自然自然资源生源生产力（如力（如鱼、木材、作物等的、木材、作物等的产量）量）第三章材料环境影响的评价技术CO2CH4NOXSO2VOCHCLHCFC-22全球全球变暖暖富富营养化养化酸雨酸雨光化学光光化学光雾臭氧臭氧层破坏破坏人人类死亡死亡全球增温区域气全球增温区域气候候变化极端气候化极端气候条件条件物种消失物种消失生生态消失消失农作物减作物减产生活生活质量下降量下降鱼类死亡死亡生生态系系统破坏破坏紫外紫外辐射增加皮射增加皮肤免疫系肤免疫系统损害害呼吸道疾病植物呼吸道疾病植物破坏材料破坏破坏材料破坏森林破坏湖泊酸化森林破坏湖泊酸化藻藻类茂盛水体缺氧茂盛水体缺氧环境干境干扰因子因子环境影响境影响环境效益境效益后果后果环境影响因果境影响因果图第三章材料环境影响的评价技术系系统输入入资源源/能能量的使量的使用用用来用来计算特算特别的影响的影响类目的特定化合物的目的特定化合物的属性指属性指标系系统输出出空气空气资源源大气大气水水掩埋掩埋回收回收水水资源源填埋的空填埋的空间资源源人人类健健康康生生态毒毒性性固体固体废物物职业慢性影慢性影响响职业急性影急性影响响公众慢性影公众慢性影响响公众急性影公众急性影响响感官（感官（恶臭）臭）水水质影影响响（COD)水水质影影响响（TSS)水体富水体富营养化养化水生急水生急/慢性影慢性影响响陆生急生急/慢性影慢性影响响不可再不可再生生资源源使用使用可再生可再生资源的源的使用使用能量使能量使用用全球全球变暖暖臭氧臭氧层破破坏坏大气酸大气酸化化大气粉大气粉尘光化学烟光化学烟雾生生命命周周期期影影评价价分分类的的概概念念模模型型第三章材料环境影响的评价技术步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价一一、LCA影响影响评价的框架价的框架2、特征、特征化化意意义：选择一种衡量影响的方式，通一种衡量影响的方式，通过特定特定评估工具的估工具的应用，将不同的用，将不同的负荷或排放因子在荷或排放因子在各种形各种形态的的环境境问题中的潜在影响加以分析，并量化成相同的形中的潜在影响加以分析，并量化成相同的形态或是相同的或是相同的单位。位。原理原理：用：用环境境问题因果关系体系中包含的因果关系体系中包含的环境影响机制来构建影响境影响机制来构建影响类型型特征模型；特征模型；内容内容：用相关的物理、化学、生物和毒性数据来描述与清：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，然后分析参数相关的潜在影响，然后将将这种信息与分种信息与分类的清的清单分析数据分析数据联系起来描述每一种影响种系起来描述每一种影响种类潜在的或潜在的或实际的影响。的影响。目的目的：将每一个影响：将每一个影响类目中的不同物目中的不同物质转化和化和汇总成成为统一一单元。元。第三章材料环境影响的评价技术步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价一一、LCA影响影响评价的框架价的框架2、特征、特征化化特征化模型特征化模型p负荷荷评估模型估模型p当量当量评价模型价模型 p毒性、持毒性、持续性及生物累性及生物累积性性评估模型估模型p总体暴露效体暴露效应模型模型p点源暴露效点源暴露效应模型模型第三章材料环境影响的评价技术步步骤三：生命周期影响三：生命周期影响评价价一一、LCA影响影响评价的框架价的框架3、量化、量化量化量化是确定不同是确定不同环境影响的相境影响的相对贡献大小或献大小或权重，以期得重，以期得到到总的的环境影响水平的境影响水平的过程。程。二、二、计算模型算模型定性法定性法定量法定量法第三章材料环境影响的评价技术步步骤四：生命周期解四：生命周期解释生命周期解生命周期解释是生命周期是生命周期评价价中根据中根据规定的目的和范定的目的和范围要求要求对清清单分析和（或）影响分析和（或）影响评价的价的结果果进行行归纳以形成以形成结论或建或建议的的阶段。它要求以透明的方式来分段。它要求以透明的方式来分析析结果、形成果、形成结论、解、解释局限性、局限性、提出建提出建议并并报告生命周期解告生命周期解释的的结果。果。GB/T14043-2002GB/T14043-2002或或ISO14043-2000ISO14043-2000目目标和和范范围的的确定确定清清单分分析析影响影响评价价 重大重大问题识别评 估估完整性完整性检查敏感性敏感性检查一致性一致性检查其他其他检查结论、建、建议和和报告告解解释阶段段LCA解解释阶段的要素和其他段的要素和其他阶段之段之间的关系的关系第三章材料环境影响的评价技术步步骤四：生命周期解四：生命周期解释一一、对重大重大问题的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。重大问题的确定重大问题的确定信息的识别与组织信息的识别与组织第三章材料环境影响的评价技术步步骤四：生命周期解四：生命周期解释二、二、评估估三、三、结论与建与建议一致性一致性检查完整性完整性检查敏感性敏感性检查a.数据来源不同数据来源不同b.数据的准确性不数据的准确性不同同c.技技术覆盖面不同覆盖面不同d.数据年限不同数据年限不同e.地域广度不同地域广度不同第三章材料环境影响的评价技术3.43.4常用常用LCALCA评价模型评价模型一、一、输入入输出法出法能源能源资源源有效有效产品品废弃物弃物废水水温室效温室效应污染程度染程度材料生材料生产或或使用使用过程程输入参数入参数输出参数出参数输入入输出法框架出法框架图第三章材料环境影响的评价技术3.43.4常用常用LCALCA评价模型评价模型二、二、线性性规划法划法 Ai,j Bi,j=Fi,j i,j=1,2，.nA-环境影响的分境影响的分类因子因子B-各各环境影响因子在系境影响因子在系统各各阶段的段的环境影响数据；境影响数据；F-该环境影响因子的境影响因子的环境影响境影响评价价结果；果；i，j-系系统各各阶段序号段序号第三章材料环境影响的评价技术三、三、层次分析法次分析法决策目决策目标准准则1准准则2准准则3准准则M子准子准则1子准子准则2子准子准则3子准子准则P方案方案1方案方案2方案方案3方案方案P.层次分析法示意次分析法示意图第三章材料环境影响的评价技术3.53.5LCALCA应用举例应用举例p建筑瓷建筑瓷砖的的环境影响境影响评价价p聚氨聚氨酯防水涂料生防水涂料生产过程的程的环境影响境影响评价价p用用层次分析法次分析法评价一般材料的价一般材料的环境影响境影响p热饮料容器的料容器的纸杯和聚苯乙杯和聚苯乙烯发泡塑料杯的泡塑料杯的评价与价与比比较p火力火力发电厂厂锅炉用材料的炉用材料的评价价第三章材料环境影响的评价技术3.63.6LCALCA意义及其局限性意义及其局限性n生命周期生命周期评价克服了价克服了传统环境境评价的片面性、局部性的弊价的片面性、局部性的弊病，有助于企病，有助于企业在在产品开品开发、技、技术改造中改造中选择更加有利于更加有利于环境的最佳境的最佳“绿色工色工艺”；n应用生命周期用生命周期评价有助于企价有助于企业实施生施生态效益效益计划，促划，促进企企业的可持的可持续发展展；n生命周期生命周期评价能价能够帮助企帮助企业有步有步骤、有、有计划地划地实施清施清洁生生产；pLCALCA意义意义第三章材料环境影响的评价技术n生命周期生命周期评价可以比价可以比较不同地区同一不同地区同一环境行境行为的影响，的影响，为制定制定环境政策提境政策提供理供理论支持支持；n生命周期生命周期评价可以价可以为授予授予“绿色色”标签产品的品的环境境标准提供量化依据准提供量化依据；n生命周期生命周期评价可以价可以对市市场行行销进行引行引导，指，指导“绿色色营销”和和“绿色消色消费”；3.63.6LCALCA意义及其局限性意义及其局限性pLCALCA意义意义局限性n应用范用范围的局限的局限性；性；n评价范价范围的局限的局限性；性；n评价方法的局限价方法的局限性；性；第三章材料环境影响的评价技术3.73.7LCALCA评价数据库与评估软件评价数据库与评估软件pLCALCA数据库数据库第三章材料环境影响的评价技术The The endend