CLCD数据库简介

中国LCA基础数据库（CLCD）简介王洪涛四川大学建筑与环境学院[e-mail]2012-8-22目录一、数据库概述............................................................................................................1二、数据库内容............................................................................................................2（1）基础产品与核心模型的概念.............................................................................2（2）CLCD的核心模型与产品种类............................................................................2（3）CLCD包含的清单物质种类及支持的环境影响类型指标................................3（4）查看CLCD数据库文档的内容...........................................................................4（5）行业数据库：以建材产品数据库为例.............................................................6三、数据代表性与数据质量........................................................................................7（1）CLCD数据代表中国市场平均............................................................................7（2）数据来源.............................................................................................................7（3）统一的数据收集指南.........................................................................................7（4）完整的数据收集记录.........................................................................................8（5）数据质量检查、评估与控制.............................................................................8四、CLCD的应用情况................................................................................................10（1）在LCA数据库领域.........................................................................................10（2）在认证中的应用...............................................................................................10（3）未来应用的扩展性...........................................................................................10参考文献与注释..........................................................................................................11一、数据库概述名称：中国LCA基础数据库（ChineseLifeCycleDatabase，CLCD）开发机构：成都亿科环境科技有限公司，四川大学建筑与环境学院主要用途和功能：为基于LCA方法的产品环境报告与认证（如产品碳足迹、水足迹、EuP/ErP生态档案、III型环境声明等）和基于LCA方法的产品改进（如节能减排技术评价、生态设计、清洁生产审核、供应链管理、产业政策等）提供中国本地化的LCA基础数据支持。二、数据库内容（1）基础产品与核心模型的概念国民经济体系中的大宗能源、原材料、运输等行业是交叉联系在一起的，互有投入。反映在这些基础产品的生命周期模型上，其生产过程（单元过程UnitProcess,UP）交互联系在一起，形成网状结构，这是所有这些基础产品共同的生命周期模型，称为数据库核心模型（如图1所示）。图1基础产品及其核心模型与其它下游产品生命周期模型之间的关系（圆圈代表各种生产过程，箭头代表产品产出与消耗）LCA数据库的主要目的是提供各种原料的生命周期汇总数据（即LCI数据集，通常包含从资源开采到产品出厂的全过程，相应的过程称为AggregatedProcess,AP），以简化下游产品的生命周期建模、计算与分析。由于基础产品相互联系、共有同一个生命周期模型的特点，基础产品的LCI数据不应该是独立得到的，而必须是基于同一个核心模型、同一套单元过程数据集得到，才能保证模型和数据的一致性。从CLCD和Ecoinvent[1]的实际结果来看，基础数据库及其核心模型应该至少包含300~500种大宗产品，才能够保证模型和数据的完整性。（2）CLCD的核心模型与产品种类CLCD是按照上述方法建立的中国本地化基础数据库，其核心模型包含着300多个交叉联系在一起的大宗能源、原材料、运输单元过程，保证了CLCD数据库的完整性和一致性[2]。其中电力部分的模型如图2所示（核心模型的其余单元过程数量太多，未能显示）。图2CLCD核心模型中的电力模型加上一些下游单元过程，CLCD0.8总共有600多个单元过程和产品，并仍在不断扩展。主要的产品如表1所示，完整的产品列表见[3]。表1CLCD0.8数据库涵盖的主要产品种类行业基础产品能源石油类燃料：原油，柴油，汽油，煤油等煤炭类燃料：煤炭，焦炭，焦炉煤等气体类燃料：天然气，液化石油气等电力与蒸汽：燃煤火电，水电，电网混合，工艺蒸汽等黑色金属铁矿石，球团/烧结矿，生铁，硅铁/铬铁等铁合金，转炉/电炉钢等有色金属铜精矿，火法/湿法电解铜，铝土矿，氧化铝，电解铝，以及铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛等无机非金属水泥，混凝土，石灰石，石膏，砂石，玻璃，陶瓷，砖等无机化学品无机原材料：硫酸，盐酸，硝酸，氢氧化钠，纯碱，钛白粉，氧气，氮气，合成氨，氯气等有机化学品乙烯，丙烯，甲醇，乙炔，树脂，部分塑料，涂料，橡胶等运输公路，铁路，水路运输污染治理废气处理：脱硫，脱硝废水处理物理化学法，生化法（3）CLCD包含的清单物质种类及支持的环境影响类型指标CLCD数据库涵盖以下清单物质数据，可以支持相应环境影响类型的分析，如表2所示。CLCD数据库支持基于中国十二五政策目标的生命周期节能减排分析（ECER方法）。表2CLCD数据库涵盖的环境影响类型及清单物质环境影响类型清单物质不可再生资源消耗原煤、原油、天然气等一次能源；Fe、Mn、Cr、Cd、V、Ti、Si、Cu、Pb、Zn、Ni、Sn、Sb、W、Mo、Au、Ag、Mg、铝土矿、稀土矿、重晶石、黄铁矿、磷酸盐、碳酸钾、盐、芒硝、氟石、石墨、云母、高岭土等非能源矿产资源水资源消耗各种淡水消耗全球暖化CO2、N2O、CH4、SF6、HFCs、PFCs等酸化SO2、NH3、HCl、HF、H2S、HNO3、NO2、NO、NOx、H3PO4等富营养化NH3、NH4+、HNO3、总氮、NO2、NO、NOx、H3PO4、总磷、P2O5、COD、硝酸盐、磷酸盐等固体废物粉煤灰、炉渣等各种固体废物可吸入无机物NH3、CO、TPM、PM10、PM2.5、NO、NO2、NOx、硫化物、SO2、SO3等毒性铅、锌、铜、镍、汞等重金属、氰化物、NMVOC、SO2、NOx、CO、C2H6、C2H4、C6H6等其他石油类等（4）查看CLCD数据库文档的内容目前CLCD数据库仅在eBalance软件中使用，可以在eBalance的数据库管理器中浏览数据集的文档描述和清单数据、可以导入到案例模型中进行计算和分析、可以导出后可与其他用户交换数据。另外，eBalance中还带有与CLCD数据库兼容的瑞士Ecoinvent数据库、欧盟ELCD数据库，其数据可用于进口原料在国外的生产过程或出口到国外后的使用过程。如图3所示。图3eBalance软件中的清单数据库管理器（下拉列表中为多个数据库，左栏为数据集分类列表，右栏为数据集摘要信息）选择一个数据集后，可以浏览其完整的数据集描述（如图4所示），判断其是否符合需要，也可以浏览数据集中的清单数据（如图5所示）。图4CLCD数据库中的数据集描述信息图5数据集中的清单数据（部分）（5）行业数据库：以建材产品数据库为例在基础产品数据库的核心模型上，CLCD也不断扩展、增加各种下游行业的数据库，并保证了与核心模型和基础数据库的一致性。以建材行业数据库为例，CLCD中包含的主要建材产品如表3所示。表3CLCD数据库中涵盖的建材产品种类分类建材产品无机非金属水泥、混凝土、石灰、砂石、石膏、平板玻璃、墙体砖、瓷砖等钢材普通碳钢的板材、管材、线材、棒材、型材、镀锌板、主要的铁合金和不锈钢等有色电解铝、电解铜、（正在补充铝材、铜材等压延加工材料）塑料聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等常用树脂涂料苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯、丁二烯等溶剂单体，重钙、钛白粉等填充材料，以及水性涂料产品木材（正在补充）部分建材的生命周期模型如图6所示。图6CLCD数据库中钢铁、水泥、墙体材料的模型（eBalance软件截图，红色虚线框代表其连线被隐藏以简化流程图外观）三、数据代表性与数据质量（1）CLCD数据代表中国市场平均CLCD数据收集过程中，首先区分了国内生产与进口部分，进口原材料采用Ecoinvent数据库对国外生产过程建立了模型，国内生产部分则进一步按工艺技术和企业规模进行了细分，分别收集数据并建立模型，最后按中国的市场份额加权平均，得到代表中国市场平均水平的数据。（2）数据来源在各个单元过程中，原料消耗数据主要来自行业统计资料或技术文献，主要排放物来自于国家污染源普查统计，部分排放物来自于化学平衡计算[2]。有部分产品数据是通过合作企业得到的，但均修正为对行业平均数据的估计，而不是具体企业数据。（3）统一的数据收集指南CLCD数据库收集指南针对数据库开发过程中的各工作步骤和文档记录，提出相应的建议（recommendations）和要求（requirements），并开发了eBalance软件的相应功能，确保了数据收集过程的流程化和一致性。另外，如前所述，CLCD数据库建立了统一的基础产品核心模型，保证了模型的完整性和数据的一致性。如图2所示。（4）完整的数据收集记录CLCD数据收集的记录是在eBalance软件中完成的，完整记录了数据收集过程的原始数据和算法，使得数据收集过程随时可重复、可追溯。如图7所示。图7CLCD数据库中的数据收集信息记录页（图中右栏显示了火电生产过程的二氧化碳排放数据的计算公式和参考文献）（5）数据质量检查、评估与控制在数据开发过程中，按数据库指南要求，进行了完整性检查、物料