造纸行业典型产品LCA分析及III型环境标志认证技术研究

“十一五”国家科技支撑计划重点项目——国家重点领域认证认可推进工程造纸行业典型产品LCA分析及III型环境标志认证技术研究课题中期汇报课题编号：2008BAK42B02课题承担单位：中环联合（北京）认证中心有限公司国家认证认可监督管理委员会认证认可技术研究所中国制浆造纸研究院北京工业大学2009年10月14日2汇报提纲课题考核指标及其完成情况课题的关键技术课题的创新点课题成果课题效益分析经费使用情况问题与建议1234567下阶段重点研究任务831课题考核指标及其完成情况研究技术路线：核心研究阶段论证报告阶段示范阶段•建立Ⅲ型环境标志评价指标体系和认证体系；•汇总造纸典型产品生命周期信息，建立LCI基础数据库；•建立造纸产品种类规则(PCR)文件建立典型产品的环境产品声明（EPD）理论研究阶段调研测试阶段•建立造纸行业典型产品生命周期分析方法；•开展国外III型环境标志认证技术研究。•开展造纸行业典型产品的生产工艺流程及技术数据收集；•造纸行业典型产品生产排放数据的检测。我国Ⅲ型环境标志认证实施战略研究报告建立Ⅲ型环境标志认证示范基地；人员培养。课题五大研究阶段41课题考核指标及其完成情况建立适于造纸行业典型产品的LCA评价方法1套1完成适于造纸行业典型产品LCI基础数据库1套2建立造纸行业典型产品的Ⅲ型环境标志评价指标体系和认证流程3制定Ⅲ型环境标志认证实施规则、认证实施指南等认证认可技术文件4完成选定造纸产品类型的产品PCR文件2～3种5协助企业完成相应的典型产品的环境产品声明（EPD）6建立Ⅲ型环境标志认证技术研发基地，完成人员培养任务789完成有关造纸行业典型产品生命周期评价的专著1本10发表5～8篇论文技术考核指标完成情况50%50%60%60%50%50%50%50%50%80%完成《我国Ⅲ型环境标志认证实施战略研究报告》52课题的关键技术2.1造纸行业典型产品LCA基础数据的采集、分析和评估方法2.2建立符合我国国情的造纸行业生命周期评价方法2.1造纸行业典型产品LCA基础数据的采集、分析和评估方法某典型产品LCA数据构成图污水处理厂浆厂水分配化学品电网买电自备电厂电力分配抄纸经销商包装以各工段的耗电量进行分配以各工段用水量进行分配以各工段废水的污染负荷及进水量进行分配造纸行业典型产品LCA基础数据分析方法评估方法采集方法造纸企业调研：数据搜集与测试；查阅各类统计年鉴；参考文献资料；利用KCL-ECO软件采用稀疏矩阵法（SparseMatrix）对原始调研数据进行分析处理，得到整个研究系统中1t复印纸的输入输出清单。首先进行敏感性分析，得出清单对分析结果的影响程度；对于影响程度较大的参数进行不确定性分析。不确定性较高的数据为主要参数，对其质量进行严格要求。2.1造纸行业典型产品LCA基础数据的采集、分析和评估方法敏感性分析不确定性分析数据的筛选可忽略数据分析数据不确定性源的重点识别，保障数据质量皮尔逊（Pearson）法蒙特卡罗（MonteCarlo）方法评估方法CO2来源排放量（kg/t复印纸）贡献率（%）相关性系数针叶木浆厂1968.0155.80.56自备电厂1123.831.90.32阔叶木浆厂301.478.50.08针叶浆厂——纸厂65.861.90.02纸厂——一级经销商30.481.00.01原煤——自备电厂24.70.70.007阔叶浆厂——纸厂13.750.40.004第一步:对LCA中清单数据的敏感性分析方法：基于清单参数之间主要为线形关系，因此选择评价输入与输出之间线形相关程度的皮尔逊（Pearson）法进行敏感性分析,筛选出对清单输出贡献率大的排放源或流程中的数据。如：对某造纸企业排放CO2的各个源进行敏感性分析CO2源敏感性分析结果从分析结果中得到原煤运输及阔叶浆料运输中CO2的排放对总量的影响分别为0.7和0.4,小于1%可忽略不计，其他的排放源是必需收集的数据CO2来源方程的不确定性范围服从分布均值不确定性范围针叶木浆厂±10正态±8自备电厂±10正态±3阔叶木浆厂±10正态±1针叶浆厂——纸厂±10正态±6纸厂——一级经销商±10正态±1第二步:对筛选出的排放源数据采用蒙特卡罗方法进行不确定性分析，确定应重点进行监控的排放数据。如对上述筛选出数据进行的不确定性分析结果CO2源不确定性分析结果从结果中看出针叶木浆厂的生产不仅对结果影响大，而且数据本身存在较大的不确定性，因此对针叶木浆生产过程中的排放为重点监控。针叶木浆到纸厂的交通运输中也存在较大的不确定性，也需要重点监控。2.2建立符合我国造纸行业生命周期评价方法开发一套采用我国基础数据及基本模型参数，并适用于我国的资源环境状况和工艺生产过程的具有中国特色的生命周期评价方法。采用我国的基础能源及交通排放因子1根据我国国情及相关政策选择环境影响类别2采用近两年我国环境统计数据更新环境类别的基准3利用目标距离法确定各个环境类别的权重42.2建立符合我国造纸行业生命周期评价方法相关污染物的环境排放因子（能源排放：CO2、NOX、SO2、TSP；交通排放：CO2、NOx、CO、PM）采用我国的基础能源及交通排放因子根据我国国情及政策选择环境影响类别确定环境类别：CO2、COD、SO2、总氮、总磷、交通运输等通过研究我国污染物排放数据、能源消耗数据、人口统计数据等，建立2007年的标准人当量基准。使评价结果更能反映我国的实际情况。采用近两年我国环境统计数据更新环境类别的基准利用目标距离法确定各个环境类别的权重3课题的创新点软件介绍：KCL-ECO软件由芬兰纸浆造纸研究院研发，包含基于芬兰和欧洲的纸和纸浆及相关工业的模块。该系统的特点是：一个单元操作的输入与输出之间的关系是由一组线性方程即功能单位来确定的；软件使用连续或稀疏矩阵来求解系统方程，不考虑副产品；重要的特色在于软件中不确定性方法的使用，如蒙特卡罗方法。将KCL-ECO软件与Ecoinvent数据库首次结合，并针对我国现状，对数据库进行修正，形成我国基础数据库，为各行业生命周期评价提供支持。在软件中集成其他影响评价方法，增加用户对评价方法的选择，增强软件的评价功能。包括：Eco-indicator95、CML、EDIP等首次对KCL-ECO软件中数据库及评价方法进行修正、完善，对我国造纸行业进行生命周期评价，为造纸行业的III型环境标志认证提供技术支持。3.13课题的创新点采用我国能源生产排放及交通运输排放数据，形成符合我国现状的生命周期清单基础数据库。通过近两年我国环境及能源统计数据更新我国各个环境类别的标准化基准。根据我国实际情况，利用“目标距离法”确定我国目前各个环境类别的权重。建立适合我国国情的造纸行业生命周期评价方法。3.23课题的创新点中国目前已有I型环境标志和II型环境标志，还未有机构和组织开展III型环境标志。本课题通过分析国外的III型环境标志的认证方式、方法和程序，结合中国的特点，建立中国III型环境标志认证体系，首次在我国认证认可方面引进了III型环境标志，填补了我国III型标志认证项目的空白。15建立了中国III型环境标志认证体系，填补了中国III型环境标志认证项目的空白。3.3164课题成果已完成7篇，其中6篇已被接收/发表。1.国外III型环境标志发展概况——该论文已被《中国环保产业》录用2.生命周期评价及其在造纸行业中的应用——该论文已被《中国造纸》录用3.生命周期评价在环境保护中的研究与应用，环境保护2009（416）：59-614.生命周期评价中清单的不确定性分析——该论文已被《安全与环境学报》录用5.生命周期评价中清单的不确定性分析——发表于中国环境科学学会学术年会论文集6.生命周期评价在杀虫剂类管理上的应用研究——发表于第五届环境化学学会学术年会论文集7.基于产品生命周期理论的企业环境成本研究——已完成学术论文174课题成果已完成2套研究报告，2套调研报告。1.课题组针对国外III型环境标志认证的实践展开了研究，形成《国外III型环境标志发展研究》报告1套；2.课题组选取复印纸作为研究的第一类典型产品，已经形成《产品种类规则复印纸》PCR文件一套；3.课题组完成关于常熟市芬欧汇川复印纸产品生命周期调研报告；4.课题组完成山东太阳纸业复印纸产品生命周期调研报告。研究报告184课题成果已完成1名本科生培养。1.课题已完成1名本科生培养；2.正在培养学术带头人4名；3.正在培养青年教师1人；4.正在培养硕士研究生3名；5.正在培养认证认可研发人员20名；6.正在培养Ⅲ型环境标志认证技术服务人员40人；7.正在培养造纸行业技术及管理人员50人。人员培养195实施成效及效益分析课题将以大中型造纸企业为研究对象。分析我国各种类型造纸企业生命周期，并识别出中小型造纸企业典型产品的资源消耗、能源消耗的关键工艺，并帮助改进工艺，减少企业资源消耗和排污成本，为企业赢得显著的经济效益。以年产浆纸100万吨规模企业为例，每天产生废水5万m3，每吨废水处理费用为2.5元。浆纸企业采用LCA方法控制产排污每减少1%，全国每年可节省2160万元处理费用。经济效益205实施成效及效益分析本课题推出的III型环境标志认证，能够帮助造纸企业建立有效的环境管理手段，规范和引导造纸行业的可持续发展；同时，在造纸行业推进III型环境标志认证，减少造纸行业的污染排放，也有助于对其他行业进行辐射，提高全社会的环保意识。社会效益215实施成效及效益分析本课题为造纸行业提供生命周期分析方法，并指导企业进行III型环境标志认证。采用生命周期分析方法，深入我国目前具有先进技术及设备的复印纸企业，结果表明复印纸从纸浆生产到一级经销商的生命周期评价中，先进造纸企业“三废”的排放情况与我国07年未涂布印刷书写纸的平均排放水平相比，吨纸废水排放少45.7%,比全国工业废水排放总量少8.8%；吨纸COD排放少55.2%，比全国工业废水COD总排放量少19.2%；气体排放中吨纸SO2排放量少24.9%；灰渣、污泥、纤维等固体废弃物的总排放少30%。因此通过本研究可以帮助国内造纸企业找到生产过程中造成重大环境影响的关键环节，促进生产工艺的改进，从而有效地减少水体、大气、固体废弃物等污染物排放。环境效益226经费使用情况总经费：课题总经费236万元。中期经费：课题的两笔经费已至课题承担单位，总计180万元整。经费划拨情况：根据课题预算的安排，目前已经全部完成了对子任务承担单位经费的划拨。236经费使用情况课题已用经费共计：84.6万元占总经费（236万元）的35.8%。经费支出各科目完成情况（%）支出预算设备费11.315材料费1313.00差旅费8.6141.49会议费4.9622.49测试化验费2.6717.36出版费15.243劳务费3.3821.5专家咨询费1.4813.56国际合作与交流1424.4燃料动力费410.00管理费614.2总计84.6236经费支出情况一览表单位：万元020406080100120设备费材料费差旅费会议费测试化验费出版费劳务费专家咨询费国际合作与交流燃料动力费管理费247问题及建议技术难点解决难点的建议进一步研究的建议7.17.27.3257.1技术难点1技术方法如何合理并准确的选取适合中国国情的生命周期评价方法。2数据如何提高企业现场的数据准确性，保障数据质量3公共平台我国的LCA基础应用平台和公开的国家LCI基础数据库还有待完善，在选择ＬＣＡ基础数据库上存在一定局限。267.2解决难点的建议3公共平台1.调研国内外相关的生命周期基础数据库的情况；2.通过分析对比确认适合我们造纸行业的生命周期清单基础数据库；3.结合我国造纸行业实际，建立适合我国的基础数据库技术方法1.调研国内外相关行业的LCA方法；2.通过对比分析确认适合中国造纸行业的生命周期评价方法；3.结合我国造纸行业实际，修改ＬＣＡ特征化因子，优化建立适宜于我国国情的生命周期评价方法。2数据1.对于企业提供的数据，我们需要对其进行验证；2.对于企业未能提供的数据，我们将