生命周期评价

[键入文档的引述或关注点的摘要。您可将文本框放置在文档中的任何位置。请使用“绘图工具”选项卡更改引言文本框的格式。]生命周期评价（LCA）--------针对污水处理厂[2013-1-10]课程：区域资源开发管理姓名：陈亚楠学号：2012101227专业：环境工程目录1生命周期评价的概念..............................................................................................12生命周期评价的发展演变......................................................................................12.1萌芽阶段（20世纪60年代末到70年代初）...............................................12.2探索阶段（20世纪70年代中期到80年代末）...........................................22.3迅速发展阶段（20世纪80年代以后）..........................................................23生命周期评价方法..................................................................................................34LCA的应用.............................................................................................................54.1在企业中的应用................................................................................................54.2在清洁生产中的应用........................................................................................54.3在环境管理中的应用........................................................................................54.4在其他方面的应用............................................................................................65城市污水处理厂生命周期评价应用案例..............................................................65.1研究方法............................................................................................................65.2评价过程...........................................................................................................86LCA的展望...........................................................................................................121生命周期评价（LCA）--针对污水处理厂1生命周期评价的概念生命周期评价(LifeCycleAssessment，LCA)是一种评价产品、工艺过程或活动从原材料的采集和加工到生产、运输、销售、使用、回收、养护、循环利用和最终处理整个生命周期系统有关的环境负荷的过程。ISO14040对LCA的定义是：汇总和评价一个产品、过程(或服务)体系在其整个生命周期的所有及产出对环境造成的和潜在的影响方法。LCA突出强调产品的生命周期有时也称为“生命周期分析”、“生命周期方法”、“摇篮到坟墓”、“生态衡算”等。产品的生命周期有4个阶段：生产(包括原料的利用)、销售/运输、使用和后处理，在每个阶段产品以不同的方式和程度影响着环境。2生命周期评价的发展演变生命周期评价(LCA)的思想萌芽最早出现于20世纪60年代末到70年代初。经过40多年的发展，目前已纳入ISO14000环境管理系列标准而成为国际上环境管理和产品设计的一个重要支持工具。从其发展的历程来看，大致可以分为三个阶段，即萌芽阶段、探索阶段和迅速发展阶段。2.1萌芽阶段（20世纪60年代末到70年代初）生命周期评价最早出现在60年代末70年代初的美国。生命周期评价研究开始的标志是1969年由美国中西部资源研究所(MRI)所展开的针对可口可乐公司的饮料包装瓶进行评价的研究。该研究试图从最初的原材料采掘到最终的废弃物处理，进行全过程的跟踪与定量分析(从摇篮到坟墓)。这项研究使可口可乐公司抛弃了它过去长期使用的玻璃瓶，转而采用塑料瓶包装。当时把这一分析方法称为资源与环境状况分析(REPA)。自此，欧美一些国家的研究机构和私人咨询公司相继展开了类似的研究。这一时期的生命周期评价研究工作主要由工业企业发起，秘密进行，研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。并且大多数研究的对象是产品包装品。从1970年到1974年，整个REPA的研究焦点是包装品和废弃物问题。由于很多与产品有关的污染物排放与能源利用有关，这些2研究工作普遍采用能源分析方法。2.2探索阶段（20世纪70年代中期到80年代末）20世纪70年代中期，政府开始积极支持并参与生命周期评价的研究。由于全球能源危机的出现，REPA有关能源分析的工作倍受关注。一方面人们认识到化石燃料将会用尽，必须进行有效的资源保护，另一方面认识到能源生产也是污染物的主要排放源。因此很多研究工作又从污染物排放转向于能源分析与规划，采用的方法更多为能源分析法。进入20世纪80年代，案例发展缓慢，方法论研究兴起。后来一系列的REPA工作未能取得很好的研究结果，对此感兴趣的研究人员和研究项目逐渐减少，公众的兴趣也逐渐淡漠了。直到全球性的固体废弃物问题又一次成为公众瞩目的焦点，REPA又重新开始着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量的研究。2.3迅速发展阶段（20世纪80年代以后）80年代末开始，是LCA研究快速增长时期。随着区域性与全球性环境问题的日益严重以及全球环境保护意识的加强，可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起，大量的REPA研究重新开始，公众和社会也开始日益关注这种研究结果。REPA研究涉及到研究机构，管理部门，工业企业，产品消费者等，但其使用REPA的目的和侧重点各不相同，而且所分析的产品和系统也变得越来越复杂，急需对REPA的方法进行研究和统一。1989年“荷兰国家居住、规划与环境部(VROM)”针对传统的“末端控制”环境政策，首次提出了制定面向产品的环境政策，即所谓的产品生命周期。该研究还提出，要对产品整个生命周期内的所有环境影响进行评价，同时也提出了要对生命周期评价的基本方法和数据进行标准化。1990年由“国际环境毒理学与化学学会(SETAC)”首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会。在该会议上首次提出了“生命周期评价(LCA)”的概念。在以后的几年里，SETAC又主持和召开了多次学术研讨会，对生命周期评价从理论与方法上进行了广泛研究。1993年国际标准化组织(ISO)开始起草ISO14000国际标准，正式将生命周期评价纳入该体系。目前，已颁布了有关生命周期评价的多项标准。中国针对该标准采用等同转化的原则，现已颁布了两项国家标准：GB/T24040(环境管理-生命周期评价的原则与框架)，GB/T24040(环境管理-目的与范围的确定和清单分析)。目前生命周期评价还不十分成熟，仍然有很多问题值得研究。如还没有比较完善的生命周期影响评价方法。33生命周期评价方法SETAC提出的LCA方法论框架，将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机联系部分：定义目标与确定范围；清单分析(Inventoryanalysis)；影响评价(Impactassessment)和改善评价(Improvementassessment)。其相互关系如图1所示：图1SETAC生命周期评价技术框架ISO14040将生命周期评价分为互相联系的、不断重复进行的四个步骤：目的与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释。ISO组织对SETAC框架的一个重要改进就是去掉了改善分析阶段。同时，增加了生命周期解释环节，对前三个互相联系的步骤进行解释。而这种解释是双向的，需要不断调整。另外，ISO14040框架更加细化了LCA的步骤，更利于开展生命周期评价的研究与应用。如图2所示：图2ISO14040生命周期评价框架①目的与范围确定生命周期评价的第一步是确定研究目的与界定研究范围。研究目的应包括一个明确的关于LCA的原因说明及未来后果的应用。目的应清楚表明，根据研究结果将做出什么决定、需要哪些信息、研究的详细程度即动机。研究范围定义了所研究的产品系统、边界、数据要求、假设及限制条件等。为了保证研究的广度和深度满足预定目标，范围应该被详细定义。由于LCA是一个反复的过程，在数据和信息的收集过程中，可能修正预先界定的范围来满足研究的目标。在某些情况下，也可能修正研究目标本身。4目的和范围的确定具体说来应先确定产品系统和系统边界，包括了解产品的生产工艺，确定所要研究的系统边界。针对生产工艺各个部分收集所要研究的数据，其中收集的数据要有代表性、准确性、完整性。在确定研究范围时，要同时确定产品的功能单位，在清单分析中将收集的所有数据都要换算成功能单位，以便对产品系统的输入和输出进行标准化。②清单分析清单分析是LCA基本数据的一种表达，是进行生命周期影响评价的基础。清单分析是对产品、工艺或活动在其整个生命周期阶段的资源、能源消耗和向环境的排放(包括废气、废水、固体废物及其它环境释放物)进行数据量化分析。清单分析的核心是建立以产品功能单位表达的产品系统的输入和输出(即建立清单)。通常系统输入的是原材料和能源，输出的是产品和向空气、水体以及土壤等排放的废弃物(如废气、废水、废渣、噪声等)。清单分析的步骤包括数据收集的准备，数据收集，计算程序，清单分析中的分配方法以及清单分析结果等。清单分析可以对所研究产品系统的每一过程单元的输入和输出进行详细清查，为诊断工艺流程物流、能流和废物流提供详细的数据支持。同时，清单分析也是影响评价阶段的基础。在获得初始的数据之后就需要进行敏感性分析，从而确定系统边界是否合适。清单分析的方法论已在世界范围内进行了大量的研究和讨论。美国EPA制定了详细的有关操作指南，因此相对于其他组成来说，清单分析是目前LCA组成部分中发展最完善的一部分。③生命周期影响评价影响评价阶段实质上是对清单分析阶段的数据进行定性或定量排序的一个过程。影响评价目前还处于概念化阶段，还没有一个达成共识的方法。ISO、SETAC和英国EPA(EnvironmentalProtectionAgency)都倾向于把影响评价定为一个“三步走”的模型，即影响分类(Classify)、特征化(Characterization)和量化(Valuation)。分类是将从清单分析中得来的数据归到不同的环境影响类型。影响类型通常包括资源耗竭、生态影响和人类健康三大类。特征化即按照影响类型建立清单数据模型。特征化是分析与定量中的一步。量化即加权，是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过程