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南昌大学 5 产品的清洁生产.ppt

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第五章,产品的清洁生产产品的生命周期评价,产品(包括服务)清洁生产是清洁生产的重要组成。对于产品,它意味着减少从原材料选取到产品使用后最终处理处置整个生命周期过程对人体健康和环境构成的影响;对于服务,则意味着将环境的考虑纳入设计和所提供的服务中。联合国环境规划署:持续实施综合性预防的清洁生产战略,主要内容,产品生命周期评价论系统认识产品的环境影响作用、支持清洁产品开发制造的重要基础产品的生态设计及其设计策略是对产品实施清洁生产的主体,产品是能够提供给市场以引起注意、购买、使用或消费的东西;产品不仅是生产中各种效益的载体,而且决定着生产过程,并通过市场连接了生产过程和流通与消费过程;产品通常表现为实物形态以及服务等。

,一、产品,1、产品,第一节产品及其环境影响,产品系统是指由提供一种或多种功能的中间产品联系起来的单元过程的集合;产品系统包括三个部分:单元过程通过产品系统边界的基本流和产品流系统内的中间产品流产品系统本质上就是由物质和能量流联系起来的具有一种或多种特定功能的单元过程的集合。,2、产品系统,3、产品生命周期,产品生命周期是指从其原料开采开始,经过原料加工、产品制造、运输和销售、消费者使用、维修保养以及使用后废弃,直至最终处理、处置的全过程;“从摇篮到坟墓”的过程。,产品的加工制作,能源,商品,产品,原材料,废品,自然资源,取自自然,使用/复用,运输销售,原料采集和处理,废弃/再循环,排向自然,

产品生命周期示意图,二、产品的环境影响,产品系统的资源和能源输入会带来资源能源耗竭和生态环境破坏;产品系统的废物输出会造成环境污染;产品系统的环境影响,产生于产品的制造加工生产环节,产品的消费使用阶段,使用后产品废弃的处理处置过程。对产品环境影响的分析,要着眼于产品的整个生命周期。,产品生命周期分为5个阶段:原材料加工;产品生产制作;包装运销;产品使用;再生处置。,相关环境问题归成5类:原材料选择;能源消耗;固体废料;废液排放;废气排放。,三、清洁产品,清洁产品绿色产品、环境友好产品、环境意识产品、生态产品;清洁产品是指在保证产品的良好经济性能的前提下,通过合理地应用各项现有的技术,满足用户功能与使用性能。

同时在其生命周期全程中,符合特定的环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率高,能源消耗低的产品。,三、清洁产品(续),当前从以下四个方面推动清洁产品的发展:优良的环境性能;最大限度地利用资源;最大限度地节约能源;在其使用寿命结束后,其组成、零部件能回收、翻新、重用,或者易于安全处理。清洁产品的三个要点:良好的经济性能;合理实际的技术性;优良的环境协调友好性。,二、产品生命周期评价,一、概述什么是生命周期评价?,“对一个产品系统的生命周期中的输入、输出及其潜在环境影响进行的综合评价”(ISO)生命周期评价的发展:LCA:Lifecycleassessment/analysis;起源于196070s。

资源与环境状况分析;1990,SETAC(SocietyofEnvironmentalToxicologyandChemistry)首次系统给出生命周期评价的概念。1993,SETACLCA纲要:实用指南LCA的基本技术框架;1997,ISO14040第一个LCA国际标准,第一节产品及其环境影响,二、产品生命周期评价,1、什么是生命周期评价?,国际标准化组织:LCA是汇总和评估一个产品(或服务)体系在其整个生命周期间的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。国际环境毒物学和化学学会:LCA是通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法。

ISO14040:LCA是对产品或服务系统整个生命周期中,与产品或服务系统功能直接相关的环境影响、物质和能源的投入产出进行汇集和测定的一套系统方法。,二、产品生命周期评价,2、生命周期评价的基本框架,SETAC的LCA概念框架:定义目标与确定范围;清单分析;影响评价;改善评价;,ISO14000系列标准的LCA概念框架:目的与范围确定;清单分析;影响评价;结果解释;,二、产品生命周期评价,2、生命周期评价的基本框架,ISO14000系列标准的LCA概念框架:,目标和范围的确定,清单分析,影响评价,结果解释,LCA的四个阶段,应用:生态设计环境标志产品规定环境报告环境政策其他,二、产品生命周期评价。

2、生命周期评价的基本框架,目标和范围的确定:明确LCA的应用目标,确定研究深度,界定研究范围,选择研究方向,使对所考察的产品有一个全面的认识。明确对数据的需求,对原始数据的质量要求以及数据分摊方法。确定最终研究报告的类型和格式。,二、产品生命周期评价,2、生命周期评价的基本框架,清单分析:收集数据,并通过处理得到该产品系统各种输人和输出。输入的资源包括物料和能源,输出的除了产品外,还有向大气、水体和土壤的排放。,影响评估:运用清单分析的结果对产品生命周期各个阶段所涉及的所有潜在的重大的环境影响进行评估。,二、产品生命周期评价,2、生命周期评价的基本框架,结果讨论:是将清单分析和影响评估的发现与研究的目的、范围进行综合分析得出结论与建议的过程。

结果讨论这一阶段是和另外三个阶段关联在一起的,另外三个阶段中任一个完成后即应进行结果讨论,考察原先确定的研究范围是否合适,是否需要作必要的调整,所收集的数据是否符合研究的目的,哪些数据对结果的影响最灵敏等。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法,目标定义和范围界定:目标定义:范围界定:功能单位:功能单位是指在生命周期评价中作为参照单元的一个产品系统的量化的性能;在清单分析过程中收集的所有数据都必须换算为功能单位,主要目的在于对产品系统的输入和输出进行标准化;一旦确定了功能单位,就必须确定实现相应功能所需的产品数量,此量化结果即为基准流。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法。

清单分析:在所确定的产品系统内,对产品、工艺或活动在其整个生命周期阶段消耗的原材料、能源以及向环境的排放,根据物质平衡和能量平衡进行调查、获取数据,并对数据进行量化分析的过程;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输出。清单分析的主要程序:数据收集准备、数据收集、确认数据的有效性、连接数据和系统、数据汇总、完善系统边界、提出清单分析的限制因素等。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法,影响评价:对环境输入输出的潜在影响进行识别和评价,以说明产品系统的环境影响贡献大小以及相对重要性的过程,即为生命周期环境影响评价,简称影响评价;影响评价主要是对清单分析阶段所识别的环境影响进行定量或定性的表征评价。

即确定产品系统的物质、能量交换对其外部环境的影响。在ISO基本框架中,影响评价包含必选步骤和可选步骤两部分。影响评价通常采用数学模型来定性和定量评价。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法,影响评价:确定影响类型:根据研究的目标和范围确定影响类型。目前常用的分类体系是将影响类型分为资源耗竭、人体健康和生态系统健康三类,还可以继续细分为温室效应、臭氧层耗竭、酸化、富营养化、光化学烟雾等。选择环境影响类型参数和特征化模型:对选定的环境影响类型,要量化其对环境的影响大小,就需要了解其作用机理,然后建立负荷和环境影响之间的关系模型,即特征化模型。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法。

影响评价:分类:分类始于由清单分析得到的物流和能流原始数据,分类就是将清单分析中所得到的数据分到不同的环境影响类型中去。特征化。特征化就是将不同的环境压力环境影响关系综合到一个通用的框架的过程。例如用臭氧消耗潜值(ODP)指数,可以定量比较不同物质分子对臭氧层造成的影响。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法,影响评价:归一化:特征化得到了各种环境影响类型参数的大小,这些参数必须通过一定的方法进行转化后才能汇总。一般是将特征化结果与基准量进行比较,从而使不同影响类型的特征化结果具有可比性。基准量一般为一个区域资源总量或污染物排放总量。加权。是根据有社会共识所确定的相对重要性对不同种类的环境影响赋予相应权重的过程。

比如一个评估者或者一个国际标准组织可能会认为臭氧消耗影响的重要性是能见度下降的2倍,并相应地将权重系数应用到已经标准化的影响上。,二、产品生命周期评价,3、ISO的生命周期评价方法,解释阶段:对清单分析和影响评价的结果进行综合,以系统的方式来分析结果、解释局限性、形成结论,以得到与定义目的和范围相符的认识结果,提出建议并报告生命周期解释结果,尽可能提供对生命周期评价或影响评价研究结果的易于理解的、完整的和一致的说明;生命周期解释包括三个要素:识别:基于清单分析和影响评价结果识别重大问题;评估:整个过程完整性、敏感性和一致性的检查;报告:形成结论、提出意见。,二、产品生命周期评价,4、生命周期评价在清洁生产中的应用。

清洁生产审核产品和工艺清洁生产技术规范制定清洁产品设计和再设计废物回收和再循环利用区域清洁生产,二、产品生命周期评价,5、生命周期评价的局限性,生命周期评价中所作的选择和假设具有主观性用于分析评价环境影响的模型简化中的局限性不同尺度问题生命周期评价方法的不适应性数据完整性及精度有限性研究结果不确定性清单数据时空不确定性导致影响结果的不确定性评价费用昂贵导致其难以推广应用,二、产品生命周期评价,6、生命周期评价应用,实例问题:饮料瓶选择复用式玻璃瓶还是一次性金属易拉罐?由于人们往往只看到它们被消费后被抛弃的一瞬间,于是很容易产生玻璃瓶一定比易拉罐有利于环境的判断.但其实消费和抛弃仅仅是这些包装容器整个生命周期中一个环节。

从它们各自的原料被采掘、加工成容器,到用来包装食品,再将包装好的食品运输分销到消费者,乃至在消费者家中如何储藏等所有环节,都对环境造成影响。,二、产品生命周期评价,6、生命周期评价应用,生命周期评价作为一种评价产品、工艺或活动的整个生命周期环境后果的分析工具,迄今为止在私人企业和公共领域都有不少应用。在私人企业,生命周期评价主要用于产品的比较和改进,典型的案例有布质和易处理婴儿尿布的比较,塑料杯和纸杯的比较。在政府方面,生命周期评价主要用于公共政策的制定,如环境标志或生态标准的确定,许多国家和国际组织都要求将生命周期评价作为制定标志标准的方法。,二、产品生命周期评价,6、生命周期评价应用,生命周期评价还用来制订政策、法规和刺激市场等。

如美国环保局在“空气清洁法修正案”中使用生命周期理论来评价不同能源方案的环境影响,还将生命周期评价用于制定污染防治政策。在欧洲,生命周期评价已用于欧盟制定“包装和包装法”,比利时政府1993年作出决定,根据环境负荷大小对包装和产品征税,其中确定环境负荷大小采用的就是生命周期评价方法。,二、产品生命周期评价,7、生命周期评价应用实例,实例:建筑瓷砖我国是世界上最大的建材生产国。从资源的消耗到环境的损害,建材行业一直是污染较严重的产业。为考察建材生产过程对环境的影响,用LCA方法评价了某建筑瓷砖生产过程对环境的影响。该瓷砖生产线的年产量为30万m2,采用连续性流水线生产。所需原料有钢渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加剂等。

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