2017中国生命周期评价进展报告

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1、1 2017 中中国国生生命命周周期期评评价价进进展展报报告告 北京生态设计与绿色制造促进会 编著 编者按：生命周期评价是一种重要的产品环境影响评价工具， 它是产品生命周期管理和绿色设计的基础。 其理念对于推动我国 工业的绿色转型升级具有重要作用， 并已经引起中央和各有关部 委的高度重视和关心。近年来，生命周期评价在我国获得了较快 的发展。本篇报告从政策支持、方法研究、平台建设和案例研究 四个方面总结了2016年到2017年中国生命周期评价的进展情况。 生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）是对产品的 整个生命周期从原材料获取到设计、制造、使用、循环利用 和最终处理

2、等，定量计算、评价产品的资源能源耗竭以及污染物 排放环境影响的技术和方法。 生命周期评价既是一种环境管理工 具，也是一种预防性的环境保护手段，其通过对产品“从摇篮到 坟墓”的全过程所涉及的环境问题进行分析和评价，从而帮助决 策者做出更优的选择。目前其应用已经覆盖了整个工业社会，既 可用于企业产品开发与设计， 又可以有效地支持政府制定工业发 展战略及相关环境政策， 同时也可提供明确的绿色设计产品判别 标准，进而引导消费者的绿色消费行为。 与欧美发达国家相比， 国内关于生命周期评价方面的研究与 2 应用起步相对较晚，但是发展非常迅速，目前已成为学术界关注 焦点和研究热点。在政府的引导和支持下，国内

3、科研机构围绕生 命周期评价开展了卓有成效的工作。报告将从政策支持、生命周 期评价相关方法研究、 生命周期评价相关平台建设和生命周期评 价案例研究这四个方面，总结 2016 年-2017 年的中国生命周期 评价进展情况。 一一、政政府府政政策策支支持持 由于生命周期评价在工业产品转型升级中能够最大限度地 协助决策者减少产品对资源的直接和间接的负面影响， 实现产品 的环境效益、功能效益、社会效益和经济效益的多重目标，近年 来，已经获得了中央和各有关部委的高度重视。 2016 年 7 月工业和信息化部正式发布的工业绿色发展规 划（2016-2020） 中指出，强化产品全生命周期绿色管理，到 2020

4、 年，创建百家绿色设计示范企业、百家绿色设计中心、千 家绿色示范工厂、百家绿色园区、力争开发推广万种绿色产品； 加快建设覆盖工业产品全生命周期资源、能源消耗、污染物及温 室气体排放、人体健康影响等要素的生态影响基础数据库。 2016 年 9 月 14 日发布的绿色制造工程实施指南 （2016-2020） 指出，要按照产品全生命周期绿色管理要求，强 化生产制造全过程控制和生产者责任延伸；完善产品从设计、制 造、使用、回收到再制造的全生命周期绿色标准；建立产品全生 命周期基础数据库及重点行业绿色制造生产过程物质流和能量 3 流数据库。 2016 年 9 月 20 日正式发布的关于开展绿色制造体系建

5、设 的通知指出，要落实供给侧结构性改革要求，以促进全产业链 和产品全生命周期绿色发展为目的，以企业为建设主体，以公开 透明的第三方评价机制和标准体系为基础； 绿色产品侧重于产品 的全生命周期的绿色化；按照产品全生命周期理念，加强供应链 上下游企业间的协调与协作。 2017 年 5 月 26 日，中共中央政治局就推动形成绿色发展方 式和生活方式进行第四十一次集体学习， 习近平总书记在主持学 习时强调， 推动形成绿色发展方式和生活方式是贯彻新发展理念 的必然要求，要坚决摈弃损害甚至破坏生态环境的发展模式，加 快构建政府企业公众共治的绿色行动体系， 提出要树立节约集约 循环利用的资源观， 用最少的资

6、源环境代价换取最大的经济社会 效益。 二二、生生命命周周期期评评价价方方法法研研究究 从上世纪七十年代生命周期评价方法开始成型以来， 经过多 年的发展， 生命周期评价方法已经具备了较为成熟的方法学框架。 目前， 对生命周期评价方法学的研究开始从基础的清单分析框架 和影响评价模型研究逐渐转向生命周期评价在特定领域的应用 方法研究。近年来，以生命周期评价方法为基础，与具体领域相 结合的理论方法研究越来越受到人们的重视。 4 （一一）材材料料的的绿绿色色设设计计理理论论框框架架与与评评价价方方法法的的构构建建 绿色设计，又称生态设计、生命周期设计，是生命周期工程 理论的主导与核心，其主旨是指将环境因

7、素纳入到产品设计中， 在保证产品使用性能与经济可行性的同时， 最大限度降低产品全 生命周期对环境影响的设计方法。研究表明，约 80%的资源消耗 和环境影响均取决于产品设计阶段， 在设计阶段充分考虑现有技 术条件，优化解决各个环节的资源环境问题，可以最大限度实现 资源节约，从源头上削减甚至避免环境污染。材料行业是绿色设 计应用的重要领域之一，其直接关系到下游行业(如建筑、交通 等部门)产品的性能与环境表现。传统的材料生产方式侧重于产 品本身的属性和市场目标， 把生产和消费造成的环境问题留待以 后的末端治理;而绿色设计从可持续发展的高度审视产品整个生 命周期，在产品设计之初充分考虑资源和环境问题，

8、从源头节能 治污。 材料绿色设计理论与方法研究低环境负荷材料设计理论、 方 法与原则， 揭示材料制备流程的物质能量环境效应的关联机 制、材料性能对产品服役过程环境影响的作用机理等;研究资源 循环工艺流程模型及循环模式的表征方法， 探索资源循环与碳排 放、资源耗竭等环境影响的关联性;开展材料绿色设计多态数据 模型、信息表示、多维分析与决策、关联规则、推理机制与流程 化自动仿真的研究，开发集成材料环境负荷基础数据、特征化方 法和环境影响指标的材料绿色设计技术体系和基于人工智能的 5 专家系统，实现绿色设计的集成化与自动化;构建典型大宗材料 及稀缺材料的绿色设计基本流程与指导原则， 优化材料组分设计

9、 与制备工艺参数，从源头实现节约资源能源，减少环境污染。 材料绿色设计的实施步骤归纳为策划、 方案制定、 方案验证、 实施 4 个阶段。策划阶段是确定设计目标与实施方案；方案制定 为制定材料设计或改进方案； 方案验证是为了验证原型方案可行 性并择优；在方案验证完成后，可以进入实施阶段。但绿色设计 是一个反复的过程， 在生产实践中可能发现之前没有考虑到的问 题，需要对方案再次进行修改与评估。 在材料绿色设计的实施过程中， 如何对不同设计方案进行评 判与择优是需要解决的关键问题之一， 主要的技术难点在于如何 科学量化材料的使用性能、资源与环境影响。研究建立了基于资 源环境性能指标的多因素综合决策模

10、型， 通过集成生命周期 评价等国际主流的可持续发展评估方法， 实现对不同评估要素的 量化分析，并通过多因素决策模型最终计算得到表征材料资源、 环境和性能综合表现的绿色设计综合指标， 量化不同材料设计方 案得到单位使用性能造成的资源消耗与环境影响， 进而对设计方 案进行比较与择优。综合决策模型分为材料性能评价方法、资源 影响评价方法、环境影响评价方法与综合决策方法 4 部分。 1 1. .基基于于性性能能需需求求矩矩阵阵的的材材料料性性能能综综合合评评价价模模型型 材料绿色设计中的性能评价旨在量化材料的性能表现对设 计需求的满足程度。 材料绿色设计中涉及的性能指标涵盖材料物 6 理性能、力学性能

11、与化学性能，在进行设计实践时通常并不需要 涵盖所有的性能指标，仅需包含与资源、环境、产品需求相关的 主要性能即可。因此，很难建立一种可以通用于所有材料的性能 指标体系， 需要针对不同应用领域与材料在绿色设计的需求分析 阶段予以确定。性能指标也可进一步细分达标指标与择优指标: 达标指标仅需要达到一定的取值范围即可； 而择优指标通常与产 品的环境表现直接相关， 如产品的寿命、 保温材料的隔热系数等， 这些指标的改变会显著降低产品的环境影响， 故在设计中应该在 不严重影响成本的前提下，持续改善此类指标。 2 2. .基基于于（火火用用）的的资资源源影影响响综综合合评评价价模模型型 充足的自然资源供给

12、是保证材料工业永续发展的物质基础。 自然界中资源的存在形式是多样的， 材料生命周期过程对矿产资 源、 化石能源、 水资源、 土地资源等多种自然资源均有一定影响； 为了科学客观地表征材料生产所造成的各类自然资源损失、 确定 材料生产的资源依赖强度， 有学者提出了基于热力学函数的资源 耗竭特征化模型。 该模型的应用一方面可以将材料生命周期过程 所造成的矿产资源、化石能源、水资源以及土地资源的消耗与损 害表征为统一指标(物理单位相同)， 另一方面还可以同时反映资 源“量”与“质”在材料生产过程中的变化规律。 在规定参考环 境与元素化学计算模型的基础上， 可对各类自然资源进行系统量 化。 7 3 3.

13、 .基基于于生生命命周周期期评评价价的的环环境境影影响响综综合合评评价价模模型型 生命周期评价是目前国际上分析产品环境问题的主流工具 之一， 该方法通过收集产品或材料在生命周期中的主要输入与输 出清单(包括资源消耗、能源消耗以及各类污染物排放)，并将其 与各类环境影响相关联， 据此定量评价产品生命周期中造成的各 类环境影响潜力(如全球变暖、酸化、人体毒性等等)，最终将各 类环境指标通过损害评估与加权步骤综合为单一指标来反映产 品全生命周期的环境表现。针对材料行业的特点，建立了基于生 命周期评价的材料绿色设计环境影响指标体系。 在绿色设计的数 据收集过程主要针对指标项目进行数据的收集、计算与汇编

14、，而 后采用生命周期影响评价方法， 将数据收集过程得到的各指标项 目值进行逐级综合，最终形成评价对象的单一环境影响指标值， 综合表征产品全生命周期中造成的各类环境影响。 4 4. .资资源源环环境境性性能能多多因因素素综综合合决决策策方方法法 在获得资源影响、环境影响与材料性能 3 项单一指标值后， 可以将三者相综合得到绿色设计综合指标值。 考虑到绿色设计中 通常会涉及多种方案的择优， 且需要尽可能避免权重系数选取的 主观性，建立了基于权重三角的方案择优模型，通过软件编程计 算三角形内所有的权重取值后， 可以得到几种方案各自的最优权 重因子集，并可在图形中表示出来。 （二二）工工业业废废弃弃物

15、物生生命命周周期期管管理理理理论论 工业固体废物指在工业生产活动中产生的固体废物， 包括产 8 生的所有固态、半固态和除废水以外的高浓度液态废物。工业固 体废物数量巨大， 种类繁多， 成分复杂， 其在产生、 贮存、 运输、 再循环和最终处置的过程中，对水体、土壤、大气和人体健康等 多方面都可能产生危害， 对其生命周期全过程进行综合管理十分 必要。 针对工业固体废物的生命周期过程及其定量化评价与管理 方法，为促进我国工业固体废物管理的模式转变和系统优化，中 国科学院生态环境中心在国家环保公益性行业科研专项 “典型工 业行业固体废物生命周期管理技术研究”项目的支持下，对工业 固体废弃物生命周期管理

16、的理论框架与概念模型进行了研究。 工业固体废物的生命周期从其产生开始， 包括产生、 预处理、 内部再循环、运输、外部再循环和最终处置等多个阶段。基于对 工业固体废物生命周期特点的分析， 结合当前工业固体废物管理 的实践，构建出工业固体废物生命周期管理的系统框架。该管理 框架由生命周期子系统、 综合评价子系统和管理决策子系统三大 组块构成。 1 1. .生生命命周周期期子子系系统统 生命周期子系统从工业固体废物产生、收集、贮存、综合利 用和最终处置等生命周期过程入手，识别固体废物产生特征、物 流走向和资源化潜力， 并建立包括资源能源消耗和环境排放等信 息的生命周期清单数据库。 生命周期子系统既为综合评价子系统 提供定量化清单数据， 也支持管理决策子系统的固体废物综合管 理方案确定。工业固体废物生命周期可划分为 7 个阶段：产生阶 9 段；收集阶段；贮存阶段；内部再循环阶段；运输阶段；外部再 循环阶段；处置阶段。 2 2. .综综合合评评价价子子系系统统 综合评价子系统是在生命周期子系统的基础上， 考虑技术可 行性