材料LCA計算模型與評價方法

2023-01-25 23:09:02 字數 1773 閱讀 1575

1、 建立材料生產多工序過程的環境負荷累積模型和計算方法

建立了原材料消耗(rn)、能源消耗(en)和廢棄物排放(wn,包括廢氣、廢水和固體廢棄物)三類環境因子累積模型,可以將材料生產流程中各類影響因素進行歸模擬較,方便於比較不同材料產品或不同工藝間的各類環境影響。

定義環境負荷綜合值 elv:

為解決不同工序或產品間環境負荷分配等定量評價難題, 提出綜合相對環境指數irei計算式:

2、建立我國材料礦產資源耗竭特徵化模型和當量因子

礦產資源的開發利用和耗竭問題一直是生命週期評價體系中的重要組成部分。然而,目前對礦產資源耗竭問題的研究,遠不及其在開發利用過程中產生的溫室效應、酸化效應等問題。結合中國資源特點,分析和研究更合理的評價方法,從而建立符合我國國情的特徵化模型,是材料環境協調性評價研究進行本土化所面臨的重要問題之一。

計算出43種非金屬、58種金屬礦資源特徵化當量因子:

皮江法煉鎂資源和能源消耗的案例分析表明,由地域和資源狀況差別導致的特徵化結果的差異,將對資源耗竭評價結果產生嚴重的影響。如果直接選取國外資源特徵化因子進行評價,將無法反映我國資源耗竭的真實狀況。

修正的cml模型操作較簡便,而且資料的可獲得性較強,能夠覆蓋不同的資源種類,具有普遍適用性。

3、建立我國材料生產和處置的土地使用環境影響模型與評價因子

產品的生命週期的各個階段都與土地有著緊密的聯絡,從原材料獲取階段的礦石與能源開採,運輸階段的交通系統的建設,生產階段的生產與生活建築用地,最後到產品廢棄階段的土地填埋,都與土地有著直接或間接的關係。本研究綜合考慮使用面積、使用時間與土地質量變化等因素,對材料與產品的生命週期中土地使用的環境影響進行建模。建立了使用自然土地與非自然土地的環境影響計算模型、土地占用與土地轉換兩類使用方式的特徵化公式,量化辨識不同土地使用型別、使用時間與使用面積的環境影響差異。

計算出我國主要生態系統型別每年單位面積土地占用與土地轉換造成的環境影響特徵值,為全面量化材料產品的環境影響提供了方法與資料支援。

4、基於熱力學理論的生命週期分析模型及應用

由於熱力學中能值(emergy)、(火用) (exergy)的概念對於工業系統和生態系統的研究都是非常有效的工具,因而出現了與熱力學結合的lca模型。

與能值理論結合的lca模型

能值理論是由美國著名系統生態學家於20世紀80年代提出,能值的定義為:產品或勞務形成過程中直接或間接投入應用的有效能總量,地球上的能量均起源於太陽能,故可用太陽能值為標準衡量不同類別的能量及產品。

生態學家用能值表徵生態系統的健康度和可持續度。。

與(火用)理論相結合的lca模型

(火用)的研究可以追溯到gibbs和maxwell的年代,它的引入是從研究能量的品質問題開始的,其定義為:給定環境下材料或系統理論上所能能做的最大有用功。在該模型中評價系統的唯一指標就是系統的不可逆度,由於不可逆是由的損失造成故可用輸出率來表徵系統的效率。

(火用)與lca方法的結合為lca的量化運算提供了更客觀的理論依據,同時也為研究資源耗竭的問題開闢了一條新思路即真正耗竭的並不是原子而是將原子聚合到一起所需要的(火用)

與(火用)理論相結合的礦產資源耗竭模型

礦產資源耗竭問題始終是lca方法首要關心的問題。然而,現有礦產資源耗竭問題的特徵化方法仍存在較多爭議;目前最常用的特徵化模型為荷蘭萊頓大學建立的cml方法,但該模型缺乏理論依據,無法給出耗竭問題的物理本質,而(火用)理論的引入可彌補這一不足。

耗竭因子推導過程:

5、生命週期評價水體重金屬特徵化模型與特徵化因子

隨著材料產業的高速發展, 能源與礦產資源的消耗持續增長, 環境汙染也日益嚴重,其中工業廢水中大量有害物質的排放(主要是重金屬)已經嚴重危害到了我國的生態環境安全與人類的身體健康。

材料LCA計算模型與評價方法

1 建立材料生產多工序過程的環境負荷累積模型和計算方法 建立了原材料消耗 rn 能源消耗 en 和廢棄物排放 wn,包括廢氣 廢水和固體廢棄物 三類環境因子累積模型,可以將材料生產流程中各類影響因素進行歸模擬較,方便於比較不同材料產品或不同工藝間的各類環境影響。定義環境負荷綜合值 elv 為解決不同...

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