國(guó)內(nèi)外生命周期評(píng)價(jià)研究的差距分析*

周祖鵬，蔣占四

(桂林電子科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣西 桂林 541004)

0 引言

目前，歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家LCA(Life Cycle Assessment)技術(shù)應(yīng)用較為普遍，已經(jīng)成為產(chǎn)品開發(fā)、環(huán)境認(rèn)證、規(guī)避貿(mào)易壁壘等的重要手段。部分軟件工具已經(jīng)形成商品化，有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)［1］。相比之下，國(guó)內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品LCA 方法和軟件工具的研究和應(yīng)用雖然取得了一定進(jìn)展，但總的說來，仍然具有較大的差距。因此，總結(jié)我國(guó)在全生命周期評(píng)價(jià)領(lǐng)域與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距的前提下，提出未來我國(guó)在全生命周期評(píng)價(jià)方面應(yīng)該加強(qiáng)的工作是很有必要的［2］。

1 在產(chǎn)品回收再利用方面的差距

國(guó)外對(duì)于機(jī)電類產(chǎn)品的回收再利用要求越來越高，歐盟規(guī)定到2015 年歐盟國(guó)家使用的汽車零部件的95%以上要求能夠回收再利用［3］。因此，文獻(xiàn)［3］中的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)不同材質(zhì)的車門框架進(jìn)行生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)。三種不同材料的車門框架生命周期評(píng)價(jià)與分析得出的結(jié)論是:高效能塑料的門框在能耗和排放方面要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼質(zhì)和鋁合金門框。同時(shí)采用填埋的方式處理高效能塑料的門框?qū)Νh(huán)境污染最大，采用機(jī)械拆解的方式處理對(duì)環(huán)境污染最小。然而，國(guó)內(nèi)在對(duì)汽車的回收再利用方面研究很薄弱，沒有相關(guān)的嚴(yán)格法律進(jìn)行規(guī)范，很多應(yīng)當(dāng)報(bào)廢的汽車仍然在使用，實(shí)在不能在開動(dòng)的汽車大多被一些非專業(yè)廢舊收購企業(yè)收購，回收利用率很低。另外，國(guó)內(nèi)在機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段很少考慮最后的回收利用問題，沒有做到面向回收利用的設(shè)計(jì)。

文獻(xiàn)［4］給出了日本政府實(shí)施家電回收法案以來減少的溫室氣體排放量。日本政府通過立法的形式規(guī)定了日光燈、電視、冰箱和空調(diào)等四種家用電器必須要回收再利用處理。然而，國(guó)內(nèi)的家電產(chǎn)品還沒有充分得到回收再利用，很多廢舊家電由城市流入農(nóng)村，污染地不但沒有減小反而擴(kuò)大。另外，我國(guó)缺少針對(duì)家電產(chǎn)品回收再利用的立法。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)制定法律法規(guī)要求零售商負(fù)責(zé)產(chǎn)品的回收再利用，要求生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的階段就考慮產(chǎn)品的回收利用問題。

2 在研究對(duì)象深度和廣度上的差距

文獻(xiàn)［5］指出國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)電動(dòng)汽車和電油混合汽車進(jìn)行了生命周期評(píng)價(jià)，并針對(duì)這一問題進(jìn)行了討論，來自不同國(guó)家的相關(guān)專家給出了各自的意見。電動(dòng)汽車中只有某種模式才能在環(huán)境影響方面優(yōu)于傳統(tǒng)化石燃料汽車。這種特定模式要求有可再生能源的輸入來保證汽車獲得動(dòng)力。因此，盲目認(rèn)定所謂“新能源”汽車就一定是零排放的清潔汽車的觀點(diǎn)是不正確的。很多看似清潔的汽車實(shí)際上只不過是把污染環(huán)節(jié)由汽車使用環(huán)節(jié)變更到了電池生產(chǎn)和報(bào)廢環(huán)節(jié)，總體的生命周期環(huán)境污染和人體毒性往往可能會(huì)大于傳統(tǒng)化石燃料汽車。國(guó)內(nèi)近年來也開展了一些關(guān)于新能源汽車的生命周期評(píng)價(jià)，但是在深度上不及發(fā)達(dá)國(guó)家。

文獻(xiàn)［6］對(duì)挪威生產(chǎn)的各種飲料進(jìn)行了生命周期影響評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明每消耗一升牛奶的二氧化碳排放最大，每消耗一升啤酒的能耗最大。然而經(jīng)過我們的文獻(xiàn)檢索，還沒有發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)有相關(guān)的報(bào)道?？梢?，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在生命周期評(píng)價(jià)的廣度上要超過國(guó)內(nèi)。

3 在研究方法和研究手段上的差距

2010 年的5 月在美國(guó)加州的達(dá)拉斯召開一個(gè)關(guān)于路面的生命周期評(píng)價(jià)的研討會(huì)。研討會(huì)邀請(qǐng)了專家45 人，分別來美國(guó)的科學(xué)界、工程屆、企業(yè)和美國(guó)以外的其他國(guó)家的交通行業(yè)的專家。這個(gè)研討會(huì)的主要目的是制定路面生命周期評(píng)價(jià)統(tǒng)一的實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)使得不同研究者獲得的關(guān)于路面的生命周期評(píng)價(jià)結(jié)論沒有可比性。會(huì)議的主要議題包括四個(gè)方面:第一，路面生命周期評(píng)價(jià)的總體框架;第二，路面生命周期評(píng)價(jià)的邊界選擇;第三，每一個(gè)子周期的模型和數(shù)據(jù);第四，生命周期評(píng)價(jià)需要的數(shù)據(jù)文件。會(huì)議討論結(jié)果整理成文獻(xiàn)［7］公開發(fā)表在《國(guó)際生命周期評(píng)價(jià)》這一權(quán)威期刊上供其他相關(guān)研究人員參考。這樣的研討會(huì)模式在國(guó)內(nèi)十分少見，特別是針對(duì)某些難點(diǎn)問題，相關(guān)的“頭腦風(fēng)暴”會(huì)議往往能解決一些問題，達(dá)成一些共識(shí)。即使存在分歧也能提醒人們今后需要進(jìn)一步研究分析。這種形式應(yīng)當(dāng)在國(guó)內(nèi)的LCA 研究界引起重視，希望能多組織這樣的研討會(huì)，為這個(gè)起步不久的研究領(lǐng)域提供討論的平臺(tái)。

4 在生命周期評(píng)價(jià)方法本體研究上的差距

文獻(xiàn)［8］說明了生命周期評(píng)價(jià)中選擇功能單位的重要性，選擇不同的功能單位得到的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)有很大的差別。文章以車用蓄電池為例說明了這個(gè)問題。選擇車輛的行駛距離km 為功能單位還是蓄電池的kw·h 為功能單位得到的評(píng)價(jià)結(jié)果是不同的。因此功能單位的選擇始終是一個(gè)重要的課題。然而國(guó)內(nèi)生命周期評(píng)價(jià)往往不太注重對(duì)功能單位選擇的探討。

文獻(xiàn)［9］采用擾動(dòng)方法分析了生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感性，生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果的敏感性分析在國(guó)內(nèi)很多生命周期評(píng)價(jià)研究中被忽略。實(shí)際上敏感性分析是一個(gè)很重要的工作。對(duì)于準(zhǔn)確確定主要環(huán)境影響因素和模型數(shù)據(jù)不確定性對(duì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度上都很重要。在國(guó)際LCA 標(biāo)準(zhǔn)ISO14040 中規(guī)定需要進(jìn)行敏感性分析。然而國(guó)內(nèi)生命周期評(píng)價(jià)往往忽略了敏感性分析環(huán)節(jié)。

文獻(xiàn)［10］指出了在生命周期影響評(píng)價(jià)中，需要考慮時(shí)間和空間因素。這個(gè)問題在過去的生命周期評(píng)價(jià)中通常是容易被忽略的。然而考慮這個(gè)問題對(duì)于減少生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果的不確定性提高評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性有重要意義。該文主要是針對(duì)光化學(xué)煙霧展開研究，而且主要是針對(duì)美國(guó)的地域情況進(jìn)行分析，而中國(guó)目前還沒有發(fā)現(xiàn)針對(duì)中國(guó)國(guó)情的相關(guān)分析。中國(guó)地域遼闊，南北東西氣候差別巨大，相同的光化學(xué)煙霧排放在不同地區(qū)不同季節(jié)對(duì)環(huán)境和人體的影響作用差別很大，為了準(zhǔn)確進(jìn)行評(píng)價(jià)，針對(duì)國(guó)內(nèi)情況開展相關(guān)研究十分必要。根據(jù)該文獻(xiàn)分析得出的結(jié)論，由于地域的不同，氮氧化物對(duì)環(huán)境的差別最大能達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)，由于季節(jié)的不同其影響差別最大能到二個(gè)數(shù)量級(jí)。

文獻(xiàn)［11］對(duì)美國(guó)不同地區(qū)的生命周期經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究。美國(guó)不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況不同，不同地區(qū)的生命周期評(píng)價(jià)模型得出的結(jié)論差別很大。目前生命周期評(píng)價(jià)研究的一個(gè)方向就是針對(duì)不同地域的區(qū)域生命周期評(píng)價(jià)模型。國(guó)內(nèi)在這方面的研究還沒有起步。

文獻(xiàn)［12］針對(duì)水產(chǎn)業(yè)的生命周期評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，其中一個(gè)重要問題是數(shù)據(jù)分配問題，采用不同的數(shù)據(jù)分配方法得出的評(píng)價(jià)結(jié)果相差很大。其中包括能量分析法、市場(chǎng)價(jià)格分配法、質(zhì)量分配法等。其中一個(gè)值得注意的問題是，在沒有必要采用數(shù)據(jù)分配的時(shí)候，應(yīng)盡量避免數(shù)據(jù)分配，而是將不同的副產(chǎn)品分成幾個(gè)產(chǎn)品單獨(dú)去評(píng)價(jià)。如果實(shí)在不可避免的情況下，我們一定要分析清楚產(chǎn)品和副產(chǎn)品的內(nèi)在物理量聯(lián)系。然而國(guó)內(nèi)一般都采用簡(jiǎn)單的市場(chǎng)價(jià)格分配法，沒有深入研究合理的分配方法。

5 在生命周期影響評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫建立方面的差距

文獻(xiàn)［13］提供了一個(gè)重要的信息，目前一個(gè)叫USEtox 的世界范圍的研究小組已經(jīng)成立，并開展了相應(yīng)的工作?？墒窃撔〗M的核心成員來自荷蘭、丹麥、美國(guó)和加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家，沒有中國(guó)科學(xué)家能夠加入其中。他們主要的研究工作是給出各種不同的化學(xué)物質(zhì)對(duì)水和空氣的污染效果，即它們的影響因子是多大。他們開發(fā)的第一代軟件USEtoxTM1.01 通過郵箱注冊(cè)后可以免費(fèi)下載。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在統(tǒng)一化學(xué)物對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)方面已經(jīng)邁出了重要的一步。而我國(guó)的科學(xué)家目前沒有能加入這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，因此在這方面的研究工作是滯后的。這方面數(shù)據(jù)的缺失對(duì)于我國(guó)開展針對(duì)自身國(guó)情的生命周期產(chǎn)品評(píng)價(jià)無疑是一個(gè)極大的瓶頸。

6 結(jié)論

根據(jù)以上的討論我們知道，我國(guó)在生命周期評(píng)價(jià)研究領(lǐng)于與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在很多差距，有的方面差距是巨大的。充分認(rèn)識(shí)差距是開始追趕的第一步，也是重要的一步。因?yàn)檎_的努力方向往往比努力本身更重要。因此，本文的分析結(jié)論對(duì)于今后指導(dǎo)我國(guó)生命周期評(píng)價(jià)研究具有一定的意義。

［1］李方義，李劍峰，顏利軍，等. 產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)全生命周期評(píng)價(jià)方法研究現(xiàn)狀及展望［J］. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006(1):8－13.

［2］Pollock Doug，Coulon Remi. Life cycle assessment of an inkjet print cartridge［C］. IEEE International Symposium on Electronics ＆ the Environment，1996:154－160.

［3］Prateek Puri，Paul Compston，Victor Pantano. Life cycle assessment of Australian automotive door skins［J］. Int J Life Cycle Assess，2009(14):420－428.

［4］Nakano K，Aoki R，Yagita H etc. al.:Evaluating the Reduciton in Green House Gas Emissions Achieved by the Implementation of the Household Appliance Recycling in Japan. Int J LCA，2007，12(5):289－298.

［5］Rolf Frischknecht，Karin Flury. Life cycle assessment of electric mobility:answers and challenges-Zurich［J］. Int J Life Cycle Assess ，2011(16):691－695.

［6］Ole J?rgen Hanssen etc. al. The Environmental Effectiveness of the Beverage Sector in Norway in a Factor 10 Perspective［J］. Int J LCA，2010，12(4):257－265.

［7］John Harvey，Alissa Kendall ，Nick Santero etc. al. Pavement Life Cycle Assessment Workshop［J］. Int J Life Cycle Assess，2011(16):944－946.

［8］Julien Matheys etc. al. Influence of Functional Unit on the Life Cycle Assessment of Traction Batteries［J］. Int J Life Cycle Assess，2011，12(3):191－196.

［9］Shinsuke Sakai，Koji Yokoyama. Formulation of sensitivity analysis in life cycle assessment using a perturbation method［J］. Clean Techn Environ Policy，2002(4):72－78.

［10］Viral P. Shah，Robert J. Ries. A characterization model with spatial and temporal resolution for life cycle impact assessment of photochemical precursors in the United States［J］. Int J Life Cycle Assess，2009(14):313－327.

［11］Cicas G，Hendrickson CT，Horvath A etc.al. A Regional Version of a US Economic Input-Output Life Cycle Assessment Model. Int J LCA，2007，12(6):365－372.

［12］ Ayer NW，Tyedmers PH，Pelletier NL. Sonesson U，Scholz A:Co-Product Allocation in Life Cycle Assessments of Seafood Production Systems:Review of Problems and Strategies. Int J LCA，2007，12(7):480－487.

［13］Andrew D. Henderson etc.al. USEtox fate and ecotoxicity factors for comparative assessment of toxic emissions in life cycle analysis:sensitivity to key chemical properties［J］.Int J Life Cycle Assess ，2011(16):701－709.