生命周期评价方法研究的最新进展及其分析

周祖鹏，林永发，唐玉华

（桂林电子科技大学 机电工程学院，桂林 541004）

0 引言

美国的可口可乐公司从1969年率先使用生命周期评价方法对不同容器的环境影响进行评价和分析，从那时开始，生命周期评价方法就在各个行业中得到广泛应用[1～3]。生命周期评价主要包括：边界定义和对象确定，清单分析，影响评价和改善分析四个环节。然而，与国外领先的生命周期评价研究相比，国内在生命周期评价理论研究方面相对滞后。因此，为了进一步提高国内生命周期评价研究者的研究水平，本文指出了目前世界范围内生命周期评价研究的新进展，并分析了这些新进展对于今后研究方向的影响，希望能对促进和提高国内生命周期评价水平起到一定的帮助作用。

1 在影响评价环节方法上的新进展

文献[4]首次采用生命周期评价方法对采用可再生能源产品的动态系统做投入产出比分析。论文特别注重可再生能源产品的使用对于减少排放的社会效益分析，其中，包括增加人均寿命和减少未成年人死亡率等社会效益。同时，论文分析了使用可再生能源增加的成本。

最后，论文进行了两者之间的投入产出比分析。投入产出比的分析结果表明：采用可再生能源产品和提高能源利用率虽然会增加一定的成本，但是其社会效益能弥补这种成本的增加。从投入产出比的角度分析采用可再生能源产品和提高能源利用率是有意义的。经过文献检索发现：相关研究还非常少见，大多的能源产品影响评价是从能耗和排放角度去考虑，但是从投入产出两方面同时去考虑的相关研究尚属首次。该方法的提出对于决策层正确做出决策是一个重要的有利工具。因为，过去研究多数从一个角度去考虑，要么是投入的成本，要么是收到的社会效益，而结合这两个方面来考虑的相关研究很少。

文献[5]分析了种植小麦时使用的化肥对于全球变暖的动态和累计影响。该文献是少有的考虑温室气体累计动态影响效应的研究成果。传统的静态温室效应影响评价通常不考虑温室气体的累计动态影响。该研究指出：以法国生产小麦所用化肥为例，在1910年～2010年这100年的时间内，生产功能单位的小麦（1吨），若采用传统的静态生命周期影响评价方法，由于使用的化肥造成的全球变暖潜力指标为500千克当量二氧化碳。而采用累计动态生命周期评价方法，造成的全球变暖潜力指标达到18000千克当量二氧化碳。由此可见，采用不同的影响评价方法得出的结果相差甚远。虽然动态累计影响评价方法相对于静态评价方法而言更为复杂，但是动态累计影响评价方法更符合客观事实，评价结果更为准确。因此，不仅在化肥温室气体影响评价领域可以考虑这样的累计影响评价方法，在其他领域也可以考虑采用类似方法进行影响评价。但是，目前在国内开展相关研究的机构很少，相关研究论文也很少，这个研究方法值得国内生命周期评价研究者去开展相关研究。

文献[6]采用产品生命周期消耗的“可用能”指标来分析甘蔗制糖产业的生命周期能源表现。“Exergy”，中文翻译为“可用能”是一种衡量过程或是产品做功能力的指标。通常定义为某系统达到与其周围环境平衡状态所能做的最大功。由于“Energy”，中文翻译为“能量”总是守恒的，它会从一种形式转移到另一种形式，因此用能量来评价产品或是某个过程的能耗方面的表现有时候很困难。“可用能”指标虽然是为评价产品的能耗而提出。但是，论文研究发现：“可用能”指标与其他综合评价指标，例如E99综合评价指标的评价结果是一致的。

因此，论文研究者设想今后是否可以用“可用能”指标来表征产品生命周期的综合表现。近期，生命周期评价研究者越来越多地关注使用产品消耗的“可用能”指标来评价产品的在能耗方面的表现。但是，目前在国内结合“可用能”指标和生命周期评价方法开展产品生命周期影响评价的研究还很少，这也是未来一个新的研究方向，希望国内生命周期评价研究者能给予足够的重视。

2 在研究对象和数据分配方法上的新进展

文献[7]将生命周期评价方法和碳足迹分析结合在一起，对位于澳大利亚西部的某个产矿村的碳足迹做生命周期评价。研究认为该产矿村在采取一些相关节能环保措施的情况下，可以做到碳平衡。例如，种植生物质燃料作物，并将其转换为可再生能源，同时，作物吸收矿产产生的多于二氧化碳。再例如，通过提高能源的利用率来减少碳排放。关于某个地区村落单位的结合碳平衡的生命周期评价还能少见，国内生命周期评价研究者可以考虑在这个领域开展相关研究。

文献[8]对副产品及其分配方式对产品生命周期评价结果的影响进行了深入分析。论文以藻类原料生产燃料为例，分析了副产品及其分配方式对于最终生命周期评价结果的影响。不同的生产途径就会有不同的副产品和不同的副产品影响评价分配方式，论文发现：采用不同的生产途径，得到的最终影响结果相差很大。例如，由于生产途径和生产方式不同造成副产品不同，由此藻类燃料的生命周期净能量和生命周期全球变暖潜力可能由正值变成负值。

3 在数据收集方法研究上的新进展

文献[9]对数据收集方式进行了分析。分析了不同的数据收集方式对于影响评价的作用。论文明确指出，在数据的收集阶段就应该考虑到数据质量对于评价结果的影响。数据收集阶段的收集计划要与后续的影响评价相互呼应，并有机结合。而不是孤立的看待数据收集阶段和影响评价阶段。论文以废水处理厂的生命周期评价为案例说明了收集数据的策略和方法。其中一种收集数据的思路，就是在工厂运作过程中要实时地进行数据的采集工作，有的原来没有注意收集的数据，若生命周期影响评价中需要，则要加入到日常的数据采集工作中来。

文献[10]采用实验和生命周期评价相结合的方法开展垃圾分类处理和填埋的环境影响研究，目前这种研究方法还是相当少见的。研究者采用一种实验装置来对垃圾进行生物性预处理，垃圾预处理的时间从0，4，8和16周不等，然后分别分析采用不同时间的生物预处理对于垃圾填埋后造成的环境污染影响的差别。实验结果表明：0周的预处理也就是不进行预处理而填埋的垃圾所造成的环境影响最大。进过4周预处理以后，是否继续进行预处理8周或是16周对环境影响差别不大。换句话说，垃圾填埋前进行4周的预处理以后其对环境影响将大大减少，但是继续延长其预处理时间对于降低环境影响意义不大。

文献[10]是目前能找到的少有的专门设计实验装置开展生命周期评价的研究论文，也是未来一个新的研究方向。论文的特点是，在收集了实验数据后开展过程生命周期影响评价的研究。这样的研究应当是未来产品或是过程生命周期评价研究的一个新方向。因为开展生命周期评价研究的数据来源问题一直困扰生命周期评价研究者，这种采用设计实验装置获取第一手数据的研究方法是值得推广的，特别是在一些还处于不成熟阶段或是试验阶段的产品和过程，这样的研究方法更有重要的意义。

4 结论

生命周期评价方法属于一种环境核算方法，它的诞生就来自于人类对保护环境和实现可持续发展的需求。今天我们不断提高和完善这种方法其目的正是希望它能更好地为人类服务。我国目前正处于一个发展模式的转型期：从一种以牺牲生态环境为代价的经济高速发展模式向以修复和改善生态环境为目标的可持续发展模式过渡，希望国内有更多地学者来关注生命周期评价方法研究，同时也能针对生命周期评价研究的最新研究方向开展研究，结合中国国情来突破研究的难点，以实现中国社会经济的可持续发展并造福我们的子孙后代。

[1]周祖鹏,刘夫云.产品生命周期评价方法研究前景的探讨[J].机械设计与制造,2011,10：261-263.

[2]周祖鹏,蒋占四.国内外生命周期评价研究的差距分析[J].组合机床与自动化加工技术,2013,1：12-13,22

[3]周祖鹏,刘夫云.产品生命周期评价中值得注意的几个问题[J].制造业自动化,2011,33(3)：78-79,107.

[4]Yi-Hsuan Shih,Chao-Heng Tseng.Cost-benefit analysis of sustainable energy development using life-cycle cobenefits assessment and the system dynamics approach[J].Applied Energy,2014,119:57-66.

[5]Bertrand Laratte,Bertrand Guillaume,Junbeum Kim et al.Modeling cumulative effects in life cycle assessment:The case of fertilizer in wheat production contributing to the global warming potential[J].Science of The Total Environment,2014,418:588-595.

[6]Contreras Moya,Rosa Domínguez,Herman Van Langenhove et al.Exergetic analysis in cane sugar production in combination with Life Cycle Assessment[J].Journal of Cleaner Production,2013,59:43-50.

[7]David Goodfield,Martin Anda,Goen Ho.Carbon neutral mine site villages:Myth or reality? [J].Renewable Engery,2014,66:62-68.

[8]George G.Zaimes,Vikas Khanna.The role of allocation and coproducts in environmental evaluation of microalgal biofuels:How important?[J].Sustainable Energy Technologies and Assessments,2014,in press.

[9]Hiroko Yoshida,Julie Clavreul,Charlotte Scheutz et al.Influence of data collection schemes on the Life Cycle Assessment of a municipal wastewater treatment plant[J].Water Research,2014,in presss.

[10]Francesco Di Maria,Alessio Sordi,Caterina Micale.Experimental and life cycle assessment analysis of gas emission from mechanically biologically pretreated waste in a landfill with energy recovery[J].Waste Management,2013,33:2557-2567.