10.4 生命周期评估的应用_赵岩在线视频

同学你好

在前几节的课程中我们已经学习了

固体废物系统生命周期评估的意义

内容和方法

本节课我们一起来学习生命周期评估的应用

看一看通过固体废物系统的生命周期评估

能获得什么信息

首先

固体废物系统的生命周期评估

能够定量化的告诉我们

一个固体废物管理体系或者一项固废处理技术

对环境有多大影响

我们知道

固体废物系统对环境产生的影响

与很多因素相关

例如

废物的产生量

废物组分

管理策略

处理处置技术的运行水平

覆盖的年限以及其他各种背景因素

对不同类别的环境影响也有不同的贡献

那么一个固废系统或者一项固废技术

对环境的影响究竟有多大

不同技术或技术体系在环境影响方面的表现

谁优谁劣

是否像你想象的那样呢

让我们来回顾一下本章第一节里提出的问题

在主要欧洲国家的固体废物管理策略中

各个国家所采用的固废管理策略各不相同

不同固废处理技术所占的比例也有显著差异

我们的问题是

在丹麦

德国

法国

英国

希腊和波兰这六个代表性国家中

从环境影响的角度而言

哪个国家的固废管理做得更好

应该如何给他们排序

相信同学们已经有了自己的答案

那么仅凭固废处理技术所占的比例

是否足以判断固废管理策略的好坏呢

当然不能

我们要准确回答这些问题

就需要对各国固体废物系统

进行详细准确的生命周期评估

定量描述其环境影响并进行对比

而这也需要更加全面更加具体的数据支撑

例如

我们获得了更进一步的信息

六个国家中

丹麦具有较高的回收比例

高焚烧比例

而且焚烧的能源回收效率很高

德国具有高回收比例

也有高焚烧和生物处理比例

而法国部分采用焚烧工艺

但其焚烧的能源回收比例较低

其余垃圾部分采用填埋处置

部分进行回收

在英国填埋的比例较高

同时填埋工艺水平也较高

有部分垃圾得到回收

波兰的填埋工艺水平中等

同时该国的清洁能源较少

而希腊的填埋工艺水平中等

垃圾中有机质含量较高

有了这些信息足以进行判断了吗

还不够

这张图又为我们提供了

这六个国家固体废物的详细组分信息

可以看出

希腊和丹麦的固体废物中有机物含量较高

分别达到百分之47和百分之39

而德国纸类和玻璃的比例较高

分别占该国废物总量的百分之33和百分之14

有了这些组分信息能够进行判断了吗

当然还不够

还需要每个国家

每项固废处理技术的资源能源消耗

污染物排放清单

以及资源能源回收等全面的定量数据

时间关系我们就不再一一列举了

在所有这些数据的支持下

分别对六个国家的固体废物系统

进行生命周期评估

可以获得其对不同类别环境要素的影响结果

我们以对温室效应的影响为例

图中的二氧化碳当量为正值

表示可能引起温室效应增强

而负值表示能够一定程度的避免温室效应

或者使温室效应减轻

可以看出

黄色标识的运输过程

都会导致温室效应的增强

而同样是焚烧工艺

在丹麦能够有效避免温室效应

但在法国则会加剧温室效应

这是由于丹麦焚烧工艺的能源回收效率更高

其能够替代更多的热能和电能

从而有效避免了

使用化石能源产热产电造成的环境影响

类似的

填埋工艺在英国具有积极的环境效应

而在希腊则成为了环境负担

这与两国的垃圾组分

填埋工艺水平

填埋气利用水平等均有关系

整体看来

德国和丹麦的固废系统

对温室效应的影响负值最大

表示其固废系统能够有效避免温室效应

而希腊和法国

固体废物系统对温室效应的影响是正值

表明其固废处理系统可能带来温室效应的加剧

同时我们需要指出的是

固废系统的环境影响

特别是取得的环境效益

与相关的能源结构是有很大关系的

以丹麦为例

该国有较高比例的焚烧

同时焚烧的能源回收效率也很高

如果这些从固废中回收的能源

替代的是非清洁的化石能源发电

那它取得的环境效益就会非常突出

负值也会更大

而丹麦的能源结构

恰恰以清洁的风能发电为主

这时通过焚烧回收废物中的能源

替代的是清洁能源风能

那它取得的环境效益就并不明显了

这并不是因为

其固废系统或固废资源化技术做得不够好

而是其能源背景已经起点较高

这个改善的差值就比较小了

那么基于上述定量化的评估结果

我们现在可以对这六个国家

固废管理系统进行排序了

在以温室效应为代表的的环境影响方面

表现最佳的是德国

其次是丹麦

第三和第四位分别是英国和波兰

而法国排在第五位

希腊排在第六位

可以看出

这个排序和六个国家的固废技术比例

并没有必然的联系

而是由许多种影响因素共同决定的

同学们

请看一看你们在本章第一节课时写下的答案

和评估结果一致吗

定量化的生命周期评估

是不是让我们更加全面

更加科学的认识了

固废处理处置与资源化系统呢

在固废系统的生命周期评估中

我们有两个典型问题需要与同学们探讨

第一个问题是

既然二氧化碳是典型的温室气体

那么固废系统释放的二氧化碳

一定会造成温室效应吗

这幅图显示了

固体废物系统中碳元素的来源和循环过程

首先

固体废物处置与资源化系统中释放的二氧化碳

有一部分是由废物生物或热处理降解产生的

而这些碳是由上游的工业生产

通过对植物加工带来的

这些碳被称作生物源碳

其根本的来源

是植物通过光合作用固定了大气中的二氧化碳

这些碳经过产品生产再到固废处理

再次以二氧化碳的形式释放出来

从这个循环过程中来看

大气中的二氧化碳并没有因此而增加

也并没有减少

因此

生物源碳经过固废系统释放的二氧化碳

被认为对温室效应的贡献是零

也就是说它并不引起温室效应的加剧

然而

固废系统的运行中必然还消耗了化石能源

同时也可能回收能源并替代化石能源

这些化石源碳

以二氧化碳的形式释放至大气中

必然会导致温室效应的加剧

释放每千克的化石源二氧化碳

对温室效应的贡献就是1kg二氧化碳当量

第二个问题

固废系统如何带来环境效益

我们知道

固体废物以资源或能源等形式进行回收

能够取得环境效益

因此回收比例

这个指标成了判断固废系统环境效益直接指标

但是

回收比例这一指标

反映的是进入回收设施的废物

占全部废物质量的比例

而固体废物经过回收设施

会输出回收的材料

产品或能源

只有当这些回收的材料

产品或能源能够替代其他材料

产品或能源时

才能够避免原材料

原产品和原能源生产过程造成的环境影响

才能最终取得环境效益

而这个过程中

回收比例

材料

产品或能源的转化率

回收过程的能耗和环境影响

替代其他材料

产品或能源的替代率

以及市场对再生材料

产品和能源的接受程度等等

都决定了废物回收

是否能够以及能够取得多大的环境效益

纸张

玻璃

金属

塑料

有机垃圾

建筑垃圾以及涉及的燃料和能源替代

都是如此

因此

单纯的回收比例

无法准确反映废物回收是否真正环境友好

只有系统进行固体废物系统的生命周期评估

才能定量识别废物回收

究竟能够取得多大的环境效益

我相信同学们都听过这样一句话

世界上没有垃圾

只有放错了位置的资源

但是

固体废物系统的生命周期评估告诉我们

并非所有资源化技术都是对环境有益的

并非所有垃圾处置系统

都是对环境有不利影响的

如何将垃圾转化为资源

如何在固废管理系统中收获环境效益

是需要科学评估和认真实践的

最后

固体废物既是污染源

但同时也是大气

水体和土壤等各种环境介质

净化工程的污染汇

其同时还具有资源属性

但是

固体废物仍然首先是废物

必须科学的进行妥善处置

以避免其产生严重的二次污染

减轻其可能的环境影响

甚至收获环境效益

希望选课的同学们都能够从自身做起

为保护自然环境和自然资源

保护我们人类健康贡献一份力量

本章的课程就到这里

谢谢大家