本文關(guān)鍵詞：定向刨花板生命周期評(píng)價(jià)（LCA）及環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究

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【摘要】：隨著全球環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),為應(yīng)對(duì)全球氣候變化,世界各國(guó)紛紛提出低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。我國(guó)有關(guān)“綠色制造體系”、“促進(jìn)綠色消費(fèi)”的頂層環(huán)保設(shè)計(jì)政策也隨之迅速出臺(tái)。人造板工業(yè)作為資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè),與國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展息息相關(guān),對(duì)于構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)貢獻(xiàn)巨大。如何用科學(xué)的理論和詳實(shí)的數(shù)據(jù)論證人造板工業(yè)對(duì)于環(huán)境的實(shí)際影響,對(duì)促進(jìn)人造板工業(yè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著重要的意義。鑒于生命周期評(píng)價(jià)(LCA)特別適合對(duì)工業(yè)化產(chǎn)品或產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響評(píng)價(jià),本研究基于通用的ISO14040-14043國(guó)際環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T24040-24043國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),將LCA技術(shù)框架體系引入我國(guó)目前迅速發(fā)展的新型人造板——定向刨花板(OSB)行業(yè),其在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。首次嘗試對(duì)我國(guó)OSB產(chǎn)品進(jìn)行LCA評(píng)價(jià)及客觀的環(huán)境影響分析,并與歐洲、北美洲典型OSB產(chǎn)品LCA結(jié)論進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治?最終初步建立起一套基于生命周期評(píng)價(jià)的中國(guó)定向刨花板環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系。本研究采用先進(jìn)的德國(guó)生命周期評(píng)價(jià)軟件GaBi ts,采用的評(píng)價(jià)方法為CML2001-Apr.2013,功能單位為1m3。得出以下結(jié)論:(1)本文LCA評(píng)價(jià)過(guò)程主要分為四大部分進(jìn)行展開(kāi):評(píng)價(jià)目的與范圍、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋。在Gate-to-Gate系統(tǒng)邊界范圍內(nèi),分別為定向刨花板OSB2/OSB3/OSB4三種等級(jí)產(chǎn)品建立了物質(zhì)流LCA模型。通過(guò)生命周期清單分析LCI表明:以1立方米OSB3等級(jí)產(chǎn)品為例,生產(chǎn)中工序能耗較大的是熱壓成型工序,共消耗電力52.08度(占總消耗電能的26.6%);其次是刨片工序,為48.45度(占24.8%);然后是刨片傳輸機(jī)干燥工序,為32.58度(占16.7%)。企業(yè)可有針對(duì)性地改善和提高機(jī)械裝備的能源利用效率,節(jié)能減排。(2)本研究采用CML2001六種典型環(huán)境影響類(lèi)別(為非生物性資源損耗ADP、酸化效應(yīng)AP、富營(yíng)養(yǎng)化EP、全球氣候變暖GWP 100、臭氧層損耗ODP及光化學(xué)煙霧POCP)的歸一化基準(zhǔn)值及相應(yīng)權(quán)重,對(duì)中國(guó)三種定向刨花板產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)比較,結(jié)果表明:OSB2/OSB3/OSB4三種等級(jí)產(chǎn)品總的環(huán)境影響潛力值分別為3.26E-12、3.48E-12、5.87E-12,從大到小依次排列為OSB4?OSB3OSB2,其中OSB3略大于OSB2等級(jí),而OSB4最終對(duì)環(huán)境的影響值遠(yuǎn)高于OSB2/OSB3。(3)從環(huán)境影響類(lèi)別來(lái)看:生產(chǎn)1立方米OSB3環(huán)境影響的最主要分類(lèi)分別是:AP、POCP和GWP 100,環(huán)境影響潛力值分別為1.81E-12、8.26E-13、7.24E-13。分別占總環(huán)境影響潛力值的52.1%、23.7%和20.8%,而EP、ADP和ODP影響微乎其微。從生產(chǎn)工序來(lái)看,OSB施膠工序的環(huán)境影響最為嚴(yán)重,占OSB生命周期總環(huán)境影響的28.4%,其主要影響分類(lèi)為AP;熱壓成型工序次之,占總值的18.0%,其主要影響分類(lèi)也為AP,刨片工序占16.8%;然后是干燥工序,占11.3%;而其它各個(gè)工序?qū)Νh(huán)境總的影響比例則約為25.5%。OSB生產(chǎn)中電力和膠粘劑會(huì)對(duì)多個(gè)環(huán)境指標(biāo)的數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生明顯影響,要減少OSB的環(huán)境影響需要著重關(guān)注電力和膠粘劑的消耗。(4)在Cradle-to-Gate系統(tǒng)邊界內(nèi),通過(guò)與歐洲/北美洲典型OSB產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析,得出如下結(jié)論:中國(guó)OSB工廠所使用的電力主要能源結(jié)構(gòu)是用于火力發(fā)電的硬煤,占比高達(dá)77%,其次是水力發(fā)電,約占17.7%。而歐洲和北美洲OSB所用能源的結(jié)構(gòu)方面則偏向使用更為清潔的能源,更多依賴(lài)于天然氣和核能而非煤炭的燃燒,歐洲天然氣能源占總能源結(jié)構(gòu)高達(dá)47%,北美洲也達(dá)到30%,在核能方面,北美洲核能電力則達(dá)18%,歐洲為14%。(5)不可再生初級(jí)能源消耗結(jié)果顯示:歐洲和北美洲典型OSB在Cradle-to-Gate邊界內(nèi)消耗了較少的不可再生能源,北美洲(4777.3 MJ)歐洲(5054.9 MJ)中國(guó)(5639.4MJ)。而單獨(dú)在OSB生產(chǎn)階段時(shí),歐洲典型OSB工廠僅消耗1684.9MJ(約占總計(jì)的33.3%),相較于中國(guó)工廠的4698.3 MJ(占比83.3%)和北美洲工廠的4439.7MJ(占比92.9%)來(lái)說(shuō),歐洲消耗更少的不可再生能源資源,這得益于他們配備的生物質(zhì)電力工廠。(6)通過(guò)二氧化碳排放分析表明:原材料生長(zhǎng)時(shí)吸收存儲(chǔ)的CO_2按序排列依次為,歐洲OSB(1168.5 Kg CO_2)中國(guó)OSB(1157 Kg CO_2)北美洲OSB(1098.94 Kg CO_2)。經(jīng)過(guò)CO_2排放平衡計(jì)算,即抵消原木采伐及運(yùn)輸和OSB生產(chǎn)過(guò)程中的CO_2排放后,對(duì)于CO_2的實(shí)際存儲(chǔ)來(lái)看,中國(guó)OSB(-811 Kg CO_2)歐洲OSB(-777 Kg CO_2)美洲OSB(-664 Kg CO_2),表示中國(guó)仍有最高的811 Kg CO_2存儲(chǔ)在1立方米OSB中,直至整個(gè)全生命周期結(jié)束后才會(huì)釋放。另外,中國(guó)OSB產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中需消耗28.96 kg新鮮水資源,與北美洲相比節(jié)約了39.46%資源消耗。(7)本研究還就OSB環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵環(huán)境影響因子(KPIs)進(jìn)行辨識(shí):共構(gòu)建了5類(lèi)二級(jí)指標(biāo)(資源消耗、環(huán)境分類(lèi)影響、大氣污染、水足跡及水污染和生態(tài)環(huán)境毒理五大分類(lèi))和12類(lèi)三級(jí)指標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)體系(KPIs)。在此基礎(chǔ)上,并初步構(gòu)建了一套我國(guó)定向刨花板Ⅲ型環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證的范本文件,以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X820;TS653.5

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