生命周期分析(LCA) - 生命周期分析对产品和工艺设计的影响

主题涵盖

背景

输入

量化输入

生命周期分析

简化模型

一个更复杂的模型

生命周期分析和资源处理

案例研究 - 铜金属生产

从生命周期分析中可以学到什么

使用生命周期分析来查看更大的图片

扩展产品责任

生命周期分析和建筑环境

生命周期分析与建筑设计

概括

背景

在现代社会,所有的产品和服务都是以能源和物质资源的使用为基础的。石器时代的狩猎采集者或原始村庄经济的产品和服务可能与自然世界只有一步之遥,而且只需要人力和火就能制造出来,而现代工业经济则依赖于多样化的物质和能源投入,如此复杂,即使是一种简单的产品也会牵扯到经济的许多不同领域。这种物质和能量投入的网络可以被描绘成从经济中汲取物质和能量的产品“根系”。欧洲杯足球竞彩墨尔本皇家理工学院设计中心生命周期评估项目经理Tim Grant将其称为“产品背后的世界”。

输入

产品背后的世界比你想象的更复杂。例如,分析到铅笔的输入可能会产生高度复杂的根系统,如图1所示的图表,但覆盖整个页面或更多。

图1。输入分析的一个例子。

量化输入

量化所有这些资源输入需要收集来自许多不同来源的大量详细数据。如果这是计算以简单的形式作为一种新铅笔所体现的资源和能量所需的东西,例如想象同一类型数据库的复杂性,例如汽车,房屋或商业建筑物等复杂的制造结构。

寿命e循环分析

为了设计更可持续的资源使用模式,我们需要欣赏经济活动如何与人和环境互动。生命周期评估(LCA)是关于测量对生物圈的影响,“技术层”(人类活动领域)的变化。它是通过经济中的所选途径来测量资源流量,以映射特殊活动对自然资源基础的影响。

简化模型

对于许多企业(例如产品制造商),LCA在当前时间点,基本上是测量产品的体现材料资源和能源,因为它离开了工厂或铸造。对于这种类型的“摇篮到门”应用,通常使用产品系统的简单线性概念。

图2。产品系统的线性概念。

一个更复杂的模型

然而,对于更复杂的概念,我们需要将“工业代谢”描绘出“工业代谢”,如下页的图表所示。

图3。产品生命周期。

生命周期分析和资源处理

资源处理是产品生命周期中可能向环境释放气体、液体和固体排放的一个特别关键的阶段。在这一阶段,发生化学转化以提取金属、发电和生产工业材料。欧洲杯足球竞彩在我们的组织内,CSIRO矿业公司在原金属生产过程中进行了一系列“摇篮到门”lca(从矿石提取到精炼金属)。这些研究将有助于确定生产链中有关环境影响的“热点”,并协助重新设计流程,以改善环境表现和更有效地利用我们的矿物资源。

案例研究 - 铜金属生产

这类分析的一个例子如图4所示,用于铜金属生产的两个不同的处理路线。PyromeLulgurgical(“Pyro”)途径涉及金属浓缩物的高温熔炼,而液压冶金(“水电”)途径涉及在环境条件下浸出矿石堆。基于来自黑煤的电力的液压冶金路线的全球变暖潜力(GWP)远大于Pyrome冶金路线。从上游发电阶段中发生的温室气体排放产生的差异,其中产生了液压冶金路线的电灌输(EW)步骤中消耗的电力。如果没有采取生命周期方法,这种对环境影响的主要区别不会很容易识别。

图4。火法和湿法生产铜的生命周期分析比较。

从生命周期分析中可以学到什么

绘制一个产品系统中所包含的资源和能量(例如,上面的金属)是对三重底线绩效进行决策的起点。它允许将数据归类为有意义的影响评估指标(如温室气体排放),并审查可能的成本削减。它还可以在成本结构和环境影响方面对产品和工艺进行比较(例如可回收与可再填充容器、铝与钢制造、布与一次性尿布等)。

使用生命周期分析来查看更大的图片

测量产品和服务的体现资源是我们对工业新陈代谢的理解方面的一大步,但它并不一定会使我们完整或准确地了解特定人类活动的净影响。越来越多,产品和服务的制造商和用户将预计不仅倒入产品背后的世界,而且还向产品或服务的影响将在其使用,维护和最终退役和处置产生。产品或服务的主要资源影响不一定均匀地分布在这些各种生命周期阶段。例如,想想老化核电站;在其使用过程中如何节省温室气体排放,抵消废物处理的成本和影响以及植物本身的最终退役?

扩展产品责任

我们已经看到了对自愿或强制摇篮到严重管理和扩展产品责任(EPR)的趋势日益增长的趋势。在欧洲和美国的部分地区,已实施“收回”计划,其中产品制造商负责收回和处理产品包装或产品本身。然而,甚至更兴趣的是下一步 - “摇篮到摇篮”制造 - 其中产品专门设计用于连续的“重新制造”周期,并且体现的能量和资源再次又一次地恢复和使用高效率。授权产品管理义务将是一个强大的司机在这个方向,但即使没有强迫,即使没有强迫,近代工业代谢循环的创新都将是新的商机来源。

例如,我们可以想象洗衣机或甚至汽车的时间,例如,可以在“Xerox”模型 - 即,通过从“产品”转换为“服务”。在这种情况下,制造商将销售“个人洗衣服务”和“个人移动服务”而不是汽车和洗衣机,本身将保留实际设备的所有权。2020欧洲杯下注官网想象一下资源效率,再制造和回收的激励!

生命周期分析和建筑环境

建筑环境是经济的一个领域,生命周期分析将产生重大影响。第一个差异之一将是强调最大限度地降低资本投资的变化,以最大限度地减少建筑设施的全部生命周期的成本。业主将不仅仅是为了“廉价”的建筑,而是为国内房屋和商业建筑领域的“高效”建筑物。已经完成了重要的工作来为与建筑设计,能源管理系统,建筑材料选择有关的决策。在许多研究组中正在开发相关的决策支持软件,例如近释放生命周期房屋估算器欧洲杯足球竞彩(Lichee)CSIRO建筑建筑工程计划。

生命周期分析与建筑设计

在选择新建筑的整体设计规范时,例如,大型商业办公室块,比较从LCA的观点比较设计可能性范围越来越重要。由于符合每个设计背后的输入数据的质量可能是巨大的,简单,图形方法总结和呈现此数据将是至关重要的。Sven Lundie在新南威尔士大学申请的这种方法涉及总结建筑设计的各种影响特征,即“蜘蛛网”地块,易于允许快速概念不同的设计选项比较。

概括

今天的LCA研究着眼于“技术圈”对生物圈的影响——人类活动对自然资源和环境的影响。然而,有一个重要的领域尚未得到解决,那就是围绕这些资源流动途径的社会问题的整合。从本质上讲,我们还需要处理一系列的权衡问题,包括社会对产品或服务的感知需求、对环境的影响,以及这种活动对谁有利谁受伤害的问题。接下来是一些非常复杂的问题。该产品对社会的实际用途是否足以超过其对环境的影响成本?它对整个社会的净影响是好还是坏?我们应该生产它吗?这个问题远远超出了在你的鸡尾酒杯里放一把迷你的一次性雨伞的无聊思考。它涉及到经济活动的核心,包括“价值”与“价值”的本质。这里没有简单的答案,但有很多问题需要答案。

主要作者:例如heij.

资料来源:材料A欧洲杯足球竞彩USRALIA,VOL。34号,第1篇第12-13号,2002年1月/ 2月。

有关此来源的更多信息,请访问澳大利亚材料工程研究所欧洲杯足球竞彩

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