环境材料学-第4章__二次电池的绿色度评价方法

1、第四章二次电池的LCA评价二次电池体系目标和范围定义二次电池体系生命周期中清单分析二次电池体系的影响评价模型改善评价小结4.1 二次电池体系生命周期评价分析基于生命周期的评价的理论方法，从环境健基于生命周期的评价的理论方法，从环境健康入手，对二次电池在评价范围内的物质和康入手，对二次电池在评价范围内的物质和能量的输入输出进行调查和分析，希望能够能量的输入输出进行调查和分析，希望能够解释二次电池行业的环境胁迫情况，并给予解释二次电池行业的环境胁迫情况，并给予可供选择的生产方案。可供选择的生产方案。在设定的边界范围，研究电池生产与运用的环境在设定的边界范围，研究电池生产与运用的环境负荷、能源消耗及

2、成本，确定主要影响因子给出负荷、能源消耗及成本，确定主要影响因子给出可选择的生产方案，为二次电池生产系统的建设可选择的生产方案，为二次电池生产系统的建设、改造和管理等提供数据基础，同时也可以为其、改造和管理等提供数据基础，同时也可以为其他产品生产的生命周期评价提供参考他产品生产的生命周期评价提供参考电池企业、环境管理和能源管理电池企业、环境管理和能源管理 目标 定义 研究原因 研究结果的预期应用领域 服务对象14.1.1 二次电池体系目标和范围定义 由研究目的、未来应用及研究的深度和广度等因素来确定。 重点考察：整个生产过程不同阶段的环境影响、能源消耗和资源消耗。原料获原料获取阶段取阶段生生产

3、产阶阶段段回收利回收利用阶段用阶段矿石开采矿石开采煤炭开采煤炭开采石油开采石油开采初级材料生产初级材料生产电池材料生产电池材料生产电池生产电池生产电池回收电池回收利用与处理利用与处理能源生产能源生产图4.1 二次电池体系的系统边界图2、范围的界定 是度量系统功能时所采用的特定的计量单位。 主要作用：为系统的输入与（或）输出提供一个统一的计量基准，换言之如果缺失这种功能单位，就会使系统的评价陷入紊乱状态。3、功能单位（functional unit, FU）数据清单数据收集数据计算清单分析中的一项重要内容清单分析中的基础工作清单分析中的重点数据清单数据清单数据计算数据计算数据的收集数据的收集4.

4、1.2 二次电池体系生命周期中的清单分析1、清单的数据格式 数据清单主要有单元过程数据清单和产品汇总数据清单两种。 单元过程数据清单以研究的单位过程为依据建立起来的，主要内容应包括单元过程的环境输入和输出、环境参数的单位、数据来源、建立的时间等。原材料生产电极材料生产电池生产产品使用电池废弃物最终处理回收处理输出其他废渣废水废气产品输入原材料能源图4.2 清单输入输出图 就是对系统边界内所有过程对资源和能源的消耗及对环境的排放物进行量化和合理性分析，并以输入输出清单表的形式表达。数据类型辅助材料的消耗量最终产物中间产物的产量原材料能源废弃物的排放量对数据质量的要求：应考虑数据的时间跨度（最好近

5、5年数据）、地理覆盖范围、技术覆盖面。另外还要考虑数据的精准性、完整性、代表性、一致性、重复性等指标。2、数据的收集1）资源的消耗 自然资源：在自然界中得到的非人造的原材料，分为再生和不可再生资源两种。 再生资源：可再次生长的资源，最典型的是生物资源如木材、动植物资源与水。 不可再生资源：非生命的，如矿石和化石燃料等。 可再生资源的消耗 （IRrr）i =AMTrri（1-RCi） （4.2） （IRrr)i 是单位功能单位的小号的可再生资源的影响 AMTrri是清单分析中每功能单位的可再生资源的输入量； RCi是资源回收或重复利用率3、数据计算 不可再生资源的消耗 （IRrr）i =AMTr

6、riRCi （4.3） 式中，（IRrr）i为单位功能单位的消耗的可再生资源的影响; AMTrri为清单分析中每功能单位的可再生资源的输入量；RCi为资源回收或重复使用率。 资源稀缺系数 资源稀缺系数的确定，采用EDIP的目标距离距离法，即使资源的丰富程度的当前水平与目标水平之间的距离来表征。设目标距离10年，假定选取1997年和1987年水平进行计算。则 i =ERi1997/ ERi1987 （4.4） 式中，Wi为资源稀缺系数； ERi1987为1987年基准水平，等于1987年储量减当年产量； ERi1997为1997年基准水平，等于1997年储量减当年产量。2）能量的使用 计算能量的

7、使用影响类目是基于燃料能量的输入、电力输入的总和。3）填埋空间的消耗 填埋空间影响是计算固体、有害的或者放射性废弃物进入土地或垃圾填埋场所占用的空间消耗。其影响特征化是基于固体废弃物的体积指标，可以从清单分析的废弃物及其平均密度来计算： （IRSWI）i =AMTSW / Di （4.5） 式中，（IRSWI）i为每功能单位的固体废弃物的填埋影响指标; AMTSW为清单分析中每功能单位的排放固体废弃物数量；Di为废弃物的密度。4）全球变暖的影响 全球变暖是由人为活动产生的散热向大气层强迫辐射所产生的影响。大多数散热加重了强迫性辐射，导致地球表面温度上升，大气中的二氧化碳和其它温室气体的增加，一

8、般会产生“温室效应”，从而提高全球平均气温和引起气候变化。 全球变暖影响潜能（GWP）是指这种变暖物质（与CO2相关）对圈住地球的热量的贡献值。影响评价采用相关性因子方法来计算，排放的相关气体与相关性因子相乘得到。GWP相关性因子是评估某种物质在大气的生存时间、可能对全球气候变化影响的辐射强度与CO2的相关物质的GWP结果是可以相加汇总的： （ISGW）i =EFGWP AMTGG (4.6) 式中，（ISGW）i为每功能单位温室气体的全球变暖影响指标; EFGWP为i物质的GWP相关性系数；AMTGG为每功能单位排放i物质的清单分析量。5）同温层臭氧破坏影响 目前，对臭氧破坏的影响因子OPS

9、（以CFC-11为参照物，CFC-11的系数是1.0），通过测算各种物质与CFC臭氧破坏的相关性得到： （ISOD）i =(ISODP AmtODC)i (4.7) 式中，（ISOD）i为每功能单位与与CFC相关的物质i的臭氧破坏影响; ISODP为ODP相关性系数；AmtODC为每功能单位i物质排放到大气中的量。6）光化学烟雾影响 光化学烟雾是大气中自由基、碳氢化合物与氮氧化物通过光化学反应产生的，其产物如果高度集中，可能引发健康问题以及植物毒性和原有物质的退化。 光化学氧化反应潜能因子（POCP）是以化合物乙烯（系数为1.0）为参照物对这种效应的贡献相关度。影响评价是基于识别POCP相关性

10、系数和相关化合物数量的乘积： （ISPOCP）i =(EFPOCP AmtPOC)i （4.8） 式中，（ISPOCP）i为每功能单位的光化学影响; EFPOCP为物质i的相关性系数；AmtPOC为每功能单位产生光化学烟雾的物质i向大气的排放量。7）酸化影响 酸化影响是指污染物的释放可能对酸性降雨的产生发挥一定的作用和贡献。酸化污染对土壤、地下水、地表水、生物机理、生态系统和材料等都有不同程度的影响。最主要的酸性污染物是二氧化硫、氮氧化物和氮氢化合物。影响特征化是以SO2（系数为1.0）作为参照物，按其相关性系数进行计算：（ISAP）i =(EFAP AmtAC)i （4.9） 式中，（ISA

11、P）i为每功能单位物质i的酸化影响指标; EFAP为物质i的AP影响相关性系数；AmtAC为每功能单位物质i的排放量。8）水体富营养化影响 富营养化涵盖所有额外高环境水平的大量营养物质潜在的影响，其中最重要的是氮和磷。水体氮磷含量国道造成水体营养化是水污染的一种常见形式，水体营养化影响特征化是基于经处理后污水的集中排放。富营养化的相关性系数是假定氮和磷是其主要的影响因素。 （ISEUTR）i =(EFEP AmtEC)I (4.10) 式中，（ISEUTR）i为每功能单位水质富营养化影响指标; EFEP为物质i的EP影响相关性系数；AmtEC为每功能单位物质i的排放量。能源资能源资源消耗源消耗

12、资源稀资源稀缺性缺性人均资源人均资源拥有量拥有量不可再不可再生资源生资源层次分析层次分析权重系数权重系数人均环境人均环境影响贡献影响贡献资源消资源消耗系数耗系数环境影环境影响负荷响负荷CONH3CO2SO3NO3CH4富营养化富营养化全球变暖全球变暖酸化酸化固体废弃物固体废弃物粉尘与烟尘粉尘与烟尘清单结果清单结果分类与特征化分类与特征化标准化标准化加权加权影响指数影响指数图4.3 二次电池体系的影响评价模型4.1.3 二次电池的影响评价模型1.研究评价方法 采用模糊理论运用层次分析法进行综合评价，建立一种半定量化产品生命周期评价方法，用于产品生命周期评价。对产品生命周期各个阶段及相关的主要因素

13、进对产品生命周期各个阶段及相关的主要因素进行综合评价，因而可得到较准确满意的结果行综合评价，因而可得到较准确满意的结果. .对相似的产品可直接进行比较和判断。对相似的产品可直接进行比较和判断。此法简单，不同评价人员均可较好的运用，而此法简单，不同评价人员均可较好的运用，而且可快速的得出评价结果且可快速的得出评价结果特点1232.影响评价模型 根据SETAC和ISO关于LAC的影响评价阶段的概念框架，建立了LCIA (life cycle impact assessment )模型框架。该框架的基本思路是，通过评估每一具体环境交换对已确定的环境影响类型的贡献强度来解释清单数据。模型包括相互联系的

14、四个技术步骤： （1 1）计算环境交换计算环境交换的潜在影响值的潜在影响值（2 2）数据标准化数据标准化（3 3）环境加权环境加权（4 4）计算环境影响计算环境影响负荷和资源耗负荷和资源耗竭系数。竭系数。四个技术步骤：3、计算环境影响潜值 产品环境影响潜值指整个产品系统中所有环境排放影响的总和。 用公式表示为：EP(j)=EP(j)i Q(j) EF(j) (4.11) 式中，EP(j)为产品系统对第j中潜在的环境影响的贡献；EP(j)i为第i中排放物质对第j中潜在环境影响的贡献；Q（j）为第i中物质的排放量；EF（j）i为第i中排放物质对第j中潜在环境影响的当量因子。 量化评价包括标准化和加

15、权两个步骤：1）标准化 目的：一是对各种影响类型的相对大小提供一个可比较的标准，从而比较对各种影响类型的贡献大小；二是为进一步评估提供依据。 标准化后的潜在影响和资源消耗可表示为：NP(j)=P(j) / T R(j) (4.12) 式中，T为产品服务期；R（j）为第j年的标准基准；P(j)为各种环境影响潜值或资源消耗。 建立标准人当量的概念，即每年人均造成的环境影响潜值。环境影响潜基准的计算公式为： NR(j)90=EP(j)90 / POP90 (4.13) 式中，NR(j)90为1990年全球人均环境影响潜值；EP(j)90为1990全球总的环境影响潜值；POP90为1990年全球人口。

16、 根据该基准，对环境影响潜值进行标准化，标准化后的潜在环境影响表述为 NEP(j) =EP(j) / T ER(j)90 (4.14) 标准化后的环境影响潜值的单位为标准人当量，即NEP(j);90代表1990年为基准；EP（j）为评价体系中环境的总排放量。1990年中国各环境要素基准值影响类型资源消耗全球变暖酸化富营养化光化学烟雾固体废弃物粉尘与烟尘单位kg煤/人年kgCO2/人年 kgSO2/人年kgNO3-/人年kgC2H4/人年Kg固废/人年Kg粉尘与烟尘/人年基准值574870036620.65251182）加权 加权是对影响类型的严重性进行排序。加权后的影响潜值为 WP (j)=W

17、F(j) NP(j)=WF(j)/T R(j) P(j) (4.15) 式中，WF(j)为j种环境影响的权重因子；NP(j)为标准化后的影响值。 本节采用层次分析法来计算权重。层次分析法又称AHP (analytic hierarchy process)法,是美国运筹学家萨蒂（T.Saaty）提出的解决决策问题的方法，是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法。它将决策者对负责对象的决策思维过程系统化、模型化、数学化，可用于求解多目标、多准则问题，近年来在生命周期评价中得到广泛应用。层次分析法层次分析法 具体过程是根据问题的性质以及要达到的目标，把复杂的环境问题分解为不同的组合因素，并按各

18、因素的隶属关系和相互关系程度分组，形成一个不相交的层次，上一层次对相邻的下一层次的全部或者部分元素起着支配作用，从而形成一个自上而下的逐步支配的关系。按重要性标度的方法，将不同的环境因子的生态重要性进行标度，如下表标度aij定义135792、4、6、8倒数i因素与j因素相同重要i因素与j因素略重要i因素与j因素较重要i因素与j因素非常重要i因素与j因素绝对重要两标度之间的中间值若比较i因素与j因素，得到值为Aij的倒数相对重要性指标及其描述表4.6 二次电池环境影响类型相对重要性标度生态重要性RUGWPENACPOSWSARU资源消耗GWP全球变暖潜值EN富营养化AC酸化潜力PO光化学臭氧合成

19、SW固体废弃物SA烟尘灰尘11/31/41/51/71/81/8311/31/51/64211/51/253211/31/5754311/28654211/38425331层次分析法： 优点将决策者的定性思维过程定量化 缺点存在不可避免的多样性和片面性 因此必须通过一致性检验来检查各个指标的权重之间是否存在矛盾之处。一致性检验依据的是矩阵理论，步骤如下：（1）计算判断矩阵的最大特征根max 各影响类型相对重要性标度组成的判断矩阵A=1 3 4 5 7 8 8 1/3 1 2 3 5 6 4 1/4 1/2 1 2 4 5 2 1/5 1/3 1/2 1 3 4 5 1/7 1/5 1/4 1/

20、3 1 2 2 1/8 1/6 1/5 1/4 1/2 1 3 1/8 1/4 1/2 1/5 1/2 1/3 1 求得该矩阵的最大特征值 max =7.485 特征向量为:W=(0.944,0.831,0.730,0.731,0.53,0.611,0,620)T（2）对得出的最大特征根 max 进行一致性检验 CI=( max -n)/(n-1)=(7.485-7)/(7-1)=0.088 （4.16） 表4.7 平均一致性指标 n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 RI 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.52 1.

21、54 计算随机一致性比率CR： CR=CI/RI=0.088/1.32 (4.17) 其中RI为平均一致性指标，根据表4.7取RI值。 当CR=0.10时，判断矩阵具有满意的一致性；否则应予调整。 式（4.17）的结果说明矩阵具有满意的一致性，符合AHP要求。 由特征向量得出环境影响类型的相对权重： W (j)=W (i)/W (j) （4.18） 得到WRU=0.189 、WGWP=0.166、WEN =0.146 、WAC=0.146、WPO=0.106 、WSW=0.122 、WSA=0.125 改善评价主要是识别、评价并选择减少建筑环境影响或负荷的方案 目的：在于通过建筑物生命周期过程

22、的资源和废物的输入、输出的考察和分析，提出一些资源消耗和污染排放的改善措施，以利于减少环境污染负荷和资源消耗。4.1.4 改善评价改善评价 本章根据生命周期评价框架，提出了关于二次电池生产不同阶段的生命周期评价模式，确定了评价的目标和范围、项目清单及过程中涉及的环境影响因素、影响物质，对各环境影响进行分类，确定影响评价方法和影响因子，并即使归纳出各项环境要素的基准值，为案例分析提供了理论支持。小 结4.2 锂离子电池LCA案例研究4.2.1 公共数据体系 工业生产既消耗一次能源，又消耗二次能源，为了进行综合能耗的计算，把一、二次能源消耗换算成一次能标准煤的能量，进行工业生产能耗分析。能量折算办

23、法及计算率如下： 1kg 标准煤=29.31106J “等价能量”，是指由二次能换算成一次能的换算能量。它等于二次能本身所具能量除以转化效率，即由一次能转化为二次能的效率。以电计算为例，电的热功当量为3.6106JkWh。目前国内火力发电厂发电热损失为69.6%，则 1kWh电的等价热量=3.6106/(1-0.69)=11.84106J; 1kWh电的等价标煤量=11.8106/29.31106=0.404kg； 煤炭的热值Q=21.2106J=0.733kg标准煤 。燃烧一公斤煤所排放的污染物清单污染物CO2SO2NO2烟尘废渣排放量（g/kg)200023.805.58136.3730煤

24、所发电的污染物排放率污染物SO2NOxCO2CO灰渣TSP总悬浮颗粒物 排放率（kg/t)18817310.260.411030各种能源的发热量及标准煤折算率各种能源的发热量及标准煤折算率原料及原材料原料及原材料发热量发热量 kcal/kg发热量发热量 kj/kg折合标准煤折合标准煤/ kg冶金焦冶金焦无烟煤无烟煤烟煤烟煤延迟石油焦延迟石油焦半焦半焦中温煤沥青中温煤沥青煤焦油煤焦油蒽油蒽油木屑木屑(块）块）干基量木炭干基量木炭干基量蒸汽干基量蒸汽1L循环水循环水1立方标准煤气立方标准煤气1kWh电电1kg标煤标煤68006300630085006800993087001040044008000

25、9009001200282070002844026350263503559038440415903638043540184003346037603760502511084292700.9710.920.91.2140.9711.4191.2431.4860.631.1430.1290.10.1710.4041.00污染物污染物SO2NOxCO2CO灰灰渣渣SP废水废水环境价环境价值值6.008.001.000.0232.200.1200.100.0008污染物污染物SO2CO2NOxCH4CO烟尘烟尘排放量排放量0.0221.60.288.91*10-40.060.02污染物环境价值标准值（元

26、/kg)2004年中国采煤工业污染物排放量（kg/t)1t.km公共运输污染物排放量（kg)污染物SO2CO2NOxCH4CO烟尘排放量1.1210-40.1351.7210-35.5910-63.7410-49.4610-54.2.2 研究对象和功能单位 综合考虑二次电池世界市场需求变化和国内及地区生产、消费及出口的特点，兼顾数据的直接性和可获性，选定青岛一手机锂离子电池生产为研究对象，确定功能单位为10万只锂离子手机电池，时间主要设定在2006年。4.2.3 目标和范围确定 确定研究目的分为分析中国典型企业锂离子电池生命周期及其单元过程的环境影响。 锂离子电池生命周期范围也即产品系统边界，

27、普遍采用的工艺流程划分单元过程如下图：运输能源资源输入输出固废废气副产品产品碳酸锂氧化钴生产煤炭开采石油开采能源生产锂钴氧生产碳负极材料生产锂离子电池生产电池回收利用与处理系统环境系统边界图4.6 锂离子电池体系的系统边界图4.4.4 生命周期清单分析 根据研究的目的和范围，汇总计算建立锂离子电池不同生命周期阶段的能源消耗、资源消耗和环境排放清单。1.氧化钴生产阶段1）原材料消耗：粗氢氧化钴、硫酸钠、氢氧化钠表4.14 1t氧化钴生产原料清单物料消耗 单位 数量氢氧化钴处理量 t 5.818 单位氧化钴 t 1消耗材料硫酸 t 2.76亚硫酸钠 t 1.84次氯酸钠 t 1.15碳酸钠 t 0

28、.38氢氧化钠 t 1.30P204 Kg 13.79P507 Kg 13.79离子膜盐酸 t 4.60煤油 t 0.23乙二酸 t 2.15液氨 t 0.54纯水 t 40自来水 t 80 2）能源消耗：氢氧化钴热搅拌、原料及成品输运、设备运行、煅烧 表4.15 1t氧化钴生产能源消耗能源 消耗量 相当于标准煤（t）煤 3.83 t 2.81电 8066kWh 3.26焦炭 1.92t 1.863）环境排放：CO2、SO2、NOx、CO、氨、烟尘、固体废弃物、噪音 表4.16 1t氧化钴生产环境排放清单大气排放 废水排放 固体废弃物排放物 排放量 排放物 排放量 排放物 排放量SO2 171

29、 kg NH3 0.54t 炉渣 603.78 kgNOx 5.6 kgCO2 14.45 tCO 1.15 kgCH4 5.6 kg烟尘粉尘 67 kg2.碳酸锂生产阶段 能源消耗清单、环境排放清单等见表4.17、4.183.锂钴氧电池材料生产阶段 固相反应法、溶胶凝胶法、水热、沉淀、喷雾干燥、微波等；能源消耗主要为电；环境排放清单见4.194.碳负极生产阶段 锂-过渡金属-氮三元化合物、氧化锡、锂合金等，真正得到应用的为碳材料：石墨类。表4.20为生产1t碳负极产生的环境排放清单；表4.21为相应的能源消耗清单。2.碳酸锂生产阶段 能源消耗清单、环境排放清单等见表4.17、4.18能源排放

30、量相当于标准煤/t煤电水5.3t2200 kWh51t3.90.90.05表4.17 1t碳酸锂生产能源消耗大气排放废水排放固体废弃物排放物排放量,kg排放物排放量排放物排放量SO2 NOx CO2COCH4烟尘粉尘168 49146001.30.895CODCr悬浮物BOD5挥发酚氨氮Cl-SO42-F-724g969g117g102L14g602g2285g16g炉渣390kg表4.18 1t碳酸锂生产环境排放清单3.锂钴氧电池材料生产阶段 固相反应法、溶胶凝胶法、水热、沉淀、喷雾干燥、微波等；能源消耗主要为电；环境排放清单见4.19物质SO2NOxCO2COTSP废渣电耗排放或消耗量21

31、kg10kg5300kg0.5kg34kg115kg4200kWh表4.18 生产1t锂钴氧生产环境排放与能源消耗4.碳负极生产阶段 锂-过渡金属-氮三元化合物、氧化锡、锂合金等，真正得到应用的为碳材料：石墨类。表4.20为生产1t碳负极产生的环境排放清单；表4.21为相应的能源消耗清单。物质SO2NOxCO2COTSP废渣CH4排放或消耗量150kg60kg24500kg0.35kg180kg215kg0.5 kg表4.20 生产1t碳负极环境排放清单原料及材料能耗量相当于标准煤/t电水热煤煤气合计1500 kWh60t175200kcal1250 m3(标准）0.60.060.0250.2

32、140.845表4.21 生产1t碳负极能源消耗5.电池生产阶段 组装、涂敷、化成等，表4.20为单位功能电池生产的环境排放清单。6.电池回收利用阶段 金属钴的回收； 金属锂、镍、锰、铁等的回收。 碱浸-酸溶-净化-沉钴 表4.23、4.24为处理1t铝钴膜废料的原材料消耗清单以及环境排放清单。7.环境排放清单结果分析 表4.25 锂离子电池生命周期环境排放清单（kg）排放方式 污染物 碳酸锂 氧化钴 锂钴氧 碳负极 电池生产 回收利用 总量 SO2 36 85 10 30 20 20 231 NOx 10 28 5 12 68 10 133 CO2 2900 7200 2600 4900 2

33、800 1900 22300 CO 0.3 0.6 0.3 0.07 0.4 0.3 1.97 CH4 0.2 2.8 0.5 3.5 CODcr 724 g 悬浮物 969 g BOD5 117g 挥发酚 102 L Cl- 602 g SO42- 2285 g F- 16 g NH3 270 固废 80 180 115 43 160 180 758 大气大气水体水体 废气中最大污染物为CO2，其他为SO2、NOX、TSP、CO、CH4。废气主要来自初级原材料生产和负极材料生产。要消减废气排放量，首要消减初级原料生产过程的排放。水体污染以氨为主。从排放源看，绝大部分污染物来自初级原料生产以及

34、电池回收阶段。固体废气物已混合固废、矿渣为主，来源于各阶段煤的燃烧及发电废物。结论：1）三废主要来自初级原料生长、负极材料生产。 2）产品生产过程中的环境排放在整个过程中并不大，因此不能仅仅依据建设项目环境影响评价等工作，从产品生产和耗能数据的角度，来认定锂电池行业污染小能耗低，造成决策管理上的误差。应通过产品生命周期分析，全面分析和认识锂电池产品系统污染的全貌。4.4.5 生命周期影响分析 (1）生命周期影响模型建立 根据清单分析结果，确定锂离子电池生命活动可能造成的资源耗竭和潜在的环境影响类型。具体模型如图4.13所示。能源资源消耗能源资源消耗不可再生资源不可再生资源资源稀缺性资源稀缺性人

35、均资源拥有率人均资源拥有率层次分析层次分析权重系数权重系数环境影响负荷环境影响负荷固体废弃物固体废弃物酸化酸化全球变暖全球变暖富营养化富营养化粉尘与烟尘粉尘与烟尘人均环境人均环境影响贡献影响贡献资源消耗系数资源消耗系数COCONHNH3 3COCO2 2SOSO2 2NONOX XCHCH4 4图 4.13 锂离子电池体系的影响评价模型(2）环境影响负荷 综合一次电池生命周期内的各类潜在环境影响来表征其对环境造成的压力，称为环境影响负荷。 4.4.4节中的清单分析结果反映了锂离子电池生命周期内环境污染物的绝对排放量。利用环境效应当量因子对污染物排放进行特征化描述，得到全球变暖、酸化、富营养化和

36、光化学臭氧合成潜值结果。以适当的国内地区人均环境影响水平为基准进行标准化分析，得到各类环境影响的标准化潜值，单位为人当量。环境影响类型影响潜值标EP准化基准ERp标准化值PEc90权重WF加权值PE90资源消耗(RU)全球变暖(GWP)酸化(AC)富营养化(NP)光化学烟雾(PO)粉尘与烟尘(SA)固体废弃物(SW)1051022386.4904.91428.21.811667585748700kgCO2 eq/人年36 kg SO2eq/人年62kg NO3- eq/人年0.65kg C2H4eq/人年18kg /人年251 kg /人年18.312.5725.1423.612.789.22

37、3.020.9440.8310.7300.7310.530.6110.62017.282.1418.3517.241.475.621.87表4.31 锂离子电池生命周期的环境影响潜值及其标准化和加权分析 根据表4.31的分析，单位锂离子电池生产全生命周期过程中产生全球变暖、酸化、富营养化、光化学烟雾、烟尘与粉尘及固体废弃物的环境负荷系数分别为2.14、18.35、17.24、1.47、5.62及1.87，资源耗竭系数为17.28。4.4.6 锂离子绿色度模糊评价锂离子绿色度模糊评价 （1）锂离子电池绿色度评价的递阶层次结构）锂离子电池绿色度评价的递阶层次结构锂离子绿色度锂离子绿色度全球变暖全球

38、变暖富营养化富营养化光化学烟雾光化学烟雾酸化酸化电电消消耗耗煤煤消消耗耗焦焦炭炭消消耗耗水水消消耗耗NONO2 2排排放放NHNH3 3排排放放SOSO4 4排排放放COCO排排放放COCO2 2排排放放CHCH4 4排排放放NONOx x排排放放NHNH3 3排排放放CODCOD排排放放COCO排排放放CHCH4 4排排放放固固体体废废弃弃物物粉粉尘尘与与烟烟尘尘资资源源消消耗耗图 4.17 锂离子电池绿色度评价体系的结构图(2）锂离子电池绿色度评价各项评价标准的确定 根据模糊层次分析法计算权重，其中各指标的 重要性标度采用两两比较法，经反复推敲后得出重要度差异及假设，再经专家意见修正确定，具体数据如4.32所示。一级指标一级指标二级指标二级指标一级权重一级权重二级权重二级权重绿色绿色较绿色较绿色一般一般不绿色不绿色能能源源消消耗耗电消耗电消耗0.190.200.400.430.170煤消耗煤消耗0.350.380.440.180焦炭消耗焦炭消耗0.350.450