《工业生态学》第七章 生命周期评价02

1、2022/10/41第七章 生命周期评价案例-以建筑物为例第二节 生态效率2022/10/42导读：通过实施的ISO14000国际环境管理标准，LCA的应用已遍及社会、经济的生产、生活各个方面。建筑业作为我国国民经济的支柱产业，在创造经济价值和解决人们的生活居住问题的同时，也造成了大量的环境污染。本节以生命周期评价在建筑物上的应用为例，介绍生命周期评价的应用方法。2022/10/43 建筑物的生命周期评价就是运用生命周期评价方法，对建筑物目标及系统范围界定，对生命周期各阶段进行清单分析、影响评价及结果解释，对建筑物产品系统的规划设计、施工建造、运行维护和拆除回收整个生命周期阶段的资源消耗、生态

2、影响及人类健康等进行评价，从而寻找改进的途径和方法。2022/10/44一、建筑物生命周期评价的目的和范围的确定 根据建筑物的特点，将建筑物的生命周期分为四个阶段，包括规划设计、施工建造、运营维护、拆除回收。这些阶段都涉及资源消耗、大气污染、水污染、固体废弃物、噪声污染。考虑到规划设计本身未产生实质性资源消耗和环境污染，结合研究目的与数据可获得性，可不将此阶段纳入评价范围。建筑物生命周期系统边界如图1所示。资源消耗规划设计施工建造运行维护拆除回收水污染大气污染固体废弃物噪声污染输入输出图1 建筑物的生命周期系统边界2022/10/45二、清单分析 对建筑物而言，不仅要消耗水、水泥、玻璃、木材、

3、钢材等资源，消耗电、煤等能源，而且要排放废水、噪声、废气、固体废弃物等污染物。对于建筑的清单分析有一个范围。如图2所示。生命周期边界输入输出水水泥玻璃木材钢材电煤。废水噪声废气固体废弃物。图2 建筑物生命周期清单分析范围2022/10/46（-）数据收集数据收集涉及研究范围的各个阶段乃至整个过程，清单分析所需的数据绝大部分可从施工图纸和决算书中直接得到，不能直接得到的可通过估算获得。因为建设项目的行业类别很多，同一行业的建设项目差异也很大，不但排放的污染物有差别，而且污染物的排放量也有很大差异。资源输入自然资源获得、加工、生产原材料、半成品、设备施工建筑成品环境排放:废气、废水、固体废弃物图3

4、 施工过程输入与输出转换2022/10/47施工建造阶段的环境因素及各自相应的环境干扰因子见表1环境因素环境干扰因子资源消耗水、电、煤、泥沙、砖、钢材、玻璃、木材大气污染CO2、CH4、SO2、N2O、CO、TSP水污染BOD、COD、SS固体废弃物泥沙、混凝土、旧木材、钢筋废料、纸、玻璃、塑料噪声污染白天噪声声级、夜间噪声声级2022/10/48运行维护阶段的环境因素及各自相应的环境干扰因子见表2环境因素环境干扰因子资源消耗水、电、煤大气污染CO2、CH4、SO2、N2O、CO、CH2O、NH3、C6H6水污染BOD、COD、SS、动植物油、N固体废弃物废弃包装物料、纸、玻璃、塑料噪声污染白

5、天噪声声级、夜间噪声声级2022/10/49拆除回收阶段的环境因素及各自相应的环境干扰因子见表3环境因素环境干扰因子资源消耗能源消耗大气污染TSP噪声污染白天噪声声级、夜间噪声声级固体废弃物泥沙、混凝土、旧木材、钢筋废料、砖、纸、玻璃、塑料（二）数据计算 数据收集后，要根据计算程序对该产品系统中每一个单元过程的功能单位求得清单结果，计算应以同一的功能单位作为该系统所有单元中物、能流的共同基础，求得系统中所有输入和输出数据。（三）清单分析结果2022/10/4102022/10/411三、影响评价影响评价按分类、特征化和量化的“三步走”程序如下：（一）分类 结合建筑物施工建造、运营维护及拆除回收

6、阶段的实际情况及生命周期影响评价类型选取的原则，根据目标和范围界定所确定的系统边界及清单分析所提供的数据清单，主要选择资源消耗、全球变暖、富营养化、健康危害、酸化、固体废弃物、噪声作为建筑物生命周期评价的主要影响类型。分类如下：资源消耗物质：水、电、煤、混凝土、泥沙、砖、钢材、木材、玻璃、塑料。全球变暖干扰因子：CO2、CH4、N2O、CO、主要是建筑物施工建造过程中产生的各种温室气体的排放。富营养化干扰因子：BOD、COD、SS、动植物油、N、健康危害干扰因子：TSP，主要是指空气污染物中的颗粒污染物。酸化干扰因子：SO2、NH3，由于酸性物质进入环境，使自然环境的酸度升高（即pH值降低）的

7、作用的过程即为酸化。固体废弃物物质：主要为泥沙、混凝土、旧木材、钢筋废料、砖、纸、玻璃、塑料等。噪声干扰因子：白天噪声等级、夜间噪声等级。在建筑工程的范畴上，量度建筑噪声的单位为等效连续声级Lep，这是一个常用的噪声度量单位，并通用于国际声学上用作表示噪声的大小。2022/10/412（二）特征化根据各环境影响因子的特征化因子（EF）及其排放量便可确定每种污染类型的环境影响潜力。（三）量化2022/10/413影响类型资源消耗全球变暖富营养化健康危害酸化固体废弃物噪声单位Kg煤/(人.a)KgCO2ep/(人.a)KgNO3-/(人.a)Kg烟灰/(人.a)KgSO2ep/(人.a)Kg/(人

8、.a)dB（A）基准值574870059183529150四、结果解释结果解释主要是识别、评价并选择减少建筑物环境影响或负荷的方案，在于通过建筑物生命周期过程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进措施，以利于减少环境污染负荷和资源消耗。为了实现建筑业的可持续发展，应在建筑物整个生命周期中分析影响环境的各种活动、各种因素，并在此基础上做出相应的变革。2022/10/414第二节 生态效率导读：生态效率最初是作为一种企业管理理念而提出的，是对经济绩效和环境绩效的有机整合，对企业可持续发展起到了重要的推动作用。由于它能反映经济和环境双赢的目标，后来逐渐被应用于区域和国

9、家层面。目前，生态效率已被许多政府和企业所接受，并成为政策制定者的重要参考目标。 本节主要介绍生态效率的内涵、指标体系、提供途径和应用。生态效率的概念发展世界可持续发展工商理事会（WBCSD）将生态效率定义为：提供有价格优势的、满足人类需求并保证其生活质量的产品或服务，同时逐渐降低对生态的影响和资源消耗强度，使之与地球的承载能力相一致。1990年，生态效率一词最早由巴塞尔研究员Schaltegger 和Sturm提出。1998年，经济合作与发展组织（OECD）将这个概念扩大到政府、工业企业以及其他组织，将生态效率定义为：生态资源满足人类需要的改革，它是一种产出与投入的比值。其中，“产出”指一个

10、企业、行业或这个经济体提供的产品与服务的价值，“投入”指由企业、行业或经济体造成的环境压力。欧洲环境署（EEA）将生态经济效率作为一种战略目标，定义：生态效率是从更少的资源环境中获得更多的福利。生态效率的各种定义组织名称（organizations）定义（definition）世界可持续发展商业委员会WBCSD通过提供具有价格优势的服务和商品，在满足人类高质量生活的同时，把整个生命周期中对环境的影响降到至少与地球的承载力一致的水平。经济合作与发展组织OECD生态资源满足人类需求的变革。欧洲环境署EEA以最少的自然界投入创造更多的福利。巴斯夫集团BASF通过对产品生产中尽量减少能源和物质的使用以

11、及尽量减少排放以帮助客户保护资源。EFG-IFC通过更有效率的生产方式提高资源的可持续性。联合国贸易与发展会议UNCTAD增加（至少不减少）股东价值的同时，减少对环境的破坏。澳大利亚环境、水、遗产和艺术部用更少的能源和自然资源提供更多的产品和服务。加拿大工业部一种使成本最小化和价值最大化的方法。生态效率的基本思想基本思想：最大化经济价值的同时，最小化资源消耗、污染和废物排放。环境影响：指原材料、能源的利用和废物的排放。基本思想：“影响最小化，价值最大化”。生态效率的内涵7要素： 产品与服务的原材料消耗强度最小化； 产品与服务的能源消耗强度最小化； 有毒物质扩散最小化； 提高原材料的循环利用率；

12、 最大限度地利用可再生资源； 延长产品的使用寿命； 增加产品与服务的服务强度。生态效率的特征（1）生态效率最核心的内涵就是“以少产多”：即使用较少的能源和原料，制造数量最多、品质最好的商品，同时将整个生命周期中产生的废物与污染降低至最低。 集产业经济绩效和环境绩效目标于一身。（2）生态效率是一种产业经营管理的哲学：生态效率鼓励产业寻求环境改善与经济利益同步发展，通过科学化管理来增强产业的竞争力。（3）生态效率是实现整个社会可持续发展的重要手段和工具。生态效率的特征（4）生态效率的基础是生态平衡和生态系统的良性、高效循环。首先，生态效率企业经济绩效和环境绩效目标于一身，作为一个商业概念，它强调以

13、较少资源投入和较低成本创造较高质量的产品，提供具有竞争力价格的产品和服务，因此代表了企业获得经济效益和环境效益的双赢状态。其次，生态效率强调企业在制造数量更多、品质更好的商品时，将产品整个生命周期内的环境影响最小化，即从资源开采、运输、制造、销售、使用、回收、再利用、到分解处理过程内，将能源和原材料的使用以及废弃物和污染的排放将至最低，至少也要将至环境承载力之内；最后，生态效率为工商界和企业界提供了一个将自身纳入可持续发展议程中去的重要机会，将可持续发展具体化为企业自身的目标，工业企业的生态效率是实现整个社会可持续发展的重要手段和工具。生态效率的意义国外对于生态效率的推动（1）世界经济合作与发

14、展组织（OECD）的生态效率推动目标及策略。目标：增进与各利益相关者的合作，制定用于定量比较的基准并推动可持续发展。（1）世界经济合作与发展组织（OECD）的生态效率推动目标机策略。建议： 确定透明化、完善的生态效率指标，作为更广泛的可持续发展指标的一部分； 分析当前及未来的环境压力，实现符合全球目标的科技、结构及行为上的改进；建议： 加强OECD成员国之间的经验、政策及技术交流； 研究政策、环境与经济之间的协同效应，推进生态效率的提高。（1）世界经济合作与发展组织（OECD）的生态效率推动目标机策略。世界经济合作与发展组织（OECD）推荐的生态效率工具包括：A 风险和环境评估；B 生命周期评

15、价；C 环境管理标准；D 环境审核；E 反映潜在成本的财务会计体系。世界可持续发展工商理事会（WBCSD）1995年，世界可持续发展工商理事会成立，总部设在瑞士日内瓦，会员遍及36个国家及20种以上的主要行业，并结合各国或区域的企业可持续发展协会，成立了全球联盟组织。WBCSD在促进企业界、政府及其他机构间的密切合作中扮演了重要的角色。WBCSD的跨世纪工作计划涉及以下几个方面：贸易和环境：促进贸易自由化与环保及可持续发展间的相互联系。气候与能源：积极参与全球气候变迁的相关公约。市场中的可持续性：加强厉害相关团体间的对话，促进消费与生产的良性循环，使流行色产品的消费成为被市场认知及鼓励的行为。

16、天然资源：探讨的主题包括生物物种多样性、水资源评估及可持续森林产业。生态效率：推动的主题包括生态效率的理念和指标，供给链管理和副产品增效，以及废物资源化。金融市场：继续推动环境绩效和环境股东价值，鼓励金融业将环境绩效的评估纳入金融业务的工作范畴，降低投资风险并改善经济绩效。未来发展的预测与对策：主要预测未来发展的不确定性并研讨相关对策，该组织甚至获邀为印尼及捷克政府研拟21世纪的国家发展政策。参考：.（2）欧洲生态效率推动计划（EEEI）目标：使生态效率成为全欧洲核心企业的经营思想，将生态效率纳入欧盟的工业与经济政策之中。EEEI通过以下三途径来提高生态效率：（1）企

17、业应该鼓励最佳务实的经验、技能或科技的应用，建立一套评估环境绩效与报告的体系，并开展新型的合作，加强与各界的对话。（2）政府应该将环境要求纳入欧盟经济与工业政策，持续促进产业健康发展。（3）所有利益相关者应该在每个国家召开圆桌会议或发起联合行动，建立各界的合作伙伴或沟通对话渠道。国外企业实施生态效率的实践1、德国大众汽车-按照生态效率目标设计产品 德国大众汽车公司推出了生态效率型轿车Lupo，该车型的设计在整个生命周期内进行了优化，除了车轮之外的所有部件都重新设计，整个车身都采用循环使用的材料。汽车到使用年限时，支持简易拆卸和循环使用过程处理。Lupo汽车不仅在使用时能耗少、排放尾气少、而且驾

18、驶舒适、价格便宜，深受广大消费者的喜爱。2 克罗地亚的Lura集团-副产品也能创造商业价值 作为克罗地亚著名的奶制品集团公司，Lura集团在实施生态效率战略时，开展了一个对废水进行闭路系统纯化的工程，利用淤泥生产一种混合肥料。该纯化工程每天可处理7t的淤泥。公司不仅不再缴纳废水排放费，还因出售这个混合肥料而获得可观的经济效益，从而将该工程的投资回收期缩短到18个月。该生态效率工程不仅全面改善了公司的环境绩效，也扩大了公司的业务范围，为公司带来了新的效益，也为社会提供了新的就业机会。3 葡萄牙的Parmalat公司-生态效率措施有效地节约了成本Parmalat公司生产各种牛奶和果汁，是享誉全球的

19、著名企业，该公司通过了ISO09002和ISO14001验证。该公司参与了世界可持续发展工商理事会在欧洲的一个生态效率计划，和当地的另外9家公司一起，首先系统分析了再公司运作、水管理系统措施、废水减量、原材料和能源损失等方面的生态效率提高机会，识别了80多个清洁生产、质量控制和维持的机会。并转化成58个具体生态效率提高措施，以此将原材料损失由原来的2%降低到1%，并且将生产工艺中的用水量由每天的4t减少到了3t。这些措施带来的成本节约每年都比措施本身所需成本高出3倍。这10个公司的联合计划不仅使本公司收益，还为当地的可持续发展做出了贡献。生态效率评价的指标体系指标符合科学性、关联性、正确性、实

20、用性。生态效率指标选择的基本原则： 指标必须与保护环境、人类健康及改善生活品质相关，且具有重要意义；生态效率的主要目标是改善各产业提供给社会的产品和服务的环境绩效，同时不断改进企业的环境绩效。 指标能促使决策者改善产业的环境行为，建立生态效率指标的最终目的是帮助改进产业的环境绩效，帮助管理者有效地减少生产过程中的资源使用或环境负担，并通过改善产品的性能来改善其生态效率。生态效率指标选择的基本原则： 指标体现出各行业的差异性。 指标评测与监控基准：改善各产业活动或产品的生态效益，必须关注不同过程或产品数据的收集，并保证信息的有效性。 指标必须可量化或易判断/估算，可以直接度量或依据明确规定的判断

21、/估算方法进行计算。生态效率指标选择的基本原则： 指标应让使用者易于理解。 指标应着眼于对产业的总体评估。 指标必须考虑经营过程，以及产品上游（供应者）和下游（使用/消费者）相关的问题。生态效率评价的指标体系社会绩效环境绩效社会环境指标可持续性指标社会经济指标生态效率指标生态效率示意图WBCSD制定的生态效率评价指标体系一般通用指标企业特有指标原则可应用于所有企业 根据特定企业级利益相关者的需要选择 主要是与特定的公司级区域或价值有关产品或服务的价值 标准定义：单位产品（数量/体积）、净销售额 非标准定义：附加值、毛利、利润、收入产品或服务在生产时的环境影响 标准定义：能源消耗量、原料消耗量等

22、； 非标准定义：酸性物质排放量、有机物排放对水的影响等内容根据不同企业的特定而定环境绩效指标的选择 环境绩效指标应当反映需要解决的环境问题的重要程度，通常要重点针对全球公认的、重大的和亟待解决的环境问题，有通用环境指标和潜在环境指标。通用环境指标（1）能源消耗总量：能源总消耗量的计算公式：能源总消耗量= 企业所有购买与获得的能源（煤、天然气、风 力、水力等）- 输送给其他企业的能源（电力、蒸汽等）（2）原料总消耗量：指企业所有购买的或从其他来源获得的原料的总质量，包括原材料的转化、其他过程的原料、半成品的货物、部件和模块。不包括水和燃料，已作为独立的通用指标。不包括包装材料，被作为企业产品使用

23、而列为专用指标。（3）水总消耗量： 水总消耗量是指各产业从自来水公司购买的或从地表、地下获取的清洁水。通用环境指标（4）破坏臭氧层物质的排放量（5）温室气体排放量潜在环境指标（1）向大气排放的酸性物质：包括燃料燃烧、化学反应和废物处理过程红产生的酸性气体和微粒。（2）总废物：所有废物的总和，包括固体、气体和液体废物。经济绩效指标通用价值指标： 产品质量或数量：对产品/服务的生产、转移或销售的物理计量或者计算，能测算数量、体积和质量。 销售额/营业额潜在价值指标：主要包括净收益/收入/利润2022/10/4生态效率指标选择举例1、巴西 在巴西一个公路运输行业生态效率评价的项目中，环境指标采用了总

24、能源消耗、可再生能源消耗、温室气体排放、大气污染物排放等；经济指标则采用相应的折现后年际成本。2、日本 在日本电力行业的生态效率评价中，环境指标采用了不可再生能源消耗、温室气体排放、酸性物质排放等，而经济指标则是总销售额。 Morioka等人还使用了两套生态效率指标对日本Hyogo生态城的汽车和家用电器闭路回收系统的回收路径进行了分析。第一套使用总增加值作为经济指标，总物质流或者温室气体排放量作为环境指标；第二套则采用净增加值（总增加值+循环利用所节约成本-循环利用成本）作为经济指标，环境指标则与第一套相同。3、德国 在德国洗衣机行业的生态效率分析中，环境指标包括初级能量需求量、金属资源需求量

25、、温室气体排放量、酸性物质排放量、有机物排放量、破坏臭氧层物质排放量等，而经济指标则是利用生命周期成本方法核算的实际成本。中国台湾 中国台湾某机电企业进行生态效率评价时，选用了三个经济指标（产品数量、净销售额及净收益），以及三个环境指标（能源消耗、水消耗以及温室气体排放量），于是得到如下七个生态效率值：单位能耗消耗的产品生产量（台/GJ）;单位温室气体排放量的产品生产量（台/t*）；单位水消耗的产品生产量（台/m3）;单位能源消耗的净销售额（元/t*）;单位能源消耗的净收益（元/GJ）;单位温室气体排放的净销售额（元/GJ）;单位温室气体排放的净收益（元/t*）注：折算成CO2的质量 参考吕彬

26、，杨建新，2006.2022/10/447生态效率环境管理从生态经济效率的内涵可知，它既是一种战略（管理方式），又是一种衡量自己生态资源的使用和各种经济活动之间关系的指标体系。2022/10/448生态效率环境管理的实施（一）战略 WBCSD已率先制定了一个提高生态效率的商业战略，它包括：（1）设定指标和目标（2）通过技术、组织模式和思维方式的革新来达到这些目标；（3）在线监测并随时修改战略。2022/10/449（二）目标WBCSD将生态效率具体化为7个要素：（1）产品和服务的原材料消耗强度最小化；（2）产品和服务的能源消耗强度最小化；（3）有毒物质扩散最小化；（4）提高原材料的循环利用率；

27、（5）最大限度地利用可再生资源；（6）延长产品的使用寿命；（7）增加产品与服务的服务强度。2022/10/450在企业水平，生态效率的目标是：（1）产品和服务价格具有竞争力；（2）满足人类需求提高生活质量；（3）积极减少整个生命周期中的资源强度；（4）最大限度地减少地球的承载力。2022/10/451三（措施）1.国家层面（1）在社会范围内进行宣传教育与思想变革，这包括产品生产、公众消费、生活方式、思维方式等经济、环境、社会各个方面的深刻变革，营造一个有利于生态效率发展的宏观大环境。有关政府部门应该引导企业把生态效率理念融入企业的组织文化和内部激励系统中，引导消费者在选择商品时以其生态效率作为判断价值的标准，并且转变拥有产品的观点，购买产品服务。2022/10/452（3）政府应该对生态效率型企业进行政策引导与扶持。政府应提供给企业资源保护、污染防治、技术进步、公司组织等方面的市场引导，在现行税制中增加诸如环境污染（水污染、空气污染等方面）税费和其他资