應用高新技術建設“環(huán)境材料型”水泥工業(yè)(3)
陳全德
LCA方法:包含目標和范圍確定,編目分析、影響解析、綜合評估等四個方面內容:
1、目標和范圍確定:是指評價的產品(或材料)目標的確定;評價目標的范圍及其系統(tǒng)邊界確定。 對水泥工業(yè)來講,由于生產方式差異較大,為了具有可比性,評價目標可確定為熟料或分品種的水泥成品;起始邊界可從原料礦山或原料入廠開始;終了邊界可定為熟料入庫或分品種水泥入庫或出廠為止。由于水泥成品對建筑工業(yè)或混凝土及其制品工業(yè)來講僅系原料或半成品,因此建筑物或構筑物的壽命,難于包括在水泥工業(yè)LCA研究范圍之內。
2、編目分析:關鍵在于數據的收集與計算。例如:資源、能源、大氣影響、水質影響、固體廢棄物等都要在原料獲取、加工,半成品與成品制備,運輸,消費,回收再生、處理處置等子過程中分別采集、計算,然后再匯總綜合處理。因此除對全過程中各個子過程中的數據都要詳細研究,工作需要非常仔細、認真方可保證LCA全過程的準確完善。對水泥工業(yè)來講,編目分析中,子過程有:礦山開采、運輸、破碎;原、燃料運輸、破碎、堆存或預均化;生料制備、輸送、氣力均化;煤粉制備、輸送;熟料煅燒全過程直至入庫;水泥粉磨及輸送入庫;水泥儲存、輸送及袋裝或散裝出廠等。編目分析收取數據要包括以下內容:
?。?)各項原料、半成品及產品產值
?。?)資源消耗量
?。?)能源消耗量
?。?)各種廢氣、廢水、廢物排出量
?。?)“三廢”中有害物排出量(如:煙塵、CO2、SO2、NOx及其他重要污染物等)。
以上數據,需包含日、月、年總量、單位產品或單位廢氣、廢水、粉塵或固體廢棄物有害成分含量,以及處理和再利用狀況等。同時,包括年、月、日平均值和最高、最低值等。
3、影響解析:在編目分析中已取得大量數據,用這些數據在同行業(yè)或本企業(yè)歷史數據中,進行單項環(huán)境負荷分析評價是可行的。它可以檢驗本企業(yè)在同行業(yè)中某單項環(huán)境負荷(如:能源、資源消耗或“三廢”排放的環(huán)境負荷等)地位或采用某些技術或管理改進后的效果等。但是,這些單項“環(huán)境負荷”如做到“指標歸一化”,采用某一數學模型進行疊加以獲得一個綜合環(huán)境負荷指標,在不同行業(yè)之間對比,或研究它對全球或某地區(qū)環(huán)境影響則是十分困難的。同時,“三廢”排出對環(huán)境的影響(如:溫室效應、酸沉降、生態(tài)破壞等)尚無統(tǒng)一評判批準。因此,我國“863”計劃所列的由北京工業(yè)大學等單位承擔的《材料的環(huán)境協調性評價研究》(MLCA)項目,建立了材料生產、設計的“雙指標評價體系”,并建議采用“標準流程對照法”對LCA結果進行對比和檢驗。由于該方法是將有關實際生產線的各種環(huán)境負荷值與“標準流程”的相關數值進行比較。避開了“環(huán)境負荷絕對值”難以確定的難題,又可以正確反映LCA研究對象與標準流程相比所具有的水平及存在的問題,有利于采用高新技術進行技術改造,趕超先進水平。對水泥工業(yè)來講,“標準流程”可選取國際新型干法生產線實際生產中各項環(huán)境負荷分項及綜合指標已具有當代國際先進水平的流程,以便接受評估單位以此作為目標加以追趕(LCA具體計算將另文專述)。
4、綜合評估
綜合評估是根據被評估生產工藝線各項環(huán)境負荷測定和計算結果,進行分項和綜合評估。
(1)與標準工藝線或同類工藝線、同類產品進行對比,以研究本工藝線或產品環(huán)境負荷達到的水平,尋求改進提高途徑。
?。?)對本工藝線或本產品采取某種技術、管理改進措施前后,環(huán)境負荷值變化狀況進行對比分析。以研究技術或管理改進措施的效果。
?。?)為達到某種標準目標值進行的工藝技術、管理或產品檢查
(4)為達到某種目標而對現有工藝或產品進行檢查,對工藝及產品現狀進行環(huán)境協調性分析。
(5)作為綜合利用各種廢棄物(如:廢渣、廢料、工業(yè)及生活垃圾、再生能源及危險廢棄等)的指南。
美國與80年代曾對使用一次性嬰兒尿布問題進行辯論,以后通過LCA研究,一個最干旱的州,水源緊張、人口稀少、荒地遼闊,于是洲會議決定推廣使用一次性尿布(用后填埋);1994年美國伊里利諾洲還曾對收碎玻璃瓶溶化和使用石英原料生產玻璃問題進行LCA研究,其結論是:當使用碎玻璃瓶作為再生原料,節(jié)能可達13%左右,但當玻璃瓶回收點與溶化廠的距離超過100英里時,由于運輸過程中能耗增加,則無節(jié)約能源可能。此外,1995年德國還就多次重復利用的牛奶玻璃瓶包裝及一次性無菌紙盒包裝問題進行LCA研究等等。因此,LCA研究還需結合各國、各地區(qū)的具體環(huán)境狀況與法律、標準等規(guī)定進行,以便對方案進行選擇、改進的必要性與可能性及可行性進行綜合評估,以取得最佳效果及效益。
如上所述,水泥產品同盟許多低值易耗產品的生命周期是有很大不同的,同時水泥對建筑工業(yè)或混凝土工業(yè)來講只是原料或半成品,因此在LCA研究中的目標及范圍(系統(tǒng)邊界)劃分亦需根據水泥工業(yè)具體情況確定。同時,水泥工業(yè)進行LCA研究并不可能摒棄原來傳統(tǒng)的“技術測定”或“熱工標定”以及“熱工系統(tǒng)工程研究”內容,而是要與它們更好的結合,以它們?yōu)榛A才能更好地進行LCA研究。
三、應用高新技術、加強科學管理,建設“環(huán)境材料型”水泥工業(yè)
建設我國“環(huán)境材料型水泥產業(yè),必須做到加強科學管理與采用高新技術相結合。一方面,加速產業(yè)結構調整,大力發(fā)展新型干法水泥生產,改變技術、產品結構落后狀況;另一方面,建立現代企業(yè)制度,加強現代化科學管理,提高全員素質水平。當前,經濟全球化趨勢給各國經濟發(fā)展帶來深刻影響,人口彭漲、資源短缺、環(huán)境惡化已成為當代可持續(xù)發(fā)展面臨的三大問題。因此,1992年聯合國在巴西召開了“環(huán)境與發(fā)展大會”,發(fā)表了《關于環(huán)境與發(fā)展宣言》,國際標準化組織(ISO)也于1993年6月成立了“環(huán)境管理標準化委員會”(ISO/TC207)正式開展了全球環(huán)境管理領域的標準化工作,預計將要頒布100多個標準,代號為ISO14000系列。第一批有關環(huán)境管理標準中最基礎、最重要的五個標準(ISO14001、14004、14010、14011、14012)已于1996年頒布。我國也于1995年10月成立了與ISO/TC207相對應的“全國環(huán)境管理標準化委員會(CSBTS/TC207)”,并于1996年12月正式頒布了等同于ISO14001等的五個國家標準(即GB/T24001、24004、24010、24011、24012),以推動我國環(huán)境標準化管理工作。ISO14001(或GB/T24001)等五個標準的內容是:環(huán)境管理體系—規(guī)范及使用指南;環(huán)境管理體系—原則、體系和支持技術通用指南;環(huán)境審核指南—通用原則;環(huán)境審核指南—審核程序—環(huán)境管理體系審核;環(huán)境審核指南—環(huán)境審核員資格要求。同時,在ISO14000標準系列中還對“生命周期評估”(LCA)預留了ISO14040~14049十個標準號,其中:ISO14040(原則和框架)已于1997年6月頒布,ISO14041(存量分析),ISO14042(影響評估),ISO14043(評價和改進)已經起草,不久即可頒布。
環(huán)境管理認證標準ISO14001是關于企業(yè)環(huán)境影響的管理的,它要求認證單位建立環(huán)境管理體系,制定環(huán)境方針和目標,對環(huán)境進行承諾、控制和持續(xù)改進等。而ISO14040等LCA標準,則是對環(huán)境改進的一種技術支撐,其本身并不能改善環(huán)境,它必須通過一種機制(如:技術、管理、操作等改進)方可達到改善環(huán)境的目的。因此,在工業(yè)企業(yè)實際生產活動中,第一必須貫徹ISO14001等五個標準,并進行認證:第二要通過貫徹代高新技術,加強科學管理等手段進行工藝改進,達到降低環(huán)境負荷、保護環(huán)境的目的。
對我國水泥工業(yè)來講,淘汰落后生產工藝,發(fā)展具有當代技術水平的新型干法生產工藝,是降低環(huán)境負荷,建設“環(huán)境材料型”產業(yè)的必由之路。同時,發(fā)展新型干法水泥生產中,必須重視采用高新技術和不斷進行技術創(chuàng)新,決不能“因陋就簡”,認為只要加“窯尾一把火”,就是新型干法工藝了,這樣只能事與愿違,得不償失。
八十年來,國際水泥工業(yè)在新型干法水泥生產全過程,不斷吸取現代科學最新理論及高新技術成果,在降低環(huán)境負荷,保護環(huán)境方面取得了豐碩成果,使水泥工業(yè)迅速向“環(huán)境材料型”產業(yè)轉變,不但得到了持續(xù)發(fā)展,并且增強了國際市場競爭能力。在我國即將加入“WTO”的今天,其經驗十分值得吸取。這些理論與成果是:
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