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生命周期评估背景数据与。前台数据以及如何选择最合适的 LCI 数据库

目录

背景

数据收集是最关键的步骤之一 生命周期评价过程. 生命周期评估 是对系统或产品的环境影响的全面评估。它需要对系统的整个生命周期进行全面检查,从原材料提取到制造、使用和处置。必须收集每个生命周期步骤的数据以完成准确的 LCA。

 

系统边界必须被确定为初始阶段 生命周期评估 数据收集。生命周期的哪些阶段应该包括在评估中是由LCA的目标和范围定义阶段的系统边界决定的。设置限制后可能会开始收集数据。

 

许多其他信息来源可用于收集数据,包括商业记录、政府数据库、行业报告、学术研究和公众民意调查。所有信息都必须准确、可信且最新。应收集有关排放、废物、用水、材料和能源的数据。还应包括有关用于创建产品或系统的材料的数量和质量的数据。

 

收集数据后,应对其进行检查以查明对环境影响最大的关键要素和程序。有了这些知识,就有可能找到减少系统或产品对环境的不利影响的解决方案。

 

数据收集 生命周期评估 进行彻底和准确的评估可能既费时又具有挑战性。为保证评估结果的有效性,必须仔细考虑所获得数据的可靠性和正确性。

 

后台数据与前台数据

生命周期清单 (LCI) 数据称为背景数据。数据是我们从 LCI 数据库提供商那里获得的,通常是我们可能购买的商业数据库。它包含一个代表多个行业中许多过程的排放因子的数据库。例如,制造 1 千克钢时排放的二氧化碳可能是排放因子之一。制造 1 公里的铝会释放多少二氧化氮?在卫生填埋场处理 1 千克时会释放甲烷 (CH4),等等。

 

前景数据是从技术上体现或描述所研究或建模的系统的数据,示例包括二手数据、从模拟、计算、实地考察工作、文献、生产活动、操作或化学实验中获得的数据。来自废物管理的前台数据就是一个例子:例如,如果正在研究或建模废物管理系统。然后,前景数据包括废物成分。比如废纸、塑料、金属等废弃物的比例,一次处理的%焚烧比例,纸塑垃圾焚烧比例。废纸、塑料和木材的比例将在垃圾填埋场处理。车辆从气管收集地点到最终处置地点需要行驶的距离的数据。每辆车用于废物收集和处置或处理所需的汽油。

 

总之: 前台数据 从技术上描述系统, 而背景数据 环境描述系统 排放因子可以从数据库中获得。下图展示了两种数据类型之间的差异。

如何判断和找到上半身?您项目的 LCI 数据库。

 

LCA 模型中背景数据和前景数据的区别

 

示例:从三氧化硫生产硫酸二甲酯 (DMS)

  • 硫酸二甲酯是一种化学分子,分子式为 (CH3)2SO4。它是一种具有刺激性恶臭的无色易挥发液体。它主要用作有机合成中的甲基化剂,其毒性使其成为中度危险化学品。它生产许多产品,包括药物、色素、聚合物和食品添加剂。它还用作杀虫剂、除草剂和脱叶剂。

 

  • 硫酸二甲酯 ((CH3O)2SO2) 在工业上由二甲醚与三氧化硫反应制得。反应在水冷立式铝管或不锈钢管中进行,是一个连续的过程。该模型考虑通过真空蒸馏在工业级硫酸二甲酯中的无水硫酸钠上消除二甲醚。

 

  • 电力、热电后台系统: 所使用的电力(以及作为副产品的热能)是根据每个独特国家的需求量身定制的。特定国家/地区的建模是在多个层面上完成的。使用目前的国家系统模拟运行中的各个发电厂。包括净损失和进口电力。其次,对电厂的全国排放量和效率进行建模。第三,考虑了特定国家的燃料供应(通过进口和本地供应消耗的资源的比例),以及特定国家的特征(例如,元素和能量含量)。第四,能源载体供应链的进口、运输、采矿和勘探程序是根据每个发电国的独特情况定制的。

 

  • 蒸汽: 蒸汽供应是根据国家在技术效率和使用的能源载体方面的情况进行模拟的。产生蒸汽所需的煤、原油和天然气是根据独特的进口情况建模的。

 

  • 特定于国家/地区的炼油厂参数化模型代表炼油厂产品,例如柴油、汽油、气体、燃料油、精油和残渣(例如沥青)。炼油厂模型反映了炼油厂程序中的国家标准(例如,污染水平、内部能源消耗)和特定国家/地区独特的产品输出范围,这可能因国家/地区而有很大差异。使用的炼油产品展示了特定国家/地区的资源使用情况。再次,原油供应是根据具体国家的原油情况和资源特征建模的。

 

  • 所有这些提到的进程都代表了应该收集的前台数据;在此示例中,它可能来自 (1) 实验室化学实验工作,(2) 过程模拟 化学模拟器软件,例如 Aspen Plus, (2) 或来自工厂数据本身,如果它已经建立(建造并正在运行)。请参见下图,了解在此硫酸二甲酯 ((CH3O)2SO2) 示例中建模的 LCA 系统的演示。

 

硫酸二甲酯((CH3O)2SO2)的LCA模型

 

LCA 分析师需要两种形式的数据以及上面给出的三氧化硫的 LCA 模型中的硫酸二甲酯 (DMS) 生产。前景和背景信息(LCI 数据)。前景中的数据是从技术上解释模型所需的数据,例如从甲醇、三氧化硫、硫酸钠和去离子水生产二甲醚的化学反应中使用的化学进料。这可以以摩尔每小时为单位进行测量,并转换为千克每小时。此外,所需的天然气能量用每小时 MJ 表示。还需要以兆焦耳/小时为单位的电网组合数据。这些电网组合统计数据提供了有关正在研究或开发该技术的国家/地区的电网组合组成的信息。要构建容量为 3.7 MJ 的电网组合,这可能包含一定比例的煤炭、一定比例的天然气、一定比例的重油、一定比例的核能、一定比例的可再生能源,包括风能、太阳能、和水电等,以及一定比例的废物。

 

废水处理量是产量所必需的。然而,还需要硫酸二甲酯 (DMS)。整个生产由化学实验、化学模拟决定,例如在 阿斯彭加,或者工厂生产数据也可以是这个量,可以看作是1公斤硫酸二甲酯(DMS)产量的功能单位。这些是可能需要前台数据的情况。 LCA 分析师必须利用 LCA 数据库,其中包含上图中每个过程输入和输出的数百种排放的排放因子,以获取背景数据。例如,重金属排放和其他 6 种温室气体。 BOD排放量、BCD排放量等。

 

如何为您的项目选择合适的生命周期清单 (LCI) 数据库

首先,请记住有时需要多个数据库,特别是对于大型 LCA 项目。有时您可能需要合并来自多个数据库的数据。要记住的第二件事是,有时候,您总是会遇到问题。当缺少特定程序所需的数据时,出现数据缺口或数据短缺的问题。例如,这在化学工业中很典型。数学建模结合数据估计方法是解决数据缺口问题的一种方法。或者通过使用可能估计当前事实的过时模型。另一种策略是使用代理数据模拟正在研究的过程,使用具有可比物理和化学特性的过程来模拟缺少数据的正在检查的过程。

 

创建一个流程图,显示您的案例研究的系统边界以及流程的所有当前输入和输出,作为确定项目所需数据库的第一步。这有助于您了解系统中的进程和以下数据库要求。第二个如下。本文中的第二个建议是浏览 LC 数据库存储库,您可以同时在许多数据库中进行搜索,包括下面列出的两个网站。

 

 

其次,您需要了解市场上有哪些数据库可供使用,无论是付费使用还是免费使用。您还应该了解您的企业/行业中使用的 LCI 数据库的类型,无论是在纺织、建筑、化学、纺织还是电子行业。

 

生态发明加比 databases 及其扩展(总共约 20 个数据库)是顶级数据库供应商。这包括几项业务,包括制造塑料、化学品、建筑材料和电子产品。

 

案例研究的系统范围通常是选择审批数据库时的决定性因素。系统的限制是什么?哪些程序属于哪些程序?所有这些信息对于确定需要什么数据库以及确定操作是从门到门、门到坟墓、从摇篮到坟墓还是从摇篮到门都是至关重要的。

 

使用 LCA 程序是替代策略。例如,ecoinvent 数据库是 8 个具有 SimaPro 程序。该数据库是最著名的数据库之一,因为它包含许多数据集并跨越各个领域。如果您使用 GaBi程序,您将可以访问大约 20 个必须单独购买的数据库。 GaBi软件 但是,确实有自己的数据库。许多行业的流程数据库被称为专业数据库。使用 openLCA 软件是另一种选择。无需许可证即可使用 开放式LCA LCA 程序,可免费获得。但是,您的项目的数据库必须购买。搜索已经建立的流程 openLCA Nexus 网站 是一项有价值的技术。这将显示相关数据库中存在的进程。 另一点要记住的是 LCI 数据是针对特定国家/地区的,因此您应该考虑进行研究的地区或国家/地区.

 

最后,随着 LCA 专家在其行业和可用数据库方面获得专业知识,确定特定业务中的特定项目需要哪个 LCI 数据库会随着时间的推移而发展。一般来说,您完成的 LCA 项目越多,您对当前数据库、如何在其中搜索以及在何处查找它们就越熟悉。

 

没有为您的项目选择最佳数据库的固定指南。如果你混合了各种才能和专业知识,那将会有所帮助。因此,您应该免费或付费地在当前数据库中进行搜索。但是,本文总结了您需要了解和发展的能力和建议。

 

没有为您的项目选择最佳数据库的固定指南。如果你混合了各种才能和专业知识,那将会有所帮助。因此,您应该免费或付费地在当前数据库中进行搜索。但是,本文总结了您需要了解和发展的能力和建议。

 

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