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生命週期評估背景數據與。前台數據以及如何選擇最合適的 LCI 數據庫

目錄

背景

數據收集是最關鍵的步驟之一 生命週期評價過程. 生命週期評估 是對系統或產品的環境影響的全面評估。它需要對系統的整個生命週期進行全面檢查,從原材料提取到製造、使用和處置。必須收集每個生命週期步驟的數據以完成準確的 LCA。

 

系統邊界必須被確定為初始階段 生命週期評估 數據收集。生命週期的哪些階段應該包括在評估中是由LCA的目標和範圍定義階段的系統邊界決定的。設置限制後可能會開始收集數據。

 

許多其他信息來源可用於收集數據,包括商業記錄、政府數據庫、行業報告、學術研究和公眾民意調查。所有信息都必須準確、可信且最新。應收集有關排放、廢物、用水、材料和能源的數據。還應包括有關用於創建產品或系統的材料的數量和質量的數據。

 

收集數據後,應對其進行檢查以查明對環境影響最大的關鍵要素和程序。有了這些知識,就有可能找到減少系統或產品對環境的不利影響的解決方案。

 

數據收集 生命週期評估 進行徹底和準確的評估可能既費時又具有挑戰性。為保證評估結果的有效性,必須仔細考慮所獲得數據的可靠性和正確性。

 

後台數據與前台數據

生命週期清單 (LCI) 數據稱為背景數據。數據是我們從 LCI 數據庫提供商那裡獲得的,通常是我們可能購買的商業數據庫。它包含一個代表多個行業中許多過程的排放因子的數據庫。例如,製造 1 千克鋼時排放的二氧化碳可能是排放因子之一。製造 1 公里的鋁會釋放多少二氧化氮?在衛生填埋場處理 1 千克時會釋放甲烷 (CH4),等等。

 

前景數據是從技術上體現或描述所研究或建模的系統的數據,示例包括二手數據、從模擬、計算、實地考察工作、文獻、生產活動、操作或化學實驗中獲得的數據。來自廢物管理的前台數據就是一個例子:例如,如果正在研究或建模廢物管理系統。然後,前景數據包括廢物成分。比如廢紙、塑料、金屬等廢棄物的比例,一次處理的%焚燒比例,紙塑垃圾焚燒比例。廢紙、塑料和木材的比例將在垃圾填埋場處理。車輛從氣管收集地點到最終處置地點需要行駛的距離的數據。每輛車用於廢物收集和處置或處理所需的汽油。

 

總之: 前台數據 從技術上描述系統, 而背景數據 環境描述系統 排放因子可以從數據庫中獲得。下圖展示了兩種數據類型之間的差異。

如何判斷和找到上半身?您項目的 LCI 數據庫。

 

LCA 模型中背景數據和前景數據的區別

 

示例:從三氧化硫生產硫酸二甲酯 (DMS)

  • 硫酸二甲酯是一種化學分子,分子式為 (CH3)2SO4。它是一種具有刺激性惡臭的無色易揮發液體。它主要用作有機合成中的甲基化劑,其毒性使其成為中度危險化學品。它生產許多產品,包括藥物、色素、聚合物和食品添加劑。它還用作殺蟲劑、除草劑和脫葉劑。

 

  • 硫酸二甲酯 ((CH3O)2SO2) 在工業上由二甲醚與三氧化硫反應制得。反應在水冷立式鋁管或不銹鋼管中進行,是一個連續的過程。該模型考慮通過真空蒸餾在工業級硫酸二甲酯中的無水硫酸鈉上消除二甲醚。

 

  • 電力、熱電後台系統: 所使用的電力(以及作為副產品的熱能)是根據每個獨特國家的需求量身定制的。特定國家/地區的建模是在多個層面上完成的。使用目前的國家系統模擬運行中的各個發電廠。包括淨損失和進口電力。其次,對電廠的全國排放量和效率進行建模。第三,考慮了特定國家的燃料供應(通過進口和本地供應消耗的資源的比例),以及特定國家的特徵(例如,元素和能量含量)。第四,能源載體供應鏈的進口、運輸、採礦和勘探程序是根據每個發電國的獨特情況定制的。

 

  • 蒸汽: 蒸汽供應是根據國家在技術效率和使用的能源載體方面的情況進行模擬的。產生蒸汽所需的煤、原油和天然氣是根據獨特的進口情況建模的。

 

  • 特定於國家/地區的煉油廠參數化模型代表煉油廠產品,例如柴油、汽油、氣體、燃料油、精油和殘渣(例如瀝青)。煉油廠模型反映了煉油廠程序中的國家標準(例如,污染水平、內部能源消耗)和特定國家/地區獨特的產品輸出範圍,這可能因國家/地區而有很大差異。使用的煉油產品展示了特定國家/地區的資源使用情況。再次,原油供應是根據具體國家的原油情況和資源特徵建模的。

 

  • 所有這些提到的進程都代表了應該收集的前台數據;在此示例中,它可能來自 (1) 實驗室化學實驗工作,(2) 過程模擬 化學模擬器軟件,例如 Aspen Plus, (2) 或來自工廠數據本身,如果它已經建立(建造並正在運行)。請參見下圖,了解在此硫酸二甲酯 ((CH3O)2SO2) 示例中建模的 LCA 系統的演示。

 

硫酸二甲酯((CH3O)2SO2)的LCA模型

 

LCA 分析師需要兩種形式的數據以及上面給出的三氧化硫的 LCA 模型中的硫酸二甲酯 (DMS) 生產。前景和背景信息(LCI 數據)。前景中的數據是從技術上解釋模型所需的數據,例如從甲醇、三氧化硫、硫酸鈉和去離子水生產二甲醚的化學反應中使用的化學進料。這可以以摩爾每小時為單位進行測量,並轉換為千克每小時。此外,所需的天然氣能量用每小時 MJ 表示。還需要以兆焦耳/小時為單位的電網組合數據。這些電網組合統計數據提供了有關正在研究或開發該技術的國家/地區的電網組合組成的信息。要構建容量為 3.7 MJ 的電網組合,這可能包含一定比例的煤炭、一定比例的天然氣、一定比例的重油、一定比例的核能、一定比例的可再生能源,包括風能、太陽能、和水電等,以及一定比例的廢物。

 

廢水處理量是產量所必需的。然而,還需要硫酸二甲酯 (DMS)。整個生產由化學實驗、化學模擬決定,例如在 阿斯彭加,或者工廠生產數據也可以是這個量,可以看作是1公斤硫酸二甲酯(DMS)產量的功能單位。這些是可能需要前台數據的情況。 LCA 分析師必須利用 LCA 數據庫,其中包含上圖中每個過程輸入和輸出的數百種排放的排放因子,以獲取背景數據。例如,重金屬排放和其他 6 種溫室氣體。 BOD排放量、BCD排放量等。

 

如何為您的項目選擇合適的生命週期清單 (LCI) 數據庫

首先,請記住有時需要多個數據庫,特別是對於大型 LCA 項目。有時您可能需要合併來自多個數據庫的數據。要記住的第二件事是,有時候,您總是會遇到問題。當缺少特定程序所需的數據時,出現數據缺口或數據短缺的問題。例如,這在化學工業中很典型。數學建模結合數據估計方法是解決數據缺口問題的一種方法。或者通過使用可能估計當前事實的過時模型。另一種策略是使用代理數據模擬正在研究的過程,使用具有可比物理和化學特性的過程來模擬缺少數據的正在檢查的過程。

 

創建一個流程圖,顯示您的案例研究的系統邊界以及流程的所有當前輸入和輸出,作為確定項目所需數據庫的第一步。這有助於您了解系統中的進程和以下數據庫要求。第二個如下。本文中的第二個建議是瀏覽 LC 數據庫存儲庫,您可以同時在許多數據庫中進行搜索,包括下面列出的兩個網站。

 

 

其次,您需要了解市場上有哪些數據庫可供使用,無論是付費使用還是免費使用。您還應該了解您的企業/行業中使用的 LCI 數據庫的類型,無論是在紡織、建築、化學、紡織還是電子行業。

 

生態發明GaBi databases 及其擴展(總共約 20 個數據庫)是頂級數據庫供應商。這包括幾項業務,包括製造塑料、化學品、建築材料和電子產品。

 

案例研究的系統範圍通常是選擇審批數據庫時的決定性因素。系統的限制是什麼?哪些程序屬於哪些程序?所有這些信息對於確定需要什麼數據庫以及確定操作是從門到門、門到墳墓、從搖籃到墳墓還是從搖籃到門都是至關重要的。

 

使用 LCA 程序是替代策略。例如,ecoinvent 數據庫是 8 個具有 SimaPro 程序。該數據庫是最著名的數據庫之一,因為它包含許多數據集並跨越各個領域。如果您使用 GaBi程序,您將可以訪問大約 20 個必須單獨購買的數據庫。 GaBi軟件 但是,確實有自己的數據庫。許多行業的流程數據庫被稱為專業數據庫。使用 openLCA 軟件是另一種選擇。無需許可證即可使用 開放式LCA LCA 程序,可免費獲得。但是,您的項目的數據庫必須購買。搜索已經建立的流程 openLCA Nexus 網站 是一項有價值的技術。這將顯示相關數據庫中存在的進程。 另一點要記住的是 LCI 數據是針對特定國家/地區的,因此您應該考慮進行研究的地區或國家/地區.

 

最後,隨著 LCA 專家在其行業和可用數據庫方面獲得專業知識,確定特定業務中的特定項目需要哪個 LCI 數據庫會隨著時間的推移而發展。一般來說,您完成的 LCA 項目越多,您對當前數據庫、如何在其中搜索以及在何處查找它們就越熟悉。

 

沒有為您的項目選擇最佳數據庫的固定指南。如果你混合了各種才能和專業知識,那將會有所幫助。因此,您應該免費或付費地在當前數據庫中進行搜索。但是,本文總結了您需要了解和發展的能力和建議。

 

沒有為您的項目選擇最佳數據庫的固定指南。如果你混合了各種才能和專業知識,那將會有所幫助。因此,您應該免費或付費地在當前數據庫中進行搜索。但是,本文總結了您需要了解和發展的能力和建議。

 

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