生命周期评价方法在汽车行业的应用

作者：中国汽车技术研究中心 邢涛

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 生命周期评价作为产业生态学的主要理论基础和分析方法，从20 世纪60 年代末以来，经过50 多年的发展，已被广泛应用与汽车企业和政府管理部门，用于汽车产品的研发和设计、汽车环境保护政策的制定和环保汽车产品的消费。本文对生命周期评价方法的发展历程进行了简介， 将生命周期评价软件的进行了对比，并总结了生命周期评价方法在汽车行业的应用。 从20 世纪60 年代末以来， 生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA) 的发展可以划分为思想启蒙阶段、学术讨论阶段、概念确定和标准化阶段、广泛关注与迅速发展阶段这四个重要的发展阶段。 四个阶段 思想启蒙阶段（20 世纪60 年代末至70 年代初）： 20 世纪60 年代末，美国中西部资源研究所(MRI) 对可口可乐包装瓶进行了评价，定量化的对比分析塑料瓶和玻璃瓶全生命周期的资源使用和环境排放情况，这项研究也是生命周期评价研究开始的标志。此后的20 世纪70 年代初，美国工业企业、行业组织和政府对产品包装开展了一系列的分析与评价，该类研究即为资源和环境状况分析(REPA)，由于当时的环境问题的核心是能源问题，所以此时的研究大都应用了能源分析方法进行。 学术界讨论阶段（20 世纪70 年代中至80 年代末）： 随着全球性固废垃圾系列问题的出现，REPA 也开始着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量。1984 年， 瑞士联邦“材料测试与研究实验室”基于健康标准评估系统，建立了详细的清查数据库，并开发了计算机软件, 为后续的研究工作奠定了重要的基础。1985 年，欧洲经济合作委员会(EEC) 发布了“液体食品容器指南”，该指南要求企业对产品生产过程中能源消耗、资源使用和固废排放等信息进行全面的分析和监测。但因为研究方法的不统一和所需数据的难以获得，关于REPA 的研究进展缓慢。 概念形成和标准化阶段（20 世纪90 年代到20 世纪末）：随着可持续发展概念的被逐渐接受和可持续行动的兴起，很多REPA 研究渐渐引起公众的关注。1989 年，荷兰的居住、规划与环境部(VROM) 首次提出制定面向产品的环境政策。1990 年，国际环境毒理学与化学学会(SETAC) 主持召开了生命周期评价国际讨论会，“生命周期评价”这一概念在此次会议上被首次提出，即“对产品、生产工艺以和活动相关环境影响进行客观的评价，辨识和量化能量和物质利用以及由此造成的环境废物排放。该评价过程贯穿于产品的全部生命周期，包含原材料的获取、加工； 产品生产制造、运输和销售；产品的使用、和维护；最终废物循环和废物处理处置”。 此后，SETAC 对生命周期评价的发展做出了重要的贡献。1997 年，国际标准化组织(ISO) 开始颁布生命周期评价方法的标准，并规定生命周期评价的定义为“对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价”。目前ISO 生命周期评价的最新版本包括 ISO14040:2006( 环境管理—生命周期评价的原则与框架 ) 和ISO14044:2006( 环境管理—生命周期评价的要求与指南)，该标准使生命周期评价的概念和技术框架得以标准化。如图1 所示，ISO 14040 标准LCA 的技术框架包括4 个阶段：目的及范围的确定，清单分析，影响评价，以及每个阶段都要开展的结果解释。 广泛关注与迅速发展阶段（21 世纪以来）：2002 年，联合国环境规划署(UNEP) 和SETAC 联合发起了一个国际性的LCA 倡议，旨在通过建立更好的数据库和指标来支持将LCA 的思想应用于实践。2003 年，欧洲委员会强调了LCA 的重要性，并提出要促进LCA 的思想在整合性产品政策(IPP) 的利益相关方之间的应用。2005 年，欧洲LCA 研究平台成立，通过使用高质量的数据、方法和案例来帮助政府制定公共政策，并为企业提供可靠的决策支持。 与此同时，世界范围内以生命周期为基础的环境政策不断被提出，其中包括以一些生命周期为基础的碳足迹标准，如英国标准协会(BSI) 所制定的《PAS 2050—产品和服务生命周期温室气体排放评估规范》，PAS 2050 于2008 年10 月公告后即成为国际推动碳足迹计算的主要参考依据，目前的最新版本是PAS 2050: 2011。 生命周期评价软件 随着生命周期评价方法的广泛应用，国内外也相继开发了LCA 的软件，其中既包括企业和科研机构的内部软件，也包括相当数量的商业软件，目前常用的汽车生命周期评价软件主要有国际上的GaBi，SimaPro，GREET，TEAM，以及国内的eBalance 等，各软件的名称、提供者、国家、数据库、主要特点和网址链接如表1 所示。 生命周期评价软件简化了生命周期评价的实施，提高了生命周期评价工作的效率，生命周期评价软件内嵌的数据库是完成产品生命周期评价的基础。我国开展汽车产品的生命周期评价工作可借鉴国外的经验，并针对汽车行业和汽车相关产品的特点，开发定制化的汽车产品生命周期评价软件， 建立我国汽车产品中国生命周期的数据库。 在汽车行业的应用 生命周期评价是一种有效的环境管理工具，可以对汽车产品全生命周期中所涉及的环境问题进行评价，是面向产品的重要的环境管理工具。生命周期评价指导汽车企业环保产品的研发和设计，指导汽车企业清洁生产；又可支持政府的环保部门制定汽车相关的环境政策；也可通过制定汽车产品环境标志，指导消费者可持续的消费行为。当前，国际社会都很关注生命周期评价方法在汽车领域的应用和发展。 1，LCA 应用在汽车企业 在汽车企业，LCA 可以帮助汽车产品较大环境影响的工艺过程或产品系统的识别；分析比较某一产品系统内的不同方案，使汽车产品的环境影响最小；开展汽车产品的绿色设计；评价产品的资源环境效益；使用环保产品和原材料； 选择可替代的产品或工艺。 在汽车领域，包括大众汽车、奔驰汽车、福特汽车、丰田汽车和本田汽车在内的许多知名汽车企业都开展了LCA 的广泛研究。生命周期评价方法的应用主要集中在以下几个方面。 2，汽车产品的研发和设计 例如，福特汽车在综合考虑环境影响和健康，经济和社会等三方面因素的基础上，制定了产品可持续指标（Product Sustainability Index, PSI），指标包括生命周期环境影响、生命周期成本、可持续材料、安全、移动性能和噪音等方面； 该产品可持续指标被应用在对比前后带车型，使产品更加可持续，并规定将来所有的汽车都要在PSI 基础上开发。奥迪汽车应用LCA 指导汽车的轻量化设计，通过对比前后代车型证明，一方面新轿车模型在所有环境表现方面优于其前身； 另一方面，这也合理的表明，尽管轻量化设计需要消耗更多的能源，迅速由其使用阶段的环境节约量所抵消，从而展示了环境可接受的轻量化设计方案。 3，汽车产品的营销 德国大众汽车公司致力于向公众提供更加生态友好的汽车产品，考虑汽车产品全生命周期的环境影响，同时关注气候变化、资源保护和人类健康等方面的影响。大众汽车公司多次公开发布了汽车产品的生命周期评价报告，如Golf , Passat, Polo 等，这些报告经过权威的第三方机构认证，公众可以在购买汽车时获得这些报告，从而满足公众购买环境友好型汽车的需求。 4，汽车企业环境管理体系的建立 例如，丰田汽车应用LCA 方法建立“Eco-VAS（Eco-Vehicle Assessment System）”管理体系，目的在于强化车辆开发负责人的环保管理职能，以便通过车辆开发的全过程，更好地贯彻实施包括汽车生产、使用、报废在内的生命周期评估的综合环保评价标准。 综合来看，已有汽车企业开展LCA 的应用，主要集中在外资企业在国外的研究，而中国本土企业在中国境内的LCA 案例基本为零。在中国汽车企业开展汽车产品的LCA 研究，在开发定制化的汽车产品生命周期评价软件，以及建立我国汽车产品的中国生命周期数据库的基础上，还需要将LCA 方法和其他经济学和社会学方法相结合，将汽车的环境、成本和性能等方面的影响综合考虑，以求降低汽车生命周期环境影响的同时降低成本并提高质量。 5，LCA 应用在汽车相关政策的制定 生命周期评价可以用于帮助政府政策的制定，例如，制定汽车环境产品标准，汽车产品的生态标；提供能源、资源和废物处理规划的优化方案；评价汽车生产的汽车废弃管理和资源利用的综合效益；向公众通报汽车产品的环境信息；对比评价普通汽车产品与生态汽车标志产品。 2013 年4 月，欧盟出台了“绿色产品统一市场”政策， 是基于LCA 评价方法的产品环境足迹（Product Environmental Footprint, PEF） 和企业环境足迹（Organization Environmental Footprint, OEF），欧盟建议在成员国相关立法以及产品环境标志、产品生态设计、绿色采购、绿色金融等体系中采用上述方法，PEF 也成为未来欧盟市场将采用统一的绿色产品评价方法。2014 年3 月，宝马集团、克莱斯勒集团、戴勒姆、菲亚特、福特、通用、本田、捷豹路虎、标致雪铁龙、斯堪尼亚、丰田、大众及沃尔沃集团等全球14 家汽车制造商达成一项重要新协议，就供应商关键责任问题建立一套标准，即“汽车行业就加强供应链可持续发展指导原则”，要求在汽车的全生命周期内尽可能地降低产品的环境足迹。 2013 年，我国工信部、发改委和环保部联合发布《关于开展工业产品生态设计的指导意见》等文件，提出要求按照LCA 的理念开展汽车产品的生态设计。2014 年7 月，工信部发布《关于开展工业产品生态设计示范企业创建工作的通知》，组织应用LCA 方法开展汽车行业生态示范企业的创建。 随着生命周期评价理论的发展，生命周期评价的应用方面也不断的拓展，从只关注主要的环境影响到所有的可持续性方面， 生命周期评价模型也增加了在时间维度上的扩展；另外，生命周期评价从关注生产工艺过程到关注物质的、经济的和行为之间的关系，这是生命周期评价的另一个发展趋势。未来生命周期评价将被广泛应用在更多的汽车相关的可持续生产和消费的研究领域， 而生命周期评价也将发展成为一个跨学科的综合方法。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/8/2014)