第四節(jié)木材生命周期評(píng)估

1、第四節(jié)木材生命周期評(píng)估一、木材制品生命周期評(píng)估的作用從用材林到木材的LCI,其投入與產(chǎn)出幾乎是一致的。但由于木材用途廣泛，加工深度不同，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷出現(xiàn)新的制品，從木材到最終處理物流和清單分析變得復(fù)雜。LCA是制品生態(tài)性能的重要依據(jù)，可以用來比較其他材料，作出正確的選擇。例如一次性木材制品（筷子、紙杯、餐盒、紙尿褲、衛(wèi)生巾、面巾紙等）的大量使用，消耗木材，增加固體廢棄物，轉(zhuǎn)而提倡代用品或恢復(fù)傳統(tǒng)用品，無疑是個(gè)方向，但如圖5-2一次性木材制品和傳統(tǒng)制品的物流所示，傳統(tǒng)材料也有其固有的環(huán)境負(fù)載問題，所以表現(xiàn)材料的環(huán)境負(fù)載具有復(fù)雜性，材料的選擇應(yīng)當(dāng)全面研究所引發(fā)的多種效應(yīng)，如全球、地域、地區(qū)的效

2、應(yīng)，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)等。例如一次性紙尿褲和傳統(tǒng)尿布的選擇，80年代美國(guó)的一個(gè)州頒布了禁止使用一次性紙尿褲的法令，最后導(dǎo)致清洗尿布用的水量大幅度增加，而這個(gè)州是美國(guó)最干旱的州之一，該州人口稀少，土地遼闊，垃圾填埋場(chǎng)沒有壓力，于是該州重新審議有關(guān)法令，恢復(fù)了一次性尿褲的使用。同樣，關(guān)于紙和塑料、紙快餐盒和聚苯乙烯快餐盒的環(huán)境負(fù)載的爭(zhēng)論也在進(jìn)行。據(jù)臺(tái)北市統(tǒng)計(jì)，該市消耗3000萬只聚苯乙烯快餐盒若以紙快餐盒代替，則相當(dāng)于消耗掉1.08萬棵高3m、直徑16cm的成材樹。同時(shí)美國(guó)由于塑料污染，有一半以上食品包裝改用新型紙包裝。由此證明材料選擇的復(fù)雜性。二、木材制品LCA計(jì)算問題一棵樹制成木材制品是綜合

3、利用的結(jié)果，樹干經(jīng)過加工成為建材，其他用于造紙或用于制造層壓板、作燃料等。因此必須計(jì)算分配問題，關(guān)于副產(chǎn)品和廢棄物的LCA分配問題見圖5-3。產(chǎn)品P1所分配的環(huán)境負(fù)載（E、MW）如下：E=E*片/（片十P2）M=M*P/（P十P2）W=W*P/（P十p2）三、膠合板LCA示例（日本）1、制成材的制造能源和二氧化碳排放量各國(guó)由于能源結(jié)構(gòu)不同，其污染物排放量亦不同，表5-4制成材的制造能源和二氧化碳排放量是根據(jù)日本能源結(jié)構(gòu)計(jì)算出來的。表5-5為制成材的制造階段直接使用的能源，列舉其結(jié)構(gòu)和使用量。企業(yè)內(nèi)使用的能源結(jié)構(gòu)和能源來源是計(jì)算的基礎(chǔ)，除直接反映能源消耗，也反映了能源生產(chǎn)排放的污染物。一般LCA

4、計(jì)算中，對(duì)使用的各種材料的單位消耗和環(huán)境負(fù)載的單位等最好取自公開的數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)具有透明性、可靠性和可比性。為使企業(yè)間和不同國(guó)家間能予以比較，基本材料的單位消耗應(yīng)當(dāng)達(dá)到相互理解。膠合板LCA計(jì)算單耗如表5-6所示。表5-4制成材的制造能源和二氧化碳排放量加工過程能耗/(kcal/kg)CO2排放量/（g碳/kg）砍伐、運(yùn)輸143.3406.0剝皮57.3363.2制成材157.6746.6防腐處理71.67022.9人工干燥305.79284.5總計(jì)735.812123.2注：1kcal=4.1868X103J；原木密度0.5t/m3。表5-5制成材的制造階段直接使用的能源動(dòng)力、燃料使用能源使

5、用能源/（kcl/t）電力/kw39.087750.0汽油/L3.226880.0輕柴油/L5.550986.0重柴油/L0.44312.0其他油類/L0.44212.0總計(jì)174152.0注：1kcal=4.1868X103J；原木密度0.5t/m3。表5-6膠合板單耗表單位消耗制造能耗/kcal運(yùn)輸能耗/kcalCO2/g碳SOx/gNOx/g固體廢棄物/g重柴油/（每kcal）0.0640.030.08620.001010.000270.0064汽油/（每kcal）0.0640.0310.076050.003250.000250.00608輕柴油/（每kcal）0.0520.0250.0

6、78390.000690.000250.00608液化氣/（每kcal）0.0270.1710.068330.0000100.00608電力/（每kcal）0.0460.0010.000120.00155酚醛樹脂制造能耗/（每g）7.4240.4090.448690.001820.002610.25096脲醛樹脂制造能耗/（每g）4.7340.210.280340.001030.001460.1385冷卻潤(rùn)滑油/（每g）0.8910.3590.071740.000220.00290.13929焚燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染物木材（含水分80%）/（g/g）木材（含水分80%）/（g/kcal）0.399

7、0860.0973380.0005150.0001260.0025740.0006280.0171620.00418注：1kcal=4.1868X103J。2膠合板的LCA膠合板LCA研究的范圍包括：原木砍伐、輸送、制成材、膠合板制造、產(chǎn)品輸送到倉庫整個(gè)過程的能源消耗和二氧化碳排放量、硫氧化物排放量、氮氧化物排放量和固體廢棄物產(chǎn)生量。膠合板生產(chǎn)的物質(zhì)流見圖5-4。LCA計(jì)算的前提條件設(shè)定如下。膠合板規(guī)格中型膠合板生產(chǎn)工廠，膠合板規(guī)格，厚度612rnm。廢材產(chǎn)生率制成材過程18.9，膠合板制造過程10.1%，合計(jì)29.0。廢材處理方法全部焚燒，回收熱能全部在膠合板生產(chǎn)內(nèi)部利用。粘合劑酚醛樹脂、晚

8、醛樹脂等粘合劑產(chǎn)生的甲醛污染物沒列入計(jì)算。平光處理產(chǎn)品膠合板表面作平光處理。根據(jù)設(shè)定的前提條件，進(jìn)行膠合板LCI計(jì)算，膠合板生產(chǎn)過程的環(huán)境負(fù)載如表5-7所示。根據(jù)膠合板LCI進(jìn)行膠合板LCA的環(huán)境影響分析，膠合板制造和原木砍伐是生產(chǎn)過程中主要消耗能源部分，占82.21，而污染物排放由廢材焚燒處理排放的污染物占很大比重。膠合板產(chǎn)品其游離甲醛含量應(yīng)是重要的評(píng)估指標(biāo)，本計(jì)算沒有包括在內(nèi)。表5-7膠合板生產(chǎn)過程的環(huán)境負(fù)載膠合板制造過程原木砍伐原木輸送制成材膠合板制造產(chǎn)品輸送廢材焚燒處理制造過程總計(jì)運(yùn)輸總計(jì)膠合板總計(jì)能耗/(kal/m3)2587967529287076895891206370.0012

9、31764958291327683能耗比例/%19.495.676.5667.471.550.0092.777.23100.00CO2排放量/(g/m3)139675773.4086833069121612.451763955059587385.85513344CO2排放比例/%2.721.121.6858.790.3134.3898.561.44100.00SO2排放量/(g/m3)63.4548.8873.562848.7320.05227.573213.3368.933282SO2排放比例/%1.931.492.2486.790.616.9397.892.10100.00NO2排放量/(g/m3)39.4618.2925.641077.255.201137.842280.1923.492303.68NO2排放比例/%1.710.791.1146.760.2349.3998.881.02100.00固體廢棄物排放量/(g/m3)89