2014-10-13 10:23:05 来源:互联网|0

汽车涂装车间技术的环境生命周期评价

  本报告研究的五种技术场景参见表1。评价所使用的系统边界如图3中所示。

  

图3 系统边界

 

  功能单元和设计基础

  本研究的功能单元是一个涂装后的车身,其表面涂装面积如表2所示。每一个涂层涂装到特定的表面区域。假设这是一款小型C类乘用车(即福特福克斯、本田思域,或类似车型),拥有标准涂层外观并满足功能质量要求。在此研究中的每个技术场景的设计均满足这些功能需求。根据IHS提供的信息,在所有技术场景中,对C类车辆涂层的功能要求是同等的。

  每个技术场景都假设是一个年产量为250,000辆、实行2班制生产的世界级汽车生产工厂。所有技术场景都假设在中国重庆首次安装,并采用代表2005至2013年之间安装的涂装车间的最先进技术。IHS和伊士曼尽力将潜在的OEM特定设计变量(例如偏好、海拔、气候等)标准化,以便对不同技术进行直接比较。

  研究方法

  LCA标准

  下述LCA标准用于指导本研究:

  ISO14044:2006

  温室气体协议产品生命周期计算和报告标准(2011)

  数据采集与质量

  伊士曼和IHS共同协作采集数据。来自伊士曼涂料技术(EastmanCoatingsTechnology)的技术人员基于文献资料和技术专长开发模型涂料配方。IHS公司充分发挥其汽车和化工团队的专业能力,并且与汽车制造商、涂装车间供应商、汽车涂料供应商、自动化制造供应商、排放专家以及公有领域资源(许可证等)合作,采集具有代表性的涂装车间数据并验证伊士曼提供的模型涂料配方。该数据集经过严格审查并通过多轮验证和修订予以完善。可以认为数据具有可靠性并代表了目前的行业实践。

  有关涂料制造成分的“从原料到成品”的GHG影响数据采集自GaBi软件中的可用数据库。这些数据大多数来自PE-GaBi2011和Ecoinvent2.2数据库。关于醋酸丁酸纤维素、EEP(乙氧基丙酸乙酯)、乙二醇醚、间苯二甲酸、MIBK(甲基异丁基酮)、丁醇、新戊二醇和乙酸丁酯的LCA数据来自已有的伊士曼LCA研究。对有些原材料,特别是树脂,由于缺乏数据,我们有时只能用基于一定经验的近似数据替代。

  涂料制造过程中研磨和混合各组分消耗的能量采用了美国涂料协会的NCMS涂料顾问(Coatings Counselor)所提供的数据。

  数据完整性

  伊士曼力争在LCA研究中纳入所有相关的流程。但基于可行性,有时需要排除不重要的流程。不过估计该研究至少涵盖了95%的质量输入。从这项研究的结果看,GWP(全球变暖潜能值)主要来源于涂装车间的电力和天然气消耗量。

  在涂装车间有些材料和流程对GWP和VOC的影响很小,而且这些因素在五种涂装车间技术之间应该是很相近的。因此在计算中我们忽略了这些因素。由此得出的结果不会影响本研究的目标,即比较各不同技术之间的差异。排除的材料和服务包括:

  消耗品的供应和处置(例如过滤器、喷漆室化学品、容器等)

  涂装车间废水处理

  到涂装车间和配方室的材料输送

  涂料污泥处置(涂料污泥可填埋或根据市场需求作为副产品出售,无论采取哪种方式,预计在研究场景中将有相对最小的影响。)

  基础设施和资本物品

  数据分配

  在这项研究中没有进行数据分配。一些原始数据采集自已发表的生命周期清单数据库(如ecoinvent和PE-GaBi)。

  影响评价

  2013年,汽车涂装车间系统最相关的问题是VOC排放和GHG影响。因此本研究将着重关注这些问题。

  GHG影响根据政府间气候变化专门委员会11公布的气候表征因素,基于100年全球变暖潜能值进行评价。

  报告结果用汽车每个涂层的CO2当量表示。通俗地讲,一个系统的净GWP影响通常被称为其“碳足迹”。

  VOC排放量用流向环境的总VOC的生命周期清单流量表示。个别VOC种类的化学特性未跟踪。

  排放因子

  与电力消耗相关的GHG影响基于PE-GaBi2011数据库进程“CN:电网结构”,其反映的是中国的假定电网结构(78%煤、16%水力、2%核能、1%风能和太阳能)。GWP因子为1.001kgCO2/kWh(每千瓦时1.001千克二氧化碳),其中包括燃料的提取、生产和运输过程以及废物管理等。

  与生产和燃烧天然气产生热能相关的GHG影响基于PE-GaBi2012数据库进程“CN:来自于天然气的热能”,反映的也是中国区域的状况。GWP因子为0.0704KgCO2e/MJLHV(每兆焦耳低热值0.0704千克二氧化碳当量),其中包括天然气供应链中的提取、纯化和压缩等过程。

  关键性审查

  内部关键性审查由伊士曼涂料技术与生命周期评价专家执行。由于比较结果要向公众披露,正式的关键性审查已被一个由BAMAC,Ltd主导的独立专家小组依据ISO14040和14044标准组件的独立专家小组执行并获得通过。

  VOC和成膜模型参数

  伊士曼提供的工艺数据是根据内部和外部资料1,8以及表3“目标值”栏中的成膜厚度、%固含、VOC含量编制。所有GHG计算均基于目标条件。在本次研究中我们进行了一项敏感性研究,来分析所有低值和高值以及减排与不减排的情况,以便了解VOC在一系列合理可能的技术场景中的影响。

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