喻偉 浙江理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

鉛酸蓄電池產(chǎn)品的環(huán)境影響定量評(píng)價(jià)研究

喻偉 浙江理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

鉛酸蓄電池行業(yè)是高污染、高能耗的行業(yè)。鉛酸蓄電池的生產(chǎn)與回收再生都涉及到重金屬鉛和硫酸。鉛酸蓄電池行業(yè)的能源消耗量約占到全國(guó)消耗總量的3.8%以上，其中煤炭的消耗約占全國(guó)煤炭消耗量的4.7%。本文依據(jù)生命周期評(píng)價(jià)法對(duì)鉛酸蓄電池產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸以及再生整個(gè)生命周期過(guò)程中的環(huán)境排放進(jìn)行清單分析，得到具體的環(huán)境排放，并且依據(jù)支付意愿法對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

鉛酸蓄電池 LCA 定量評(píng)價(jià)

生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)、制造工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)活動(dòng)或系統(tǒng)在其完整周期當(dāng)中的相關(guān)環(huán)境因素及環(huán)境影響進(jìn)行匯總和評(píng)價(jià)的過(guò)程或方法。生命周期評(píng)價(jià)通過(guò)解析技術(shù)活動(dòng)的功能單元，設(shè)計(jì)技術(shù)活動(dòng)功能系統(tǒng)，識(shí)別與技術(shù)活動(dòng)或系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境因素，收集相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，應(yīng)用LCA定義的一套計(jì)算方法，對(duì)環(huán)境影響做出定性和定量的評(píng)估，并進(jìn)一步分析和尋找改善環(huán)境與革新技術(shù)的途徑。根據(jù)生命周期評(píng)價(jià)在從被提出開(kāi)始到現(xiàn)在獲得了顯著發(fā)展，并且成為一個(gè)識(shí)別和量化服務(wù)或者產(chǎn)品的潛在環(huán)境負(fù)擔(dān)的有力工具。

鉛酸蓄電池產(chǎn)品在其生產(chǎn)、運(yùn)輸與回收再生過(guò)程中耗費(fèi)了大量的資源，并且排放了很多廢物。本文從綜合分析鉛酸蓄電池產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝以及對(duì)相應(yīng)的輸入與輸出數(shù)據(jù)的收集，構(gòu)建了一種對(duì)鉛酸蓄電池產(chǎn)品的環(huán)境影響進(jìn)行定量平阿基的模型和方法，并依據(jù)社會(huì)支付意愿法對(duì)其進(jìn)行定量計(jì)算，得出具體的貨幣值，使得不同的環(huán)境影響具有直觀上的可比性。

一、鉛酸蓄電池環(huán)境影響定量評(píng)價(jià)模型

（一）文獻(xiàn)綜述

我國(guó)在生命周期評(píng)價(jià)上的研究開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，對(duì)生命周期的研究主要集中在兩個(gè)方面：一是生命周期評(píng)價(jià)方法學(xué)上的研究；二是生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用上的研究。夏添（2005）根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的具體工藝過(guò)程，構(gòu)建了一套全新的產(chǎn)品生命周期過(guò)程清單分析方法；劉濤（2006）研究了輸入的數(shù)據(jù)對(duì)LCA清單分析結(jié)果的影響大小以及在進(jìn)行生命周期清單分析時(shí)數(shù)據(jù)的不確定性影響。國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者都專注于LCA的本地化研究。郭英玲等（2010）構(gòu)建了一種基于TOPSIS的生命周期影響評(píng)價(jià)方法，這種方法通過(guò)比較各產(chǎn)品系統(tǒng)與最優(yōu)方案的差距程度來(lái)量化產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境影響，以此來(lái)減少目前生命周期評(píng)價(jià)方法中存在的歸一化的局限性。

（二）模型構(gòu)建的前提

將LCA應(yīng)用于鉛酸蓄電池企業(yè)的生產(chǎn)、回收再生過(guò)程中，獲得其對(duì)環(huán)境造成的影響，需要根據(jù)研究對(duì)象內(nèi)部系統(tǒng)的所有單元過(guò)程以及與其相關(guān)的外部系統(tǒng)單元過(guò)程的特性進(jìn)行全面的分析。根據(jù)鉛酸蓄電池的生命周期特點(diǎn)，不同的階段的資源、能源消耗不一樣，產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷也不同。因此，分別從生產(chǎn)、回收運(yùn)輸以及再生這三個(gè)單元過(guò)程進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)鉛酸蓄電池生命周期環(huán)境影響定量評(píng)價(jià)的前提。首先，是建立鉛酸蓄電池的生產(chǎn)、回收與再生過(guò)程的生命周期清單，其中包括生產(chǎn)過(guò)程中主要原料生產(chǎn)的輸入、輸出清單和輔助性材料的輸入、輸出清單；其次，對(duì)鉛酸蓄電池企業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸、再生中產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且識(shí)別其中關(guān)鍵的產(chǎn)污環(huán)節(jié)；最后，通過(guò)對(duì)不同的環(huán)境負(fù)荷的量化處理，將環(huán)境影響貨幣化，得到環(huán)境損害成本。在此基礎(chǔ)上定義的功能單位為“生產(chǎn)1萬(wàn)KVA·h的鉛酸蓄電池”和“運(yùn)輸、處理1t廢鉛酸蓄電池”。

（三）模型構(gòu)建

生命周期環(huán)境影響的量化是將評(píng)價(jià)對(duì)象整個(gè)生命周期過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行貨幣化處理，將環(huán)境影響與經(jīng)濟(jì)學(xué)聯(lián)系起來(lái)，使得環(huán)境影響具有經(jīng)濟(jì)意義，采用環(huán)境成本來(lái)衡量環(huán)境影響，可以構(gòu)造一個(gè)二元組結(jié)構(gòu)：

其中EI表示該生命周期過(guò)程中各種類型環(huán)境影響負(fù)荷的集合，EDC表示各種類型環(huán)境影響單位成本的集合。

對(duì)于自然資源消耗的環(huán)境成本：

其中p表示消耗的某種自然資源，對(duì)于某種類型的環(huán)境脅迫的環(huán)境成本，p表示某種類型的環(huán)境脅迫，EIp表示某種類型環(huán)境影響負(fù)荷，EDCp表示某種類型環(huán)境影響造成的單位負(fù)荷環(huán)境成本。

理論上計(jì)算LCAC需要兩個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一是生命周期環(huán)境影響負(fù)荷EI數(shù)據(jù)，另一個(gè)是單位環(huán)境負(fù)荷造成的經(jīng)濟(jì)損失或者發(fā)生的環(huán)境成本EDC。其中EI可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的清單分析得到，而EDC需要通過(guò)一定的計(jì)算方法才能獲得。要獲取EDC還可以采用環(huán)境支付意愿的方式來(lái)反應(yīng)，環(huán)境支付意愿理論表示人們?cè)敢庵Ц兑欢ǖ呢泿艁?lái)避免（或者換取）某種變化。社會(huì)對(duì)環(huán)境的支付意愿體現(xiàn)為治理環(huán)境污染所愿意付出的代價(jià)上，只考慮經(jīng)濟(jì)因素，這種代價(jià)體現(xiàn)在了“環(huán)境稅”上，即排污費(fèi)和資源稅。本研究對(duì)鉛酸蓄電池生命周期的環(huán)境影響的量化可以通過(guò)計(jì)算排放的環(huán)境成本LCAC來(lái)得到，具體的計(jì)算模型如下：

其中K表示時(shí)間調(diào)整系數(shù)，K=1時(shí)為基準(zhǔn)年，可根據(jù)每年的貼現(xiàn)率確定K的值；q表示系統(tǒng)清單分析的某個(gè)階段。在計(jì)算得到該評(píng)價(jià)系統(tǒng)的環(huán)境永祥成本后，可以用于對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境友好性進(jìn)行綜合比較評(píng)價(jià)，從中發(fā)現(xiàn)對(duì)環(huán)境影響較大的環(huán)境影響類型，然后在生命周期過(guò)程中提前采取措施進(jìn)行預(yù)防或者指定有效的治理措施。

二、案例研究

本文的案例研究來(lái)自于江蘇省高郵市鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)園區(qū)的XXX電源科技有限公司，主要的生產(chǎn)和再生的投入數(shù)據(jù)，以及環(huán)境排放數(shù)據(jù)來(lái)自于企業(yè)的環(huán)評(píng)報(bào)告與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。而輔助性原料的數(shù)據(jù)來(lái)自于文獻(xiàn)研究、CLCD（中國(guó)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)）以及中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒。

根據(jù)企業(yè)調(diào)研的鉛酸蓄電池生命周期總的環(huán)境負(fù)荷以及文獻(xiàn)中社會(huì)支付意愿確定的單位環(huán)境影響負(fù)荷成本、和由市場(chǎng)價(jià)格法確定的其他單位環(huán)境負(fù)荷影響成本，代入公式：LCACq=Kq（）可以計(jì)算出鉛酸蓄電池生命周期總的環(huán)境影響成本。其中K值取1，q為生命周期的各個(gè)階段，在研究中是指生產(chǎn)、運(yùn)輸、再生三個(gè)環(huán)節(jié)，p為單獨(dú)的環(huán)境影響類別，ELp則表示p類環(huán)境影響的環(huán)境負(fù)荷總量，EDCp為p類環(huán)境影響的單位環(huán)境負(fù)荷成本。具體的計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 鉛酸蓄電池生命周期過(guò)程中的清單分析

三、結(jié)論

根據(jù)表1可以看出生產(chǎn)、運(yùn)輸、再生1萬(wàn)KVA·h的鉛酸蓄電池生命周期所產(chǎn)生的環(huán)境影響經(jīng)過(guò)量化后的貨幣值為7166.75元。其中主要的貢獻(xiàn)來(lái)自于資源和能源的消耗，以水資源、鉛資源和電力資源的消耗量最大。該鉛酸蓄電池的生命周期環(huán)境影響的量化結(jié)果同實(shí)際比較可能存在較大差距，因?yàn)樵谶M(jìn)行生命周期過(guò)程分析中，從企業(yè)或者其他渠道獲得的數(shù)據(jù)有限，并且環(huán)境影響的分類也未必全面，這些都會(huì)使得計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)偏差。本文在盡可能考慮鉛酸蓄電池生產(chǎn)、運(yùn)輸和再生過(guò)程中主要環(huán)境影響的情況下，計(jì)算得到的環(huán)境影響量化結(jié)果便于企業(yè)間對(duì)環(huán)境影響的直觀比較。

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喻偉（1989）男，漢族，湖北荊州，碩士，研究生，浙江理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與環(huán)境管理。