呂赫，丁濤*，程亞飛，江寧

(1. 南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 南京 210037；2. 江蘇星楠干燥設(shè)備有限公司， 南京 210037)

木材作為一種天然生物質(zhì)材料具有可降解和可再生的優(yōu)點(diǎn)，但不能據(jù)此就對(duì)木材的環(huán)境性能做出簡(jiǎn)單判斷，木材的采伐、運(yùn)輸和加工都伴隨著大量的物質(zhì)和能量消耗，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。對(duì)木材環(huán)境性能的評(píng)價(jià)應(yīng)以系統(tǒng)性的視角，考慮從原料的獲取到產(chǎn)品最終廢棄處理的完整價(jià)值鏈，即按照生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的方法來(lái)進(jìn)行。LCA是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)從自然資源的產(chǎn)生直至最終處理過(guò)程中所有輸入、輸出和潛在環(huán)境影響的匯編與評(píng)估 (GB/T 24040—2008)，是目前最為全面和科學(xué)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法。

實(shí)木鋸材是最基本的木材加工中間產(chǎn)品，對(duì)鋸材的LCA研究可為實(shí)木成品的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有LCA研究表明，實(shí)木鋸材的環(huán)境影響因材種、產(chǎn)地、運(yùn)輸距離等因素的不同而有顯著差異。一般而言，針葉鋸材的生產(chǎn)能耗低于闊葉鋸材，兩者的能耗值可能相差一倍，密度大、初含水率高的材種和較軟的干燥基準(zhǔn)都會(huì)增加鋸材的生產(chǎn)能耗[1-3]。地區(qū)差異會(huì)對(duì)鋸材的環(huán)境屬性產(chǎn)生顯著影響，Milota等[4]的研究顯示，美國(guó)東南地區(qū)針葉材生產(chǎn)所需能耗為5.15 GJ/m3，遠(yuǎn)高于太平洋西北地區(qū)的3.43 GJ/m3。在木材生命周期的各階段中，干燥階段的能耗和排放水平都較高，對(duì)于出口木材，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸也是產(chǎn)生環(huán)境影響的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[5-6]，與此相對(duì)應(yīng)，木材采伐階段的環(huán)境影響要相對(duì)小得多[7]。

中國(guó)是世界木材生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2018年國(guó)內(nèi)商品材產(chǎn)量8 811萬(wàn)m3，原木和鋸材進(jìn)口量9 642.2萬(wàn)m3[8]。木材來(lái)源廣泛，材種多樣，但對(duì)鋸材產(chǎn)品基于LCA的環(huán)境評(píng)價(jià)卻鮮見(jiàn)報(bào)道，更沒(méi)有系統(tǒng)性的研究，木材產(chǎn)品的基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)長(zhǎng)期缺失。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境問(wèn)題更加重視，木材企業(yè)的生產(chǎn)裝備水平和能源供應(yīng)方式都發(fā)生了顯著變化，尤其是小型工業(yè)鍋爐的使用受限后，木材干燥的供熱方式發(fā)生變化[9]，生產(chǎn)裝備和工藝等也隨之調(diào)整，對(duì)鋸材生產(chǎn)的能源消耗、環(huán)境排放和生產(chǎn)成本都產(chǎn)生了顯著影響，需要進(jìn)行量化評(píng)估。

對(duì)此，本研究以橡木鋸材為典型范例，研究從木材采伐到鋸材生產(chǎn)全過(guò)程的消耗與排放水平，分析國(guó)內(nèi)干燥板材和進(jìn)口干燥板材環(huán)境性能的差異，以及供熱方式的變化對(duì)鋸材環(huán)境性能的影響，為深入性的木質(zhì)產(chǎn)品環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供方法和數(shù)據(jù)借鑒。

1 研究對(duì)象

選用美國(guó)橡木(Quercusspp)鋸材作為研究對(duì)象。橡木是我國(guó)主要進(jìn)口硬闊葉材樹(shù)種，廣泛用于室內(nèi)建筑材料、家具、地板等產(chǎn)品。美國(guó)是我國(guó)最大的橡木進(jìn)口來(lái)源國(guó)，2018年美國(guó)闊葉板材對(duì)中國(guó)市場(chǎng)出口額近19億美元[10]，其中橡木是美國(guó)出口中國(guó)量最大的樹(shù)種，故以橡木鋸材為研究對(duì)象，結(jié)論具有較高代表性。

本研究基準(zhǔn)材選擇厚度為50 mm的白橡木鋸材，為常見(jiàn)家具材厚度，氣干密度為755 kg/m3。橡木屬于難干材，通常初含水率為60%左右，結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的數(shù)據(jù)并參照美國(guó)林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的木材干燥基準(zhǔn)[11]，板材干燥后含水率8%，干燥周期約為40 d。該規(guī)格的橡木鋸材作為此次研究的基準(zhǔn)參數(shù)。

2 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

2.1 目標(biāo)和范圍

1)目標(biāo):對(duì)窯干橡木鋸材生產(chǎn)的物質(zhì)和能量輸入，以及相應(yīng)的排放和產(chǎn)出進(jìn)行量化分析，評(píng)價(jià)其環(huán)境影響，為橡木木質(zhì)制品的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；比較鋸材生產(chǎn)地的不同和干燥供熱方式變化對(duì)鋸材環(huán)境性能的影響，為鋸材價(jià)值鏈和生產(chǎn)方式的優(yōu)化提供參考。

2)范圍：完整LCA包括了一個(gè)產(chǎn)品從“搖籃到墳?zāi)埂彼须A段。對(duì)于木材而言，包括森林經(jīng)營(yíng)、木材采伐、制材、干燥、成品加工、產(chǎn)品銷售/使用直至廢棄處理(圖1)。由于美國(guó)闊葉林都是天然林，樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程中的人工干預(yù)較少[12]，因而森林經(jīng)營(yíng)階段的環(huán)境影響可忽略不計(jì)。橡木鋸材的用途廣泛，不同終端產(chǎn)品的環(huán)境影響各不相同，本次研究的目的在于通過(guò)對(duì)鋸材環(huán)境屬性進(jìn)行量化評(píng)估，為木質(zhì)制品環(huán)境影響的評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究只討論經(jīng)干燥后得到的鋸材，不考慮木質(zhì)制品的加工、使用和最終處理。

圖1 窯干橡木鋸材LCA系統(tǒng)邊界示意圖Fig. 1 System boundary for the LCA of kiln-dried oak lumber

對(duì)于在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的橡木鋸材，其制材和干燥環(huán)節(jié)的系統(tǒng)邊界如圖2和圖3所示。圖3中左側(cè)為外購(gòu)水蒸氣供能的系統(tǒng)邊界，右側(cè)為工廠內(nèi)部生物質(zhì)鍋爐供能的系統(tǒng)邊界。二者的差異體現(xiàn)于以生物質(zhì)鍋爐為熱源時(shí)，鍋爐和噴淋塔會(huì)消耗額外的電能，制材過(guò)程中產(chǎn)生的木廢料可以進(jìn)行循環(huán)利用用作燃料，消除了外界的蒸汽輸入。

圖2 國(guó)內(nèi)制材工段的系統(tǒng)邊界示意圖Fig. 2 System boundary for domestic lumber manufacturing

圖3 國(guó)內(nèi)不同熱源的制材及干燥工段系統(tǒng)邊界對(duì)比圖Fig. 3 System boundary for domestic manufacturing and drying process with different heat sources

在生命周期各階段中存在一些影響較小可以忽略不計(jì)的工段，根據(jù)LCA標(biāo)準(zhǔn)(ISO 14040—2006)可以通過(guò)設(shè)定一個(gè)閾值，將物質(zhì)、能量或?qū)χ匾h(huán)境性能影響較小的工段排除不進(jìn)行分析，只保留重要的工段。本研究將閾值設(shè)定為環(huán)境影響值的1.4%，在此閾值標(biāo)準(zhǔn)下鋸材的全部生產(chǎn)工段都可以保留，同時(shí)忽略對(duì)結(jié)果影響過(guò)小的部分。系統(tǒng)中用于產(chǎn)生水蒸氣的水、用于調(diào)濕處理的水蒸氣、噴淋塔用水以及最終排出的廢水的環(huán)境影響均在閾值以下，因此忽略不計(jì)。

3)功能單位：功能單位是一個(gè)量化產(chǎn)品性能的參考單元，所有的能耗計(jì)算和分析都要以功能單元作為參考基準(zhǔn)。參照已有的林產(chǎn)品LCA研究，本次研究的參考單元為1 m3干燥木材[12-14]。

4)分配：分配是指將產(chǎn)品系統(tǒng)中的輸入和輸出流劃分到所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)或多個(gè)其他產(chǎn)品的系統(tǒng)中去(ISO 14040—2006)。根據(jù)生產(chǎn)調(diào)研的結(jié)果，原木制材過(guò)程中所得鋸材占比70%，木廢料占比30%。根據(jù)質(zhì)量分配原則按此比例對(duì)制材的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分配[12]，即70%的輸出分配給鋸材、30%的輸出分配給木廢料。

2.2 清單分析

清單分析是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品生命周期各階段的物質(zhì)和能量的輸入和輸出進(jìn)行量化的過(guò)程，通過(guò)與功能單元的關(guān)聯(lián)，計(jì)算環(huán)境負(fù)荷因子最終形成生產(chǎn)過(guò)程單位產(chǎn)量環(huán)境影響數(shù)據(jù)清單[15]。

2.2.1 數(shù)據(jù)收集

橡木產(chǎn)地選擇美國(guó)產(chǎn)量最多的密蘇里州，采伐后的原木經(jīng)2 791 km的公路運(yùn)輸至美國(guó)加州的長(zhǎng)灘港，再?gòu)拈L(zhǎng)灘港經(jīng)約9 215 km的海洋運(yùn)輸至我國(guó)的上海港。以此為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，代入Eco-invent數(shù)據(jù)庫(kù)和USLCI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行木材采伐和運(yùn)輸階段的物質(zhì)、能量的輸入和輸出清單。Eco-invent是由瑞士Eco-invent中心開(kāi)發(fā)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋了歐洲以及世界多國(guó)7 000多種產(chǎn)品的單元過(guò)程和匯總過(guò)程數(shù)據(jù)集。USLCI由美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室和其合作伙伴開(kāi)發(fā)，主要包含了美國(guó)本土950多個(gè)單元過(guò)程數(shù)據(jù)及390個(gè)匯總過(guò)程數(shù)據(jù)集，涵蓋常用的材料生產(chǎn)、能源生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的橡木鋸材制材和干燥環(huán)節(jié)的清單數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研獲得，調(diào)研地點(diǎn)為張家港和靖江港木材加工企業(yè)，所有調(diào)研數(shù)據(jù)均與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)照評(píng)估。窯干橡木鋸材生命周期各階段數(shù)據(jù)來(lái)源匯總見(jiàn)表1。

表1 窯干橡木鋸材生命周期各階段數(shù)據(jù)來(lái)源Table 1 Data sources for different life cycle stages of kiln-dried oak lumber

一個(gè)年產(chǎn)能50萬(wàn)m3的國(guó)產(chǎn)制材線配備6臺(tái)電機(jī)功率為37 kW的跑車帶鋸機(jī)、2臺(tái)電機(jī)功率為15 kW的臥式帶鋸機(jī)和10臺(tái)電機(jī)功率為15 kW的框鋸機(jī)，根據(jù)調(diào)研工廠每天8 h的工作時(shí)長(zhǎng)可計(jì)算出電能的消耗量。干燥過(guò)程中橡木由初含水率60%干燥至終含水率8%，干燥窯容積為150 m3，窯體金屬鋁外板厚0.8 mm，內(nèi)板厚1.2 mm，隔熱纖維層厚100 mm，碎石、煤渣和混凝土厚度各為100 mm，窯內(nèi)干燥溫度為60 ℃，窯內(nèi)配有7個(gè)功率為3 kW的風(fēng)機(jī)。以外購(gòu)水蒸氣為熱源干燥時(shí)，所消耗的熱能分別經(jīng)過(guò)調(diào)研和理論計(jì)算[16-17]兩種方法獲得以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，調(diào)研得知每天每窯需要消耗壓力約為14 kg/m2的水蒸氣2.5～3.0 t，根據(jù)汽化潛熱可計(jì)算出干燥所需的熱量。其他相關(guān)數(shù)據(jù)的來(lái)源見(jiàn)表2。

表2 國(guó)內(nèi)制材和干燥工段的數(shù)據(jù)來(lái)源Table 2 Data sources of domestic lumber manufacturing and drying process

2.2.2 輸入、輸出清單

當(dāng)以外購(gòu)蒸汽為熱源時(shí)，經(jīng)理論計(jì)算得知干燥1 m3橡木鋸材需要消耗熱量3.61×106kJ(表3)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研所獲得的熱能消耗為3.46×106kJ。Simpson等[19]研究結(jié)果顯示，干燥50 mm厚的1 m3橡木由50%的含水率干燥至7%需要消耗熱能2.88×106kJ。經(jīng)比對(duì)上述的調(diào)研數(shù)據(jù)、理論計(jì)算數(shù)據(jù)和其他學(xué)者相關(guān)的研究數(shù)據(jù)，可知三者數(shù)值相近。

表3 以外購(gòu)蒸汽為熱源的窯干橡木鋸材生產(chǎn)過(guò)程的輸入、輸出清單Table 3 The input and output inventory for the manufacturing process of kiln-dried oak lumber with purchased steam as heat source

經(jīng)調(diào)研得知，噴淋塔凈化效率為95%，每生產(chǎn)1 m3鋸材所產(chǎn)生的木廢料中有430 kg可循環(huán)利用作為鍋爐的燃料。設(shè)鍋爐的熱效率為70%[20]，可得以生物質(zhì)鍋爐為熱源時(shí)的清單數(shù)據(jù)(表4)。對(duì)比表3和表4可知，生物質(zhì)鍋爐為熱源時(shí)，由于鍋爐和噴淋塔的使用，生產(chǎn)過(guò)程的熱能和電能消耗相比較外購(gòu)水蒸氣為熱源都有所增加，干燥所消耗的熱能增加了0.74×106kJ(20.5%)，電能增加了51.42 kWh(35.0%)。但由于生產(chǎn)過(guò)程木廢料的資源化利用，系統(tǒng)輸出的木廢料量下降了92.7%。

表4 生物質(zhì)鍋爐為熱源的窯干橡木鋸材生產(chǎn)過(guò)程的輸入、輸出清單Table 4 The input and output inventory for the manufacturing process of kiln-dried oak lumber with on-site biomass boiler as heat source

2.3 影響評(píng)價(jià)

影響評(píng)價(jià)是指評(píng)價(jià)清單分析階段的消耗和排放數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品生命周期各部分環(huán)境影響的貢獻(xiàn)，并總結(jié)各影響因素對(duì)環(huán)境影響的排序。

2.3.1 評(píng)價(jià)方法

本次研究選擇了SimaPro 8.0.1軟件中的Eco-indicator99作為評(píng)價(jià)方法，是一種面向“終點(diǎn)”的損害取向評(píng)價(jià)理論。它將產(chǎn)品清單分析的數(shù)據(jù)按照一定的環(huán)境機(jī)制劃分為各種環(huán)境問(wèn)題，并將各種環(huán)境問(wèn)題對(duì)人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和資源損害按一定權(quán)重進(jìn)行歸一化[21]。選擇它的原因是其應(yīng)用最成熟，使用也較為廣泛，且影響類別全面，相關(guān)的木制品LCA研究也應(yīng)用了此方法[22]。

2.3.2 外購(gòu)蒸汽為熱源的窯干鋸材的環(huán)境影響

窯干橡木鋸材最為顯著的環(huán)境影響類別是呼吸性無(wú)機(jī)物和化石燃料，加權(quán)后總得分均為25.50(圖4)，均占總環(huán)境影響的40.79%，二者共計(jì)占比高達(dá)81.58%。呼吸性無(wú)機(jī)物的環(huán)境影響主要由運(yùn)輸和干燥工段所引起，在運(yùn)輸過(guò)程中87.47%的呼吸性無(wú)機(jī)物影響來(lái)自燃料燃燒后所產(chǎn)生的NOx。而干燥工段影響較為顯著的原因是，當(dāng)以電廠外購(gòu)水蒸氣作為熱源時(shí)，電廠所提供的水蒸氣多數(shù)是由燃煤鍋爐產(chǎn)生的，燃煤鍋爐的使用會(huì)向大氣中排放大量的SO2、NOx和顆粒物。對(duì)化石燃料資源的影響主要來(lái)自海洋運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸，占比分別達(dá)到60%和23.92%。運(yùn)輸方面影響頗為顯著的原因是，進(jìn)行鐵路和海洋運(yùn)輸時(shí)火車及貨輪主要以燃油、天然氣和煤作為燃料，因此消耗了大量的化石燃料。剩余的其他影響類別僅占總環(huán)境影響的18.42%，體現(xiàn)在酸化/富營(yíng)養(yǎng)化、氣候變暖、致癌物等方面。2018年美國(guó)環(huán)境保護(hù)署將木材定義為碳中性材料，即森林被砍伐后使得部分“碳”轉(zhuǎn)移到林產(chǎn)品中，林產(chǎn)品最終被廢棄燃燒，從而產(chǎn)生一定的碳排放，進(jìn)而被新種植的樹(shù)木吸收，從而達(dá)到碳平衡，因而其氣候變暖的影響值自然很低[23]。土地利用影響值很低的原因是，森林經(jīng)營(yíng)沒(méi)有被計(jì)入研究范圍，即樹(shù)木生長(zhǎng)所占用的土地被排除在外。

圖4 1 m3窯干橡木鋸材的環(huán)境影響Fig. 4 Environmental impacts of 1 m3 kiln-dried oak lumber

從各加工工段來(lái)看，環(huán)境影響由大到小依次為海洋運(yùn)輸、干燥、鐵路運(yùn)輸、木材采伐和制材(圖5)。其中海洋運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸均在化石燃料消耗和呼吸性無(wú)機(jī)物排放方面產(chǎn)生了顯著影響，化石燃料分別占海洋運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸總體影響的49.76%和51.09%，其次是呼吸性無(wú)機(jī)物分別占海洋運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸總體影響的38.05%和36.85%。干燥所造成的環(huán)境影響類別最廣泛，對(duì)呼吸性無(wú)機(jī)物、氣候變暖、化石燃料和致癌物等環(huán)境類別均有影響，其中最顯著的呼吸性無(wú)機(jī)物占比為48.12%。而木材采伐和制材的環(huán)境影響因素較為單一，木材采伐工段中59.18%的環(huán)境影響來(lái)自化石燃料的消耗，制材工段中呼吸性無(wú)機(jī)物的排放占比則高達(dá)76.01%。

圖5 生命周期各階段對(duì)窯干橡木鋸材環(huán)境影響的貢獻(xiàn)Fig. 5 Contribution of each life cycle stage to the environmental impacts of kiln-dried oak lumber

圖5的數(shù)據(jù)表明，以原木進(jìn)口到國(guó)內(nèi)，在國(guó)內(nèi)完成制材和干燥的橡木板材，其主要環(huán)境影響來(lái)自遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和干燥環(huán)節(jié)。海洋運(yùn)輸?shù)某L(zhǎng)距離極大改變了木材的環(huán)境屬性，并使得化石燃料和呼吸性無(wú)機(jī)物成為鋸材的主要環(huán)境影響類別。木材干燥一直以來(lái)都是木材加工過(guò)程中的主要能耗環(huán)節(jié)，對(duì)于橡木這樣的難干闊葉材，由于干燥周期較長(zhǎng)，其產(chǎn)生的環(huán)境影響尤為顯著，干燥過(guò)程對(duì)能源的消耗進(jìn)一步加大了化石燃料和呼吸性無(wú)機(jī)物兩類環(huán)境影響的影響值。

2.3.3 不同熱源的窯干鋸材的環(huán)境影響比較

外購(gòu)水蒸氣為熱源和生物質(zhì)鍋爐為熱源對(duì)鋸材環(huán)境性能的影響水平相似，外購(gòu)水蒸氣為熱源所產(chǎn)生的環(huán)境總負(fù)荷(62.51)要稍大于生物質(zhì)鍋爐為熱源(60.27)。如圖6所示，在致癌物、呼吸性有機(jī)物的排放、氣候變暖、臭氧層損耗、酸化/富營(yíng)養(yǎng)化和化石燃料消耗方面，外購(gòu)水蒸氣為熱源產(chǎn)生的環(huán)境影響均大于生物質(zhì)鍋爐為熱源，其余的環(huán)境影響方面則是外購(gòu)水蒸氣為熱源更具有優(yōu)勢(shì)。兩者在呼吸性有機(jī)物和呼吸性無(wú)機(jī)物的排放、酸化/富營(yíng)養(yǎng)化和化石燃料消耗方面差距不大，分值相差在10%以內(nèi)，而氣候變暖、輻射和礦物質(zhì)資源消耗方面相差較大，超過(guò)了30%。造成這一現(xiàn)象的原因是，電廠提供的水蒸氣多數(shù)是由燃煤鍋爐產(chǎn)生的，燃煤供熱會(huì)消耗大量化石燃料并產(chǎn)生NOx和顆粒物等污染物，而生物質(zhì)鍋爐主要以廠內(nèi)制材加工后所剩余的木廢料為燃料，木廢料則循環(huán)利用于干燥工段中，因此產(chǎn)生了相應(yīng)的正向環(huán)境影響，這在氣候變暖指標(biāo)中體現(xiàn)得最為明顯。

圖6 不同熱源橡木窯干鋸材的各類環(huán)境影響對(duì)比Fig. 6 Comparison of each environmental impact of kiln-dried oak lumber generated by different heat sources

和分散式的燃煤鍋爐供熱相比，集中供熱鍋爐的效率更高，排氣處理設(shè)施更加完備，有利于降低能源供給的環(huán)境影響。但是生物質(zhì)鍋爐的原料來(lái)自生產(chǎn)廢棄物，是對(duì)廢棄物的資源化利用，由于燃料成分為有機(jī)物，其燃燒排放特征也有異于燃煤鍋爐，因而其環(huán)境性能與相同規(guī)模的燃煤鍋爐存在顯著差異。本次研究的結(jié)果表明，采用生物質(zhì)鍋爐供熱，鋸材的總體環(huán)境性能的影響與集中供熱相當(dāng)，表明生物質(zhì)鍋爐具有保留應(yīng)用的價(jià)值。

2.3.4 國(guó)內(nèi)外窯干橡木鋸材的環(huán)境影響比較

由于橡木同時(shí)以原木和鋸材兩種形式進(jìn)口到國(guó)內(nèi)，本研究也比較了國(guó)內(nèi)干燥鋸材和海外干燥鋸材在環(huán)境性能上的差異。海外干燥鋸材的制材和干燥數(shù)據(jù)取自USLCI數(shù)據(jù)庫(kù)。分析表明，橡木國(guó)內(nèi)鋸材所產(chǎn)生的環(huán)境影響(62.60)遠(yuǎn)大于橡木海外鋸材(27.60)。從圖7可見(jiàn)，在環(huán)境影響類別方面，橡木國(guó)內(nèi)鋸材的致癌物、呼吸性有機(jī)物和呼吸性無(wú)機(jī)物的排放、氣候變暖、酸化/富營(yíng)養(yǎng)化和化石燃料消耗這些環(huán)境影響均顯著大于海外鋸材，兩者相差超過(guò)1倍。兩者環(huán)境影響得分相差較大的原因是海外的制材生產(chǎn)線以及干燥工藝和國(guó)內(nèi)具有差異，其干燥工藝和裝備水平較為成熟，能耗控制較好。另外在運(yùn)輸方面，原木的運(yùn)輸質(zhì)量顯著大于運(yùn)輸干燥后板材的質(zhì)量，而呼吸性無(wú)機(jī)物的排放、化石燃料消耗和氣候變暖都受運(yùn)輸和干燥工段的影響較大，因此在這3個(gè)環(huán)境影響方面海外的鋸材也具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也印證了上述研究中所提到的運(yùn)輸確實(shí)對(duì)橡木鋸材的環(huán)境性能產(chǎn)生了不小的影響。

注：橡木國(guó)內(nèi)鋸材是指原木從海外運(yùn)輸至國(guó)內(nèi)港口，在國(guó)內(nèi)鋸場(chǎng)內(nèi)制造成板材；橡木海外鋸材是指海外鋸切后的板材干燥后直接銷往國(guó)內(nèi)。圖7 橡木國(guó)內(nèi)鋸材和橡木海外鋸材的各類環(huán)境影響對(duì)比Fig. 7 Comparison of each environmental impact between domestic and US-produced oak lumber

國(guó)內(nèi)外窯干橡木鋸材的環(huán)境影響差異表明，從提高環(huán)境友好性的角度，直接進(jìn)口板材優(yōu)于進(jìn)口原木后在國(guó)內(nèi)進(jìn)行鋸材加工。

3 結(jié)論與討論

1)國(guó)內(nèi)窯干橡木鋸材在生命周期各階段的環(huán)境影響從大到小依次為海洋運(yùn)輸、干燥、鐵路運(yùn)輸、木材采伐和制材。國(guó)內(nèi)外窯干橡木鋸材所帶來(lái)的環(huán)境影響主要體現(xiàn)在化石燃料消耗和呼吸性無(wú)機(jī)物排放這兩種環(huán)境問(wèn)題上，兩者共占據(jù)總環(huán)境影響的81.58%。就環(huán)境影響貢獻(xiàn)最大的運(yùn)輸而言，由于橡木為進(jìn)口材導(dǎo)致其運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)，造成了較為顯著的環(huán)境影響，若想削弱這部分的影響可以增加清潔能源的使用。在木材干燥方面，若能縮短干燥周期，也可有效地減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，可將木材在窯干之前先進(jìn)行預(yù)干燥或大氣干燥，以縮短干燥周期，減少能耗降低環(huán)境損害。

2)在干燥熱源的研究表明，以木廢料作為燃料的生物質(zhì)鍋爐與電廠外購(gòu)水蒸氣為熱源所產(chǎn)生的環(huán)境影響相差不大。主要環(huán)境影響方面，二者在呼吸性有機(jī)物的排放和化石燃料消耗之間的差距較小，分值相差在10%以內(nèi)，而在氣候變暖方面相差較大，分值相差超過(guò)30%。生物質(zhì)鍋爐是對(duì)加工產(chǎn)生木廢料的資源化利用，這部分可產(chǎn)生正向的環(huán)境影響，因而其環(huán)境性能與相同規(guī)模的燃煤鍋爐存在顯著差異，因此生物質(zhì)鍋爐具有保留應(yīng)用價(jià)值。

3)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，由于國(guó)外制材生產(chǎn)方式與國(guó)內(nèi)的不同，以及運(yùn)輸時(shí)原木的運(yùn)輸質(zhì)量顯著大于運(yùn)輸干燥后板材的質(zhì)量，使得國(guó)內(nèi)鋸材消耗了更多的化石燃料資源。在這些因素的影響下，橡木海外鋸材的環(huán)境性能在呼吸性無(wú)機(jī)物排放、化石燃料消耗和氣候變暖方面要顯著優(yōu)于橡木國(guó)內(nèi)鋸材，致使兩者最終的總體環(huán)境性能相差幾乎1倍。就環(huán)境性能而言，直接進(jìn)口板材優(yōu)于進(jìn)口原木后在國(guó)內(nèi)進(jìn)行鋸材加工，可見(jiàn)我國(guó)的制材生產(chǎn)線、干燥加工的原料和能源利用效率與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的提升空間。