应用高新技术建设“环境材料型”水泥工业(3)

陈全德

　　LCA方法：包含目标和范围确定，编目分析、影响解析、综合评估等四个方面内容：
　　1、目标和范围确定：是指评价的产品（或材料）目标的确定；评价目标的范围及其系统边界确定。　　对水泥工业来讲，由于生产方式差异较大，为了具有可比性，评价目标可确定为熟料或分品种的水泥成品；起始边界可从原料矿山或原料入厂开始；终了边界可定为熟料入库或分品种水泥入库或出厂为止。由于水泥成品对建筑工业或混凝土及其制品工业来讲仅系原料或半成品，因此建筑物或构筑物的寿命，难于包括在水泥工业LCA研究范围之内。
　　2、编目分析：关键在于数据的收集与计算。例如：资源、能源、大气影响、水质影响、固体废弃物等都要在原料获取、加工，半成品与成品制备，运输，消费，回收再生、处理处置等子过程中分别采集、计算，然后再汇总综合处理。因此除对全过程中各个子过程中的数据都要详细研究，工作需要非常仔细、认真方可保证LCA全过程的准确完善。对水泥工业来讲，编目分析中，子过程有：矿山开采、运输、破碎；原、燃料运输、破碎、堆存或预均化；生料制备、输送、气力均化；煤粉制备、输送；熟料煅烧全过程直至入库；水泥粉磨及输送入库；水泥储存、输送及袋装或散装出厂等。编目分析收取数据要包括以下内容：
　　（1）各项原料、半成品及产品产值
　　（2）资源消耗量
　　（3）能源消耗量
　　（4）各种废气、废水、废物排出量
　　（5）“三废”中有害物排出量（如：烟尘、CO2、SO2、NOx及其他重要污染物等）。
　　以上数据，需包含日、月、年总量、单位产品或单位废气、废水、粉尘或固体废弃物有害成分含量，以及处理和再利用状况等。同时，包括年、月、日平均值和最高、最低值等。
　　3、影响解析：在编目分析中已取得大量数据，用这些数据在同行业或本企业历史数据中，进行单项环境负荷分析评价是可行的。它可以检验本企业在同行业中某单项环境负荷（如：能源、资源消耗或“三废”排放的环境负荷等）地位或采用某些技术或管理改进后的效果等。但是，这些单项“环境负荷”如做到“指标归一化”，采用某一数学模型进行叠加以获得一个综合环境负荷指标，在不同行业之间对比，或研究它对全球或某地区环境影响则是十分困难的。同时，“三废”排出对环境的影响（如：温室效应、酸沉降、生态破坏等）尚无统一评判批准。因此，我国“863”计划所列的由北京工业大学等单位承担的《材料的环境协调性评价研究》（MLCA）项目，建立了材料生产、设计的“双指标评价体系”，并建议采用“标准流程对照法”对LCA结果进行对比和检验。由于该方法是将有关实际生产线的各种环境负荷值与“标准流程”的相关数值进行比较。避开了“环境负荷绝对值”难以确定的难题，又可以正确反映LCA研究对象与标准流程相比所具有的水平及存在的问题，有利于采用高新技术进行技术改造，赶超先进水平。对水泥工业来讲，“标准流程”可选取国际新型干法生产线实际生产中各项环境负荷分项及综合指标已具有当代国际先进水平的流程，以便接受评估单位以此作为目标加以追赶（LCA具体计算将另文专述）。
　　4、综合评估
　　综合评估是根据被评估生产工艺线各项环境负荷测定和计算结果，进行分项和综合评估。
　　（1）与标准工艺线或同类工艺线、同类产品进行对比，以研究本工艺线或产品环境负荷达到的水平，寻求改进提高途径。
　　（2）对本工艺线或本产品采取某种技术、管理改进措施前后，环境负荷值变化状况进行对比分析。以研究技术或管理改进措施的效果。
　　（3）为达到某种标准目标值进行的工艺技术、管理或产品检查
　　（4）为达到某种目标而对现有工艺或产品进行检查，对工艺及产品现状进行环境协调性分析。
　　（5）作为综合利用各种废弃物（如：废渣、废料、工业及生活垃圾、再生能源及危险废弃等）的指南。
　　美国与80年代曾对使用一次性婴儿尿布问题进行辩论，以后通过LCA研究，一个最干旱的州，水源紧张、人口稀少、荒地辽阔，于是洲会议决定推广使用一次性尿布（用后填埋）；1994年美国伊里利诺洲还曾对收碎玻璃瓶溶化和使用石英原料生产玻璃问题进行LCA研究，其结论是：当使用碎玻璃瓶作为再生原料，节能可达13%左右，但当玻璃瓶回收点与溶化厂的距离超过100英里时，由于运输过程中能耗增加，则无节约能源可能。此外，1995年德国还就多次重复利用的牛奶玻璃瓶包装及一次性无菌纸盒包装问题进行LCA研究等等。因此，LCA研究还需结合各国、各地区的具体环境状况与法律、标准等规定进行，以便对方案进行选择、改进的必要性与可能性及可行性进行综合评估，以取得最佳效果及效益。
　　如上所述，水泥产品同盟许多低值易耗产品的生命周期是有很大不同的，同时水泥对建筑工业或混凝土工业来讲只是原料或半成品，因此在LCA研究中的目标及范围（系统边界）划分亦需根据水泥工业具体情况确定。同时，水泥工业进行LCA研究并不可能摒弃原来传统的“技术测定”或“热工标定”以及“热工系统工程研究”内容，而是要与它们更好的结合，以它们为基础才能更好地进行LCA研究。

三、应用高新技术、加强科学管理，建设“环境材料型”水泥工业
　　建设我国“环境材料型水泥产业，必须做到加强科学管理与采用高新技术相结合。一方面，加速产业结构调整，大力发展新型干法水泥生产，改变技术、产品结构落后状况；另一方面，建立现代企业制度，加强现代化科学管理，提高全员素质水平。当前，经济全球化趋势给各国经济发展带来深刻影响，人口彭涨、资源短缺、环境恶化已成为当代可持续发展面临的三大问题。因此，1992年联合国在巴西召开了“环境与发展大会”，发表了《关于环境与发展宣言》，国际标准化组织（ISO）也于1993年6月成立了“环境管理标准化委员会”（ISO/TC207）正式开展了全球环境管理领域的标准化工作，预计将要颁布100多个标准，代号为ISO14000系列。第一批有关环境管理标准中最基础、最重要的五个标准（ISO14001、14004、14010、14011、14012）已于1996年颁布。我国也于1995年10月成立了与ISO/TC207相对应的“全国环境管理标准化委员会（CSBTS/TC207）”，并于1996年12月正式颁布了等同于ISO14001等的五个国家标准（即GB/T24001、24004、24010、24011、24012），以推动我国环境标准化管理工作。ISO14001（或GB/T24001）等五个标准的内容是：环境管理体系—规范及使用指南；环境管理体系—原则、体系和支持技术通用指南；环境审核指南—通用原则；环境审核指南—审核程序—环境管理体系审核；环境审核指南—环境审核员资格要求。同时，在ISO14000标准系列中还对“生命周期评估”（LCA）预留了ISO14040～14049十个标准号，其中：ISO14040（原则和框架）已于1997年6月颁布，ISO14041（存量分析），ISO14042（影响评估），ISO14043（评价和改进）已经起草，不久即可颁布。
　　环境管理认证标准ISO14001是关于企业环境影响的管理的，它要求认证单位建立环境管理体系，制定环境方针和目标，对环境进行承诺、控制和持续改进等。而ISO14040等LCA标准，则是对环境改进的一种技术支撑，其本身并不能改善环境，它必须通过一种机制（如：技术、管理、操作等改进）方可达到改善环境的目的。因此，在工业企业实际生产活动中，第一必须贯彻ISO14001等五个标准，并进行认证：第二要通过贯彻代高新技术，加强科学管理等手段进行工艺改进，达到降低环境负荷、保护环境的目的。
　　对我国水泥工业来讲，淘汰落后生产工艺，发展具有当代技术水平的新型干法生产工艺，是降低环境负荷，建设“环境材料型”产业的必由之路。同时，发展新型干法水泥生产中，必须重视采用高新技术和不断进行技术创新，决不能“因陋就简”，认为只要加“窑尾一把火”，就是新型干法工艺了，这样只能事与愿违，得不偿失。
　　八十年来，国际水泥工业在新型干法水泥生产全过程，不断吸取现代科学最新理论及高新技术成果，在降低环境负荷，保护环境方面取得了丰硕成果，使水泥工业迅速向“环境材料型”产业转变，不但得到了持续发展，并且增强了国际市场竞争能力。在我国即将加入“WTO”的今天，其经验十分值得吸取。这些理论与成果是：