中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议.pdf

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1、第 30 卷第 11 期2010 年 11 月环境科学学报Acta Scientiae CircumstantiaeVol 30，No 11Nov，2010基金项目:“十一五”科技支撑计划项目(No2006BAC02A02，2009BAC65B09)Supported by the Key Technologies RD Program of the“11th Five-year Plans”(No2006BAC02A02，2009BAC65B09)作者简介:姜睿(1984)，男，E-mail:totoyingying hotmail com;*通讯作者(责任作者)，E-mail:wanght

2、 scu edu cnBiography:JIANG Rui(1984)，male，E-mail:totoyingying hotmail com;*Corresponding author，E-mail:wanght scu edu cn姜睿，王洪涛，张浩，等2010 中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议J 环境科学学报，30(11):2361 2368Jiang R，Wang H T，Zhang H，et al 2010 Life cycle assessment of cement technologies in China and recommendationsJ Acta Sci

3、entiaeCircumstantiae，30(11):2361 2368中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议姜睿，王洪涛*，张浩，陈雪雪四川大学建筑与环境学院，成都 610065收稿日期:2010-02-09修回日期:2010-05-21录用日期:2010-07-07摘要:为了定量分析各种水泥生产工艺造成的环境影响以及工艺替代时可能造成的环境问题转移，采用生命周期评价(Life Cycle Assessment，LCA)方法，建立了大型、中型、小型新型干法、传统立窑、新型半干法(JT 窑)5 种典型水泥生产工艺从原材料开采到熟料生产的生命周期模型，对比分析了以上工艺生命周期过程中能耗、温

4、室效应、酸化、可吸入无机物等主要环境影响类型的差异，提出并计算了大型新型干法替代其他工艺时的“平衡运输距离”，并推导了其一般表达式 结果表明，由于大型新型干法工艺氮氧化物排放较多，使得工艺替代时可能伴随着环境问题从能耗、温室效应向酸化、可吸入无机物等影响类型转移;同时，由于产能增加，大型新型干法工艺也可能导致环境影响从生产阶段向运输阶段转移 从本文的案例研究可以看出，LCA 方法可以定量分析不同环境影响类型之间和不同生命周期阶段之间的环境问题转移，能为技术评价和相关政策制定及实现全社会节能减排目标提供科学的依据与建议关键词:生命周期评价;水泥;熟料;工艺比较;环境问题转移;平衡运输距离文章编号

5、:0253-2468(2010)11-2361-08中图分类号:X32文献标识码:ALife cycle assessment of cement technologies in China and recommendationsJIANG Rui，WANG Hongtao*，ZHANG Hao，CHEN XuexueCollege of Architecture and Environment，Sichuan University，Chengdu 610065Received 9 February 2010;received in revised form 21 May 2010;accep

6、ted 7 July 2010Abstract:In order to assess the environmental impacts of cement production with different technologies and quantify the potential“environmental problemshifting”due to technology replacement，life cycle models of cement clinkers，produced with large/medium/small rotary kiln，shaft kiln an

7、d new semi-dryprocess(JT kiln)，were developed based on life cycle assessment(LCA)Major environmental impacts，i e primary energy demand，global warmingpotential，acidification potential and respiratory inorganics，were analyzed and compared Furthermore，the concept of“balance mileage”is proposed toindica

8、te the problem shifting from production stage to transportation stage due to technology replacement The balance mileage and its general formulaswere obtained This study shows that LCA can support various technology assessments and policy-making to prevent environmental problem shiftingKeywords:life

9、cycle assessment;cement;clinker;technology comparison;environmental problem shifting;balance mileage1引言(Introduction)在采用技术方案或政策措施解决产品环境问题时，经常出现两种形式的环境问题转移:在不同资源/环境影响类型之间转移，或者在不同的产品生命周期阶段之间转移，即在不同时间和空间上转移 大多数情况下，这两种形式的环境问题转移甚至同时出现，因此，在技术评价和相关政策制订过程中必须要充分考虑这一问题 生命周期评价方法(Life Cycle Assessment，LCA)可以覆盖产

10、品的多个生命周期阶段，能够量化分析各种资源、环境因素，为发现和定量分析上述环境问题转移提供了标准化的方法(International Organization for Standardization，2006a;2006b)水泥是国民经济建设重要的基础原材料，同时，水泥工业也是高能耗、高污染的基础行业 中国水泥协会的统计资料(曾学敏，2009;孔祥中，2009)显示，2008 年全国水泥产量 13 8 109t，相当于当年世界总产量的 50%;水泥行业能源消耗约为 1 39109t 标准煤，占全国能源消耗总量的 4 9%;全行环境科学学报30 卷业 CO2、SO2年排放量分别为 8 93 10

11、9t 和 60 35 104t，约占全国排放总量的 20%和 2 6%;年排放颗粒物 420 104t，约占全国工业颗粒物排放总量的30%因此，对水泥行业进行技术改造并制定政策调控措施对实现全社会的节能减排目标有重要的影响新型干法工艺，尤其是装备大型回转窑的新型干法，因具有节能、经济效益高的特点，被认为是替代落后技术的最佳工艺选择 近年来，在技术准入、差别电价、资源综合利用补贴、清洁生产标准等一系列行业政策的引导下，新型干法工艺已经成为中国水泥行业未来的发展趋势，其市场份额已从 2002年的不到 20%快速上升到 2008 年底的 60%以上，而传统立窑的比重则降至 38 6%(曾学敏，200

12、9)，干法中空窑、湿法窑等落后技术基本被完全淘汰与中小型新型干法、立窑、JT 窑等其他工艺相比，大型新型干法工艺在能耗、温室气体和颗粒物排放等方面具有明显优势，但由于氮氧化物的排放量较大，有可能造成酸化、可吸入无机物等的影响增大因此，采用大型新型干法替代其他工艺，其实伴随着环境问题向其他影响类型的转移 因此，定量分析大型新型干法工艺的优势和不足，综合权衡多种环境影响就显得十分必要 目前，国内对水泥的生命周期环境影响已有较系统的研究(刘顺妮，2002;朱天乐等，2006;董世根等，2008)，但不同生产工艺及规模之间的多环境影响类型量化对比分析却较为少见此外，在市场容量不变的情况下，随着产能的增

13、大必将导致产品运输量的增加 而且由于大型新型干法工艺受资源、选址等因素的限制，无法灵活选址及靠近销售市场，有可能进一步导致运输量增加 为此，水泥行业内提倡采用“大型新型干法配合分布式粉磨站”的生产模式，改水泥运输为熟料运输，以减少运输量 但即便采用“大型新型干法-粉磨站”生产模式替代其他工艺，随着运输距离的增加，运输阶段的能耗与排放可能逐步抵消、甚至反转大型新型干法工艺在生产阶段的优势 尤其是现存的落后产能市场主要位于运输条件差、市场容量小的地区，采用大型新型干法工艺后，运输量可能会显著增加 因此，不加区分地建设大型新型干法水泥生产线，有可能使得环境问题从生产阶段转移到运输阶段，甚至造成全社会

14、能耗和环境排放的增加，而有关这方面的定量分析，国内文献还未见讨论因此，本研究采用生命周期评价(LCA)方法，建立大型、中型、小型新型干法、传统立窑、新型半干法 JT 窑 5 种典型水泥工艺从原材料开采到熟料生产的生命周期模型，通过对比分析以上工艺的生命周期能耗、温室效应及酸化、可吸入无机物等主要环境影响类型，定量分析不同环境影响类型之间的环境问题转移;同时，提出并计算大型新型干法替代其他工艺时的“平衡运输距离”，推导了当两种生产工艺的能耗和温室效应影响持平时，熟料和水泥的平衡运输距离一般关系式，定量分析生产和运输阶段之间的环境问题转移 以期为各种技术的实际应用和相关政策的制定，以及全社会节能减

15、排目标的实现提供科学依据与建议2水泥熟料的生 命 周 期 评 价(LCA of cementclinker)2 1目标与范围定义目前，中国水泥行业的典型生产工艺可以分为5 种:大型新型干法(熟料日产量 4000 td1)、中型新型干法(熟料日产量 2000 4000 td1)、小型新型干法(熟料日产量 2000 t d1)、传统立窑(熟料日产量 1000 2000 td1)和新型半干法 JT 窑(熟料日产量 0 1200 t d1)本文的研究目标是量化分析大型新型干法与其他工艺相比的优势与不足及运输过程可能造成的环境影响图 1水泥生命周期流程图Fig 1Life cycle flow char

16、t of cement选取生产 1t 强度等级为 52 5 MPa 的水泥熟料作为 LCA 的功能单位 根据研究目标，系统边界定义为:原材料开采、能源生产、熟料煅烧及产品的运输过程，系统边界未包括产品的使用和废弃阶段，具体生命周期流程见图 1 本研究假设水泥厂选址尽量接近原燃料产地，不同工艺的原燃料运输量接近，因此，在进行工艺比较时忽略了原燃料运输对研究结果的影响263211 期姜睿等:中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议2 2生命周期清单分析根据目标与范围定义，本研究分别调查了上述5 种水泥生产工艺的物质投入和污染物排放数据，并追溯上游原材料开采、能源生产等流程的生命周期清单，最终计算出

17、不同工艺生产功能单位熟料产品的生命周期清单2 2 1熟料煅烧过程的清单数据熟料生产的原料投入主要为石灰石、粘土或砂岩及硫酸渣或其他工业废弃物 由于不同工艺的原料消耗量接近，在进行工艺比较时差异很小，因此，表 1 中只列出了生产 1t 熟料时的能耗和环境排放数据，在工艺对比差值计算时未考虑原材料的差别 熟料生产的能耗主要为烧成煤耗和电耗，对于不同工艺，本研究取多条生产线的统计平均值作为单位熟料产品的能源消耗(肖 秋 菊 等，2008;周 鸿 锦，2007;李 俭 之，2009)，并在新型干法工艺中包含了回转窑低温余热发电技术 熟料生产过程会产生多种环境排放，其中，源自煤炭燃烧和石灰石分解造成的

18、CO2排放是基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)的模型(IPCC，2006a;2006b)计算得出，JT 窑的颗粒物排放来自于实际生产线的统计平均值(李俭之，2009)，其余环境排放数据来自于中国水泥工业污染源普查统计结果(国务院第一次全国污染源普查领导小组办公室，2008)本研究根据国内余热发电技术平均水平假设每吨熟料余热发电量为 35 kWh 考虑到不同工艺熟料的差异，假设新型干法的熟料强度等级为 62 5MPa，立窑和 JT 窑的熟料强度等级为 52 5 MPa表 1熟料煅烧单元过程的能耗和排放清单数据Table 1Inventory of unit process of clink

19、er calcinations生产工艺熟料强度/MPa原煤/(kg t1)电耗/(kW h t1)CO2/(kg t1)SO2/(kg t1)NOx/(kg t1)颗粒物/(kg t1)大型新型干法62 5159 102649(299)837 102990 102158189 101中型新型干法62 5170 102700(350)860 102109 101175189 101小型新型干法62 5192 102790(440)905 102119 101175275 101立窑52 5202 102830(830)926 102352 101223 101405 101JT 窑52 5155

20、 102452(452)829 102352 101223 101131 101注:原煤热值为 2 09 107J kg1 括号中数据表示外购电量2 2 2熟料生产上游流程的清单数据在本研究中，熟料生产的上游流程包括电力生产、煤炭开采及石灰石、粘土等原材料开采 其中，电力生产和煤炭开采的生命周期清单数据来自于中国生命周期参考数据库 CLCD(刘夏璐等，2010)由于不同工艺的石灰石和粘土消耗量接近，且资源开采流程对整个生命周期环境影响的贡献很小，所以，在以下计算不同工艺的环境影响差值时未考虑原材料开采过程的差别22 3熟料生产生命周期建模与生命周期清单采用国内开发的 LCA 软件 eBalan

21、ce，建立不同工艺的 LCA 模型，分别计算出功能单位熟料的生命周期清单(表 2)为保证不同工艺之间的可比性，在计算生命周期清单之前，先将表 1 中新型干法工艺的物质清单数据折算为熟料强度等级52 5 MPa 的水平，折算公式(中华人民共和国环境保护部，2009)如下:表 2不同工艺熟料生产的生命周期清单(LCI)Table 2LCI results of clinkers by different technologies生产工艺熟料强度/MPa煤/(kg t1)原油/(kg t1)天然气/(m3 t1)CO2/(kg t1)CH4/(kg t1)SO2/(kg t1)NOx/(kg t1)

22、颗粒物/(kg t1)大型新型干法525183 1029 71 102825 103883 102861 101769 101160244 101中型新型干法525198 1021 13 101958 103914 102930 101846 101178254 101小型新型干法525225 1021 40 101119 103973 102106980 101181353 101立窑525267 1022 64 101224 103108 1021261554 68 101575 101JT 窑525195 1021 47 101125 103929 102918 1011 153 60

23、101226 1013632环境科学学报30 卷=452 5槡A(1)M=M(2)式中，为熟料强度等级折算系数;A 为熟料平均 28d 抗压强度(MPa);M为熟料强度等级折算为 52 5MPa 后，单位熟料产品的物质清单数据;M 为单位熟料产品的原始物质清单数据从表 2 可以看出，大型新型干法与其他工艺相比具有一定优势，JT 窑大体上与中型新型干法相当，而小型新型干法优于立窑 其中，原油、天然气主要来自于上游生产过程，在水泥的生命周期中的贡献很小2 3生命周期影响评价(LCIA)本研究选择以下 4 类与水泥生产关系密切的环境影响类型进行分析:一次能源消耗(国家发展和改革委员会能源研究所，20

24、08)、温室效应(Forsteret al，2007)、酸化效应(Guinee et al，2001)及可吸入无机物(Jolliet et al，2003)功能单位熟料产品的 LCIA 结果见表 3 从表 3 中可以看出，大型新型干法的能耗和温室效应环境影响优于其他工艺，但酸化效应、可吸入无机物等环境影响高于立窑和JT 窑，这主要是由于大型新型干法的 NOx排放量较大所致;并且新型干法对环境的影响随着工艺规模的减小而增大 因此，采用大型新型干法替代其他立窑等落后产能，可能导致环境问题从能耗和温室效应向酸化效应、可吸入无机物影响转移表 3不同工艺熟料生产的生命周期环境影响(LCIA)结果Tabl

25、e 3LCIA results of clinkers made by different technologies生产工艺一次能源消耗/(kg t1)温室效应/(kg t1)酸化效应/(kg t1)可吸入无机物/(kg t1)大型新型干法1 31 1029 05 102189301 101中型新型干法1 42 1029 37 102209332 101小型新型干法1 61 1021 00 103225362 101立窑1 91 1021 11 103188271 101JT 窑1 40 1029 52 102140171 101注:一次能源消耗以标准煤计;温室效应以 CO2当量计;酸化效应以

26、 SO2当量计;可吸入无机物以 PM2 5当量计;下同3产品平衡运输距离(Balance mileage)当采用大型新型干法替代其他工艺时，由于产能增加、选址受限等原因，都可能导致产品运输量的增加，运输阶段的能耗与排放可能逐步抵消、甚至反转大型新型干法工艺在生产阶段的优势 为方便地在供应商选择、水泥厂选址选型、地区产业布局、行业政策制订等决策过程中快速判断运输过程的影响，本文提出了“平衡运输距离”的概念，即考虑到大型新型干法与其他工艺之间的差距，存在着一个平衡运输距离:大型新型干法的产品经过此距离的运输后，其生命周期的某种环境影响与另一种生产工艺(不含产品运输)持平，称之为大型新型干法与另一种

27、工艺相比，在此种环境影响下的平衡运输距离 值得注意的是，平衡运输距离源于两种工艺差距所折算的额外运输距离，并不包括产品固有的销售运输距离同时，平衡运输距离也取决于运输方式 本研究以载重 10 t 的柴油货车高速公路运输为例计算平衡运输距离，1 t 货物每公里运输量的 LCI 清单和LCIA 指标值见表 4(刘夏璐等，2010)表 4公路运输单位货物运输量的 LCI 清单及 LCIA 结果Table 4LCI and LCIA results of road transportationkg t1 km1煤原油天然气CO2CH4SO2NOx颗粒物1 17 104370 101565 1081 1

28、6 101448 106934 105156 103116 104一次能源消耗a温室效应a酸化效应a可吸入无机物a530 1021 16 101119 103224 104注:a 表示 LCIA 结果，其余数据为 LCI 清单数据;天然气单位为 m3 t1 km1以下研究从一次能源消耗和温室效应的角度出发，并区分“大型新型干法-粉磨站”和“大型新型干法-现场粉磨”两种生产模式，分析大型新型干法与其它工艺相比的产品平衡运输距离463211 期姜睿等:中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议3 1“大型新型干法-粉磨站”的熟料平衡运输距离由以上分析可知，大型新型干法工艺在熟料生产阶段具有明显优势，

29、而采用“大型新型干法-粉磨站”的生产模式，通过运输熟料而不是水泥，可以最大限度地减少运输量，从而扩大平衡运输距离，扩大市场覆盖，充分消化产能，这也是最优的工艺与生产模式的组合由表 3 和表 4 的结果可知，“大型新型干法-粉磨站”生产模式与其他工艺相比，熟料生产阶段能耗和温室效应优势被抵消时各自的平衡运输距离如表 5 所示表 5“大型新型干法-粉磨站”的熟料能耗与温室效应平衡运输距离Table 5Energy and greenhouse gas balance mileage of clinker by“large rotary kiln plus grinding station”生产工艺

30、一次能源消耗差值/(kg t1)能耗平衡运输距离/km温室效应差值/(kg t1)温室效应平衡运输距离/km中型新型干法10 720332 7282小型新型干法30 156795 0818立窑60 3113720701783JT 窑8 616347 4408注:表中数据表示“大型新型干法-粉磨站”生产模式与其他生产工艺相比的差值3 2“大型新型干法-现场粉磨”的水泥平衡运输距离如果把熟料粉磨后制成水泥再运输，由于添加矿渣等混合材，将导致运输量的增加，使得单位水泥产品的平衡运输距离缩短 由于水泥粉磨设备的通用性，假设不同工艺均采用相同的水泥粉磨设备，则水泥生产之间的差异仍为熟料生产的差异水泥中熟

31、料含量取 70%，水泥强度等级基准取值为425 MPa，根据表 1 的数据，计算出“大型新型干法-现场粉磨”生产模式与其他工艺相比，生产阶段优势被抵消时水泥的平衡运输距离，结果见表 6表 6“大型新型干法-现场粉磨”的水泥能耗与温室效应平衡运输距离Table 6Energy and greenhouse gas balance mileage of cement by“large rotary kiln and on-site grinding”生产工艺一次能源消耗差值/(kg t1)能耗平衡运输距离/km温室效应差值/(kg t1)温室效应平衡运输距离/km中型新型干法7 113422 31

32、92小型新型干法20 939466 0569立窑40 977213831193JT 窑5 310027 8240注:表中数据表示“大型新型干法-现场粉磨”生产模式与其他生产工艺相比的差值对比表 4 和表 5 中的平衡运输距离可以看出，在同等环境影响下，“大型新型干法-粉磨站”生产模式比“大型新型干法-现场粉磨”可以覆盖更大的空间范围，确实是更优的生产方式3 3平衡运输距离的一般表达式推导为适用于更广泛的产品和技术条件，基于上述计算模型，可以推导不同工艺熟料和水泥的平衡运输距离的一般表达式3 3 1熟料的能耗与温室效应平衡运输距离表达式考虑到不同工艺之间的差异，熟料能耗平衡运输距离与工艺一次能源

33、消耗指标值之间的一般关系如下:EBMcl=PEDclPEDtransport=PEDcl PEDcl0 0530(3)式中，EBMcl为熟料的能耗平衡运输距离(km);PEDcl、PEDcl为不同工艺单位熟料的一次能源消耗(kgt1，以标准煤计);PEDtransport为公路运输单位货物周转量的一次能源消耗，本研究取 0 0530kg t1 km1(以标准煤计)由水泥生产的 LCA 模型可得出单位熟料一次能源消耗与生产工艺煤耗和电耗之间的关系如下:PEDcl=452 5槡A 0 786x+0 382(y e)(4)式中，A 为熟料平均 28d 抗压强度(MPa);x 为单位熟料的原煤消耗量(

34、kg t1，原煤热量取值为2 09 107Jkg1);y 为 单 位 熟 料 的 电 力 消 耗 量(kW h t1);e 为 单 位 熟 料 的 余 热 发 电 量(kW h t1)5632环境科学学报30 卷将式(4)代入式(3)，可得熟料的一次能源消耗平衡运输距离一般表达式 同理，可以得出熟料的温室效应平衡运输距离与不同工艺温室效应指标值之间的一般关系，计算公式如下:GBMcl=GWPclGWPtransport=GWPcl GWPcl0 116(5)式中，GBMcl为熟料的温室效应平衡运输距离(km);GWPcl、GWPcl为不同工艺单位熟料产生的温室效应(kgt1，以 CO2当量计)

35、;GWPtransport为公路运输单位货物周转量产生的温室效应，本研究取0 116 kg t1 km1(以 CO2当量计)由水泥生产的 LCA 模型可得出单位熟料温室效应与生产工艺煤耗、电耗以及熟料 CaO 含量之间的关系如下:GWPcl=452 5槡A 2 54+1 06(y e)+785z(6)式中，z 为熟料平均 CaO 含量，本研究取 IPCC 推荐值 65%3 3 2水泥的能耗与温室效应平衡运输距离表达式类似地，考虑到水泥强度等级、熟料含量及煅烧工艺和粉磨设备的差异，可以得出不同生产工艺相比，水泥的能耗平衡和温室效应平衡运输距离一般表达式:EBMce=442 5槡B 0 786fx

36、+0 382(p fe)442 5槡B 0 786fx+0 382(p fe)0 530(7)GBMce=442 5槡B 2 54fx+1 06(p fe)+785fz442 5槡B 2 54fx+1 06(p fe)+785fz0 530(8)式中，EBMce，GBMce为水泥的能耗平衡和温室效应平衡运输距离(km);B，B为不同工艺水泥的加权平均 28 d 抗压强度(MPa);f，f为不同工艺水泥中的平均熟料含量;p，p为不同工艺单位水泥的综合电力消耗量(kW h t1)4讨论(Discussion)4 1关于多种环境影响类型的权衡大型新型干法的产品经过平衡运输距离后，能耗或温室效应与其他

37、工艺持平，但由于生产阶段NOx排放量较大，以及运输带来的额外酸性气体和颗粒物排放，将使得其产品的生命周期酸化效应及可吸入无机物影响高于其他工艺，出现环境问题的转移，并需要在决策过程中综合权衡 例如，以“大型新型干法-粉磨站”代替立窑，从能耗平衡的角度，经过1137 km 的公路运输后大型新型干法熟料的生命周期能耗与立窑持平，但将会多产生 1 36 kg t1SO2当量的酸化效应和0 28 kg t1PM2 5当量的可吸入无 机 物，相 当 于 立 窑 熟 料 相 应 环 境 影 响 的72.34%和 103 32%;从温室效应平衡的角度，经过1783 km 的公路运输后大型新型干法熟料的生命周

38、期温室效应与立窑持平，但将会多消耗 34 50kg t1的标煤，多产生 2 13 kgt1SO2当量的酸化效应和0 43 kg t1PM2 5当量的可吸入无机物，相当于立窑熟料相应环境影响的 18 06%、113 30%和158 67%借助于 LCA 方法中的归一化和加权计算步骤，可以将多种环境影响类型指标综合为单一指标，从而帮助解决上述不同环境影响类型之间的综合权衡问题(杨建新等，2001)但由于缺少近年来中国的归一化基准值和权重系数，本文未进行归一化和加权计算4 2平衡运输距离在决策过程中的应用与建议在与本文内容相关的各种决策过程中(如供应商选择、水泥厂选址选型、地区产业布局、行业政策制订

39、等)，平衡运输距离可以提供基于环境因素的参考信息 例如，在确定的水泥市场上，可以基于平衡运输距离快速地大致判断来自不同产地和工艺的水泥或熟料产品的环境影响大小，可应用于绿色采购中的供应商选择 又如，当计划建设一个新的水泥厂替代周围落后产能时，可以按相应的平衡运输距离判断周围有多少落后产能可以被替代，根据被淘汰的总的落后产能，可以判断新产能是否能在额外的平衡运输距离的范围内被市场消化，从而判断此替代计划从环境角度是否有利利用上述判断方法，在经济发展水平高、市场容量足够大的地区，可以考虑采用“大型新型干法 现场粉磨”替代其他工艺;但如果其水泥产品无法在其额外的平衡运输距离范围内完成销售，则应考虑建

40、立“大型新型干法-粉磨站”模式，从而扩大663211 期姜睿等:中国水泥生产工艺的生命周期对比分析及建议市场覆盖范围、消化产能;若在市场容量较小的地区，熟料产品仍无法在其额外的平衡运输距离范围内完成销售，则可以考虑保留中小型水泥企业，并推行工艺技术改进当然，在实际的决策问题中，应该建立更准确的模型，采用更符合实际情况的数据进行分析 而且，利用平衡运输距离进行分析只是从环境角度考虑问题，实际的决策过程需要综合考虑更多的因素4 3平衡运输距离计算的不确定性本研究中的一些假设和数据选取可能会对平衡运输距离的结果产生以下几方面的影响:在计算能耗平衡运输距离时，本研究选取了能源统计中的折标煤系数，此系数

41、并未考虑我国煤与原油资源的稀缺性差异，这是影响结果不确定性的最重要因素 燃料价格在一定程度上反映了资源稀缺性，若根据原煤与原油的价格(以原煤 500 元 t1，原油3000 元 t1计)计算当大型新型干法生产阶段的成本优势被抵消时产品的运输距离，则平衡运输距离将减小约 70%以“大型新型干法-粉磨站”替代立窑为例，熟料能耗平衡运输距离将从 1137 km 减小为 383 km 本研究假设不同工艺的原材料、燃料运输量接近，没有考虑原材料、燃料的运输;而我国石灰石、煤炭资源分布不均、可利用的工业废弃物分散的现状，使得大型新型干法企业的选址有限，难以做到中小型企业那样的靠近原燃料产地，原燃料运输量的

42、增加有可能缩小大型新型干法与其他工艺的差距，从而导致平衡运输距离的减小 本研究选取了普通货车高速公路的柴油消耗，然而在经济欠发达、运输条件差的地区油耗可能升高，最终导致平衡运输距离的减小 本研究假设不同工艺均采用相同的水泥粉磨设备;如果大型新型干法多采用高效节能粉磨设备，有可能扩大与其他工艺的差距，从而使得平衡运输距离增大5结论(Conclusions)1)大型新型干法与其他工艺相比在生命周期能耗、温室效应等方面占有明显优势，但由于其 NOx排放量较大，在替代立窑等落后产能时将导致酸化、可吸入无机物等环境影响的增加 这是大型新型干法替代其他工艺时可能造成的在不同环境影响类型之间的问题转移2)由

43、于大型新型干法的产能大，将导致产品运输距离增加 运输过程的环境影响可能逐步抵消、甚至反转大型新型干法在生产阶段的优势 这是大型新型干法替代其他工艺时可能造成的在不同生命周期阶段之间的问题转移3)本文中的定量分析结果表明，由于存在环境问题转移的情况，大型新型干法并非总是具有绝对总体环境优势，水泥企业在选址选型和技术升级时应根据实际情况定量分析各种潜在的生命周期环境影响，这也是在各种技术评价和政策制定时应综合评估与权衡的问题责任作者简介:王洪涛(1970)，男，硕士，副教授，主要从事 LCA 及其在产品生态设计、III 型环境声明、产品碳足迹、节能减排技术评价、清洁生产等领域的应用研究参考文献(R

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