輪胎生命周期的經(jīng)濟(jì)、能量和碳排放分析.pdf

1、21世紀(jì)，人類將進(jìn)入低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，節(jié)能減排越來越受到人們的重視。輪胎產(chǎn)業(yè)目前面臨著“大量生產(chǎn)、大量廢棄”的問題。輪胎從生產(chǎn)到廢棄管理，都需要直接或間接消耗自然資源和能源，面臨大量二氧化碳排放的問題。輪胎的主要組成元素是碳，即使廢棄后的輪胎，其碳含量也有80％以上。因此，輪胎的生命周期分析對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、碳減排和資源循環(huán)利用具有重要的意義。 廢舊輪胎可以回收大量的物料和能源，將碳固定到產(chǎn)品中，達(dá)到節(jié)能減排的目的。為此本文將生命周

2、期評價(jià)方法應(yīng)用于輪胎生命周期系統(tǒng)，通過能量利用、碳排放和經(jīng)濟(jì)效益的清單分析，探索輪胎生命周期各階段包括不同資源化工藝對能量利用、碳排放和經(jīng)濟(jì)效益的影響，以為政府及管理部門決策提供依據(jù)。 (1)采用改進(jìn)的生命周期評價(jià)方法LCA—3E，即在傳統(tǒng)LCA(Life CycleAssessment)方法基礎(chǔ)上引入經(jīng)濟(jì)效益分析，重點(diǎn)考察了輪胎生命周期內(nèi)能量(Energy)、碳排放(Carbon Emissions)和經(jīng)濟(jì)效益(Econom

3、y)的因素。 (2)建立了輪胎生命周期3E指標(biāo)函數(shù)的計(jì)算與模型，內(nèi)容包括能量流動模型、碳流動模型和經(jīng)濟(jì)模型。能量流動模型包括能源輸入模型和能源輸出模型；碳流動模型包括碳排放模型和碳削減模型；經(jīng)濟(jì)模型包括經(jīng)濟(jì)成本分析模型和經(jīng)濟(jì)利潤分析模型。并引入了能量恢復(fù)率、碳減排率和利潤成本比分別作為能量評價(jià)指標(biāo)、碳評價(jià)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上建立了輪胎生命周期成本—利潤模型。 (3)應(yīng)用輪胎生命周期系統(tǒng)LCA—3E模型，并結(jié)

4、合所獲取的生命周期系統(tǒng)的3E數(shù)據(jù)，建立了輪胎生命周期系統(tǒng)的能量輸入—輸出清單，碳排放—削減清單和經(jīng)濟(jì)成本—利潤清單。在清單分析基礎(chǔ)上，對輪胎生命周期系統(tǒng)進(jìn)行3E分析和敏感度分析。結(jié)果表明：①1噸輪胎，在整個(gè)生命周期中，能量消耗約1.23×106MJ，碳排放約2.46×104kg，經(jīng)濟(jì)成本約15.3萬元，經(jīng)濟(jì)利潤約0.28萬元；②使用階段的凈能量和凈碳排放最大，約占輪胎生命周期總能耗和總碳排放的85.7％和80.7％，其中，42.0％的總

5、能耗和39.5％的總碳排放由胎面滾動阻力引起的；生產(chǎn)階段的凈能量和凈碳排放占第二位，約占輪胎生命周期總能耗和總碳排放的14.1％和19.0％，其中，8.6％的總能耗和10％的總碳排放由生產(chǎn)階段SBR(丁苯橡膠)使用引起的；③從物料回收、能源回收、物料和能源同時(shí)回收的三個(gè)角度，選擇國內(nèi)外比較常用的機(jī)械粉碎制膠粉、能源化發(fā)電和熱解3種典型資源化途徑進(jìn)行比較：熱解的能量回收率約是機(jī)械粉碎的1.9倍，約是能源化發(fā)電的8.6倍；熱解的碳回收率約是

6、機(jī)械粉碎的1.7倍，約是能源化發(fā)電的7.1倍；熱解的經(jīng)濟(jì)效益略高于機(jī)械粉碎，約為能源化發(fā)電的2.3倍。 (4)根據(jù)3E分析和敏感度分析，確定輪胎生命周期系統(tǒng)的主要3E影響因素：生產(chǎn)階段SBR用量、使用階段輪胎燃料使用轉(zhuǎn)換系數(shù)(由輪胎的滾動阻力決定)、資源化階段的副產(chǎn)品產(chǎn)量、原料和產(chǎn)品的市場價(jià)格(SBR市場價(jià)格的影響顯著)。由此，對生產(chǎn)階段、使用階段和資源化階段，從增加對環(huán)境改善作用和經(jīng)濟(jì)利潤，減少環(huán)境負(fù)面影響和經(jīng)濟(jì)成本的角度，