摘 要：作為中國國內(nèi)最出名的LCA軟件之一，eBalance4.0軟件是億科環(huán)境科技有限公司（IKE）員工和四川大學(xué)相關(guān)學(xué)者共同辛勤鉆研的成果。它是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的通用生命周期評價(jià)分析軟件，并提供全世界范圍尤其是中國大陸境內(nèi)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫支持。文章先簡要科普LCA知識，后從使用者的角度對軟件進(jìn)行功能、難點(diǎn)、實(shí)例等幾個(gè)方面的探析。

關(guān)鍵詞：LCA；本土化；數(shù)據(jù)質(zhì)量

1 LCA方法背景及政策支持

1.1 LCA方法背景

節(jié)能減排工作作為我國可持續(xù)發(fā)展策略的重要組成方面，越來越被京津冀等地區(qū)的高耗能、高污染和高排放企業(yè)、公司的高管所重視。特別是隨著歐盟EUP等指令的出臺，例如太陽能板等中國十余類相關(guān)優(yōu)勢出口產(chǎn)品將面臨著發(fā)達(dá)國家尤其是歐美等國極大的環(huán)境審核風(fēng)險(xiǎn)，因此基于可持續(xù)發(fā)展的國家要求與倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境的發(fā)展趨勢，生命周期評價(jià)（Life Cycle Assessment，簡稱LCA）方法作為國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)也被引入到我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作中。

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)-生產(chǎn)-回收處理等階段在直接或間接地消耗各種能源、資源，排放污染物，運(yùn)行使用階段更是如此。因此，相關(guān)企業(yè)如果想在此次環(huán)境產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)中實(shí)現(xiàn)長期盈利，就要通過合理制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展，重要手段就是對產(chǎn)品整個(gè)生命周期的環(huán)境性能進(jìn)行綜合量化評價(jià)。LCA是目前世界上公認(rèn)的量化評價(jià)產(chǎn)品和系統(tǒng)環(huán)境負(fù)荷的方法，同時(shí)也是EUP指令的核心理念。LCA作為一種環(huán)境管理工具，為各國政府提供環(huán)境政策支持。而eBalance作為國內(nèi)專業(yè)的生命周期評價(jià)軟件，被廣泛應(yīng)用于我國的節(jié)能減排及生態(tài)設(shè)計(jì)、研究等工作中。

1.2 LCA政策支持

LCA方法在近幾年得到了更有力的國內(nèi)外政策及法規(guī)支持，特別是：2013年2月，國家發(fā)改委、工信部和環(huán)保部三部委聯(lián)合發(fā)布了“工業(yè)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見”，鼓勵(lì)“開展產(chǎn)品生命周期評價(jià)、減少產(chǎn)品生命周期的資源消耗和環(huán)境排放”。這是繼“節(jié)能減排先進(jìn)適用技術(shù)評估”、“能效之星”產(chǎn)品評價(jià)體系之后，又一個(gè)鼓勵(lì)采用LCA方法的國內(nèi)政策文件，并于2014年啟動(dòng)了“生態(tài)設(shè)計(jì)示范企業(yè)創(chuàng)建”工作。

2013年4月，歐盟頒布 “建立統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品市場”政策，倡議在所有綠色產(chǎn)品評價(jià)中，用基于LCA的產(chǎn)品環(huán)境足跡評價(jià)方法（PEF）逐步取代產(chǎn)品碳足跡評價(jià)方法。這意味著LCA已經(jīng)成為歐盟環(huán)境政策制定和實(shí)施中最佳、甚至是唯一的綠色產(chǎn)品評價(jià)方法，無疑將對出口驅(qū)動(dòng)的外貿(mào)國家，尤其對于中國的出口產(chǎn)品和出口企業(yè)、甚至全球相關(guān)市場造成長遠(yuǎn)影響。歐盟已經(jīng)啟動(dòng)了為期三年的試驗(yàn)階段，并于2014年3月申請開展第二輪試驗(yàn)項(xiàng)目。

2 eBalance功能簡介及LCA對照

2.1 eBalance功能簡介

本軟件全面支持LCA方法的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步驟，無論是目標(biāo)與范圍定義、構(gòu)造生命周期流程圖、輸入清單數(shù)據(jù)，還是LCI及LCIA的計(jì)算與分析等都可以實(shí)現(xiàn)。主要功能如下：

（1）生命周期建模：支持用戶構(gòu)建任意形式的生命周期流程圖，適合于各種產(chǎn)品的生命周期建模（免費(fèi)版不可超過十個(gè)過程框）；可支持浮動(dòng)運(yùn)輸框和廢物處理框的建模方式（屬于增強(qiáng)功能）。

（2）清單數(shù)據(jù)輸入：支持從清單數(shù)據(jù)庫或之前保存的清單文件中導(dǎo)入清單數(shù)據(jù)，同時(shí)也支持手工錄入單元過程的清單數(shù)據(jù)。還可從ILCD或EcoSpold格式的XML文件中導(dǎo)入清單數(shù)據(jù)。為此，程序還提供下列支持：a.清單物質(zhì)名錄管理：采用國際生命周期基準(zhǔn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（ILCD）的物質(zhì)名稱和單位，完善了部分EcoSpold物質(zhì)名錄，并根據(jù)中國大陸具體情況額外添加了一些物質(zhì)名錄，同時(shí)也允許用戶個(gè)性化添加所需的物質(zhì)名錄。b.清單數(shù)據(jù)庫管理：包含歐盟研究總署提供的歐盟生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（ELCD）、瑞士Ecoinvent數(shù)據(jù)庫以及川大研發(fā)的中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（CLCD），使用者可將計(jì)算結(jié)果添加到數(shù)據(jù)庫中。

（3）LCI與LCIA計(jì)算：a.指定基準(zhǔn)流：不僅允許指定模型中任意一個(gè)過程的產(chǎn)品作為基準(zhǔn)流進(jìn)行計(jì)算（單基準(zhǔn)流），而且也允許多個(gè)過程的產(chǎn)品作為基準(zhǔn)流（多基準(zhǔn)流），進(jìn)行計(jì)算并比較。b.LCIA指標(biāo)管理：eBalance程序內(nèi)置了LCA常用的十幾種LCIA特征化指標(biāo)、2005和2010年中國的歸一化基準(zhǔn)值以及面向中國節(jié)能減排政策目標(biāo)的ECER權(quán)重因子，支持完整的LCIA特征化指標(biāo)、歸一化指標(biāo)和加權(quán)綜合指標(biāo)的計(jì)算，除此，用戶還可以根據(jù)研究需要自定義其他LCIA指標(biāo)。

（4）計(jì)算結(jié)果分析與顯示：軟件還提供了多種數(shù)據(jù)圖表和圖表設(shè)置選項(xiàng)，用于顯示和分析各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果。另外，用戶可以通過自定義圖表對比分析多種條件下的多套計(jì)算結(jié)果。

（5）計(jì)算結(jié)果輸出。

（6）增強(qiáng)功能

增強(qiáng)功能：a.廢物處理；b.多產(chǎn)品系統(tǒng)；c.多數(shù)據(jù)組；d.多基準(zhǔn)流；e.敏感度計(jì)算；f.自定義圖表；g.數(shù)據(jù)收集；h.不確定性計(jì)算。

另外，eBalance必須在聯(lián)網(wǎng)下才能實(shí)現(xiàn)安裝、激活、安裝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及更新。安裝完成后，則可以斷網(wǎng)使用程序。

2.2 eBalance功能與LCA方法對照

下面為使用mindmanager畫圖工具畫出的LCA方法與eBalance功能對照圖，簡介明了的呈現(xiàn)出該軟件的強(qiáng)大功能。

注：圖1中“復(fù)制/粘貼模型”、“浮動(dòng)運(yùn)輸過程”、“設(shè)置計(jì)算標(biāo)簽”和“多數(shù)據(jù)組”增強(qiáng)功能僅存在于專業(yè)版以上版本中。（1）復(fù)制/粘貼模型：功能主要是方便使用者對模型中已經(jīng)存在的過程進(jìn)行復(fù)制/粘貼操作。（2）浮動(dòng)運(yùn)輸過程：用戶通過添加浮動(dòng)運(yùn)輸框可記錄運(yùn)輸方式和運(yùn)輸距離等運(yùn)輸信息。（3）設(shè)置計(jì)算標(biāo)簽：用戶可以通過其標(biāo)記該過程發(fā)生的實(shí)際情況（如是否發(fā)生在境內(nèi)），并支持相應(yīng)計(jì)算（如計(jì)算ECER指標(biāo)時(shí)需要對是否在中國國內(nèi)發(fā)生進(jìn)行區(qū)分）；（4）多數(shù)據(jù)組：LCA中，一個(gè)過程（生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸、廢棄物處理）會(huì)有不同的可選方案，并且過程的清單數(shù)據(jù)也會(huì)有不同的來源。為了代表不同的數(shù)據(jù)來源或可選方案，程序允許在一個(gè)或多個(gè)過程框中輸入多組數(shù)據(jù)。通過在一個(gè)模型中計(jì)算不同方案的結(jié)果，對比分析這些方案之間的差別，尋找對環(huán)境更友好的技術(shù)方案，服務(wù)于產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)的組合、篩選。

3 軟件的難點(diǎn)——LCIA指標(biāo)管理

生命周期評價(jià)是全球近年來環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)，而生命周期影響評價(jià)（Life Cycle Impact Assessment，簡稱LCIA）是LCA的第三階段，也是其核心及難點(diǎn)部分。eBalance軟件的LCIA指標(biāo)管理器中包括“特征化指標(biāo)”、“歸一化指標(biāo)”和“加權(quán)綜合指標(biāo)”三個(gè)標(biāo)簽頁。它對前期清單分析所識別的環(huán)境影響進(jìn)行定性與定量的表征評價(jià)，確定產(chǎn)品系統(tǒng)的物質(zhì)能量交換對其外部環(huán)境，主要是對生態(tài)系統(tǒng)及人體健康等方面的影響。

3.1 特征化指標(biāo)

本指標(biāo)用來表征LCA中某項(xiàng)影響類型的指標(biāo)。它可將清單物質(zhì)數(shù)量匯總為相應(yīng)影響類型。程序已內(nèi)置了常用的16種左右LCIA特征化指標(biāo)及面向中國節(jié)能減排政策目標(biāo)的指標(biāo)。每個(gè)特征化指標(biāo)都有相對應(yīng)的特征化因子（包括物質(zhì)名稱，單位，因子值等）。

3.2 歸一化指標(biāo)

歸一化指標(biāo)是特征化指標(biāo)與歸一化基準(zhǔn)值的無量綱比值，用于表示所研究產(chǎn)品系統(tǒng)在基準(zhǔn)值所代表系統(tǒng)中所占的比重。軟件方案的右方窗格里對應(yīng)顯示各清單物質(zhì)的消耗或排放總量（物質(zhì)名稱，單位和基準(zhǔn)值）。

其中歸一化基準(zhǔn)值指某個(gè)基準(zhǔn)的各項(xiàng)影響類型的特征化指標(biāo)，一般選用某個(gè)區(qū)域某一年的各項(xiàng)影響類型的特征化指標(biāo)作為基準(zhǔn)。打個(gè)比方，2005年中國的SO2排放總量（排放到大氣，未指定類型）為3.2×1010kg，氨氮排放總量（排放到水體）為1.5×109kg；則2005年中國SO2和氨氮的歸一化基準(zhǔn)值分別為3.2×1010kg和1.5×109kg。

3.3 加權(quán)綜合指標(biāo)

加權(quán)綜合指標(biāo)指不同影響類型經(jīng)加權(quán)得到的綜合指標(biāo)。是為了綜合各個(gè)影響類型，得出的單一結(jié)果。程序已內(nèi)置了專家調(diào)查法（ISCP2009）以及面向中國節(jié)能減排政策目標(biāo)的ECER-115和ECER-125等三種加權(quán)綜合指標(biāo)。程序右方窗格對應(yīng)顯示各影響類型的權(quán)重因子（指標(biāo)名稱，單位和因子值）。

4 實(shí)例分析

文章選擇某化工企業(yè)氯化鉀加工的物質(zhì)流為例做LCA分析，圖2為使用Microsoft office visio畫圖工具畫出的氯化鉀加工物質(zhì)流圖；之后，運(yùn)用ebalance軟件畫出氯化鉀加工物質(zhì)流相對應(yīng)的流程圖，如圖3所示。

本次操作除了如圖4的多基準(zhǔn)流選取外，還進(jìn)行了計(jì)算條件其他設(shè)定。

5 結(jié)束語

在國際LCA領(lǐng)域，來自荷蘭Leiden大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心的SimaPro軟件和來自德國PE-INTERNATIONA公司的Gabi是兩大主流。中國自行設(shè)計(jì)的生命周期評價(jià)軟件eBalance，相比于SimaPro，Gabi等非本土化LCA軟件，體積小，反應(yīng)快，且具有本土化數(shù)據(jù)特征，所以文章以eBalance軟件平臺研究為主。eBalance于2010年9月19日首次發(fā)布，是國內(nèi)首個(gè)自主開發(fā)并公布的通用型LCA分析軟件。由于其具有本土數(shù)據(jù)的豐富性和項(xiàng)目可操作性，其客戶遍布國內(nèi)眾多企業(yè)、高校以及科研院所，如清華大學(xué)、中國農(nóng)大、聯(lián)想集團(tuán)和北京城市系統(tǒng)工程研究中心等。開發(fā)軟件的億科環(huán)境科技有限公司官網(wǎng)上有很多可供軟件初學(xué)者參考的論文資料和方法，方便隨時(shí)查閱。

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作者簡介：平旭彤，男，北京信息科技大學(xué)研究生，研究方向：生命周期評價(jià)（LCA）。