喻伟 浙江理工大学经济管理学院

铅酸蓄电池产品的环境影响定量评价研究

喻伟 浙江理工大学经济管理学院

铅酸蓄电池行业是高污染、高能耗的行业。铅酸蓄电池的生产与回收再生都涉及到重金属铅和硫酸。铅酸蓄电池行业的能源消耗量约占到全国消耗总量的3.8%以上，其中煤炭的消耗约占全国煤炭消耗量的4.7%。本文依据生命周期评价法对铅酸蓄电池产品生产、运输以及再生整个生命周期过程中的环境排放进行清单分析，得到具体的环境排放，并且依据支付意愿法对环境影响进行定量评价。

铅酸蓄电池 LCA 定量评价

生命周期评价是对技术创新、产品研发、制造工艺、系统设计等技术活动或系统在其完整周期当中的相关环境因素及环境影响进行汇总和评价的过程或方法。生命周期评价通过解析技术活动的功能单元，设计技术活动功能系统，识别与技术活动或系统相关的环境因素，收集相应的环境数据，应用LCA定义的一套计算方法，对环境影响做出定性和定量的评估，并进一步分析和寻找改善环境与革新技术的途径。根据生命周期评价在从被提出开始到现在获得了显著发展，并且成为一个识别和量化服务或者产品的潜在环境负担的有力工具。

铅酸蓄电池产品在其生产、运输与回收再生过程中耗费了大量的资源，并且排放了很多废物。本文从综合分析铅酸蓄电池产品的生产工艺以及对相应的输入与输出数据的收集，构建了一种对铅酸蓄电池产品的环境影响进行定量平阿基的模型和方法，并依据社会支付意愿法对其进行定量计算，得出具体的货币值，使得不同的环境影响具有直观上的可比性。

一、铅酸蓄电池环境影响定量评价模型

（一）文献综述

我国在生命周期评价上的研究开始于20世纪90年代，对生命周期的研究主要集中在两个方面：一是生命周期评价方法学上的研究；二是生命周期评价应用上的研究。夏添（2005）根据产品生产的具体工艺过程，构建了一套全新的产品生命周期过程清单分析方法；刘涛（2006）研究了输入的数据对LCA清单分析结果的影响大小以及在进行生命周期清单分析时数据的不确定性影响。国内有很多学者都专注于LCA的本地化研究。郭英玲等（2010）构建了一种基于TOPSIS的生命周期影响评价方法，这种方法通过比较各产品系统与最优方案的差距程度来量化产品在生产过程中的环境影响，以此来减少目前生命周期评价方法中存在的归一化的局限性。

（二）模型构建的前提

将LCA应用于铅酸蓄电池企业的生产、回收再生过程中，获得其对环境造成的影响，需要根据研究对象内部系统的所有单元过程以及与其相关的外部系统单元过程的特性进行全面的分析。根据铅酸蓄电池的生命周期特点，不同的阶段的资源、能源消耗不一样，产生的环境负荷也不同。因此，分别从生产、回收运输以及再生这三个单元过程进行生命周期评价是对铅酸蓄电池生命周期环境影响定量评价的前提。首先，是建立铅酸蓄电池的生产、回收与再生过程的生命周期清单，其中包括生产过程中主要原料生产的输入、输出清单和辅助性材料的输入、输出清单；其次，对铅酸蓄电池企业在生产、运输、再生中产生的环境负荷进行评价，并且识别其中关键的产污环节；最后，通过对不同的环境负荷的量化处理，将环境影响货币化，得到环境损害成本。在此基础上定义的功能单位为“生产1万KVA·h的铅酸蓄电池”和“运输、处理1t废铅酸蓄电池”。

（三）模型构建

生命周期环境影响的量化是将评价对象整个生命周期过程中产生的环境影响进行货币化处理，将环境影响与经济学联系起来，使得环境影响具有经济意义，采用环境成本来衡量环境影响，可以构造一个二元组结构：

其中EI表示该生命周期过程中各种类型环境影响负荷的集合，EDC表示各种类型环境影响单位成本的集合。

对于自然资源消耗的环境成本：

其中p表示消耗的某种自然资源，对于某种类型的环境胁迫的环境成本，p表示某种类型的环境胁迫，EIp表示某种类型环境影响负荷，EDCp表示某种类型环境影响造成的单位负荷环境成本。

理论上计算LCAC需要两个统计数据，一是生命周期环境影响负荷EI数据，另一个是单位环境负荷造成的经济损失或者发生的环境成本EDC。其中EI可以通过对系统的清单分析得到，而EDC需要通过一定的计算方法才能获得。要获取EDC还可以采用环境支付意愿的方式来反应，环境支付意愿理论表示人们愿意支付一定的货币来避免（或者换取）某种变化。社会对环境的支付意愿体现为治理环境污染所愿意付出的代价上，只考虑经济因素，这种代价体现在了“环境税”上，即排污费和资源税。本研究对铅酸蓄电池生命周期的环境影响的量化可以通过计算排放的环境成本LCAC来得到，具体的计算模型如下：

其中K表示时间调整系数，K=1时为基准年，可根据每年的贴现率确定K的值；q表示系统清单分析的某个阶段。在计算得到该评价系统的环境永祥成本后，可以用于对系统的环境友好性进行综合比较评价，从中发现对环境影响较大的环境影响类型，然后在生命周期过程中提前采取措施进行预防或者指定有效的治理措施。

二、案例研究

本文的案例研究来自于江苏省高邮市铅酸蓄电池产业园区的XXX电源科技有限公司，主要的生产和再生的投入数据，以及环境排放数据来自于企业的环评报告与实时监测数据。而辅助性原料的数据来自于文献研究、CLCD（中国环境数据库）以及中国环境统计年鉴。

根据企业调研的铅酸蓄电池生命周期总的环境负荷以及文献中社会支付意愿确定的单位环境影响负荷成本、和由市场价格法确定的其他单位环境负荷影响成本，代入公式：LCACq=Kq（）可以计算出铅酸蓄电池生命周期总的环境影响成本。其中K值取1，q为生命周期的各个阶段，在研究中是指生产、运输、再生三个环节，p为单独的环境影响类别，ELp则表示p类环境影响的环境负荷总量，EDCp为p类环境影响的单位环境负荷成本。具体的计算结果如表1所示。

表1 铅酸蓄电池生命周期过程中的清单分析

三、结论

根据表1可以看出生产、运输、再生1万KVA·h的铅酸蓄电池生命周期所产生的环境影响经过量化后的货币值为7166.75元。其中主要的贡献来自于资源和能源的消耗，以水资源、铅资源和电力资源的消耗量最大。该铅酸蓄电池的生命周期环境影响的量化结果同实际比较可能存在较大差距，因为在进行生命周期过程分析中，从企业或者其他渠道获得的数据有限，并且环境影响的分类也未必全面，这些都会使得计算结果出现偏差。本文在尽可能考虑铅酸蓄电池生产、运输和再生过程中主要环境影响的情况下，计算得到的环境影响量化结果便于企业间对环境影响的直观比较。

[1]吴敏.铅酸蓄电池业现状与发展趋势[J].电器工业，2007（03）:30-35.

[2]吕彬,杨建新.生态效率方法研究进展与应用[J].生态学报,2006（11）:3898-3906.

[3]王寿兵.工业产品生命周期环境成本评估方法初探[J].上海环境科学,2002（21）:742-744.

[4]Van Caneghem J,Block C,Cramm P,Mortier R,Vandecasteele C.Improving eco-effciency in the steel industry: the ArcelorMittal Gent case.Journal of Cleaner Production，2010（8）:807-817.

喻伟（1989）男，汉族，湖北荆州，硕士，研究生，浙江理工大学经济管理学院，生态经济学与环境管理。