CN113222374A - 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法 - Google Patents

秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113222374A
CN113222374A CN202110472606.5A CN202110472606A CN113222374A CN 113222374 A CN113222374 A CN 113222374A CN 202110472606 A CN202110472606 A CN 202110472606A CN 113222374 A CN113222374 A CN 113222374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement composite
cost
environmental
life cycle
straw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110472606.5A
Other languages
English (en)
Inventor
潘胜
杨屹东
刘立新
杨润辉
范伟捷
刘铁城
郑立勇
李平
邬琦砚
田文敏
侯先智
宋思琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Power Transmission And Distribution Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
Beijing Power Transmission And Distribution Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Power Transmission And Distribution Co ltd, State Grid Corp of China SGCC filed Critical Beijing Power Transmission And Distribution Co ltd
Priority to CN202110472606.5A priority Critical patent/CN113222374A/zh
Publication of CN113222374A publication Critical patent/CN113222374A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本申请公开了一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，废弃农作物资源化利用技术领域，秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法包括如下步骤：采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据；根据所述清单数据进行环境影响分类；根据所述环境影响分类计算环境影响潜值；归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价。本申请能够定性定量且直观有效的展示秸秆水泥复合板在整个生命周期中各个阶段对环境影响做出的贡献，即对外部环境造成的影响，进而可以有效指导秸秆水泥复合板的整个生产过程，有针对性的降低秸秆水泥复合板整个生命周期中对环境造成的影响，在有效利用农业废物的前提下，减少有害污染物的排放，防止产生环境污染。

Description

秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法
技术领域
本申请涉及废弃农作物资源化利用技术领域，尤其涉及一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法。
背景技术
在我国，农作物秸秆产量十分丰富，秸秆露天焚烧已经使环境严重恶化，使空气污染加剧，进而设计者将秸秆等农业废料制得隔热、隔音等性能优良的水泥基复合板，可以达到节能环保的要求，发展农作物秸秆板产业，不仅可以缓解我国目前木材供应不足的局面，而且可以缓解环境压力。
但是，在板材生产的整个生命周期中也将消耗大量的资源、能源，排放出一定的物质，对环境产生影响。
发明内容
本申请实施例提供一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，以解决现有秸秆水泥复合板在整个生命周期中也将消耗大量的资源、能源，排放出一定的物质，对环境产生影响的问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
本申请第一方面提供一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其包括如下步骤：
采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据；
根据所述清单数据进行环境影响分类；
根据所述环境影响分类计算环境影响潜值；
归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据的方法，包括：
以生命周期评价为基础，采集秸秆水泥复合板整个生命周期中的资源投入数据和污染物输出数据。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述根据所述清单数据进行环境影响分类的方法，包括：
根据所述污染物输出数据确定环境影响负荷及环境影响类型。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述根据所述环境影响分类计算环境影响潜值的方法，包括；
根据公式(1)计算对应所述环境分类的环境影响潜值，
EP(j)＝∑EP(j)i＝∑[Q(j)i×EF(j)i] (1)
式中：
EP(j)为秸秆水泥复合板整个生命周期对第j种环境影响类型的影响潜值；EP(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的贡献；Q(j)i为第i种污染物的输出量；EF(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的当量因子。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，包括
根据公式(2)进行所述环境影响潜值的归一化，
NP(j)＝EP(j)/ER(j) (2)
式中：
NP(j)为第j种环境影响类型的影响潜值归一化结果；ER(j)为第j种环境影响类型的归一化基准值；
比较所述环境影响类型对应的归一化结果，评价秸秆水泥复合板整个生命周期内对环境影响类型所施加的压力大小。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，之后还包括
对预设环境影响类型进行敏感性分析，获取所述秸秆水泥复合板整个生命周期中对所述预设环境影响类型的贡献达到预设额度的因素；
根据所述达到预设额度的因素选取对应方式，降低其对所述预设环境影响类型贡献。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，之后还包括
构建生命周期成本模型，计算秸秆水泥复合板整个生命周期各阶段的成本以及总成本；
根据所述成本以及所述总成本评价所述秸秆水泥复合板的生产加工。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述构建生命周期成本模型，计算秸秆水泥复合板整个生命周期各个阶段的成本以及总成本的方法，包括
构建资源输入矩阵Ai×j和污染物输出矩阵Bk×j，
构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F；
构建资源输入成本和污染物输出成本；
根据所述资源输入成本和所述污染物输出成本计算总成本。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述构建资源输入矩阵Ai×j和污染物输出矩阵Bk×j的方法，包括
根据公式(3)构建所述资源输入矩阵Ai×j和所述污染物输出矩阵Bk×j，
Figure BDA0003045933650000031
式中：
i、k分别为资源、污染物的类型；j为秸秆水泥复合板的不同生命周期阶段；在各个矩阵里面的aij和bkj分别表示资源输入因子和污染物输出因子，aij≥0，bkj≥0。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F的方法，包括
根据公式(4)计算成本折现，
P＝Q/(1+q)λ (4)
式中：
P表示成本折现值；Q表示成本实际值；λ表示折现年限；q表示基准折现率；
根据成本折现值以及公式(5)构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F，
Figure BDA0003045933650000041
式中：
e11,e21,e31,…,eμ1表示所述资源输入因子的单价；f11,f21,f31,…,fν1表示所述污染物输出因子的单价。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中所述构建资源输入成本和污染物输出成本的方法，包括
根据公式(6)和公式(7)计算各个阶段的资源输入成本和污染物输出成本，
W1＝Ai×j×E (6)
W2＝Bk×j×F (7)。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，前述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其中根据公式(8)构造C*1阶求和矩阵，
C＝[1,1,1,1,…,1]T (8)
式中：
C为左乘矩阵的列向量；
由秸秆水泥复合板的整个生命周期包含的阶段数量决定1的个数；
根据公式(9)计算总成本，
W＝W1×Cμ×1+W2×Cγ×1 (9)
式中：
W为秸秆水泥复合板整个生命周期的总成本，Cμ×1为资源输入成本对应的C*1阶求和矩阵，μ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数，Cγ×1为污染物输出成本对应的C*1阶求和矩阵，γ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数。
相较于现有技术，本申请第一方面提供的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，通过采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据，确定环境影响分类，并且通过环境影响潜值的计算以及环境影响潜值的归一化进行环境影响的评价，定性定量且直观有效的展示秸秆水泥复合板在整个生命周期中各个阶段对环境影响做出的贡献，即对外部环境造成的影响，进而可以有效指导秸秆水泥复合板的整个生产过程，有针对性的降低秸秆水泥复合板整个生命周期中对环境造成的影响，在有效利用农业废物的前提下，减少有害污染物的排放，防止产生环境污染；有效解决了现有秸秆水泥复合板在整个生命周期中也将消耗大量的资源、能源，排放出一定的物质，对环境产生影响的问题。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1示意性地示出了本申请实施例提供的一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法的流程示意图；
图2示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的资源投入数据清单；
图3示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的污染物输出数据清单；
图4示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程污染物输出有可能造成的环境影响分类表；
图5示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的环境影响潜值数据表；
图6示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的环境影响潜值归一化数据表；
图7示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的资源消耗数据表；
图8示意性地示出了本申请实施例中资源成本折现值数据表；
图9示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程的成本数据表；
图10示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程中不可再生资源消耗示意图；
图11示意性地示出了图6的环境影响潜值归一化数据；
图12示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程中的污染物排放对温室效应的贡献率；
图13示意性地示出了本申请实施例中秸秆水泥复合板整个生命周期过程中的污染物排放对酸化效应的贡献率；
附图标号说明：。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
实施例1
参考附图1，本申请实施例提供的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其包括如下步骤：
101、采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据；
具体的，按照IS014040-2006和GB/T24040-2008中已提出生命周期评价的基本技术框架，采集秸秆水泥复合板整个生命周期中的资源投入数据和污染物输出数据。
其中，秸秆水泥复合板是以秸秆为主的植物纤维做增强材料，水泥为胶凝材料，本实施例中以1m3为功能单位进行说明，后续的实施例数据均为以1m3为功能单位进行计算说明的；生产1m3秸秆水泥复合板需0.54t的秸秆作为原料，假设秸秆损耗率为1％，则加工1m3秸秆水泥复合板需运输0.5454t秸秆，将收集到的秸秆处理成长度不大于50mm的稻草段，再经过锤式再碎机将草段加工成纤维状，随后送入气流分选机中风选，将杂质分离掉，采用除蜡技术去掉蜡质，制成秸秆纤维，将其与普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement，OPC)和水混合，再将少量催化剂(CaCl2)加入到湿的混合物中以加速水泥的固化，采用气流铺装机铺装混合料后，形成秸秆水泥复合板；进行压模、养护、卸模和加热干燥(降低板材含水率)、锯边、砂光后，达到最终强度的95％，即可出厂成品秸秆水泥复合板；进而秸秆水泥复合板的整个生命周期包括秸秆种植收获、秸秆运输及加工、秸秆干燥、水泥的生产及运输、催化剂等其他材料的生产及加工、复合板的生产加工、完成过程和现场处理7个阶段。
其中，参照附图2和附图3，通过对农户、企业以及工厂进行实地调研，收集上述7个阶段的资源投入数据和污染物输出数据：投入资源主要是柴油、电、原煤、原油，污染物输出主要是CO2、SO2、CO、NOx、PM10，秸秆的运输方式以公路为主，运输工具为货车，秸秆的运输半径为40km。
102、根据所述清单数据进行环境影响分类；
具体的，由于输出的污染物以及资源消耗均有可能造成环境影响，例如：CO2的输出会造成温室效应，煤、原油的消耗会造成不可再生资源的消耗，进而根据步骤101中确定的污染物输出主要是CO2、SO2、CO、NOx、PM10以及投入资源的消耗确定环境影响分类，并将造成对应的环境影响的环境负荷以及当量进行分类；参考附图4，CO2和CH4是有可能造成温室效应的，所以CO2和CH4即为温室效应的环境负荷，对应的当量为CO2。
103、根据所述环境影响分类计算环境影响潜值；
具体的，根据公式(1)计算对应所述环境分类的环境影响潜值，
EP(j)＝∑EP(j)i＝∑[Q(j)i×EF(j)i] (1)
式中：
EP(j)为秸秆水泥复合板整个生命周期对第j种环境影响类型的影响潜值；EP(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的贡献，该数据可以根据现有资料进行查询得到，对于本领域技术人员来说是能够轻易的理解并实现的；Q(j)i为第i种污染物的输出量；EF(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的当量因子；
参考附图5，根据附图3中整理的各个污染物在秸秆水泥复合板整个生命周期以及各个阶段的输出量，以及附图1整理的各个资源在秸秆水泥复合板整个生命周期以及各个阶段的消耗量，利用公式(1)计算出秸秆水泥复合板整个生命周期以及每个阶段对应于不同环境影响类型的环境影响潜值，例如：参考附图5的第一行，即为以CO2为当量，将秸秆水泥复合板的整个生命周期以及各个阶段对温室效应的环境影响潜值计算出来，其中，负值代表利用的CO2量，正值代表输出的CO2量，则附图5第一行最后的总潜值表示秸秆水泥复合板的整个生命周期中的CO2量消耗大于输出量，则表示其对于温室效应没有贡献；其中，利用当量因子法将相同环境影响类型的不同环境负荷通过特征化进行环境影响潜值的汇总是本领域技术人员能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述。
其中，可以参考附图7，其是将资源消耗进行了当量转换后得到的，其中参考倒数第二列和倒数第三列可知，在秸秆水泥复合板整个生命周期中煤炭的消耗大于油的消耗，进而可以反向进行煤炭使用量的控制，以减小污染物输出的目的；
其中，还可以参考附图10，其是通过附图5的数据内容整理形成的针对不可再生资源的消耗量，可以直观的比较秸秆水泥复合板整个生命周期中不同阶段对于不可再生资源的消耗，进而可以由针对性的减少消耗量较大的阶段的不可再生资源消耗，已达到减少污染物排放的目的；
其中，附图5中的E为一固定系数，不影响本申请的技术方案，在本领域技术人员在进行数据整理时是能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述。
104、归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价；
具体的，根据公式(2)进行所述环境影响潜值的归一化，使环境影响潜值无量纲化，
NP(j)＝EP(j)/ER(j) (2)
式中：
NP(j)为第j种环境影响类型的影响潜值归一化结果；ER(j)为第j种环境影响类型的归一化基准值，该归一化基准值为现有数据，可直接查询获得，对于本领域技术人员来说是轻易能够理解并实现的，在此不做过多赘述；
进而能够通过无量纲的归一化结果比较秸秆水泥复合板整个生命周期内对环境影响类型所施加的压力大小；例如，参考附图6和附图11，秸秆水泥复合板整个生命周期内对于温室效应的环境影响潜值归一化结果为负值，则说明秸秆水泥复合板整个生命周期内无论是消耗的资源还是输出的污染物都不会引起温室效应，无需对能够产生CO2和CH4的环节进行控制或整改；相对的，秸秆水泥复合板整个生命周期内对于酸化效应的环境影响潜值归一化结果为正值，且是所有环境影响类型中环境影响潜值归一化结果最大的值，进而表示秸秆水泥复合板整个生命周期内消耗的资源和污染物会对环境造成酸化效应的压力，会引起酸化效应，进而需要针对产生SO2和NOx的环节进行控制或整改以达到减少SO2和NOx输出的目的，则反向参考附图2和附图3，需要在水泥生产和加工阶段、催化剂等其他材料的生产及加工以及复合板的生产加工阶段采取减少运输距离，减少柴油、原煤、原油以及电能的消耗，进而达到减少SO2和NOx输出的目的。
实施例2
在实施例1的基础上，本申请实施例提供的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，在步骤104之后还可以包括
105、对预设环境影响类型进行敏感性分析，获取所述秸秆水泥复合板整个生命周期中对所述预设环境影响类型的贡献达到预设额度的因素；
具体的，因为在产品生命周期评价中，各种因素对评价结果的影响是不同的，同理至本实施例则是参考附图4，在秸秆水泥复合板的整个生命周期中对自然环境产生影响的主要是温室效应和酸化效应，进而需要针对温室效应和酸化效应进行敏感性分析，即所述预设环境影响类型为温室效应和酸化效应，本实施例中至少对温室效应和酸化效应进行敏感性分析，以评估与运输距离、电力消耗等相关的不确定性，进而保证环境影响评价的准确性。
具体的，步骤105中采用水晶球软件(Oracle Crystal Ball)将关键参数在±20％范围内变化进行100万次模拟，得到如图12和图13所示的污染物对温室效应和酸化效应的贡献率，进而得出在秸秆水泥复合板生产加工过程的电力消耗、秸秆运输距离和水泥运输距离是电能消耗主要因素；其中，次过程中的关键数据即为产生电力消耗的，例如，图12和图13所示的复合板的生产和加工阶段、秸秆运输及加工阶段(运输距离、加工)、水泥生产及的运输阶段(运输距离、加工)以及催化剂等其他材料的生产和加工阶段(运输距离)。
106根据所述达到预设额度的因素选取对应方式，降低其对所述预设环境影响类型贡献；
具体的，根据步骤105得出的附图12和附图13得出：秸秆水泥复合板成型过程的电力消耗、秸秆运输距离和水泥运输距离三者对温室效应、酸化效应的贡献率之和分别为85.3％、86％，其中生产加工过程的电力消耗对温室效应和酸化效应的贡献率分别达到33.7％、36.4％，因此根据该结构可以指导后续秸秆水泥复合板的整个生命周期内的减排有赖于加强能源转化过程，进行节能技术的研发，特别是生产加工阶段的节能落实；此外，控制其他材料的运输距离对于环境影响的贡献率也至关重要；其中，参考附图12和附图13可知对于电力消耗的排名，可以根据水晶球软件给出的结果设定预设额度，例如30％，也可以根据结果有前到后选取前两名或前三名作为完善环境影响评价的参考，该方式为本领域技术人员能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述。
实施例3
进一步的，在实施例1的基础上，本申请实施例提供的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，在步骤104之后还包括
107、构建生命周期成本模型，计算秸秆水泥复合板整个生命周期各阶段的成本以及总成本；
具体的，为了根据秸秆水泥复合板整个生命周期中投入的成本和处理污染物输出的成本进行指导生产、减低成本，本实施例中的步骤107具体包括如下步骤：
201、构建资源输入矩阵Ai×j和污染物输出矩阵Bk×j，
具体的，根据公式(3)构建所述资源输入矩阵Ai×j和所述污染物输出矩阵Bk×j，
Figure BDA0003045933650000111
式中：
i、k分别为资源、污染物的类型；j为秸秆水泥复合板的不同生命周期阶段；在各个矩阵里面的aij和bkj分别表示资源输入因子和污染物输出因子，aij≥0，bkj≥0；
即Ai×j为参考附图2数据列出的4行7列矩阵，7列分别代表秸秆水泥复合板整个生命周期的7个不同阶段：秸秆种植收获、秸秆运输及加工、秸秆干燥、水泥的生产及运输、催化剂等其他材料的生产及加工、复合板的生产加工、完成过程和现场处理；4行分别代表附图2中资源消耗种类：柴油、煤油、原油、电；参考附图2，列举资源输入矩阵Ai×j如下
Figure BDA0003045933650000112
即Bk×j为参考附图5数据列出的5行7列矩阵，7列分别代表秸秆水泥复合板整个生命周期的7个不同阶段：秸秆种植收获、秸秆运输及加工、秸秆干燥、水泥的生产及运输、催化剂等其他材料的生产及加工、复合板的生产加工、完成过程和现场处理；5行分别代表附图5中环境影响类型：温室效应、酸化效应、富营养化、光化学烟雾以及不可再生能源消耗(此处未考虑人体健康损害，其并非自然环境影响类型，且秸秆水泥复合板的整个生命周期过程中对人体健康的影响极小，可以忽略不计)；参考附图5，列举资源输入矩阵Bk×j如下
Figure BDA0003045933650000113
202、构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F；
根据公式(4)计算成本折现，
P＝Q/(1+q)λ (4)
式中：
P表示成本折现值；Q表示成本实际值；λ表示折现年限；q表示基准折现率，其中λ和q均能够在现有货币相关材料中查询到，对于本领域技术人员来说是能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述；
根据成本折现值以及公式(5)构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F，
Figure BDA0003045933650000121
式中：
e11,e21,e31,…,eμ1表示所述资源输入因子的单价；f11,f21,f31,…,fν1表示所述污染物输出因子的单价；
即参考附图8，列举出了经过成本折现后的资源输入成本单价和处理污染物输出的成本单价矩阵E和F如下
Figure BDA0003045933650000122
Figure BDA0003045933650000123
其中，矩阵E即为将图8中的对应上述步骤201中的4种资源消耗种类：柴油、煤油、原油、电列举的，并且经过转置显示为同一列自上而下分别对应柴油、煤油、原油、电的成本单价，并对应秸秆水泥复合板整个生命在的7个阶段列举7次，形成4行7列的矩阵E；
其中，矩阵F即为将图8中的对应上述步骤201中的5种环境影响类型：温室效应、酸化效应、富营养化、光化学烟雾以及不可再生能源消耗(此处未考虑人体健康损害，其并非自然环境影响类型，且秸秆水泥复合板的整个生命周期过程中对人体健康的影响极小，可以忽略不计)所需的处理污染物输出成本单价列举的，并且经过转置显示为同一列自上而下分别对应温室效应、酸化效应、富营养化、光化学烟雾以及不可再生能源消耗的处理污染物输出成本单价，并对应秸秆水泥复合板整个生命在的7个阶段列举7次，形成5行7列的矩阵F；
203、构建资源输入成本和污染物输出成本；
根据公式(6)和公式(7)计算各个阶段的资源输入成本和污染物输出成本，
W1＝Ai×j×E (6)
W2＝Bk×j×F (7)；
其中，参考上述步骤201和202则可以得到如图9所示的成本数据表；以图9所示的第一行第二列为例，其展示的是Ai×j中的第二列数据与E中的第二列数据一一对应相乘且乘积相加的和，
即1.12*6.37+0*8+0*0.65+19*0.84＝23.1
其展示了在秸秆运输及加工阶段资源输入成本的数额；
再以图9中所示的第二行第一列为例，其展示的是Bk×j中的第一列数据与F中的第一列数据一一对应相乘且乘积相加的和，
即-1704.32*0.22+(-1.1197*0.9)+(-1.9588*0.56)+(-0.0456*10)+0*0.2＝-377.1
其展示了在秸秆种植收获阶段输出的用于处理污染物的成本为负值，即未进行实质成本的输出，例如，在秸秆种植收获阶段会吸收CO2；
204、根据所述资源输入成本和所述污染物输出成本计算总成本；
具体的，根据公式(8)构造C*1阶求和矩阵，
C＝[1,1,1,1,…,1]T (8)
式中：
C为左乘矩阵的列向量；
由秸秆水泥复合板的整个生命周期包含的阶段数量决定1的个数，本实施例中C则为1行7列7个1的矩阵；
根据公式(9)计算总成本，
W＝W1×Cμ×1+W2×Cγ×1 (9)
式中：
W为秸秆水泥复合板整个生命周期的总成本，Cμ×1为资源输入成本对应的C*1阶求和矩阵，μ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数，Cγ×1为污染物输出成本对应的C*1阶求和矩阵，γ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数；
即Cμ×1和Cγ×1均为1行7列7个1的矩阵，以将W1和W2矩阵通过左乘C阶求和矩阵得到一个直观的数字W；
具体的，参考附图9，W1即为W1＝(0,23.1,14.3,131.7,215.2,68,51.8)，W1左乘Cμ×1即得到资源输入总成本504.1；W2即为W2＝(-377.1,14.4,11.1,137.2,13.8,54.1,35.7)，W2左乘Cγ×1即得到污染物输出总成本-110.8，进而总成本W则为二者之和；
其中，参考附图9，总成本W还可以采取另外一种方式进行计算得到：
根据步骤203计算出的各个阶段对应的资源输入成本和污染物输出成本即可轻易得到秸秆水泥复合板整个生命周期的气源输入总成本、污染物输出总成本(图9所示的最右一列)以及每个阶段对应的成本(每个阶段对应的资源输入成本和污染物输出成本之和，图9所示的最下一行)，进而能够激起明确的看出秸秆水泥复合板整个生命周期中哪个阶段的成本较高，哪个阶段的成本较低；
108、根据所述成本以及所述总成本评价所述秸秆水泥复合板的生产加工；
具体的，根据步骤204得到图9显示数据可知秸秆水泥复合板的整个生命周期中哪个阶段所需成本较高，进而可以反向控制该阶段的成本，以减低最终总成本W。
其中，实施例2和实施例3可以同时存在，且先后顺序不影响最终结构，在此不做过多赘述。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于，其包括如下步骤：
采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据；
根据所述清单数据进行环境影响分类；
根据所述环境影响分类计算环境影响潜值；
归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价。
2.根据权利要求1所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述采集秸秆水泥复合板整个生命周期的清单数据的方法，包括：
以生命周期评价为基础，采集秸秆水泥复合板整个生命周期中的资源投入数据和污染物输出数据。
3.根据权利要求2所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述根据所述清单数据进行环境影响分类的方法，包括：
根据所述污染物输出数据确定环境影响负荷及环境影响类型。
4.根据权利要求3所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述根据所述环境影响分类计算环境影响潜值的方法，包括；
根据公式(1)计算对应所述环境分类的环境影响潜值，
EP(j)＝∑EP(j)i＝∑[Q(j)i×EF(j)i] (1)
式中：
EP(j)为秸秆水泥复合板整个生命周期对第j种环境影响类型的影响潜值；EP(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的贡献；Q(j)i为第i种污染物的输出量；EF(j)i为第i种污染物对第j种环境影响类型的当量因子。
5.根据权利要求4所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，包括
根据公式(2)进行所述环境影响潜值的归一化，
NP(j)＝EP(j)/ER(j) (2)
式中：
NP(j)为第j种环境影响类型的影响潜值归一化结果；ER(j)为第j种环境影响类型的归一化基准值；
比较所述环境影响类型对应的归一化结果，评价秸秆水泥复合板整个生命周期内对环境影响类型所施加的压力大小。
6.根据权利要求1所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，之后还包括
对预设环境影响类型进行敏感性分析，获取所述秸秆水泥复合板整个生命周期中对所述预设环境影响类型的贡献达到预设额度的因素；
根据所述达到预设额度的因素选取对应方式，降低其对所述预设环境影响类型贡献。
7.根据权利要求1所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述归一化所述环境影响潜值进行环境影响评价的方法，之后还包括
构建生命周期成本模型，计算秸秆水泥复合板整个生命周期各阶段的成本以及总成本；
根据所述成本以及所述总成本评价所述秸秆水泥复合板的生产加工。
8.根据权利要求7所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述构建生命周期成本模型，计算秸秆水泥复合板整个生命周期各个阶段的成本以及总成本的方法，包括
构建资源输入矩阵Ai×j和污染物输出矩阵Bk×j，
构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F；
构建资源输入成本和污染物输出成本；
根据所述资源输入成本和所述污染物输出成本计算总成本。
9.根据权利要求8所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述构建资源输入矩阵Ai×j和污染物输出矩阵Bk×j的方法，包括
根据公式(3)构建所述资源输入矩阵Ai×j和所述污染物输出矩阵Bk×j，
Figure RE-FDA0003100259040000021
式中：
i、k分别为资源、污染物的类型；j为秸秆水泥复合板的不同生命周期阶段；在各个矩阵里面的aij和bkj分别表示资源输入因子和污染物输出因子，aij≥0，bkj≥0。
10.根据权利要求9所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F的方法，包括
根据公式(4)计算成本折现，
P＝Q/(1+q)λ (4)
式中：
P表示成本折现值；Q表示成本实际值；λ表示折现年限；q表示基准折现率；
根据成本折现值以及公式(5)构建资源输入单价成本E和污染物输出单价F，
Figure RE-FDA0003100259040000031
式中：
e11,e21,e31,…,eμ1表示所述资源输入因子的单价；f11,f21,f31,…,fν1表示所述污染物输出因子的单价。
11.根据权利要求10所述的秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法，其特征在于：所述构建资源输入成本和污染物输出成本的方法，包括
根据公式(6)和公式(7)计算各个阶段的资源输入成本和污染物输出成本，
W1＝Ai×j×E (6)
W2＝Bk×j×F (7)，
所述根据所述资源输入成本和所述污染物输出成本计算总成本的方法，包括
根据公式(8)构造C*1阶求和矩阵，
C＝[1,1,1,1,…,1]T (8)
式中：
C为左乘矩阵的列向量；
由秸秆水泥复合板的整个生命周期包含的阶段数量决定1的个数；
根据公式(9)计算总成本，
W＝W1×Cμ×1+W2×Cγ×1 (9)
式中：
W为秸秆水泥复合板整个生命周期的总成本，Cμ×1为资源输入成本对应的C*1阶求和矩阵，μ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数，Cγ×1为污染物输出成本对应的C*1阶求和矩阵，γ为秸秆水泥复合板整个生命周期的阶段数。
CN202110472606.5A 2021-04-29 2021-04-29 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法 Pending CN113222374A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472606.5A CN113222374A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472606.5A CN113222374A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113222374A true CN113222374A (zh) 2021-08-06

Family

ID=77089997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110472606.5A Pending CN113222374A (zh) 2021-04-29 2021-04-29 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113222374A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005165469A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Toshiba Corp 評価装置、評価方法およびプログラム
CN112488554A (zh) * 2020-12-08 2021-03-12 湖北工业大学 挡土墙生命周期环境影响评价方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005165469A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Toshiba Corp 評価装置、評価方法およびプログラム
CN112488554A (zh) * 2020-12-08 2021-03-12 湖北工业大学 挡土墙生命周期环境影响评价方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐小宁;陈郁;张树深;张芸;宋国宝;: "复合硅酸盐水泥的生命周期评价", 环境科学学报, vol. 33, no. 09, 30 September 2013 (2013-09-30), pages 2632 - 2638 *
邓超;王丽琴;吴军;: "生命周期评价与生命周期成本集成方法研究", 中国机械工程, no. 15, 10 August 2007 (2007-08-10) *
邵新宇;邓超;吴军;王丽琴;: "产品设计中生命周期评价与生命周期成本的集成与优化", 机械工程学报, no. 09, 30 September 2008 (2008-09-30), pages 13 - 20 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Waste paper recycling decision system based on material flow analysis and life cycle assessment: a case study of waste paper recycling from China
Zhang et al. Carbon emission reduction potential of a typical household biogas system in rural China
Inghels et al. A model for improving sustainable green waste recovery
Xiong et al. Identifying factors influencing the forestry production efficiency in Northwest China
Wu et al. Efficiency improvement, structural change, and energy intensity reduction: Evidence from Chinese agricultural sector
CN106127388A (zh) 高耗能企业的能效评估方法
Purwanto et al. Added Value Plastic Waste Recycling Post-pandemic as a Circular Economy in Indonesia
CN110400069A (zh) 综合能源项目经济性评价方法与系统
Joshi et al. Status of urban wood-waste and their potential use for sustainable bioenergy in Mississippi
Do et al. A new integrated circular economy index and a combined method for optimization of wood production chain considering carbon neutrality
Zhao et al. Delivering zero carbon buildings: The role of innovative business models
CN106056307A (zh) 一种基于综合赋权法的电能替代技术综合效益评估方法
Weiguang et al. Decomposition analysis of driving factors for building energy consumption in China
Tayefeh et al. Advanced bibliometric analysis on water, energy, food, and environmental nexus (WEFEN)
Wang et al. A novel supply chain of straw briquette fuel and the optimal way to acquire fixed assets
Zhang et al. Evaluation on the efficiency of water-energy-food nexus based on data envelopment analysis (DEA) and Malmquist in different regions of China
Ye et al. Research on the policy synergy of supply-side and demand-side environmental policies: An analysis based on green value chain of manufacturing enterprises
Kellogg et al. The impact of state level residential building code stringency on energy consumption in the United States
CN113222374A (zh) 秸秆水泥复合板的环境和经济评价方法
Qi et al. Improved life cycle assessment of recycling organic wastes for practice
CN115471058A (zh) 一种道路建设期物质代谢及其环境负荷效应评价方法
CN110826917A (zh) 一种建筑垃圾资源化模式模糊评价方法
CN115660303A (zh) 一种区域能源互联网规划方法及装置
Zhang et al. Dynamic hybrid life cycle assessment of CO2 emissions of a typical biogas project
CN115511357A (zh) 一种建筑运维阶段碳排放影响因素判定方法及判定系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination