电线电缆产品绿色制造评价中的生命周期评价方法

王威

摘要：电线电缆是以传输电（磁）能、信息和实现电磁能转换的产品，广泛应用于电力、建筑、通信等领域，被喻为国民经济的“神经”与“血管”。电线和电缆没有严格的界限，通常将芯数少、直径小、结构简单的产品称为电线，将有坚固密封外护套、外径较大、结构复杂的产品称为电缆。生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。电线电缆产品生命周期评价是以具体某型号电线电缆产品为研究对象，以生命周期评价为研究方法，对电线电缆产品从原材料生产至产品废弃各生命周期的资源能源消耗与潜在环境影响进行分析。

关键词：电缆;绿色制造

一、电线电缆产品生命周期评价现状

运用生命周期评价方法，对具有相同载流能力的铝合金电缆和铜电缆进行环境影响分析，结果表明，铝合金电缆在中国资源消耗潜值、能源消耗潜值、酸化潜值、全球变暖潜值、富营养化潜值和工业用水共6个特征值方面均优于铜电缆。结果表明，在铝合金电力电缆产品全生命周期中，电缆的使用阶段对环境影响的贡献最大，其各项环境影响贡献占比达98%以上。GB/T 29782《电线电缆环境意识设计导则》规定了电线电缆（包括光缆等）环境意识设计的基本原则及要求，为电线电缆生命周期中的各个阶段提供环境意识设计指导。GB/T 32161《生态设计产品评价通则》规定了生态设计产品的评价原则和方法、生命周期评价报告编制方法等内容。

综上所述，电线电缆产品生命周期评价主要对导线材料在资源消耗潜值、能源消耗潜值、酸化潜值、全球变暖潜值、富营养化潜值等方面进行环境影响分析。通过生命周期评价可得到，电线电缆产品环境影响生命周期主要贡献阶段，对比不同材料的环境影响程度，计算环境影响潜在降低程度，进一步预估减排效果。GB/T 29782、GB/T 32161等标准，对产品生命周期评价方法及生命周期评价报告编制进行了规定。

二、电线电缆产品生命周期评价方法

按照对产品及产业关注的视角及思路不同，生命周期评价的具体实现方法学可分为生产流程分析法（Process Analysis，简称PA）、环境扩展的投入产出法（Environmentally Extended Input-Output Analysis，简称EEIOA）及混合分析法（Hybrid Analysis，简称HA）三大类，其中生产流程分析法是自底向上的生命周期评价方法，其特点是边界和流程定义清晰，数据需求明确，操作透明度高，应用层面也较为广泛。我国生命周期评价方法主要参考标准GB/T 24040（ISO 14040）《环境管理生命周期评价原则与框架》，GB/T 24044（ISO 14044）《环境管理生命周期评价要求与指南》。GB/T 24040中生命周期评价框架的实现方法学即为生产流程分析法。

根据GB/T 24040，生命周期评价包括目的和范围的确定、清单分析（LCI）、影响评价（LCIA）及解释四个阶段。目的和范围的确定是生命周期评价的基础，主要包括开展评价的目的、系统边界、功能单位、数据要求和分配原则等;清单分析是在系统建立后，量化产品系统相关输入和输出的过程，包括数据收集、数据计算，以及物质流、能量流和排放物的分配;生命周期影响评价依据清单分析结果，对资源能源消耗和潜在环境影响的过程进行评价;生命周期解释阶段的结果应与所规定的目的和范围保持一致，得出相应的结论，对局限性作出解释，并提出建议。

1.目的和范围的确定

电线电缆产品种类繁多，应根据需求和调研情况确定评价目的。电线电缆产品功能单位的选择取决于评价的目的和范围，可以选择一定长度的线缆，也可选择其他形式，如1km电力电缆、1盘光缆等。系统边界的选取可参考原材料获取、产品生产制造、成品运输、产品使用、产品废弃等生命周期阶段。原材料生产涉及导体材料、绝缘材料、护层材料、屏蔽材料、填充材料，以及包装材料等。产品生产过程通常会涉及数据分配，对于电线电缆产品，不同型号产品能源资源消耗差异较大，建议采用产量与重量结合的数据分配原则。

2.生命周期清单分析

电线电缆产品清单分析一般包括生产企业获得的原材料材质与质量、原材料运输方式和距离、产品生产能源资源消耗、产品运输方式和距离、产品设计寿命内电损及产品废弃处置数据。各类无法直接获得的原材料生产与产品再生利用等数据，则需借助数据库得到。以电力电缆为例，产品生产企业数据收集示意图如附图所示。

数据收集、计算及分配则需生命周期评价工作者依据数据取舍、计算及分配原则进行汇总整理。例如数据取舍原则中，能源资源输入均需收集、有毒有害的材料和物质相关数据均需收集，而厂区基建和人员生活的消耗与排放可以忽略;数据计算原则中，当确定和生产相关联的基本流时，应尽可能地应用实际的生产组合反映出所消耗的不同的资源类型;数据分配原则中，尽量避免分配，若不可避免时，应优先考虑物理关系进行分配。

3.生命周期影响评价

生命周期影响评價（LCIA）是对清单分析（LCI）的结果进行定性或定量排序的过程。GB/T 24040将影响评价分为必备要素和可选要素两类，必备要素包括选择影响类型、参数与特征化模型，LCI结果归类，特征化;可选要素包括归一化、分组、加权。电线电缆产品关注度较高的特征化指标包括资源消耗潜值、能源消耗潜值、全球变暖潜值等。

4.生命周期解释

生命周期解释应根据研究目的考虑系统功能、功能单位和系统边界定义的适当性，以及数据质量评价和敏感性分析所识别出的局限性。在数据质量评价过程中，发现必要信息缺失或不完整，则宜重新检查LCI与LCIA阶段，或对目的和范围加以调整。对于电线电缆生产企业，拉丝和挤塑工艺能耗较大，拉丝工艺能耗和挤塑工艺能耗属于必要信息，不可缺失。对于电线电缆产品，使用阶段的电能损耗尚未有统一的数据收集标准，一般由生产企业预估设备运行电流、工作电压、环境温度、运行时间等因素推算得到，存在不确定性，评价者应在生命周期报告中对阶段数据收集情况进行详细说明。

三、结语

在我国电线电缆的发展过程中，产品绿色属性要求逐步提高，生命周期评价作为一种系统的评价工具，能够对电线电缆产品全生命周期中输入、输出及其潜在环境影响进行汇编和评价，能够为电线电缆生产企业提供决策支撑，提高产品绿色属性，促进电线电缆行业的可持续发展。

参考文献

[1]邹红飞.电线电缆行业的发展状况，趋势，市场分析及存在的问题分析[J].电世界，2018，04（v.59;No.686）：39-43.