船艇用玻璃钢材料的生命周期碳排放分析

玻璃钢(GFRP)因其质轻高强耐腐蚀的特点而广泛应用于船艇壳体材料。在我国船艇行业落实“双碳”发展战略的背景下,“绿色低碳船艇”理念对船艇用玻璃钢材料的碳排放等环境负荷指标提出了新的要求。本文采用面向过程的生命周期分析方法(LCA),构建了船艇用玻璃钢材料从原料生产到废弃过程的分析模型。结果表明:1 t船艇用玻璃钢材料的碳排放为5023.60 kg CO_(2)eq,原辅料生产、生产加工和废弃处置阶段占比分别为70.33%、14.55%和15.12%;原辅料生产阶段碳排放主要来源于树脂产品和玻纤产品,生产加工阶段的碳排放主要来源于电力消费,废弃处置阶段开展废旧玻璃钢材料的综合利用将有助于碳减排。根据上述结果,对船艇用玻璃钢材料生命周期各个阶段的减碳路径提供了建议及成效分析。

轻钢结构建筑物化阶段碳排放及减排的研究

建筑行业碳排放量占社会碳排放总量的40%左右,其中,建筑物化阶段的碳排放总量最大,且强度高,该阶段碳减排是建筑减排的重要突破口。目前,大部分建筑减排研究主要针对传统现浇钢筋混凝土建筑,对于轻钢结构建筑的研究较少,针对轻钢建筑物化阶段碳排放的研究更少。本研究构建了轻钢建筑物化阶段碳排放计算模型,选取北京某轻钢结构建筑为案例,通过计算物化阶段的碳排放,分析建材生产、运输、施工建造各阶段的碳排放,发现轻钢结构建筑在各阶段有较大的减排潜力,并提出相应的减排措施。

磷酸铁锂电池不同应用场景的生命周期评价

为评估磷酸铁锂(LFP)电池梯次应用的生命周期环境影响,设定直接应用和梯次应用2个应用场景,采用生命周期评价(LCA)方法,对应用场景生命周期各阶段的环境影响及其贡献进行分析.功能单位设定为应用总容量1GWh的LFP电池作为通讯基站(CBS)储能电池,循环寿命为800次.结果表明,2个应用场景的环境影响热点均为储能应用阶段,分别占总环境影响的58.25%和64.03%;生产制造阶段的环境影响也较为显著,分别占41.58%和27.36%;回收再生阶段分别贡献了0.18%和0.14%的环境负荷,锂资源回收所产生的环境效益被回收工艺过程额外消耗的资源和能源所产生的环境负荷抵消.2个应用场景的环境影响比较结果显示,相对于直接应用场景,梯次应用场景可降低9.03%的总环境影响,具有一定的环境优势.对2个场景的资源消耗、能源消耗和温室气体排放3类指标的贡献结构进行分析,结果显示,生产制造阶段和储能应用阶段对这3类指标的贡献比例较为显著.

中国铜产品环境足迹评价和供应风险综合评估

在中国经济高速发展和清洁能源技术逐渐兴起的背景下,铜作为战略金属在基础设施建设和低碳技术领域需求巨大。本研究借助物质流分析方法进行数据收集,评价铜材生产环境足迹,并从环境足迹、地缘供应风险和供应限制脆弱性三个维度对中国铜产品进行供应风险综合评估。结果显示:2021年中国的铜进口物质量达1631万t,位居世界第一,主要进口铜精矿和精炼铜,出口铜制品。相比其他地区,中国生产铜材的环境足迹处于较低水平,主要由能耗较大的采矿阶段和冶炼阶段产生;而能源消耗电力化和电力清洁化可以成为铜生产行业碳减排的重要手段。中国铜产品供应风险增加主要是耗竭时间、全球治理指数和经济重要性三个指标风险增加所导致。综合指标显示,环境足迹下降也无法消除地缘供应风险和供应限制脆弱性的上升,从而导致供应风险的上升。因此,提高铜产品可替代率和回收率,以及增强供应国间合作将成为降低供应风险的有效举措。

玻璃纤维产品的环境影响评价

结合我国玻璃纤维产业现状,采用生命周期评价(LCA)方法对玻璃纤维从“摇篮”到“大门”的资源/能源消耗、污染物排放进行清单编制和环境影响潜力分析。结果表明,人体致癌毒性(HTPc)、人体非致癌毒性(HTPnc)对环境影响较大,分别占53.51%、30.53%。原料熔制阶段对全球变暖效应(GWP)、颗粒物形成(PMEP)、光化学臭氧形成对生态系统的影响(EOFP)、陆地酸化(AP)、人体致癌毒性(HTPc)、人体非致癌毒性(HTPnc)、化石能源耗竭(FFP)的贡献均最大,分别占78.57%、72.87%、66.00%、78.16%、71.69%、88.90%和78.10%。将生产玻璃纤维整个过程使用的电力改变电力结构时,碳排放呈一定幅度下降,7项环境影响指标均下降,可有效降低环境影响。

PBAT、PLA和PLA/PBAT共混塑料包装袋的碳足迹分析

研究对聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)以及两者共混改性PBAT/PLA共混塑料制成的可降解包装袋开展了碳排放比较分析。结果表明,1kgPBAT、PLA、PLA/PBAT共混塑料袋的碳足迹分别为9.72kgCO_(2)eq、7.94kgCO_(2)eq及7.74kgCO_(2)eq。废弃处置阶段的情景分析表明,提高回收比例、选用工业堆肥替代普通填埋是未来降低可降解塑料废弃物碳排放的有效手段。

建筑陶瓷水足迹研究

针对建筑陶瓷行业耗水量大、水效不高的现状,调研了两种不同生产工艺的8家陶瓷砖企业原始生产数据并进行处理,通过水足迹方法对两种陶瓷砖产品进行水足迹核算与分析,辨析不同工艺陶瓷砖水足迹之间的区别与联系,为建筑陶瓷产品的水资源高效利用提供数据与方法支撑。结果表明,干法制粉技术生产陶瓷砖相较于湿法制粉技术具备32.35%的水足迹下降潜势,且蓝水足迹优势在各个阶段均有体现。此外,原料生产阶段是水足迹主要贡献者,合理的配料可有效降低水足迹,能源使用阶段提高天然气用量能有效降低灰水足迹。

机器学习预测混凝土材料耐久性的研究进展

基于实验研究的混凝土材料耐久性评价周期长、成本高、效率低,传统经验公式对耐久性的预测精度有限且无法根据性能反推混凝土的配合比设计,因此开发新型高效的材料质量控制和性能预测工具已是当务之急。通过梳理建立机器学习模型的流程,总结常用算法的基本工作原理和优势,归纳基于机器学习的各耐久性指标预测算法,探讨其应用效果和发展方向,为机器学习技术在混凝土领域的深度开发和应用提供了依据。

基于目标情景的中国铝生产碳减排与碳达峰分析

本研究在国家碳达峰目标的指引下,梳理并核算了原铝生产温室气体排放的历史数据,并以此为基础,通过对未来15年中国电解铝生产技术改进潜力、电力结构调整及再生铝产量等因素的预测,建立原铝温室气体排放的多因素分析模型,探究在基准情景(BAU)、低改进效率情景(LIR)和高改进效率(HIR)三种情景下我国原铝生产温室气体减排和碳达峰路径。结果表明:我国历年吨铝温室气体排放潜力呈现下降趋势。预测了电解铝先进技术应用、电力消费结构变化及提高再生铝占比对降低吨铝温室气体排放的影响。我国铝生产温室气体排放在BAU情景下将在2030年达到峰值,在LIR情景下将在2027年达到峰值,在HIR情景下将在2021年达到峰值。给出了三种情景下铝产量的增长率,作为确保碳达峰后的限定条件。

典型建筑岩棉板的生命周期分析

基于生命周期评价方法量化分析典型企业生产建筑岩棉板“从摇篮到大门”的资源/能源消耗、污染物排放及潜在环境影响,辨识影响岩棉板产品环境负荷的关键过程及企业间差异性的主要因素。结果显示,岩棉板生产过程对全球变暖的环境影响贡献最大;原材料生产过程对矿产资源耗竭、化石能源耗竭及人体毒性的环境影响贡献显著;能源生产过程对颗粒物形成及陆地生态系统酸化的环境影响贡献最大;单位产品的能源消耗强度及玄武岩/树脂用量是造成不同企业岩棉产品环境影响差异的主要因素。

用后镁碳砖再生工艺的生命周期评价和能耗分析

基于生命周期评价(LCA)方法量化分析用后镁碳砖再生工艺过程中资源/能源消耗、污染物排放和环境影响潜力,其中用后砖再生料的添加比例控制在70%左右,电熔镁砂和石墨为配料。结果表明,生产1吨再生镁碳砖中全球变暖潜值最大,约1.45×10^(3)kg CO_(2)eq.,矿产资源耗竭、化石能源耗竭和人类非致癌毒性潜值较大,分别为7.20×10^(2)kg Cu eq.,3.49×10^(2)kg oil eq.和2.94×10^(2)kg 1,4-DCB eq.。归一化后的总环境影响为3.12,相对损害最大的影响为人类非致癌毒性,主要是生产过程中电力需求大造成;相对损害最大的生产单元过程是配料电熔镁砂和鳞片石墨的生产阶段,贡献了1.76,其次是原料加工、原料再生料的生产,分别贡献1.01和0.12,坯体制备、热处理和成品加工仅贡献了少量环境影响。

粉末冶金泡沫Al-Si-Cu发泡过程的微观结构演变

采用扫描电镜和能谱分析了泡沫Al-Si-Cu合金发泡过程的微观结构演变。将Al粉、Cu粉、Si粉按照89:6:5(质量比)混粉,并添加发泡剂2%TiH_(2) (质量分数)和增稠剂1.5%MnO_(2) (质量分数),经过500℃热压后,泡沫铝可在640℃/12-20min发泡。微观结构分析显示,发泡前泡沫铝呈现球形的Si、Al_(2)Cu、块状Ti H_(2)和扁片状Mn O_(2)相,发泡后泡沫铝孔壁内存在3类析出相:晶内细小的Si、Al_(2)Cu颗粒;晶界粗大离异共晶Si、Al_(2)Cu相;随机分布的块状Al-Mn相、MnO_(2)相和球形富Ti相。其中富Ti相是由Ti H_(2)分解H_(2)后,与铝液反应产生的,具有2种不同的类型。2类析出相心部都为Ti颗粒,第1类内壳为τ2(Al14Ti33Si53)相薄层,外壳呈现枝晶形貌的τ1(Al_(2)0Ti32Si48)和τ2相;第2类外部为块状交替分布的τ1和(Al, Si)3Ti相。第1类富Ti相的Si成分明显高于第2类,可能是2类富Ti相分别形成于铝液中的富Si和贫Si区造成的。对泡沫铝发泡过程微观结构的分析有助于设计高性能可强化的泡沫铝。