GBT 33224-2016 制冷和供热用机械制冷系统环境影响评价方法

ICS27.200GB/T33224—2016制冷和供热用机械制冷系统环境影响评价方法中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB/T33224—2016 I 1 35制冷系统生命周期评价 3 9附录A(资料性附录)制冷系统清单分析数据收集示例 附录B(资料性附录)制冷系统生命周期影响评价归一化、加权以及综合评价 附录C(资料性附录)制冷系统特征化计算示例 附录D(资料性附录)制冷系统生命周期影响评价示例 IGB/T33224—2016本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国冷冻空调设备标准化技术委员会(SAC/TC238)归口。1GB/T33224—2016制冷和供热用机械制冷系统环境影响评价方法GB/T24040环境管理生命周期评价原则与框架(GB/T24040—2008,ISO14040:2006,GB/T24044环境管理生命周期评价要求与指南(GB/T24044—2008,ISO14044:2006,JB/T7249制冷设备术语JB/T7249、GB/T24040和GB/T24044界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2GB/T33224—20163.103.113.123.133.143.153.163GB/T33224—2016制冷系统描述应使用户能够明确地识别。制冷系统描述一般应包括以下信息：c)制冷系统的出厂编号及制造商；基于生命周期评价方法计算制冷系统的生命周期环境负荷，评价分析制冷系统生命周期中或具体功能单位的主要作用之一是为输入、输出数据的统一提供基准，以确保LCA结果的可比性。本标准所涉及的制冷系统功能单位选择为制冷系统的个体，例如1台单元式空气调节机。原材料1零部件1原材料2零部件2运输零部件3能源1零部件3能源24GB/T33224—2016a)企业现场数据包括制冷系统生命周期各阶段的原材料消耗、能耗、污染物排放以及运输(包括b)背景数据包括原辅材料与能源开采生产的生命周期清单数据等。背景数据通常采用数据库，一般为行业平均数据。a)能源的所有输入均列出；b)原材料的所有输入均列出；c)辅助材料小于原材料总消耗0.5%的项目可忽略，但总的舍弃的原材料投入不得大于4%;f)任何有毒有害的材料和物质均应包含于清单中。应优先选择近年数据。在没有符合要求的中国国内数据的情况下，可以选择国外同类技术数据作为背景数据。另外，如果企业的原材料、部件供应商可以提供符合相关LCA标准要求——一致性：所有被选择的背景数据应完整覆盖背景数据应转换为一致的物质名录后再进行计算。如果背景数据更新，则LCA报告也应及向环境排放废物进行定量的技术过程。5GB/T33224—2016制冷系统生命周期评价目的和范围确定之后，制冷系统及其相关的数据类型以及数据质量要求也工作。主要包括：a)绘制制冷系统生命周期单元过程的输入输出流程图，以描绘所有需要的单元过程以及它们之间的相互关系；b)设计统计单元过程的输入输出的数据收集表，以及背景数据收集表，如附录A的表A.1与期评价所需要的信息；数据收集范围应涵盖系统边界中的每一个单元过程，数据来源应注明出处。数据收集包括企业现场数据和背景数据的收集。数据收集一般以制冷系统的装配关系为基础。主要步骤如下：a)将制冷系统分解为零(部)件；b)列出零(部)件的单元过程；c)详细描述每个单元过程的输入输出数据；d)描述每个过程的所有数据收集和计算要求；e)总结所有零(部)件的单元过程形成制冷系统的清单数据。排放等。其清单因子详见表1。因监测条件限制，缺失的数据应予以明确说明。其他未列入本表的因类别清单因子参考资料资源能源消耗煤；天然气；原油；铁；铜；铝等大气排放颗粒物(PM10);甲烷(CH₁);二氧化硫(SO₂);二氧化碳(CO₂);一氧化碳(CO);氮氧化物(NO);二氧化氮(NO₂);一氧化氮(NO);氧化亚氮(N₂O);六氟化硫(SF₆);硫化氢(H₂S);氟化氢(HF);氯化氢(HCl);氨(NH₃);挥发性有机化合物(VOC);氯氟烃类制冷剂(CFCs);氢氯氟烃类制冷剂(HCFCs);氢氟烃类制冷剂(HFCs);碳氢类制冷剂(HCs);Halon类；砷(As);铍(Be);镉(Cd);三价铬；六价铬；铜(Cu);汞(Hg);镍(Ni);锡(Sn);锌(Zn);苯参考文献[1]、[4]水体排放化学需氧量(COD);氨氮(NH₄+);总氮(N);总磷(P);氨(NH₃);硝酸盐；磷酸盐；砷(As);铍(Be);镉(Cd);三价铬；六价铬；铜(Cu);汞(Hg);镍(Ni);锡(Sn);锌(Zn);苯参考文献[1]、[4]GB89786GB/T33224—20165.3.4数据计算数据收集完后，要根据计算程序对该产品系统中每一单元过程与功能单位求得清单结果。计算应以统一的功能单位作为该系统所有单元过程中物、能流的共同基础，求得系统中所有的输入和输出数据。为避免现场收集的数据发生错误，收集的单元过程数据需要经过确认程序。一般采用物料质量平衡原则对收集数据进行审定，物料的输入、输出不平衡率应低于10%。5.3.4.3数据与单元过程的关联必须对每一单元过程确定适宜的基本流(如1kg材料或1MJ能量),并据此计算出单元过程的定量输入和输出数据。若出现一个生产工序或一条生产线生产多个规格的产品，则单元过程的数据需分5.3.4.4数据与功能单位的关联将各个工序或单元过程的输入输出数据除以制冷系统的产量，即得到单位制冷系统(功能单位)的原辅材料消耗、能源消耗和环境排放。将制冷系统各功能单元和过程中相同影响因素的数据求和，以获得该影响因素的总量，为制冷系统的影响评价提供必要的数据。若制冷系统单元过程的原材料投入和环境排放数据可以直接获得，原材料投入和环境排放数据采用实际消耗或排放量。若无法直接获得，要对原材料投入和环境排放数据进行分配。根据制冷系统的制冷量，对原材料投入和环境排放数据进行按比例分配，即制冷系统制冷量越大，其分担额就大。生命周期清单结果是各项环境负荷在所定义的生命周期过程的累积。生命周期清单因子q(如CO₂排放)的生命周期清单结果按式(1)计算。式中：………………Q₂——制冷系统生命周期清单因子q的清单结果；m;——制冷系统生命周期内第i种原材料、能源的直接消耗量；q;——第i种原材料、能源单位消耗量的生命周期清单因子q的流量；Z,——制冷系统生命周期内清单因子q的直接消耗量。5.3.4.8制冷系统生命周期制冷剂充注量计算制冷系统生命周期的制冷剂充注量按式(2)计算。7GB/T33224—2016m=mo×[(1—αrecovery)+L×n]……………(2)m——制冷系统生命周期制冷剂充注量，单位为千克(kg);m。——制冷系统设计充注量，单位为千克(kg);L——制冷剂年泄漏率，%;n——系统设计运行年数，单位为年；——制冷剂回收/再循环系数，其值为0～1,选取行业平均水平。5.4生命周期影响评价5.4.1概述生命周期影响评价(LCIA)是根据清单分析所提供的物质、能源消耗数据以及各种排放数据，对产品系统潜在的环境影响进行评价，为生命周期解释阶段提供必要的信息。根据GB/T24040的规定，生命周期影响评价分为必要要素和可选要素。a)生命周期影响评价必要要素包括：1)影响类型、类型参数和特征化模型的选择；2)将清单分析结果分类并划分到相应的影响类型(归类);3)类型参数结果的计算(特征化)。b)生命周期影响评价可选要素包括：1)对类型参数结果进行归一化处理；2)对影响类型进行分类并排序；3)利用权重因子对不同的影响类型结果进行转化和尽可能的合并。制冷系统生命周期影响评价的必要要素见5.4.2、5.4.3和5.4.4,可选要素见附录B。5.4.2制冷系统影响类型和特征化模型的选择制冷系统生命周期选取不可再生资源消耗、全球气候变暖、同温层臭氧减少、酸化、富营养化、光化学剂形成、人体毒性和生态毒性8类环境影响类型，各影响类型和特征化模型可参照表2所列。表2制冷系统影响类型和特征化模型影响类型特征化模型不可再生资源消耗非生物资源枯竭ADP¹(kgSbeq.)全球气候变暖温室气体100年内的全球变暖潜力IPCC2007GWP[2](kgCO₂eq.)同温层臭氧减少物质的臭氧消耗潜力稳态ODP模型[3](kgRlleq.)酸化物质的酸化潜力AP¹](kgSO₂eq.)富营养化物质的富营养化潜力EP¹](kgPO₄³-eq.)光化学氧化剂形成物质的光化学臭氧形成潜力POCP¹](kgC₂H₄eq.)人体毒性人体毒性潜力HTP[4(kg1,4-DCBeq.)生态毒性淡水水生毒性潜力FAETP⁴]、淡水沉积物毒性潜力FSETPl4、陆地生态毒性潜力TETP[45.4.3生命周期清单因子归类归类是根据清单负荷因子的物理化学性质，将对某影响类型有贡献的因子归到一起的过程。表18GB/T33224—2016所列的生命周期清单因子可按表3归入各影响类型。表3生命周期影响评价清单因子归类影响类型清单因子不可再生资源消耗煤；天然气；原油；铁；铜；铝；锌等全球气候变暖(a)二氧化碳(CO₂);(a)甲烷(CH₄);(a)氧化亚氮(N₂O);(a)六氟化硫(SF₆);(a)氯氟烃类制冷剂(CFCs);(a)氢氯氟烃类制冷剂(HCFCs);(a)氢氟烃类制冷剂(HFCs);(a)碳氢类制冷剂同温层臭氧减少(a)氯氟烃类制冷剂(CFCs);(a)氢氯氟烃类制冷剂(HCFCs);(a)Halon类酸化(a)二氧化硫(SO₂);(a)氮氧化物(NO);(a)二氧化氮(NO₂);(a)一氧化氮(NO);(a)氯化氢(HCl);(a)硫化氢(H₂S);(a)氟化氢(HF);(a)氨(NH₃)富营养化(a)氮氧化物(NO₂);(a)二氧化氮(NO₂);(a)一氧化氮(NO);(a)氨(NH₃);(w)化学需氧量(COD);(w)氨氮(NH₄+);(w)硝酸盐；(w)磷酸盐；(w)氨(NH₃);(w)总氮(N);(w)总磷(P)光氧化剂形成(a)甲烷(CH₄);(a)二氧化硫(SO₂);(a)一氧化碳(CO);(a)二氧化氮(NO₂);(a)一氧化氮(NO);(a)挥发性有机化合物(VOC)人体毒性(a)氨(NH₃);(a)硫化氢(H₂S);(a)氯化氢(HCl);(a)二氧化硫(SO₂);(a)二氧化氮(NO₂);(a)颗粒物(PM10);(a)挥发性有机化合物(VOC);(a)(w)砷(As);(a)(w)铍(Be);(a)(w)镉(Cd);(a)(w)三价铬；(a)(w)六价铬；(a)(w)铜(Cu);(a)(w)汞(Hg);(a)(w)镍(Ni);(a)(w)锡(Sn);(a)(w)锌(Zn);(a)(w)苯生态毒性(a)挥发性有机化合物(VOC);(a)(w)砷(As);(a)(w)铍(Be);(a)(w)镉(Cd);(a)(w)三价铬；(a)(w)六价铬；(a)(w)铜(Cu);(a)(w)汞(Hg);(a)(w)镍(Ni);(a)(w)锡(Sn);(a)(w)锌(Zn);(a)(w)苯注：(a)——大气污染物；(w)——水体污染物。5.4.4特征化特征化即针对所确定的环境影响类型对数据进行分析和量化。包括对清单分析结果进行统一单位换算，并在相同的影响类型内对换算结果进行合并。环境影响类型p的影响潜值按式(3)计算。EP,——环境影响类型p的影响潜值；EF,——生命周期清单因子q对第p种环境影响的特征化因子，按表2规定；Q。生命周期清单因子q的清单结果，按式(1)计算。具体计算示例见附录C。5.5生命周期解释5.5.1三要素生命周期解释包括重大问题识别、评估和结论三个要素。9GB/T33224—2016识别制冷系统生命周期或指定阶段的重大问题。具体操作方法和示例参考GB/T24044。组的环境影响贡献。本要素旨在建立并增强LCA或LCI的结果的可信性和可靠性。包括完整性、敏感性和一致性检查。具体操作方法和示例参考GB/T24044。a)完整性检查确保所需信息和数据的全面完整；b)敏感性检查确保数据及其计算结果的可靠性；过程中保持一致。6报告制冷系统环境影响评价报告是对制冷系统LCA的各个阶段分别作出说明，LCA研究报告应完整、一般应包括以下内容：a)评价的目的；b)功能单位；c)制冷系统周期评价边界；d)单元过程划分及描述；e)数据形成过程；h)评价的局限性说明及数据质量分析；附录D给出了一个制冷系统生命周期影响评价的示例。GB/T33224—2016(资料性附录)制冷系统清单分析数据收集示例本附录给出了制冷系统清单分析数据收集的示例。表A.1为某制冷空调产品现场数据收集表示例(功能单位为1台产品),表A.2为背景数据收集表示例。表A.1制冷系统现场数据收集表示例1.产品基本信息产品制造商产品类型产品型号产品信息信息/数量来源及填表说明制冷剂类型产品设计信息制冷剂充注量(kg)产品设计信息年泄漏率(%)产品设计信息名义制冷量(kW)产品设计信息性能系数产品设计信息使用寿命(年)产品设计信息运行小时数(h)产品设计信息2.产品加工及装配能源输入数量来源及填表说明实测(选取统计期平均数据)原材料输入数量来源及填表说明铸铁(kg)实测铜材(kg)实测钢材(kg)实测铝材(kg)实测大气排放物数量来源及填表说明实测、计算数据实测、计算数据实测、计算数据实测、计算数据GB/T33224—2016表A.1(续)水体排放物数量来源及填表说明废水排放量(kg)实测数据COD(kg)实测数据化学需氧量(kg)实测数据3.零部件加工(针对每一个零部件应分别给出)产品信息信息/数量来源及填表说明产品类型压缩机、蒸发器等产品生产厂家产品设计信息产品型号产品设计信息自制/外协产品设计信息总质量(kg)产品设计信息产品运输信息(外协件)运输方式、批量、距离等能源输入数量来源及填表说明实测/供应商提供原材料输入数量来源及填表说明铸铁(kg)实测/供应商提供铜材(kg)实测/供应商提供大气排放物数量来源及填表说明实测、计算数据/供应商提供实测、计算数据/供应商提供实测、计算数据/供应商提供水体排放物数量来源及填表说明废水排放量(kg)实测数据/供应商提供COD(kg)实测数据/供应商提供氨氮(kg)实测数据/供应商提供GB/T33224—2016表A.2背景数据收集表示例类型投入/排放物质单位制冷系统生命周期能源、原材料类别电铸铁钢铜铝塑料…资源能耗消耗铁铜铝锌煤天然气m³原油化石能源MJ大气排放二氧化碳甲烷PM10二氧化硫氮氧化物挥发性有机物氟化氢水体排放化学需氧量氨氮总氮总磷数据描述(数据来源、数据时间等)GB/T33224—2016(资料性附录)制冷系统生命周期影响评价归一化、加权以及综合评价B.1归一化归一化是将特征化指标除以相应的归一化基准值，归一化的目的是更好的认识所研究的产品系统中每一个环境影响类型的相对大小。归一化基准值通常为某一年某地区的特征化指标的总量。特定环境影响类型的归一化按式(B.1)计算。………………(B.1)式中：NEP,——环境影响类型p的归一化计算结果；EP,——环境影响类型p的特征化计算结果，按式(3)计算；TEP,——归一化基准值，采用基准年我国第p种环境影响类型的总影响潜值或者人均影响潜值。B.2加权加权是为了区分不同环境影响类型的重要性，各归一化指标乘以各自的权重因子之后相加，可以得到综合性的生命周期环境影响潜值，按式(B.2)计算。式中：………………(B.2)EP——产品生命周期环境影响综合潜值；NEP,——环境影响类型p的归一化计算结果，按式(B.1)计算；wp——环境影响类型p的权重。B.3制冷系统生命周期综合评价上述的特征化、归一化和加权处理分别给出了制冷系统生命周期内总的环境影响。对于评价不同的制冷系统而言，还不能仅仅以上述环境影响潜值总量来对制冷系统进行生命周期评价，其评价过程中还与产品系统的制冷量以及寿命有关系。本标准以产品系统寿命周期内单位制冷量的年平均影响潜值作为标评价指标，分别按式(B.3)和式(B.4)计算。……(B.3)……(B.4)GB/T33224—2016UEP,——产品系统单位制冷量的年平均环境影响p的潜值；UEP——产品系统单位制冷量的年平均环境影响综合潜值；Q。——制冷系统的名义制冷量；n——制冷系统运行年数。GB/T33224—2016(资料性附录)制冷系统特征化计算示例本附录以全球气候变暖为例，给出制冷系统影响类型的特征化计算方法。大气中的CO₂气体和其他温室气体的排放会产生温室效应，导致全球气温升高，引起全球气候变化。国际上采用全球变暖潜值(GWP)作为全球变暖影响类型的特征化因子，来衡量这些温室气体排放对全球气候影响的贡献值。制冷系统排放的各种温室气体的影响潜值等于气体排放量与特征化因子(GWP)相乘得到，各气体的影响潜值相加即得到全球气候变暖这一类型参数的计算结果。表C.1为影响潜值的计算示例。表C.1温室气体的影响潜值计算表排放物质排放量当量因子(GWP)kgCO₂eq./kg影响潜值kgCO₂CO₂1甲烷R2245200合计：5412.6GB/T33224—2016(资料性附录)本附录选取某公司生产的名义制冷量为2810kW冷水机组(以下简称“冷水机组I”)作为制冷系统的典型产品进行生命周期影响评价。D.2.1研究目标a)汇总整理出冷水机组I的生命周期清单；c)识别冷水机组I生命周期内各阶段对环境影响的贡献大小，确定各环境影响类型在冷水机组D.2.2功能单位1台冷水机组。冷水机组I名义制冷量2810kW,COP=6.3,IPLV=7.06;设计使用寿命15年；制冷剂类型R134a,充注量520kg,年泄露率0.0004%,制冷剂回收率15%。D.3清单分析D.3.1生命周期模型建立建立冷水机组建立冷水机组I的生命周期模型，如图D.1所示。系统管路过滤器铸铁钢材铜材塑料电能乙炔运输图D.1冷水机组I生命周期模型示意图GB/T33224—2016D.3.2数据收集D.3.2.1背景数据主要来自中国生命周期基础数据库(CLCD)[5],CLCD未包含的塑料、氮气等耗材的清单数据参考欧盟研究总署(JRC,EC)提供的欧盟生命周期基础数据库(ELCD),如表D.1所示。表D.1冷水机组I生命周期评价背景数据来源数据库物质(过程)名称电能、铸铁、钢、铜、铝、橡胶、乙炔、运输塑料、氮气D.3.2.2企业现场数据运用本标准5.3以及附录A的方法对企业现场数据进行收集、整理以及计算，确定冷水机组I的生命周期过程投入数据如表D.2所示。原材料及能源生产类型铸铁钢铜铝橡胶塑料合计31885556208411单位零部件产品生产和制冷系统装配运输使用及维护类型电能CO₂乙炔距离电能制冷剂充注量合计50004.84.30×10⁶4.44×102单位m³m³“使用与维护阶段的电能总消耗以我国夏热冬冷地区冷水机组I制冷运行小时数1366h[6],IPLV=7.06,运行15年获得。用5.3.4的方法计算确定制冷系统生命周期的主要投入和排放物质清单。表1给出的制冷系统生GB/T33224—2016表D.3冷水机组I主要的生命周期清单(1台)资源投入物质铜铁铝锌煤原油数值单位环境排放(大气)物质数值单位环境排放(水体)物质磷酸盐氨氮总氮总磷氨数值单位D.4冷水机组I生命周期影响评价D.4.1冷水机组I影响类型和特征化模型的选择根据清单结果，应用式(3)计算获得特征化结果。表D.4中列出了1台冷水机组I生命周期内的各环境影响特征化指标。表D.4冷水机组I的环境影响特征化指标环境影响类型不可再生资源消耗全球气候变暖同温层臭氧减少酸化富营养化光化学氧化剂形成特征化模型特征化指标单位应用式(B.1)对冷水机组I的各环境影响特征化指标进行归一化处理，结果如表D.5所示。GB/T33224—2016表D.5冷水机组I的环境影响归一化指标环境影响类型不可再生资源消耗全球气候变暖同温层臭氧减少酸化富营养化光化学氧化剂形成特征化模型ADPGWPODPAPEPPOCP基准值”27.76.83×10³9.11×10-252.922.88.04归一化结果1.25×10³7.36×10²9.60×10-24.41×10²96.295.8“归一化基准值采用参考文献[1]中1995年全世界各影响类型的人均影响潜值。采用目标距离法确定各影响类型的权重。某类环境影响的权重因子被定义为该类环境影响在标准化参考年的值除以目标年的环境影响值，目标年的环境影响潜值采用政府削减目标来确定。表D.6各环境影响类型的权重环境影响类型不可再生资源消耗全球气候变暖同温层臭氧减少酸化富营养化光化学氧化剂形成特征化模型ADPGWPODPAPEPPOCP权重0.0140b本示例中的权重采用参考文献[1]中给出的各影响类型权重，但参考文献[1]未包含同温层臭氧减少的影响权重。选取我国ODS物质减排目标，即以2010年消耗量为基线，2030年实现ODS物质淘汰，保留2.5%维修量为目标来确定同温层臭氧减少的影响权重。应用式(B.2)计算确定的冷水机组I生命周期环境影响综合潜值为2.53×10³。表D.7给出了应用式(B.3)计算确定的冷水机组I单位制冷量的年平均环境影响潜值。表D.7冷水机组I单位制冷量的年平均环境影响潜值环境影响类型不可再生资源消耗全球气候变暖同温层臭氧减少酸化影响富营养化影响光化学氧化剂形成特征化模型ADPGWPODPAPEPPOCP数值8.22×10-11.19×10²2.08×10-75.53×10-5.20×10-1.83×10-2单位kgCO₂eqkgSO₂eq.kgPO₄³eq.kgC₂H₄eq.应用式(B.4)计算确定的冷水机组I单位制冷量的年平均环境影响综合潜值为6.00×10-²。D.5生命周期解释D.5.1贡献分析贡献分析用于分析冷水机组I生命周期各单元过程对环境影响类型的贡献。将这些单元过程汇总GB/T33224—2016贡献见图D.2所示。从图D.2可以看出，对于冷水机组I,生命周期各影响类型的主要贡献来自冷水机图D.2冷水机组I各单元过程组对环境影响指标的贡献分析I,生命周期内主要的影响类型为全球气候变暖和酸化影响。