考慮回收利用過程的汽車產(chǎn)品全生命周期評價

徐建全 楊沿平

1.福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，福州，3500022.湖南大學(xué)汽車車身先進(jìn)設(shè)計制造國家重點實驗室，長沙，410082

0 引言

為應(yīng)對日益突出的燃油供求矛盾和環(huán)境污染問題，我國已將新能源汽車列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。近年來新能源汽車保持高速增長，2017年新能源汽車產(chǎn)銷均接近80萬輛，分別達(dá)到79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%[1]。

開展生命周期評價(life cycle assessment,LCA)有助于企業(yè)實施生態(tài)效益計劃，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，可為政府部門制定環(huán)境政策和建立環(huán)境產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，也可以引導(dǎo)消費者進(jìn)行“綠色消費”。在汽車產(chǎn)品生命周期評價方面，國內(nèi)外學(xué)者對汽車整車(含新能源汽車)的能源消耗和環(huán)境排放等問題進(jìn)行了研究[2-7]。近年來有關(guān)電動汽車的生命周期評價研究成為熱點，如電動汽車與傳統(tǒng)汽車整車生命周期評價對比分析[8-13]，針對“三電系統(tǒng)”中動力電池的生命周期評價[14-18]、驅(qū)動電機(jī)的生命周期評價[19]、電動汽車與傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng)對比研究[20]。現(xiàn)有評價研究的系統(tǒng)邊界主要集中在油井到車輪(well to wheel, WTW)階段，對包含汽車回收利用階段的全生命周期評價及影響分析涉及較少,少量研究也只計算了回收正效益，或僅分析了報廢環(huán)節(jié)這一個過程的能耗排放[21-23]，未對回收利用階段進(jìn)行綜合計算和全局分析，由此造成的評估誤差較大，無法真實反映客觀情況。

國際生態(tài)設(shè)計領(lǐng)域?qū)C(jī)電類產(chǎn)品的回收循環(huán)再利用要求日益提高，如歐盟規(guī)定車用零部件95%以上能夠綠色報廢、有效回收、科學(xué)循環(huán)[24]。然而，國內(nèi)沒有具體的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行規(guī)范管理，從而導(dǎo)致回收利用率較低，大量應(yīng)依法報廢的車輛仍在使用，增加了安全隱患。國內(nèi)研究人員很少在設(shè)計階段將報廢回收后的循環(huán)利用問題納入考慮范疇，缺少面向可回收循環(huán)、可綠色拆解、可綜合利用的多目標(biāo)設(shè)計，從而導(dǎo)致能耗增高、效率降低，與產(chǎn)品可持續(xù)設(shè)計的理念不符。在評價工具方面，國內(nèi)汽車生命周期評價研究通常采用GaBi、GREET等國外成熟軟件，清單分析過程也大多基于國外數(shù)據(jù)庫，無法真實反映我國國情從而導(dǎo)致評價結(jié)果無法指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)。

針對上述問題，本文充分考慮回收利用過程，構(gòu)建了汽車產(chǎn)品全生命周期綜合環(huán)境效益評價模型，模型包含了材料消耗、能源消耗、環(huán)境排放3個計算單元，并運用該評價模型對純電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車進(jìn)行實證計算和結(jié)果分析。

1 LCA模型

1.1 模型結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)邊界

區(qū)別于大多數(shù)研究“從搖籃到墳?zāi)埂钡拈_環(huán)過程，本文構(gòu)建一個“從搖籃到再生”的閉環(huán)系統(tǒng)，同時也是一個通用化的模型。汽車產(chǎn)品全生命周期綜合環(huán)境效益評價模型的邊界及計算框架見圖1。將汽車生命周期分為如下各階段：材料獲取、材料加工、零部件加工制造、整車裝配、使用、回收利用。在汽車回收利用階段，僅考慮金屬材料的回收再利用，而不考慮非金屬材料、零部件再使用、再制造和能量回收、填埋處理等。運輸過程的能耗和排放已包含在各個階段中。該模型可用于各類汽車產(chǎn)品全生命周期材料(含礦石資源)消耗、能耗、環(huán)境排放及環(huán)境影響評價。圖1中，RPRE為汽車報廢回收利用過程預(yù)處理階段的材料回收率矩陣，RD為拆解階段的材料回收率矩陣，RM為金屬分離階段的材料回收率矩陣，RC和RMS分別為材料加工和零部件加工制造所產(chǎn)生的廢料在收集過程的回收率矩陣和金屬材料回收率矩陣，RA為車用材料在零部件加工制造過程的利用率矩陣，RF為原材料加工的利用率矩陣，ψ為汽車報廢回收和材料加工、零部件加工制造產(chǎn)生的廢料回收進(jìn)入車輛循環(huán)的利用率矩陣，I為單位對角矩陣，RS為再生材料的比例矩陣，λrc為制造各零部件所需的材料在材料獲取過程中的礦石利用率矩陣，需要說明的是，為計算資源耗竭情況所帶來的影響，本文僅考慮金屬材料的礦石資源消耗。

圖1 模型邊界及計算框架圖Fig.1 Model boundary and calculation framework

1.2 材料消耗模型

由圖1可知，材料獲取階段包括原生材料和再生材料兩類材料。其中再生材料主要來源于汽車報廢回收的金屬材料、材料加工階段產(chǎn)生的廢料和零部件加工制造階段產(chǎn)生的廢料。

根據(jù)汽車各零部件的數(shù)量和材料組成情況，定義MP為不同零部件不同材料的質(zhì)量矩陣，mP,ij為第i種零部件第j種材料的質(zhì)量，則材料未加工前的質(zhì)量矩陣

(1)

式中，v為汽車零部件的數(shù)量；w為車用材料的數(shù)量；munf,ij為第i種零部件第j種材料未加工前的質(zhì)量；MP-RP為汽車零部件更換矩陣(汽車在使用過程中，往往需要更換一些零部件，特別是純電動汽車，目前的電池壽命還不足以支撐汽車的整個生命周期，中途需要更換電池)。

建立汽車原生材料的礦石資源消耗矩陣，即從原礦石到原材料的過程(如鐵礦石冶煉鋼鐵的過程)，可得汽車需要消耗的原礦石的質(zhì)量矩陣

(2)

式中，mor,ij為第i種零部件第j種材料消耗的原礦石質(zhì)量。

則獲取第j種材料所消耗的原礦石質(zhì)量

(3)

1.3 能源消耗模型

汽車產(chǎn)品全生命周期的各個階段需消耗眾多能源，如煤、汽油、柴油、天然氣、電力、生物能、水能、核能等。本文重點考查非可再生能源的消耗，暫不考慮可再生能源的消耗。對于電力、汽油、柴油等二次能源消耗，在計算能耗強(qiáng)度時都折算成一次能源消耗，即原煤、原油和天然氣。能源系統(tǒng)清單計算采用矩陣計算和迭代方法。本文規(guī)定能耗的單位統(tǒng)一使用MJ，下面分階段進(jìn)行建模。

材料獲取階段的能源消耗矩陣

Em1=[em1,ij]v×z=Munf(I-RS)EECI-V+
(MunfRS)EECI-S

(4)

式中，z為消耗的能源種類數(shù)；EECI-V、EECI-S分別為原生材料和再生材料獲取階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣，矩陣中各元素ev,ij(es,ij)為獲取第i種原生(或再生)材料過程中第j種能源的消耗強(qiáng)度(單位為MJ/kg)。

材料獲取階段的能源消耗量

其他階段能源消耗量同理得出，不再贅述。

材料加工階段的能源消耗矩陣

Em2=[em2，ij]v×z=MunfEECI-MP

(5)

式中，EECI-MP為材料加工階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

零部件加工制造階段的能源消耗矩陣

Em3=[em3，ij]v×z=MunfRFEECI-PP

(6)

式中，EECI-PP為零部件加工制造階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

整車裝配階段的能源消耗矩陣

Em4=[em4，ij]v×z=MPEECI-A

(7)

式中，EECI-A為整車裝配階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

使用階段的能源消耗包括車輛使用過程的直接能源消耗以及生產(chǎn)各種燃料的間接能源消耗。

汽車在使用階段的直接能耗矩陣

EUD=[eUD1eUD2…eUDj…eUDz]=
SQsFLCVαF/100

(8)

式中，eUDj為第j種能源在使用階段的直接能耗；S為車輛總行駛里程；Qs為汽車的百公里能耗矩陣，矩陣中各元素qsj為單一模式下的百公里油(或電、氣)耗；αF為各種燃料所占的比例矩陣；FLCV為各種燃料的低熱值矩陣，矩陣中各元素fLCVj表示第j種燃料每單位發(fā)出的熱值。

汽車在使用階段的間接能耗矩陣

EUI=[eUIj]=EUDFP

(9)

式中，F(xiàn)P為生產(chǎn)每單位(MJ)燃料的能源消耗矩陣，矩陣中各元素fpj為生產(chǎn)每單位(MJ)燃料消耗的第j種燃料的能量。

由此得到汽車在使用階段的總能耗矩陣

EU=[eUj]=EUD+EUI

(10)

則使用階段總能耗

這里需要指出的是，對于純電動汽車，使用過程可能需要更換電池，這部分的能耗本文將其放在使用階段計算，增加的這部分能耗等于電池更換次數(shù)乘以單個電池的生產(chǎn)能耗。

報廢的汽車(含新能源汽車)通常分以下步驟進(jìn)行回收：①預(yù)處理。包括拆除液體污染物和蓄電池，回收液體；拆卸車輪；拆卸安全氣囊等危險部件。②拆解。包括燈、保險杠、玻璃等車身外部件拆解；座椅、地板、內(nèi)飾、電器件等車身內(nèi)部件拆解；發(fā)動機(jī)、變速器、前后橋等總成拆解。③金屬分離。拆解完畢后，送往破碎公司進(jìn)一步處理，可以分解出鋼材、鑄鐵、有色金屬等擁有較高回收價值的材料，可再制造的零部件送往再制造公司進(jìn)一步處理，不可再制造的進(jìn)行報廢處理。由圖1可以看出，本文綜合考慮了回收利用過程的正負(fù)效益，同時拓寬了回收利用的系統(tǒng)邊界，既包括預(yù)處理、拆解、金屬分離的廢料回收利用，還包括材料加工與零部件加工制造所產(chǎn)生廢料的回收利用。由此，回收利用階段的能耗主要由三部分組成：材料回收再利用過程的能耗收益；汽車報廢回收過程的能耗；材料加工及零部件加工制造產(chǎn)生的廢料回收過程能耗。

假設(shè)廢料全部進(jìn)入再生材料的生產(chǎn)[25]，回收利用階段材料的能耗收益矩陣

ERM=[eRM，ij]v×z=Munfψ[(I-RF)RCRMS+
RF(I-RA)RCRMS+RFRARPRERDRM-RS]·
(EECI-S-EECI-V)

(11)

預(yù)處理階段的能源消耗矩陣

ERP=[eRP，ij]v×z=MPEECI-P

(12)

式中，EECI-P為汽車報廢回收預(yù)處理階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

拆解階段的能源消耗矩陣

ERD=[eRD，ij]v×z=MPRPREEECI-D

(13)

式中，EECI-D為汽車報廢回收拆解階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

金屬分離階段的能源消耗矩陣

ERMS=[eRMS，ij]v×z=MPRPRERDEECI-MS

(14)

式中，EECI-MS為汽車報廢回收金屬分離階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

加工廢料收集階段的能源消耗矩陣

ERS=[eRS,ij]v×z=Munf[(I-RF)+
RF(I-RA)]EECI-SC

(15)

式中，EECI-SC為材料和零部件加工廢料收集階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

材料和零部件加工廢料金屬回收階段的能源消耗矩陣

ERSM=[eRSM，ij]v×z=Munf[(I-RF)+
RF(I-RA)]RCEECI-SM

(16)

式中，EECI-SM為材料和零部件加工廢料金屬回收階段的能源消耗強(qiáng)度矩陣。

綜上，回收利用階段的能耗

er=eRM+eRP+eRD+eRMS+eRS+eRSM

(17)

將6個階段汽車的能源消耗進(jìn)行求和，即可計算出汽車全生命周期的綜合能源消耗

et=em1+em2+em3+em4+eU+er

(18)

1.4 環(huán)境排放量化模型

由圖1可以看出，系統(tǒng)邊界內(nèi)輸出的各種環(huán)境排放包括了從礦石資源開采到各種材料加工制造的排放、零部件加工制造和整車裝配的排放、各種燃料生產(chǎn)到車輛使用過程的排放以及車輛報廢回收各過程和加工廢料回收過程的排放等。同理，對各個階段進(jìn)行建模，其中，回收利用階段第j種污染物的排放收益量

prj=pRMj+pRPj+pRDj+pRMSj+pRSj+pRSMj

(19)

式中，pRMj為汽車回收利用階段第j種污染物的排放量；pRPj、pRDj、pRMSj分別為報廢回收預(yù)處理階段、拆解階段及金屬分離階段第j種污染物的排放量；pRSj、pRSMj分別為加工廢料收集階段及金屬回收階段第j種污染物排放量。

同理可計算出汽車全生命周期第j種污染物的綜合排放：

ptj=pm1j+pm2j+pm3j+pm4j+pUj+prj

(20)

式中，pm1j、pm2j、pm3j、pm4j、pUj分別為材料獲取階段、材料加工階段、零部件加工階段、整車裝配階段及使用階段第j種污染物的排放量。

生命周期影響評價是對清單分析階段所識別出來的環(huán)境負(fù)荷影響進(jìn)行定量或定性的描述和評價[26]。本文采用CML 2001模型進(jìn)行影響評價分析，同時結(jié)合CML資源耗竭特征化法并參考北京工業(yè)大學(xué)的研究成果對模型進(jìn)行本地化修正[27]，經(jīng)修正后的CML模型充分考慮了資源開采過程中的損耗與回收，符合中國的礦產(chǎn)資源采儲現(xiàn)狀，選取國際標(biāo)準(zhǔn)的金屬銻作為基準(zhǔn)值進(jìn)行統(tǒng)一銻當(dāng)量換算。

本文采用生態(tài)指數(shù)法的分類原則，選取不可再生資源消耗(abiotic depletion potential,ADP)、溫室效應(yīng)(global warming potential,GWP)、人體健康損害(health toxic potential,HTP)、光化學(xué)煙霧(photochemical ozone creation potential,POCP)和酸化(acid potential,AP)五類常用的環(huán)境影響類型，如表1所示。

表1 生命周期影響評價分類

2 實證分析

基于上述所建立的評價模型，選擇某汽車公司生產(chǎn)的傳統(tǒng)汽油車(CV)和在該同一平臺上開發(fā)的純電動汽車(EV)作為評價對象，進(jìn)行全生命周期材料、能耗、環(huán)境排放及環(huán)境影響評價等對比分析。生命周期行駛里程設(shè)定為300 000 km。為了突出兩者的區(qū)別，把它們的主要差異部件單獨列出，具體汽車的子系統(tǒng)分類及質(zhì)量如表2所示。EV的整備質(zhì)量1 480 kg，百公里耗電14 kW·h，續(xù)航里程150 km。CV的整備質(zhì)量1 349 kg，發(fā)動機(jī)排量1.6 L，百公里油耗8 L。本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的原則是盡量采用國內(nèi)的本地數(shù)據(jù)。材料獲取過程的礦石利用率、材料加工利用率及零部件加工制造利用率，廢料回收進(jìn)入車輛循環(huán)利用率，回收過程各種材料的回收利用率等數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[28-29]及北京工業(yè)大學(xué)中國材料生命周期清單數(shù)據(jù)庫。回收過程各種材料的回收利用率如表3所示。

2.1 整車全生命周期能耗和環(huán)境排放評價

采用MATLAB編程，將清單數(shù)據(jù)輸入模型，可得出EV及CV的全生命周期各階段的能耗、環(huán)境排放結(jié)果，如圖2～圖5所示，具體數(shù)據(jù)如表4和表5所示。

表2 汽車各子系統(tǒng)的組成及質(zhì)量

表3 回收過程的各種材料回收利用率

圖2 全生命周期能耗Fig.2 Life cycle energy consumption

圖3 全生命周期CO2排放Fig.3 Life cycle CO2 emissions

圖4 全生命周期CO、SOx、NOx、PM排放Fig.4 Life cycle CO, SOx, NOx, PM emissions

圖5 全生命周期CH4、NMVOC、N2O排放Fig.5 Life cycle CH4, NMVOC, N2O emissions

純電動汽車傳統(tǒng)汽油車總能耗(考慮回收利用)(MJ)6.36×1051.97×106回收利用能耗(MJ)-4.25×104-3.22×104回收利用能耗占比(%)-6.68-1.64總能耗(未考慮回收利用)(MJ)6.79×1052.00×106

表5 兩款車的生命周期排放及回收利用排放

由表4可以看出，EV較CV全生命周期能耗降低了67.72%(1.33×106MJ)，主要原因在于該款EV的百公里耗電較低從而計算出的使用階段能耗顯著低于CV。對于考慮回收利用的EV，回收利用能耗占比達(dá)-6.68%。由表5可以看出，EV全生命周期CO2、CH4、N2O和NMVOC排放比CV分別降低了30.22%(2.2×104kg)、17.16%(9.12 kg)、86.39%(5.65 kg)和62.45%(13.52 kg)，溫室氣體減排效果顯著。在當(dāng)前我國以火電為主的電力結(jié)構(gòu)下，EV全生命周期CO、SOx、NOx和PM排放量相對于CV分別增加84.90%(87 kg)、343.07%(237.47 kg)、268.66%(148.84 kg)和229.12%(83.33 kg)。兩款車的氣體排放物在回收利用階段的排放收益顯著，其中PM排放占比分別為-59.25%和-129.53%。由此可見，對于汽車產(chǎn)品生命周期評價，若不充分考慮回收利用階段的正負(fù)效益，評價結(jié)果極有可能失真，同時也對設(shè)計者在研發(fā)階段就考慮未來汽車材料的回收再利用提出了目標(biāo)要求。

雖然絕大多數(shù)評價指標(biāo)在使用階段的占比較大，但由圖4和圖5可以看出，EV在材料獲取階段的CH4、PM、NMVOC排放高于使用階段，CO排放也較大，接近于使用階段排放。CV在材料獲取階段的CH4、CO、PM排放高于使用階段，兩款車在回收利用階段的PM排放收益也高于使用階段。由此，評價汽車產(chǎn)品是否真正節(jié)能減排，一定要從全生命周期角度進(jìn)行分析，不能只關(guān)注使用階段，特別對純電動汽車等新能源汽車，使用階段零排放，并不代表整個生命周期就一定節(jié)能減排，也要特別關(guān)注材料獲取階段及回收利用階段的能耗排放情況。

2.2 整車全生命周期環(huán)境影響評價

2.2.1資源消耗結(jié)果及分析

對于不可再生資源消耗(ADP)，將全生命周期能耗折算成原煤、原油和天然氣3種一次能源消耗，從而得出汽車的資源消耗清單，再乘以各自的特征化當(dāng)量因子，即可計算出各種資源的不可再生資源耗ADP值，具體結(jié)果如表6和表7所示。

表6 資源消耗清單

表7 資源消耗影響評價結(jié)果

從礦石資源來看，由于EV在車用電機(jī)、電機(jī)控制器及動力電池系統(tǒng)中消耗的銅較多，導(dǎo)致EV對銅礦石的消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CV，EV的銅礦石消耗占比為90.28%，而CV僅占66.74%，雖然銅材質(zhì)量在汽車上占比不高，但由于其礦石利用率較低、儲量較少，最終折算成ADP值均超過98%，銅礦石的不可再生資源耗竭程度遠(yuǎn)高于鐵礦石和鋁礦石。

從折算成一次能源來看，由于我國目前的電力結(jié)構(gòu)主要以火電為主，導(dǎo)致了EV消耗的煤炭資源大于CV。EV消耗的煤炭資源達(dá)到87.7%，原油、天然氣分別為4.3%、8.0%，但特征化后原油的ADP占比高達(dá)99.54%。EV和CV原煤和天然氣的ADP值均比原油ADP值小，進(jìn)一步驗證了目前我國石油嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀，但EV可以在一定程度上實現(xiàn)“以煤代油”和“石油替代”目標(biāo)。由表7可知，按資源耗竭程度大小排序，EV為銅礦石、鋰資源、原油、鋁礦石、鐵礦石、原煤和天然氣，CV則為銅礦石、原油、鐵礦石、鋁礦石、天然氣和原煤。特征化后，EV的ADP值為236 kg銻當(dāng)量，明顯高于CV的ADP值55.6 kg銻當(dāng)量，主要原因是EV的銅和鋰的ADP值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CV的對應(yīng)值。

2.2.2GWP、HTP、POCP、AP結(jié)果及分析

由表8可以看出，EV產(chǎn)生的溫室效應(yīng)影響比CV減少31.49%，生命周期行駛里程內(nèi)可減排2.39×104kg CO2當(dāng)量。EV對人體健康損害影響比CV大，主要是由于PM和NOx、SOx三種污染物排放較高。EV產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧影響大于CV，主要原因在于占比重系數(shù)較大的NOx和CO污染物排放量較大。由于EV的SOx和NOx排放高，導(dǎo)致了酸化影響比CV大。由此，在發(fā)電環(huán)節(jié)應(yīng)加大力度對火力發(fā)電廠進(jìn)行脫硫脫硝處理，以降低SOx、NOx的排放，減少酸化的影響。

表8 全生命周期GWP、HTP、POCP、AP結(jié)果

2.3 敏感性分析

本文首先選定百公里耗電(EV)、百公里油耗(CV)作為關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，敏感因素的變化范圍為±10%。EV生命周期能耗、排放對百公里耗電的敏感性如圖6所示，CV生命周期能耗、排放對百公里油耗的敏感性如圖7所示。可以看出，EV的生命周期能耗、CO2、N2O、SOx、NOx對百公里耗電的敏感度分別為0.753、0.756、0.794、0.851、0.868，CV的生命周期能耗、CO2、N2O、CO、NOx、NMVOC對百公里油耗的敏感度分別為0.944、0.888、0.976、0.691、0.753、0.737。

圖6 純電動汽車生命周期能耗、排放對百公里耗電的敏感性Fig.6 Sensitivity of life cycle energy consumption and emissions of the pure electric vehicle to power consumption per hundred kilometers

圖7 傳統(tǒng)汽油車生命周期能耗、排放對百公里油耗的敏感性Fig.7 Sensitivity of life cycle energy consumption and emissions of the conventional gasoline vehicle to fuel consumption per hundred kilometers

按照同樣的方法再選取行駛里程、充電效率(EV)、電力生產(chǎn)能耗強(qiáng)度(EV)、電力生產(chǎn)排放強(qiáng)度(EV)、汽油生產(chǎn)能耗強(qiáng)度(CV)、汽油生產(chǎn)排放強(qiáng)度(CV)、原生鋼能耗強(qiáng)度、原生鋁能耗強(qiáng)度、原生鋼排放強(qiáng)度、原生鋁排放強(qiáng)度、鋼零部件加工制造利用率、鍛鋁零部件加工制造利用率、鑄鋁零部件加工制造利用率、回收鋼車輛循環(huán)利用率、回收鋁車輛循環(huán)利用率等因素進(jìn)行敏感性分析。對于EV，影響生命周期能耗的主要敏感性因素是百公里耗電、行駛里程、電力生產(chǎn)能耗強(qiáng)度及充電效率；百公里耗電、行駛里程、電力生產(chǎn)排放強(qiáng)度及充電效率對生命周期CO2、N2O、SOx、NOx排放影響較大；生命周期 CH4排放對鋼零部件加工制造利用率、鍛鋁零部件加工制造利用率、原生鋁排放強(qiáng)度及回收鋼車輛循環(huán)利用率這4個影響因素比較敏感；生命周期CO排放對鍛鋁零部件加工制造利用率、原生鋁排放強(qiáng)度、回收鋁車輛循環(huán)利用率比較敏感；生命周期PM排放則對鍛鋁零部件加工制造利用率、原生鋁排放強(qiáng)度、回收鋁車輛循環(huán)利用率及回收鋼車輛循環(huán)利用率比較敏感；生命周期NMVOC排放對回收鋼車輛循環(huán)利用率、鋼零部件加工制造利用率、原生鋼排放強(qiáng)度比較敏感。對于CV，影響生命周期能耗的主要敏感性因素是百公里油耗、行駛里程及汽油生產(chǎn)能耗強(qiáng)度；百公里油耗和行駛里程對生命周期CO2、CH4、N2O、CO、SOx、NOx、NMVOC排放影響最大，對生命周期PM排放敏感度較高的依次是回收鋼車輛循環(huán)利用率、鋼零部件加工制造利用率、回收鋁車輛循環(huán)利用率、原生鋼排放強(qiáng)度及原生鋁排放強(qiáng)度。

3 結(jié)論

(1)本文充分考慮回收利用過程的正負(fù)效益，擴(kuò)展了汽車產(chǎn)品全生命周期評價的邊界，綜合考慮了汽車報廢后經(jīng)預(yù)處理、拆解、金屬分離等過程的廢料回收利用，材料加工階段與零部件加工制造階段所產(chǎn)生的廢料回收利用等關(guān)鍵因素，構(gòu)建了通用化的評價模型，一方面可以準(zhǔn)確評價各類汽車產(chǎn)品全生命周期的綜合環(huán)境效益，另一方面可根據(jù)研究需要對汽車產(chǎn)品分階段(材料獲取、材料加工、零部件加工制造、整車裝配、使用、回收利用)、分指標(biāo)進(jìn)行單獨評價。

(2)基于該模型，以某公司生產(chǎn)的純電動汽車與傳統(tǒng)汽油車為實證研究對象，開展了汽車產(chǎn)品全生命周期綜合環(huán)境效益評價。評價結(jié)果表明，考慮回收利用過程的純電動汽車全生命周期能耗及溫室效應(yīng)低于傳統(tǒng)汽油車，而不可再生資源消耗、人體健康損害、光化學(xué)煙霧、酸化均高于傳統(tǒng)汽油車。敏感性分析顯示，絕大部分指標(biāo)對百公里能耗、行駛里程、電力(汽油)生產(chǎn)能耗、排放強(qiáng)度較敏感。