目 录
1. 公司及产品简介
河南立马电动车科技有限公司于2011年成立。经过多年的艰苦奋斗、技术创新,如今已成长为一家集电动摩托车、电动自行车设计开发、生产制造、销售、服务于一体的大型*企业。员工657余人。
河南立马电动车科技生产**总**12亿元人民币,占地面积1200亩。拥有4条国内先进的整车装配流水生产线,两条铁件电泳流水线,2条塑件烤漆流水线,2条电机生产流水线,有电机、车架、塑件、涂装等配套生产,具备整车年产量150万台生产能力。
河南立马电动车科技有限公司座落汝南县产业集聚区,地处河南市场中部,具有区位优势和人口优势,其连南贯北,承东启西的区位优势明显,北依陇南经济带,西出陕西、甘肃、青海、新疆,北进山西、内蒙,南携长江经济带,辐射安徽、江西、湖北等省,决定了它是一个挑战与机遇并存的电动车市场,有利于打造立马电动车制造系**略蓝图的核心前沿阵地。
河南立马电动车科技有限公司于2015年获河南**省**授予“**企业”荣誉称号,2016年获得驻马店市委市**“**企业”荣誉称号,2016年获得驻马店“A级纳税人”称号,2016年汝南县委县**授予“明星企业”称号, 2017年度获得汝南县工商业联合会“百企帮百村”精准扶贫“先进企业”称号, 2018年度获得河南省*企业、河南省工程技术研究中心、河南省质量诚信AA企业等荣誉称号。
公司目前正根据国家有关机动车辆生产企业和产品准入许可的政策规定进行产品结构调整,产品质量严格按照国家标准GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》执行生产,公司实施ISO9001:2015质量管理体系。爱象牌电动车高起点、**率,已在全国多个大中城市建立完善的销售和服务网点。
立马人正以**的视角,以务实、敬业、勤奋的态度,以塑造立马形象,创导健康消费为宗旨,为打造电动车“企业航母”而奋斗。
2. 目标与范围定义
2.1. 目标定义
2.1.1. 产品信息
本研究的研究对象为:电动车,具体信息如下:
规格型号:LM800DQT、LM1000DQT、LM1000DQT-3、LM800DQT-5、LM800DQT-3、LM800DQT-2、LM1000DQT-10、LM1000DQT-9、LM800DQT-4等
产品类别:电动车、挂车制造
形状与形态:单件/台/套
2.1.2. 功能单位与基准流
本报告以1台电动车为功能单位。
2.1.3. 数据代表性
报告代表企业LCA-代表此企业及供应链水平(采用实际生产数据),时间、地理、技术代表性如下:
(1) 时间代表性:2019
(2) 地理代表性:中国
(3) 技术代表性,包括以下方面:
l 工艺设备:整车生产流水线、总装成品配送悬挂链线、全自动扒胎机、钢碗液压机、全自动切管机、气动切割机、全自动弯管机、冲弧机、冲床、攻丝机、两用攻钻机、焊机、电泳线流水线、电动脱漆机、液压机、喷台、烘箱、塑料注塑成型机等
l 生产规模: 年产
l 主要原料:铁件、ABS原材料、光固化金油、清漆、油漆、轮胎
l 主要能耗:电、天然气
2.2. 范围定义
2.2.1. 系统边界
本研究的系统边界为生命周期-生产阶段 (从资源开采到产品出厂),主要包括:
2.2.2. 取舍原则
本研究采用的取舍规则以各项原材料投入占产品重量或过程总投入的重量比为依据。具体规则如下:
l 普通物料重量<1%产品重量时,以及含稀贵或高纯成分的物料重量<0.1%产品重量时,可忽略该物料的上游生产数据;总共忽略的物料重量不超过 5%;
l **值**作为原料,如粉煤灰、矿渣、秸秆、生活垃圾等,可忽略其上游生产数据;
l 大多数情况下,生产设备、厂房、生活设施等可以忽略;
l 在选定环境影响类型范围内的已知排放数据不应忽略.
2.2.3. 环境影响类型
本研究选择了3种环境影响类型指标进行了计算,分别为气候变化(Climate Change,GWP),初级能源消耗(Primary energy demand,PED),非生物资源消耗潜值(abiotic depletion potential,ADP)。
表. 环境影响类型指标
环境影响类型指标 | 影响类型指标单位 | 主要清单物质 |
气候变化 | kg CO2 eq. | CO2,CH4,N2O… |
初级能源消耗 | MJ | 硬煤,褐煤,天然气... |
非生物资源消耗 | kg Sb eq. | 铁,锰,铜… |
水资源消耗 | kg | 淡水,地表水,地下水… |
酸化 | kg SO2 eq. | SO2, NOx, NH3… |
富营养化-淡水 | kg PO43- eq. | NH3,NH4-N,COD… |
可吸入无机物 | kg PM2.5 eq. | CO, PM10, PM2.5… |
臭氧层消耗 | kg CFC-11 eq. | CCl4, C2H3Cl3, CH3Br… |
光化学臭氧合成 | kg NMVOC eq. | C2H6, C2H4… |
注:eq是equivalent的缩写,意为当量。例如气候变化指标是以CO2为基准物质,其他各种温室气体按温室效应的强弱都有各自的CO2当量因子,因此产品生命周期的各种温室气体排放量可以各自乘以当量因子,累加得到气候变化指标总量(通常也称为产品碳足迹,Product Carbon Footprint, PCF),其单位为kg CO2 eq.。
2.2.4. 数据质量要求
数据质量代表LCA研究的目标代表性与数据实际代表性之间的差异,本报告的数据质量评估方法采用CLCD方法。
CLCD方法对模型中的消耗与排放清单数据,从①清单数据来源与算法、②时间代表性、③地理代表性、④技术代表性等四个方面进行评估,并对关联背景数据库的消耗,评估其与上游背景过程匹配的不确定度。完成清单不确定度评估后,采用解析公式法计算不确定度传递与累积,得到LCA结果的不确定度。
2.2.5. 软件与数据库
本研究采用eFootprint软件系统,建立了电动车生命周期模型,并计算得到LCA结果。eFootprint软件系统是由亿科环境科技有限公司研发的在线LCA分析软件,支持全生命周期过程分析,并内置了中国生命周期基础数据库(CLCD)、欧盟ELCD数据库和瑞士的Ecoinvent数据库。
研究过程中用到的中国生命周期基础数据库(CLCD)是由亿科开发,基于中国基础工业系统生命周期核心模型的行业平均数据库。CLCD数据库包括国内主要能源、交通运输和基础原材料的清单数据集。
在eFootprint软件中建立的xxLCA模型,其生命周期过程使用的背景数据来源见下表:
表 背景数据来源表
清单名称 | 所属过程 | 数据集名称 | 数据库名称 | 备注 |
电 | 电动车生产 | 华中电网电力 | CLCD-China-ECER 0.8 | 电 |
轮胎 | 电动车生产 | 聚丙烯 | CLCD-China-ECER 0.8 | 轮胎 |
钢材 | 电动车生产 | 废钢混合 | CLCD-China-ECER 0.8 | 钢材 |
天然气 | 电动车生产 | 天然气(运输后) | CLCD-China-ECER 0.8 | 天然气 |
油漆 | 电动车生产 | powder coating, steel | Ecoinvent-Public 2.2 | 油漆 |
3. 数据收集
2.1.电动车
(1)过程基本信息
过程名称:电动车生产
过程边界:备料→机械加工→涂装→组装
(2)数据代表性
主要数据来源:代表企业及供应链实际数据
企业名称:河南立马电动车科技有限公司
产地:中国
基准年:2019
工艺设备:整车生产流水线、总装成品配送悬挂链线、全自动扒胎机、钢碗液压机、全自动切管机、气动切割机、全自动弯管机、冲弧机、冲床、攻丝机、两用攻钻机、焊机、电泳线流水线、电动脱漆机、液压机、喷台、烘箱、塑料注塑成型机等
主要原料:铁件、ABS原材料、光固化金油、清漆、油漆、轮胎
主要能耗:电、天然气
生产规模:年产80万台
末端治理:工厂产生的污染物主要有废水、废气、固废,废水、废气均配置了相应的收尘器、烟尘净化装置、水帘除尘器、活性炭吸附装置等污染物处理设备,废水处理配备了污水处理站、化粪池等处理设施,固废及危废按要求处理,均实现达标排放。
废水主要有生产废水和生活废水,生产废水经厂内污水处理系统处理,处理工艺为收集池、酸碱中和、絮凝沉淀,处理后废水排入市政污水管网,污泥通过压滤脱水后,暂存在危废暂存间,然后定期交由有资质单位处理;生活污水经化粪池处理后排入市政污水管网。生活污水和厂内污水处理系统排水一起进入汝南县**污水处理厂处理达标后排放,较终**汝河。
废气主要为焊接废气、电泳固化烘干废气、天然气锅炉燃烧废气、喷漆废气、喷漆固化烘干废气等,其中焊接废气由焊接工位上方的集尘罩统一收集,经烟尘净化装置处理后排放;电泳固化烘干废气、燃烧废气由集尘罩统一收集后经活性炭吸附装置处理后高空排放;喷漆废气经水帘除尘器、活性炭吸附装置处理后高空排放;喷漆固化烘干废气通过风机,引入4套活性炭吸附装置处理后,高空排放。
厂区一般固废包括废边角料、抛丸收集的金属粉尘、焊渣、药剂油漆的废包装物、污泥,一般固废暂存在各车间内一般固废区,危险**包括废漆渣、废切削液、废活性炭,危险固**一暂存在厂内危废暂存间,而后交由有资质的单位处理,生活垃圾在厂区设置垃圾桶收集,定期由环卫部门清运统一处置。
表 . 过程清单数据表
类型 | 清单名称 | 数量 | 单位 | 上游数据来源 | 用途/排放原因 |
产品 | 电动车 | 2.513E+005 | Item(s) | -- | |
消耗 | 电 | 4.670E+006 | kWh | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 轮胎 | 5.089E+006 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 钢材 | 7.134E+003 | t | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 天然气 | 2.662E+005 | m3 | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 油漆 | 2.792E+004 | m2 | Ecoinvent-Public 2.2.0 | |
排放 | 苯 | 5.895 | kg | -- | 涂装废气排放 |
排放 | 废钢料 | 721.46 | t | -- | 边角料 |
排放 | 甲苯 | 30.4 | kg | -- | 涂装废气 |
排放 | 二甲苯 | 0.038 | t | -- | 涂装废气 |
排放 | 废气 | 1.310E+007 | m3 | -- | 涂装废气 |
4. 生命周期影响分析
4.1. LCA结果
在eFootprint上建模计算得汽车车声-电动车的LCA计算结果,计算指标分为GWP 、PED 、ADP 、WU 、AP 、EP 、RI 、ODP 、POFP 。
表 . 电动车LCA结果
环境影响类型指标 | 影响类型指标单位 | LCA结果 |
GWP | kg CO2 eq | 74.062 |
PED | MJ | 1.614E+003 |
ADP | kg Sb eq | 4.169E-004 |
WU | kg | 295.668 |
AP | kg SO2 eq | 0.271 |
EP | kg PO43-eq | 0.024 |
RI | kg PM2.5 eq | 0.108 |
ODP | kg CFC-11 eq | 9.91E-06 |
POFP | kg NMVOC eq | 0.15 |
4.2. 过程累积贡献分析
过程累积贡献是指该过程直接贡献及其所有上游过程的贡献(即原料消耗所贡献)的累加值。由于过程通常是包含多条清单数据,所以过程贡献分析其实是多项清单数据灵敏度的累积。
电动车LCA累积贡献结果
过程名称 | GWP (kg CO2 eq) | PED (MJ) | ADP (kg Sb eq) | WU (kg) | AP (kg SO2 eq) | EP (kg PO43-eq) | RI (kg PM2.5 eq) | ODP (kg CFC-11 eq) | POFP (kg NMVOC eq) |
总装 | 74.062 | 1.614E+003 | 4.169E-004 | 295.668 | 0.271 | 0.024 | 0.108 | 9.91E-06 | 0.15 |
钢材 | 0.037 | 0.239 | 1.019E-07 | 0.033 | 8.208E-004 | 1.474E-004 | 1.551E-004 | 3.488E-09 | 2.431E-004 |
轮胎 | 58.811 | 1.386E+003 | 3.998E-004 | 249.423 | 0.188 | 0.018 | 0.086 | 9.8E-06 | 0.142 |
油漆 | 0.512 | 9.868 | 4.122E-06 | 1.979 | 0.006 | 6.144E-004 | 2.098E-004 | 8.693E-08 | 0.001 |
天然气 | 0.295 | 1**11 | 4.19E-06 | 0.62 | 8.996E-004 | 6.684E-05 | 2.207E-004 | 5.881E-09 | 0.001 |
电 | 14.407 | 201.57 | 8.704E-06 | 43.612 | 0.075 | 0.005 | 0.022 | 1.366E-08 | 0.005 |
根据LCA累积结果,本文重点对GWP 、PED 、WU 等指标的过程累积贡献进行分析。
河南立马电动车科技有限公司电动车产品二氧化碳当量排放为74.062kg,其中钢材的获取为其贡献3.70E-2 kg,贡献率为0.05%;轮胎的获取为其贡献58.8 kg,贡献率为79.41%;油漆的获取为其贡献0.512kg,其贡献率为0.69%;天然气的获取为其贡献0.295 kg,其贡献率为0.4%;电的获取为其贡献14.4 kg,其贡献率为19.45%。
河南立马电动车科技有限公司电动车产品初级能源消耗总量为1614MJ,其中钢材的获取为其贡献0.239 MJ,贡献率为0.01%;轮胎的获取为其贡献1390 MJ,贡献率为85.87%;油漆的获取为其贡9.87MJ,其贡献率为0.61%;天然气的获取为其贡献1** MJ,其贡献率为1.02%;电的获取为其贡献202 MJ,其贡献率为12.49%。
河南立马电动车科技有限公司电动车产品水资源消耗量为295.668kg,其中钢材的获取为其贡献2.33E-2 kg,贡献率为0.01%;轮胎的获取为其贡献249 kg,贡献率为84.36%;油漆的获取为其贡1.98 kg,其贡献率为0.67%;天然气的获取为其贡献0.62 kg,其贡献率为0.21%;电的获取为其贡献4.36 kg,其贡献率为14.75%。
4.3. 清单数据灵敏度分析
清单数据灵敏度是指清单数据单位变化率引起的相应指标变化率。通过分析清单数据对各指标的灵敏度,并配合改进潜力评估,从而辨识较有效的改进点。表中罗列了GWP (kg CO2 eq)灵敏度>0.5%的清单数据。
清单数据灵敏度表
清单名称 | 所属过程 | 上游数据类型 | GWP (kg CO2 eq) |
总装 | 轮胎 | 背景AP | 79.4% |
总装 | 电 | 背景AP | 19.4% |
总装 | 油漆 | 背景AP | 0.69% |
5. 生命周期解释
5.1. 数据质量评估结果
报告采用CLCD质量评估方法,在eF系统上完成对模型清单数据的不确定度评估。本报告研究类型为企业LCA-代表此企业及供应链水平(采用实际生产数据),得到数据质量评估评估结果见下表。
指标名称 | 缩写(单位) | LCA结果 | 结果不确定度 | 结果上下限 (95%置信区间) |
初级能源消耗 | PED(MJ) | 1.614E+003 | ±6.57% | [1.01E+008,1.15E+008] |
非生物资源消耗潜值 | ADP(kg Sb eq) | 4.169E-004 | ±6.73% | [2.27E+001,2.59E+001] |
气候变化 | GWP(kg CO2 eq) | 74.062 | ±5.39% | [5.13E+006,5.72E+006] |
臭氧层消耗 | ODP(kg CFC-11 eq) | 9.91E-06 | ±10.65% | [4.98E-001,6.17E-001] |
酸化 | AP(kg SO2 eq) | 0.271 | ±4.61% | [2.20E+004,2.41E+004] |
可吸入无机物 | RI(kg PM2.5 eq) | 0.108 | ±5.67% | [7.52E+003,8.43E+003] |
光化学臭氧合成 | POFP(kg NMVOC eq) | 0.15 | ±4.28% | [8.62E+003,9.39E+003] |
富营养化潜值 | EP(kg PO43-eq) | 0.024 | ±5.11% | [1.86E+003,2.06E+003] |
生态毒性 | ET(CTUe) | 7.28E+001 | ±5.06% | [2.01E+005,2.22E+005] |
人体毒性-致癌 | HT-cancer(CTUh) | 5.94E-006 | ±10.45% | [1.55E-002,1.91E-002] |
人体毒性-非致癌 | HT-non cancer(CTUh) | 8.58E-006 | ±4.76% | [2.38E-002,2.62E-002] |
结果不确定度
5.2. 结论与建议
根据生命周期评价结果显示,在电动车产品的整个生命周期过程中,轮胎的获取过程对气候变化(Climate Change,GWP),初级能源消耗(Primary energy demand,PED),非生物资源消耗潜值(abiotic depletion potential,ADP)贡献**,电力的获取位居其次。
工厂应做好轮胎供应商的管理工作,加强对供应商的影响力,制定供应商的评价准则,从采购要求上倒逼轮胎供应商重视节能减排、环保降耗。
其次工厂应使用节能**生产设备代替高耗能生产设备,升级改造落后生产车间,建立完善的节电制度,培养员工节电意识,并持续完善能源管理体系。
6. 附件
6.1. 产品生产材料清单
部门 | 原材料 |
五金 | 铁件原材料 |
涂装 | ABS原材料(吨) |
涂装 | 光固化金油(吨) |
涂装 | 清漆(KG) |
三轮涂装 | 油漆(KG) |
三轮涂装 | 稀释剂(KG) |
三轮涂装 | 水性电泳漆用量(KG) |
五金 | 补给溶液(KG) |
五金 | 黑色浆(KG) |
五金 | 乳液(KG) |
五金 | 陶化剂(KG) |
五金 | 脱漆剂(KG) |
五金 | 脱脂剂(KG) |
五金 | 无磷脱脂(KG) |
五金 | 消泡剂(KG) |
五金 | **(KG) |
五金 | 中和剂(KG) |
五金 | 二氧化碳(立方) |
总装 | 轮胎 |
6.2. 产品工艺流程
公司电动两轮车以及电动三轮车主要生产车身、车架,底盘、车轮等,然后与其他外购配件进行总装,生产工序包括机械加工、涂装、总装、检测等。总工艺流程图如下:
1机械加工工艺流程
机加工工序钢材主要通过剪切、冲压拉伸、钻孔、焊接、车铣、抛丸工序。抛丸工序制成机加工半成品,抛丸主要是去除钢材表面的锈,提高后面工艺漆膜与工作的附着力和整个涂层系统的耐腐蚀能力,然后自动进入电镀车间。塑料通过剪切、冲压、钻孔,不需要进行焊接和抛丸工序,直接进入涂装喷漆车间。机加工生产工艺流程图如下:
2电泳线工艺流程
电泳线主要用于金属工件的涂装,主要工艺如下:
①预脱脂、脱脂
金属部件先进行预脱脂、脱脂,即用预脱脂即脱脂(**、Na2CO3)溶去工件等表面上的油脂,此工序中,预脱脂槽平时不排放,每半月左右倒槽一次,废液排放量约1.2m3/次,28.8m3/a;脱脂槽平时不排放,每半月左右倒槽一次,则脱脂废液排放量约3m3/次,72m3/a。
②水洗
脱脂后进行3遍水洗,水每天排放,水洗12m3个,废水排放量为36m/3d,1080m3/a。
③陶化
采用陶化(硅烷化)工艺,常温进行,保用无磷的有机硅烷液,滤液重复使用、陶化的作用为在工件表面生成一层稳定的不溶性的皮膜层,可以提高层的腐蚀性、提高涂层的附着力、为后序电泳提供洁净的表面等。陶化槽平时不排放,每半月左右倒槽一次,则陶化废液排放量约2.6m3/次,624m3/a。
④纯水洗
陶化后进行3遍纯水洗,水每天排放,水洗槽12m3/个,废水放量为36m3/d ,1080m3/a 。
⑤电泳
生产过程中使用纯水:电泳漆4:1的比例进行电泳液配置,电泳32m3,电泳液循环使用,定期添加电泳液,不排放。采用水性电泳漆,主要成分为固体份18%、乙二即乙歴149%、水689% 。
⑥UF1、UF2、纯水洗
电泳后工件清洗采用2通超滤洗(UF),回收工件上多余的电泳漆,UF水槽为lm3个,超滤水经过超滤回收装置将超滤水和电泳读分离,处理后的超滤水国用超滤装置回收的电泳漆回用于电泳槽。因此,超滤过程不排放废水,2遍超滤洗后在经过1遍纯水洗,纯水洗产生的废水每天排放,纯水槽1.2m3,废水排放量为12m3/d,390m3/a,电泳漆超滤是电泳涂装线中不可缺少的关键配套设备,它的作用主要为:
a.回收由工件表面冲洗下来的电泳漆,避免由于带有读的废水排放而造成的环境污染;
b.回收后的电泳漆再利用,可使企业节约30%的电泳漆读购置费;
c装置新生产的超滤水为电泳槽工件提供冲洗用水,可形成闭路循环水冲洗系统。
⑦烘干固化
为保证工件的质量,电泳水洗后需要烘干,使电泳漆牢固的附着在工件上。烘干固化采用天然气热风间接加热烘干。烘干固化温度在190-230℃,电泳漆采用水性电泳漆,电泳漆中含有少量乙二醇**,在干过程中、水分以及乙二醇**会挥发出米,产生有机废气。另外天然气燃烧过程或产生燃烧废气,主要为烟尘,SO2、NOx。烘干后的电泳工件进入电泳成品区存放。
电泳线生产工艺流程图如下:
3喷漆线生产工艺流程
喷该涂装线主要用于塑料工件的涂装,主要工艺见下:
①喷涂
塑料工件采用手工擦拭表面的灰尘以及油污,然后采用水帘喷漆房喷漆、水由喷漆房正面自上而下流动,人工手持喷**进行喷漆,喷漆过程产生的漆雾以及有机废气通过水帘的过程可以大大降低,穿过水帘的漆雾以及有机废气经活性炭吸附装置处理后排放。车间设置34个水帘式喷漆房,喷漆包括底漆、面漆和清漆,一般对质量要求不高的工件采用喷面漆以及清漆,喷漆后进入喷漆固化烘干室烘干。喷漆水帘废水0.3m3/槽,平时不排放循环使用,每3月左右倒槽一次,则喷漆水帘废水排放量约10.2m3/次,40.8m3/a 。
②喷漆固化烘干
车间设置64个喷漆固化烘干室,采用蒸汽间接加热的方式。底漆烘干后,喷面漆,面漆烘干后喷清漆,清漆烘干后进入总装车间。固化烘干过程产有机废气。蒸汽来自于天然气蒸汽锅炉,蒸汽量2th,每天运行8小时,天然燃烧过程产生废气。锅炉利用纯水,纯水采用纯水机制备,制备工艺与C2车间相同,新鲜水经石英砂、活性炭过滤后,经膜过滤,纯水制备率75%,纯水制备产的浓水排入厂内污水处理系统。
喷工序主要工艺如下:
4总装车间工艺流程
总装车间包括A1、B1以及D1车间,目前A1车间设有4条电动两轮车总装线,B1车间设有3条电动车总装线,D1车间设有1条电动三轮车总装线。每个车间设有检测线一条,总装后进行检测,合格包装入库,不合格的重新组装。
组装工艺流程如下: