钢材生命周期评价中GaBi软件的应用

　　随着经济的快速发展，钢铁工业得到了快速的发展，但钢铁工业的发展排放着大量的废水、废弃与固体废弃物等，为了实现对钢材生命周期的有效评价，采用了生命周期评价法。

　　1 生命周期评价的概况。

　　国际的相关组织对生命周期评价进行了规定，其简称为 LCA.LCA主要是对产品进行评估，主要内容为产品对环境的影响，其方法如下：明确目标、分析清单与评价影响。

　　当前，LCA有着较快的发展速度，在众多领域均有所应用，其具体的方法分为目标分析方法与影响评价方法。为了提高LCA的分析能力，对其相关的工具进行了研发，具体的工具有基础数据库与相关的评估软件。在其众多的软件中，GaBi便是其中的一款，该软件拥有较强的专业性。

　　2 基于 GaBi 软件钢材生命周期的评价。

　　2.1 目标的确定。

　　基于GaBi软件，对钢材生命周期评价的目标为：分析钢材原料到产品等各个环节对于环境的影响，以此为依据，寻找对环境影响最为严重的环节，并进行适当的改进，从而促进钢材的清洁生产，使钢铁工业得到可持续的发展。目前，我国钢铁工业在钢材生产过程中，其运用的工艺流程为转炉炼钢，具体的环节有矿石的开采、烧结、炼铁、炼钢与连铸等。在生产过程中，需要一定的辅助原料，主要为石灰与原煤，对于石灰的生产要格外关注，同时对于原煤的相关环节也要给予高度的重视，如：采掘、洗煤、运输等。同时，工艺流程也要进行考量，主要体现在再循环方面，其中物质循环与能量循环最为关键[1].

　　2.2 清单的分析。

　　本文研究的主要内容是钢材生产工艺流程中的转炉炼钢，其中连铸与热轧是重点关注的环节，具体的清单分析内容如下：

　　2.2.1原料消耗。

　　在研究过程中，主要是对消耗量较大的原材料进行了分析，而对于消耗量较小的原材料来说，由于其相关的数据不完整，同时对于环境的影响也相对较小，因此，未对其进行考虑。对于1kg钢材的生产，其消耗的主要原材料包括铁矿、石灰石、煤与水等，在其中消耗量占有最大比重的为水，同时铁矿石与原煤的消耗也相对偏高。在研究过程中，以我国钢铁行业清洁生产的标准为依据，对于1kg钢材的生产其水量要小于等于16kg,但案例中对于水的消耗量明显偏高，虽然在钢铁工业生产过程中，对水的重复利用率较高，但与国外相比较，国内的节水情况不容乐观。在国外，对于1kg钢材的生产用水量标准为2.4kg,同时其用水的重复率也相对较高。在生产过程中，对于水的消耗量较大，主要原因便是我国的钢材生产未能实现对水的有效循环利用。与此同时，在国内，铁矿石与原煤的消耗均相对较高，造成了原料的浪费，在此背景下，对于原料消耗的降低具有较大的空间。

　　2.2.2能量消耗。

　　对于1kg钢材的生产，其环节众多，如：矿石开采、精选，辅助原料的生产，以及炼铁、炼钢与连铸等，在每个环节均对能源有一定的消耗，其主要消耗的能源有电力、煤、天然气及焦炉气等。在1kg钢材生产过程中，对于能源的消耗为22.35MJ,其中生产工艺流程的能耗占有较大的比重，其能耗达到了18.64MJ之多，这一指标虽然满足了我国钢铁行业清洁生产的标准要求，但在其工艺流程中，仍有较大的能耗降低空间，因此，钢材清洁生产要对各个流程进行关注。

　　2.2.3环境排放。

　　对于钢材生命周期的研究，其环境排放包括生产流程中的排放，还包括其生产所导致的燃料消耗的排放，1kg钢材生产过程中所造成的环境排放物主要包括CO2、SO2、CO、粉尘与固体废弃物等。这些排放物主要源于不同的工艺流程，如：矿产开采与精选，洗煤、炼铁、炼钢等，在不同的工艺流程其所产生的污染物数量有一定的差异，但从整体而言，其环境排放总量是惊人的。

　　2.3 影响的评价。

　　GaBi软件主要的评价方法为CML、EI与UBP,本文所运用的方法为CML,将工艺流程中的相关数据进行了转化，从而形成了环境负荷值，具体的步骤如下：

　　第一，对原始数据进行整理与分类，从而实现了当量换算，具体的分类有环境酸化、资源消耗与温室效应，其当量单位分别为kg二氧化硫、kg锑、kg二氧化碳，其权重分别为2.0,1.5,10.0.第二，对编目清单中的相关数据和当量换算值进行相乘，其和便是对环境的影响值。第三，对环境影响值实现标准化，其基准为某个国家或者地区的环境影响总值。第四，在标准化后，对环境影响值进行加权，并相加，在此之后，便实现了对评估对象的评价，即钢材生产过程中的总体环境负荷值[2].

　　关于钢材生产的生命周期影响评价，具体的研究结果如下：在钢材生产的众多环节中，铁矿石开采，辅助材料开采、烧结与炼铁工艺对于环境的影响最为显着，其影响主要呈现为环境酸化与温室效应，前者的影响主要源于铁矿石开采，后者的影响主要源于铁矿石开采、辅助材料生产与炼铁等。在生产过程中，SO2与NOX具有较高的排放量。同时，钢材生产过程中造成了较为严重的臭氧层破坏，此情况主要是由于其生产排放了大量的CO和NOX.

　　3 GaBi 软件在钢材清洁生产中的应用。

　　基于GaBi软件的生命周期评价实现对钢材生产的全过程评价，对其中影响类型及影响程度等均进行了深入的分析与研究，从而明确了各个流程与环节对环境的贡献，以此为基础，根据物料与能量的损失，开展清洁生产。在钢材清洁生产过程中，方案的制定十分重要，要对生产工艺进行全面的研究，对不同工艺所造成的环境污染类型进行考量，主要的污染类型为酸雨气体与温室效应气体[3].

　　4 总结。

　　综上所述，钢材的生命周期包括诸多的环节，如：选料、生产、使用与废弃，在这一过程中，对于环境有着严重的影响，本文主要分析了基于GaBi软件的钢材生命周期评价。相信通过GaBi软件的应用，钢材生产的成本将得到有效地控制，进而其生产效益也将得到显着的提高。

　　[参考文献]

　　[1] 姜雪，李小平，董珑丽。基于 GABI 软件的碳钢产品喷涂工艺生命周期评价[A].中国环境科学学会。2013.

　　[2] 赵春晴。基于 GaBi5 软件的板翅式全热交换器生命周期评估[D].南京理工大学，2013.

　　[3] 孙丽。基于 GaBi 平台的企业清洁生产方案编制技术研究[D].南京大学，2011.