目 錄
1. 公司及產品簡介
河南立馬電動車科技有限公司于2011年成立。經過多年的艱苦奮斗、技術創新,如今已成長為一家集電動摩托車、電動自行車設計開發、生產制造、銷售、服務于一體的大型*企業。員工657余人。
河南立馬電動車科技生產**總**12億元人民幣,占地面積1200畝。擁有4條國內先進的整車裝配流水生產線,兩條鐵件電泳流水線,2條塑件烤漆流水線,2條電機生產流水線,有電機、車架、塑件、涂裝等配套生產,具備整車年產量150萬臺生產能力。
河南立馬電動車科技有限公司座落汝南縣產業集聚區,地處河南市場中部,具有區位優勢和人口優勢,其連南貫北,承東啟西的區位優勢明顯,北依隴南經濟帶,西出陜西、甘肅、青海、新疆,北進山西、內蒙,南攜長江經濟帶,輻射安徽、江西、湖北等省,決定了它是一個挑戰與機遇并存的電動車市場,有利于打造立馬電動車制造系**略藍圖的核心前沿陣地。
河南立馬電動車科技有限公司于2015年獲河南**省**授予“**企業”榮譽稱號,2016年獲得駐馬店市委市**“**企業”榮譽稱號,2016年獲得駐馬店“A級納稅人”稱號,2016年汝南縣委縣**授予“明星企業”稱號, 2017年度獲得汝南縣工商業聯合會“百企幫百村”精準扶貧“先進企業”稱號, 2018年度獲得河南省*企業、河南省工程技術研究中心、河南省質量誠信AA企業等榮譽稱號。
公司目前正根據國家有關機動車輛生產企業和產品準入許可的政策規定進行產品結構調整,產品質量嚴格按照國家標準GB7258-2017《機動車運行安全技術條件》執行生產,公司實施ISO9001:2015質量管理體系。愛象牌電動車高起點、**率,已在全國多個大中城市建立完善的銷售和服務網點。
立馬人正以**的視角,以務實、敬業、勤奮的態度,以塑造立馬形象,創導健康消費為宗旨,為打造電動車“企業航母”而奮斗。
2. 目標與范圍定義
2.1. 目標定義
2.1.1. 產品信息
本研究的研究對象為:電動車,具體信息如下:
規格型號:LM800DQT、LM1000DQT、LM1000DQT-3、LM800DQT-5、LM800DQT-3、LM800DQT-2、LM1000DQT-10、LM1000DQT-9、LM800DQT-4等
產品類別:電動車、掛車制造
形狀與形態:單件/臺/套
2.1.2. 功能單位與基準流
本報告以1臺電動車為功能單位。
2.1.3. 數據代表性
報告代表企業LCA-代表此企業及供應鏈水平(采用實際生產數據),時間、地理、技術代表性如下:
(1) 時間代表性:2019
(2) 地理代表性:中國
(3) 技術代表性,包括以下方面:
l 工藝設備:整車生產流水線、總裝成品配送懸掛鏈線、全自動扒胎機、鋼碗液壓機、全自動切管機、氣動切割機、全自動彎管機、沖弧機、沖床、攻絲機、兩用攻鉆機、焊機、電泳線流水線、電動脫漆機、液壓機、噴臺、烘箱、塑料注塑成型機等
l 生產規模: 年產
l 主要原料:鐵件、ABS原材料、光固化金油、清漆、油漆、輪胎
l 主要能耗:電、天然氣
2.2. 范圍定義
2.2.1. 系統邊界
本研究的系統邊界為生命周期-生產階段 (從資源開采到產品出廠),主要包括:
2.2.2. 取舍原則
本研究采用的取舍規則以各項原材料投入占產品重量或過程總投入的重量比為依據。具體規則如下:
l 普通物料重量<1%產品重量時,以及含稀貴或高純成分的物料重量<0.1%產品重量時,可忽略該物料的上游生產數據;總共忽略的物料重量不超過 5%;
l **值**作為原料,如粉煤灰、礦渣、秸稈、生活垃圾等,可忽略其上游生產數據;
l 大多數情況下,生產設備、廠房、生活設施等可以忽略;
l 在選定環境影響類型范圍內的已知排放數據不應忽略.
2.2.3. 環境影響類型
本研究選擇了3種環境影響類型指標進行了計算,分別為氣候變化(Climate Change,GWP),初級能源消耗(Primary energy demand,PED),非生物資源消耗潛值(abiotic depletion potential,ADP)。
表. 環境影響類型指標
環境影響類型指標 | 影響類型指標單位 | 主要清單物質 |
氣候變化 | kg CO2 eq. | CO2,CH4,N2O… |
初級能源消耗 | MJ | 硬煤,褐煤,天然氣... |
非生物資源消耗 | kg Sb eq. | 鐵,錳,銅… |
水資源消耗 | kg | 淡水,地表水,地下水… |
酸化 | kg SO2 eq. | SO2, NOx, NH3… |
富營養化-淡水 | kg PO43- eq. | NH-3,NH4-N,COD… |
可吸入無機物 | kg PM2.5 eq. | CO, PM10, PM2.5… |
臭氧層消耗 | kg CFC-11 eq. | CCl4, C2H3Cl3, CH3Br… |
光化學臭氧合成 | kg NMVOC eq. | C2H6, C2H4… |
注:eq是equivalent的縮寫,意為當量。例如氣候變化指標是以CO2為基準物質,其他各種溫室氣體按溫室效應的強弱都有各自的CO2當量因子,因此產品生命周期的各種溫室氣體排放量可以各自乘以當量因子,累加得到氣候變化指標總量(通常也稱為產品碳足跡,Product Carbon Footprint, PCF),其單位為kg CO2 eq.。
2.2.4. 數據質量要求
數據質量代表LCA研究的目標代表性與數據實際代表性之間的差異,本報告的數據質量評估方法采用CLCD方法。
CLCD方法對模型中的消耗與排放清單數據,從①清單數據來源與算法、②時間代表性、③地理代表性、④技術代表性等四個方面進行評估,并對關聯背景數據庫的消耗,評估其與上游背景過程匹配的不確定度。完成清單不確定度評估后,采用解析公式法計算不確定度傳遞與累積,得到LCA結果的不確定度。
2.2.5. 軟件與數據庫
本研究采用eFootprint軟件系統,建立了電動車生命周期模型,并計算得到LCA結果。eFootprint軟件系統是由億科環境科技有限公司研發的在線LCA分析軟件,支持全生命周期過程分析,并內置了中國生命周期基礎數據庫(CLCD)、歐盟ELCD數據庫和瑞士的Ecoinvent數據庫。
研究過程中用到的中國生命周期基礎數據庫(CLCD)是由億科開發,基于中國基礎工業系統生命周期核心模型的行業平均數據庫。CLCD數據庫包括國內主要能源、交通運輸和基礎原材料的清單數據集。
在eFootprint軟件中建立的xxLCA模型,其生命周期過程使用的背景數據來源見下表:
表 背景數據來源表
清單名稱 | 所屬過程 | 數據集名稱 | 數據庫名稱 | 備注 |
電 | 電動車生產 | 華中電網電力 | CLCD-China-ECER 0.8 | 電 |
輪胎 | 電動車生產 | 聚丙烯 | CLCD-China-ECER 0.8 | 輪胎 |
鋼材 | 電動車生產 | 廢鋼混合 | CLCD-China-ECER 0.8 | 鋼材 |
天然氣 | 電動車生產 | 天然氣(運輸后) | CLCD-China-ECER 0.8 | 天然氣 |
油漆 | 電動車生產 | powder coating, steel | Ecoinvent-Public 2.2 | 油漆 |
3. 數據收集
2.1.電動車
(1)過程基本信息
過程名稱:電動車生產
過程邊界:備料→機械加工→涂裝→組裝
(2)數據代表性
主要數據來源:代表企業及供應鏈實際數據
企業名稱:河南立馬電動車科技有限公司
產地:中國
基準年:2019
工藝設備:整車生產流水線、總裝成品配送懸掛鏈線、全自動扒胎機、鋼碗液壓機、全自動切管機、氣動切割機、全自動彎管機、沖弧機、沖床、攻絲機、兩用攻鉆機、焊機、電泳線流水線、電動脫漆機、液壓機、噴臺、烘箱、塑料注塑成型機等
主要原料:鐵件、ABS原材料、光固化金油、清漆、油漆、輪胎
主要能耗:電、天然氣
生產規模:年產80萬臺
末端治理:工廠產生的污染物主要有廢水、廢氣、固廢,廢水、廢氣均配置了相應的收塵器、煙塵凈化裝置、水簾除塵器、活性炭吸附裝置等污染物處理設備,廢水處理配備了污水處理站、化糞池等處理設施,固廢及危廢按要求處理,均實現達標排放。
廢水主要有生產廢水和生活廢水,生產廢水經廠內污水處理系統處理,處理工藝為收集池、酸堿中和、絮凝沉淀,處理后廢水排入市政污水管網,污泥通過壓濾脫水后,暫存在危廢暫存間,然后定期交由有資質單位處理;生活污水經化糞池處理后排入市政污水管網。生活污水和廠內污水處理系統排水一起進入汝南縣**污水處理廠處理達標后排放,較終**汝河。
廢氣主要為焊接廢氣、電泳固化烘干廢氣、天然氣鍋爐燃燒廢氣、噴漆廢氣、噴漆固化烘干廢氣等,其中焊接廢氣由焊接工位上方的集塵罩統一收集,經煙塵凈化裝置處理后排放;電泳固化烘干廢氣、燃燒廢氣由集塵罩統一收集后經活性炭吸附裝置處理后高空排放;噴漆廢氣經水簾除塵器、活性炭吸附裝置處理后高空排放;噴漆固化烘干廢氣通過風機,引入4套活性炭吸附裝置處理后,高空排放。
廠區一般固廢包括廢邊角料、拋丸收集的金屬粉塵、焊渣、藥劑油漆的廢包裝物、污泥,一般固廢暫存在各車間內一般固廢區,危險**包括廢漆渣、廢切削液、廢活性炭,危險固**一暫存在廠內危廢暫存間,而后交由有資質的單位處理,生活垃圾在廠區設置垃圾桶收集,定期由環衛部門清運統一處置。
表 . 過程清單數據表
類型 | 清單名稱 | 數量 | 單位 | 上游數據來源 | 用途/排放原因 |
產品 | 電動車 | 2.513E+005 | Item(s) | -- | |
消耗 | 電 | 4.670E+006 | kWh | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 輪胎 | 5.089E+006 | kg | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 鋼材 | 7.134E+003 | t | CLCD-China-ECER 0.8.1 | |
消耗 | 天然氣 | 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 | -- | 涂裝廢氣排放 |
排放 | 廢鋼料 | 721.46 | t | -- | 邊角料 |
排放 | 甲苯 | 30.4 | kg | -- | 涂裝廢氣 |
排放 | 二甲苯 | 0.038 | t | -- | 涂裝廢氣 |
排放 | 廢氣 | 1.310E+007 | m3 | -- | 涂裝廢氣 |
4. 生命周期影響分析
4.1. LCA結果
在eFootprint上建模計算得汽車車聲-電動車的LCA計算結果,計算指標分為GWP 、PED 、ADP 、WU 、AP 、EP 、RI 、ODP 、POFP 。
表 . 電動車LCA結果
環境影響類型指標 | 影響類型指標單位 | LCA結果 |
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. 過程累積貢獻分析
過程累積貢獻是指該過程直接貢獻及其所有上游過程的貢獻(即原料消耗所貢獻)的累加值。由于過程通常是包含多條清單數據,所以過程貢獻分析其實是多項清單數據靈敏度的累積。
電動車LCA累積貢獻結果
過程名稱 | 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) |
總裝 | 74.062 | 1.614E+003 | 4.169E-004 | 295.668 | 0.271 | 0.024 | 0.108 | 9.91E-06 | 0.15 |
鋼材 | 0.037 | 0.239 | 1.019E-07 | 0.033 | 8.208E-004 | 1.474E-004 | 1.551E-004 | 3.488E-09 | 2.431E-004 |
輪胎 | 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 |
天然氣 | 0.295 | 1**11 | 4.19E-06 | 0.62 | 8.996E-004 | 6.684E-05 | 2.207E-004 | 5.881E-09 | 0.001 |
電 | 14.407 | 201.57 | 8.704E-06 | 43.612 | 0.075 | 0.005 | 0.022 | 1.366E-08 | 0.005 |
根據LCA累積結果,本文重點對GWP 、PED 、WU 等指標的過程累積貢獻進行分析。
河南立馬電動車科技有限公司電動車產品二氧化碳當量排放為74.062kg,其中鋼材的獲取為其貢獻3.70E-2 kg,貢獻率為0.05%;輪胎的獲取為其貢獻58.8 kg,貢獻率為79.41%;油漆的獲取為其貢獻0.512kg,其貢獻率為0.69%;天然氣的獲取為其貢獻0.295 kg,其貢獻率為0.4%;電的獲取為其貢獻14.4 kg,其貢獻率為19.45%。
河南立馬電動車科技有限公司電動車產品初級能源消耗總量為1614MJ,其中鋼材的獲取為其貢獻0.239 MJ,貢獻率為0.01%;輪胎的獲取為其貢獻1390 MJ,貢獻率為85.87%;油漆的獲取為其貢9.87MJ,其貢獻率為0.61%;天然氣的獲取為其貢獻1** MJ,其貢獻率為1.02%;電的獲取為其貢獻202 MJ,其貢獻率為12.49%。
河南立馬電動車科技有限公司電動車產品水資源消耗量為295.668kg,其中鋼材的獲取為其貢獻2.33E-2 kg,貢獻率為0.01%;輪胎的獲取為其貢獻249 kg,貢獻率為84.36%;油漆的獲取為其貢1.98 kg,其貢獻率為0.67%;天然氣的獲取為其貢獻0.62 kg,其貢獻率為0.21%;電的獲取為其貢獻4.36 kg,其貢獻率為14.75%。
4.3. 清單數據靈敏度分析
清單數據靈敏度是指清單數據單位變化率引起的相應指標變化率。通過分析清單數據對各指標的靈敏度,并配合改進潛力評估,從而辨識較有效的改進點。表中羅列了GWP (kg CO2 eq)靈敏度>0.5%的清單數據。
清單數據靈敏度表
清單名稱 | 所屬過程 | 上游數據類型 | GWP (kg CO2 eq) |
總裝 | 輪胎 | 背景AP | 79.4% |
總裝 | 電 | 背景AP | 19.4% |
總裝 | 油漆 | 背景AP | 0.69% |
5. 生命周期解釋
5.1. 數據質量評估結果
報告采用CLCD質量評估方法,在eF系統上完成對模型清單數據的不確定度評估。本報告研究類型為企業LCA-代表此企業及供應鏈水平(采用實際生產數據),得到數據質量評估評估結果見下表。
指標名稱 | 縮寫(單位) | LCA結果 | 結果不確定度 | 結果上下限 (95%置信區間) |
初級能源消耗 | PED(MJ) | 1.614E+003 | ±6.57% | [1.01E+008,1.15E+008] |
非生物資源消耗潛值 | ADP(kg Sb eq) | 4.169E-004 | ±6.73% | [2.27E+001,2.59E+001] |
氣候變化 | GWP(kg CO2 eq) | 74.062 | ±5.39% | [5.13E+006,5.72E+006] |
臭氧層消耗 | 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] |
可吸入無機物 | RI(kg PM2.5 eq) | 0.108 | ±5.67% | [7.52E+003,8.43E+003] |
光化學臭氧合成 | POFP(kg NMVOC eq) | 0.15 | ±4.28% | [8.62E+003,9.39E+003] |
富營養化潛值 | EP(kg PO43-eq) | 0.024 | ±5.11% | [1.86E+003,2.06E+003] |
生態毒性 | ET(CTUe) | 7.28E+001 | ±5.06% | [2.01E+005,2.22E+005] |
人體毒性-致癌 | HT-cancer(CTUh) | 5.94E-006 | ±10.45% | [1.55E-002,1.91E-002] |
人體毒性-非致癌 | HT-non cancer(CTUh) | 8.58E-006 | ±4.76% | [2.38E-002,2.62E-002] |
結果不確定度
5.2. 結論與建議
根據生命周期評價結果顯示,在電動車產品的整個生命周期過程中,輪胎的獲取過程對氣候變化(Climate Change,GWP),初級能源消耗(Primary energy demand,PED),非生物資源消耗潛值(abiotic depletion potential,ADP)貢獻**,電力的獲取位居其次。
工廠應做好輪胎供應商的管理工作,加強對供應商的影響力,制定供應商的評價準則,從采購要求上倒逼輪胎供應商重視節能減排、環保降耗。
其次工廠應使用節能**生產設備代替高耗能生產設備,升級改造落后生產車間,建立完善的節電制度,培養員工節電意識,并持續完善能源管理體系。
6. 附件
6.1. 產品生產材料清單
部門 | 原材料 |
五金 | 鐵件原材料 |
涂裝 | ABS原材料(噸) |
涂裝 | 光固化金油(噸) |
涂裝 | 清漆(KG) |
三輪涂裝 | 油漆(KG) |
三輪涂裝 | 稀釋劑(KG) |
三輪涂裝 | 水性電泳漆用量(KG) |
五金 | 補給溶液(KG) |
五金 | 黑色漿(KG) |
五金 | 乳液(KG) |
五金 | 陶化劑(KG) |
五金 | 脫漆劑(KG) |
五金 | 脫脂劑(KG) |
五金 | 無磷脫脂(KG) |
五金 | 消泡劑(KG) |
五金 | **(KG) |
五金 | 中和劑(KG) |
五金 | 二氧化碳(立方) |
總裝 | 輪胎 |
6.2. 產品工藝流程
公司電動兩輪車以及電動三輪車主要生產車身、車架,底盤、車輪等,然后與其他外購配件進行總裝,生產工序包括機械加工、涂裝、總裝、檢測等??偣に嚵鞒虉D如下:
1機械加工工藝流程
機加工工序鋼材主要通過剪切、沖壓拉伸、鉆孔、焊接、車銑、拋丸工序。拋丸工序制成機加工半成品,拋丸主要是去除鋼材表面的銹,提高后面工藝漆膜與工作的附著力和整個涂層系統的耐腐蝕能力,然后自動進入電鍍車間。塑料通過剪切、沖壓、鉆孔,不需要進行焊接和拋丸工序,直接進入涂裝噴漆車間。機加工生產工藝流程圖如下:
2電泳線工藝流程
電泳線主要用于金屬工件的涂裝,主要工藝如下:
①預脫脂、脫脂
金屬部件先進行預脫脂、脫脂,即用預脫脂即脫脂(**、Na2CO3)溶去工件等表面上的油脂,此工序中,預脫脂槽平時不排放,每半月左右倒槽一次,廢液排放量約1.2m3/次,28.8m3/a;脫脂槽平時不排放,每半月左右倒槽一次,則脫脂廢液排放量約3m3/次,72m3/a。
②水洗
脫脂后進行3遍水洗,水每天排放,水洗12m3個,廢水排放量為36m/3d,1080m3/a。
③陶化
采用陶化(硅烷化)工藝,常溫進行,保用無磷的有機硅烷液,濾液重復使用、陶化的作用為在工件表面生成一層穩定的不溶性的皮膜層,可以提高層的腐蝕性、提高涂層的附著力、為后序電泳提供潔凈的表面等。陶化槽平時不排放,每半月左右倒槽一次,則陶化廢液排放量約2.6m3/次,624m3/a。
④純水洗
陶化后進行3遍純水洗,水每天排放,水洗槽12m3/個,廢水放量為36m3/d ,1080m3/a 。
⑤電泳
生產過程中使用純水:電泳漆4:1的比例進行電泳液配置,電泳32m3,電泳液循環使用,定期添加電泳液,不排放。采用水性電泳漆,主要成分為固體份18%、乙二即乙歴149%、水689% 。
⑥UF1、UF2、純水洗
電泳后工件清洗采用2通超濾洗(UF),回收工件上多余的電泳漆,UF水槽為lm3個,超濾水經過超濾回收裝置將超濾水和電泳讀分離,處理后的超濾水國用超濾裝置回收的電泳漆回用于電泳槽。因此,超濾過程不排放廢水,2遍超濾洗后在經過1遍純水洗,純水洗產生的廢水每天排放,純水槽1.2m3,廢水排放量為12m3/d,390m3/a,電泳漆超濾是電泳涂裝線中不可缺少的關鍵配套設備,它的作用主要為:
a.回收由工件表面沖洗下來的電泳漆,避免由于帶有讀的廢水排放而造成的環境污染;
b.回收后的電泳漆再利用,可使企業節約30%的電泳漆讀購置費;
c裝置新生產的超濾水為電泳槽工件提供沖洗用水,可形成閉路循環水沖洗系統。
⑦烘干固化
為保證工件的質量,電泳水洗后需要烘干,使電泳漆牢固的附著在工件上。烘干固化采用天然氣熱風間接加熱烘干。烘干固化溫度在190-230℃,電泳漆采用水性電泳漆,電泳漆中含有少量乙二醇**,在干過程中、水分以及乙二醇**會揮發出米,產生有機廢氣。另外天然氣燃燒過程或產生燃燒廢氣,主要為煙塵,SO2、NOx。烘干后的電泳工件進入電泳成品區存放。
電泳線生產工藝流程圖如下:
3噴漆線生產工藝流程
噴該涂裝線主要用于塑料工件的涂裝,主要工藝見下:
①噴涂
塑料工件采用手工擦拭表面的灰塵以及油污,然后采用水簾噴漆房噴漆、水由噴漆房正面自上而下流動,人工手持噴**進行噴漆,噴漆過程產生的漆霧以及有機廢氣通過水簾的過程可以大大降低,穿過水簾的漆霧以及有機廢氣經活性炭吸附裝置處理后排放。車間設置34個水簾式噴漆房,噴漆包括底漆、面漆和清漆,一般對質量要求不高的工件采用噴面漆以及清漆,噴漆后進入噴漆固化烘干室烘干。噴漆水簾廢水0.3m3/槽,平時不排放循環使用,每3月左右倒槽一次,則噴漆水簾廢水排放量約10.2m3/次,40.8m3/a 。
②噴漆固化烘干
車間設置64個噴漆固化烘干室,采用蒸汽間接加熱的方式。底漆烘干后,噴面漆,面漆烘干后噴清漆,清漆烘干后進入總裝車間。固化烘干過程產有機廢氣。蒸汽來自于天然氣蒸汽鍋爐,蒸汽量2th,每天運行8小時,天然燃燒過程產生廢氣。鍋爐利用純水,純水采用純水機制備,制備工藝與C2車間相同,新鮮水經石英砂、活性炭過濾后,經膜過濾,純水制備率75%,純水制備產的濃水排入廠內污水處理系統。
噴工序主要工藝如下:
4總裝車間工藝流程
總裝車間包括A1、B1以及D1車間,目前A1車間設有4條電動兩輪車總裝線,B1車間設有3條電動車總裝線,D1車間設有1條電動三輪車總裝線。每個車間設有檢測線一條,總裝后進行檢測,合格包裝入庫,不合格的重新組裝。
組裝工藝流程如下: