本发明属于弹簧钢生产领域和生命周期评价领域，涉及了一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法；特别的是，涉及了一种以产品碳足迹计算为例的弹簧钢生命周期环境影响评价方法。
背景技术：
1、生命周期评价(life cycle assessment lca)是一种环境管理和分析工具，可用于分析评价钢铁工业生产环境效应。
2、弹簧钢作为汽车基础零部件之一，下游客户对上游供应链弹簧钢产品碳足迹以及降碳的具体目标有急迫、极苛刻的要求，亟需建立弹簧钢碳足迹的计算方法。
3、目前已有可以评价稀土钢《一种稀土钢生命周期环境影响评价方法》公开号：cn109740833a(高炉转炉长流程)、螺纹钢《一种螺纹钢生命周期环境影响评价方法》申请公布号：cn115983673a(电炉工艺生产)等生产过程中的环境负荷，分析得到相关产品的清单指标环境负荷以及环境影响潜值在生命周期各阶段的分布情况，但其并不适用于采用高炉转炉长流程+电炉短流程联合工艺生产的汽车用弹簧钢评价，同时未按照生产工序进行环境负荷的输出，且对于数据质量要求、共生产品分配方法学没有明确。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明目的是提供了一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法。
2、本发明的技术方案是：本发明提供了一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，通过对弹簧钢产品进行全生命周期评价(lca)获得1吨产品的碳足迹，用于对外的环境交流和对内的环境管理；
3、包括确定评价目标、功能单位、系统边界，采用过程清单分析方法对弹簧钢生命周期环境影响因子进行汇编和量化，依据产品生命周期环境影响评价的标准，确定了cml2016方法的非生物资源耗竭潜力(adp)-矿物元素、全球变暖潜力(gwp)、非生物资源耗竭潜力(adp)-化石燃料、酸化潜力(ap)和富营养化潜力(ep)5个环境影响指标，以评价与这些输入和输出所相关的潜在环境影响，最终根据lca研究的目标和范围来解释清单和影响阶段的结果。
4、本发明建立基于弹簧钢产品的生命周期模型，以1吨弹簧钢作为功能单位，产品的数据类型包括上游阶段数据、运输数据、单元过程投入产出数据，基于上述数据编制生命周期清单(lci)，同时以cml2016生命周期评价方法量化产品环境效应，最后通过分析数据质量、不确定性与敏感性，探究在产品生命周期中减少环境影响的途径；主要包括以下几个步骤：
5、步骤(1)：生命周期评价目标和范围的确定；
6、步骤(2)：生命周期清单分析；
7、步骤(3)：生命周期影响评价；
8、步骤(4)：生命周期影响评价。
9、进一步的，在步骤(1)中，所述生命周期评价目标和范围的确定包括：确定评价主体目标、明确功能单位、界定产品系统与环境之间的边界三部分内容。
10、进一步的，所述评价主体目标具体是：基于弹簧钢产品的生命周期内各阶段能源、资源、排放相关的输入、输出进行量化，并对其带来潜在的环境影响进行评价；
11、所述的功能单位是：评价的功能单位1吨弹簧钢产品；
12、所述的评价边界范围：选用“从摇篮到大门”的lca，即表一中的a1～a3阶段，原材料和能源的生产(a1阶段)，原材料和能源的运输(a2阶段)，钢铁产品的生产(a3阶段)，不包括废钢的循环利用；具体如表一所示。
13、表一
14、
15、备注：x表示模块已包含。
16、-表示模块未包含(并不表明这些模块的计算结果为0)。
17、进一步的，在步骤(2)中，所述生命周期清单分析包括：划分单元过程及对每个单元过程中的输入和输出数据建立清单并进行分析。但生命周期清单数据是基本流的输入和输出，清单模型的任务就是要把实物流转化为基本流。清单参数按照输入输出流可划分为从自然(资源)的已知输入、辅助性输入、产品、共生产品和可避免产品、空气排放、水体排放、土壤排放、最终废物流及其他环境排放等；
18、其具体步骤是：
19、(2.1)：将弹簧钢生命周期划分为若干个便于清单分析的单元过程；
20、(2.2)：对步骤(2.1)中划分的单元过程中涉及的能源、资源、物料消耗、产品/共生产品、排放、最终废物流等数据等进行收集；为每个单元过程确定一个合适的流，将所有单元过程的实物流和基本流建立关联，并且以功能单位为基础计算每个单元过程的输入与输出数据清单；
21、弹簧钢产品的数据类型包括上游阶段数据、运输数据、单元过程投入产出数据；上游的数据就包括原料、能源和辅料的清单环境负荷数据；运输数据涉及物料运送到南钢的运输方式和距离，包括铁路运输、公路运输、海运和河运；运输阶段考虑了铁矿石、各种煤、石灰石和白云石等主要外购原料、能源和辅料的运输；单元过程投入产出数据包括产品、原料、能源、辅料、副产品、固体废弃物、大气排放、水体排放8类；这些数据来源于现场的统计和测试，获得的数据为实物流，即单元过程的输入和输出的实际量。
22、进一步的，所述生命周期清单数据是基本流在所定义的生命周期过程的累积，所述基本流是以功能单位为基准的环境负荷；
23、生命周期清单因子g(如co2的排放)的累积基本流按式(1)计算：
24、bt,f,g＝bf,g+σat,i bi,g (1)
25、式中：bt,f,g是以功能单位f为基准的基本流g的累积量；bf,g是以功能单位f为基准的基本流g在产品生产过程的直接流量；at,i是以原辅料、能源等在产品系统中单元过程i每功能单位的直接消耗量；σat,i bi,g是以功能单位为基准的基本流g在上游过程和下游过程的累积量，主要视研究边界所包含的单元过程而定。
26、进一步的，所述分类汇总的评价是定量计算影响类型的类型指标；
27、同质量的不同负荷因子对同一种影响类型的贡献潜力不同，转化为统一度量需要借助于特征化模型，分类汇总的评价结果采用当量物质表示；
28、分类汇总的评价按式(2)计算：
29、cj＝σqji*mi (2)
30、式中：cj表示影响类型j的计算结果；mi表示生命周期清单因子i的清单结果；qji表示生命周期清单因子i对影响类型j的特征化因子；
31、潜在环境收益d，包括特殊钢长寿命属性支撑汽车零部件再制造环境收益d1、特殊钢高强属性支撑汽车零部件轻量化环境收益d2、汽车零部件产品报废后废钢循环产生的环境收益d3、高质量稳定性材料支撑零件高效制造、避免浪费环境收益d4。
32、特殊钢长寿命属性支撑汽车零部件再制造环境收益(d1)量化计算d1＝(floor(f÷f)-1)×(t-e)。
33、特殊钢高强属性支撑汽车零部件轻量化环境收益(d2)量化计算。d2＝(c+β×l)×σ/(1-σ)。
34、废钢循环产生的环境收益(d3)：d3＝x-(rr-s)(xpr-xre)·y。
35、高质量可靠性材料支撑零件高效制造、避免浪费环境收益(d4)。
36、本发明采用cml 2016作为生命周期影响评价方法，具体特征化因子见下表二：
37、表二
38、 影响类型 特征化因子 全球变暖潜力 <![cdata[温室气体100年内的全球变暖潜力(kg co<sub>2</sub>eq.)]]> 酸化潜力 <![cdata[物质的酸化潜力(kg so<sub>2</sub>eq.)]]> 非生物资源耗竭潜力-化石燃料 能源消耗量(mj) 非生物资源耗竭潜力-矿物元素 资源耗竭潜值(kg sb eq.) 富营养化潜力 <![cdata[物质的富营养化潜力(kg po<sub>4</sub><sup>3-</sup>eq.)]]>
39、进一步的，在步骤(3)中，所述生命周期影响评价即：评价与输入和输出所相关的潜在环境影响；
40、运用生命周期评价方法体系对弹簧钢生命周期的环境影响进行评价；将步骤(2)中得到的生命周期清单数据归类后进行环境影响分析，即将清单数据转化为具体的影响类型，如全球变暖(gwp)、土地酸化(tap)、富营养化(ep)、非生物资源耗竭(化石燃料、矿物元素)等。
41、进一步的，在步骤(4)中，所述生命周期解释即：根据生命周期评价研究的目标和范围来解释清单和影响阶段的结果；
42、对生命周期解释做出了相应的规定和要求；生命周期解释主要是通过对lci和lcia的结果所提供的有关信息进行识别、量化、检验和评价；根据评价目的和范围，对评价结果及评价局限性做出解释，并为优化生产工艺流程、实现弹簧钢生产减碳目标、产品绿色营销提供支撑。
43、本发明的有益效果是：本发明对弹簧钢进行全生命周期的评价，客观、整体的评价弹簧钢对于环境的影响程度，不仅仅只是关注碳排放，更可获取钢铁在整个价值链中的优势，展示钢铁的可持续性。
1.一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：其具体操作步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述生命周期评价目标是：对生产的弹簧钢产品的生命周期内各阶段能源、资源、排放相关的输入、输出进行量化，并对其带来潜在的环境影响进行评价。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：所述弹簧钢产品的功能单位是：1吨弹簧钢产品。
4.根据权利要求1所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述生命周期的边界范围为：选用从铁矿石、煤炭原料、燃料开采、运输，经过焦化、烧结原料加工工序，炼铁、炼钢、轧钢的制造工序，到形成弹簧钢产品的过程。
5.根据权利要求1所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述生命周期清单分析是：将弹簧钢产品系统的输入与输出的生命周期清单分析与计算；
6.根据权利要求5所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(2.2)中，所述上游阶段数据包括原料、能源和辅料的清单环境负荷数据；
7.根据权利要求5所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：所述生命周期清单的数据是基本流在所定义的生命周期过程的累积，所述基本流是以功能单位为基准的环境负荷；
8.根据权利要求5所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：使用分类汇总的评价是定量生命周期计算影响类型的类型指标；
9.根据权利要求1所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述生命周期影响评价即：评价与输入和输出所相关的潜在环境影响；
10.根据权利要求1所述的一种弹簧钢生命周期环境影响评价方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述生命周期解释即：根据生命周期评价研究的目标和范围来解释清单和影响阶段的结果；
