摘要：自二十一世纪以来，汽车产业作为我国的主导产业得到快速发展，目前我国已经成为世界第三大汽车生产国，第二大汽车销售国和第一大市场。2016年至2018年报废汽车从950万辆攀升到1200万辆，废弃车辆的回收拆解和再利用已然成为一件需要思考的问题。本研究以生命周期评价（LCA）方法对高性能机械转向系统制造与再制造产品进行对比分析，以量化的结果体现再制造产品的环境影响优势，进一步推动企业进行绿色转型。
关键词：机械转向系统；生命周期评价；环境影响优势；绿色转型
项目支持：2017年绿色制造系统集成项目-高性能机械转向系统制造与再制造绿色设计平台建设项目
0 引言
生命周期评价（Life Cycle Assessment,LCA）是评估一个产品或其整个生产过程对环境影响的一种工具，20世纪60年代末70年代初，最初应用于资源和环境状况分析，后期发展成对产品系统生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的评价方法[1]。因此，基于该方法在源头上预防环境污染，而不是先污染再寻找解决途径的优点，用以指导企业进行相应的清洁生产、开发绿色产品和材料环境协调性设计等，在许多国家已成为评估产品和生产工艺的优先采用方法。
近年来，全国对LCA进行了全面的推广使用，并取得了不少研究成果，但对于机械转向系统生产中的资源与环境影响评价不多，为此我们采取LCA方法，对高性能机械转向系统制造和再制造生命周期中对非生物资源消耗、酸化潜势、富营养化潜势、全球增温潜势进行了定量化计算，以期探明高性能转向系统生命周期中的环境影响基本情况，为我国本土化高性能机械转向系统数据库的建立和发展提供数据支持和研究基础，并通过将正常生产的产品和再制造生产的产品进行数据对比，发现再制造产品的环境优势。
1 研究方法与数据
1.1 系统边界
本次研究主要对比公司内新、老生产线以及新生产线再制造转向泵的环境影响，故生产转向泵的研究范围划分为原材料获取阶段、加工生产阶段、包装运输阶段和回收处理阶段。
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1.2 环境影响指标
本研究严格遵从ISO14040及其相关规定要求，通过参考行业协会的综合意见，采用生命周期评价软件GaBi Ts提供的环境影响指标，环境影响类型选取三种主要排放物：二氧化碳、二氧化硫和PM2.5；评价指标选取CML评价指标中的四种：非生物资源消耗、酸化潜势、富营养化潜势、全球增温潜势。这四个评价指标都属于环境变化与污染类型，其中全球增温潜势属于全球影响，其余属于区域影响。
1.3 数据种类和来源
数据来源包括企业数据（测算过的）、实验数据（模拟的）、政府报告（取样）、杂志论文（调整过的）、参考书（集合数据）、行业协会（个体观察）、相关的LCI（时间上的平均）、产品和生产过程说明书（空间上平均、数字平均）。
本项目主要包括原材料获取阶段、加工生产阶段、包装运输阶段和回收处理阶段数据，数据均由转向泵生产企业全兴精工集团有限公司和GaBi数据库提供。
2 环境影响对比分析
此次研究的三条生产线生产的产品虽然属于同一个系列，但是其质量略有不同，故将各生产线生产的转向泵产品对环境影响数据折算成每公斤转向泵产品的环境影响数据进行分析，分析结果如下。
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根据分析结果可知，新生产线生产1kg转向泵的环境影响为：二氧化碳排放量17.177kg，二氧化硫为0.059kg，PM2.5排放量为0.01kg，ADP为181.222MJ，AP为0.093 kg SO2 eq，EP为0.006kg Phosphate eq，GWP为18.423 kg CO2 eq；老生产线生产1kg转向泵的环境影响为：二氧化碳排放量为18.145kg，二氧化硫排放量为0.061kg，PM2.5排放量为0.011kg，ADP为191.978MJ，AP为0.096 kg SO2 eq，EP为0.007kg Phosphate eq，GWP为20.061 kg CO2 eq；再制造生产1kg转向泵的环境影响为：二氧化碳排放量为1.5015kg，二氧化硫排放量为0.0025kg，PM2.5排放量为0.0004kg，ADP为19.6499MJ，AP为0.0045 kg SO2 eq，EP为0.0005kg Phosphate eq，GWP为1.6213 kg CO2 eq。
公司2019年老生产线生产转向泵产品产量为145.4万台，按平均每台转向泵重量3kg计，若由新生产线代替老生产线生产转向泵产品，通过计算，年可减少二氧化碳排放量4219438.88kg，二氧化硫11046.94kg，PM2.5 1944.02kg，ADP 46918963.07 MJ，AP 16354.41 kg SO2 eq，EP 555.43 kg Phosphate eq，GWP 7145027.59 kg CO2 eq。
公司2019年新生产线生产转向泵产品产量为86.3万台，按平均每台转向泵重量3kg计，若由再制造生产线代替新生产线生产转向泵产品，通过计算年可减少二氧化碳排放量40584908.63kg，二氧化硫146061.92kg，PM2.5 25028.47kg，ADP 418309599.33 MJ，AP 228569.5 kg SO2 eq，EP 15373.69 kg Phosphate eq，GWP 43500494 kg CO2 eq。
若由再制造生产线代替老生产线生产转向泵产品，通过计算年可减少二氧化碳排放量72597720.63kg，二氧化硫257135kg，PM2.5 44112.5kg，ADP 751695507.02 MJ，AP 401452.97kg SO2 eq，EP 26457.3 kg Phosphate eq，GWP 80435547.03 kg CO2 eq。
若由再制造生产线代替新、老生产线生产转向泵产品，通过计算年可减少二氧化碳排放量113182629.26kg，二氧化硫403196.96kg，PM2.5 69140.97kg，ADP 1170005106.3 MJ，AP 630022.46 kg SO2 eq，EP 41831.03 kg Phosphate eq，GWP 123936041.04 kg CO2 eq，可极大程度上减少了转向泵产品生命周期对环境的影响。
3 结论和建议
3.1 结论
通过对公司各生产线工艺的了解和数据的采集，对整体数据质量的检查和整理，将所有的清单数据录入到GaBi软件中，通过模型的建立以及对二氧化碳、二氧化硫、PM2.5、非生物资源消耗、酸化潜势、富营养化、全球增温潜势七个环境影响指标进行分析，结果如下：
（1）新生产线生产1个转向泵二氧化碳排放量为42.6kg，二氧化硫为0.146kg，PM2.5为0.025kg，ADP为449.43MJ，AP为0.23kg SO2 eq，EP为0.016kg Phosphate eq，GWP为45.69kg CO2 eq；老生产线生产1个转向泵二氧化碳排放量为41.37kg，二氧化硫为0.14kg，PM2.5为0.024kg，ADP为437.71MJ，AP为0.22 kg SO2 eq，EP为0.015kg Phosphate eq，GWP为45.74 kg CO2 eq；再制造生产1个转向泵二氧化碳排放量为4.649kg，二氧化硫排放量为0.0076kg，PM2.5排放量为0.00128kg，ADP为60.84MJ，AP为0.0138 kg SO2 eq，EP为0.00159kg Phosphate eq，GWP为5.02kg CO2 eq。
（2）造成新、老生产线各项环境影响指标高是因为泵体、泵盖等主要外购原材料在从开采到制造的过程中对环境的影响最大。新生产线环境指标优于老生产线主要是因为新生产线生产同类产品消耗的能源更少。再制造过程中造成各项指标高的原因是出现在组装过程，因为在组装过程中装配的各类外购零部件生产全过程对环境影响较大。再制造生产的产品环境指标都要低于正常生产的产品环境指标，主要是因为再制造原材料（泵体、泵壳等毛坯）使用的为回收料，其对环境影响忽略不计，而原生产品的原材料在前端生产过程消耗了大量的能源、资源。
（3）若由再制造生产线代替新、老生产线生产转向泵产品，按照2019年各生产线产量计算，年可减少二氧化碳排放量113182629.26kg，二氧化硫403196.96kg，PM2.5 69140.97kg，ADP 1170005106.3 MJ，AP 630022.46 kg SO2 eq，EP 41831.03 kg Phosphate eq，GWP 123936041.04 kg CO2 eq，极大减少了转向泵产品生命周期对环境的影响。
3.2 建议
根据各阶段环境影响分析得出，原材料获取、清洗和组装阶段对整个生产的生命周期评价影响最大，如果对这几个过程进行改进，可以减少对环境的影响，根据实际情况，降低对环境的影响可以从以下几个方面开展工作：
（1）通过本次评价发现公司基础数据还需要进一步完善，因为数据的缺失和不确定性会影响报告的计算结果。今后公司在各类产品数据信息统计时，应结合LCA评价需要的信息完善各类数据的收集和管理工作，着重统计单位产品原辅材料消耗量、单位产品能源消耗量、重点工序单耗等数据。
（2）从原材料、工艺等方面入手，提高原材料的利用率，减少废屑的产生；可将现在使用的油脂用其他物质进行替代，将乳化液改为水溶性的切削液，减少对环境的影响；
（3）对上游供应商进行评估，树立绿色采购理念，不断改进和完善采购制度，从物料环保、污染预防、节能减排等方面对供应商进行绿色评估和选择，推动供应商持续提高绿色发展水平，共同构建绿色供应链；
（4）逐步完善绿色回收体系，包括产品报废后物料的回收以及包装材料的回收，并在产品设计环节进一步关注产品的易拆解易回收。使用可回收的材料进行产品制造和使用可周转再用的包装物，可大大减少对环境的不良影响。
参考文献：
[1] 左铁镛，冯之浚．循环型社会材料循环与环境影响评价[M]．北京：科学出版社，2008．
[2] 徐建全，杨沿平．考虑回收利用过程的汽车产品全生命周期评价[J]．中国机械工程，2019．