废旧纺织品回收利用与原生产品的LCA-LCC-TDEA评估研究

作     者：肖杰峰 

作者单位：上海大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵军;钱光人

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：废旧纺织品回收利用 LCA LCC 三阶段DEA 

摘      要：我国是全球最大的纺织服装生产国和消费国,随着人均纤维消费量不断增加,每年产生大量废旧纺织品。废旧纺织品服装的处理方式通常有填埋、焚烧和回收再利用,其综合再利用问题一直是我国绿色低碳循环发展产业体系的重要内容,对废旧纺织品进行循环再利用不仅能够解决量大面广的固废问题,还能实现资源的有效再利用。为推动废旧纺织品的回收利用绿色发展,中国循环经济协会于2019年批准发布《废旧纺织品回收利用规范》,此后国家又陆续出台了《废旧纺织品分类与代码》和《废旧纺织品再生利用技术规范》等标准规范。按照相关标准,废旧纺织品的回收利用方式可分为能量法、机械法、物理法和化学法等。随着废旧纺织品回收再生利用方面的研究工作取得一定进展,回收再利用过程中的环境影响及其技术效率也受到越来越多的关注。本研究选题来源于上海市“科技创新行动计划科技支撑碳达峰碳中和专项项目—《低价值可回收物低碳高值化利用关键技术研究与示范(22dz1209000)》,根据当前我国主要的废纺再生利用技术,提出S1物理法制再生棉、S2物理法制再生纤维毡、S3物理熔融法制再生聚酯纤维和S4化学法制再生差别化纤维等四种典型的回收利用情景。为将废纺再生产品与原生纺织产品进行对比,进一步建立了S1-A物理法制原生棉、S2-A物理法制原生毛毡、S3-A物理法制原生聚酯纤维切片和S4-A化学法制原生差别化纤维等四个衍生情景,利用生命周期评价法和生命周期成本法,对再生产品与原生产品的生命周期影响及生命周期成本进行综合评估。建立并运用LCA-LCC-TDEA集成分析框架,对各情景构成的八个决策单元的技术效率进行测算。主要研究结论如下:(1)化学法回收利用的环境影响中间点值和终点值明显较高。就中间点环境影响特征值而言,S1和S3情景的大多数中间点环境影响相对较小,S4大多数中间点环境影响最大。就终点环境影响而言,S4的环境影响标准值都为最高,远超其余回收利用方案。土地占用、陆地酸化、细颗粒物形成和化石消耗等四个主要中间点类别环境影响主要源于各回收利用方案的电力消耗,除S4在化石消耗类别上贡献占比只有39.14%,其余在各类别上的电力消耗贡献均超过了57%。四个衍生情景的主要中间点环境影响特征值都远高于回收利用方案,环境影响终点值全部高于回收利用情景。(2)各回收利用方案的外部成本主要来自于生态系统损害,而资源损耗贡献较低。四种废纺回收利用方案的外部成本主要由生态系统损害构成,分别占84.65%、88.13%、87.60%和86.16%,而资源损耗的贡献较低。S1与S3的总成本相对较低,S4的总成本最高,外部成本是最主要的构成因素,达到89.63%。原生产品的内部成本与外部成本都高于再生利用产品,导致总成本也远高于再生利用产品。(3)环境因素和随机误差对各情景的技术效率产生影响,再生利用工艺技术效率普遍高于原生产品工艺。环境因素中人均GDP越高的地区越有可能导致投入冗余,人均生活垃圾清运量越高则越有利于提高投资效率。技术效率前沿面下的S1-A、S2-A、S3和S3-A都属于规模效率高而纯技术效率较低,可以通过纯技术效率的改进来提高技术效率水平。处于技术效率前沿面上的S1、S2和S4都为回收利用情景,而四个衍生情景则都达不到技术效率前沿,说明再生利用工艺技术效率普遍高于原生产品工艺。