【中國(guó)涂料采購(gòu)網(wǎng)】生命周期評(píng)價(jià)(LCA)是一種評(píng)價(jià)產(chǎn)品系統(tǒng)的環(huán)境影響以及環(huán)境權(quán)衡的標(biāo)準(zhǔn)化方法。伊士曼化工公司完成了一項(xiàng)“從涂料到成品車涂裝”的LCA研究，在該研究中，我們比較了五種有代表性的OEM汽車涂裝車間工藝配置的溫室氣體(GHG)影響和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放性能。涂裝車間數(shù)據(jù)由IHS提供。這些工藝配置包括：1)三涂?jī)珊?3C2B)水性(WB)底色漆和1K罩光清漆;2)3C2BWB底色漆和2K罩光清漆;3)3C2B低固含溶劑型底色漆和1K罩光清漆;4)三涂一烘(3C1B)高固含溶劑型底色漆和1K罩光清漆;5)3C1BWB底色漆和1K罩光清漆。本研究的目標(biāo)是通過(guò)比較通用工藝技術(shù)類別來(lái)幫助理解差異和制定決策。本研究的結(jié)論是，3C1B高固含溶劑型工藝可以實(shí)現(xiàn)最低的GHG釋放量，同時(shí)達(dá)到歐洲現(xiàn)行的VOC排放限值35g/m2。但是，如果世界上某些地區(qū)的OEM選擇不采用VOC減排技術(shù)，那么為了達(dá)到排放限值35g/m2，需要采用WB技術(shù)。這項(xiàng)LCA研究表明，高固含溶劑型技術(shù)是對(duì)環(huán)境影響最小，有利于可持續(xù)性發(fā)展的技術(shù)，建議政策制定者和利益相關(guān)者予以考慮。
背景
可持續(xù)性發(fā)展已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)之一。盡管其內(nèi)涵紛繁復(fù)雜，不同利益相關(guān)者對(duì)其理解各不相同，但大多數(shù)人認(rèn)為可持續(xù)性發(fā)展是通過(guò)加強(qiáng)環(huán)境管理、承擔(dān)社會(huì)責(zé)任和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，為現(xiàn)在和將來(lái)創(chuàng)造價(jià)值。可持續(xù)性發(fā)展包括在不同利益之間作出均衡選擇，并追求對(duì)社區(qū)、國(guó)家、企業(yè)乃至全世界最有利的解決方案。為達(dá)成見(jiàn)解，促進(jìn)對(duì)環(huán)境效益、負(fù)擔(dān)和權(quán)衡更全面的了解，使用生命周期評(píng)價(jià)(LCA)等嚴(yán)格的環(huán)境評(píng)價(jià)工具至關(guān)重要。生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)于決策者和各級(jí)利益相關(guān)者大有裨益。
過(guò)去30年里，全世界OEM汽車涂裝車間在運(yùn)營(yíng)監(jiān)管方面發(fā)生了顯著變化1。最初，有關(guān)環(huán)境問(wèn)題的爭(zhēng)論主要集中在揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放及相關(guān)的空氣質(zhì)量問(wèn)題上。許多地區(qū)紛紛頒布各種控制VOC排放的法規(guī)，而滿足性能標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)技術(shù)卻遲遲未能出現(xiàn)。為了符合日益嚴(yán)格的VOC標(biāo)準(zhǔn)，歐洲OEM采用水性(WB)底色漆技術(shù)替代傳統(tǒng)的低固含量溶劑型(LSSB)技術(shù)。為了滿足地方空氣質(zhì)量法規(guī)的要求，各涂裝車間設(shè)施需要采用諸如蓄熱式熱氧化法等(regenerativethermaloxidation)VOC減排技術(shù)，但需要的程度有所不同。WB底色漆技術(shù)已經(jīng)幫助一些車間設(shè)施減少或消除了對(duì)減排的需求2,3。
最近幾年，現(xiàn)代涂裝車間開(kāi)始應(yīng)用緊湊型涂裝工藝，包括高固含量溶劑型(HSSB)和WB兩種配置。據(jù)稱，相對(duì)于傳統(tǒng)的SB和WB工藝，緊湊型涂裝工藝可顯著降低能耗。
憑借在汽車制造業(yè)的巨大增長(zhǎng)潛力，中國(guó)目前已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。2012年，中國(guó)OEM涂裝車間的監(jiān)管情況經(jīng)歷了巨變，這一年工業(yè)和信息化部(MIIT)頒布法規(guī)，要求所有新乘用車涂裝車間必須采用WB底色漆技術(shù)4。2013年國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)(NDRC)探討了涂裝車間的VOC排放限值，借鑒歐洲的規(guī)定設(shè)定了排放限值，但并不強(qiáng)制達(dá)到限值所采取的技術(shù)。隨著公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注度越來(lái)越高，中國(guó)規(guī)定的排放限制可能比歐洲現(xiàn)行的排放限值535g/m2VOC更為嚴(yán)格。對(duì)于涂裝車間而言，最突出的環(huán)境問(wèn)題通常是VOC排放(影響當(dāng)?shù)氐臒熿F和氣味)和能源消耗(影響溫室氣體的排放，以及能源和水資源等自然資源的消耗)。
LCA工具非常適合評(píng)價(jià)不同的涂裝車間技術(shù)對(duì)環(huán)境造成的影響。根據(jù)FordMotorCompany(福特汽車公司)6、BASF(巴斯夫公司)7和Durr(德國(guó)杜爾公司)最近幾年提供的LCA評(píng)價(jià)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于WB技術(shù)，HSSB技術(shù)能夠滿足現(xiàn)代VOC法規(guī)的要求并減少能源消耗和溫室氣體(GHG)的影響。為了更深刻地了解各種涂裝工藝對(duì)環(huán)境的綜合影響，同時(shí)確認(rèn)以前的行業(yè)研究結(jié)果，伊士曼贊助了這項(xiàng)獨(dú)立的LCA研究項(xiàng)目，該研究比較了五種主要的OEM汽車涂裝車間工藝配置對(duì)環(huán)境的影響。
汽車涂料和涂裝車間基礎(chǔ)知識(shí)
為了使不熟悉該行業(yè)的讀者能夠有一個(gè)大致的了解，這里先談?wù)勂囃垦b車間技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。
未經(jīng)涂裝的汽車焊接車身，包括車門(mén)、引擎蓋、甲板或行李箱蓋，被稱為白車身(BiW)或殼體。BiW沒(méi)有裝配任何內(nèi)飾、底盤(pán)、傳動(dòng)系統(tǒng)組件，而是從焊接車間直接運(yùn)送到涂裝車間，先進(jìn)行清洗以清除污垢、油污和其他污染物，再進(jìn)行最終涂裝。
傳統(tǒng)的汽車涂裝包括四層：電泳底漆、中涂漆(又名“二道底漆”)、底色漆和罩光清漆。每個(gè)涂層都有特殊用途(如圖1所示)且具有獨(dú)特的配方。如底色漆的配方包括溶劑、樹(shù)脂、流變控制劑、顏料和其它添加劑。溶劑可能包括有機(jī)物和/或水。需要注意的是，目前的WB涂料確實(shí)含一些有機(jī)溶劑，WB底色漆配方中的溶劑含量通常從10%到16%8(重量百分比)不等。中涂漆和底色漆可以是SB或WB。罩光清漆目前絕大多數(shù)是SB。罩光清漆有1K和2K之分。