水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展.pdf

第 26 卷第 6 期2023 年 6 月建筑材料学报JOURNAL OF BUILDING MATERIALSVol.26，No.6Jun.，2023水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展郭晓潞1，2，*，李寅雪2，袁淑婷2（1.同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804；2.同济大学 材料科学与工程学院，上海 201804）摘要：水泥工业是仅次于钢铁的第 2 大碳排放行业，对实现“双碳”目标影响重大.生命周期评价（LCA）可以定量评估水泥生命周期内的环境负荷.阐述了 LCA方法评估水泥综合环境负荷的研究现状，系统阐释了该方法的 4个重要步骤：目标和范围的确定（功能单位和系统边界）、清单分析（输入数据、输出数据、分配方式）、影响评价（影响分类、特征化、归一化）及生命周期解释；综合分析了使用替代性燃料和原料、生产工艺改造、碳捕集技术及发展低碳胶凝材料等低环境负荷措施，探讨了环境负荷与水泥性能的协同优化；指出了LCA方法的局限性及未来发展方向.关键词：综合环境负荷；生命周期评价(LCA)；水泥；节能减碳；协同优化中图分类号：TU525.9文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.10079629.2023.06.012Life Cycle Assessment of Cement and Its Research Progress in Low Environmental LoadGUO Xiaolu1，2，*，LI Yinxue2，YUAN Shuting2（1.Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 201804，China；2.School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 201804，China）Abstract:Cement industry is the largest carbon emission industry next to steel.It has a significant impact on the realization of the“dual carbon”goal.Life cycle assessment（LCA）is a tool for quantitative analysis of environmental load of cement throughout its life cycle.The current status of the research on the use of LCA to evaluate the integrated environmental load of cement was reviewed.Four critical steps of the LCA method were systematically described，including the goal and scope definition（functional unit and system boundary），inventory analysis（input data，output data and allocation method），impact assessment（classification，characterization and normalization）and life cycle interpretation.The improvement measures for low environmental load，such as using alternative fuels and alternative materials，transformation of production process，carbon capture technology and development of lowcarbon cementitious materials were comprehensively analyzed.The cooperative optimization of environmental load and cement performance as well as its existing limitations were discussed.The future research direction were proposed.Key words:integrated environmental load；life cycle assessment（LCA）；cement；energy conservation and emisson reduction；cooperative optimization2020年习近平主席提出：中国将努力争取 2030年 前 CO2排 放 量 达 到 峰 值，2060 年 前 实 现 碳 中和.2022年 “十四五”现代能源体系规划 明确了在“十四五”时期，单位 GDP的 CO2排放量将在 5 a内累计下降 18%.目前，中国水泥产量达到 23.8亿 t，碳排放量约为 12.3亿 t，占全国总排放量的 13%1.水泥行文章编号：10079629（2023）06066010收稿日期：20220621；修订日期：20220901基金项目：“十四五”国家重点研发计划项目（2021YFB3802001）；国家自然科学基金资助项目（52178241）；中央高校基本科研业务费专项（22120220599）第一作者（通讯作者）：郭晓潞（1980），女，山西长治人，同济大学教授，博士生导师，博士.Email：第 6期郭晓潞，等：水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展业作为资源、能源消耗和温室气体排放较多的工业之一，是中国实现“双碳”目标的关键.水泥行业不仅资源和能源消耗量高、碳排放量大，其生产过程还会排放SO2、NOX等有害气体及少量重金属，造成多种环境影响.综合环境负荷是一个综合性的核算评价指标，用以定量描述某一产品在其原料开采、生产、使用或废弃再生阶段耗用的自然资源和能源数量，以及其向环境体系排放的各种废弃物总量（气态、固态和液态废弃物的总量）的综评值2.生命周期评价（LCA）可以全面识别和量化评估产品体系在整个生命周期内，所有投入及产出对自然环境、人类健康和资源消耗等方面的综合环境负荷3.本文综述了 LCA 方法评估水泥综合环境负荷的研究进展，系统阐释了LCA评价过程和关键参数，探讨了低环境负荷措施及其与水泥性能的协同优化，同时也指出了LCA的局限性及未来发展方向.1水泥生命周期评价根据ISO 14040：2006 Environmental managementlife cycle assessmentprinciples and framework，生命周期评价包括目标和范围的确定（goal and scope definition）、生 命 周 期 清 单 分 析（LCI）、生命周期影响评价（LCIA）和生命周期解释（life cycle interpretation）4个重要步骤.1.1目标和范围的确定目标和范围的确定是指根据研究的实际情况确定研究对象的功能单位及系统边界，该环节是生命周期评价的首要步骤，也是进行后续分析的基础3.水泥 LCA的系统边界大多为“从摇篮到大门”45 （见图 1），通常包括原料开采和运输、水泥制备（生料预处理、熟料煅烧、水泥粉磨）及相关能源等.近年来，部分企业对水泥生产工艺进行了节能减排改造，余热回收利用技术在水泥生产中应用广泛，利用余热回收发电系统的节电量占水泥生产总用电量的近一半6.原料开采及运输阶段带来的环境负荷相对较低，并且数据不易获取，有研究将其忽略7或简化处理8.功能单位为系统输入数据与输出数据的“归一化”提供基准9，从而直接影响 LCA 的最终结果，因此应根据研究目的、时间跨度及地域广度等谨慎选取功能单位.表 1汇总了水泥 LCA 研究的功能单位及系统边界.1.2生命周期清单分析生命周期清单分析是对水泥整个生命周期内的各种输入数据和输出数据进行收集、整理和汇总3.其中，输入数据包括原料消耗、能源消耗及运输距离和运输类型等；输出数据包括系统在整个生命周期内向环境体系排放的气态、固态和液态废弃物.1.2.1输入数据清单水泥生产原料主要有石灰石、黏土、石膏及铁粉等，中国生产 1 t熟料平均需要 1.501.69 t原料6.由于水泥生产所需的淡水资源较少，约 0.165 m3/t6，且图 1水泥生产的常用系统边界Fig.1Common system boundaries of cement production 5661建筑材料学报第 26卷回收率为95%99%，大部分研究未作考虑 1315.水泥生产过程中使用的能源主要有热能和电能.水泥熟料高温烧成需要大量热能，传统水泥生产主要使用煤、石油、天然气等化石燃料燃烧提供热能.Li 等6测得在无停工情况下，生产 1 t 熟料大约消耗 0.128 t的标准煤，用于破碎、粉磨、冷却等过程的总用电量约为 21.37 kWh/t.值得关注的是，2021年 12 月 8 日，中央经济工作会议指出“要科学考核，新增可再生能源和原料用能不纳入能源消耗总量控制”.1.2.2输出数据清单水泥生产中排放的污染物大多是气态污染物，主要有 CO2、SO2、NOx、颗粒物（PM），还包括 HCl、氟化物、挥发性有机物（VOCs）以及噪声等，同时在水泥生产过程中会产生少量的重金属（Cd、Cr、Hg、Zn、Pb等）排放.水泥生产过程中 CO2排放可以分为直接排放和间接排放.直接排放的 CO2包括原料分解以及化石燃料燃烧产生的 CO2，而发电及运输过程产生的 CO2为间接排放.水泥生产的碳排放量受熟料系数（熟料与水泥的质量之比）、化石燃料的使用量及电力的消耗量等因素的影响，熟料烧成过程中的碳酸盐分解是水泥行业碳排放的最大来源.中国生产 1 t熟料约排放865.8 kg CO2，占水泥碳排放的92%16.水泥生产过程中排放的 SO2和 NOX主要源于燃料的燃烧过程，生产 1 t熟料的 SO2排放量为 0.0480.150 kg、NOX排放量为 0.9002.200 kg 6.在原料的开采、破碎、粉磨以及熟料煅烧、水泥粉磨等阶段均会产生粉尘及颗粒物，水泥行业的颗粒物排放量约占全国的 20%17.其他气态污染物及重金属在水泥生产过程中的排放量通常较小.一些研究表明，替代性燃料和替代性原料的使用会增加重金属的排放18.此外，水泥生产中产生的固体废弃物和废水的数量均较少，在水泥LCA研究中一般不作考虑.1.2.3环境负荷分配方式为实现水泥行业的可持续性发展，同时解决工业副产品/废弃物的处置及资源化利用，已有多种工业副产品/废弃物作为替代性燃料用于水泥生产，如垃圾衍生燃料13，19、生物质燃料20、废有机溶剂21、废旧轮胎22和废弃塑料23等；而矿渣2425、粉煤灰2425、城市污泥26、废旧玻璃20和磷石膏27等可作为水泥生产的替代性原料.不同替代性燃料和替代性原料的减排潜力各不相同，选用时应综合考虑化学组成、运输费用、产品性能等因素.在“双碳”目标驱动下，充分利用低品位石灰石、电石渣、煤矸石、磷石膏等非传统原料的潜在价值，平衡替代性原料利用与水泥性能品质间的矛盾，实现多元原料协同匹配及毒害组分的有效控制，满足水泥低环境负荷和高性能化的双控需求，已成为该领域的研究动向.目前，是否考虑替代性燃料/原料上游生产过程的环境负荷及其分配比例尚不统一.普遍采用的分配方式包括无分配20、按质量分配25和按经济价值分配28.其中按质量分配所承担的环境负荷往往高于按经济价值分配2829.需要指出的是，水泥生产的生命周期清单数据分为背景数据和实景数据30，应对所有数据来源予以详细说明.其中，背景数据是指原料开采、能源生产等基础清单数据，可引自公共数据库（如中国生命周期核心 CLCD 数据库、欧盟 ELCD 数据库和瑞士Ecoinvent数据库等）或相关文献资料；实景数据为原料及能源的消耗、污染物的排放等在实际生产过程中通过调研获得的原始数据或由原始数据计算得到的核算数据.1.3生命周期影响评价生命周期影响评价即根据清单分析中的输入数表 1水泥 LCA研究的功能单位及系统边界Table 1Functional units and system boundaries of cement production from different LCA researchesFunctional unit1 kg of Portland cement907 kg of P O cement1 kg of cement clinker1 t of cement with different strength grades1 t of clinker and 1 t of cementSystem boundaryRaw materialextraction/Transportation/Raw materialpreparationClinker calcinationCement grinding/Energy productionWaste heat recovery/CountryChinaUSASpainChinaTurkeyYear20062009201220172019Reference710111213662第 6期郭晓潞，等：水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展据和输出数据，对产品整个生命周期中环境负荷的大小和重要性进行定性描述和定量评估3.该阶段可分为影响分类、特征化和归一化3个部分.1.3.1影响分类影响分类是定性分析生命周期清单中各项目所涉及到的环境影响类型，将清单项目与环境影响类型建立对应关系.LCIA 中 关 于 影 响 分 类 的 模 型 有 终 点 模 型（Ecoindicator99、EPS2000 等）和 中 点 模 型（CML2001、EDIP2003等）2类.在分析水泥生产时，宜 采 用 中 点 模 型，或 2 种 模 型 相 结 合 如IMPACT2002+模型 31，在评价过程中先分析中间影响子类，再归纳到最终损害大类中，其评价过程总体框架可绘制为图2.需要指出的是，CH4、SO2、NOX等排放物同时涉及了多个不同的环境影响类型，此时应采用分配系数将其适当地划分给多个环境影响类型，以免重复计算，从而放大系统环境的影响.基于排放物的作用机理、排放地点及排放介质，分配机制可分为并联机制和串联机制32.1.3.2特征化特征化是在影响分类的基础上，采用特征化因子（ci）以量化不同清单项目（Qi）对某一环境类型的影响强度，并将每种环境影响类型的特征化结果汇总成环境负荷当量值（Ex）.表2归纳了CML2001模型中水泥生产通常涉及图 2IMPACT2002+模型评价过程的总体框架Fig.2Overall framework of IMPACT2002+model表 2CML2001模型中水泥生产涉及的环境影响类型及其特征化当量单位Table 2Environmental categories and equivalent units involved in cement production in CML2001 model30，33Environmental impact categoryAbiotic depletion potential(ADP)Global warming potential(GWP)Acidification potential(AP)Human toxicity potential(HTP)Photochemical oxidation potential(POCP)Eutrophication potential(EP)Land use(LU)Inventory itemLimestone,clay,sandstone,iron ore,gypsum,coal,petroleum,natural gasCO2,CH4,N2OSO2,NOXSO2,NOX,PMSO2,NOX,CO,CH4NOXAreaEquivalent unitkg Sb eq.kg CO2 eq.kg SO2 eq.kg 1,4dichlorobenzene eq.kg ethylene eq.kg PO3-4 eq.m2663建筑材料学报第 26卷的环境影响类型及其特征化当量或单位30，33.中国学者结合中国本土特点与特征化因子的定义和算法，对不可再生资源消耗（ADP）34和土地占用（LU）35的特征化方法进行了本土化修正.某种不可再生资源消耗的特征化因子可通过计算其采储比与所选参考资源（特征化当量）采储比的比值确定34.Liu等35综合考虑使用面积、持续时间及土地质量变化等因素，构建了适用于中国本土的土地占用特征化计算方法.目前，ADP特征化当量的选取尚无统一标准，现有研究中普遍采用金属锑18，29，34作为特征化当量；也有学者采用铁当量5进行计算.崔素萍等36考虑到水泥消耗的非金属矿产资源远大于金属矿产的特点，提出以硅当量计算.研究表明，采用硅当量计算的不可再生资源的环境负荷当量值比以铁当量换算降低了 90%.需要注意的是，选取不同当量会导致研究结果之间难以直接进行比较.1.3.3归一化将水泥 LCA 计算结构绘制为示意图，见图 3.各种环境负荷当量值的单位有所不同，为便于比较其相对大小，需进行归一化处理.Ex与基准值（Ex，0）的无量纲比值即为归一化结果.其中，归一化基准值可选取特定范围内的总排放量或资源及能源消耗总量，目前大多采用世界范围内的归一化基准值34.为量化系统的综合环境负荷（IELI），进而实现对不同系统综合环境负荷的比较，可基于各环境影响类型的归一化结果根据其相对重要性赋予相应的权重系数（x），经加权计算后获得一终评值，即综合环境负荷值.对于权重系数，国际上尚无统一标准，目前多采用层次分析法（AHP）37加以确定.归一化可有效降低特征化过程中不同当量的选取对最终计算结果的影响，但无法完全消除采用不同当量计算结果之间的差异.在生命周期影响评价的特征化和归一化过程中，宜选取已普遍采用的特征化当量及特征化因子进行特征化运算后，再与世界范围内的归一化基准值进行归一化处理，并采用公认的权重系数加权计算，以便于不同研究结果之间的横向比较.1.4生命周期解释LCA 方法的最后一个阶段是生命周期解释，即基于前面 3个阶段的结果进行总体分析和评估，进而形成结论并提出改进建议3.Thwe等5以缅甸某水泥厂为例，评估了普通硅酸盐水泥生产各个阶段的环境负荷.图 4为水泥生产各阶段对环境影响类别的贡献.从图 4中可以看出，熟料煅烧是水泥生产中环境负荷最为严重的阶段，该阶段在气候变化、酸化和淡水富营养化中的贡献分别为 89%、95%和 97%.黎瑶等14发现，水泥生产中发电过程的环境负荷仅次于煅烧阶段，发电过程图 3水泥 LCA计算结构示意图Fig.3Schematic diagram of the LCA calculation structure of cement664第 6期郭晓潞，等：水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展的影响主要源于燃煤燃烧产生的 SO2、NOx等酸性气体及 As、Cr等对人体有害的重金属.Feiz等38发现基础设施建设过程的 CO2排放量占比不到 1%，因此在水泥生命周期评价中排除基础设施建设的影响是合理的.徐小宁39对比了硅酸盐水泥（P I）、普通硅酸盐水泥（P O）、矿渣硅酸盐水泥（P S）、火山灰质硅酸盐水泥（P P）、粉煤灰硅酸盐水泥（P F）和复合硅酸盐水泥（P C）等 6 种通用硅酸盐水泥的综合环境负荷.根据文献结果，绘制了不同品种水泥环境负荷的堆积柱状图（见图 5）.从图 5中可以看出，6种通用硅酸盐水泥对环境最主要的影响均为温室效应，不可再生资源消耗和酸化的影响次之，而富营养化、光化学烟雾和人体健康损害的影响相对较小.LCA方法的评价过程实质上就是对数据进行处理的过程，初始数据的质量尤为重要.Yang等12分析了清单数据的微小波动对 LCA 结果的影响；Moretti等40采用 LCA 方法计算出意大利 11家工厂 45种配方水泥的环境负荷，并分析了计算结果之间的离散程度.LCA 方法评价过程中所做的假设和所涉及的模 型/参 数 也 会 影 响 其 结 果.Chen 等41量 化 了IMPACT 2002+、CML2001 等影响评价模型计算结果之间的差异；Seto 等29探究了不同加权方案对计算水泥综合环境负荷的影响.综上，LCA的最终结果往往受到数据来源及可靠性、功能单位、系统边界、分配方式、影响评价模型及权重因子等的影响.因此，建议对LCA的计算结果进行完整性、敏感性和一致性三方面的检查与评估.2低环境负荷及水泥性能的协同优化围绕水泥生产的环境影响及来源，探讨了采用替代性燃料/原料、生产工艺技术改造、碳捕集技术及发展低碳胶凝材料等措施的减环境负荷潜能.水泥行业在考虑低环境负荷的同时，需同步兼顾水泥性能和品质，环境负荷与性能指标应耦合评价且协同优化.2.1低环境负荷措施2.1.1替代性燃料和替代性原料使用替代性燃料可显著降低水泥生产的环境负荷.Georgiopoulou 等42对比了生物污泥（BS）、轮胎衍生燃料（TDF）和垃圾衍生燃料（RDF）等 3种替代性燃料生产水泥的环境负荷.基于文献 42 的结果，绘制了使用不同替代性燃料生产水泥环境负荷的雷达图（见图 6）.由图 6可见，3种替代性燃料均降低了图 4水泥生产各阶段对环境影响类别的贡献Fig.4Contribution of cement production stages on environmental categories5图 5不同品种水泥的综合环境负荷Fig.5Integrated environmental load of different cements665建筑材料学报第 26卷水泥生产的环境负荷；BS的燃烧会排放大量 NOX和SO2，因而对酸化及富营养化的影响较大，而 RDF是其中最为环保的选择.工业副产品/废弃物替代水泥生料原料、石膏及混合材，降低水泥产品中的熟料系数被认为是减少水泥生产环境负荷的有效途径.GarcaGusano 等24的研究发现，熟料系数从 0.8 降低到 0.7，其温室效应、酸化和淡水富营养化等环境影响可降低 10%13%.ankaya 和 Pekey 分析了土耳其某水泥厂同时采 用 替 代 性 燃 料 和 替 代 性 原 料 带 来 的 环 境 效益.2007年燃料的热值替代率为 0.09%，原料替代率为 0.2%；而 2013年该厂燃料热值替代率变为 3.5%，原料替代率变为 1%.基于文献 13 的数据，汇总了水泥生产环境负荷的变化情况（见图 7）.由图 7可见，除矿物开采外，熟料生产对所有中点类别的影响均有所减少；从 4个终点类别来看，人类健康、资源、生态系统质量和气候变化的影响分别减少了 27.0%、11.0%、10.0%和1.4%，2013年熟料生产的综合环境负荷较2007年约降低了12%.2.1.2生产工艺技术改造生产工艺和生产规模也会影响水泥生产的环境负荷，研究表明4344，采用大型新型干法工艺在能源消耗、温室气体及颗粒物排放等方面的影响明显小于其他工艺.Ammenberg 等45指出通过改进水泥工艺技术，增加预分解炉、升级熟料冷却系统以及引入立式辊磨机、升级脱硝系统等，可提高热能和电能的使用效率，减少约 5%的 CO2排放.碳捕集利用与封存技术（CCUS）可对水泥厂废气中排放的 CO2进行有效地分离捕集，GarcaGusano 等46发现使用单乙醇胺捕集 CO2，可使水泥生产造成的温室效应降低15%，但该技术需要消耗额外的原料及能源，进而加剧了对酸化、富营养化等类别的影响.2.1.3低碳胶凝材料为减少传统硅酸盐水泥行业的碳排放，国内外学者研制了多种低碳胶凝材料，如低钙水泥、低熟料水泥和碱激发材料等.低钙熟料矿物包括低钙硅酸盐体系（如高贝利特水泥）和非硅酸盐体系（如硫铝酸盐水泥）.与普通硅酸盐水泥相比，高贝利特水泥生产的碳排放量平均降低了 10%47；硫铝酸盐水泥熟料生产对温室效应的影响降低了大约 27.7%，但其他环境类别的影响值均有不同程度的升高48.活性氧图 6使用不同替代性燃料生产水泥的环境负荷Fig.6Environmental load of cement production using different alternative fuels图 72013年水泥生产环境负荷较 2007年的变化Fig.7Environmental load of cement production in 2013 compared with 2007666第 6期郭晓潞，等：水泥生命周期评价及其低环境负荷研究进展化镁水泥的煅烧温度低于普通硅酸盐水泥，具有低能耗的优势，但MgCO3分解的碳排放相对更大，且烧失率也较高49.碱激发材料无需高温煅烧，且原料来源广泛，CO2排放量较硅酸盐水泥可降低 23%55%50，其碳排放也需考虑 NaOH、水玻璃等碱激发剂的制备过程.综上，使用替代性燃料/原料可有效降低水泥生产的碳排放，选择替代性燃料时应考虑其 S、F 等非金属及重金属的含量，替代性原料使用时则应考虑多元原料的匹配及其对水泥品质的影响；水泥生产工艺技术改造一定程度上可减少碳排放，而 CCUS目前成本较高且技术亟待成熟；发展低碳胶凝材料亦是水泥行业碳减排的重要方向.2.2环境负荷和水泥性能的协同优化与耦合评价在“双碳”目标的驱动下，发展低环境负荷高性能化胶凝材料将是未来研究重点.目前已有学者开始探研水泥性能与其环境负荷之间的关系.Yang等12使用 LCA方法研究了中国 6种强度等级水泥生产的环境负荷.水泥强度等级越高，其环境负荷越大；与相同强度等级的早强水泥相比，普通水泥的环境负荷更大.江辉28发现镍渣的掺入可降低水泥生产的环境负荷，同时提高水泥砂浆的流动性；然而，由于镍渣活性低，镍渣水泥的强度有所下降.当前研究缺乏水泥性能与其环境负荷之间关系的系统性研究，且绝大多数关于水泥环境负荷的评价未能有效融入性能指标，亟须探研单位质量水泥其单位性能下的综合环境负荷，建立耦合了性能指标的综合环境负荷核算方法，以期实现水泥性能和环境负荷的协同优化.3水泥LCA的局限性及发展方向生命周期评价可以全面评估水泥整个生命周期内对环境造成的影响，但目前该方法评估应用时在边界设定、数据获取及量化方式等方面存在一定的局限性.LCA 的计算结果受系统边界的影响很大，然而系统边界的确定具有一定的主观性.不同 LCA 研究的取舍规则不尽相同，同时受到研究成本、数据获取等因素的限制，一些研究并未考虑前端水泥原料开采、燃料/原料替代等的影响78，且大部分研究并未包含末端水泥使用、废弃及回收再利用等阶段 4，51.在“双碳”目标下，必将引入大量低品位/非传统的原料和燃料，在固废资源化驱动下，也将促进废弃水泥制品的循环利用，因此，亟须对LCA系统边界的前端和末端进行扩链延展，打通水泥原料生产应用回收全流程闭环研究，对低环境负荷水泥进行全生命周期评价是未来扩充完善的方向.数据收集是 LCA 评价的关键步骤，背景数据在引用时应考虑时间跨度、地域广度等因素的影响，而实景数据会受到数据采集方法及采集仪器的影响.国际数据来源的透明度和可靠性限制了LCA在中国的发展.因此，建立中国水泥生产的本土化动态数据库至关重要.目前 LCA 方法并没有统一的核定细化算法，尤其体现在评价过程中影响评价模型选用、特征化当量及特征化因子选取及权重因子确定等方面，致使LCA 具有一定的主观性和不确定性52，甚至导致不同LCA研究结果之间难以比较.因此，需进一步细化完善赋值依据和核算过程，建立水泥行业综合环境负荷的相对统一且公认的LCA核定评价细则.此外，当前绝大部分研究仅从环境负荷方面对系统进行评估，鲜见涵盖了性能、成本及社会效益等多维度、全流程的评价体系.建议将生命周期评价与生产成本及产品性能等耦合评价12，33，53，以评估系统的综合效益.4结论（1）目前水泥LCA的系统边界大多为“从摇篮到大门”，多数研究重点关注水泥生产过程中资源及能源的消耗和温室气体的排放.在“双碳”目标和固废资源化驱动下，亟须对 LCA 系统边界的前端和末端进行扩链延展，对低环境负荷水泥进行原料生产应用回收全流程闭环研究是未来扩充完善的方向.（2）水泥 LCA 中部分关键参数的选取和赋值尚不统一，同时受系统边界设定、数据来源透明度及可靠性等因素的限制，其评价结果具有一定的主观性.创建中国水泥本土化动态数据库，建立水泥行业综合环境负荷的相对统一且公认的 LCA 核算评价细则，对最终评估结果进行完整性、敏感性和一致性检查，将是今后研究工作的重点和难点.（3）目前水泥行业低环境负荷措施包括使用替代性燃料/原料、生产工艺技术改造、碳捕集技术及发展低碳胶凝材料等.当前绝大部分关于水泥环境负荷的评价未能有效融入性能指标，亟需探研耦合了性能指标的综合环境负荷核算方法，以期实现水泥性能和环境负荷的协同优化，并推动扩展涵盖了成本及社会影响等多维度、全流程的综合效益评估.参考文献：1 付立娟，杨勇，卢静华.水泥工业碳达峰与碳中和前景分析 J.667建筑材料学报第 26卷中国建材科技，2021，30（4）：8084.FU Lijuan，YANG Yong，LU Jinghua.Prospect analysis of carbon peaking and carbon neutralization in cement industry J.China Building Materials Science&Technology，2021，30（4）：8084.（in Chinese）2 张剑波.环境材料导论 M.北京：北京大学出版社，2008.ZHANG Jianbo.Introduction to environmental materials M.Beijing：Peking University Press，2008.（in Chinese）3 International Organization for Standardization.Environmental managementlife cycle assessmentprinciples and framework：ISO 140402006 S.Zurich：ISO，2006.4 IGE O E，OLANREWAJU O A，DUFFY K J，et al.A review of the effectiveness of life cycle assessment for gauging environmental impacts from cement productionJ.Journal of Cleaner Production，2021，324：129213.1129213.12.5 THWE E，KHATIWADA D，GASPARATOS A.Life cycle 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