钢材生命周期评价
钢铁产品生命周期影响评价方法
８６
安徽工业大学学报
２００７ 年
负荷因子对同一种影响类型的贡献潜力不一样（如等量的 ＣＯ２ 和 ＣＨ４ 对全球变暖的贡献潜力不同）， 因此必 须找到一种共同的度量单位， 将各负荷因子的贡献潜力转化为这种度量单位后， 才能进行汇总。分类评价结 果采用当量物质表示， 如气候变化采用 ＣＯ２ 当量、酸化采用 ＳＯ２ 当量表示。其中转化为统一度量需要借助于 特征化模型， 影响类型的特征化模型来源及其它要素信息见表 １。
资源消耗和能源消耗指标具有钢铁行业特点， 分别采用铁当量和标准煤当量进行特征化。
如对于资源消耗， 其特征化模型为：
ＡＤＰｉ＝
ＤＲｉ
２
（Ｒｉ ）
２
×（ＲＦｅ） ＤＲＦｅ
（ １）
式中： ＡＤＰｉ — 资源 ｉ 的特征化系数， ｋｇ（ Ｆｅ） ｅｑ．／ｋｇ（ｉ）； ＤＲｉ，ＤＲＦｅ— 资源 ｉ 和铁的年产量，ｋｇ／ａ； Ｒｉ，ＲＦｅ —资源 ｉ 和 铁的可开采储存量， ｋｇ；
收稿日期： ２００６－ ０５－ １０ 基金项目： 安徽省教育厅自然科学基金资助（ ２００４ｋｊ０７４） 作者简介： 张培（ １９８１－ ） ， 男， 重庆人， 硕士研究生， 研究方向： 环境系统分析。
第１期
张 培等：钢铁产品生命周期影响评价方法
８５
１ ＬＣＩＡ 方法
ＩＳＯ１４０４２ 把 ＬＣＩＡ 定义为［“１］： 运用清单分析结果来评价其潜在的环境影响。它包括：（ １） 归类： 将清单中 的环境负荷因子归类到不同的影响类型；（ ２） 分类评价： 使用相应的特征化模型定量描述归入相应影响类型 的环境负荷因子， 所累加结果为相应影响类型的结果 ；（ ３） 综合评价： 对各项分类评价结果进行正规化处理 后， 其结果乘以相应影响类型权重， 加权综合”。其中前两部分是 ＩＳＯ１４０４２ 框架的强制执行步骤。
中国不锈钢产品市场的生命周期分析和存在的主要不足
中国不锈钢产品市场的生命周期分析和存在的主要不足——来源：《我要不锈钢》1、不锈钢产品市场的生命周期分析从全球范围来看，由于不同区域市场经济能力、对外贸易、不锈钢产品的生产技术和装备水平以及消费习惯等方面存在较大差异，因此，不同区域的不锈钢产品市场所呈现出来的生命周期曲线也不尽相同。
依据产品市场周期的基础理论和阶段特征（具体详见图表1），将近期相邻的相对成熟的国内与国外不锈钢产品市场发展的阶段特点进行对照分析判断（具体详见图表2），从进入成长期算起，发达国家不锈钢产品市场生命周期的第一市场寿命线（图表2中的实曲线）大约四十年左右，而中国不锈钢产品市场生命周期的第一市场寿命线大致三十年左右。
中国不锈钢产品市场进入成长期和成熟期的时间节点都相对大体滞后于发达国家不锈钢产品市场二十年，而预计中国不锈钢产品市场进入衰退期大约要相对滞后十年左右。
这主要是由于发达国家的不锈钢企业在2000-2010年间成功开发并较好地维持了对中国市场的大量出口工作，因此，发达国家不锈钢产品市场生命周期在成熟期大致延长十年左右。
目前，发达国家不锈钢产品市场正处在接近衰退期的成熟期，而中国不锈钢产品市场刚从成长期步入成熟期，综合考虑国内市场的现状特点及发展趋势，预计未来中国不锈钢产品市场在第一市场寿命线上将有十年左右的成熟期。
因此，未来十年，国内不锈钢的整体竞争将会更加剧烈，这必然会进一步促使企业采取差异化和创新经营模式的策略来保持和提升核心竞争力。
随着不锈钢产业链上越来越多的企业个体不断的对经营模式创新、新市场开发、产品更新、工艺创新和品牌重新定位，会促使不锈钢产品市场生命周期可能在某个环节得到延长，步入衰退期的产品市场也可能会又进入第二个成长期，进入第二市场寿命线（图表2中的粗虚曲线）。
图表1 产品市场生命周期的阶段特征备注：根据资料显示，发达国家SS产品诞生于1912年，中国SS产品诞生于1952年。
考虑到1980年之前，国内外SS产品处于开发阶段、生产工艺处在不断提升之中和下游消费领域也相对狭窄，SS 产品市场的开发和导入期也相对较长。
生命周期分析 铝合金VS不锈钢(翻译)
生命周期分析铝合金VS不锈钢从成本，工程的生命周期考虑，对于建筑工程而言，铝是耐用性好，免维修的材料选择。
本篇旨在提供关于铝和钢之间总拥有成本的定量分析。
本篇在MAADI 小组和加拿大铝业协会的帮助下，由德勤事务所提供。
所有本篇中涵盖的信息由MAADI小组或第三方机构提供。
所有金融模型由德勤基于所提供的数据完成。
项目生产周期：审核总拥有成本昂贵的项目决策往往倾向于现有的做法，而不是开发新的机会来节约长期成本。
当新的工艺，原材或效益可以在市场上找到时，投资决策过程往往是不被更新地，循旧的。
评定标准通常不会考虑能真正反映项目生命周期的时间表，这会妨碍使用替代工艺和/或原材选择，这些往往能够在一个项目生命周期中起到节省长期成本的作用。
当涉及到选择合适的桥梁材料时，这些因素是显而易见的。
在未考虑替代原材或工艺对一座桥总成本和生命周期所产生的影响时，钢曾经是首选。
在项目生产周期上，决策者应当考虑总拥有成本框架来比较铝和钢材料的选择。
每个项目都会是独一无二的挑战。
对于大型的土木工程项目，方法思路和项目选择将会证明拥有整体长期成本观念的重要性。
这种综合方案证明在项目生产周期上，相对于钢而言，铝是一种有效的成本效益替代材料。
评估实际项目成本The Gartner 小组协助推广总拥有成本（TCO）思路。
在遇到评估多个在效益和成本结构上有很大差异的解决方案时，TCO思路很快被计算机硬件，软件和运输行业所采用。
重要的是，TCO思路通过考虑项目生产周期总成本来提供可持续评估。
比如说，我们买辆新车，通常会倾向于购置成本低的，尽管可能会碰到稳定性差和昂贵的修理费等后续问题。
只有在考虑车辆整个生命周期成本时，才有可能评估所有备选方案。
这种思路可以应用于大型的土木工程项目。
图1 这种生锈的钢铁桥横梁比耐蚀的铝桥需要更多的维修成本。
土木工程项目经营成本当评估一个土木工程项目时，必须考虑四个成本种类：购置费，安装费，维修费&操作费，配置费。
钢铁产品生命周期评价研究现状及意义
LCA 的最大优点在于“系统、定量”，在钢铁行业的环
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供应链管理
文章编号：1002-1779（2009）05-0028-03
2009 年第 5 期
金融危机形势下钢铁企业供应链管理的对策研究
□ 林亚生
摘 要：阐述当前金融危机对钢铁企业供应链管理的影响，从合理采购、平衡库存、建立科学的销售
究钢铁产品的环境特性在国际钢铁行业已广泛开展。
一、钢铁产品的生命周期评价
钢铁产品的生命周期评价是评价与钢铁产品相关的 环境负荷和潜在环境影响的技术。其系统边界如图 1 所 示，包含了从原材料（铁矿石等）、燃料生产（煤等）、辅料 （耐火材料等）到钢铁产品生产，以及下游产品的生产、使 用、报废和回用的过程。钢铁行业进行 LCA 研究要联合 上游的矿石供应企业和下游的产品制造企业，是一项系 统的研究。钢铁企业可以只研究到钢铁产品生产完成运 出厂门这个边界，即“从摇篮到大门（from cradle to gate）” 的半生命周期研究。
基于 LCA 的绿色产品开发
增加低价、低品位原材料的使用
● 增加使用低品位铁矿石 ● 增加使用低品位的煤作还原剂 ● 钢厂内部副产品的循环使用
提高物流运输效率
● 绿色运输 ● 使用更大的海轮 ● 卡车返程的利用
考虑环境影响的环保 设施与技术
● 脱硫与脱硝设施 ● 原燃料的整体控制
提高节能方法
● 提高废热回收利用 的装备类型 ● 钢铁生产新技术的应用
流的输入和输出，所谓基本流是指[2]：①取自环境，进入 研究系统之前没有经过人为转化的物质或能量，如铁矿 石、一次能源等；②离开研究系统，进入环境后不再进行 人为转化的物质或能量，如二氧化碳、二氧化硫等。通过 建立清单模型把实物流转化为基本流，是本环节的基本 任务。
船舶及海洋工程用钢板生命周期评价方法框架、数据收集表格
该阶段始于船舶及海洋工程用钢板产品原料进入生产设施，结束于产品离开生产设施。生产活动包 括化学处理、制造、制造过程中半成品的运输、产品包装等。此过程涵盖长流程生产工艺（高炉炼铁→ 铁水预处理→转炉炼钢→LF+RH/VD精炼→连铸→轧钢→热处理）、或短流程生产工艺（电炉炼钢、 LF+VD/VD精炼→连铸→轧钢→热处理）的情形。
应将以下要素纳入数据清单： ——原材料采购和预加工；
8
YB/T XXXX—XXXX
——生产； ——产品分配和储存； ——使用。 基于生命周期评价的信息中要使用的数据可分为两类：现场数据和背景数据。主要数据尽量使用现 场数据，如果“现场数据”收集缺乏，可以选择“背景数据”。 现场数据是在现场具体操作过程中收集来的。主要包括生产过程的能源与水资源消耗、产品原料的 使用量等等。 背景数据应当包括主要原料的生产数据、电力使用数据（如火力、水、风力发电等）、过程中造成 的环境影响以及船舶及海洋工程用钢板生产过程的排放数据。
单元过程数据种类很多，应对数据进行适当的取舍，原则如下： ——能源的所有输入均列出； ——原料的所有输入均列出； ——辅助材料质量小于原来总消耗0.1%的项目输入可忽略； ——大气、水体的各种排放均列出； ——小于固体废弃物排放总量1%的一般性固体废弃物可忽略； ——道路与厂房的基础设施、各工序的设备、厂区内人员及生活设施的消耗和排放，均忽略； ——取舍原则不适用于有毒有害物质，任何有毒有害的材料和物质均应包含于清单中，不可忽略。 A.3 生命周期清单分析
表A.1 船舶及海洋工程用钢板产品生命周期清单因子归类
影响类型 化石能源消耗
气候变化 富营养化
酸化
清单因子归类 石油、煤炭、天然气等 二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O） 氮氧化物（NOx）、COD等 二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）等
我国钢铁产业的生命周期判定
我国钢铁产业的生命周期判定1 针对于我国钢铁产业的生命周期方面分析世间万物都有一定的生命周期，事业也一样，有高潮时也必然有低谷时。
随着社会的发展以前不受欢迎的一些产业也迎来了他们的春天，比如钢铁产业，自从我国发展成为产钢大国后，钢铁产业便成为衡量一个国家工业化程度的指标。
虽然我国钢铁产业发展较迅速，但也存在很多的问题。
为了让中国成为钢铁强国，必须要调整中国钢铁产业的发展策略，以加快中国钢铁发展的步伐。
为了研究中国钢铁产业的发展趋势，相关人员从其生命周期的角度进行了分析，这对向钢铁强国的转变以及产业的可持续发展都发挥了重大作用。
我们首先对其他国家的钢铁产业的生命周期进行了仔细研究，并对其发展规律进行了总结，最后又结合了我国钢铁方面的数据，再于发达国家比较后，我们便可以知道我国钢铁产业可以转移到何处，以促进我国的发展。
我们利用生长曲线进行我国钢铁生命周期的判断，成功预测了中国钢铁产业的导入期、成长期在哪一时间段，这对钢铁产业的发展具有极其深远的意义。
最后为了让中国的钢材产业的走的更远更久，我们必须要解决其中的严重问题，不同问题的解决策略也是不同的，因此，我们要根据所具有的问题制定相应的策略，以便有效快速的解决。
2 发展我国钢铁产业的策略近年来我国建筑行业兴起，不得不说这一行业的兴起对钢能过剩这一问题的解决起到了一定的作用。
这是因为我国已成为一个地产大国，建筑企业日益增多，而建筑行业又是非常耗钢的行业，我国为了缓解钢能过剩的问题，便开始在建筑行业的保障性住房中提高用钢的数量，大量推广使用钢筋，以此来规范用钢水平，达到最终目的。
另外，为了使钢铁集团企业成为具有国际竞争力的世界级企业，政府必须要不断打击建筑行业内非法产品的使用，而企业，必须要提高钢的利用水平，并鼓励下游的产业转型与升级可以利用钢行业进行，这个目标的实现企业可以通过以发展智能制造为主要方向，重视发展新材料的方式进行[1]。
2.1 不断调整产品结构以及淘汰落后产能我国以前也花费较大精力与时间去推动行业的重组，但由于地方政府的考虑角度大多从对本土的利益出发，使之进展并没有达到预期的目标，虽然取得了一定的效果，但并不明显。
不锈钢产品生命周期评价研究与探索
Ｏ ｆ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｔ ａ ｉ ｎ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅｌ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ｐ ｕ ｔ
节 能 论 坛
不锈钢产 品生命周期评价研 究与探 索
宝 钢 不锈 钢 有 限 公 司 宝钢 股 份 研 究 院 金 周 何 焱彬 刘 颖 昊 周 晶
摘
要 ：不锈钢产 品是 宝铜 重要发 展 的产 品 、 组成单元 ， 立足 新形 势下节能减排思考 ， 宝钢 不锈 钢有 限公
司提 出 了以 生 态 化 、 低碳化 为主线 ， 以绿 色 生产 、 固废 利 用 、 低 碳 经 济 为抓 手 的 “ 环 境 经 营” 实践 新 思路 ， 基 于该 背
ｂ ｅ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｌ ｉ ｆ ｅ Ｃｙ ｃ ｌ ｅ Ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ； Ｌ ＣＡ Ｍｏ ｄｌ ｅ ； ＣＯ２ Ｅｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ； Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｄｕ ｃ ｉ ｎ ｇ
ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｗ ｉ ｄ ｅ ａ ｓ ｃ ａｌ ｌ ｅ ｄ ” Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ＂ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ａ ｌ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ
（ １ ）建立 集碳钢 和 不锈钢 产 品一体 的 Ｌ Ｃ Ａ评
了钢铁产品生命周期清单 的模型化 方法和钢铁产
浅议钢铁行业的周期性
浅议钢铁行业的周期性[我的钢铁] 2009-03-20 18:02:48自1998年我国钢产量达到1.15亿吨，成为世界钢产量第一大国开始，如何认识钢铁工业的周期性这个问题就一直困扰着业界，中国到底需要多少吨钢,中国钢铁工业处于什么发展阶段，争论一直没有停息。
笔者认为，产业是一个复杂的综合体，周期性的判定并无常法定规，对钢铁行业周期性的判断不能依靠传统的理论方式，应有新的思路。
周期性分析的几个盲点尽管产业生命周期划分为投入、成长、成熟、衰退4个阶段，但阶段之间的临界线并非显而易见，理论界判断产业生命周期时，一般会采用定性加定量的方法。
定性方法主要采用类比法，如将发展中与发达国家产业发展规律进行比较分析；定量方法主要对产量、增长率进行分析。
目前，对钢铁行业周期性判断的依据主要是比照英国、美国、日本、德国等发达产钢国历史，大部分分析认为，这4个国家的钢铁工业发展较早，也都经历了钢铁工业的峰值点，目前都处于衰退阶段，因此其钢铁产业的生命周期较为完整，具有典型性，是较好的参照对象。
据此，有分析按人均粗钢产量测算，认为钢铁需求或衰退标志为600~700公斤/人·年，2008年中国人均粗钢产量在400公斤/人·年左右，与发达国家人均粗钢产量仍有较大差距，国内钢铁仍处于成长期，这个阶段将延续10年~20年。
也有的分析按粗钢总产量测算，认为产钢大国在钢产量超过1亿吨后，都曾经历需求不足、过剩、转向等3个阶段。
按照这个标准，国内钢铁产量远远过剩，已处于成熟后期，甚至已进入衰退期。
还有按生产总值用钢、人均生产总值用钢、人均消费用钢等多种方法测算的。
从历史上看，各模型推导的国内钢材发展饱和点均与现实偏差较大，这是因为我们在判断周期性的认识上存在几个盲点。
一是钢铁产业发展具有区域性和阶段性特点，与资源、技术、产业结构甚至与民族文化的关联性较大，很难用一个国家或几个国家的平均值来比照。
如发达国家钢产值达到峰值的人均产量、消费量、GDP当量等参数本身就不具有统计规律性，日本1973年人均钢产量为1098吨，而法国1994年人均钢产量只有515吨，用样本较少、离散程度高的样本值判定自然不准，分析参考价值较低。
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2、原材料消耗
在整个钢铁生产系统中, 共消耗的原材料有 17 种( 消耗量低于 1 g 的不计) ( 表 3) , 生产1kg钢材消耗最多的是水, 为 34 kg（英国 耗水仅为 17 kg），其次为石灰石17kg, 铁矿石15kg ( 折合为生 铁) . 水消耗量大的原因主要是我国钢铁生产水循环利用率低. 主要 辅料的消耗也比英国多, 进一步降低消耗尚有潜力可挖.
滚动时产生压力来轧碾钢材
轧辊(gun)
2.辅助原料生产工艺:
石灰石( CaCO3 ) 开采及其石灰( CaO) 生产; 原煤 采掘及运输, 炼焦, 其中部分原煤经处理后直接用于 炼铁高炉, 大部分送入炼焦炉, 其中部分焦炭用于烧 结过程, 部分用于炼铁高炉, 而焦炉气则用于炼钢炉. 另外也包括了采用锰铁矿的开采与运输及熔化废钢 的工艺.
表 2 列出了一些主要工艺过程的功能单位能耗量. 以炼铁过程 为例, 如果仅仅考虑炼铁过程的直接能耗, 仅占 13.5% , 而其它 86.5% 的能源消耗都存在于与其相连的其它生产工艺的间接能耗以 及运输能耗和原料能. 尽管炼铁过程本身的燃料运输能耗仅占总能 耗的0 .61% , 但各种原材料和中间产品, 尤其是各种矿石的运输量 非常大. 总运输能耗占总能耗的55% . 因此生命周期清单分析完整 地再现了整个产品系统的能流分布.
3、环境排放清单分析结果解释
钢铁生产过程中的废弃物分为废气、废水和固体 废弃物. 每生产1kg钢材废气排放中排放量最大的 是 CO2 , 为 8200 g, 其次是CO 为110g, SOx 为 51 g, 灰尘为 45 g,甲烷 18 g, NO x 为16g, 碳氢 化合物为1.9 g, 其它排放均在 1 g 以下, 可以忽略 不计. 通过分析CO2 的 排放 源, 表明主 要 来 源 于 燃 料 的使 用 过 程, 占63.4% , 其次 是工艺过 程, 占 25.6% .其它废气排放如 CO, SO x 和 NOx 也呈相似格局. 因此削减燃料的使用是削减废气 排放量的主要途经.
四、清单分析结果与解释
1、能源消耗分析 2、原材料消耗 3、环境排放清单分析结果解释
能 源 消 耗 分 析
据清单分析结果( 表 1) , 我国生产 1 kg 普通钢 材需 要消 耗 能源 5665 MJ( 英国 仅 需22 57MJ ). 其中消耗煤 3799 MJ, 占 67.1% , 消耗二 次能源电力 1528 MJ, 燃油 337 MJ. 如果进一步考虑生产电力所消耗的其 它 一次性能源, 则总耗煤 49 55 MJ, 占总能耗的 87.5% , 这是我国以煤为 主的能源结构决定的, 也说明了燃煤在我国能源生产和工业生产中 的重要 地位. 从能源的消耗过程来看, 主要是能源使用( 即燃煤)过程 , 占 60% . 其次是燃料生产过程, 其中一部分能量并不是以燃料的形式出现, 而是存 在于原料中, 燃料运输过程能耗则相对很少.
1.主原料工艺过程
铁矿石开采及运输,
矿石精选、造粒及 运输, 铁矿石烧结, 高炉炼铁, 炼钢, 轧（zhá）钢( 粗轧) . 其中炼钢分别考 虑了平炉、转炉和电炉三种不同工艺.
轧钢：
在旋转的轧辊间改变钢锭， 钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。 一方面是为了得到需要的形状， 另一艺内循环( 边角料再循环) 和外循环 ( 废钢再循环)
中国钢材生产系统边界
三、数据来源及数据质量
总体的数据质量较高. 输入数据中的能源数据来源于实际的统计, 质量较高. 物料投入数据依据下料清单, 也比较准确. 由于所研究的是普通钢, 辅料数据也比较完备. 排放数据由于我国现行的环境监测制度属于比较宏观 的监测, 监测项目较少, 监测时段并不固定, 数据出入 较大. 以前述系统框架为基础. 对每一过程单元进行清单分 析( 建立单位过程的输入、输出表) .
二、研究目标与系统边界
研究目标为分析我国钢材生产不同生命周期 实际阶段的资源消耗与环境排放, 建立我国 钢材生产生命周期基础数据库, 并提供开展清 洁生产的机会与途径. 所确定的产品系统边界 以我国钢铁工业普遍采用的工艺流程进行划 分, 包括主要原料和辅助原料的采掘、生产、 使用和再循环等诸过程.
中国钢材
生命周期评价
产品生命周期
一种产品从原料采集、原料制备、产品制造和加工、
包装、运输、分销，消费者使用、
复用和维修，最终再循环或作为废物处理等
环节组成的整个过程的生命链。
一、研究对象与功能单位：
我国钢材主要以普通钢为主. 如 1997 年普通钢占 72.26% , 优 质钢仅占 27.74% . 而发达国 家目前一般优质钢生产占 60% 以上. 本研究主要以我国普通钢 生产为研究对象, 功能单位采用 1kg 普通钢材.
五、讨论
中国生产 1 kg 普通钢材需要消耗能源 5665 MJ, 而英国仅需 2257 MJ, 前者是后者的 2 倍多. 能源主要消耗于运输过程( 包括燃料运 输和原料及产品运输) . 相应的主要废气排放 为 CO2 以及 SOx , 其主要来源于煤的燃烧 过程以及工艺过程. 现有工艺水循环利用率低 造成大量淡水资源浪费. 工业固体废弃物( 包 括采矿废物) 的排放量十分巨大, 将造成严峻 的局地性环境问题.