作为国家经济的重要支柱产业之一,水泥工业的快速发展带来了严重的资源和环境问题。水泥是社会经济发展的基础工业之一,建筑业和基础设施建设都离不开水泥。在过去10年中,中国的水泥产量从2005年的10.7亿吨增长到2015年的23.6亿吨,年增长率为8.23%。2014年,中国的水泥产量占全球水泥产量的60%。自1985年以来,中国已成为世界上最大的水泥生产国。从能源消费的角度来看,它是世界上能源消耗最大的行业之一,水泥部门消耗了全球工业总能源使用量的10-15%。由于水泥工业消耗大量的矿产资源和化石能源,这将加速不可再生资源的枯竭。同时,水泥生产也带来了大量的污染物排放。如水泥生产排放占全球人为二氧化碳排放量的5%和工业燃料使用量的7%。因此,水泥行业的环境可持续性备受关注。在多种工业系统可持续性评价方法中,能值分析由于考虑了环境的贡献、各种输入的质量差异,因此它对工业系统绩效的评价更加全面。结合水泥生产系统的特点,首先通过稀释法,伤残调整寿命年(DALY)法和生态累积exergy消费(ECEC)法对环境排放影响进行能值量化,然后将环境排放的影响整合进经典的能值分析中,提出了一种基于能值的综合评价方法及相关指标来评价水泥生产的综合绩效。作为案例,论文利用提出的方法和指标对两个水泥生产企业(案例1:没有余热发电系统;案例2:实施了余热发电系统)进行了实证分析。研究结果表明:(1)从能值流分析可知,案例1中当地的可更新输入(R),当地的不可更新输入(N),购买的可更新输入(F_R),购买的不可更新输入(F_N)分别占总能值输入的0.03%,56.34%,25.82%,和17.81%。输入占比最大的是石灰石。在案例2中当地的可更新输入(R),当地的不可更新输入(N),购买的可更新输入(F_R),购买的不可更新输入(F_N)分别占总能值输入的0.01%,42.19%,36.84%,和20.96%。输入占比最大的是石灰石。(2)从污染物排放影响来看,案例1污染物排放影响的总能值是1.07E+19sej/yr,能值损失和生态服务分别占了97.44%和2.56%。其中,37.30%的能值损失来自NOx对人体健康的影响;案例2污染物排放影响的总能值是3.10E+19sej/yr,能值损失和生态服务分别占了99.06%和0.94%。其中,35.34%的能值损失来自NOx对人体健康的影响。(3)基于12.00E+24 seJ/a这一能值基准,案例1的单位能值是2.84E+15 sej/t,案例2的单位能值是2.90E+15 sej/t。这说明,案例2的生产效率稍低于案例1。(4)案例1和案例2的能值交换比分别是9.60和7.46,这说明其他购买者从这两家企业购买水泥时,会获得利益,由于水泥产品价格过低,这种情况可能会加速相关原材料(特别是石灰石)和化石能源的枯竭。(5)案例1改进的能值产出率,改进的环境负载率和改进的能值可持续指数分别是9.39,2.87和3.27,案例2对应的三个能值指标分别是11.03,1.71和6.44。从能值指标值可知,与案例1相比,案例2有较高的经济利益或竞争能力,较低的环境压力和较高的可持续发展水平。最后,为进一步提高企业的环境可持续性,论文提出了如下建议:(1)进一步提高废弃物替代矿物原料或化石能源的比例;(2)推广余热回收发电技术;(3)适当提高水泥产品的价格;(4)加快水泥行业技术创新。