碳實(shí)踐 | 一文讀懂LCA產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)
一、產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)定義
生命周期評(píng)價(jià):生命周期評(píng)價(jià)(Life Cycle Assessment,簡(jiǎn)稱LCA)是一種量化評(píng)價(jià)方法。它涵蓋了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期——從自然資源開采到原材料加工、產(chǎn)品制造、分銷、使用,直至最終廢棄處置或回收再利用。
LCA定量計(jì)算并評(píng)價(jià)產(chǎn)品消耗的資源與能源,以及排放的環(huán)境負(fù)荷,通常會(huì)評(píng)估多種環(huán)境影響類型,包括資源類、氣候變化類、大氣環(huán)境類、水體及土壤毒性類等指標(biāo),其中企業(yè)核算產(chǎn)品碳足跡的LCA尤為常見。
二、產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)流程
ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)14040系列確定了LCA的基本框架。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn),LCA評(píng)價(jià)共包括目標(biāo)與范圍定義、生命周期清單分析、生命周期影響評(píng)價(jià)、生命周期解釋這4個(gè)階段。
1、目標(biāo)與范圍定義(Goal and Scope Definition)
(1)目標(biāo)定義:首先,需要明確為何進(jìn)行LCA以及結(jié)果將如何使用。這可能包括改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、支持市場(chǎng)營銷聲明、指導(dǎo)政策制定或者提供消費(fèi)者信息等。目標(biāo)定義還應(yīng)該說明對(duì)哪些利益相關(guān)方報(bào)告和他們的信息需求。
(2)功能單位:一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn),所有數(shù)據(jù)收集和影響評(píng)估都圍繞它展開,例如“每公斤產(chǎn)品”。
(3)系統(tǒng)邊界:確定哪些生命周期階段(原料采集、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、廢棄處理等)將納入考量,以及哪些過程會(huì)被排除。
選擇系統(tǒng)邊界時(shí)通常有“搖籃到大門”(cradle to gate)或“搖籃到墳?zāi)埂保╟radle to grave)兩種方式,前者適用于中間產(chǎn)品如電解鋁、塑料,后者適用于終端產(chǎn)品如汽車、手機(jī)、家具等。
(圖1 系統(tǒng)邊界的選擇)
(4)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求:設(shè)定所需數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍、地理范圍、技術(shù)代表性和精確度等。
? 時(shí)間跨度:數(shù)據(jù)年份與所收集數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度。
? 地域范圍:收集單元過程數(shù)據(jù)的地域。
? 技術(shù)覆蓋面:特定技術(shù)或技術(shù)組合。
? 精度:對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)值變動(dòng)的度量(例如方差)。
? 完整性:實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或背景數(shù)據(jù)所占比例。
? 代表性:數(shù)據(jù)集反映實(shí)際關(guān)注群體的定性評(píng)價(jià)。
? 一致性:研究方法是否能統(tǒng)一應(yīng)用到不同分析內(nèi)容中的定性評(píng)價(jià)。
? 可重復(fù)性:其他獨(dú)立人員使用相同方法學(xué)和數(shù)據(jù)獲取相同結(jié)果的可能性的定性評(píng)價(jià)。
? 信息的不確定性(例如數(shù)據(jù)、模型和假設(shè))。
(5)假設(shè)和限制:記錄任何必要的假設(shè)和潛在的限制條件,這可能會(huì)影響結(jié)果的解釋和通信。
(6)影響類別選擇:確定哪些環(huán)境影響類別將被納入評(píng)估,如全球變暖潛能、臭氧層耗竭潛能、酸化潛能等
2、生命周期清單分析(Life Cycle Inventory Analysis,即LCI)
在明確目標(biāo)與范圍后,接下來是生命周期清單分析,旨在量化產(chǎn)品系統(tǒng)相關(guān)的輸入和輸出。單元過程數(shù)據(jù)集采集一般包括六種數(shù)據(jù)類型:
(1)單元過程的產(chǎn)品和副產(chǎn)品(有價(jià)值的產(chǎn)出包括非實(shí)物產(chǎn)出,即服務(wù))。
(2)單元過程的自然資源消耗(煤炭、石油、天然氣、森林、地下水等,無需追溯)。
(3)原輔料等物料消耗數(shù)據(jù)(自來水、中水等經(jīng)過人工處理的,不僅要知道其消耗量,原則上還需繼續(xù)向前追溯到自然資源)。
(4)能源消耗數(shù)據(jù)(二次能源)。
(5)環(huán)境排放(包括溫室氣體排放,直接排放到自然環(huán)境,只需要知道數(shù)量,無需追溯)。
(6)待處置廢棄物(廢水、廢棄物、危廢等,原則上要向后追溯處置過程)。
明確數(shù)據(jù)類型后,建立生命周期模型,隨后將收集數(shù)據(jù)并將其關(guān)聯(lián)至單元過程和功能單位。通過計(jì)算和總結(jié)這些數(shù)據(jù),得出產(chǎn)品生命周期的清單結(jié)果,下圖是生命周期清單分析的基本步驟。
3、生命周期影響評(píng)價(jià)(Life Cycle Impact Assessment,即LCIA)
生命周期影響評(píng)價(jià)(LCIA)是產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的第三階段。其目標(biāo)是對(duì)前一階段(生命周期清單分析,LCI)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和評(píng)估,以了解產(chǎn)品或服務(wù)從搖籃到墳?zāi)谷^程中對(duì)環(huán)境的潛在影響。LCIA試圖量化例如溫室氣體排放、資源消耗、毒性物質(zhì)釋放等因素對(duì)環(huán)境和人類健康的影響(本文以溫室氣體排放為例)。LCIA的方法流程通常包括以下步驟:
(一)選擇影響類別和類別指標(biāo):在這一步,研究者需要確定將要評(píng)價(jià)的環(huán)境影響類別,如全球變暖潛能(GWP)、臭氧層損耗潛能(ODP)、酸化潛能(AP)、富營養(yǎng)化潛能(EP)等。每個(gè)影響類別都有相應(yīng)的類別指標(biāo),用于衡量特定環(huán)境問題的嚴(yán)重性。
(二)分類(Classification):將LCI階段識(shí)別的輸入輸出數(shù)據(jù)根據(jù)它們可能產(chǎn)生的環(huán)境影響歸類到不同的影響類別中去。
(三)特征化(Characterization):在此步驟中,通過使用特定的模型和類別指標(biāo),將各種排放和資源消耗轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)影響類別下的共同度量單位。例如,二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體可以轉(zhuǎn)換成二氧化碳當(dāng)量來衡量其對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)。
(四)歸一化(Normalization):歸一化是可選的步驟,旨在提供一個(gè)參考基準(zhǔn),使得不同影響類別間的結(jié)果可以比較。通常是將每個(gè)類別的影響與某一地區(qū)(例如歐洲或全球)的總年影響進(jìn)行比較。
(五)權(quán)重(Weighting):權(quán)重也是一個(gè)可選步驟,旨在反映不同環(huán)境影響之間的相對(duì)重要性。這一步驟涉及主觀判斷,并受文化、政策和個(gè)人價(jià)值觀的影響。
(六)解釋(Interpretation):根據(jù)收集和分析的數(shù)據(jù),得出結(jié)論并提供建議。
4、生命周期解釋(Life Cycle Interpretation)
生命周期解釋是生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的最后一個(gè)階段,其目的是對(duì)前面階段所得到的結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。這一階段涉及識(shí)別顯著的環(huán)境問題、評(píng)估數(shù)據(jù)的完整性與可靠性、理解結(jié)果的不確定性以及提出基于研究發(fā)現(xiàn)的建議。生命周期解釋使決策者能夠根據(jù)LCA的結(jié)果做出更明智的選擇,并指導(dǎo)未來的行動(dòng)。
生命周期解釋評(píng)價(jià)方法流程
(一)結(jié)果匯總:匯總生命周期清單(LCI)和生命周期影響評(píng)價(jià)(LCIA)階段的數(shù)據(jù)和結(jié)果。
(二)關(guān)鍵問題識(shí)別:確定并聚焦于那些對(duì)整體研究結(jié)果影響最大的因素或過程。
(三)一致性檢查:核實(shí)LCA各個(gè)步驟間是否一致,包括目標(biāo)和范圍定義、方法論選擇、數(shù)據(jù)質(zhì)量等方面。
(四)敏感性分析:分析輸入?yún)?shù)變化如何影響LCA結(jié)果,以評(píng)估結(jié)論的穩(wěn)健性。
(五)不確定性評(píng)估:評(píng)估由于數(shù)據(jù)、方法或模型不確定性帶來的結(jié)果變異性。
(六)結(jié)果解釋:基于上述分析,對(duì)LCA結(jié)果進(jìn)行全面解釋,形成有意義的結(jié)論和建議。
(七)報(bào)告編制:編寫詳細(xì)報(bào)告,記錄所有重要信息和解釋過程,確保透明度和再現(xiàn)性。
三、生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用場(chǎng)景
(一)產(chǎn)品碳核算:采用ICA的評(píng)價(jià)方法,但I(xiàn)CA包含了評(píng)價(jià)對(duì)氣候、能源、健康等方面的影響,而產(chǎn)品碳足跡主要關(guān)注評(píng)價(jià)對(duì)氣候環(huán)境單一指標(biāo)的影響,細(xì)化了產(chǎn)品在溫室氣體排放方面的信息。
(二)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與改進(jìn):生命周期評(píng)估可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段指導(dǎo)決策,優(yōu)化材料選擇、生產(chǎn)工藝和包裝,以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。
(三)供應(yīng)鏈管理:評(píng)估整個(gè)供應(yīng)鏈中的環(huán)境熱點(diǎn),有助于企業(yè)選擇環(huán)保供應(yīng)商、降低運(yùn)輸成本、減少資源浪費(fèi),從而提高整體供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。
(四)環(huán)保標(biāo)識(shí)與認(rèn)證:通過生命周期評(píng)估的結(jié)果,產(chǎn)品可以獲得與環(huán)保相關(guān)的認(rèn)證,例如碳足跡、環(huán)境產(chǎn)品聲明等,從而在市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(五)政策制定與合規(guī)性:用于適配環(huán)保政策要求,確保企業(yè)在環(huán)境法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方面的合規(guī)性,以減輕環(huán)境影響。
(六)提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力:公開并傳達(dá)產(chǎn)品的環(huán)境性能,滿足消費(fèi)者對(duì)可持續(xù)發(fā)展的需求,提高品牌形象,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
四、小結(jié)
生命周期評(píng)價(jià)(LCA)是一種全面評(píng)估產(chǎn)品、過程或服務(wù)整個(gè)生命周期環(huán)境影響的方法。它在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、政策制定、供應(yīng)鏈管理、市場(chǎng)營銷、環(huán)境評(píng)估、廢物管理、能源和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等多個(gè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過對(duì)原材料獲取、生產(chǎn)、使用到廢棄階段的分析,LCA幫助決策者識(shí)別改進(jìn)點(diǎn),促進(jìn)資源高效利用和環(huán)境保護(hù),增強(qiáng)企業(yè)和產(chǎn)品的可持續(xù)性。
產(chǎn)品碳核算,作為生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域,專注于計(jì)量產(chǎn)品從原材料獲取、制造、運(yùn)輸?shù)绞褂煤蛷U棄全過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。這一過程不僅有助于企業(yè)識(shí)別并減少其碳足跡,還能夠推動(dòng)低碳產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新,同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的環(huán)保法規(guī)要求和消費(fèi)者對(duì)可持續(xù)商品的需求。通過精確的碳核算,組織可以實(shí)現(xiàn)更加透明的環(huán)境信息披露,提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,并在全球范圍內(nèi)促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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