生命周期評價

生命周期評價

生命周期評價是近年來面向產品的新的環境管理工具和預防性的環境保護手段。其套用已經覆蓋了整個工業社會,涉及到工業產品及生產工藝的設計、環境政策制定、廢棄物管理等各方面,成為許多國家制定工業發展戰略的首選工具。

基本信息

簡介

生命周期評價生命周期評價

生命周期評價(LifeCycleAssessment,簡稱LCA)就是國際上普遍認同的為達到上述目的的方法。它是一種用於評價產品或服務相關的環境因素及其整個生命周期環境影響的工具。以LCA的定義出發,闡述LCA的技術框架及主要內容,進而提出將生命周期評價作為環境管理的有力工具,從而促進整個社會系統的可持續發展。

隨著工業化的發展進入自然生態環境的廢物和污染物越來越多,超出了自然界自身的消化吸收能力,對環境和人類健康造成極大影響。同時工業化也將使自然資源的消耗超出其恢復能力,進而破壞全球生態環境的平衡。因此人們越來越希望有一種方法對其所從事各類活動的資源消耗和環境影響有一個徹底、全面、綜合的了解,以便尋求機會採取對策減輕人類對環境的影響。

生命周期評價是一種用於評估產品在其整個生命周期中,即從原材料的獲取、產品的生產直至產品使用後的處置,對環境影響的技術和方法。按國際標準化組織定義:“生命周期評價是對一個產品系統的生命周期中輸入、輸出及其潛在環境影響的彙編和評價”。

作為新的環境管理工具和預防性的環境保護手段,生命周期評價主要套用在通過確定和定量化研究能量和物質利用及廢棄物的環境排放來評估一種產品、工序和生產活動造成的環境負載;評價能源材料利用和廢棄物排放的影響以及評價環境改善的方法。

評價過程

生命周期評價的過程是:首先辨識和量化整個生命周期階段中能量和物質的消耗以及環境釋放,然後評價這些消耗和釋放對環境的影響,最後辨識和評價減少這些影響的機會。生命周期評價注重研究系統在生態健康、人類健康和資源消耗領域內的環境影響。

發展歷史現狀

生命周期評價生命周期評價

生命周期評價的思想萌芽於20世紀60年代末到70年代初。在這一時期,全球爆發了石油危機,人類意識到資源和能源的有限性,開始關注資源與能源的節約問題,最初LCA主要集中在分析產品的能源和資源消耗。1969年,美國中西部資源研究所開展的可口可樂公司的飲料包裝評價研究,被認為是生命周期評價研究的開始標誌。該研究旨在從最初的原材料採掘到最終的廢棄物處理,進行全過程的跟蹤與定量分析一次性塑膠瓶和可回收玻璃瓶兩方案對資源、能源和環境的影響,所採用的分析方法為當時已比較成熟的能源分析方法,也稱之為資源與環境狀況分析(ResourceandEnvironmentPotentialAssessment,簡稱REPA)。與此同時,美國還開展了50多項REPA研究,歐洲一些國家也相繼開展了類似的研究,如英國的BOUSTEAD諮詢公司、瑞典的Sundstrom公司等,該階段的主要特徵為工業企業的內部決策行為、研究對象大多數為產品包裝的廢棄物問題。

20世紀70年代中期到80年代末期,生命周期評價方法論得到了較好的發展。隨著資源和能源問題不再如以前突出,其他環境問題也就逐漸進入人們的視野,LCA方法因而被進一步擴展到研究廢物管理的研究,最早的事例之一是美國國家科學基金的國家需求研究計畫,該項目採用類似於清單分析的“物料——過程——產品”模型,對玻璃、聚乙烯和聚氯乙烯等包裝材料生產過程所產生的廢物進行比較與分析。然而,由於LCA缺乏統一的研究方法論,分析所需的數據經常也無法得到,實際上不能解決許多現實問題,導致工業界的研究興趣逐漸下降;而學術界關於LCA的方法論研究仍在有條不紊地進行,歐洲和美國的一些研究和諮詢機構依據REPA的思想進一步發展了廢棄物管理的方法論,更深入地研究環境排放和資源消耗的潛在影響,如英國的BOUSTEAD諮詢公司針對清查分析方法做了大量研究,奠定了著名的BOUSTEAD模型的理論基礎;瑞士聯邦“材料測試與研究實驗室”開展了有關包裝材料的項目研究,首次採用了健康標準評估系統,後來發展為臨界體積方法。

生命周期評價生命周期評價

20世紀80年代中期和90年代初,LCA研究得到快速的發展。隨著區域性與全球性環境問題的日益嚴重和全球環境保護意識的增強,推動了可持續發展思想的普及和可持續發展行動計畫的興起。已開發國家推行環境報告制度,要求對產品形成統一的環境影響評價方法和數據;一些環境影響評價技術,如對溫室效應和資源消耗等的環境影響定量評價方法,為LCA方法學的發展奠定了基礎。1989年“荷蘭國家居住、規劃與環境部”針對傳統的“末端控制”環境政策,首次提出了制定面向產品的環境政策,涉及到產品的生產、消費到最終廢棄物處理的所有環節,並對產品整個生命周期內的所有環境影響進行評價。荷蘭政府歷時三年開展了“荷蘭廢物再利用研究”,該研究的大量研究成果,尤其是1992年出版的研究報告“產品生命周期環境評價”,奠定了後來SETAC方法論的基礎,即1993年SETAC出版的“生命周期評價綱要:實用指南”報告,為生命周期評價方法提供了基本技術框架,成為生命周期評價方法論研究的里程碑。

20世紀90年代初期以後,由於歐洲和北美SETAC以及歐洲生命周期評價發展促進委員會(SocietyforPromotionofLife-cycleAssessmentDevelopment,簡稱SPOLD)的大力推動,LCA方法在全球範圍內得到較大規模的套用。國際標準化組織制定和發布了關於LCA的ISO14040系列標準。同時,各種LCA軟體和資料庫紛紛推出,促進了LCA的全面套用。LCA在許多工業行業中取得了很大成功,並在決策制訂過程中發揮重要的作用,已經成為產品環境特徵分析和決策支持的有力工具。

原則

從SETAC和ISO的定義可以看到,LCA的定義發生了明顯的變化,但一些基本的思想和方法保留和固定了下來。我們可以從LCA的評估對象、方法、套用目的、特點等幾個方面去理解LCA的概念及原則。

評估對象

ISO定義了LCA的評估對象是產品系統或服務系統造成的環境影響(其實服務也是一種抽象的產品),而不是評估空間意義上的環境的質量,這與環境科學中的環境質量評估有著根本區別。另外,LCA方法著眼於產品生產過程中的環境影響,這與產品質量管理和控制等方法也是完全不同的。

其次,LCA的評估範圍要求覆蓋產品的整個壽命周期,而不只是產品壽命周期中的某個或某些階段。生命周期(LifeCycle)的概念是LCA方法最基本的特性之一,是全面和深入地認識產品環境影響的基礎,是得出正確結論和做出正確決策的前提。也正是由於他在整個方法中的重要性,這個方法才以LifeCycle來命名。評估對象的角度來說,LCA是一種評價產品在整個壽命周期中造成的環境影響的方法。

思路與步驟

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通過收集與產品相關的環境編目數據,套用LCA定義的一套計算方法,從資源消耗、人體健康和生態環境影響等方面對產品的環境影響做出定性和定量的評估,並進一步分析和尋找改善產品環境表現的時機與途徑。這裡所說的環境編目數據,就是在產品壽命周期中流入和流出產品系統的物質(能量流)。這裡的物質流既包含了產品在整個壽命周期中消耗的所有資源,也包含所有的廢棄物以及產品本身。可以看到,LCA的評估是建立在具體的環境編目數據基礎之上的,這也是LCA方法最基本的特性之一,是實現LCA客觀性和科學性的必要保證,是進行量化計算和分析的基礎。

在LCA標準中,詳細地定義了具體的評估實施步驟,它包括如下四個組成部分:目標和範圍定義(GoalandScopeDefinition)、編目分析(LifeCyclelnventoryAnalysis,LCl)、環境影響評估(LifeCyclelmpactAssessment,LCIA)、解釋(LifeCycleInterpretation)。其具體的定義和內容將在後面LCA的技術框架中講述。

實施主要目的

原則上講,不同的主體,出於不同的目的,都可以實施LCA評估或引用LCA評估結論。在SETAC和ISO的檔案中列舉了一些LCA方法的作用,例如:

①幫助提供產品系統與環境之間相互作用的儘可能完整的概貌;

②促進全面和正確地理解產品系統造成的環境影響;

③為關注產品或受產品影響的相關方(interestedparty)之間進行交流和對話奠定基礎;

④向決策者提供關於環境的有益的決策信息,包括估計可能造成的環境影響、尋找改善環境表現的時機與途徑、為產品和技術選擇提供判據等等。

LCA方法鼓勵各種組織,尤其是企業,將環境問題結合到他們的總體決策過程中。通過LCA方法,並與其他的環境管理工具相互補充,幫助更好地理解、控制和減少對環境的影響。從企業的角度考慮,可以在以下的時機實施LCA:

①在產品決策中提供輔助信息;

②在產品或技術的設計或再設計時提供與環境相關的幫助;

③在產品的環境聲明中或實施環境標識計畫時;

④在制定企業的環境戰略計畫和政策時;

⑤在企業與公共關係溝通的過程中。

特點

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與其他的行政和法律管理手段不同,LCA方法作為一種環境管理工具有著自身的特點。

首先,LCA方法不是要求企業被動地接受檢查和監督,而是鼓勵企業發揮主動性,將環境因素結合到企業的決策過程中。從這個意義上講,LCA方法並不具有行政和法律管理手段的強制性。儘管這樣,LCA的研究和套用仍然大行其道,這一方面是由於LCA在產品環境影響評價中的重要作用,另一方面也是環境保護思想深入發展的結果。

其次,LCA評估建立在生命周期概念和環境編目數據的基礎上,從而可以系統地、充分地闡述與產品系統相關的環境影響,進而才可能尋找和辨別環境改善的時機和途徑。這體現了環境保護手段由簡單粗放向複雜精細發展的趨勢。

框架

LCA作為一項用於評價產品的環境因素與潛在影響的技術,由四個相互聯繫的要素組成,四者的關係如圖所示:

目標和範圍界定(Goal and Scope Definition,GSD)

清單分析(Life Cycle Inventory,LCI)

影響評價(Life Cycle Impact Assessment,LCIA)

結果解釋(Life Cycle Interpretation)

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