生命周期评价

第二章产品清洁生产

第一节生命生命周期评价的理念

生命周期评价的理念

生命周期评价

Life Cycle Assessment

Life Cycle Analysis

（一）定义

国际环境毒理学与化学学会（SETAC）：通过识别和量化能源和材料的消耗和废物的排放，评价产品(和服务)在其生命周期中的环境负荷，并提出预防和改进措施。

评价面向产品整个生命周期，包括原材料的获取和加工、生产、运输分配、使用、维护和再使用、循环再生、以及处理处置。

国际标准化组织(ISO)：生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中的输入、输出及潜在环境影响进行的综合评价。

美国环保局(EPA)：通过对特定产品、过程或服务的整个生命周期的分析，对产品或活动进行整体评价的概念或方法。

生命周期评价包括三个组成部分－清单、影响和改进，是一个交互式发展的程序。

Procter & Gamble公司：显示产品制造商对其产品从设计到处置全过程中造成的环境负荷承担责任的态度，是保证环境确实而不是虚假地得到改善的定量方法。

美国3M公司：在从制造到加工、处理乃至最终作为残留有害废物处置的全过程中，检查如何减少或消除废物的方法。

（二）特点

全过程化

定量化

体现环境保护手段由简单、局部、粗放向复杂、全面、精细方向发展的趋势。

（三）分类

概念型LCA：定性的清单分析评估环境影响，不宜作为公众传播和市场促销的依据，但可以帮助决策人员认识哪些产品在环境影响方面具有竞争和优势。

简化型或速成型LCA：涉及全部生命周期，但仅限于简化的评价，着重主要的环境因素、潜在环境影响等，多用于内部评估和不要求提供正式报告的场合。

详细型LCA：包括目的和范围确定、清单分析、影响评价、结果解释4个阶段。

（四）生命周期评价的发展

生命周期评价是20世纪70年代初至90年代发展起来的理论。当前生命周期评价已形成了基本的概念框架和技术框架。

国际标准化组织（ISO）-负责生命周期评价理论的完善和方法的国际标准化工作。

1、起源

生命周期评价起源于20世纪60年代末70年代初美国开展的一系列针对包装品的分析、评价，当时称为资源与环境状况分析（REPA）。

标志：1969年美国中西部资源研究所(MRI)开展的可口可乐饮料包装瓶评价。

起源阶段的特征：

(1)由工业企业发起，秘密进行，研究结果作为企业内部产品开发与管理的决策支持工具。--可口可乐玻璃瓶转向塑料瓶。《SCIENCE》发表文章（1976年4月）。

(2)大多数研究的对象是产品包装品。

(3)采用能源分析方法。由于能源分析方法在当时已比较成熟，而且很多与产品有关的污染物排放显然与能源利用有关。

2、发展

随着20世纪70年代末到80年代中期出现的全球性固体废弃物问题，资源与环境状况分析法(REPA)逐渐成为一种资源分析工具。

这时期的REPA着重于计算固体废弃物产生量和原材料消耗量。

发展阶段的特征：

(1)政府积极支持和参与。欧洲经济合作委员会开始关注生命周期评价，要求工业企业对其产品生产过程中的能源、资源以及固体废弃物排放进行全面的监测与分析。(2)案例发展缓慢，方法论研究兴起。REPA缺乏统一的研究方法论，分析所需的数据常常无法得到，对不同的产品采取不同的分析步骤，同类产品的评价程序和数据也不统一。这些都促进对评价方法的研究。

3、趋于成熟

80年代末以后，区域性与全球性环境问题日益严重，可持续发展思想的普及以及可持续行动计划的兴起，促使大量的REPA研究重新开始。

REPA涉及研究机构、管理部门、工业企业、产品消费者，但是使用REPA的目的和侧重点各不相同，所分析的产品和系统也变得越来越复杂，急需对REPA的方法进一步研究和统一。

1989年荷兰“国家居住、规划与环境部（VROM）”针对传统的“末端控制”环境政策，首次提出了制订面向产品的环境政策。提出了要对产品整个生命周期内的所有环境影响进行评价；同时也提出了要对生命周期评价的基本方法和数据进行标准化。

1990年“国际环境毒理学与化学学会(SETAC)”首次主持召开有关生命周期评价的国际研讨会，首次提出了“生命周期评价”的概念。在以后的几年里，SETAC主持和召开了多次学术研讨会，对生命周期评价理论与方法进行了广泛研究。

1993年SETAC根据在葡萄牙的一次学术会议的主要结论，出版了一本纲领性报告：“LCA纲要：实用指南”。该报告为生命周期评价方法提供了一个基本技术框架，成为生命周期评价研究出现飞跃的一个里程碑。

目前生命周期评价在方法论上还不十分成熟。SETAC和ISO 积极促进生命周期评价方法论的国际标准化研究。

ISO14040标准《生命周期评价-原则与框架》已于1997年颁布，该标准体系目的是对生命周期评价的概念、技术框架及实施步骤进行标准化。

欧洲、美国、日本等国家和地区制定了一些促进LCA的政策和法规，如“生态标志计划”、“生态管理与审计法规”、“包装及包装废物管理准则”等。因此，这一阶段出现了大量LCA案例，如日本已完成数十种产品的LCA，丹麦用3年时间对10种产品类型进行了LCA等。

1996年，第一份专门关注生命周期评价的学术期刊《International Journal of Life Cycle Assessment》

正式出版。

（五）应用概况

应用目的：

量化和评价产品或工艺的环境影响(表现)，帮助决策者在备选方案中做出选择；

进行改进潜力分析，为改进产品的环境表现提供依据。应用部门：

1、工业企业部门

2、政府环境管理部门和国际组织

3、消费者组织

1、工业企业部门

a、产品系统的生态辨识与诊断：识别对环境影响最大的工艺过程和产品寿命阶段。

b、产品环境影响评价与比较

c、产品生命周期设计与新产品开发

d、再循环工艺设计

2、政府环境管理部门和国际组织

a、制定环境政策与建立环境产品标准面向产品的环境政策

b、实施生态标志计划

c、优化政府的能源、运输和废物管理方案

d、向公众提供有关产品和原材料的资源信息

e、国际环境管理体系的建立

3、消费者组织

（六）LCA在中国

第一阶段，1995－1999年，概念和方法学习期

第二阶段，2000至今，方法研究和案例研究起步期，表现为项目支持，主要为国家资助项目。开展适合中国国情的LCA方法研究。

发展方向：

（1）借鉴国外的方法，建立我国自己的LCA方法学体系和数据支撑体系；

（2）研究如何在多个领域对LCA方法进行充分利用，特别是在应用很薄弱的农业领域。

二、生命周期评价方法

产品生命周期有哪些主要阶段？

SETAC《生命周期评价纲要：实用指南》(1993)将生命周期评价的基本结构归纳为：

(1)定义目标与确定范围（goal and scope definition）

(2)清单分析（编目分析，inventory analysis）

(3)影响评价（impact assessment）

(4)改善评价（改进评价，improvement assessment）（一）目标与范围确定

定义目标

确定系统边界

环境影响评价的模型及其解释方法

数据要求

重要假设和限制

审核方法及评价报告的类型及其格式等

确定功能单位

1、定义目标

界定评价对象，说明开展此项LCA的目的和原因，以及研究结果的可能应用领域。

如在产品设计阶段进行的LCA，目的一般是比较两种可供选择的设计方案，在设计完成阶段进行的LCA目的应是在产品现有制造或流程操作条件下，寻找降低环境影响的机会。

确定系统边界：生命周期范围地理范围时间范围方法、数据、假设

3、确定功能单位

功能单位(单元)是度量产品系统输入输出功能时采用的单位，可以是一定数量的产品或某种服务。最后得到的所有数据都必须以功能单位为标准。其目的是为有关的输入和输出数据提供参考基准，以保证生命周期评价结果的可比性。

（二）清单分析

生命周期清单分析(Life Cycle Inventory Analysis, LCIA): 对一种产品、工艺和活动在其整个生命周期内的能量与原材料需要量以及环境影响进行以数据为基础的客观量化过程。

目的：环境影响定量化。

清单分析的步骤

1、制作生命周期过程图

2、数据收集

3、数据核算

4、进一步完善系统边界

5、数据处理与汇总

1、制作生命周期过程图

对系统生命周期中涉及的工艺过程进行定性描述。应关注最相关的工艺过程和环境影响，而非100%地包括所有过程和影响。

目的：基本阐明该产品整个生命周期中可能出现的污染物种类和资源消耗种类，同时根据行业特点及研究目标对需要考察的污染因子进行取舍。

具体制作步骤

准备：了解相关信息，包括产品生产和制造条件、产品组成、功能等

从产品的主要制造工艺开始

加上前面和后面的工艺过程

工艺组合或细分

暂时保留不熟悉的工艺过程

2、数据收集

选择或设计一套数据收集表：该表格可以获取各个单元过程所有必须的数据，包括一般性信息表、系统输入数据表、输出数据表、运输数据表等。

收集数据：数据源包括企业内部信息、标准的文献或其他研究论文、各类统计年鉴和报表、环境数据手册、百科全书、行业协会报告等。

例：企业内部信息的获得

a、产品解剖是将产品拆开，分别对零部件进行材料分类和称重，以确定不同材料在整个产品中的重量比例。比较适合小件产品。某些中型或大型产品，则需要进行图纸分析。

b、图纸分析是利用产品的设计图纸或生产图纸对所用材料进行分类和统计。方法简单易行且准确度较高。但在实际研究中，企业出于技术保密的考虑，往往不愿意提供图纸。

c、零件估算是一种比较粗糙的方法，只能确定材料的大致种类和用量，适合于精度要求不高的LCA研究。