[科普中国]-生命周期分析

基本内容

在LCA是众多定义中，以国际标准化组织（ISO）、国际环境毒理学和化学学会（SETAC）、欧洲联盟的定义最具权威。ISO定义为：汇总和评估一个产品（或服务）体系生命周期间的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法；SETAC定义为：通过对能源、原材料消耗及污染排放的识别与量化来评估有关一个产品的过程或活动的环境负荷的客观方法；欧盟定义为：基于对产品生产过程活动从原材料获取到其最终处置的调查，定量评估产品的环境负荷的方法。以上定义共同反映了LCA的一个核心：对产品、生产、服务“从摇篮到坟墓”的整个生命过程造成的所有环境影响的全面分析和评估。2

LCA一般分为四个阶段：

1、确定分析的目的与范围

2、清单分析 (life cycle inventory，LCI)

3、影响评价

4、生命周期解释。

目的与范围确定整个研究的基本框架，确立并定义另外三部分的相互关系，并决定后续阶段的进行及LCA最终结果。整个过程一般有9个方面的内容：研究的理由、研究的应用意图、预期的交流对象、研究范围的修改及论证、研究范围的功能、系统边界、数据类型、输入输出初步选择准则以及数据质量要求，一般只需确定4个方面：LCA研究的应用意图、预期的交流对象、研究范围及LCA研究的系统边界。

清单分析生命周期清单分析，既是生命周期评价（life cycle assessment,LCA）中环境影响评价的基础，也可直接指导实践应用。生命周期评价中的清单分析是对产品，工艺过程或活动等研究系统整个生命周期阶段，资源和能源的使用及向环境排放废物进行定量的技术过程。

清单分析是LCA研究的核心环节，也是研究最成熟的一个阶段。2其主要流程有数据的收集与确认，数据与单元过程的关联，数据与功能单位的关联，数据的合并，系统边界的修改以及数据的反馈，最后完成清单。

影响评价影响分析评价是在完成目标界定及清单分析后开展的又一部分工作，通常采用一定的计算模型将LCI过程得到的产品生命周期中的各种环境数据分类、指标化后再评估。其目的是根据清单分析后提供的物料、能源消耗数据以及各种排放数据对产品所造成的环境影响进行评估，即实质上是对清单分析的结果进行定性或定量排序的一个过程。其是LCA的核心内容，也是难度最大的部分。

国际通常采用的评价方法基本上可分为两大类：“环境问题法”和“目标距离法”。前者着重于环境影响因子和影响机理，对各种环境干扰因素采用当量因子转换而进行数据标准化和对比分析；后者则偏向于影响后果，用某种环境效应的当前水平与目标水平（标准或容量）之间的距离来表征某种环境效应的严重性。

影响评价在建立模型前一般要进行三个处理过程，即分类、特征化和量化。分类将LCI中的输入和输出数据归到不同的环境影响类型，特征化则是把每一个影响类目中的不同物质转化为何汇总成为统一的单元，量化是确定不同环境影响类型的相对贡献大小或权重，即依据获取的环境影响数据转化为相应的环境影响模型中的无量纲环境指标，据此期望得到总的整体环境影响水平。

生命周期解释生命周期解释的目的是根据LCA的前几个阶段或LCI的研究发现，以透明的方式来分析结果、形成讨论、解释局限性、提出建议并报告生命周期解释的结果。生命周期解释具有系统性、重复性的特点，阶段包含3个要素：识别、评估和报告。最终根据研究目的和范围提供对LCA或LCI研究结果易于理解的、完整的和一致的说明。

生命周期分析方法是该区域与全球环境的影响比量化、对全球环境的改善起到了积极的作用，近年来温室效应越发严重。因此生命周期分析的结果，全球气候变暖指数（ GWP值，二氧化碳量换算）越发重要性的世界各国所瞩目。

LCA的历史生命周期分析（LCA），有时也称为“生命周期评价”、“生命周期方法”、“摇篮到坟墓”、“生态衡算”等。其最初应用可追溯到1969年美国可口可乐公司对不同饮料容器的资源消耗和环境释放所作的特征分析。该公司在考虑是否以一次性塑料瓶替代可回收玻璃瓶时，比较了两种方案的环境友好情况，肯定了前者的优越性。自此以后，LCA方法学不断发展，现已成为一种具有广泛应用的产品环境特征分析和决策支持工具。

最初LCA主要集中在对能源和资源消耗的关注，这是由于20世纪60年代末和70年代初爆发的全球石油危机引起人们对能源和资源短缺的恐慌。后来，随着这一问题不再象以前那样突出，其他环境问题也就逐渐进行人们的视野，LCA方法因而被进一步扩展到研究废物的产生情况，由此为企业选择产品提供判断依据。在这方面，最早的事例之一是70年代初美国国家科学基金的国家需求研究计划（RANN）。在该项目中，采用类似于清单分析的“物料——过程——产品”模型，对玻璃、聚乙烯和聚氯乙烯瓶产生的废物进行分析比较。另一个早期事例是美国国家环保局利用LCA方法对不同包装方案中所涉及的资源与环境影响所作的研究。

80年代中期和90年代初，是LCA研究的快速增长时期。这一时期，发达国家推行环境报告制度，要求对产品形成统一的环境影响评价方法和数据；一些环境影响评价技术，例如对温室效应和资源消耗等的环境影响定量评价方法，也不断发展。这些为LCA方法学的发展和应用领域的拓展奠定了基础。虽然当时对LCA的研究仍局限于少数科学家当中，并主要分布在欧洲和北美地区，但是那时对LCA的研究已开始从实验室阶段转变到实际中来了。

90年代初期以后，由于欧洲和北美环境毒理学和化学学会（SETAC）以及欧洲生命周期评价开发促进会（SPOLD）的大力推动，LCA方法在全球范围内得到较大规模的应用。国际标准化组织制定和发布了关于LCA的ISO14040系列标准。其他一些国家（美国、荷兰、丹麦、法国等）的政府和有关国际机构，如联合国环境规划署（UNEP），也通过实施研究计划和举办培训班，研究和推广LCA的方法学。在亚洲，日本、韩国和印度均建立了本国的LCA学会。此阶段，各种具有用户友好界面的LCA软件和数据库纷纷推出，促进了LCA的全面应用。

从90年代中期以来，LCA在许多工业行业中取得了很大成果，许多公司已经对他们的供应商的相关环境表现进行评价。同时，LCA结果已在一些决策制订过程中发挥很大的作用。

生命周期评价（LCA）作为一种产品环境特征分析和决策支持工具技术上已经日趋成熟，并得到较广泛的应用。由于它也同时是一种有效的清洁生产工具，在清洁生产审计、产品生态设计、废物管理、生态工业等方面发挥应有的作用。

工艺设施分析生命周期分析表明，除了要把建设处理效果好的废水和污泥处置设施作为控制水污染的重要环保对策之外，还必须考虑废水处理厂整个生命周期内在其他方面所产生的重要环境影响，这涉及设施的设计、材料和能源的获取、施工过程、运行管理和报废拆除的全过程，将技术、经济、社会和心理等因素与环境保护联系起来。因此，LCA除了在评价废水处理设施产生的环境污染和生态影响的同时，考虑设施的资源和能源消耗水平，还将资源消耗和污染排放与全球环境问题联系起来，以全面揭示一种工艺设施方案的优缺点。1