碳实践｜一文读懂产品生命周期环境影响评价定义、流程详细介绍

随着全球双碳目标的发展推进，政策监管、采购客户、公众以及其他相关利益者都开始要求企业提供其气候和环境影响数据，关注其内部治理及社会责任。这些数据的准确计算需要依靠既定公认的方法，即生命周期评价。

一、产品生命周期评价定义

生命周期（Life Cycle，LC）：指某一产品从取得原材料，经生产、使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓的过程。

生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）：是一种量化评价方法。对产品的整个生命周期——从自然资源开采开始到原材料加工、产品制造、产品分销、产品使用，到产品最终废弃处置/回收再利用等，定量计算、评价产品消耗的资源、能源以及排出的环境负荷。

二、产品生命周期评价流程

ISO（国际标准化组织）14040系列确定了LCA的基本框架。根据ISO标准，LCA评价共包括目标与范围定义、生命周期清单分析、生命周期影响评价、生命周期解释这4个阶段。

（一）目标与范围定义（Goal and Scope Definition）

该阶段首先要明确LCA的研究目的与研究对象，即为什么提出做LCA，要回答什么问题，LCA结果给谁用，用于何处，要支持哪个决策者及其要决策的问题。其次，LCA目标与范围的确定需要考虑研究产品系统的功能单位、系统边界、数据分配程序、数据要求以及原始数据质量要求等方面。

LCA系统边界的选择一般为“摇篮到大门”（cradle to gate）或者“摇篮到坟墓”（cradle to grave），前者适用于研究对象为中间产品的情形，如电解铝、塑料等，后者适用于研究对象为终端产品的情形，如汽车、手机、桌子等。

(图1 产品生命周期全过程和LCA系统边界选择)

数据质量要求则需要注意如下问题：

● 时间跨度：数据的年份以及所收集数据的最小时间跨度；

● 地域范围：为实现研究目的所收集的单元过程数据的地域；

● 技术覆盖面：具体的技术或技术组合；

● 精度：对每一个数据值的变动的度量（例如方差）；

● 完整性：采用的实景数据或背景数据所占的比例；

● 代表性：对数据集合反应实际关注群（例如地理范围、时间跨度以及技术覆盖面等）的定性评价；

● 一致性：对该研究的方法学是否能统一应用到不同的分析内容中而进行的定性评价；

● 可再现性：对其他独立从业人员采用同一方法学和数据值信息获取相同研究结果的可能性的定性评价；

● 数据源；

● 信息的不确定性（例如数据、模型和假设）。

LCA的自然资源影响类型包括资源类、气候变化类、大气环境类、水体及土壤毒性类等指标，目前常见的主要是产品碳足迹的LCA研究。

（二）生命周期清单分析（Life Cycle Inventory Analysis，即LCI）

在确定LCA的研究目的与研究对象后，需要进行生命周期清单分析。该阶段主要目的是量化产品系统中相关的输入和输出。下图是生命周期清单分析的基本步骤（注：已省略反复进行的步骤）。

(图2 产品生命周期清单分析基本步骤)

首先，根据研究的目标和范围定义阶段确定的范围，建立生命周期模型，并做好数据收集的准备工作。接着进行数据的收集，将其关联至单元过程以及功能单位，并通过计算和总结这些数据，得出产品生命周期的清单结果。

单元过程不等同于生产过程或生产工序，而是数据统计口径，与数据集相对应。单元过程数据集采集一般包括六种数据类型：

● 单元过程的产品和副产品（有价值的产出包括非实物产出，即服务）。

● 单元过程的自然资源消耗（煤炭、石油、天然气、森林、地下水等，无需追溯）。

● 原辅料等物料消耗数据（自来水、中水等经过人工处理的，不仅要知道其消耗量，原则上还需继续向前追溯到自然资源）。

● 能源消耗数据（二次能源）。

● 环境排放（包括温室气体排放，直接排放到自然环境，只需要知道数量，无需追溯）。

● 待处置废弃物（废水、废弃物、危废等，原则上要向后追溯处置过程）。

（三）生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，即LCIA）

经过LCI阶段建立完整LCA模型，将过程数据积累加总后，得到生命周期清单结果（LCI结果），该结果包含上千种清单物质。生命周期影响评价阶段就是在LCI结果的基础上进行合并，将清单数据转化为常见的资源环境影响类型指标。

影响评价的目标是基于清单分析阶段的结果，对产品生命周期的环境影响进行评估，以评价对人类健康、生态环境等的影响。LCIA阶段应包括下列必备要素：

● 影响类型、类型参数和特征化模型的选择；

● 将LCI结果划分到所选的影响类型中（分类）；

● 类型参数结果的计算（特征化）。

如前所述，LCA自然资源影响类型包括资源类（如矿物、能源）、气候变化类（如碳足迹）、大气环境类（如酸化、臭氧层消耗）、水体及土壤毒性类（如淡水、人体健康）等指标。

（四）生命周期解释（Life Cycle Interpretation）

在经过前面三个步骤后，生命周期结果解释主要是对方案重点、数据收集、工作流程等提出改进建议，并对结果进行评估，包括完整性检查、敏感性分析、一致性检查等，为生产更好的绿色产品提供依据和改进措施。同时，专家组也可根据这些信息制定关于该类产品的评价标准，为以后的评价工作提供一个可靠的基准。

LCA认证的结果解释包括以下三步骤：

● 以LCA中LCI和LCIA阶段的结果为基础，对重大问题进行识别；

● 评估，包括完整性、敏感性和一致性检查；

● 结论、局限和建议。

(图3 产品生命周期解释阶段框架)

三、生命周期评价应用场景

（一）计算产品碳足迹

简化的LCA，采用了ICA的评价方法，但ICA包含了评价对气候、能源、健康等方面的影响，而产品碳足迹主要关注评价对气候环境单一指标的影响，细化了产品在温室气体排放方面的信息。

（二）产品设计与改进

生命周期评估可在产品设计阶段指导决策，优化材料选择、生产工艺和包装，以减少对环境的负面影响。

（三）供应链管理

评估整个供应链中的环境热点，有助于企业选择环保供应商、降低运输成本、减少资源浪费，从而提高整体供应链的可持续性。

（四）环保标识与认证

通过生命周期评估的结果，产品可以获得与环保相关的认证，例如碳足迹、环境产品声明等，从而在市场上获得竞争优势。

（五）政策制定与合规性

用于支持环保政策的制定，确保企业在环境法规和标准方面的合规性，以减轻环境影响。

（六）提升市场竞争力

公开并传达产品的环境性能，满足消费者对可持续发展的需求，提高品牌形象，增强市场竞争力。

因此，LCA是全面了解产品对环境影响并做出明智决策的最全面、最可靠的方法，使用 LCA 确保组织对产品生命周期范围内的各个阶段的排放量进行明确的评估，从而有利于生产者识别高排放点进行减排，促进社会的低碳化发展。