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1、第四章 产品生命周期评价背景随着工业化的发展进入自然生态环境的废物和污染物越来越多，超出了自然界自身的消化吸收能力，对环境和人类健康造成极大影响。同时工业化也将使自然资源的消耗超出其恢复能力，进而破坏全球生态环境的平衡。因此人们越来越希望有一种方法对其所从事各类活动的资源消耗和环境影响有一个彻底、全面、综合的了解，以便寻求机会采取对策减轻人类对环境的影响。产品生命周期评价（life cycle assessment，LCA）生命周期评价是从产品或服务的生命周期全过程来评价其潜在环境影响的方法。n 发展历程：1.萌芽阶段（20 世纪60 年代）1969 年美国中西部资源研究所（MRI）针对可口可
2、乐公司的饮料包装瓶进行研究，但结果直到1974 年才公开报告。2.探索阶段（20 世纪70-80 年代）1975 年以后，美国环境保护署开始放弃对单个产品的分析评价，转向如何制定能源保护和固体废物减量目标。同时欧共体开始关注生命周期评价的应用。3.迅速发展阶段（20 世纪80 年代末以后）1989 年荷兰首次提出制定面向产品的环境政策，1992 年发布研究报告产品生命周期环境评价。1997-1999 年，国际标准化组织颁布生命周期评价的ISO14040-ISO14043 系列标准。LCA原则评估对象特点评估方法LCA 原则应用目的LCA评估对象LCA 的评估对象是产品系统或服务系统造成的环境影
3、响(其实服务也是一种抽象的产品)，而不是评估空间意义上的环境的质量，这与环境科学中的环境质量评估有着根本区别。另外，LCA 方法着眼于产品生产过程中的环境影响，这与产品质量管理和控制等方法也是完全不同的。其次，LCA 的评估范围要求覆盖产品的整个寿命周期，而不只是产品寿命周期中的某个或某些阶段。life cycle 的概念是LCA 方法最基本的特性之一，是全面和深入地认识产品环境影响的基础，是得出正确结论和做出正确决策的前提。也正是由于life cycle 概念在整个方法中的重要性，这个方法才以life cycle 来命名。评估对象的角度来说，LCA 是一种评价产品在整个寿命周期中造成的环境影
4、响的方法。LCA的主要方法LCA 主要思路是：通过收集与产品相关的环境编目数据，应用LCA 定义的一套计算方法，从资源消耗、人体健康和生态环境影响等方面对产品的环境影响做出定性和定量的评估，并进一步分析和寻找改善产品环境表现的时机与途径。其中环境编目数据，就是在产品寿命周期中流入和流出产品系统的物质/能量流。物质流既包含了产品在整个寿命周期中消耗的所有资源，也包含所有的废物以及产品本身。LCA 的评估是建立在具体的环境编目数据基础之上的，这也是LCA 方法最基本的特性之一，是实现LCA 客观性和科学性的必要保证，是进行量化计算和分析的基础。LCA的主要方法LCA 主要思路是：通过收集与产品相关
5、的环境编目数据，应用LCA 定义的一套计算方法，从资源消耗、人体健康和生态环境影响等方面对产品的环境影响做出定性和定量的评估，并进一步分析和寻找改善产品环境表现的时机与途径。其中环境编目数据，就是在产品寿命周期中流入和流出产品系统的物质/能量流。物质流既包含了产品在整个寿命周期中消耗的所有资源，也包含所有的废物以及产品本身。LCA 的评估是建立在具体的环境编目数据基础之上的，这也是LCA 方法最基本的特性之一，是实现LCA 客观性和科学性的必要保证，是进行量化计算和分析的基础。LCA的应用目的（一）原则上讲，不同的主体出于不同的目的，都可以实施 L CA评估或引用L CA评估结论。例如：帮助提
6、供产品系统与环境之间相互作用的尽可能完整的概貌；促进全面和正确地理解产品系统造成的环境影响；为关注产品或受产品影响的相关方之间进行交流和对话奠定基础；向决策者提供关于环境的有益的决策信息，包括估计可能造成的环境影响、寻找改善环境表现的时机与途径、为产品和技术选择提供判据等。LCA的应用目的（二）LCA方法鼓励各种组织，尤其是企业，将环境问题结合到他们的总体决策过程中。通过 LCA方法，并与其他的环境管理工具相互补充，帮助更好地理解、控制和减少对环境的影响。从企业的角度考虑，可以在以下的时机实施LCA：在产品决策中提供辅助信息；在产品或技术的设计或再设计时提供与环境相关的帮助；在产品的环境声明中
7、或实施环境标识计划时；在制定企业的环境战略计划和政策时；在企业与公共关系沟通的过程中。LCA的特点与其他的行政和法律管理手段不同，LCA方法作为一种环境管理工具有着自身的特点。首先，LCA方法不是要求企业被动地接受检查和监督，而是鼓励企业发挥主动性，将环境因素结合到企业的决策过程中。从这个意义上讲，LCA方法并不具有行政和法律管理手段的强制性。尽管这样，LCA的研究和应用仍然十分广泛，这一方面是由于 LCA在产品环境影响评价中的重要作用，另一方面也是环境保护思想深入发展的结果。其次，LCA评估建立在 life cycle概念和环境编目数据的基础上，从而可以系统地、充分地阐述与产品系统相关的环境
8、影响，进而才可能寻找和辨别环境改善的时机和途径。这体现了环境保护手段由简单粗放向复杂精细发展的趋势。一次性还是多次使用婴儿尿布？20世纪80年代初，美国的一个州曾围绕是否允许使用一次性婴儿尿布的问题开展了一场辩论。当时公众舆论认为，这种尿布浪费资源，同时加重了该州垃圾填埋场的压力，结构州议会在公众的压力下，颁布禁止使用一次性婴儿尿布的法令。后来的事态发展耐人寻味，法案通过后，当地居民开始大量使用可重复使用的尿布，但是却导致清洗尿布的用水大量增加，而LCA表明，这个州恰恰是美国最干旱的州之一，荒地幅员辽阔，所以垃圾填埋场不存在压力。于是该州重新审议了法案，恢复使用一次性尿布。由此可见，进行LCA
9、界定时，对于某些环境问题的取舍必须考虑当地实际情况。LCA体系内容影响评价（life cycle impact assessment,LCIA）结果解释（life cycle interpretation）目标与范围确定（goal and scope definition,GSD）清单分析（life cycle inventory,LCI）LCA体系框架与阶段目标与范围确定清单分析结果解释直接应用：产品开发与改进战略规划公共策略制定营销其他影响评价生命周期评价框架LCA体系框架与阶段生命周期清单分析Life cycle inventory，LCILCI是一种定性描述系统内外物质流和能量流的方法
10、，它通过对产品生命周期每一过程负荷的种类和大小进行登记列表，从而对产品或服务的整个周期系统内资源、能源的投入和废物的排放进行定量分析。LCI可以清楚的确定系统内外的输入和输出关系生命周期清单分析的内容生命周期研究目的和范围的确定，为生命周期评价研究提供了初步计划，LCI则是一份关于所研究的输入与输出的数据清单。输入由两部分组成：原材料和能量的输入（环境输入），由其他过程而来的成品、半成品或能量的输入（经济输入）。局限条件在对结果解释时应当慎重，因为LCI是针对输入和输出数据而不是环境影响，尤其是在进行比较时，不能以LCI研究作为唯一的基础。另外，由于输入的不确定性和数据变异性的积累，给LCI研
11、究带来了不确定性，因此必须对数据进行质量评价和敏感性分析。生命周期影响评价Life cycle impact assessment，LCIALCIA是生命周期评价的核心内容，同时也是最难进行的部分，目前国际标准化组织正对此进行研究。生命周期影响评价(LCIA)LCIA 是根据清单分析（LCI）过程中列出的要素对环境影响进行定性和定量分析。LCIA包括以下几个步骤：对清单分析过程中列出的要素进行分类；运用环境知识对所列要素进行定性和定量分析；识别出系统各环节中的重大环境因素；对识别出的环境因素进行分析和判断。环境影响的类型主要分成四大类：直接对生物、人类有害和有毒性；对生活环境的破坏；可再生资源
12、循环体系的破坏；不可再生资源的大量消耗。LCIA 把清单分析的结果归到不同的环境影响类型，再根据不同环境影响类型的特征化系数加以量化，来进行分析和判断。生命周期影响评价(LCIA)LCIA 是根据清单分析（LCI）过程中列出的要素对环境影响进行定性和定量分析。LCIA包括以下几个步骤：对清单分析过程中列出的要素进行分类；运用环境知识对所列要素进行定性和定量分析；识别出系统各环节中的重大环境因素；对识别出的环境因素进行分析和判断。环境影响的类型主要分成四大类：直接对生物、人类有害和有毒性；对生活环境的破坏；可再生资源循环体系的破坏；不可再生资源的大量消耗。LCIA 把清单分析的结果归到不同的环境
13、影响类型，再根据不同环境影响类型的特征化系数加以量化，来进行分析和判断。生命周期解释Life cycle interpretation目的是根据生命周期清单分析和影响评价的结论，以透明的方式分析结果、形成结论、解释局限性、提出建议并报告生命周期解释的结果，同时提出一系列改进建议。LCA的局限性应用范围的局限性作为一种环境管理工具，LCA并不总是适合于所有的情况，所以在决策过程中不可能依赖 LCA方法解决所有的问题。LCA只考虑了生态环境、人体健康、资源消耗等方面的环境问题，不涉及技术、经济或社会效果方面，例如质量、性能、成本、赢利、公众形象等因素，所以在决策过程中必须结合其他方面的信息。评估范
14、围的局限性 LCA的评估范围没有包括所有与环境相关的问题。例如，LCA只考虑发生了的或一定会发生的环境影响，不考虑可能发生的环境风险及其必要的预防和应急措施。LCA方法也没有要求必须考虑环境法律的规定和限制。但在企业的环境政策和决策过程中这些都是十分重要的方面。这种情况下应该考虑结合其他的环境管理方法。LCA的局限性评估方法的局限性LCA的评估方法既包括了客观，也包括了主观的成分，因此它并不完全是一个科学问题。在 LCA方法中主观性的选择、假设和价值判断涉及多个方面，例如系统边界的确定、数据来源的选择、环境损害种类的选择、计算方法的选择以及环境影响评估中的评价过程等等。无论其评估的范围和详尽程
15、度如何，所有的LCA都包含了假设、价值判断和折衷这样的主观因素，所以 LCA的结论需要完整的解释说明，以区别由测量或自然科学知识得到的信息和基于假设和主观判断得出的结论。时间和地域的局限性无论 LCA中的原始数据还是评估结果，都存在时间和地域上的限制。在不同的时间和地域范围内，会有不同的环境编目数据，相应的评估结果也只适用于某个时间段和某个区域。这是由产品系统的时间性和地域性决定了的。前景与展望LCA作为一种环境管理工具,不仅对当前的环境冲突进行有效的定量化分析评价,而且对产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及的环境问题进行评价。因而是“面向产品的环境管理”的重要支持工具。它不但为设计开发绿色
16、产品提供依据，同时也为政府环境管理部门制定环境政策提供信息(目前 LCA主要应用于生态标志、包装废物减量化、有毒有害物质管理等方面，将来这一活动还广泛地应用于制定政策法规和刺激市场），因此当前国际社会各个层次都十分关注生命周期评价。有待解决的问题但是 LCA发展还不完善，为使其成为一个有效的环境管理工具，当前须着重解决以下一些问题：（1）数据由于时间和地点不同，以及数据获取方法的不一致，造成数据之间的不一致性。从而影响 LCA结果(为此可通过制定工业规章来提高LCA的信息结构，或建立LCA数据库，提供最新的、精确的和不同类型的数据）。（2）环境影响评价方法环境影响评价是通过对数据分析来给出各项活动对环境的影响的结论，目前有关这方面方法论研究甚少，因此尽管已做了大量的工作，但影响评价方法论研究还需要继续。（3）标准化研究标准化研究主要针对系统研究范围确定、数据选择标准、清单分析和影响评价处理方法等。此外还涉及术语的标准化。