1 生命週期評價方法的概念和起源
生命週期評價(lca)是一種評價產品、工藝或活動，從原材料採集，到產品生產、運輸、銷售、使用、回用、維護和最終處置整個生命週期階段有關的環境負荷的過程。它首先辨識和量化整個生命週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。
生命週期評價(lca)最早出現於二十世紀60年代末、70年代初，當時被稱為資源與環境狀況分析(repa)。，該研究使可口可樂公司拋棄了過去長期使用的玻璃瓶，轉而採用塑料瓶包裝。隨後，美國illin0is大學、富蘭克林研究會、史丹福大學的生態學居研究所以及歐洲、日本的一些研究機構也相繼開展了一系列針對其它包裝品的類似研究。
這一時期的工作主要由工業企業發起，研究結果作為企業內部產品開發與管理的決策支援工具。2023年由國際環境毒理學與化學學會(s etac)首次主持召開了有關生命週期評價的國際研討會，在該次會議上首次提出了生命週期評價(life cycle assessment，lca)的概念。在以後的幾年裡，setac又主持和召開了多次學術研討會，對生命週期評價（lca)從理論與方法上進行了廣泛的研究，對生命週期評價的方**發展作出了重要貢獻。
2023年setac根據在葡萄牙的一次學術會議的主要結論，出版了一本綱領性報告「生命週期評價(lca)綱要：實用指南」。該報告為lca方法提供了乙個基本技術框架，成為生命週期評價方**研究起步的乙個里程碑。
2 生命週期評價方法的主要內容
2023年setac在「生命週期評價綱要：實用指南」中將生命週期評價的基本結構歸納為四個有機聯絡的部分：定義目標與確定範圍、清單分析、影響評價和改善評價，如圖1所示。
圖1 生命週期評價的基本結構
2．1目標定義和範圍界定
確定目標和範圍是lca研究的第一步。一般需要先確定lca的評價目標，然後根據評價目標來界定研究物件的功能、功能單位、系統邊界、環境影響型別等等，這些工作隨研究目標的不同變化很大，沒有乙個固定的模式可以套用，但必須要反映出資料收集和影響分析的根本方向。另外，此研究是乙個反覆的過程，根據收集到的資料和資訊，可能修正最初設定的範圍來滿足研究的目標。
在某些情況下，由於某種沒有預見到的限制條件、障礙或其它資訊，研究目標本身也可能需要修正。
2．2清單分析
清單分析的任務是收集資料，並通過一些計算給出該產品系統各種輸入輸出，作為下一步影響評價的依據。輸入的資源包括物料和能源，輸出的除了產品外，還有向大氣、水和土壤的排放。在計算能源時要考慮使用的各種形式的燃料和電力、能源的轉化和分配效率以及與該能源相關的輸入輸出。
2．3生命週期影響評價
在lca從中，影響評價是對清單分析中所辨識出來的環境負荷的影響作定量或定性的描述和評價。影響評價方法目前正在發展之中，一般都傾向於把影響評價作為乙個「三步走」的模型，即影響分類、特徵化和量化評價。
2．3．1影響分類
將從清單分析得來的資料歸到不同的環境影響型別。影響型別通常包括資源耗竭、人類健康影響和生態影響3個大類。每一大類下又包含有許多小類，如在生態影響下又包含有全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、光化學煙霧和富營養化等。
另外，一種具體型別，可能會同時具有直接和間接兩種影響效應。
2．3．2特徵化
特徵化是以環境過程的有關科學知識為基礎，將每一種影響大類中的不同影響型別彙總。目前完成特徵化的方法有負荷模型、當量模型等，重點是不同影響型別的當量係數的應用，對某一給定區域的實際影響量進行歸一化，這樣做是為了增加不同影響型別資料的可比性，然後為下一步的量化評價提供依據。
2．3．3量化評價
量化評價是確定不同影響型別的貢獻大小，即權重，以便能得到乙個數位化的可供比較的單一指標。
2．4 改善評價
根據一定的評價標準，對影響評價結果做出分析解釋，識別出產品的薄弱環節和潛在改善機會，為達到產品的生態最優化目的提出改進建議。
3 生命週期評價工具簡介
3.1 gabi
gabi是德國institut fur kunststoffprufung und kunst—stoffkunde所開發出的環境影響評估軟體，目前版本為gabi4，其資料庫包括800種不同的能源與材料流程。每一種流程又可以讓使用者自行發展出一套子系統。資料庫中也提供400種的工業流程，歸納在十種基本流程中，如工業製造、物流、採礦、動力裝置、服務、維修等。
多功能的會話環境讓使用者可自行輸入或編輯資料。輸出時提供能量、質量等多種對照表，也可以輸出至微軟excel軟體，適合有經驗的lca軟體使用者，但是由於其內部採用圖形介面設計，因此初學者也可輕易上手。
3.2 lcait
lcait(lca inventory tool)乃是瑞典chalmers industriteknik所開發出的軟體，它僅提供有限的資料庫，包括能源、生產燃料及物流、化學物質、塑料、紙漿及紙製品等內容，其優點是可外接其他資料庫，適合具有物質能量流動概念的非專業技術的初學者使用。
3.3 pems
pems(pira environmental management system)系由英國pira international公司所研發出來，可以選擇109種材料、49種能源、37種廢棄物管理及16種物流等，來計算影響評估程度，引數主要採用歐洲的資料，且不可自行修改或編輯，輸出資料可選擇採用文字或圖表。初學者及專業人士皆可適用。
3.4 simapro
simapro是由荷蘭pre consultant公司所開發出的影響評估軟體，是資料庫最豐富的lca軟體之一。其特色為製造階段的資料庫最為詳盡。且其可以選擇**輸出方式，使用者操作更為簡便。
3.5 team
team係由美國ecobalance公司所開發的軟體，其資料庫分為10大類及216個小類個別資料文件。10大類分別為：紙漿造紙、石化塑料、無機化學、銅、鋁、其他金屬、玻璃、能量轉換、物流、廢棄物管理等。
使用者可自行定義及編輯資料或單位。因為其輸出介面並未使用圖形介面，使用者操作起來較不方便，此軟體較適合生命週期評估之專家使用。
4 生命週期評價方法應用舉例
生命週期評價方法已經被廣泛應用於製造業環境影響評價，許多國際知名通訊企業也對自己的產品和系統進行了生命週期分析。本部分將簡要介紹這些企業進行生命週期分析的過程和所取得的一些結論。
（1）nokia 3g手機生命週期分析案例
nokia於2023年對其一款3g手機進行了生命週期分析。在此次生命週期分析中，針對一次能源消耗（pec）全球變暖指數（gwp）、臭氧破壞潛力指數（odp）、酸雨指數（ap）、人體健康損害指數（htp）、光化氧化汙染潛力（pocp）等環境影響方面對一款3g手機進行了生命週期評價。
分析功能單元設定為：一部3g手機（包含電池和充電器），平均使用狀態，壽命為2年。生命週期階段涉及手機的原材料提取和加工、零部件製造、零部件運輸、手機組裝、手機運輸、手機使用。
由於缺乏資料的支援，生命週期末期階段沒有被包含到此次分析中來。這部手機具有一些最新的功能，例如藍芽、攝像、遊戲、***等。手機的焊接全部實現無鉛焊接。
分析軟體使用gabi3.0。在分析中設定了兩種使用者使用行為，如表一所示。
表一兩種使用者使用行為假設
分析過程不再詳述，下面介紹一下一次能源消耗和全球變暖指數的分析結果。這部手機的電池容量是850ma，充電器的待機消耗是0.3w。
適度使用者的電能消耗為25.7mj，過度使用者的電能消耗為33.5mj。
使用階段，適度使用者和過度使用者的能源消耗分別為77mj和101mj，這個資料是一次能源資料，即產生25.7mj的電能，發電廠則需要消耗77mj一次能源。這種消耗包括電能生產時能源消耗和傳輸消耗等。
通過對一次能源消耗的分析，可以得出以下結論：
對於適度使用的手機來說，產品製造階段的一次能源消耗佔產品全生命週期能耗的60％；對於過度使用的手機來說，則佔54％。
在使用階段，適度使用的手機一次能源消耗占全生命週期能耗的29％，過度使用的手機一次能源消耗占全生命週期能耗的35％。在使用階段的能源消耗中，充電器待機能耗佔重要比例。
在運輸階段，零部件運輸到裝配廠的一次能源消耗佔總能源消耗的6％，成品運輸到消費者手中的一次能源消耗佔總能源消耗的5％。
印刷電路板（pwb）的製造是手機中一次能耗消耗最多的部件，pwb原材料的消耗和製造消耗一次能耗佔總能耗的40％。ic材料消耗和製造能源消耗也占有很大的比重。
（2）愛立信3g系統生命週期分析案例
愛立信於2023年對一套3g系統進行了環境影響生命週期分析，這個3g系統由3g手機、無線網路（無線基站和無線網路控制裝置組成）、核心網（交換機、路由器、伺服器和工作站組成）。同樣包括傳輸裝置如天潰和線纜；各種各樣的站點裝置如天線、環境控制裝置及機房。這個研究不包括應用網路伺服器。
在這個研究中對150萬個使用者進行了調查和研究。
在這次生命週期分析中，多個環境影響指標被分析。在這裡介紹一下與能耗關係最密切的全球變暖指數分析。以下這些結果是每個使用者每年對全球變暖指標的分析結果：
3g系統的執行（使用）階段對全球變暖環境影響的貢獻最大，約佔生命週期總影響的78%。
3g裝置（3g終端、無線基站和其他無線網路控制裝置等）的執行（使用）對全球變暖環境影響的比重佔60%，操作員辦公活動對全球變暖環境影響的比重佔18%。
製造階段，包括原材料獲取、零部件和產品的製造、運輸以及愛立信的辦公活動，對全球變暖影響佔22%。在製造階段，3g系統中的手機是對全球變暖環境影響的最大貢獻者。相對於乙個基站來說，一部手機對環境的影響要小得多，但是由於每個使用者都需要一部手機，而很多手機可以共享使用乙個基站，平均下來，手機就成為製造階段中對全球變暖環境影響最大的裝置了。
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