ライフサイクルアセスメント（LCA）入門ガイド
サステナビリティは広く議論されていますが、実践に移すことは容易ではありません。環境負荷を低減し、これまでの取り組みを改善するには、調査後速やかに方針表明と行動を進める必要があります。そのためには、実行可能な選択肢があること、代替案を順位付けすること、コスト、環境影響、経済的制約をすべて考慮して最適な手法を選ぶこと、という3つの条件を満たさなければなりません。.
ライフサイクルアセスメント（LCA） は、その需要を満たすために利用可能な技術ソリューションや製品から選定し、最適化するための意思決定ツールです。問われるのは、資金が限られた個別のケースをどう解決するかではありません。そこはすでにエンジニアリングが担っています。重要なのは、すべてに資金を投入できるわけではないため、いかに優先順位を設定するかです。LCAは、最も変更が必要なプロセスを示します。.
サステナビリティの観点から、LCAは製品またはサービスのライフサイクル全体を対象とするため重要です。これにより、局所的な改善によって環境負荷が別の場所へ移転するだけ、という事態を防げます。環境パフォーマンス、原材料使用量、汚染物質排出量を評価する戦略はすべて、調査対象のシステムまたは製品の目的に応じて決まります。これは、従来の環境評価にはなかった考え方です。.
ライフサイクルアセスメント（LCA）とは？
LCAは、製品またはシステムの環境影響を、原材料調達から廃棄までのライフサイクル全体にわたって評価する手法です。意思決定者がより持続可能な選択をできるよう、そのシステムによる環境影響を特定・定量化します。自動車、建築物、食品システムなど幅広い対象に用いられ、原材料の調達、製品の製造、使用、廃棄に至るすべての段階を考慮します。.
LCAは詳細かつ複雑になることの多いプロセスであり、一般に製品やサービスの環境影響を比較するために用いられます。地域レベルからグローバルレベルまで、あらゆる規模に適用できます。評価手法やアプローチは複数ありますが、重要なのは、対象となる製品またはシステムに適した手法と手順を選択することです。.
LCAで考慮する項目：
- 原材料の採取
- 製品の製造
- 製品の使用
- 輸送とエネルギー使用
- 廃棄物管理
LCAの実施方法
LCAは、訓練を受けた分析担当者が製品のライフサイクル全段階にわたるデータを収集し、そのデータをソフトウェアに入力してシステムをモデリングすることで実施されます。手作業でも実施できますが、計算には時間がかかります；; LCA ソフトウェア プロセスを大幅に迅速化します。.
次に分析担当者は、ライフサイクルの各段階が環境に与える影響を検証し、影響の性質と製品全体の環境影響に対する各段階の寄与度に基づいて重み付けを行います。成果物として、製品の環境プロファイルと、その影響を低減するための推奨事項が得られます。.
LCAの用途
- 事業活動による環境影響の特定と削減
- 持続可能な事業慣行の特定
- より環境負荷の少ない技術、製品、システムの開発
- 気候変動が環境と健康に及ぼす影響の把握、および対策アプローチの評価
- 製品、技術、将来シナリオを、現状などのベースラインと比較
- 技術の環境パフォーマンスの改善
- 幅広い環境・サステナビリティに関する課題への回答。特に他の評価手法と組み合わせる場合
- 製品、技術、サービスにおける弱点の特定
- 消費者が購入に関して十分な情報に基づく意思決定を行うための支援
LCA調査の種類
スクリーニングLCA
製品、サービス、または製造プロセスがどの程度環境に配慮されているかを推定します。ある ライフサイクルインベントリ（LCI） 数千のプロセスと業種を網羅するデータベースにより、富栄養化、酸性化、人体毒性、気候変動など複数の影響を算定し、環境負荷の全体像を把握できます。特定の製品を選択することで、企業の環境プロファイルが改善するか悪化するかを理解する際に役立ちます。.
製品LCA
原材料の採取から廃棄に至るまで、生産サイクルのあらゆる段階を対象に、製品または技術の環境パフォーマンスを評価します。廃棄経路とその影響も含み、埋立て、焼却、有害廃棄物の処理による汚染も対象となります。.
比較 LCA
2つ以上の代替案について、各段階における影響を考慮します。一般的には、ある製品または技術を別の製品または技術と比較しますが、開発経路やシナリオの比較にも同じアプローチを適用できます。.
LCAと環境影響評価（EIA）
それぞれの時間的・地理的な評価範囲にわたってLCAとEIAを比較すると、両者は競合するものではなく、補完し合う手法であることが分かります。LCAは通常、グローバルな規模で、資源採取（クレードル）から製品寿命終了時（グレーブ）まで、製品またはサービスを評価します。.
これに対し、EIAは単一の地点を対象に評価します。地点固有の環境影響評価では、近隣の居住者数、事業地と住宅地の距離、特定の生態系の有無など、その場所に固有の変数を考慮します。.
原材料の採取
天然資源の採取とは、石炭、石油、ガス、金属などの資源を製造または商品として販売するために地中から取り出すことです。責任ある方法で行われない場合、このプロセスは危険を伴い、環境に損害を与える可能性があります。.
石油とガスは、地中を掘削して燃料をくみ上げることで採取されます。従来型の手法のほか、高圧の水で岩盤を破砕し燃料を放出させるフラッキングも用いられます。石炭の採取では、鉱床上部の土壌を除去するか、地中を掘削します。.
金属は通常、採掘によって取り出されます。金属鉱床周辺の土壌を掘削し、専用機器で金属を採取した後、製造工場または製油所へ輸送する前に、不純物を除去するための洗浄・加工を行います。.
原材料の採取は、システムまたは製品の総環境負荷において大きな割合を占めるため、あらゆるLCAでこの段階を慎重に扱う必要があります。また、データ面でも複雑です。評価のシステム境界、関与するサブプロセス、使用エネルギーをすべて明確にする必要があります。.
この段階が「クレードル」です。これらの原材料から製造された製品の最終処分は「グレーブ」であり、製品寿命終了時（End-of-Life（EoL））または廃棄物管理段階とも呼ばれます。.
LCAの段階
LCAは、原材料の調達、製品の製造、包装、流通、使用、廃棄に至るまで、製品またはサービスのライフサイクル全体における環境影響を一覧化・分析する手法です。この手法は30年以上にわたり利用されており、国際標準化機構（ISO）が1990年代に関連規格を公表しました。現在では製品・環境評価において確立された手法であり、製品開発のあらゆる段階で適用できます。.
LCAは、以下の取り組みを支援します。
- 製品・サービスの環境影響を評価する
- 環境上の便益とコストを特定・測定する
- 環境パフォーマンスを評価する
- 重要な環境側面を特定する
- 意思決定を支援する
LCAの実施における一般的な手順
- 調査の境界とスコープを設定する
- 評価対象となる製品またはサービスを選定する
- 環境影響カテゴリを特定し、特性化する
- 環境影響を推計するための方法論を策定する
- 環境影響を推計する
- LCA報告書を作成し、結果を伝達する
ライフサイクル影響評価（LCIA）
LCIAは、あらゆるLCAに不可欠なステップです。評価の実施に向けてCML、ReCiPe、TRACIなどの手法が開発されており、ミッドポイントとエンドポイントの2つのレベルで機能します。.
大半のLCIA手法はミッドポイントレベルで機能します。ReCiPeを含む一部の手法では、エンドポイント評価も提供されています。エンドポイントでは、地球温暖化係数（GWP）、人間毒性係数（HTP）、酸性化係数（AP）、エネルギー枯渇、富栄養化係数（EP）、オゾン層破壊（OLD）などの環境テーマを、健康への影響、生態系への影響、天然資源への影響という被害カテゴリーに集約します。11以上の環境テーマが、3つの生態学的指標に集約されます。.
適切なLCIAアプローチの選定は、容易ではありません。この課題への実践的な対応策の一つは、業界レポートや査読済み学術研究を確認することです。.
環境テーマ
環境負荷または影響カテゴリーとも呼ばれる環境テーマは、LCIAフェーズで得られる結果です。気候変動（GWP）が最もよく知られていますが、HTPもその一つです。LCAで最も頻繁に評価されるテーマを以下に示します。.
- 元素の非生物的資源枯渇（ADE） — kg Sb eq.で測定される、天然資源の採取による影響。ライフサイクル全体で使用される資源と資源消費量との差を示します。.
- 化石資源の非生物的資源枯渇（ADF） — MJで表され、天然ガスなどのエネルギーおよび非再生可能資源の枯渇に関する指標です。.
- 酸性化ポテンシャル（AP） — kg SO₂ eq.で表される、SO₂を基準とした材料1kg当たりに生成されるH⁺イオンの量であり、材料が引き起こし得る最大の酸性化を示します。.
- 富栄養化ポテンシャル（EP） — kgリン酸塩eq.で表される、肥料による水域および土壌の過剰な富栄養化の可能性です。.
- 淡水生態系毒性係数（FAETP） — kg DCB eq.で表される、有害化学物質が水生生物に及ぼす影響を定量化する指標です。.
- 地球温暖化係数（GWP） — kg CO₂ eq.で表される、気候変動ポテンシャルの標準的な指標です。.
- 人間毒性係数（HTP） — kg DCB eq.で表される、人が曝露する重金属などの化学物質排出を反映する指標です。.
- 陸域生態系毒性係数（TETP） — kg DCB eq.で表される、有害化学物質が陸域生態系に及ぼす影響です。.
LCAデータ
利用可能な二次データは多いものの、一部のプロセスや材料はLCAデータベースに含まれていません。データ収集は、あらゆるLCAにおいて最も困難な作業です。時間とリソースに応じて、不足データは直接収集するか、複数の方法で推定できます。以下の2つのカテゴリーを区別することが重要です。
- フォアグラウンドデータ — モデリング対象の特定の生産システムまたは製品システムを記述する専門的なデータです。.
- バックグラウンドデータ — 一般的な材料、エネルギー、輸送、廃棄物管理を対象とする排出係数データベースおよび文献です。.
ライフサイクルインベントリ（LCI）
排出係数のLCIデータベースは、製品および材料のライフサイクル全体における機能単位当たりの環境影響を示します。これらには、生産時に使用される材料とエネルギー、使用時および廃棄時に発生する廃棄物に関する情報が含まれており、原材料の採取から最終処分までの各段階で影響を評価できます。また、製品や材料の比較を支援し、影響を削減できる箇所の特定にも役立ちます。.
LCIデータベースの例
- ecoinvent — 各国固有のプロセスを幅広く網羅する世界有数のLCIデータベースです。工業国のプロセスに加え、中国データまたはグローバルデータに分類された豊富なプロセスも収録しています。数千のプロセスに関する詳細なデータを提供しています。.
- IDEA（環境分析用インベントリデータベース） — 日本を代表するLCAデータベースであり、日本の経済生産活動の大半を網羅しています。日本標準商品分類に基づく約3,800のプロセスを収録しており、現在は以下を通じて利用できます。 SimaPro および openLCA.
IDEAには約3,800のプロセスが収録されており、ecoinventには約18,000の活動が収録され、新たな手法を反映して頻繁に更新されています。なお、ecoinventなど広く利用されているLCIデータベースは GaBi Professionalには、その拡張版とともに、日本を含む各国固有のデータセットが収録されています。.
LCAの反復的な4つのフェーズ
目的およびスコープの定義
このフェーズでは、調査の目的と範囲を定めます。この時点で、システムの機能、排出量と資源採取量の算定基準となる機能単位、システム境界など、複数の重要な要素を確定します。ベースシナリオと代替案の両方を設定します。.
機能単位は比較の基準です。たとえば、プラスチック1 kgの生産を基準とし、同じ1 kgを基準に代替案を比較します。その単位当たりの影響に総生産量を乗じることで、日次、月次、または年次の生産量による正味の環境影響を算出できます。.
インベントリ分析
大気、水、土壌への排出量、および再生可能・非再生可能な原材料の採取量を定量化します。また、システムの稼働に必要な資源もこの段階で特定します。.
影響評価
このフェーズでは、インベントリで特定された影響の重要性を評価します。手順は以下のとおりです。
- 影響領域、領域指標、特性化係数の設定
- 地球温暖化、人間毒性、生態毒性、資源利用などの環境影響の評価
- 各影響領域に寄与する排出量の分類、エンドポイント特性化による重み付け、およびミッドポイント値に基づく集計
- 影響領域を人間の健康、生態系の質、資源といった被害領域に統合する被害評価
- 対象製品の寄与を、特定の影響領域における世界全体の影響に対する比率として示す任意の正規化
- 相対的な重要性または被害を考慮する、任意の社会的重み付け
解釈
結果を解釈し、不確実性を評価します。クリティカルレビューでは、感度分析と不確実性分析（モンテカルロシミュレーション）を用いて、設定した境界条件や仮定の影響を検証し、主要なパラメータと改善のための代替案を特定します。最後に、環境影響を経済的または社会的影響と比較検討できます。.
評価レベル
システム境界内、および特定プロセスのデータセット内には、複数の評価レベルがあります。データセットの対象範囲は、その種類、すなわちゲート・ツー・ゲートの単位プロセス、集約プロセス、またはクレードル・ツー・グレーブで集約されたプロセスのいずれであるかによって異なります。.
- ゲート・ツー・ゲート — 原材料の取得または調達から、敷地内のすべての製造工程を経て、敷地のゲートを出る直前の最終工程までの、企業または事業所に関連するすべての活動。.
- クレードル・ツー・ゲート — 資源採取から敷地のゲートを出る直前の最終工程までのすべての活動。すべてのエネルギーおよび前駆体の生産、ならびに敷地内生産を含みます。.
- ゲート・ツー・グレーブ — ゲート以降から最終処分までの活動を対象とします。.
- クレードル・ツー・グレーブ — 製品の使用、保守、使用後段階まで含めたライフサイクル全体です。クレードル・ツー・ゲートを拡張し、廃棄、リサイクル、再利用を対象とします。.
結論
LCAは、製品が環境に与える影響と、その影響を低減できる箇所を把握するための実践的な手法です。企業が製品の環境負荷を低減し、製品設計や使用する材料についてより適切な意思決定を行うのに役立ちます。.
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