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ライフ サイクル アセスメント: 入門ガイド

目次

バックグラウンド

持続可能性の概念はしばしば議論されますが、それを実践することはより困難です。環境へのダメージを最小限に抑え、以前の取り組みを改善するために、調査の後、宣言と行動を可能な限り迅速に行う必要があります。ただし、次の 3 つの要件を満たす必要があります。実行可能なアクション、代替案の優先順位付け、コスト、環境への影響、および経済的制約を考慮しながらベスト プラクティスを選択する必要があります。

The ライフサイクルアセスメント(LCA) は、この需要を満たすために利用可能なテクノロジ ソリューションまたは製品を選択および最適化するのに役立つ意思決定ツールです。問題は、資金不足の特定のケースをどのように解決するかではありません。エンジニアリングはすでに一般的であるか、それを処理する可能性があります。問題は、優先順位をどのように設定するかです。悲しいことに、世界はすべてに資金を提供する余裕はありません。 LCA は、最も変更が必要な手順を示すため、最新の進歩を補完します。サステナビリティの観点から、LCAは非常に重要です。これは、製品またはサービスのライフサイクルが含まれているためです。これにより、環境への影響が他の場所に移動する原因となる唯一の改善が局所的な改善になるのを防ぐことができます。エコロジカル パフォーマンス、原材料の実際の使用、および汚染物質の排出を評価するための戦略は、以前の環境アセスメントには当てはまらなかったシステムまたはアイテムの目的に依存します。

環境への害を最小限に抑える実践的な活動は、調査後に実施する必要があります。したがって、移動を有効にするには、いくつかの前提条件を満たす必要があります。

  • 調査の後、環境への害を最小限に抑える実践的な活動を行う必要があります。
  • 環境への影響の評価。これにより、物事が改善されることさえあります。アクションが効果的であるため。

 

ライフサイクルアセスメント(LCA)とは?

LCAの考え方

LCAの考え方

LCA は、揺りかごから墓場までのライフ サイクルを通じて、製品またはシステムの環境への影響を評価するために使用される方法論です。 LCA は、意思決定者がより持続可能な意思決定を行うのに役立つシステムまたは製品の生態学的影響を特定して定量化しようとします。 LCA は、さまざまな製品や手順が環境に与える影響を判断する強力なツールです。車、建物、食品システムが環境に与える影響を把握するために使用されます。原材料の調達から製造、使用、廃棄まで、設計または製品のライフサイクルのすべてのステップを考慮した完全なアプローチです。

LCA は複雑なプロセスであり、製品やサービスの環境への影響を比較するために詳細なフィールドがよく使用されます。ローカルからグローバルまで、さまざまなレベルで使用できます。

いくつかの評価方法とアプローチを使用できます。最も重要なことは、製品またはシステムを評価するための最良の方法と手順を選択することです。 LCA の結果は、さまざまな持続可能な選択肢がどのようなものであるかを意思決定者に伝え、最も持続可能な選択肢を選択するのに役立ちます。 LCA は次のことを考慮します。

  • 原材料の抽出。
  • 製品の生産。
  • 製品の使用。
  • 輸送とエネルギー使用。
  • 廃棄物管理。

ライフサイクルアセスメント(LCA)とは?

  • LCA は、企業が環境への影響を特定して削減するのに役立ちます。
  • LCA は、持続可能なビジネス慣行を特定するのに役立ちます。
  • より環境に優しい技術、製品、およびシステムの開発を支援できます。
  • 気候変動が環境と健康に与える影響を理解し、それと闘うためのアプローチを評価するのに役立ちます。
  • これは、いくつかの製品、テクノロジ、または将来のシナリオをベースライン シナリオ (現在の状況など) と比較するのに役立ちます。
  • テクノロジーの環境性能の向上に役立ちます。
  • 特に他の持続可能性評価方法と統合された場合に、環境と持続可能性の懸念に関する大きな質問に答えます。
  • 製品、技術、サービスの弱点を特定するのに役立ちます。
  • 消費者の利益のために: LCA は、消費者が購入する製品について十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

ライフサイクルアセスメント(LCA)とは?

LCA は、製品がゆりかごから墓場まで、製品寿命のあらゆる段階で環境にどのように影響するかを把握するための分析的な方法です。 LCA は、製品やプロセスの環境への悪影響を軽減し、最も環境に優しい設計方法を見つけるのに役立ちます。これは、自動車の製造からトマトの栽培まで、あらゆる製品またはプロセスの分析的かつ包括的な技術です。 LCA は、次のような製品寿命のあらゆる段階での製品の環境への影響を見つけて測定しようとします。

  1. 資源の抽出と生産。
  2. 使用およびサポート終了。
  3. 輸送と流通。
  4. サイト外の環境への影響 (例: 大気および水への排出、固形廃棄物)。

LCA は、製品が環境に与える影響と、環境に最適な設計を判断するのに役立ちます。 LCA は、製品のライフ サイクルのすべての段階でデータを収集し、そのデータをソフトウェア プログラムに入力してシステムをモデル化する、特別に訓練されたアナリストによって実行されます。時間のかかるプロセスですが、手計算で行うことができます。多くの場合、LCA ソフトウェアを使用すると、LCA の実施プロセスを大幅に加速できます。次に、アナリストは、製品のライフ サイクルの各ステップが環境にどのように影響するかを調べ、それぞれに重みを付けます。重みは、ステージが環境にどのように影響するか、およびそのステージが製品の環境への全体的な影響にどの程度追加されるかに基づいています。 LCA の出力には、製品の環境プロファイルと、環境への影響を軽減するための推奨事項が含まれます。

LCA調査の種類

LCA調査の種類

  1. LCAのスクリーニング: スクリーニングLCAは、製品、サービス、または製造プロセスがどれだけ環境に優しいかを推定できます。何千ものプロセスとセクターを含むライフサイクル インベントリ (LCI) データベースは、製品、サービス、または製造プロセスの全体的な環境パフォーマンスを推定できます。この研究では、富栄養化、酸性化、人間への毒性、気候変動など、いくつかの影響を計算して評価します。このアプローチを使用すると、生産プロセスに関連する悪影響をよりよく理解できます。特定の製品の選択が企業の環境プロファイルにプラスまたはマイナスの影響を与える場合、マイナスまたはプラスの影響を見積もることができます。この LCA は、システムの全体的な環境負荷、製品、サービス、または技術を判断するのに役立ちます。
  2. 製品LCA: 製品のLCAは、製品や技術の構想から廃棄までの環境性能を調査します。不適切に廃棄されるのではなく、抽出から廃棄まで、生産サイクルのあらゆる側面がカバーされています。これは、埋め立て、焼却、または有害廃棄物の処理による汚染などの問題につながる可能性があります。
  3. 比較LCA: 製品またはプロセスのすべての側面と段階の環境への影響を考慮し、その影響を正確に説明します。一般的な LCA 調査のタイプは、2 つの製品または技術 (ある技術など) を別の技術と比較する場合です。ただし、このアプローチは他の状況でも使用できます (開発ルートの比較など)。

 

LCA対環境影響評価(EIA)

補完的な時間と地理的スケールで LCA と EIA を比較すると、2 つの手段の補完性が示されます。 LCA は、必要に応じて、製品またはサービスを抽出 (ゆりかご) から廃棄 (墓) まで、地球規模で評価します。同時に、EIA は 1 つの場所を調べます。サイト固有の EIA では、近くに住んでいる人の数、サイトと住宅地の間の距離、特定の生態系の存在など、その場所に固有の変数が考慮されます。

ライフ サイクル アセスメント vs. 環境影響アセスメント

結論

LCA は、製品が環境にどのように影響し、どこを改善できるかを判断する貴重なツールです。 LCA は、企業が製品の環境への影響を軽減し、製品の設計方法と使用する材料についてより適切な決定を下すのに役立ちます。

原材料の抽出

天然資源の抽出とは、商品として製造または販売するために地球から材料を取り除くことを意味します。原材料とは、石炭、石油、ガス、金属などの抽出物です。抽出プロセスは、責任を持って行わないと危険であり、環境に悪影響を及ぼす可能性があります。石油とガスは、地中を掘削し、地中から燃料を汲み出すことによって抽出されます。これは、従来の方法または高圧水を使用して岩石を砕き、エネルギーを放出するフラッキングを使用して行うことができます。採掘には、石炭鉱床の上にある土を取り除く作業が含まれます。掘削は、巨大なドリルを使用して地面から石炭を抽出することで構成されます。

金属は通常、採掘によって抽出されます。このプロセスでは、土が金属鉱床から掘り出され、特別なツールを使用して金属を引き抜きます。金属を洗浄・加工して不純物を取り除きます。販売の準備が整うと、製造工場や金属精錬所に運ばれます。天然資源の採掘は、費用がかかり危険なプロセスになる可能性があります。責任を持って行わないと、環境に害を及ぼす可能性もあります。原材料の抽出は、システムまたは製品の総環境負荷のかなりのマイナスの割合を占めています。したがって、LCAを実施する際には、原材料の抽出段階を慎重に検討する必要があります。また、必要なデータ、評価のシステム境界、進化したサブプロセス、および使用されるエネルギーに関する複雑なプロセスでもあります。この段階は「墓」とも呼ばれます。同時に、原材料から生成された製品の最終処分は、「墓場」または廃棄(EoL)段階、または単に廃棄物管理段階と呼ばれます。

LCAのフェーズ

LCA は、製品またはサービスのライフサイクル全体にわたる環境への影響のリストと分析です。 LCA は、製品またはサービスの環境への影響を「ゆりかごから墓場まで」見つけて測定しようとします。これには、原材料の入手、製品の製造、梱包、配布、使用、廃棄が含まれます。 LCA は、製品やサービスが環境に与える影響を判断するために 30 年以上使用されてきました。国際標準化機構 (ISO) は、1990 年代に LCA に関する規格をリリースしました。 LCA は、製品および環境アセスメントの一部として確立されています。 LCAは環境アセスメントツールであるため、製品開発のあらゆる段階で使用できます。 LCA は次の目的で使用できます。

  • 製品やサービスの環境影響を評価します。
  • 製品とサービスの生態学的利点とコストを特定し、測定します。
  • 製品およびサービスの環境パフォーマンスの評価。
  • 製品とサービスの重要な生態学的側面を特定します。
  • 製品やサービスに関する意思決定をサポートします。
  • LCA の 4 つの主なフェーズは、目標と範囲です。このフェーズでは、目標、範囲、評価のシステム境界、および機能単位 (参照単位) がすべて決定されます。利用可能な単位 (たとえば、1 kg のプラスチックの生産量は、1 kg の参照単位で別の代替案を比較するために使用されます)。または、1 kg の影響を見積もるには、それに総生産量を掛けることで、特定の種類のプラスチックの毎日、毎月、または毎年の生産による正味の環境への影響を得ることができます。在庫段階 – 製品またはサービスの環境への影響を特定し、定量化します。影響評価段階 - インベントリ段階で特定された環境への影響の重要性を決定します。最後に、結果の解釈と伝達です。以下は、LCA を実施するための一般的な手順です。

  • 調査の境界 (範囲) を確立します。
  • 評価する製品またはサービスを選択します。
  • 環境影響のカテゴリを特定し、特徴付けます。
  • 生態学的影響を推定するための方法論を開発します。
  • 環境への影響を推定します。
  • LCA の影響評価フェーズには、通常、次の手順が含まれます。
  • 製品またはサービスの環境への影響を評価します。
  • 製品とサービスの生態学的利点とコストを特定し、測定します。
  • 製品およびサービスの環境パフォーマンスの評価。
  • 製品とサービスの重要な生態学的側面を特定します。
  • 製品やサービスに関する意思決定をサポートします。
  • LCA の結果フェーズの解釈と伝達には、通常、次の手順が含まれます。
  • LCAレポートの作成。
  • LCAの結果を伝える。

ライフサイクル影響評価 (LCIA)

LCIA は、完了しなければならない LCA の重要なステップです。環境を評価するために、CML、ReCiPe、TRACI、およびその他の LCIA 方法論が開発されています。これらのアプローチには、ミッドポイントとエンドポイントの 2 つの評価レベルがあります。

 LCIA 手続きの大部分はミッドポイント レベルです。 ReCiPe アプローチなど、エンドポイント レベルの評価を行うものはほとんどありません。地球温暖化係数 (GWP)、人体毒性係数 (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) などのエンドポイント環境テーマは、損害に集約されることがよくあります。健康へのダメージ、生態系へのダメージ、天然資源へのダメージなどのカテゴリ (11 以上の環境テーマが 3 つの主要な生態学的指標に集約されます)。適切な LCIA アプローチを選択することは、通常、注意が必要です。業界レポートの文献調査と査読付きの学術研究は、この困難への 1 つの方法です。

環境テーマ:

  • 「環境負荷」または「環境影響カテゴリ」とも呼ばれる環境テーマは、「気候変動」や GWP などの LCIA フェーズから得られた結果です。その他には、例えばHTPが含まれる。以下は、LCAで評価されることが多い環境テーマの例です。
  • 非生物的要素の枯渇 (ADE): ADE (kg Sb-Eq で測定) は、天然資源開発の影響です。これは、廃棄物のライフサイクル全体で使用されるリソースとリソース消費の違いです。
  • 化石の非生物的枯渇 (ADF): ADF (MJ で表される) は、資源の枯渇 (例えば、エネルギーおよび天然ガスなどの再生不可能なエネルギー資源) に関連しています。
  • AP: AP の影響は kg SO で表されます2 式これは、SO と比較して、材料 1 キログラムあたりに生成される H+ イオンの量です。2.その結果、それは材料が誘発する可能性のある酸性化の最大量を表します。
  • EP: キログラムで表されるリン当量は、肥料が水と土壌を過剰に肥やす可能性です。
  • 淡水水生環境毒性ポテンシャル (FAETP): FAETP (DCB-Eq の kg で表される) は、有毒化学物質が水生生物に及ぼす悪影響を定量化します。
  • GWP: GWP (CO の kg として与えられる)2-Eq) は、気候変動の可能性としてよく知られています。気候変動を測定する方法です。
  • HTTP: HTP (kg DCB-Eq 単位) は、人間がさらされる重金属などの化学物質の排出を反映しています。
  • Terrestris Ecotoxicity Potential (TETP): TETP (DCB-Eq の kg で表される) は、陸上生態系に対する有害化学物質の影響を指します。

LCAデータ

大規模な二次データにもかかわらず、一部のプロセスまたは材料は LCA データベースで利用できないことがよくあります。データ収集は、LCA を実行する上で最も困難な部分です。時間とリソースに応じて、不足しているデータをいくつかの方法で収集または推定できます。区別するのに役立つ 2 種類のデータがあります。

  • フォアグラウンド データは、システム モデリングに必要な特定の生産システムまたは製品システムを記述する特殊なデータです。
  • 背景データ: 排出係数と文献のデータベースには、一般的な材料の製造、エネルギー、輸送、および廃棄物管理に関連する背景データが含まれています。

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、製品のライフ サイクル全体の機能単位および材料ごとの環境への影響を表します。データベースには、製品の製造に使用される材料とエネルギー、および製品の使用と廃棄中に発生する廃棄物に関する情報が含まれています。この情報により、原材料の採取から最終処分までのライフサイクルの各段階で、製品や材料の環境への影響を評価できます。 LCI データベースは、さまざまな製品や素材の環境への影響を比較し、環境への影響を削減する機会を特定することもできます。

国際協会データベースの例:

  • ecoinvent データベース: ecoinvent データベースは世界トップの LCI データベースであり、先進国における国固有のプロセスを幅広くカバーしています。データベースには、China-Data または Global Data として分類される長い手順も含まれています。何百ものプロセスの詳細なプロセス データが提供されるため、ユーザーは、選択した環境への影響について知識に基づいた決定を下すことができます。

 

  • IDEA for Environmental Analysis (IDEA): IDEA は、日本で業界をリードする LCA データベースです。これは、日本企業の経済的生産活動の大部分を網羅しています。日本標準商品分類に基づく約3,800工程を収録。最近、データベースの人気が高まり、さまざまな LCA ツール (SimaPro および openLCA) でアクセスできるようになりました。

IDEA データベースと ecoinvent データベースには、それぞれ 3,800 のプロセスと 18,000 のアクティビティが含まれています。 2 つ目は広く利用されており、新しいアプローチで更新されることがよくあります。 ecoinvent や GaBi Professional などの一般的な LCI データベース、およびそれらのデータベース拡張には、日本を含むさまざまな国固有の手法が含まれていることに注意してください。

LCA の 4 つのフェーズの定義

LCA の 4 つの反復フェーズ

フェーズ 1: 目標と範囲の定義

LCA 調査は、目標と範囲の定義で概説され、調査の目的と範囲が記述されています。このステップでは、いくつかの重要な側面が決定されます。システムの機能、排出と抽出の基礎となる機能単位、およびシステムの境界です。基本シナリオとオプションの両方について説明します。

フェーズ 2: 在庫分析

大気、水、土壌への有害な排出、および再生可能および再生不可能な原材料の抽出は、インベントリ調査で定量化されます。システムが機能するために必要なリソースもここで決定されます。

フェーズ 3: 影響評価

影響評価の手順には次のようなものがあります。

  • 影響カテゴリ、カテゴリ インジケータ、および特性要因の確立。
  • 環境への影響の評価 (地球温暖化、人体への毒性、生態毒性、資源利用など)
  • 環境影響の各カテゴリーに寄与する排出の分類。エンドポイントの特徴付けは、中間点に基づいて排出量を重み付けし、影響カテゴリに集計します。
  • 被害の特徴付けでは、影響カテゴリを組み合わせて被害カテゴリ (人間の健康、生態系の質、資源などへの損害) を作成します。
  • 追加の正規化ステップを実行して、調査対象の製品の貢献を特定のカテゴリの世界的な影響の一部として示すことができます。
  • 最後に、影響評価に社会的重み付けを適用して、相対的な重要性 (または損害) を説明することができます。四。解釈 取得した結果を分析し、不確実性を調べます。感度調査と不確実性の伝播により、主なパラメーターと改善の選択肢を特定できます。重要な分析では、指定された境界と仮説の影響を評価します。最後に、環境への影響は、経済的または社会的影響と比較検討される可能性があります。

フェーズ 4: 解釈

解釈では、結果が解釈され、不確実性が評価されます。重要な分析では、感度調査と不確実性分析 (モンテカルロ シミュレーション) を使用して、指定された制限と仮説の影響を評価し、主なパラメーターと改善の選択肢を特定します。最後に、環境への影響は、経済的または社会的影響と比較検討される可能性があります。

評価レベル

LCA 調査のシステム境界内および特定のプロセスのデータセット内には、3 つのレベルの評価があります。それは、データセットに含まれるものを決定する「ゲートからゲートへ」の単位プロセス、「集約」プロセス、または「ゆりかごから墓場までの集約」プロセスであるかどうか、データセットの種類によって異なります。

  • ゲート ツー ゲート: 材料の取得または調達から始まり、サイトのゲートを離れる前の最終ステップまで、オンサイトでのすべての製造プロセスを継続する、会社またはサイトに関連するすべての操作。
  • Cradle-to-Gate: 資源の抽出から、サイトのゲートを出る前の最終段階までのすべての操作。これには、すべてのエネルギーおよび前駆体の生産ステップとオンサイトの生産が含まれます。
  • ゲートから墓場へ:このレベルは、ゲートレベルから最終処分までの操作を拡張します。
  • Cradle to the Grave (ライフサイクル全体): Cradle-to-Gate は、製品の使用、メンテナンス、および EoL (廃棄、リサイクル、および再利用) を通じて拡張されます。

LCA調査における評価レベル

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