如何处理回收材料和生命末期处理，会显著影响LCA结果。一个使用50%回收钢的产品，根据使用的方法论方法不同，其报告的影响可能大相径庭。本课解释主要的几种方法及其适用场景。
核心挑战
回收创造了一个方法论难题：回收材料连接了两个产品生命周期。
考虑回收铝：
- 第一生命：铝罐 → 收集 → 回收
- 第二生命：回收铝 → 新产品
哪个产品获得回收的抵扣？是第一个产品（将材料送去回收），还是第二个产品（使用回收材料）？
不同的方法对此有不同的回答，而选择会显著影响结果。
三种主要方法
1. 截断法（回收含量法）
核心原则：每个产品系统仅对其生命周期内的过程负责。回收输入”无负担”地进入。
工作原理：
- 第一个产品：承担到收集点为止的影响；回收过程归第二生命
- 第二个产品：接收回收材料，不承担上游负担；承担回收过程的影响
负担分配：
第一个产品生命周期：
原生材料 → 制造 → 使用 → 收集 → [结束]
↓
分类/处理
↓
第二个产品生命周期： [开始] ← 回收材料（无负担）主要特点：
- 简单透明
- 对可回收性没有抵扣——仅对使用回收含量给予奖励
- 鼓励使用回收材料
- ecoinvent”Cut-off”系统模型采用
截断法因其简单性而常被优先选择，并且它奖励实际使用的回收含量（这是可验证的）。你知道自己投入了什么，但不知道生命末期会发生什么。
2. 生命末期法（替代法/避免负担法）
核心原则：提供可回收材料的产品获得避免原生生产的抵扣。
工作原理：
- 第一个产品：获得替代原生材料生产的抵扣
- 第二个产品：承担输入材料的全部负担（与原生等同）
负担分配：
第一个产品生命周期：
原生材料 → 制造 → 使用 → 收集 → 回收
↓
抵扣：避免的原生生产
↓
第二个产品生命周期：
原生等同负担 → 制造 → 使用 → ...主要特点：
- 奖励可回收性设计
- 需要对替代率做出假设
- 计算更复杂
- 对替代对象的假设敏感
- ecoinvent”APOS”系统模型采用（针对联产品）
3. 循环足迹公式（CFF）
核心原则：基于市场动态和质量考量，在第一和第二生命之间分配负担和抵扣。
工作原理：欧盟的产品环境足迹（PEF）方法使用一个公式来分担负担：
材料负担 = (1-R1)×Ev + R1×(A×Erecycled + (1-A)×Ev×Qsin/Qp)
+ (1-A)×R2×(Erecycled,EoL - Ev×Qsout/Qp)
+ (1-B)×R3×(EER - LHV×XER,heat×ESE,heat - LHV×XER,elec×ESE,elec)
+ (1-R2-R3)×Ed其中：
- R1 = 回收含量比例
- R2 = 生命末期回收率
- R3 = 能量回收率
- A = 分配因子（默认0.5）
- Q = 质量比
- E = 各种环境影响
主要特点：
- 在生命周期之间分担责任
- 考虑质量变化（降级回收）
- 默认生产者和回收者之间50/50分担
- 欧盟PEF研究要求使用
方法比较：钢材示例
考虑一个钢产品，具有：
- 50%回收含量
- 生命末期回收率90%
原生钢：2.0 kg CO₂/kg 回收钢加工：0.5 kg CO₂/kg 收集和分拣：0.1 kg CO₂/kg
截断法
输入：50%原生（1.0 kg CO₂）+ 50%回收（0.25 kg CO₂）= 1.25 kg CO₂/kg
使用阶段：（正常）
生命末期：收集（0.1 kg CO₂）[回收进入下一生命]
总输入负担：1.35 kg CO₂/kg替代法
输入：100%原生等同（2.0 kg CO₂）
使用阶段：（正常）
生命末期：收集 + 回收（0.6 kg CO₂）
抵扣：90% × (2.0 - 0.5) = -1.35 kg CO₂ 避免
总计：2.0 + 0.6 - 1.35 = 1.25 kg CO₂/kg循环足迹公式（A=0.5）
完整的CFF计算涉及材料输入、能量回收和质量调整等多个项。我们不提供可能误导的简化计算，而是指出CFF通常得出的结果介于截断法和替代法之间，因为它使用分配因子A（默认0.5）在生命周期之间分担负担和抵扣。
对于实际的CFF计算，请参考官方PEF方法指南，其中提供了详细的工作示例和参数值。
该钢材示例的CFF结果将落在约1.0–1.3 kg CO₂/kg的范围内，反映了生产者和回收者之间50/50的负担分担。
结果比较
| 方法 | 结果（kg CO₂/kg） | 备注 |
|---|---|---|
| 截断法 | 1.35 | 简单、可验证 |
| 替代法 | 1.25 | 抵扣未来回收 |
| CFF（A=0.5） | ~1.0 | 共享抵扣 |
“正确”答案取决于你提出的问题。
选择方法
使用截断法的场景：
- 创建EPD（大多数PCR要求）
- 透明度和简单性是优先考量
- 你想奖励经过验证的回收含量
- 生命末期去向不确定
使用替代法的场景：
- 进行结果性LCA
- 评估可回收性设计
- 比较回收与填埋情景
- 产品有完善的回收渠道
使用CFF的场景：
- 进行欧盟PEF研究
- 法规合规要求
- 你想在生命周期之间分担责任
- 回收含量和可回收性都重要
重要考量
质量退化（降级回收）
许多材料在回收过程中质量下降：
- 塑料可能仅适用于较低等级的应用
- 纸张纤维随每次循环缩短
- 某些金属的合金污染限制再利用
不同方法处理方式不同：
- 截断法：忽略质量（可能高估回收输入的价值）
- 替代法：应考虑实际被替代的对象
- CFF：包含质量因子（Qsin、Qsout）
闭环回收与开环回收
闭环回收：材料回到相同的应用
- 示例：铝罐 → 铝罐
- 替代比例通常为1:1
开环回收：材料进入不同应用
- 示例：PET瓶 → 抓绒纤维
- 由于质量原因，替代比例可能<1
收集和回收率
生命末期方法依赖于以下假设：
- 实际收集的比例是多少？
- 收集的材料中实际被回收（vs. 降级回收或损失）的比例是多少？
- 实际被替代的是什么材料？
这些因以下因素而异：
- 材料类型
- 地理位置
- 时间段
- 收集基础设施
不要假设100%回收率。尽可能使用实际区域数据。夸大回收率会显著高估抵扣。
时间考量
生命末期发生在未来：
- 回收基础设施可能改善
- 回收材料市场可能变化
- 不同产品具有不同的使用寿命
当前状态的假设可能无法反映未来的现实。
文档要求
无论采用哪种方法，都应记录：
- 采用的方法及其理由
- 回收含量百分比（及来源）
- 假设的回收率（及来源）
- 质量因子（如适用）
- 被替代的原生材料（针对替代法）
- 关键假设的敏感性分析
方法汇总表
| 特征 | 截断法 | 替代法 | CFF |
|---|---|---|---|
| 回收输入负担 | 仅加工 | 全部原生等同 | 分担 |
| 生命末期抵扣 | 无 | 全部避免负担 | 分担 |
| 奖励对象 | 回收含量使用 | 可回收性 | 两者 |
| 复杂度 | 低 | 中 | 高 |
| 数据需求 | 当前状态 | 未来预测 | 两者 |
| 常见用途 | EPD、通用 | CLCA、设计 | 欧盟PEF |
混合方法
一些研究使用混合方法：
敏感性测试：使用多种方法计算以展示范围。
方法匹配：对未知去向使用截断法，对保证回收的情况使用替代法。
保守选择：使用对声明产生最不利结果的方法。
关键要点
- 存在三种主要方法：截断法、替代法和CFF
- 截断法奖励回收含量；替代法奖励可回收性
- CFF在生产者和回收者之间共享抵扣
- 结果可能差异显著——方法选择很重要
- 根据研究目标和情境匹配方法
- 记录关于回收率、质量和替代的假设
练习
一个塑料产品含有30%回收PET，生命末期回收率为40%。使用以下方法计算输入相关的负担：
- 截断法
- 替代法（假设回收PET 1:1替代原生PET）
给定：
- 原生PET：3.0 kg CO₂/kg
- PET回收过程：0.8 kg CO₂/kg
结果如何不同？你会为（a）EPD和（b）设计比较选择哪种方法？
恭喜！
你已经完成了高级方法系列课程。你现在对不确定性分析、蒙特卡洛模拟、结果性LCA、社会LCA和生命末期分配方法有了深入的了解。
延伸阅读
- Allacker, K., et al. (2017). Allocation Solutions for Secondary Material Production and End of Life Recovery. Resources, Conservation and Recycling.
- European Commission (2021). Annex C: Circular Footprint Formula. PEF Method.
- Schrijvers, D.L., et al. (2016). A Review of Methods and Studies on the Environmental Impacts of the Recycling of Metals. Journal of Industrial Ecology.
附：分配与共产品处理
多产品过程、回收系统和能源联产中的排放分配，是产品碳足迹和 LCA 项目的基本方法问题。分配方法的选择直接影响各产品的碳足迹结果，因此必须在研究开始前明确规则。
分配问题的来源
- 多产品过程：同一生产线产出多种产品。例如面粉厂同时产出面粉和麦麸；炼油厂同时产出汽油、柴油和沥青。
- 回收过程：再生材料既承载了原生生产的部分排放，也承载了回收过程的排放。
- 热电联产（CHP）：一个燃料输入同时产出电力和热能。
- 废弃物处理：废弃物焚烧或填埋产生的能源回收。
分配方法的优先级（ISO 14044 体系）
- 通过过程细分避免分配：把共产品的生产过程拆成独立的子过程。
- 通过系统扩展避免分配：把被替代产品的生产过程纳入系统边界。
- 按物理关系分配：按质量、能量或物质含量分配。
- 按经济关系分配：按共产品的经济价值分配。PAS 2050 在实践中倾向于经济分配。
回收分配的两种模式
闭环回收：当回收材料替回同一产品系统中同类原生材料时，再生材料承载回收过程排放，原生材料首次生产排放不再出现。
开环回收：回收材料离开原产品系统进入另一个系统时，常用方法包括回收含量法、避免负担法、50/50法。
经济分配的实际示例
输入 1 吨小麦，产出 0.75 吨面粉（产值 €300）和 0.25 吨麦麸（产值 €30）。面粉产值占 90.9%，因此承担 90.9% 的过程排放。
项目执行中的关键判断
- 分配规则必须在研究开始前确定，不能事后调整。
- 不要混合分配方法。
- 对关键产品进行敏感性分析（物理分配 vs 经济分配）。
- PCR / PEFCR 优先遵循。
常见错误
- 共生产过程不说明分配规则，直接把全部排放归于主要产品。
- 分配方法选择在研究结束后根据”哪个结果更好看”调整。
- 把不同分配规则下的产品结果直接比较。