LCA 框架由 ISO 14040 定义的四个相互关联的阶段组成。在进行任何 LCA 研究之前，理解这些阶段至关重要。
四个阶段概述
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│ 1. 目标与范围 ◄──────────────────────────────────────┐ │
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│ 2. 清单分析（LCI） │ │
│ │ 迭代 │ │
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│ 3. 影响评价（LCIA） │ │
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│ 4. 结果解释 ──────────────────────────────────────────┘ │
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└─────────────────────────────────────────────────────────────┘请注意其迭代特性：后期阶段的发现往往需要重新审视早期的决策。
阶段 1：目标和范围定义
任何 LCA 研究的基础。该阶段确定研究的内容和目的。
关键要素
目标定义：
- 预期应用（决策支持、营销、政策）
- 开展研究的原因
- 目标受众
- 比较声明（如适用）
范围定义：
- 功能单位 ——比较的对象（例如”输送 1,000 升饮料”）
- 系统边界 ——包括和排除的内容
- 参考流 ——实现功能单位所需的物理数量
- 数据质量要求
- 分配程序
- 影响类别
功能单位的重要性
功能单位对于公平比较至关重要。比较的是功能，而非产品本身。例如，应比较”擦干双手 10,000 次”，而非”1 张纸巾 vs. 1 台干手器”。
系统边界示例
| 边界类型 | 包括范围 |
|---|---|
| 从摇篮到大门 | 原材料到制造阶段 |
| 从摇篮到坟墓 | 完整生命周期，包括末端处置 |
| 从摇篮到摇篮 | 包含回收循环的循环系统 |
| gate-to-gate | 仅单个生产过程 |
阶段 2：生命周期清单（LCI）
数据收集阶段。这通常是 LCA 中最耗时的部分。
LCI 涉及的工作
- 创建流程图 ——映射系统中的所有过程
- 数据收集 ——收集每个过程的输入/输出数据
- 数据验证 ——检查数据质量和一致性
- 将数据与功能单位关联 ——适当缩放所有流
流的类型
输入：
- 原材料
- 能源（电力、燃料）
- 水
- 中间产品
输出：
- 产品和副产品
- 向空气的排放
- 向水体的排放
- 向土壤的排放
- 固体废弃物
数据来源
LCI 数据来自主要来源（直接测量）、次要来源（如 ecoinvent 等数据库），或基于类似过程的估算。
处理多功能问题
当一个过程生产多种产品时，需要进行分配：
- 物理分配 ——基于质量、能量或其他物理属性
- 经济分配 ——基于市场价值
- 系统扩展 ——通过扩展系统边界避免分配
- 截断法 ——将环境负担归到主要产品上
阶段 3：生命周期影响评价（LCIA）
将清单数据转化为环境影响。
强制性要素
- 选择 影响类别、指标和模型
- 分类 ——将清单结果分配到影响类别
- 特征化 ——计算类别指标结果
常见影响类别
| 类别 | 单位 | 衡量内容 |
|---|---|---|
| 气候变化 | kg CO₂ eq | 温室气体排放 |
| 臭氧消耗 | kg CFC-11 eq | 平流层臭氧影响 |
| 酸化 | kg SO₂ eq | 酸雨潜力 |
| 富营养化 | kg PO₄ eq | 营养物富集 |
| 毒性 | CTUh/CTUe | 人类和生态系统毒性 |
| 资源消耗 | kg Sb eq | 不可再生资源使用 |
| 水资源消耗 | m³ | 淡水消耗 |
可选要素
- 归一化 ——与参考值比较（如人均影响）
- 分组 ——按特征对类别进行分类
- 加权 ——赋予相对重要性（主观操作！）
加权的局限性
ISO 14044 禁止在用于向公众披露的比较声明的研究中使用加权，因为加权涉及价值判断，不同利益相关者可能有不同倾向。
阶段 4：结果解释
理解结果并得出结论。
关键步骤
- 识别 重要问题
- 通过敏感性和不确定性分析进行评价
- 提出结论和建议
分析技术
贡献分析：
- 哪些生命周期阶段贡献最大？
- 哪些过程最为关键？
- 哪些排放物在每个影响类别中占主导地位？
敏感性分析：
- 结果如何随不同假设而变化？
- 哪些参数对结果影响最大？
不确定性分析：
- 结果的置信度如何？
- 不同方案之间的差异是否具有统计学显著性？
迭代特性
LCA 很少是线性的。您经常需要：
- 在初步结果后细化范围
- 为重要过程收集更多数据
- 根据发现调整边界
- 随着更优数据的获取更新模型
实用建议
首先使用现有数据进行筛选性 LCA。这有助于确定详细数据收集工作的重点方向。
总结
LCA 的四个阶段提供了一种结构化的环境评价方法：
- 目标与范围 ——定义研究什么以及为什么
- LCI ——收集输入/输出数据
- LCIA ——计算环境影响
- 结果解释 ——得出有意义的结论
每个阶段都建立在前一个阶段的基础之上，迭代过程确保了结果的稳健性和可靠性。
在下一篇中，我们将深入探讨功能单位和系统边界的定义。