“功能单位和声明单位有什么区别？“以及”如何比较寿命不同的产品？“是决定 LCA 结论是否有效的基本问题。本指南提供了公平比较产品的实用技术。
功能单位 vs. 声明单位
主要区别
| 方面 | 功能单位 | 声明单位 |
|---|---|---|
| 定义 | 量化的所交付功能 | 产品的物理数量 |
| 重点 | 服务/性能 | 产品数量 |
| 示例 | ”覆盖 10 平方米墙面 25 年" | "1 公斤油漆” |
| 比较性 | 实现公平比较 | 可能不允许比较 |
| 用例 | 比较性 LCA | EPD（有时）、B2B 产品 |
各自使用场景
功能单位 — 比较性声明所必需：
- “产品 A 优于产品 B”
- 面向消费者的声明
- 替代方案间的内部决策
声明单位 — 常见于 B2B 和 EPD：
- “这是我们产品 1 公斤的影响”
- 中间产品（出售用于进一步加工）
- 当最终用途未知或差异很大时
EPD 背景： 建筑领域的 EN 15804 在确切应用未知的情况下，对 B2B 产品使用声明单位。一份混凝土 EPD 可能使用”1 立方米混凝土”——买家然后根据其具体使用量计算影响。
常见问题：功能单位决策
功能单位和声明单位（对于 EPD）有什么区别？
功能单位量化的是功能：
- “擦干双手 10,000 次”
- “提供 1 MJ 热能”
- “运输 1 吨公里货物”
实现直接比较：哪种产品以更小的影响提供此功能？
声明单位量化的是产品：
- “1 公斤钢铁”
- “1 立方米混凝土”
- “1 平方米玻璃”
在不知道使用量的情况下，不能实现直接比较。
示例：
两种保温材料：
- 产品 A：30 kg/m³，导热系数 0.040 W/mK
- 产品 B：80 kg/m³，导热系数 0.035 W/mK
声明单位比较（1 公斤）：
- 产品 A：2.5 kg CO₂ 当量/kg
- 产品 B：1.8 kg CO₂ 当量/kg
- 结论：B 似乎更好（按每公斤计）
功能单位比较（R 值 5，1 平方米）：
- 产品 A 需要：200 mm × 30 kg/m³ = 6 kg → 15 kg CO₂ 当量
- 产品 B 需要：175 mm × 80 kg/m³ = 14 kg → 25.2 kg CO₂ 当量
- 结论：A 在功能上实际上更好
绝对不要比较单位不同的 EPD！ 将一种产品的”1 公斤”与另一种产品的”1 平方米”比较毫无意义。先转换为等效的功能性能。
如何比较寿命不同的产品？
挑战： 廉价产品寿命 5 年 vs. 高端产品寿命 20 年。
方法 1：固定服务期
定义一个涵盖多个产品周期的服务期：
服务期：20 年
产品 A（5 年寿命）：
- 20 年内需要 4 个单位
- 总影响：4 ×（制造 + 使用 + 生命末期）
产品 B（20 年寿命）：
- 20 年内需要 1 个单位
- 总影响：1 ×（制造 + 使用 + 生命末期）方法 2：按年归一化
将整个生命周期影响除以预期寿命：
产品 A：100 kg CO₂ 当量 ÷ 5 年 = 20 kg CO₂ 当量/年
产品 B：300 kg CO₂ 当量 ÷ 20 年 = 15 kg CO₂ 当量/年方法 3：折现（较少使用）
对未来影响应用时间价值折现率——在 LCA 中存在争议。
最佳实践： 大多数比较使用方法 1（固定服务期）。最透明且被广泛接受。
寿命估算的挑战：
| 因素 | 考虑事项 |
|---|---|
| 技术寿命 | 多久才会失效？ |
| 功能寿命 | 多久才会过时？ |
| 经济寿命 | 多久更换更划算？ |
| 审美寿命 | 多久才会过时（风格）？ |
对寿命要现实。 一个”耐用”产品只有在用户真正长久使用的情况下才能带来环境效益。被营销为”经典”但一季后就丢弃的快时尚产品，不能获得长寿信用。
如何处理不同产品性能水平的问题？
挑战： 以不同方式实现功能的产品。
示例：灯泡
| 产品 | 功率 | 光输出 | 寿命 |
|---|---|---|---|
| 白炽灯 | 60W | 800 流明 | 1,000 小时 |
| 节能灯 | 13W | 800 流明 | 10,000 小时 |
| LED | 9W | 800 流明 | 25,000 小时 |
功能单位： “提供 800 流明的光照 25,000 小时”
参考流量：
- 白炽灯：25 个灯泡 + 1,500 kWh 电力
- 节能灯：2.5 个灯泡 + 325 kWh 电力
- LED：1 个灯泡 + 225 kWh 电力
功能单位自动考虑了效率差异。
质量问题如何处理？
当产品在功能上不等效时：
选项 1：调整功能单位
- “提供 800 流明的暖白光（2700K）”
- 排除不满足质量阈值的产品
选项 2：多个功能单位
- 在质量层级内比较
- “经济型” vs. “高端型”
选项 3：将质量作为说明事项
- 注明差异但不做调整
- “产品 A 满足基本标准；产品 B 超出标准”
实际示例
示例 1：可重复使用 vs. 一次性
产品： 咖啡杯
错误方法：
- 1 个陶瓷杯 vs. 1 个纸杯
- 结果：陶瓷杯影响更高
- 结论：用纸杯（错误！）
正确方法：
- 功能单位：“供应 1,000 杯热饮”
- 陶瓷杯：1 个杯子（可使用 1,000 次以上）+ 清洗
- 纸杯：1,000 个杯子 + 1,000 个盖子
- 结果：陶瓷杯在约 50-100 次使用后胜出（因研究而异）
盈亏平衡分析： 计算可重复使用产品在多少次使用后优于一次性产品：
n ×（一次性影响）=（可重复使用产品生产）+ n ×（每次使用影响）
求解 n 得出盈亏平衡点示例 2：电动汽车 vs. 汽油车
产品： 乘用车
功能单位： “提供 200,000 公里、10 年的个人出行”
关键考虑因素：
- 制造阶段（电池影响密集）
- 使用阶段（电力 vs. 汽油）
- 区域电力结构显著影响结果
- 电池更换场景
为何复杂：
- 在法国（核电）使用 10 年的电动汽车轻松胜出汽油车
- 在波兰（煤电）使用 10 年的电动汽车可能不行
- 200,000 公里的假设很重要（里程越长对电动汽车越有利）
示例 3：建筑保温
产品： 墙体保温材料
功能单位： “为 100 平方米墙体提供 R-30 热阻，持续 60 年”
不同产品需要不同厚度：
| 材料 | 导热系数 | 所需厚度 | 质量/平方米 |
|---|---|---|---|
| EPS | 0.038 W/mK | 230 mm | 6.9 kg |
| 矿棉 | 0.035 W/mK | 210 mm | 21 kg |
| 聚氨酯 | 0.024 W/mK | 145 mm | 4.4 kg |
不要按质量比较——高性能产品需要更少的材料。
示例 4：包装
产品： 饮料容器
功能单位： “向消费者提供 1,000 升饮料”
考虑因素：
- 容器容量（包装损耗）
- 重量（运输影响）
- 回收率（按地理区域）
- 破损率
- 再利用潜力
| 容器 | 1,000L 所需数量 | 总重量 | 典型回收率 |
|---|---|---|---|
| 玻璃 330ml | 3,030 瓶 | 606 kg | 70-90% |
| 铝罐 330ml | 3,030 罐 | 42 kg | 50-95% |
| PET 500ml | 2,000 瓶 | 50 kg | 30-70% |
高级考虑
多功能产品
当产品提供多种功能时：
选项 1：在功能单位中包含所有功能 “提供通讯、拍照和导航功能，持续 3 年”（智能手机）
选项 2：分配给主要功能 聚焦主要用途，注明次要功能
选项 3：系统扩展 因避免了单独设备而为产品计入信用
服务和数字产品
挑战： 如何量化无形产品的”功能”？
示例：
- 流媒体服务：“提供 1 小时视频娱乐”
- 云存储：“存储 1 TB 数据 1 年”
- 软件：“为 1 用户年提供文字处理能力”
按比例包含基础设施（服务器、网络）。
寿命假设的敏感性
关键测试： 结果对寿命假设的敏感程度如何？
| 假设寿命 | 结果（kg CO₂ 当量/年） | 胜者 |
|---|---|---|
| 保守（5 年） | A: 25, B: 35 | 产品 A |
| 适中（10 年） | A: 18, B: 15 | 产品 B |
| 乐观（15 年） | A: 15, B: 12 | 产品 B |
如果胜者因寿命假设而改变，这一关键发现需要报告。
常见错误
错误 1：苹果与橙子比较
“纸袋有 X kg CO₂，塑料袋有 Y kg CO₂”
问题： 尺寸不同、承载能力不同、重复使用率不同。
修正： “每周将 50 公斤食品杂货运送回家，持续 1 年”
错误 2：忽略使用阶段
“LED 的生产影响高于白炽灯”
问题： 忽略了来自电力使用的 90% 以上的影响。
修正： 对于耗能产品，始终包含使用阶段。
错误 3：乐观的寿命假设
“我们的产品寿命为 30 年”
问题： 基于技术潜力，而非实际消费者行为。
修正： 基于市场数据、保修期或保守估计，使用现实寿命。
错误 4：单次使用比较
“一个钢制容器 vs. 一个塑料容器”
问题： 钢制容器可重复使用数百次；塑料可能不行。
修正： 基于服务的功能单位，采用现实的重复使用率。
关键要点
- 功能单位实现公平比较；声明单位可能不行
- 不同寿命需要归一化到共同的服务期
- 性能差异必须在功能单位中体现
- 使用阶段对耗能产品通常占主导
- 对寿命要现实——不要假设最佳情景
- 敏感性分析在假设不确定时至关重要
功能单位检查清单
在确定功能单位之前，验证：
- 描述的是功能，而非仅是产品数量
- 包含相关的性能要求
- 指定了时间段或使用次数
- 所有替代方案确实能实现此功能
- 寿命假设现实且已记录
- 使用阶段影响已适当纳入
- 已测试关键假设的敏感性
下一步
明确了功能单位后，下一篇将介绍分配方法决策指南——在经济学分配、质量分配和系统扩展方法之间做出选择。