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[摆脱塑缚] 生命周期评价(LCA)的这些局限性,你知道吗?

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查看729 | 回复0 | 2021-12-18 17:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在之前的文章《在塑料污染研究中,如何正确解读生命周期评价(LCA)结果?》中,我们介绍了生命周期评价的概念与基本应用,并从研究范围、功能单元与重复使用三方面重点讲解了生命周期评价报告中容易被误解与误用的内容。本文将从数据局限性的角度继续讨论如何正确解读生命周期评价结果,并为普通读者和从业者提供建议。

数据的使用:谨慎使用环境指标
生命周期评价研究面临的挑战之一是,环境指标(比如气候变化、臭氧层破坏、生态毒性等)非常的多。但无论从其影响大小的角度还是从科学的角度来看,这些指标并不是平等的。关于哪个指标的影响更大,还没有科学共识。部分原因是,有些影响是全球性的,比如导致全球气候变化;有些影响却是地方性的,比如造成空气颗粒物污染。

从实践性角度来看,生命周期评价研究更期望平等的指标,但由于物理原因或政治原因,有些指标会被优先考虑。欧盟委员会联合研究会(JRC)认识到了这份不确定性,并为整个欧洲创建了一种协调的生命周期评价方法——产品环境足迹(PEF)模型。在此模型中,建议用于所有研究的16个环境指标里,只有3个被认为是“令人满意的”,分别是气候变化、臭氧层消耗和空气颗粒物污染;而有7个被认为应当“谨慎应用”[1](具体内容见报告原文附录)。

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图 | Pixabay

数据的使用:合理使用数据集
生命周期评价研究的另一个潜在问题是,可用的生命周期清单数据的增加。这些数据库包含多年来从不同国家和各种工业流程中收集到的大量原始数据。它们可以很容易地从资料库中被挑选出来并纳入研究中,而不需要任何专业知识来开发数据。

这些数据集让从业者不再需要大量初级研究。这对于那些希望评估某产品的环境影响,但既没有手段也没有专业知识来开发自己的原始数据集的企业来说很有帮助。它允许快速“筛选研究”,这有助于企业在相对较低的投资下进行内部决策。

因此,对意外结果提出质疑并分析潜在数据以追踪原因,并确定结论是否仍然有效和可靠是很重要的。如果不是,应寻找其他更可靠的数据来源,或者修改研究范围以从结果中排除该方面内容。如果研究结果依赖于一个关键数据源,这一点将尤其重要。

再次以丹麦环境保护署关于购物袋的研究为例。其关键结论之一是,从臭氧层破坏的角度来看,棉布袋需要重复使用7100次,有机棉布袋需要重复使用20000次,才能与一次性使用的聚乙烯塑料袋进行比较。为了模拟有机棉的情况,作者修改了现有的全球平均棉花产量数据集[2],降低了作物产量并去除了杀虫剂(包括整个生命周期的所有影响)。这本身是一种相当简单的方法,却没有认识到有机棉花种植是一个完全不同的过程。

另外,这一数据集较老旧,并不具有代表性,与最近的研究[3]相比,它可能高估了环境影响。例如,尽管有机棉的作物产量仍相对较低,但每吨生产的温室气体排放量实际上有所减少。

事实上,与纺织生产相比,棉花种植本身对总体环境影响的贡献要小得多(除了对富营养化和用水的影响之外)。这意味着有机棉与非有机棉之间的巨大差异不能简单地用作物产量的差异来解释[4]。这是一个很好的例子,说明为什么对结果有重大影响的数据集至少应该根据三个主要的数据质量标准进行评估:时间、地理区域和技术。
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(1)时间
使用代表当下的数据。如若使用更早的数据,应进行调查以确定是否发生了影响结果的变化。
(2)地理区域
数据应代表研究范围内定义的地理区域情况。
(3)技术
这涉及所有其他具有代表性的技术。
我们可以发现,这项研究中的棉花数据集可能无法满足至少在时间和技术方面的数据质量评估。

另外,研究中纺织棉生产过程中大量破坏臭氧层的排放来自何处并没有明确说明,因为在该过程中没有直接排放,只有电力生产有间接排放。虽然纺织品生产消耗大量能源,但最新数据表明,纺织品生产的臭氧消耗比本研究中使用的数据集结果低16倍,这将非有机棉与聚乙烯塑料袋环境影响等效(破坏臭氧层方面)的重复使用次数从7100次降至446次。

破坏臭氧的排放现在已受到严格控制。那么,如果从更广泛的角度来看,比如考虑对气候变暖的影响,结果又会如何呢?

对此,我们可以使用一个称为标准化(normalisation)的过程,该过程计算给定地理区域中每个人的平均环境影响,即个人年度环境足迹。当地理区域限定为欧盟时[5],我们发现,一个人一年平均对臭氧层的影响等效于购买超过34000个非有机棉购物袋;然而,一个人一年平均对全球气候变暖的潜在影响仅等效于购买超过2300个非有机棉购物袋。前者约为后者的14.6倍。

按照标准化过程计算,仅需重复使用31次,非有机棉购物袋就和聚乙烯塑料袋的环境影响(气候变暖方面)相同了[6]。
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棉购物袋与塑料袋环境影响等效所需要的重复使用次数  
图 | Eunomia

这表明,尽管棉购物袋在臭氧层破坏方面可能被认为比聚乙烯塑料袋差数百倍,但从更广泛的角度来看,两者之间的差异实际上相对较小。同样,它也展示了当使用某些数据源时,如何相对直接地产生不同的结果和结论。

一般来说,当进行一项导致非常明显或意想不到的结果的研究时,重要的是关注得出该结果的途径,例如,“为什么X比Y重要?”“为什么X比Y的影响大得多?”如果研究中没有谈及此类问题,则应更加谨慎对待研究结论。

由于潜在的数据点和假设太多,研究结果可能会不准确。使用带有过时假设的数据集通常是造成这一问题的重要原因。困难之处在于,通常缺乏专业的数据知识和充分调查假设的时间来确定这一点。

因此,对于生命周期评价研究从业者来说,重要的是要意识到这些问题,并努力减轻这些问题。而对于读者来说,也需要意识到这些可能存在的问题,保持谨慎并勇于提出质疑。
给读者的建议
寻找并阅读该研究的数据质量评估,该评估最好是定量的,并根据其在时间、地理位置和技术方面的代表性来显示关键数据源。
给从业者的建议
不要完全依赖对研究结果至关重要的二级数据集——这些数据集通常来自行业数据库,但并不总是定期更新。
给研究专员的建议
给研究专员的建议
在预算少、时间短的情况下完成研究是可能的,但需要认识到,研究的质量、稳定性和深度可能存在问题,并且可能是缺乏性价比的。

生命周期评价的局限性
生命周期评价中的一个标准部分是对研究局限性的描述。这通常包括对数据的讨论,或者探讨结果如何适用于研究范围之外。

然而,有些隐式的局限性通常是未被说明的,因为它假设读者对生命周期评价方法有更好的理解。这对于面向公众的研究(可能由非专家阅读)来说是不太合理的。

我们以塑料为例。塑料工业生产过程中的排放,以及一定程度上的产品生命周期结束部分的环境影响,都包括在生命周期评价研究范围内。这通常包括评价所有可能排放的化学物质在不同环境中的毒性。

然而,材料本身(塑料颗粒物)在做成产品之前在生产和运输过程中的排放通常不是研究的一部分(具体内容将在之后的文章中进一步讨论)。另外,与产品使用阶段相关的任何毒性(化学暴露)也很少包括在生命周期评价中;这不能说是从业者的疏忽,而是生命周期评价研究中缺乏相关方法框架。

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英国海滩上发现的塑料颗粒  
图 | Eunomia

而且,解决使用过程中的化学暴露问题是否属于生命周期评价的研究范围也值得怀疑。可以说,一旦确定使用过程中存在人体毒性风险,这将成为立法限制使用的要点(如欧盟的食品接触法REAC)。因此,生命周期评价不一定是强调和比较使用过程中固有风险的工具

更重要的是,生命周期评价并不是帮助决策的唯一方法,也不是证明每个环境问题选择合理性的标准。生命周期评价无法确定产品是否“可持续”,它通常也不能用来识别与消费主义相关的社会问题或社会影响。生命周期评价通常用于“回答”,而不是“提问”——它可以帮助回答某些特定的环境问题,但对于提出正确、合理的环境问题则少有帮助。
给读者的建议
仔细阅读研究的局限性这一部分,确定这些描述是否充分。
给从业者的建议
从非专家的角度仔细考虑研究的局限性;
告诉读者研究不可能涉及所有的环境影响;
有些研究局限性本不应存在,可以通过使用不同的研究范围来避免。

本文主要内容来源于Eunomia Research & Consulting于2020年7月发布的报告《塑料:生命周期评价能否应对挑战?》的第二章节,报告第二章节之后的部分也将在之后的文章中呈现,将重点讨论生命周期评价研究中生命周期结束阶段和垃圾泄露的相关内容。欢迎持续关注~

尾注
[1]Zampori L, and Pant R (2019) Suggestions for updating the Product Environmental Footprint (PEF) method, Report for Joint Research Centre (JRC), 2019 https://ec.europa.eu/environment/eussd/smgp/index.htm
[2]The study used global averages for all materials in the study – this may or may not be appropriate for a study depending upon the value chain. One aspect global averages do not work for is where decisions can be made to improve impacts by switching supply to a different region
[3] Thinkstep Sustainability Solutions (2018) Life Cycle Assessment of Cotton Cultivation Systems: Better Cotton, Conventional Cotton and Organic Cotton, Report for C&A Foundation, May 2018
[4] John Jewell (2017) LCA UPDATE OF COTTON FIBER AND FABRIC LIFE CYCLE INVENTORY, Report for Cotton Incorporated, March 2017
[5]Lorenzo Benini, Lucia Mancini, Serenella Sala, Simone Manfredi, Erwin M. Schau, and Rana Pant (2014) Normalisation method and data for Environmental Footprints, Report for European Commission Joint Research Centre, 2014
[6]Normalisation factors per person: Climate change = 9.22E+03, Ozone depletion 2.16E02. This is based on inventory data from the EU 27 in 2010 with 499 million inhabitants.


-End-

编辑:舒妍玉,摆脱塑缚
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