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生命週期評估

生命週期評估（英語：Life-cycle assessment，LCA；德語：Ökobilanzierung）係指分析評估一項產品從生產、使用到廢棄或回收再利用等不同階段所造成的環境衝擊。例如:產品或技術的生命週期是指從搖籃到墳墓（英語：Cradle-to-grave）的整個時期，涵蓋了原物料的取得及處理，產品製造、運輸、使用和維護，到最收回或是終處置階段。[1][2]

生命週期評估會條列出所有產品相關產業（如：製造、使用及服務）中使用的能源和材料，並計算出對環境的排放量，[3]進而評估可能對環境的影響。最終目的是為了記錄並改善產品對環境的負面影響。[3]

這裏所謂的環境衝擊，包括能源使用、資源的耗用、污染排放等。生命週期評估通過以下幾點來避免對環境衝擊考慮的短見：

  • 收集能量和資源在系統內的投入以及排放造成的環境影響
  • 通過測量的系統內的投入以及排放評價潛在影響
  • 通過展示結果以便作出背景信息充足的決策

與火力發電相比，核電，風能和水力發電大大降低了環境污染。這三種發電方式在運營過程中對環境的直接影響與火力發電廠相比更少。[1]

生命週期評估有許多國際通用的標準程序，其中包含國際標準化組織14000環境管環標準系列中的ISO 14040[4]和ISO 14044[5]。

然而，此評估方法在某些方面受到批評且有爭議。例如：評估涵蓋的範圍、方法的一致性、份業者可能選擇性的使用資料及參數...等。

程序

 
生命週期評估流程

根據ISO 14040與14044標準，生命週期評估必須包含四個階段，分別是目標範疇界定、盤查分析、衝擊評估，以及結果闡釋。[6]

  • 目標範疇界定：描述生命週期評估的目標和範圍，包含系統邊界與詳細程度，及潛在的間接影響。
  • 盤查分析：在界定的系統範圍內，盤查所有投入資料（如：原物料、能源、設備等）、產出資料（如：主要產品、副產品、污染物、廢棄物等）以及間接影響資料（如：生態及社會影響、土地使用等）。
  • 衝擊評估：透過適合的評估模式及方法，將環境衝擊分類並量化分析，以用來作為整體環境衝擊的比較。
  • 結果闡釋：依據目標與範疇的界定，歸納並討論出結論及建議事項。例如：造成環境衝擊的主要原因。

生命週期能源分析

生命週期能源分析（英語：Life cycle energy analysis）計算生產一個產品總共需要使用的能量。不僅要考慮製造過程中直接使用的能量，還考慮生產製造過程所需的組件，材料和服務所使用的能量。[7]

  • 能源製造：此方法可用在評估不同能源製造的技術（例如：核能發電、太陽能發電和提煉石油）所的淨生產能源[註 1]。例如：製造太陽能板所使用的能源，相當於其數月至數年的發電量。[8][9]
  • 能源回收（英語：Energy recovery）：當一個產品或材料最後的處置為送去焚化爐燃燒時，其產生的能源可用來發電。和燃氣和燃煤發電相比，焚燒垃圾發電對環境的影響較小。[10]焚燒垃圾在短時間內產生的溫室氣體比垃圾填埋還多，但可透過過濾和處理系統來有效降低污染。研究指出，長期來看焚燒垃圾發電的能量使用和溫室氣體排放，都遠低於垃圾填埋。[11]
垃圾填理和焚燒垃圾發電的生命週期分析[11]
垃圾填埋 焚燒垃圾發電
直接影響 生命週期 直接影響 生命週期
能源使用
（百萬焦耳
/噸廢棄物）		 使用  22 30 354 410
回收 0 0 -530[註 2] -1458 [註 3]
淨總值 22 30 -176 -1048
溫室氣體排放
（公斤二氧化碳
/噸廢棄物）		 產生 1313 1313.2 737 746.2
減少 0 0 0 -109 [註 4]
淨總值 1313 1313.2 737 637

註釋

  1. ^ 淨生產能源為生產的能源，減去生產過程中直接或間接使用的能源。
  2. ^ 燃燒垃圾發電。
  3. ^ 燃燒垃圾發電及減少火力發電的使用。
  4. ^ 因發電而減少火力發電的使用，進而減少溫室氣體排放。

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Wang et al. A comparative life-cycle assessment of hydro-, nuclear and wind power: A China study, Applied Energy Volume 249, 1 September 2019, Pages 37-45, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261919307664 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  2. ^ 劉恩廷. 生命周期评估概念与应用. BiomassDesk. [2020-10-21]. （原始內容存檔於2020-10-29）. 
  3. ^ 3.0 3.1 EPA NRMRL Staff. Life Cycle Assessment (LCA). Washington, DC. EPA National Risk Management Research Laboratory (NRMRL). 6 March 2012 [8 December 2019]. （原始內容存檔於6 March 2012）. 
  4. ^ ISO 14040:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Principles and framework. ISO. [2020-10-21]. （原始內容存檔於2019-02-26）. 
  5. ^ ISO 14044:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Requirements and guidelines. ISO. [2020-10-21]. （原始內容存檔於2021-04-26）. 
  6. ^ 劉宜君. 生命週期評估概念在公共政策應用之探討. 國家發展委員會. [2021-01-02]. 
  7. ^ T. Ramesh; Ravi Prakash; K.K. Shukla. Life cycle energy analysis of buildings: An overview. Energy and Buildings. 2010, 42 (10): 1592–1600. doi:10.1016/j.enbuild.2010.05.007. 
  8. ^ Tian, Xueyu; Stranks, Samuel D.; You, Fengqi. Life cycle energy use and environmental implications of high-performance perovskite tandem solar cells. Science Advances. July 2020, 6 (31): eabb0055. ISSN 2375-2548. PMC 7399695  . PMID 32789177. doi:10.1126/sciadv.abb0055 （英語）. 
  9. ^ Gerbinet, Saïcha; Belboom, Sandra; Léonard, Angélique. Life Cycle Analysis (LCA) of photovoltaic panels: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014-10-01, 38: 747–753. ISSN 1364-0321. doi:10.1016/j.rser.2014.07.043 （英語）. 
  10. ^ Damgaard, A, et al. Life-cycle-assessment of the historical development of air pollution control and energy recovery in waste incineration. Waste Management 30 (2010) 1244–1250.
  11. ^ 11.0 11.1 Liamsanguan, C., Gheewala, S.H., LCA: A decision support tool for environmental assessment of MSW management systems. Jour. of Environ. Mgmt. 87 (2008) 132–138.
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