ライフサイクルアセスメント（LCA）とカーボンフットプリント：LCAによる製品の排出量の測定方法

ライフサイクルアセスメントとは何でしょうか？

ライフサイクルアセスメント（LCA）とは、製品、プロセス、またはサービスのライフサイクル全体にわたる環境への影響を定量的に評価するために利用できる標準化された手法です。ISO 14040ではLCAの原則と枠組みが規定されており、ISO 14044ではLCAの要件が定義され、ガイドラインが示されています。

適切なLCAでは、製品のライフサイクルのあらゆる段階において、原材料、エネルギー、水などのすべての投入物、および排出物、廃棄物、副産物などのすべての排出物を追跡します。これらの段階には、原材料の採取、製造、輸送、使用、そして最終処分またはリサイクルが含まれます。

「ライフサイクル」という視点が鍵となります。効果的なLCAには、すべての段階が含まれます。そのため、製造段階では環境負荷が低いように見えても、採掘や原料の栽培による上流段階での排出量が高い場合や、使用段階での燃焼による下流段階での排出量が高い場合などが明らかになります。

LCAでは、炭素だけでなく、複数の環境影響カテゴリーを評価できるということを理解しておくことが重要です。例えば、ウォーターフットプリント、土地利用、酸性化、富栄養化、資源の枯渇、人体への毒性など、さまざまな項目を評価することができます。 

本記事では、特に気候変動と炭素の側面について焦点を当てています。この分野こそが、規制や商業活動の大部分が行われている領域だからです。

カーボンフットプリントとは何でしょうか？

カーボンフットプリントとは、製品、組織、イベント、または活動によって引き起こされる温室効果ガスの総排出量であり、二酸化炭素換算値（CO2e）で表されます。

製品のカーボン フットプリント（PCF）とは、製品レベルのLCAから得られる温室効果ガス（GHG）の排出量です。これには、製造プロセスからの直接排出量、購入エネルギーに起因する間接排出量、およびバリューチェーンの上流・下流で発生するその他の間接排出量が含まれます。言い換えれば、製品のカーボンフットプリントとは、気候変動への影響というカテゴリーに焦点を当てたLCAを実施した際に得られる結果のことです。

組織のカーボンフットプリントとは、直接排出である「スコープ1」、購入エネルギーを指す「スコープ2」、そしてバリューチェーンにおけるその他すべての間接排出を含む「スコープ3」にわたる、企業の総排出量を把握するものです。 

どちらのタイプも、その信頼性についてはLCAから得られたデータに依存しています。

結局のところ、カーボンフットプリントとは算出結果に過ぎません。LCAは、それを導き出すプロセスです。LCAの手法に裏付けられていないカーボンフットプリントは、検証可能な根拠のない数値に過ぎません。

ライフサイクルアセスメントとカーボンフットプリント：その違いとは？

「ライフサイクルアセスメント」と「カーボンフットプリント」という用語の違いは重要です。

これは特に、環境に関する主張を評価する場合や、規制要件を満たすための取り組みを行う場合、あるいは炭素排出実績データに基づいて調達に関する意思決定を行う場合に当てはまります。

最も基本的なレベルでは、LCAは手法であり、カーボンフットプリントはその結果です。

財務的な観点から考えてみてください。監査とは、財務諸表を作成するプロセスです。同様に、LCA（ライフサイクルアセスメント）では、何をどのように測定するかを定義します。そして、これらを測定した結果、カーボンフットプリントが算出されます。

さらに、LCAはカーボンフットプリントよりも対象範囲が広く、気候変動、水利用、土地利用、人間の健康への影響など、複数の環境影響カテゴリーを同時に評価することができます。一方、カーボンフットプリントは温室効果ガスの排出量のみに焦点を当てています。

LCAもカーボンフットプリントも、境界の定義が異なる場合があります。例としては、「クレードル・トゥ・ゲート」、「クレードル・トゥ・グレイブ」、あるいは「ウェル・トゥ・ホイール」などが挙げられます。選択する境界によって結果が変わる可能性があるため、これは、各生産者や評価スキーム間の数値を比較する際、実務者が注意すべき重要な違いとなります。

規格の面では、LCAはISO 14040およびISO 14044に準拠しています。製品のカーボンフットプリントについては、ISO 14067およびGHGプロトコルの製品基準に準拠しています。これらの枠組みは密接に関連していますが、完全に同一というわけではありません。

こうした違いがあるため、カーボンフットプリントの数値を鵜呑みにすべきではありません。その代わりに、「この数値を算出する際に、どのようなLCA手法、境界条件、排出係数を使用しましたか？」といった質問を投げかけるべきです。その答えが得られなければ、カーボンフットプリントの数値には何の意味もありません。

炭素ライフサイクルアセスメントの仕組み：4つの明確な段階

ISO 14040の枠組みでは、LCAを4つの段階に分けています。これらを理解すれば、見た目が似ている2つの製品でも、カーボンフットプリントが大きく異なる理由がお分かりいただけるでしょう。

フェーズ1：目標と範囲の定義

まず、何を評価する必要があるのか、そしてその理由を明確にしましょう。

この段階では、すべての計算の基準点として「機能単位」を設定します。燃料の場合、それは供給されたエネルギー1 MJとなる可能性があります。 セメントの場合、生産された1トンとなる可能性があります。 水素の場合、生産量1 kgとなる可能性があります。

システムの境界も設定されています。「クレードル・トゥ・ゲート」は、資源の採掘から生産までの過程を網羅します。「クレードル・トゥ・グレイブ」は、製品寿命の終了までを含みます。「ウェル・トゥ・ホイール」は、輸送用燃料において一般的に用いられます。

これはLCAにおいて最も重要な決定事項です。境界設定が異なる2つの評価では、異なる数値が得られます。どちらも間違っているわけではなく、単に測定対象が異なるだけなのです。

フェーズ2：ライフサイクルインベントリ（LCI）

次に、データ収集には現状分析の段階を活用してください。

その範囲内のあらゆる投入物と産出物は、定量化されます。具体的には、原材料、消費エネルギー、輸送距離、製造工程からの排出物、廃棄物流、および副産物などです。

データの質は、実務上最大の課題です。施設で直接測定された正確な一次データこそが、最も信頼性の高いインベントリをもたらします。業界平均や「ecoinvent」のようなデータベースに基づく二次データは、情報の不足を補う一方で、不確実性をもたらします。グローバルなサプライチェーンにおいては、チェーンのすべてのノードから質の高い一次データを収集することは困難であり、だからこそ、独立した第三者機関によって検証されたデータが非常に価値あるものとなるのです。

商品の場合、在庫の段階において、施設ごとの違いが明らかになります。同じクリンカー組成を使用しているものの、燃料の配合が異なる（例えば、天然ガスの代わりに石炭を使用する場合や、代替燃料の代わりに化石燃料を使用する場合など）2つのセメント工場では、影響評価の段階に入る前から、在庫に違いが生じることになります。

フェーズ3：ライフサイクル影響評価（LCIA）

第三に、特性化係数を用いて、インベントリデータを環境影響スコアに変換します。

カーボンフットプリントを算出する際には、各温室効果ガスの排出量に地球温暖化係数（GWP）を乗じてCO2e値を求め、環境パフォーマンスを評価する必要があります。

GWP100（100年間の温暖化評価期間）は、ほとんどの規制枠組みで採用されている基準です。一方、GWP20（20年間の評価期間）は、メタンの短期的な温暖化影響をより的確に反映するため、メタンを多く排出する多くのプロセスで採用されています。GWPの評価期間の選択は、特にメタン漏出が著しいプロセスにおいて、結果に影響を与える可能性のあるもう一つの方法論上の変数です。

この段階の成果は、カーボンフットプリントです。これは、機能単位あたりの温室効果ガス総排出量であり、燃料についてはgCO2e/MJ、材料についてはtCO2e/トンで表されます。

フェーズ4：解釈

第四に、結果を分析して排出量の集中箇所を特定し、仮定を検証し、調査結果の信頼性を確認します。どのライフサイクル段階が最も大きな割合を占めているのでしょうか？ 排出削減の余地はどこにあるのでしょうか？

感度分析は極めて重要です。電力系統の構成、輸送距離、あるいは配分方法を変更した際に結果が変化するのであれば、そのLCAは脆弱であると言えます。それに基づいて算出されたカーボンフットプリントについては、慎重に扱う必要があります。

「当社の製品は他社製品よりも低炭素です」といった比較に関する主張は、すべて独立した検証が必要です。そうすることで、すべての関係者が、比較が同等の条件で行われていることを確認できるようになります。

なぜLCAの手法の選択が、数値そのものよりも重要なのか

カーボンフットプリントの数値は、誤解を招くことがあります。同じ施設で製造された同じ製品であっても、LCA（ライフサイクルアセスメント）の実施方法によって、算出されるカーボンフットプリントは異なる場合があります。

算定範囲の設定が、この不一致の一因となっています。例えば、セメントの「クレードル・トゥ・ゲート」のカーボンフットプリントでは、下流の輸送や最終用途が完全に除外されています。一方、「クレードル・トゥ・グレイブ」のフットプリントには、それらが含まれています。それぞれを単独で見ればどちらも間違っているわけではありませんが、両者を比較すると意味をなさない結果になってしまいます。

配分方法によっても同様の問題が生じます。例えば、生産プロセスからバイオ燃料や家畜飼料といった複数の産出物が得られる場合や、原油と副産物が併せて得られる場合などには、排出量をそれらの産出物ごとに配分する必要があります。しかし、エネルギー配分、質量配分、経済的配分では、同じ基礎データから算出されるカーボンフットプリントがそれぞれ異なってきます。

データの質も、変動要因の一つとなります。施設レベルで測定されたデータと業界平均のデフォルト値とでは、結果に30～50％の差が生じる可能性があります。また、自己申告データと第三者機関による検証済みデータとでは、情報源が不明な場合、その不確実性を定量化することが困難となります。

地理的および時間的な選択も重要です。年間平均のグリッド排出量と時間ごとの限界排出量の比較、および地域ごとのデフォルト値と全国的なデフォルト値の比較は、いずれもLCAの精度に影響を与えます。

その結果、CBAM、LCFS、RED II、CORSIA、RFNBOといったさまざまなコンプライアンス制度が、それぞれ独自のLCAの範囲、排出係数、および算定方法を定めています。たとえ実際の事業活動が同一であっても、各枠組みの下では生産者のカーボンフットプリントの算出結果が異なってしまいます。各制度は異なる政策目標を反映しているため、このような分断は偶然のものではありません。しかし、一貫性のある、情報に基づいた意思決定を行おうとする生産者、購入者、投資家にとっては、これが課題となっています。

LCAやカーボンフットプリントが実際に活用されている場面

LCAは、さまざまな状況における排出量の測定と報告の基盤となり、企業がコンプライアンス要件を満たし、サプライチェーンのリスクを管理し、信頼性の高い環境に関する主張を行うことを可能にします。

規制遵守の観点において、CBAMでは、輸入業者に対し、LCA手法を用いて算出された対象商品の埋め込み排出量を報告することが求められています。LCFSでは、LCAツールであるCA-GREETモデルを用いて、各経路ごとの カーボンインテンシティ 割り当てています。RED IIでは、バイオ燃料の持続可能性基準の策定にLCAを採用しています。CORSIA 、適格な燃料経路の評価にLCACORSIA 。いずれの場合も、その基礎となる手法はLCAです。

企業のカーボンアカウンティングにおいて、購入品やサービスに起因するスコープ3排出量は、LCA（ライフサイクルアセスメント）に基づいて算出された製品のカーボンフット推定 。規制要件が厳格化され、サプライチェーンの透明性がサステナビリティ・パフォーマンス報告の一部となる中、正確なLCAの入力データが不可欠となっています。

調達において、サプライヤーのカーボンフットプリントを比較するバイヤーは、同等の条件での比較を行うために、LCAに基づくカーボンフットプリントを必要とします。各サプライヤーの数値の背後にある方法論に一貫性がなければ、カーボンフットプリントの比較は信頼性を欠くものとなります。建設資材向けの環境製品宣言（EPD）やEUの製品環境フットプリント（PEF）を含む環境ラベルや製品宣言も、LCAに基づいており、これによりバイヤーは調達判断を行うための標準化された基準を得ることができます。

最後に、投資家が商品生産者に対するデューデリジェンスを行うには、施設レベルのLCAデータが必要となります。 カーボンインテンシティ評価、各種スキームにおける収益化の可能性、および長期的な規制リスクの 評価は、いずれも信頼性が高く、独立した第三者機関によって検証されたLCAに基づくデータの有無にかかっています。

Sylvera

Sylvera「 カーボンインテンシティ は、その本質において、施設レベルで適用される標準化されたLCAです。

当社は、一貫性があり、メカニズムに依存しない独自のフレームワークを用いて、原材料の投入から生産プロセスに至るまでのライフサイクル全体にわたる排出量を分析しています。さらに、このフレームワークにより、施設、生産者、地域間で、直接かつ同等の条件での比較が可能となります。

当社の評価が実務上有用である理由は、複数のフレームワークに対応した出力結果にあるのです。簡単に言えば、1つのデータ入力から、当社独自の標準化されたカーボンインテンシティ カーボン・インテンシティに加え、CBAM、LCFS、CORSIA、RFNBOなどの個々のコンプライアンス・スキームで要求される特定のLCAパラメータに基づくカーボンインテンシティ ・インテンシティも算出するからです。

そうすれば、生産者は各スキームごとに個別のLCAを実施する必要がなくなり、購入者は、どの仕組みが適切であると判断するかに関わらず、一貫した基準で施設を比較できるようになります。

すべての評価には、データの入手可能性や出典に基づいた信頼度スコアが含まれており、ユーザーは各数値をどの程度重視すべきかがわかります。この透明性こそが、方法論やデータの質が不透明になりがちな自己申告型のカーボンフットプリントと、独立した第三者機関による評価とを区別する点です。

『 Sylveraでは、 「コモディティ・インサイト」も提供しており、アンモニア、セメント、石油、鉄鋼、水素、肥料などの評価対象施設全体にわたるカーボンインテンシティ をご提供しています。投資家や調達チームは、サプライヤーのベンチマーク評価を行い、低炭素供給がどこで台頭しているかを追跡し、特定のスキームで求められるCI基準を満たしている施設を特定することができます。そして、これらは信頼性の高いLCA（ライフサイクルアセスメント）に基づくデータを活用して行うことが可能です。

このより広範な原則は、あらゆるサステナビリティの取り組みに当てはまります。何と言っても、カーボンフットプリントの信頼性は、その根拠となるLCAの信頼性に左右されるからです。独立した機関による厳格な評価を経て初めて、その数値は具体的な行動へと結びつくのです。

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