生命周期评估与碳足迹：LCA如何衡量产品排放量

什么是生命周期评估？

生命周期评估（LCA）是一种标准化方法，可用于量化产品、工艺或服务在其整个生命周期内对环境的影响。ISO 14040 阐述了生命周期评估的原则和框架，而 ISO 14044 则规定了相关要求并提供了实施指南。

一份规范的生命周期评估（LCA）会追踪产品生命周期每个阶段的所有投入（如原材料、能源和水）以及所有产出（如排放、废弃物和副产品）。这些阶段包括原材料开采、制造、运输、使用以及最终处置或回收。

“生命周期”这一框架至关重要。一份有效的生命周期评估（LCA）应涵盖所有阶段。因此，它将揭示那些在制造阶段看似“清洁”，却因采矿或原料种植导致上游排放量较高，或因使用阶段的燃烧导致下游排放量较高的产品。

需要明确的是，生命周期评估（LCA）不仅能评估碳排放，还能评估多个环境影响类别。例如，它可以评估水足迹、土地利用、酸化、富营养化、资源枯竭以及对人体毒性等。 

本文特别关注气候与碳领域，因为大多数监管和商业活动都集中在这个领域。

什么是碳足迹？

碳足迹是指某产品、组织、活动或事件所产生的温室气体总排放量，以二氧化碳当量（CO2e）表示。

产品碳 足迹（PCF）是产品层面生命周期评估（LCA）得出的温室气体（GHG）排放结果。它涵盖了制造过程中的直接排放、采购能源产生的间接排放，以及价值链上下游产生的其他间接排放。换言之，产品碳足迹就是针对气候变化影响类别完成生命周期评估后得出的结果。

组织碳足迹追踪一家公司在范围1（直接排放）、范围2（采购能源）以及范围3（价值链中所有其他间接排放）方面的总排放量。 

这两种类型都依赖于基于生命周期评估（LCA）得出的数据来确保其可信度。

归根结底，碳足迹是一种输出结果。生命周期评估（LCA）则是得出该结果的过程。如果没有LCA方法论作为支撑，碳足迹就只是一个缺乏可验证依据的数字。

生命周期评估与碳足迹：有何区别？

“生命周期评估”和“碳足迹”这两个术语之间的区别非常重要。

在评估环境声明、努力满足监管要求，或根据碳绩效数据做出采购决策时，这一点尤为重要。

从最基本的层面来看，生命周期评估（LCA）是一种方法，而碳足迹则是其结果。

从财务角度来看：审计是一个生成财务报表的过程。同样，生命周期评估（LCA）明确了需要测量什么以及如何测量。随后，在完成这些测量后，便得出了碳足迹。

此外，生命周期评估（LCA）的范围比碳足迹更广，因为它能够同时评估多个环境影响类别，例如气候变化、用水、土地利用、对人类健康的影响等。而碳足迹仅关注温室气体排放。

生命周期评估（LCA）和碳足迹的边界定义也可能各不相同。例如，“从摇篮到工厂大门”、“从摇篮到坟墓”或“从油井到车轮”等。所选边界的不同会影响结果，这是从业者在比较不同生产商或评估方案的数据时需要特别注意的关键差异。

在标准方面，生命周期评估（LCA）遵循 ISO 14040 和 ISO 14044 标准。产品碳足迹则遵循 ISO 14067 标准和《温室气体协议》产品标准。这些框架虽高度一致，但并非完全相同。

鉴于这些差异，不应仅凭表面数据就轻信碳足迹数值。相反，应提出诸如“您采用了哪种生命周期评估（LCA）方法、边界条件和排放因子来得出这个数值？”之类的问题。如果没有这些答案，碳足迹数值便毫无意义。

碳生命周期评估的运作原理：四个不同的阶段

ISO 14040 框架将生命周期评估（LCA）划分为四个阶段。一旦理解了这些阶段，您就会明白，为什么两种看似相似的产品产生的碳足迹却可能大相径庭。

第一阶段：目标与范围定义

首先，明确需要评估的内容以及评估的原因。

本阶段将“功能单位”确立为所有计算的基准点。对于燃料而言，这可能是1兆焦耳的供能量；对于 水泥而言，可能是1公吨的产量；对于 氢气而言，则是1千克的产出量。

系统边界也已设定。“从摇篮到工厂大门”涵盖从资源开采到生产的全过程。“从摇篮到坟墓”则延伸至产品寿命终结。“从油井到车轮”是运输燃料领域常用的概念。

这是生命周期评估（LCA）中最关键的决定。采用不同评估边界进行的两次评估会得出不同的数值。这两种结果都没有错，只是它们衡量的对象不同。

第二阶段：生命周期库存（LCI）

其次，利用库存分析阶段进行数据收集。

边界内的每一项投入和产出都会被量化：原材料、能源消耗、运输距离、制造过程排放、废物流以及副产品。

数据质量是最大的实际挑战。直接在生产设施现场测得的准确一手数据，能提供最可靠的库存数据。来自行业平均值或ecoinvent等数据库的二手数据虽能填补空白，但也会带来不确定性。对于全球供应链而言，从链条中的每个节点获取优质的一手数据十分困难，这也正是独立验证的数据如此有价值的原因。

对于大宗商品而言，库存阶段正是各设施之间差异显现的环节。两家水泥厂若采用相同的熟料化学成分但燃料配比不同——例如使用煤炭而非天然气，或使用化石燃料而非替代燃料——其库存情况就会有所不同，甚至在进行影响评估之前便是如此。

第三阶段：生命周期影响评估（LCIA）

第三，利用表征因子将库存数据转换为环境影响评分。

在计算碳足迹时，必须将每种温室气体的排放量乘以其全球变暖潜能值（GWP），从而得出二氧化碳当量（CO2e）数值，并据此评估环境表现。

GWP100（即100年变暖时限）是大多数监管框架采用的标准。GWP20（即20年时限）则是许多甲烷排放量较大的工艺所采用的计算方法，因为它更能反映甲烷在短期内的变暖影响。GWP时间尺度的选择是另一个可能影响结果的方法学变量，特别是对于涉及大量甲烷泄漏的工艺而言。

本阶段的输出结果是碳足迹：每功能单位的温室气体总排放量，对于燃料以 gCO2e/MJ 为单位表示，对于材料以 tCO2e/吨为单位表示。

第四阶段：解读

第四，分析结果以识别排放热点、检验假设，并确定研究结论的可靠性。哪些生命周期阶段的贡献最大？减排机会在哪里？

敏感性分析至关重要。如果改变电力结构、运输距离或分配方法会导致结果发生变化，那么该生命周期评估（LCA）就缺乏稳健性。对于基于该评估得出的任何碳足迹，都应谨慎对待。

任何比较性声明，例如“我们的产品比他们的更低碳”，都需要经过独立验证。这样，各方才能确保比较是“同等条件下的比较”。

为什么LCA方法论的选择比具体数值更重要

碳足迹数据可能会产生误导。同一款实物产品，即使在同一工厂生产，根据生命周期评估（LCA）过程中采用的方法学选择不同，其碳足迹也可能有所不同。

界定范围的不同导致了这种差异。例如，水泥的“从摇篮到工厂大门”碳足迹完全排除了下游运输和终端使用环节，而“从摇篮到坟墓”碳足迹则将这些环节都纳入其中。单独来看，这两种方法都没有错，但将两者进行比较则会得出毫无意义的结果。

各种分配方法都会引发类似的问题。当生产过程产生多种产出时——例如生物燃料和动物饲料，或者原油及其副产品——就必须将排放量在这些产出之间进行分配。然而，基于同一基础数据，能量分配法、质量分配法和经济分配法得出的碳足迹却各不相同。

数据质量带来了另一层变异性。使用机构层面的实测数据而非行业平均默认值，可能会使结果产生30%至50%的偏差。自报数据与经独立核实的数据相比，会引入额外的不确定性，若不清楚数据来源，则难以量化这种不确定性。

空间和时间层面的选择同样重要。无论是采用年平均网格排放量还是每小时边际排放量，以及采用区域默认值还是国家默认值，都会影响生命周期评估（LCA）的准确性。

其实际后果是，不同的合规机制——CBAM、LCFS、RED II、CORSIA、RFNBO——各自规定了不同的生命周期评估（LCA）边界、排放因子和分配方法。即使基础的物理运营完全相同，生产商的碳足迹在每个框架下呈现出的情况也各不相同。这种碎片化并非偶然，因为每个机制都反映了不同的政策目标。但这给试图做出一致且明智决策的生产商、买家和投资者带来了挑战。

生命周期评估（LCA）和碳足迹在实践中的应用领域

生命周期评估（LCA）为各种情境下的排放量测量和报告提供了依据，使企业能够满足合规要求、管理供应链风险，并做出可信的环境声明。

在合规要求方面，碳边境调整机制（CBAM）要求进口商报告涵盖商品的嵌入式排放量，该排放量需采用生命周期评估（LCA）方法进行计算。生命周期燃料标准（LCFS）利用CA-GREET模型（一种LCA工具）为特定燃料路径分配 碳强度评分。可再生能源指令II（RED II）将LCA用于生物燃料可持续性标准的评估。CORSIA 符合条件的燃料路径。在所有这些情况下，其基础方法均为生命周期评估（LCA）。

在企业碳核算中，采购商品和服务的第3类排放量是通过基于生命周期评估（LCA）得出的产品碳足迹来估算的。随着监管要求的日益严格，以及供应链透明度逐渐成为可持续发展绩效报告的重要组成部分，准确的LCA输入数据至关重要。

在采购过程中，需要根据碳排放情况对供应商进行比较的采购方，需要基于生命周期评估（LCA）的碳足迹数据，以便进行同等条件下的比较。如果各供应商的数据缺乏统一的方法论支撑，碳足迹的比较结果便不可靠。环境标签和产品声明——包括建筑材料的《环境产品声明》（EPD）以及欧盟《产品环境足迹》（PEF）——同样基于生命周期评估（LCA），这为采购方提供了制定采购决策的标准化依据。

最后，投资者需要设施层面的生命周期评估（LCA）数据，以便对大宗商品生产商进行尽职调查。 评估碳强度、各碳交易机制下的货币化潜力以及长期监管风险，都依赖于可靠且经过独立核查的、基于生命周期评估的数据。

Sylvera 的Sylvera

Sylvera 的碳强度评估，本质上是在设施层面应用的一种标准化生命周期评估（LCA）。

我们采用一套一致且不依赖具体机制的专有框架，对整个生命周期的排放情况进行分析，涵盖从原材料投入到生产过程的各个环节。更重要的是，该框架能够实现不同设施、生产商和地区之间的直接、可比性分析。

使我们的评估具有实际应用价值的关键在于我们的多框架输出结果。简而言之，我们仅需一组输入数据，即可根据我们自己的标准化框架，以及各合规计划（如CBAM、LCFS、CORSIA、RFNBO等）所要求的具体生命周期评估（LCA）参数，计算出相应的碳强度。

这样一来，生产商就不需要针对每个计划分别进行生命周期评估（LCA），而买家无论认为哪种机制相关，都能以统一的标准对各设施进行比较。

每项评估都会根据数据的可用性和来源给出一个可信度评分，以便用户了解应给予每个数据多大程度的重视。正是这种透明度，使独立的第三方评估区别于自我申报的碳足迹——后者的评估方法和数据质量往往不透明。

在 Sylvera，我们还提供 “大宗商品洞察”服务，该服务涵盖氨、水泥、石油、钢铁、氢能、化肥等行业的经评估设施，提供市场层面的碳强度数据。投资者和采购团队可据此对供应商进行基准对比，追踪低碳供应的兴起趋势，并识别哪些设施符合特定计划要求的碳强度阈值。而且，他们可以利用可信赖的基于生命周期评估（LCA）的数据来完成这些工作。

这一更广泛的原则适用于所有可持续发展举措。毕竟，碳足迹的可信度取决于其背后的生命周期评估（LCA）。只有通过独立且严谨的评估，才能将数据转化为实际行动。

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