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為了達成永續發展目的,我們需要方法及工具來量化社會上的貨品 (goods) 或服務 (services)所帶來的環境衝擊 (Rebitzer et al., 2004)。而每一個滿足我們生 活需求的產品 (products)都有其生命,自產品的設計及發展階段開始,接著為資

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源的開採,材料及產品的製造過程,使用、消耗階段,生命的終點階段 (包括:

搜集、分類、再利用、回收、廢棄)。由於資源的消耗或排放至環境的物質,上 述所有生命過程皆可能造成環境的衝擊。

而生命週期評估 (Life Cycle Assessment, LCA)方法即是一種工具以評估 產品的生命週期中可能帶來的資源耗用及環境衝擊(ISO, 2006a; UNEP, 2005)。其 針對一個產品(或服務)自搖籃至墳墓等不同生命階段之能資源投入與汙染物排 放進行盤查 (life cycle inventory, LCI),並使用衝擊評估模式進行產品生命週期之 環境衝擊評估(life cycle impact assessment, LCIA)以做為環境化設計與決策之參 考。依據ISO的定義,產品包含貨品及服務 (ISO, 2006a)。

環境毒理化學協會 (Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC)將LCA程序定義如下:

“生命週期評估是一個客觀的過程,以評估產品、製程或活動相關的環境負荷,

透過確認與量化所使用的能源與物質與排放到環境,並且評估與執行可增進環境 改善的機會。這評估包括產品、製程或活動的整個生命週期,包含開挖與處理原 始材料;製造運輸與分配;使用再使用維護回收與最終處置”

國際標準組織 (International organization for standardization, ISO)則於1996年 起發表一系列針對生命週期評估的標準及科技報告,也就是14040系列。此系列 標準於2006年為最近期更新,並取代原有14041、14042及14043標準,將各文件 整理如下。文件中定義LCA的相關執行步驟,將於下節敘述。

2.2 ISO 14040系列彙整

編號 類型 標題 年份

14040 國際標準 原則及架構 1996, 2006 14041 國際標準 目標及範疇定義及盤查分析 1998 14042 國際標準 生命週期衝擊評估 2000 14043 國際標準 生命週期闡釋 2000 14044 國際標準 需求及綱要 2006 14047 科技報告 ISO 14042 應用範例 2003 14048 科技報告 資料文件格式 2001 14049 科技報告 ISO 14041 應用範例 2000

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LCA 評估步驟:

2.1 生命週期評估架構 (ISO 14040定義)

一般來說,生命週期評估分為四大步驟:研究目標及範疇界定、盤查分析、

衝擊評估及闡釋共四大階段,而各步驟間的相互關係如上圖所示。基本上,一個 完整生命週期評估會從目標及範疇界定開始,最後終止於闡釋步驟,但實際執行 上仍有可能為一個反覆 (iterative)的過程。以下針對四個步驟分別描述:

1. 研究目標及範疇界定 (goal and scope identification)

對於此階段 ISO 中並無明確定義,然而此階段要盡量使計畫的研究問題 定義明確,並使閱讀報告者能快速了解問題及後續評估原則選定的理由。方 法類別有描述型 (attributional)及預測型 (consequential),此階段應針對下列 主題作考量:

 預期的應用 (如:產品或公共政策)

 執行此研究的理由

 預期的目標觀眾

除了研究目標外,系統邊界 (system boundary)、功能單位 (functional unit) 訂定、衝擊類別 (impact categories)及不確定性的處理方式也應在此階段作綱

直接應用:

-產品發展及改善 -策略規劃 -公共決策 -市場分析 -其他

生命週期 結果闡釋

衝擊評估 盤查分析 研究目標 及範疇界 定

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要性的討論,並於後續的步驟在做細節上的描述。訂定功能單位通常是系統 最後產出的實用單位,並同時可便於標準化之參數或量化基底。實際應用舉 例如下:

2006 年聯合國環境發展署(UNEP)所贊助之計劃 TREI-C(Tracking

Environmental Impacts of Consumption),其中便以全球成衣業做為跨國生產-消 費鏈的評估對象,該研究以「一件上衣」做為功能單位,進行印度生產之一件 t-shirt 與中國生產之一件人纖上衣在德國使用、廢棄之完整生命週期評估。另 外,林鼎傑(2010)曾分析國產 PVC 從搖籃至工廠的環境衝擊熱點,並評估不 同技術更新因子所帶來之環境效益,其中以2008 年台灣 PVC 總生產量作為 功能單位。

2. 盤查分析(life cycle inventory analysis, LCI)

將系統之投入和產出加以彙整及量化,包括數據收集與計算程序。系統之 投入產出包括如能源的耗用、物料的使用、以及排放至空氣、水體及土地之污 染等。方法類別包括製成導向(process-based)、投入產出分析(input-out analysis) 及混合型方法(hybrid approach)。

3. 衝擊評估(life cycle impact assessment, LCIA)

將盤查結果,以特徵化模式歸類至項潛在環境衝擊,方法類別分為損害 導向 (damage- oriented)、衝擊導向 (impact- oriented)及結合型 (combined- approach)。

此階段重點在於彙整前一階段的盤查資料,並以各種方法學了解產品系 統整個生命週期的環境衝擊。衝擊類別 (impact category)是此步驟的核心元 素,由於盤查分析的數據結果通常極為繁雜並不好了解,且需要大量不同領 域專家瞭解不同結果的重要性,因此需要挑選幾個關鍵的環境議題(衝擊類 別),將盤查結果作整合性的評估及分析。

以暖化作用作為環境議題為例,在分析過程首先要考量到有許多溫室氣 體皆會造成此效應,例如二氧化碳、甲烷及一氧化二氮等(第二階段盤查結 果)。而暖化作用是一系列的機制所串聯,包括了溫室氣體造成大氣組成改 變,導致輻射作用平衡被破壞,接著使大氣溫度上升,最後改變了生態系統 及人類的活動。因此後續的評估過程中,需要在這一系列過程選擇評估的關

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鍵點作為評估指標,例如可以選擇發生於前端的輻射作用的變化或是較後端 的生態系統改變。前者通常稱作中點類別指標 (midpoint category indicator),

其具有較少爭議性假設的優點,結果不確定性較低;後者為終點類別指標 (endpoint category indicator) ,可提供較為直覺性的觀點(如:損失多少壽命)。

而連結盤查結果與類別指標(impact category indicator)為特徵因子 (characterization factor),這部分的建立需要倚靠各領域的專家。

選擇衝擊類別的基礎通常會參考現有的LCA指引,或是已發展的套裝軟 體,而一些衝擊評估方法常被包含其中,例如 IMPACT2002+, TRACI, CML-IA, ReCiPe, ILCD等方法,這些方法都各自包含建議的衝擊類別、衝擊 類別指標及特徵因子。下表為常見的的衝擊類別及衝擊類別指標。

Time-integrated

exposure, corrected for hazard

壽命損失年

生態毒性(有時細分為 水域、陸域生態毒性與 海洋生態毒性等)

Time-integrated

exposure, corrected for hazard

物種消失率

能源載體(energy carriers)使用

初級能源需求 Decreased avalibility 物質資源使用 物質使用量 Decreased avalibility 土地利用衝擊 土地佔用或使用方式改

變量

物種消失率

水資源衝擊 水資源耗用或取代量 Decreased avalibility 資料來源:Curran (2012)

根據 ISO 的定義(ISO, 2006a),衝擊評估步驟包含盤查分析資料之分類 (classification)、特徵化 (characterization)、常態化(normalization)、給予權重 (weighting)、排序(ranking)、群組(grouping)、資料品質分析(data quality

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assessment)等步驟。

4. 生命週期闡釋 (interpretation)

闡釋階段將 LCI與 LCIA的結果進行分析,確認主要環境負荷與衝擊來 源以做為生產流程改善、選用汙染性較低之原料或改善產品設計等決策參考。

研究者可使用敏感度分析與不確定分析來進一步了解整個系統。ISO規範中提 到此過程應包含下列原素:

 重要議題確認

 評估過程考量到完整性敏感度及一致性

 結論、限制及建議

 系統功能、功能單位及系統邊界的適合度

 提出研究限制,如資料品質評估及敏感度分析