生命週期評估(Life Cycle Assessment)研究是一個反覆的過程。 10. 生命週期評估架構 生命週期評估(Life Cycle Assessment)研究是一個反覆的過程。

產品生命週期概念 處置 物料開採 物料處理 製造 使用 再利用 再製造 再使用 2018/11/24 2

LCA研究架構 目標及 範疇界定 直接應用 -產品研發與改善 闡釋 -策略規劃 -公共政策決策 -市場行銷 -其他 盤查分析 衝擊評估 2018/11/24 3

目的與範疇界定(ISO 14040) 定義LCA研究的目的 選用功能單位( functional unit) 界定系統邊界(system boundaries) 切斷準則(Cut-off rules) 數據品質要求 2018/11/24 4 4

Why??? 執行LCA的原因與尋求問題之答案 精確定義產品及其生命週期與功能 在產品的比較案例，定義比較的基準(功能單位) 詳述系統的邊界 詳述分配的方法 數據與數據品質要求 2018/11/24 5

其他要求如生命週期衝擊評估(life cycle impact assessment, LCIA) 程序及其後續所使用之闡釋 假設與限制 其他要求如生命週期衝擊評估(life cycle impact assessment, LCIA) 程序及其後續所使用之闡釋 預期讀者(intended audiences)和與其溝通的方法 如果可以， 嚴格審查的執行方式 LCA研究報告的形式和格式 2018/11/24 6

功能、功能單位及基礎流 不同的產品可能有不同的績效特性。 當產品的績效不容易描述時，定義功能單位也會變得很棘手。 基礎流(reference flow)，LCA研究中最基本的物質或能量流。 2018/11/24 7

定義邊界情況 其他自然 資源 能源 產品 原物料 廢水排放 空氣 污染物 固體廢棄物 與產品生命週期 系統有關的 活動和製程 8 2018/11/24 8

LCA邊界 2018/11/24 9

要多深入? 第一級: 只有物料生產與運輸列入LCA研究中(cf. 比較少使用在LCA研究中) 第二級: 生命週期的所有程序都涵蓋在裡面，除了資本設備之外。 第三級：資本設備也被包括進來，但僅計算其物料與運輸。 2018/11/24 10

PVC 生命週期的流程圖 2018/11/24 11

主要的投入/產出表 2018/11/24 12

車子的系統描述 2018/11/24 13

Life Cycle of a Fax Machine 展開/樹枝圖 Life Cycle of a Fax Machine Disposal scenarios Assemblies Use Upstream components Electricity paper electricity Toner cartridge Magnetite production Carbon black Resin production 2018/11/24 14

範例：液晶螢幕LCA樹枝圖 功能單位：imp/m2LCD

切斷準則 如果流入系統物質的質量低於某特定比例(如5%). 如果流入系統物質的經濟價值低於總產品系統價值的某特定比例. 如果流入系統物質的環境負荷貢獻度低於某特定比例. 2018/11/24 16

數據品質 數據蒐集的時間 地域 代表性與技術型式 分配 系統邊界 2018/11/24 17

分配(Allocation) 僅量避免分配，可從系統的劃分，使其成為單一個產出. 不然就是擴大系統的邊界(如開放式的回收系統)，讓所有相關的產出都考慮進來. 如果上述兩種方式均無法做到，ISO的建議是僅可能用物理的方式(如質量或能量)做為分配的基準. 2018/11/24 18

盤查分析 (ISO 14041) 系統 : 建構產品生命週期樹枝圖 數據蒐集 數據的使用 切斷原則的應用, 考慮聯產品 (co-products) 計算 不同生命週期階段貢獻度之鑑別 2018/11/24 19

數據來源 商用資料庫，如Franklin, Boustead,…. 工業部門所提供的數據, 如 the European Plastic Manufacturers, the Aluminium and Steel industries etc. 學校或其他研究單位, 如 the ESU database on energy systems in Switzerland. 2018/11/24 20

一般文獻; 特別是程的數據, 如the Ullmans Encyclopaedia of Industrial Chemistry. 由國家提供之研究計畫，如USEPA 一般文獻; 特別是程的數據, 如the Ullmans Encyclopaedia of Industrial Chemistry. 特別的網址, 如 www.spold.org and www.globalspine.com . 2018/11/24 21

範例：運輸的計算 利用貨櫃車運送產品，貨櫃尺寸12 m × 3.6 m × 3.0 m；產品的包裝外殼尺寸0.5 m × 0.4 m × 0.4 m。假設產品送到廠商的距離是150 km；由文獻得知，貨櫃車的PM排放是每公里 0.6 公克；試計算每個產品所排出的PM是多少?

貨櫃體積 = 12 m × 3. 6 m × 3. 0 m = 130 m3，產品體積 = 0. 5 m × 0. 4 m × 0 貨櫃體積 = 12 m × 3.6 m × 3.0 m = 130 m3，產品體積 = 0.5 m × 0.4 m × 0.4 m = 0.08 m3；  一輛貨櫃車可裝 130/0.08 = 1,600 個產品。 PM排放量 = (0.6 g/km) × (150 km) / (1,600 個產品) = 0.056 g/產品

能量消耗 如前題，假設貨櫃車的耗油量是 2.11 km/L柴油，柴油每公升熱值是 40.8 MJ，試求每個產品因此次運送消耗多少能量? 能量消耗 = (40.8 MJ/L) × (1 L/2.11 km) × (150 km/trip) × (1 trip/1,600) = 1.81 MJ/產品

闡釋結果(ISO 14043) 鑑別研究案例的優缺點 是符完成在第一階段設定的目標 結果的驗證 其他數據蒐集 敏感度分析 情境模擬(Scenarios) 2018/11/24 25

(continued) 研究邊界與應用之詳述 衍生其他可能的研究 2018/11/24 26

不確定性 數據的不確定性 模式的不確性 模式不正確或不具代表性 模式不完整 2018/11/24 27

數據不確定性 數據不確定性比較容易處理，可用一個範圍或標準差表示 統計方法, 如 Monte Carlo 模擬 2018/11/24 28

模式不正確 代表性?? 最常發生的情況是使用其他的製程替代。非原始的調查數據。 分配的基準; 通常不會只有一種選擇方法。 未來事件; 許多 LCAs 研究的產品具有很長的壽命。 功能單位的選擇。 2018/11/24 29

模式的不完整性 系統邊界。取得一致的邊界與切斷準則並不容易。 不完整的數據表，標題不夠清楚。 數據盤查與衝擊評估的誤連。 30 2018/11/24 30

敏感度分析 找出對最重要假設的影響。 改變假設並重新計算 LCA。 有些重要的假設必須由專家判斷，電腦無法診斷。 2018/11/24 31

LCI的結果 它通常是一個排放和原物料量的表列；可能涵蓋數百個物質，通常很難闡釋。 好處是，它非常詳細；可避免因衝擊評估所引起的不確定性。 2018/11/24 32

衝擊評估 (ISO 14042) 選擇衝擊類別 決定資訊的流動方向，從盤查數據到衝擊評估。 決定其對衝擊的貢獻度 計算衝擊量 鑑別主要的環境衝擊來源 2018/11/24 33

Implementation plan for of LCA 衝擊評估的選定 Eco-design Implementation plan for of LCA Designers Interface with your organization Eco-indicators Strategy development Product managers Goal: Why use LCA? LCA experts Product declarations Aggregated scores and some details Scope: Which applications? How are results reported, and to who? Who will do it? Benchmarking EMS All details EMS specialists LCC 2018/11/24 34

ISO對衝擊評估的要求 強制要求元件, 如分類(classification)和特徵化(characterization)。 建議上的元件, 如常態化(normalization)、排序(ranking)、組合化(grouping)及權重(weighting)。 2018/11/24 35

分類的步驟 確保衝擊的類別與目標與範疇界定一致性。 考慮 LCA 研究的目的 & 使用 鑑別讀者(audiences)：內部或外部 36 2018/11/24 36

(continued) 審查 LCI系統功能、邊界、及單元程序。 鑑別相關於產品系統完整的環境議題。 選定要探討的衝擊類別。 37 2018/11/24 37

範例：USEPA列出主要的環境問題 相對高優先 棲息地改變與破壞 物種滅絕 臭氧層破洞 全球氣候變遷

中等優先 除草劑和殺蟲劑 河川、湖泊和其他表面水體的污染特別是有毒化學品、營養分、生化需氧量、及濁度 酸沉降 空氣毒性物和煙霧

相對低優先 石油漏油 地下水污染 放射性廢料 酸逕流至表面水體 熱污染

範例：衝擊類別的選定 道路或鐵道所需的土地利用面積。 從柴油引擎和輪胎產生的小顆粒 (< PM10)。 噪音。 氣候改變。 41 2018/11/24 41

(continued) 酸雨、優養化。 對人類和生態系統的毒性 資源的損耗。 2018/11/24 42

特徵化的步驟 描述每個衝擊類別的環境危害機制。 鑑別可用的指標。 審查這些指標的需求與準則。 2018/11/24 43

(continued) 選定指標 選定特徵化模式和特徵化因子 模式的確定 & 準確性 指標的環境相關性 & 準確性 44 2018/11/24 44

範例：全球暖化 已知某產品需用到PVC塑膠，從歐洲塑膠工程學的資料庫找到的資料顯示其排放數據如下表；請分別就製程中不同階段產生的全球暖化潛力氣體(CO2、N2O、CH4)，計算其對全球暖化的衝擊，並加總該產品產生的全球暖化衝擊值。

(1)製造 1.38 kg的PVC樹脂 (2)製造 0.34 kg的PVC添加物 (3)射出成型的排放 (4)整個產品的排放

溫室氣體 CO2 N2O CH4 Total GWP 1 310 21 (1) 2,400 (1)equCO2 (2) 1,600 0.34 2.4 (2)equCO2 100 50 1,750 (3) 720 0.058 0.23 (3)equCO2 18 4.8 740 (4) 4,700 0.4 2.6 (4)equCO2 120 55 4,880

範例：特徵化

常態化的目的 在LCA真對環境造成衝擊的項目只有少數幾個類別，常態化可減少評估的項目。 常態化的結果會凸顯產品生命週期中造成的主要環境衝擊為何? 2018/11/24 49

常態化的步驟 決定是否需要常態化 (依目標與範疇界定) 審查、準則 & 參考資訊 選擇一個以上的參考資訊以供使用 計算常態結果 描述對研究結果的影響 2018/11/24 50

Eco-indicator 95模式 2018/11/24 51

LCA的限制 選定與假設本質上可能是主觀的 模式的限制 全球性或區域性情況未必足以代表地區性情況 正確性 不確定性 53 2018/11/24 LCA的限制 選定與假設本質上可能是主觀的 模式的限制 全球性或區域性情況未必足以代表地區性情況 正確性 不確定性 53