2024年9月23日,美國材料與試驗協(xié)會(ASTM International)可持續(xù)發(fā)展委員會(E60)發(fā)布報告《脫碳研討會:行業(yè)LCA標(biāo)準(zhǔn)缺口分析》(Workshop on Decarbonization:A Gap Analysis of LCA Standards for Industry)。該報告分析了工業(yè)脫碳中生命周期評估(LCA)標(biāo)準(zhǔn)的差距,涉及脫碳背景、LCA作用、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)需求、“超越大門”階段的考量以及標(biāo)準(zhǔn)差距總結(jié)等內(nèi)容。
一、研討會背景與目標(biāo)
ASTM Internationaln可持續(xù)發(fā)展委員會(E60)與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)于2023年10月10-11日舉辦了“脫碳研討會:工業(yè)LCA標(biāo)準(zhǔn)差距分析”,旨在識別和映射工業(yè)脫碳相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)中的差距,重點關(guān)注LCA,并確定標(biāo)準(zhǔn)解決這些差距的機(jī)會。約150名來自行業(yè)、政府、非政府組織和學(xué)術(shù)界的利益相關(guān)者參與,討論LCA在脫碳應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與機(jī)遇,包括四個會議主題:現(xiàn)有及新興LCA標(biāo)準(zhǔn)、更好的數(shù)據(jù)以獲得更好結(jié)果、碳足跡、基線和報告、超越大門。
二、脫碳背景與LCA作用
人類應(yīng)減少溫室氣體(GHG)排放以應(yīng)對氣候變化,許多國家和組織采取脫碳行動,需可靠測量、報告和減少排放的方法,碳核算因此受到關(guān)注。
LCA是評估產(chǎn)品環(huán)境影響的關(guān)鍵工具,可量化生命周期中的物質(zhì)和能量流及潛在環(huán)境影響,其結(jié)果可用于識別改進(jìn)熱點、比較產(chǎn)品設(shè)計和策略、市場營銷及溝通等。環(huán)境產(chǎn)品聲明(EPD)用于傳達(dá)LCA結(jié)果,遵循產(chǎn)品類別規(guī)則(PCR),但在實際應(yīng)用中存在數(shù)據(jù)不一致、缺乏可比性等問題。
三、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1.標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織
包括符合世界貿(mào)易組織(WTO)要求的國際標(biāo)準(zhǔn)組織,如ASTM International和ISO,以及成員支持的組織,如溫室氣體協(xié)議(GHG Protocol)和美國生命周期評估中心(ACLCA)。ASTM International制定多種自愿性、基于共識的標(biāo)準(zhǔn);ISO的LCA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如ISO 14040和ISO 14044為LCA研究提供基礎(chǔ);GHG Protocol建立了量化、管理和報告GHG排放的框架;ACLCA提供教育、指導(dǎo)等,幫助LCA社區(qū)遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)并填補差距。
2.關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)詳情
生命周期評估標(biāo)準(zhǔn):ISO 14040和ISO 14044是LCA的基石,定義了系統(tǒng)邊界、評估階段、數(shù)據(jù)收集和解釋等。其他標(biāo)準(zhǔn)如ISO 21930提供了建筑產(chǎn)品和服務(wù)LCA的額外細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)和方法論對LCA至關(guān)重要,ISO 14044規(guī)定了LCA應(yīng)解決的十個屬性,包括數(shù)據(jù)的時間、地理、技術(shù)、精度、完整性、代表性、一致性、可重復(fù)性、來源和不確定性。
碳核算:碳核算缺乏標(biāo)準(zhǔn)化定義,GHG Protocol將其定義為企業(yè)識別和計算運營排放的過程,但其標(biāo)準(zhǔn)存在多種解釋。GHG Protocol將排放分為三個范圍,計算Scope 3排放有四種方法,但存在碳重復(fù)計算和數(shù)據(jù)收集驗證困難等問題。ISO 14064是組織層面測量和報告排放的國際標(biāo)準(zhǔn),與GHG Protocol互補,其第3部分增加了驗證組件。
其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):如ISO/TC 146的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)討論了空氣質(zhì)量方面的內(nèi)容,包括能源密集型行業(yè)的排放量化和報告標(biāo)準(zhǔn)。
四、數(shù)據(jù)需求與發(fā)展
1.數(shù)據(jù)需求
研討會參與者認(rèn)為LCA數(shù)據(jù)的可比性是最大問題,其次是可用性、準(zhǔn)確性、一致性和協(xié)調(diào)性,還包括使用壽命結(jié)束和特定位置數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)需求包括更多、更好、透明的高質(zhì)量和最新數(shù)據(jù),平衡消除判斷選擇與保持靈活性,協(xié)調(diào)LCA模型,納入“超越大門”影響等,這些需求與EPA的相關(guān)評估一致。
2.數(shù)據(jù)發(fā)展與模型標(biāo)準(zhǔn)化
聯(lián)邦LCA共享資源:美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)通過聯(lián)邦LCA共享資源合作,開發(fā)共同數(shù)據(jù)建模慣例,提供免費數(shù)據(jù)集和工具,但利益相關(guān)者對其認(rèn)識不足。共享資源包括背景LCI數(shù)據(jù)庫、協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)質(zhì)量矩陣和可用性指導(dǎo)等,還確定了未來標(biāo)準(zhǔn)化和驗證工具、差距分析和數(shù)據(jù)填補等重點領(lǐng)域。
公共背景數(shù)據(jù)集:聯(lián)邦機(jī)構(gòu)提供多種公共背景數(shù)據(jù)集,如NREL的USLCI、電力和運輸相關(guān)數(shù)據(jù)等。USLCI是最廣泛使用的公共數(shù)據(jù)庫,但數(shù)據(jù)來源多樣且存在更新和兼容性問題。針對電力數(shù)據(jù),開發(fā)了Electricity Baseline等產(chǎn)品。運輸LCA數(shù)據(jù)可通過聯(lián)邦LCA共享資源和GREET模型等獲取,但GREET模型存在局限性。
國際數(shù)據(jù):經(jīng)濟(jì)活動全球化,但全球LCA數(shù)據(jù)存在地區(qū)差異和互操作性問題,歐洲和北美數(shù)據(jù)較多,其他地區(qū)有限。
數(shù)字化開放LCA模型:為保護(hù)專有數(shù)據(jù)同時提供可信結(jié)果,可采用數(shù)字化開放模型鏈接模板,結(jié)合公共行業(yè)數(shù)據(jù)生成行業(yè)平均和產(chǎn)品特定模型結(jié)果,提高產(chǎn)品可比性。
五、“超越大門”階段考量
1.使用階段
韌性:ASTM Guide E3341定義了韌性,但當(dāng)前設(shè)計實踐需適應(yīng)環(huán)境變化,將韌性數(shù)據(jù)納入LCA常被忽視。極端天氣、恐怖主義和海平面上升等趨勢增加了對材料和產(chǎn)品韌性的需求,設(shè)計師應(yīng)結(jié)合使用階段應(yīng)用、服務(wù)環(huán)境聚焦的LCA評估和韌性風(fēng)險評估,開發(fā)更準(zhǔn)確的使用階段LCA,考慮服務(wù)環(huán)境變化、韌性風(fēng)險、系統(tǒng)組件材料性能、維護(hù)和更換頻率及影響等因素。現(xiàn)有韌性標(biāo)準(zhǔn)未連接韌性和LCA,F(xiàn)HWA建議將社會影響和指標(biāo)納入LCA,需開發(fā)共識框架。
材料劣化:LCA常依賴平均使用壽命和回收數(shù)據(jù),存在假設(shè)不準(zhǔn)確、隨環(huán)境變化等問題。材料劣化與環(huán)境變化相關(guān),如腐蝕導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)和環(huán)境成本增加,且受多種因素影響,包括對服務(wù)環(huán)境因素了解不足、數(shù)據(jù)缺乏和評估要求缺失等。使用階段LCA應(yīng)包括影響材料劣化因素的標(biāo)準(zhǔn)化清單,結(jié)合韌性設(shè)計要求,考慮當(dāng)前和可預(yù)測的服務(wù)環(huán)境變化及短期事件影響,以實現(xiàn)更準(zhǔn)確的LCA。
2.使用壽命結(jié)束(EoU)階段
分配環(huán)境影響:準(zhǔn)確測量和分配EoU策略的環(huán)境影響具有挑戰(zhàn)性,需考慮再利用、材料回收、能源回收、填埋等因素。ISO 59004定義了EoU選項,應(yīng)優(yōu)先考慮低編號方法,但組織應(yīng)根據(jù)目標(biāo)選擇最佳方法。ASTM Guide E3199為部分材料的回收場景建模提供了分配指導(dǎo),但對于許多材料,數(shù)據(jù)可用性是問題,需要研究確定數(shù)據(jù)可靠性,LCA工具應(yīng)考慮不確定性。
回收:將回收納入LCA有回收含量和壽命結(jié)束兩種主要方法,“混合”選項結(jié)合了兩者特點。功能回收優(yōu)于非功能回收,EoU回收率應(yīng)區(qū)分功能和非功能回收。不同材料回收、再利用和材料回收率不同,LCA應(yīng)考慮這些差異,還需考慮回收材料的純度、類型、能源強度以及廢料回收比例等因素。
六、標(biāo)準(zhǔn)差距總結(jié)
報告確定了標(biāo)準(zhǔn)差距和需求,包括LCA質(zhì)量評估、數(shù)據(jù)改進(jìn)、模型模板、生物基碳、輸入數(shù)據(jù)收集和比較等。生物基產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是高優(yōu)先級差距,需要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范生物基碳的核算。與會者提出的標(biāo)準(zhǔn)需求與EPA的工作和現(xiàn)有努力相關(guān),如碳標(biāo)簽計劃和提高EPD質(zhì)量的項目。基于研討會,已提出兩個新工作項目,預(yù)計未來還會有更多項目以解決標(biāo)準(zhǔn)差距。
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