以下文章来源于亿科环境IKE ，作者小亿

今天我们来学习如何创建一个碳足迹/LCA模型，以及应该收集哪些数据。这是LCA方法核心的**部分，另一部分则是LCA结果的汇总计算与分析，会在下篇推文介绍。

01 LCA模型过程结构

LCA模型由过程结构和过程数据组成，先来看看过程结构的样子。

上图是典型的产品LCA模型，按生产消费过程展开，圆圈代表生产消费过程，箭头代表中间产品，上游过程生产出来并被下游过程使用，这样把上下游过程串在一起，构成了产品的生命周期过程模型。

LCA建模，就是不断向前追溯、调查上下游生产的过程。

从终端产品向上游追溯，首先是上游零部件元器件的生产过程，再往上游追溯是行业专用原料的生产过程，再上游是基础大宗能源、原材料的生产过程，直到自然资源开采过程为止；

向下游追溯调查，就是产品的使用和废弃过程，废弃之后的再生循环则进入了另一个产品的生命周期。

原则上，与产品相关的人类生产消费过程都应该包含在产品生命周期模型中，每一种原料都对应着一个新的上游生产过程，调查这个上游生产过程，又会出现更多原料，对应更多的上游生产过程。

那么，向前追溯调查的过程会不会是无穷无尽的呢？实际上，基于以下2点原因，LCA模型总是有限的。

1）、追溯过程并非无穷无尽。当追溯到基础大宗能源、原材料的生产过程时，这些大宗产品的生产链其实不再是不断形成新的上游分叉，而是交织在一起，互为上下游，比如发电的时候要用到煤，而挖煤的时候要用到电，发电与煤炭开采互为上下游。因此，构成了一个封闭的网状结构。

2）、在给定的cut-off取舍规则下，LCA的模型是有限的。LCA完整模型包含的过程个数，其实取决于我们数据调查的精细程度要求，比如，当原料用量小到某个程度，例如小过1%的原料，不再追溯上游的话，那么这个网络结构其实是有限的，模型中的过程个数是有限的。这就是cut-off rules取舍规则，其实可以理解为LCA数据调查、建模的精细程度。

02 LCA模型过程数据集

现在来介绍LCA模型组成的第二个部分——过程数据集。

LCA把生产消费活动分解为一个一个单独的过程，称为单元过程unit process，每个单元过程都要收集一套输入输出清单数据，称为单元过程数据集unit process dataset，每个单元过程的数据集都应包含6种数据类型。

（1）单元过程数据集

自然资源消耗

如天然河水、地下水，埋在地下的煤炭、石油、天然气，天然森林、土地等未经人工处理的自然资源；只需要知道消耗量，无需向前追溯调查。

原辅料等物料消耗数据

人工处理的产物，如自来水、纯水，原辅料、零部件、元器件等；不仅需知消耗量，原则上还要向前追溯上游生产过程。

能源消耗数据

与**种数据中的自然资不同，能源是经过人工对自然资源开发后的产物，几乎所有生产消费过程用到的能源，都经过了能源生产过程，属于二次能源；原则上需要继续追溯上游生产过程。如果更加细分的话，运输也是输入。另外还有设备、厂房等生产资料输入，原则上要均摊到其寿命期的产品总量上，通常贡献较小而被忽略。

产品和副产品

即有实物产品，也可以是服务等非实物产品。如果存在主副产品，这个单元过程数据集就需要进行分配，将每项输入输出分摊到各项产品上。

待处置废弃物

无价值的输出，但不能直接排放丢弃，须做无害化处理，例如超标的废水，废气，危废等。不仅需知产生量，原则上还要向后追溯它们的处置过程，这些处置过程也是生命周期全过程的组成部分。

环境排放

无需经过人工处理可以直接排放的输出，如各种大气、水体，土壤污染物排放、固体废弃物、温室气体排放，只需要知道环境排放的数量，但并不追溯调查排放之后的自然过程。

（2）数据类型分类

这6种数据按照流向分类，可以分成输入数据和输出数据。

输入数据包括自然资源消耗、原辅料消耗、能源消耗；输出数据包括产品和副产品、待处置废弃物、环境排放。收集得到这个单元过程的数据集，其实就是这个过程的输入输出平衡表。

另外一种分类，是分成中间流和环境流。中间流（intermediate flow）指介于两个人类生产消费过程之间的中间产品或待处置废弃物，包含原辅料消耗、能源消耗、产品和副产品、待处置废弃物。原则上中间流都应该继续追溯调查另一端的过程，由此从一个单元过程连接到另一个过程，串起整个生命周期模型。环境流（environmental flow）不联系到其他人类生产过程，只联系到自然环境，包含资源消耗、环境排放，ISO标准里也称为基础流（elementary flow）。环境流只需要有数值即可，无需继续追溯。

（3）单元过程分类

类似的，生命周期模型里的单元过程，也有自己的分类和名称，我们主要根据数据来源，将数据的单元过程分成实景过程和背景过程。

实景过程（foreground process）指的是单元过程以及单元过程中的数据集都是调查得到的。

背景过程（background process）的数据来自数据库，是其他人之前完成的上游原料的完整LCA结果。

（4）判定是否继续追溯在追溯收集上下游过程数据的时候，会存在3种情况。A.出现新的中间流。也就是这个原料或生产过程介于两个人类生产消费过程之间，这就需要继续向前追溯，调查得到一个新的单元过程数据集。B.数据库中有中间流上游的完整LCA。如果已经有人完成了，原料中间流上游的完整LCA，并将结果放在数据库里，那就可以直接连接到上游行业数据库或基础数据库上，无需继续追溯调查，模型的这个分支就完成了；C.中间流影响太小。根据cut-off原则判断该中间流输入输出物对环境资源影响很小，而不必追溯调查，但仍然认为模型是完整的。

这样，当模型中所有单元过程里的所有中间流，或者是连在另一个单元过程上，或者是连在完整的上游数据库上，或则可以cut-off，只有在这三种情况下，LCA模型才算是完整的，这就是LCA建模的基本步骤和逻辑。

03 LCA建模软件和数据库

LCA建模和计算都需要用到专业的LCA软件工具和背景数据库，目前全球范围内，同时开发了LCA软件和背景数据库的企业只有德国GaBi（GaBi软件+GaBi数据库），以及中国亿科（eFootprint软件+CLCD数据库）。

一个可信的LCA模型有赖于本国的基础数据库，每个国家都需要有人从零开始，调查本国至少上百个行业、几百种基础能源、原材料、化学品的近千个开采加工过程，首先保证基础数据库自身的完整性，才能支持下游行业、产品建立完整LCA模型。亿科开发的中国生命周期基础数据库CLCD，2009年获得联合国环境署LCA Award**名，2010年正式发布，并不断扩展和更新，是目前国内**公开发布、公开可获得的基础数据库。而且，CLCD还是全球四大独立基础数据库之一。全球范围只有瑞士ecoinvent、德国GaBi、日本IDEA、中国CLCD完成了近千个基础过程的调查和建模，成为独立、完整的基础数据库。换句话说：

全球所有LCA/碳足迹报告或者使用了上述数据库，或者其模型是不完整的。
2023年4月6号，中国碳足迹开放平台（Chinese Carbon Footprint Open Platform, CCFOP）正式发布，该平台包含产品碳足迹在线分析系统eFootprint以及中国生命周期基础数据库CLCD，标志碳足迹进入透明、完整、准确的可信时代。

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