ライフサイクルアセスメントと鋼の持続可能性
ライフサイクルアセスメントと鉄鋼の持続可能性
鉄鋼業は、石油・ガス産業に次ぐ世界第2位の産業です。鉄鋼は、建築および建設、包装、運輸業、電力および再生可能エネルギーの各セクターに及ぶほぼすべてのセクターで使用されています。鋼の使用は、今日の社会のいたるところに見られます。鋼が存在しない、またはそれらの生産に役割を果たしていない材料や製品は事実上ありません。
粗鋼の生産量は過去30年間で2倍以上になり、2020年の生産量は18億6,400万トン、2019年の生産量は18億6,900万トンに達しました。鉄鋼は、社会の進化と進歩のバックボーンであり、イネーブラーであり続けています。それは世界をより住みやすい場所にします。未来のスマートシティは鉄鋼の上に構築されます。鉄鋼は無限にリサイクル可能で再利用可能な資産であり、その使用は地球の資源への負担を軽減するのに役立ちます。
高水準の鉄鋼生産は必然的に製鋼部門をその環境への影響に対してより責任のあるものにします。したがって、サーキュラーエコノミーパラダイムの実装を含む可能な解決策とともに、主な環境への影響を明確に把握するために、鉄鋼業界のプロセスを分析することが不可欠です。
鋼には、設計状態での意思決定プロセスで考慮される特性の組み合わせがあります。これらの特性には、（i）化学的、冶金学的、および機械的特性、（ii）耐食性、（iii）耐火性、（iv）リサイクル性、（v）長寿命（vi）保守要件、（vii）衛生要件、 （viii）美学、および（ix）環境への影響。
鋼は品質を損なうことなくリサイクルできます。金属結合は再凝固時に復元されるため、鋼は複数のリサイクルループの後でも元の性能特性を継続的に回復します。これにより、同じアプリケーションで何度も使用できるようになります。対照的に、ほとんどの非金属材料の性能特性は、リサイクル後に低下します。
通常、統合ルートで製造された鉄鋼製品の返送プロセススクラップの含有量は10％から20％の範囲に制限されますが、使用済みの鉄鋼製品は85％から95％の範囲でリサイクルされます。 「リサイクルコンテンツ」方式は、寿命末期に発生するスクラップから生じる将来の環境利益をさらに説明する「寿命末期」方式とは対照的に、今日実現された環境利益のみを組み込んでいます。鉄鋼業界では、「使用済みリサイクル率」が最も適切な指標ですが、使用可能な使用済みスクラップの量は現在の需要を満たすには不十分です。図1に鋼のライフサイクルを示します。
図1鋼のライフサイクル
一次（未使用）鋼の生産には、通常、鉱石の採掘と濃縮、製錬、精製が含まれ、指定された化学的性質の鋼が得られます。多くの処理ルートが利用可能です。各段階で、不純物と副産物が分離され、最終製品中の鉄の濃度が増加します。鋼を十分な純度に精製するには、エネルギーを大量に消費し、正確に制御された溶融段階が必要になることがよくあります。これは通常、還元剤として直接、または熱と電気のために化石燃料の投入を間接的に使用することに基づいています。鉄鋼生産は、世界の産業用二酸化炭素（CO2）排出量のかなりの部分を占めています。
鉱業および選鉱の分野では、液体溶液中の鉱石を処理して、関連する鉱物から鉱石を分離することによって鉱石を濃縮するプロセスがあります。一部のプロセスでは、通常、非常に高い温度は必要なく、圧力を維持するためにエネルギーを必要とする高圧で処理を行うことができます。さらに、鉱山が高品位から低品位の鉱石に移行するにつれて、またより複雑な鉱床の採掘を開始するときに、採掘および選鉱プロセスのエネルギー強度が時間とともに増加する可能性が高くなります。プロセス効率を高めることで、エネルギー消費を改善できます。
乾式製錬では、関連する鉱物成分から鉄を取り除くために、高温で鉱石精鉱を処理します。そのため、加熱炉で化石燃料を使用したり、炉に電力を供給するために電気を使用したりする必要があります。さらに、鉄鋼業界はさまざまな種類の鉄鋼製品を生産しています。これらの異なるタイプの鉄鋼製品は、同じ鉄鋼プラントで同じ一次生産プロセスから製造できます。これらの製品はそれぞれ、最終消費者が使用する製品を製造するために異なる処理ルートを必要とします。図2は、ライフサイクルアセスメント（LCA）の原則を示しています。
図2ライフサイクルアセスメントの原則
材料科学者と製品開発者は、材料の選択が環境に与える影響を検討できるツールを利用できるようになりましたが、一般に、これらのツールは少数の環境エンドポイントを考慮し、多くのデータギャップが残っています。ただし、鉄鋼に対する世界的な将来の需要の予想される増加と現在の技術におけるその重要性を考えると、鉄鋼生産のライフサイクルベースの環境負荷に関する再現性の高いデータが利用可能であり、複数の鉄鋼の共同生産の影響が重要です。製品は明確に理解されています。
発達するために物質とエネルギーを必要とする人間の活動は、気候変動、天然資源の枯渇、廃棄物の発生、汚染などの生態系と環境に不可逆的な影響を及ぼします。これらの影響のほとんどは、人間の健康と生存に危険な結果をもたらします。これらの影響は長期的な結果をもたらします。 1987年に発表されたブルントラントの報告書では、持続可能な開発は「将来の世代が自分たちのニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たす開発」と定義されています。ほぼ25年から30年にわたって世界中で進化してきた持続可能な開発のサブセットである、構築された環境の役割は非常に重要です。
Brundtlandレポートで定義されているように、持続可能な開発の概念は非常に複雑で動的な課題であり、最も多様な活動セクターの貢献を必要とします。気候変動と天然資源の持続可能な利用は、今日の社会の主要な課題の1つです。これにより、彼らは政治的環境アジェンダの最上位に置かれ、予見可能な将来にわたって留まる可能性があります
持続可能性は、製品生産の全サイクル、つまり、原材料の取得から、計画、設計、建設、運用、そしてその使用と寿命末期の廃棄物管理に関係します。これは、鉄鋼業界の将来にとって大きく重要な課題です。鉄鋼業界は、リサイクル可能性を高め、プロセスを改善することで二酸化炭素排出量を削減するために、いくつかの取り組みを行ってきました。
持続的な開発においては、経済的および環境的に健全な方法の開発が奨励されています。材料の製造と流通は最小限の輸送で行われます。また、可能な限り入手可能な材料が使用されています。
鉄鋼の持続可能性は、（i）環境、（ii）社会、（iii）経済の3つの要素で構成されています。鉄鋼産業は、社会的、経済的、環境的に持続可能な開発を改善するための非常に効果的な産業であり、両方で非常に活発な産業として浮上しています。先進国と発展途上国。産業は、建物、橋、道路などの人工構造物の建設や私たちの日常生活で使用される製品に使用される鉄鋼の生産のために、地球からの天然資源を必要としています。
鋼のライフサイクル分析は、環境への影響を判断するために行われます。環境への影響を決定する3つの側面は、（i）鉄鋼製品の製造、（ii）鉄鋼製品の使用、および（iii）使用済み材料のリサイクルです。環境への影響は、（i）天然資源の使用、（ii）環境管理、および（iii）廃ガス、液体、および固体による空気、水、および土地の汚染の防止によって影響を受けます。
鉄鋼製品の材料効率は、（i）削減、（ii）再利用、（iii）リサイクルの3つの基準によって決定されます。 CO2排出量削減のためのプロセス効率を改善することにより、鉄鋼を生産するための原材料の量を削減する必要があります。鉄鋼製品の寿命が尽きた後、製品の鉄鋼含有量の一部は、鉄鋼の基本的な特性を失うことなく再利用できます。これにより、鋼の再利用が非常に重要になります。スチールは100％リサイクル可能です。鉄スクラップはすべて、新鮮な鉄鋼の製造に再利用されます。さらに、鉄鋼の生産中に生成される副産物はさまざまな産業で使用され、これによりそれらの産業での原材料の必要量が減り、天然資源の保護に役立ちます。
鉄鋼の社会的影響はかなり大きいです。社会的影響は、（i）生活水準、（ii）人々の教育、（iii）コミュニティ、および（iv）すべての人の機会均等によって影響を受けます。
持続可能な材料は、それを生産するために働いている人々、またはその使用、リサイクル、および最終処分の間にそれを取り扱う人々に害を及ぼすことはありません。鋼は、その製造中または使用中に人々に害を及ぼすことはありません。これらの理由から、鋼はいくつかの用途で使用される主要な材料です。従業員の怪我のない健康的な職場のような安全性は、鉄鋼業界の重要な優先事項です。鋼はまた、技術の進歩を可能にすることによって生活の質を向上させます。そのため、人々は日常生活で使用するすべてのものに鋼の存在を目にします。実際、今日の生活は鉄鋼なしでは実現可能ではありません。
鉄鋼の持続可能性の経済的要素は非常に重要です。経済学に影響を与える要因には、（i）生産コスト、（ii）利益、（iii）コスト削減、（iv）経済成長、および（v）投資収益の創出が研究開発活動です。
ライフサイクルコスト（LCC）は、鉄鋼の持続可能性の経済的要素の重要な基準です。 LCCは、パフォーマンス要件（ISO 15686-5）を満たしながら、ライフサイクル全体にわたる資産のコストです。これは、ライフサイクル中に発生した製品に関連するすべてのコストの合計であり、（i）構想、（ii）製造/製造、（iii）使用/操作、および（iv）保守終了で構成されます。 LCCは、投資決定を下したり、さまざまな投資オプションを比較したりするのに役立つ数学的手順です。ライフサイクルコストを考慮すれば、鋼は高価ではありません。他の材料のコストは時間の経過とともに大幅に増加しますが、鋼のコストは通常一定のままです。
鉄鋼の持続可能性に関する環境的、社会的、経済的側面に加えて、（i）環境社会、（ii）社会経済、（iii）経済環境などの3つの重複する領域があります。環境社会分野には、地域と世界の両方に影響を与えるため、環境と天然資源の保全への関心が含まれています。社会経済分野には、倫理、公平性、および従業員の健康、安全、福祉に対する懸念が含まれます。経済環境分野には、運用効率、エネルギー効率、再生可能資源の使用が含まれます。図3は、鋼の持続可能性のすべての要素を示しています。
図3鋼の持続可能性の要素
鋼の持続可能性の鍵は、完全なライフサイクルアプローチが製品の環境への影響を評価するための最良の方法であるという認識です。したがって、それはまた、社会が材料の使用とその経済的重要性について情報に基づいた決定を下すのを助けるための最良の方法でもあります。材料の製造など、製品のライフサイクルの1つの側面のみに焦点を当てると、使用フェーズなどの別のライフサイクルフェーズでの影響の増加を無視できるため、実際の状況が歪められます。
あらゆる用途に最適な材料を選択することは、機能性、耐久性、コストなど、さまざまな技術的および経済的要因を考慮することに依存します。持続可能な開発が重要な問題である世界で、材料を指定している人々にとってさらにますます重要な要素は、製造と製品の性能の観点からの材料用途の関連する環境性能です。
ライフサイクルステージごとの環境負荷と鉄鋼製品生産システムの相互接続性を定量化することは、サプライチェーンの脆弱性と供給リスクの観点から、技術、材料代替、および製品の重要性の世界的な変化をモデル化するために必要です。包括的な理解により、鉄鋼製品の影響と利点をより適切に管理し、情報に基づいた持続可能な資源の使用が可能になります。
鋼は、多くの適格な用途で使用される耐久性の高い材料です。すべての材料と同様に、その製造と使用はさまざまな方法で環境に影響を与えます。製品の全体的な環境への影響を評価するには、製品のライフサイクル全体を考慮した統合アプローチが必要です。この評価は「ライフサイクルアセスメント（LCA）」として知られています。
プロジェクトの持続可能性の評価は、過去数年間に開発された多くのツールの助けを借りて行うことができます。ライフサイクルの概念に基づく最も完全で詳細な分析方法の1つは、LCAです。製品またはシステムのライフサイクル全体を考慮し、原材料の抽出から、材料の生産およびエネルギー要件、使用および寿命末期の処理までを考慮します。このような体系的な概要を通じて、環境への負担が特定され、場合によっては回避されます。 LCAは、プロジェクトのライフサイクルのさまざまな時点でプロジェクトの環境パフォーマンスを改善する機会を特定するのに役立ちます。 LCAの目的は、製品のライフサイクル全体にわたる完全な環境プロファイルを作成し、環境指標を使用してより理解しやすい方法で結果を表示することです。
ライフサイクルの概念に関する最初の研究は、60年代後半から70年代前半にかけて行われました。製品または機能のライフサイクルの概念は、公共の購入の領域内で米国で開発されました。しかし、この名前の「ライフサイクル」の最初の言及は、1959年にランド研究所のためにノビックによって作成されたコストのライフサイクル分析に関するレポートにありました。当時、「ライフサイクル分析」（まだ評価されていません）がコストに使用されています購入、使用、および寿命末期の操作を含む兵器システムの。ライフサイクル分析は、政府による予算管理を改善するためのツールとしても使用されました。
1972年に、ガラス、プラスチック、鋼、アルミニウムなど、さまざまな種類の飲料容器の製造における総エネルギー使用量が1979年にIan Bousteadによって計算されました。これにより、彼の方法論はさまざまな材料に適用できます。その時代には、公共の関心が高まり、さまざまなライフサイクル研究が行われました。 1992年に、ライフサイクルアセスメント（LCA）ワークショップがSociety of Environmental Toxicology and Chemistry（SETAC）によって開催されました。これらのワークショップの1つは、ライフサイクル影響評価とその他のデータ品質に焦点を当てています。
1993年に、「LCA聖書」としても知られる「ライフサイクルアセスメント：実践規範」のガイドラインが発表されました。 1990年代には、LCAは、LCAに関するオランダのガイドラインなどのさまざまなガイドラインを公開したさまざまなグループによっても研究され、北欧諸国、つまりスウェーデン、フィンランド、デンマーク、ノルウェーの著者は、ライフサイクルアセスメントに関する北欧のガイドラインを公開しました。国連環境計画は「ライフサイクルアセスメント：それを行う方法とは何か」を発表しました。欧州環境機関は、「ライフサイクルアセスメント：アプローチ、経験、および情報源へのガイド」も公開しました。 「製品は、LCA調査で商品またはサービスとして定義されています。 LCAは、「ライフサイクルアプローチ」、「ゆりかごから重大な分析」、または「ライフサイクル分析」と呼ばれることもあります。ゆりかごから墓場までの完全な調査では、原材料（ゆりかご）から使用段階、そして寿命（墓）までの生産を調べています。
1993年11月、LCAの標準化は、パリの技術委員会（TC 207）小委員会SC 5とともにISO（国際標準化機構）で開始されました。この規格は、SETACによって開発された行動規範に基づいていました。現在、ISOは、14040シリーズおよびLCAのテクニカルレポートと呼ばれる一連の標準を発行しています。このISO14040シリーズの標準は、独立した第三者が作業を批判的にレビューする必要性を含め、LCAの演習が順守する必要があるアプローチと厳密さを概説しています。
ISO 14000シリーズの規格には、環境管理システムに関するISO14001が含まれています。 ISO 14040シリーズの規格には、「原則とフレームワーク」というタイトルのISO 14040、「目標と範囲の定義と在庫分析」というタイトルのISO 14041、「ライフサイクル影響評価」（LCIA）というタイトルのISO 14042、タイトルのISO14043が含まれます。 「ライフサイクル解釈」、タイトル「要件とガイドライン」のISO 14040、タイトル「ISO14042の適用例」のISO14047、タイトル「データ文書フォーマット」のISO 14048、およびタイトル「ISOの適用例」のISO14049 14041'。 ISO 14040シリーズの規格によると、LCAは製品の開発と改善、戦略的計画、公共政策の策定、マーケティング、およびその他の目的に使用されます。
LCAは、製品のライフサイクルのすべての段階で製品の環境側面を評価するためのツールです。 LCAは、ISO 14040規格で、「製品システムのライフサイクル全体にわたるインプット、アウトプット、および潜在的な環境影響のコンパイルと評価」として定義されています。製品のライフサイクルには、原材料の取得から材料の製造および製造、使用、回収オプションを含む最終廃棄までのすべてのプロセスが含まれます。これらの段階での輸送も考慮に入れる必要があります
LCAには、生産における輸送を含むすべてのフェーズと、商品およびサービスの運用フェーズが含まれます。比較LCA調査では、比較するのは製品自体ではなく、これらの製品の機能も含まれます。 LCAには全体論的なアプローチがあり、環境への影響をいつでもどこでも一貫したフレームワークに配置します。
LCAは現在、最も広く認められ、使用されている持続可能性評価手法の1つです。これは、利用可能な「ライフサイクルインベントリ（LCI）データベースから最も頻繁に抽出される環境影響データの収集と管理に基づいています。 LCA方法論とLCIデータは、業界が（i）顧客とその顧客に情報を提供し、（ii）さまざまなアプリケーションでの製品システムの環境パフォーマンスに対する鉄鋼の貢献を理解し、（iii）技術評価をサポートするのに役立ちます（環境改善プログラムのベンチマーク、決定、優先順位付け）、（iv）影響評価を実施して、自社のプロセスが環境に与える影響を減らし、顧客と緊密に協力して、製品の鉄鋼使用の全体的な影響に関する知識を獲得します。環境について、そのライフサイクル全体にわたって、および（v）用途で鋼を使用することのライフサイクル環境上の利点、および環境パフォーマンスの改善に効果的である可能性がある場所についての一般の知識を増やします。 LCAはまた、組織の環境および温室効果ガスの報告要件、マーケティングおよび販売サポート、規制および環境製品宣言などの自主的イニシアチブへの準拠を確保する上で重要な役割を果たします。
現在、製品の設計と消費者の行動が製品の全体的な環境パフォーマンスと効率に影響を与える可能性があるという認識が世界中にあります。製品を製造する組織は、製造、利用、および寿命に細心の注意を払っています。これは、材料を指定する設計者にとってますます重要な要素です。 LCAは、「製品のライフサイクル全体にわたる環境への影響を定量的に評価することにより、科学を洞察に変換するための堅牢な方法論に基づく包括的なアプローチ」です。
材料および消費者製品の環境、社会、および経済的パフォーマンス（気候変動および天然資源への影響を含む）を評価するために利用できるツールおよび方法論の中で、LCAは、製造、製品のすべての段階からの潜在的な影響を考慮する包括的なアプローチを提供します使用および寿命（再利用、リサイクル、または廃棄）。健全な方法論と透明性のある報告に基づいているため、政策立案を支援するための重要なツールです。
より多くのリサイクルと再利用を通じて製品ライフサイクルの「ループを閉じる」ことを試みる最初のステップは、LCAを通じてそのような製品システムを環境の観点から効果的かつ体系的に分析することです。
LCAは、地球上の原材料の抽出から寿命末期および廃棄物処理に至るまでの製品システムおよび活動に関連する環境負荷および影響の定量化と評価を支援するツールです。このツールは、環境関連の戦略と材料の選択に関する意思決定を支援するために、業界、政府、および環境グループによってますます使用されています。
LCIは、構造化された包括的で国際的に標準化された方法です。これは、消費されたすべての関連する排出量と資源、および製品のライフサイクル全体に関連する関連する環境と健康への影響および資源の削除の問題を定量化します。 LCIはLCAのフェーズの1つです。 LCIデータは、機能システム（たとえば、1kgの熱間圧延コイルの製造）に関連する材料、エネルギー、および排出量を定量化します。このLCIデータは、LCIAを含む完全なLCAの基礎であり、より広い境界と完全な製品ライフサイクルを超えています。さらに、このデータは、製品のカーボンフットプリントなどの単一の問題に対処するために使用できます。
鋼のライフサイクル全体のエネルギー使用とより広い環境への影響に関する重要な研究データは、さまざまなLCIデータベースから入手できます。鉄鋼は、自動車、建設、包装などの幅広い市場用途や製品の主要な構成材料です。鉄鋼業界は、非常に早い段階で、市場と顧客をサポートするために、世界中のLCIデータを収集するための適切な方法論を開発する必要性を認識していました。鉄鋼業界のLCIデータである世界鉄鋼協会は、（i）資源の抽出とリサイクル材料の使用、（ii）生産からの鉄鋼生産の「ゆりかごから門へ」のインプット（資源使用、エネルギー）とアウトプット（環境排出）を定量化します。鉄鋼製品の製鉄所のゲートへの輸送、および（iii）寿命末期の鉄鋼の回収とリサイクル。
欧州の製鋼会社、エネルギーおよびエンジニアリングパートナー、研究機関、大学で構成されるULCOS（超低二酸化炭素製鋼）コンソーシアムは、現在、鉄鋼生産のCO2排出量を削減する技術の開発を試みており、LCAを主要な環境評価の1つとして使用しています。ツール。この研究では、これまでに80を超えるCO2削減技術を調査し、そのうちのいくつかを候補に挙げ、ライフサイクルパラダイムを使用して環境特性を評価しています。具体的には、統合された古典的な製鋼ルートのLCIをプロセスシミュレーションソフトウェアと組み合わせて、CO2を捕捉および保存するための新しいテクノロジー、還元剤、および方法を含む、より持続可能なプロセスのCO2排出量をモデル化しました。
LCAを使用すると、原材料の抽出から製品の最終廃棄に至るまで、製品のすべてのライフサイクルステージを総合的に検討することにより、環境の観点から製品システムを評価できます。これは通常、製品、サービス、およびテクノロジーのシステム全体（クレードルからゲートまたはクレードルからグレイブ）の環境負荷を定量化するためのツールとして使用されます。このようなツールは、過去に鉄鋼製品システムの環境性能を評価するために使用されてきました。
LCAドライバーは、（i）ライフサイクル全体の持続可能性に貢献する商品とサービスを提供し、（ii）設計から廃棄までの製品のライフサイクル全体で最適なリソースの使用を保証するため、「国家の自主的ガイドライン-原則」によってサポートされます。 （iii）設計者、生産者、バリューチェーンのメンバー、顧客、リサイクル業者などのすべての人がつながり、持続可能な消費を促進するようにします。 LCAは、社会的または環境的な懸念、リスク、および/または機会を設計に組み込んだ製品またはサービスに関するレポートを提供し、調達/生産/流通および使用における削減の詳細を提供するため、「ビジネス責任レポート」も支援します。製品の単位あたりの資源（エネルギー、水、原材料など）の使用に関する消費者
通常、LCA調査は、最初のフェーズとして目標と範囲の定義から始まり、在庫分析フェーズに進み、影響評価フェーズに続き、最後のフェーズとして、調査は解釈で終わります。 LCAは、実践者が目標やスコープの定義などの他のフェーズに戻る必要がある計算（数学）プロセスです。これらのフェーズの関係を図4に示します。これは、ISO14040から採用されたLCAフレームワークを示しています。
図4ライフサイクルアセスメントフレームワーク
製品のライフサイクルは、1つ以上の定義された機能を実行する製品システムとしてモデル化されます。製品システムは、その機能で定義され、フローによってリンクされた一連のユニットプロセスに細分されます。ユニットプロセスには、製品システムの入力と出力が含まれ、そのアクティビティの結果として他のプロセスの出力が生成されます。製品システムは、製品フローによって他の製品システムをリンクすることもできます。
LCA研究の目標は、（i）研究の意図された適用と対象者、（ii）研究を実施する理由、および（iii）研究の結果が比較アサーションで使用され、公共。範囲には、（i）製品システムの定義、（ii）機能と機能の側面、（iii）ユニットシステムの境界、（iv）割り当て手順、（v）影響カテゴリ、（vi）データ要件、（vii）前提条件、（ viii）制限、（ix）初期データ品質要件、（x）重要なレビューの種類、および（xi）調査に必要なレポートの種類と形式があるかどうか。範囲は、研究の幅、深さ、詳細において十分でなければなりません。システム境界は、調査の目標と範囲の定義に従って、システムに含まれるユニットプロセスを定義します。
機能ユニットの主な目的は、測定可能な参照システムを提供することです。それを可能にし、LCA結果の比較可能性を確保するために、参照フローも決定する必要があります。参照フローとは、機能を実行するために必要な製品の量を意味します。たとえば、塗装面を調査する場合、2種類の塗料を1リットルの塗装の機能単位と比較することは有用ではありません。これは、2種類の塗料では同じ性能が得られないためです。これの代わりに、「特定のコーティング度と10年の耐用年数を備えた1平方メートルの塗装面」を機能単位として決定することが適切です。
在庫分析フェーズには、製品システムの関連する入力データと出力データの収集と計算が含まれます。在庫分析は計算プロセスです。データが収集され、システムについてさらに学習されている間に、新しいデータ要件または制限が発生する可能性があります。研究の目標または範囲で改訂が必要になる場合があります。収集が必要なデータの種類の例には、原材料、エネルギー入力、空気と水への排出、出力などが含まれます。このフェーズでは、さまざまな製品やリサイクルシステムを含むシステムを扱い、割り当て手順を取り入れます。考慮。割り当て手順に従って、入力と出力を異なる製品に割り当てることができます。このフェーズは、LCA調査で最も時間と費用のかかるプロセスの1つです。
ライフサイクル影響評価フェーズは、調査の目標と範囲を実装するために慎重に計画される機能単位に基づく相対的なアプローチです。このフェーズの目的は、製品またはサービスのライフサイクルでのライフサイクルインベントリ分析結果に従って、製品またはサービスの潜在的な環境への影響を評価することです。影響評価フェーズには、（i）必須の要素と（ii）オプションの2つの要素が含まれます。必須の要素は、（i）影響カテゴリ、カテゴリインジケータ、および特性化モデルの選択、および（ii）分類と特性化です。オプションの要素は、正規化、グループ化、重みの割り当て、およびデータ品質分析です。
影響評価には主に2つの方法があります。これらは、問題指向の方法（中間点）と損傷指向の方法（終点）です。中点法には、気候変動、酸性化、富栄養化、潜在的な光化学的オゾン生成、人体への毒性などの環境への影響が含まれます。エンドポイント方式は、フローを人や資源などのさまざまな環境被害グループに分類する被害指向の手法です。さまざまな影響カテゴリとその定義をタブ1に示します。
| タブ1LCAで使用される一般的な影響カテゴリ | ||
| 定義 | ||
| 地球の平均気温の上昇 | ||
| Consumption of non-renewable energy or material resources | ||
| Photochemical oxidation (smog) | Emission of substances (VOCs, nitrogen oxides) to air | |
| Human toxicity | Human exposure to an increased concentration of toxic substances in the environment | |
| Ozone depletion | Increase of stratospheric ozone breakdown | |
| Eutrophication | Increased concentration of chemical nutrients in water and on land | |
| Water use | Consumption of water | |
| Land use | Modification of land for various uses | |
| Acidification | Emission of acidifying substances to air and water | |
| Ecotoxicity | Emission of organic substances and chemicals to air, water and land | |
| Note:LCA – Life cycle assessment, VOCs – Volatile organic compounds | ||
Life cycle interpretation is the final phase of the LCA, in which the results of study is summarized and discussed. In this phase of LCA, the results of the inventory analysis and the impact assessment are evaluated together. Life cycle interpretation reveals conclusion which is to be consistent with the defined goal and scope and which offers suggestions.
Among the tools available to evaluate environmental performance, LCA provides a holistic approach to evaluate environmental performance by considering the potential impacts from all stages of manufacture, product use and end-of-life stages. This is referred to as the cradle-to-grave approach. LCA is well established as a sound environmental assessment tool which is easy to implement, and cost effective and produces affordable and beneficial solutions for material decision making and product design.
The use of LCA is becoming more widespread since it takes into account the environmental impacts of the manufacturing processes of a product, the extraction of the raw materials used by these processes, the use and maintenance of the product by the consumer, its end–of-life (reuse, recycling or disposal) as well as the various methods of transport occurring between every link of the chain. Presently, there is an increasing number of national or regional databases are available which cover major industrial sectors. Many manufacturing organizations have LCA departments and there are more and more LCA software packages are now available. It is also now a subject which is taught at universities.
In Europe, an environmental product declaration (EPD) is a standardized way of quantifying the environmental impact of a product or system following life cycle analysis. For a steelmaker, it is also strategically important to demonstrate this life-style approach (in terms of governments and policies) so that the long service-life, re-use and multi-recycling characteristics of steel are adequately appreciated and measured.
The LCA data can also be used for other purposes including (i) eco-design / design for recycling applications, (ii) benchmarking of specific products, (iii) procurement and supply chain decisions, (iv) inclusion in ‘Type I Ecolabel’ criteria for products, (v) inclusion in life cycle based ‘Type III environmental product declarations’ for specific products, and (vi) the analysis of specific indicators, e.g. carbon footprints or primary energy consumption.
Thinking in life cycles has an important advantage. With LCA, the whole lifespan of a product can be evaluated i.e. the production, use and disposal at the end of life. Environmental impacts occur along the entire supply chain i.e. at the production site itself as well as in the extraction of raw materials and their transport, and at power plants supplying the energy to the production site. Capturing both direct and indirect impacts can help to avoid shifting environmental burden from one life cycle stage to another. Environmental regulations which only regulate one phase (use) of a product’s life cycle can create unintended consequences, i.e. increased CO2 emissions. Correct modelling of the recycling potential of steel products at the end-of-life phase is critical for our sector to compete with other materials and demonstrate the performance of steel solutions to meet the demand for ‘best in class’ sustainable uses.
製造プロセス