ライフサイクルアセスメントとは

らいふさいくるあせすめんと

材料の製造、製品の製造、使用、廃棄・リサイクルの各段階のエネルギー消費や環境負荷を定量的に評価する手法(LCA)。

「ライフサイクルアセスメント」は、1分野の1問の練習問題に出てきます(材料選択と設計など)。

何を評価するのか

ライフサイクルアセスメント(LCA)は、製品の一生、つまり原料の採掘と材料の製造、製品の製造、輸送、使用、廃棄やリサイクルまでを通して、使うエネルギーや資源、出す温室効果ガスや汚染物質を数え、環境への影響を評価する手法です。ある段階だけを見て「環境によい」と判断すると、負担が別の段階へ移っただけということがあるので、全体を通して比べるのが目的です。材料の選択では、製造に大きなエネルギーを使う材料が、使用の段階の省エネルギーに役立って全体では得になる、といった判断に使われます。

4つの段階

LCAの手順は国際規格のISO 14040とISO 14044で定められ、4つの段階からなります。まず目的と調査範囲の設定で、比べる対象の機能を数える単位(機能単位)と、どこからどこまでを数えるか(システム境界)を決めます。次のインベントリ分析で、各工程で出入りするエネルギーや物質の量を集計します。影響評価では、それらを気候変動、酸性化、富栄養化などの影響領域ごとにまとめ、例えば温室効果ガスはCO₂に換算した kg-CO₂eq で表します。最後の解釈で、結果の確からしさや感度を確かめ、結論と限界を示します。

比べ方の落とし穴

LCAの結果は、機能単位とシステム境界の決め方で大きく変わります。例えば飲料の容器を比べるなら、容器1個あたりではなく、同じ量の飲料を届けるという機能あたりで比べる必要があります。材料の製造までを数える「ゆりかごから門まで」と、廃棄までを含める「ゆりかごから墓場まで」では、結論が逆になることもあります。リサイクル材の負荷をどの製品に割り振るかや、電力の発電方法の前提も結果を左右します。温室効果ガスだけを数えるカーボンフットプリントは、LCAの影響領域の1つを取り出したものです。

材料選択での簡易な使い方

設計の初期段階では、詳しいLCAの前に、材料1 kgあたりの製造エネルギーやCO₂排出量のデータと、部品ごとの質量から、各段階の負荷をおおまかに見積もる方法がよく使われます。どの段階が全体を支配しているかがわかれば、そこを減らす対策に集中できます。使用の段階が支配的な製品では軽量化や効率の向上、材料の製造が支配的な製品では製造エネルギーの小さい材料やリサイクル材の利用が効きます。製品の環境性能を、第三者の確認を受けて公開する環境製品宣言(EPD)にも、LCAの結果が使われます。

ライフサイクルアセスメントの練習問題に挑戦

一般的なガソリン乗用車について、材料の製造から廃棄までのライフサイクルで消費されるエネルギーを段階ごとに比べると、最も大きいのはふつうどの段階か。また、そこから導かれる材料選択の方針として適切なものはどれか。

A材料の製造の段階で、製造エネルギーの小さい材料をできるだけ多く使うことが最も効果的である
B使用(走行)の段階で、車体を軽くして燃料の消費を減らす材料の選択が効果的である
C廃棄の段階で、焼却や埋め立てを減らすことだけを考えればよい

答えと解説を見る

正解：B. 使用(走行)の段階で、車体を軽くして燃料の消費を減らす材料の選択が効果的である

ライフサイクルアセスメント(LCA)で見ると、ガソリン乗用車ではふつう、走行中の燃料の消費による使用段階のエネルギーが全体の大部分を占めます。そのため、製造時のエネルギーが大きいアルミニウム合金やCFRPでも、車体が軽くなって走行中の燃費がよくなれば、全体では得になることがあります。製造段階が最も大きくなるのは、建材のように使用中にエネルギーを使わない製品などです。廃棄の段階は一般にエネルギーの割合が小さく、そこだけを考えるのは不十分です。どの段階が支配的かは製品によって変わるので、まずそれを見きわめ、その段階を減らす材料を選ぶのが基本です。電気自動車では電池の製造の割合が大きくなるなど、前提によって比率は変わります。

よくある質問

LCAの機能単位とは何ですか?

比べる製品が果たす機能を、量として定めた基準です。例えば「1000 Lの飲料を消費者に届ける」「床1 m²を50年間覆う」のように決め、すべての負荷をこの単位あたりで数えます。機能単位をそろえないと、寿命や性能の違う製品を正しく比べられません。

LCAとカーボンフットプリントの違いは?

LCAは、気候変動のほか、酸性化、富栄養化、資源の消費など、複数の影響領域をまとめて評価する手法です。カーボンフットプリントは、その中から温室効果ガスの排出量だけを取り出し、CO₂に換算して示したものです。温室効果ガスが少なくても、ほかの影響が大きい場合があります。

リサイクル材を使うとLCAの結果はどう変わりますか?

一般に、新しく材料をつくるより製造エネルギーが小さいので負荷は減ります。ただし回収、選別、輸送の負荷も数える必要があり、リサイクルの効果を材料を使う側と回収される側のどちらに数えるか(配分)の決め方で結果が変わります。比べるときは、同じ配分の方法を使うことが大切です。

解説の中の「ライフサイクルアセスメント」

ライフサイクルアセスメント(LCA)で見ると、ガソリン乗用車ではふつう、走行中の燃料の消費による使用段階のエネルギーが全体の大部分を占めます。
一般的なガソリン乗用車について、材料の製造から廃棄までのライフサイクルで消費されるエネルギーを段階ごとに比べると、最も…

「ライフサイクルアセスメント」が出てくる問題(1問)

一般的なガソリン乗用車について、材料の製造から廃棄までのライフサイクルで消費されるエネルギーを段階ごとに比べると、最も大きいのはふつうどの段階か。また、そこから導かれる材料選択の方針として適切なものはどれか。