在全球可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程中，如何科學(xué)評(píng)估產(chǎn)品、技術(shù)或服務(wù)的環(huán)境影響，已成為學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界共同面對(duì)的重大課題。生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment, LCA）正是這一背景下的關(guān)鍵方法。它能夠從原材料獲取到產(chǎn)品報(bào)廢回收，全面追蹤環(huán)境負(fù)擔(dān)。然而，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，LCA 的價(jià)值往往因數(shù)據(jù)的缺失、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一以及數(shù)據(jù)庫(kù)間難以互通而受到限制。數(shù)據(jù)的碎片化、不可追溯和跨系統(tǒng)兼容性差，成為制約 LCA 在政策和產(chǎn)業(yè)決策中廣泛應(yīng)用的主要障礙。

在此，北京理工大學(xué)徐常青副教授聯(lián)合清華大學(xué)徐明教授、齊劍川助理研究員全面總結(jié)了 LCA 數(shù)據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的困境，并提出了面向未來(lái)的解決路徑。文章指出：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)體系不僅能提升數(shù)據(jù)的透明性和可靠性，還能推動(dòng)跨行業(yè)、跨地區(qū)的高效協(xié)作。借助人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，結(jié)合開(kāi)放共享的工具與標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)規(guī)則，一個(gè)更加穩(wěn)健的LCA數(shù)據(jù)系統(tǒng)正逐步成型。這一體系的構(gòu)建將使環(huán)境影響評(píng)估更加科學(xué)、全面，也為全球可持續(xù)治理提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。相關(guān)成果以“Addressing critical challenges towards a robust data system for life cycle assessment”為題發(fā)表在《Nature Reviews Clean Technology》上，第一作者為徐常青副教授。

數(shù)據(jù)在 LCA 中的角色

LCA所依賴的數(shù)據(jù)，主要包括單元過(guò)程數(shù)據(jù)和生命周期清單數(shù)據(jù)（LCI）。前者記錄了在單一環(huán)節(jié)中投入的資源與產(chǎn)出的產(chǎn)品、副產(chǎn)品及排放；后者則基于多個(gè)單元過(guò)程的累積，反映產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)的總體輸入與輸出。根據(jù)采集方式，這些數(shù)據(jù)又分為原始數(shù)據(jù)（primary data）與二手?jǐn)?shù)據(jù)（secondary data）。原始數(shù)據(jù)由企業(yè)或工藝現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量，精準(zhǔn)但難以大規(guī)模獲?。欢?jǐn)?shù)據(jù)則來(lái)自已有數(shù)據(jù)庫(kù)或文獻(xiàn)，覆蓋面廣，卻常常存在時(shí)空不匹配或方法不透明的問(wèn)題。為了確保結(jié)果的科學(xué)性，研究人員必須在數(shù)據(jù)收集、處理與驗(yàn)證上投入大量精力。數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)流程通常從目標(biāo)與范圍定義開(kāi)始，逐步開(kāi)展數(shù)據(jù)采集、歸一化與估算，并輔以不確定性和敏感性分析，以確保評(píng)價(jià)結(jié)果的穩(wěn)健性（圖2所示）。然而，隨著供應(yīng)鏈日益復(fù)雜，如何保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量與代表性，已成為 LCA 的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)。

圖1：LCA框架的階段

圖2：構(gòu)建LCA數(shù)據(jù)庫(kù)的工作流程

數(shù)據(jù)庫(kù)的多樣與挑戰(zhàn)

目前，全球已有多個(gè) LCA 數(shù)據(jù)庫(kù)被廣泛使用。例如 ecoinvent 覆蓋面廣，適用于多個(gè)行業(yè)；Agribalyse 專注法國(guó)農(nóng)業(yè)部門；而 Cobalt Institute 數(shù)據(jù)庫(kù)則針對(duì)鈷產(chǎn)品。但不同數(shù)據(jù)庫(kù)往往在地理范圍、行業(yè)覆蓋、方法學(xué)和訪問(wèn)權(quán)限等方面存在差異。一些由政府主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)公共利益與權(quán)威性；另一些則由商業(yè)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)更新及時(shí)但存在付費(fèi)壁壘。盡管這些數(shù)據(jù)庫(kù)為實(shí)踐者提供了重要工具，但其局限性也十分明顯。正如研究指出的那樣，數(shù)據(jù)庫(kù)在透明性、追溯性、覆蓋范圍和互操作性方面均存在不足：數(shù)據(jù)來(lái)源不可追溯：二手?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)往往缺乏對(duì)時(shí)空適用性及技術(shù)代表性的說(shuō)明。生命周期清單不透明：用戶難以獲知數(shù)據(jù)的收集方法和假設(shè)條件（圖3）。行業(yè)覆蓋不均衡：農(nóng)業(yè)或制造業(yè)數(shù)據(jù)相對(duì)豐富，而部分地區(qū)和新興產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足（圖4所示）。方法差異導(dǎo)致結(jié)果分歧：不同 LCIA 方法對(duì)同一電力消費(fèi)系統(tǒng)的土地利用影響評(píng)估差異顯著。格式不一致與跨平臺(tái)障礙：不同軟件間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換頻繁出錯(cuò)，導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失或被誤讀（圖5）。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了 LCA 結(jié)果的可比性與可信度，也削弱了其在政策與企業(yè)戰(zhàn)略中的決策參考價(jià)值。

圖3：數(shù)據(jù)交叉引用

圖 4：跨經(jīng)濟(jì)部門和地點(diǎn)的數(shù)據(jù)分布

圖5：不同數(shù)據(jù)庫(kù)或軟件之間的數(shù)據(jù)格式差異

構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)系統(tǒng)

為破解這些困境，研究提出了建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的愿景。一個(gè)健全的系統(tǒng)應(yīng)具備以下特征：統(tǒng)一規(guī)則：在數(shù)據(jù)收集、質(zhì)量評(píng)價(jià)、不確定性報(bào)告等環(huán)節(jié)，建立標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)規(guī)范。全球化基礎(chǔ)設(shè)施：通過(guò)一致的結(jié)構(gòu)和流清單，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)、跨地區(qū)的無(wú)縫整合。開(kāi)源工具：鼓勵(lì)使用開(kāi)放源代碼軟件，降低技術(shù)和經(jīng)濟(jì)壁壘，提升透明度與可審查性。這一體系的構(gòu)建框架（如圖6所示）強(qiáng)調(diào)：只有在數(shù)據(jù)規(guī)則、基礎(chǔ)設(shè)施和工具層面全面統(tǒng)一，才能實(shí)現(xiàn)真正的互操作性和可信度。

圖6：LCA數(shù)據(jù)系統(tǒng)的框架

跨領(lǐng)域的協(xié)作力量

構(gòu)建與維護(hù) LCA 數(shù)據(jù)庫(kù)是一項(xiàng)高成本、高強(qiáng)度的工作。從早期的 ecoinvent、GaBi 等多由單一機(jī)構(gòu)獨(dú)立開(kāi)發(fā)，到如今依靠信息通信技術(shù)推動(dòng)的協(xié)作模式，合作已成為新趨勢(shì)。全球?qū)用妫郝?lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）牽頭的 GLAD 平臺(tái)，整合多源數(shù)據(jù)并推動(dòng)國(guó)際共享。區(qū)域?qū)用妫簹W盟的 Life Cycle Data Network 提供歐洲范圍的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。國(guó)家層面：美國(guó)農(nóng)業(yè)部主導(dǎo)的 LCA Commons 集結(jié)科研機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)力量。中國(guó)實(shí)踐：清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)推動(dòng)的 天工計(jì)劃（TianGong Initiative），正在打造開(kāi)放共享的國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，越來(lái)越多企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)加入合作，推動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)向共享、透明和可更新的方向發(fā)展。這不僅緩解了資源壓力，也提升了數(shù)據(jù)的一致性和全球適用性。

新興技術(shù)的加持

文章特別強(qiáng)調(diào)了人工智能和區(qū)塊鏈在 LCA 數(shù)據(jù)發(fā)展中的潛力。生成式人工智能（AI）：通過(guò)智能代理和自動(dòng)化模型，AI 能夠快速構(gòu)建全面數(shù)據(jù)集，識(shí)別不一致，填補(bǔ)缺失，提高多語(yǔ)種協(xié)作效率。同時(shí)，AI 可進(jìn)行不確定性分析與數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)，顯著縮短數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)周期。區(qū)塊鏈與隱私保護(hù)技術(shù)：區(qū)塊鏈的去中心化與不可篡改特性，為敏感數(shù)據(jù)的溯源與安全共享提供了保障。結(jié)合同態(tài)加密、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等隱私計(jì)算手段，企業(yè)可在不泄露商業(yè)機(jī)密的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而推動(dòng)更多利益相關(guān)方參與。方法學(xué)進(jìn)展：地理信息系統(tǒng)（GIS）與 LCA 的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化評(píng)估；動(dòng)態(tài) LCA 則引入時(shí)間維度，更符合政策與長(zhǎng)期情景分析的需求；社會(huì) LCA 的興起，則拓展了評(píng)價(jià)范圍至社會(huì)影響層面。這些新興方法和技術(shù)的應(yīng)用，將推動(dòng) LCA 從靜態(tài)、孤立的工具，轉(zhuǎn)向智能化、動(dòng)態(tài)化和多維度的綜合評(píng)估體系。

結(jié)論與展望

綜述指出，生命周期評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)體系正處在關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期。要實(shí)現(xiàn) LCA 在全球可持續(xù)治理中的最大價(jià)值，必須解決數(shù)據(jù)追溯困難、方法不統(tǒng)一、跨工具不兼容等問(wèn)題。未來(lái)的發(fā)展方向是構(gòu)建統(tǒng)一的全球數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)開(kāi)放共享與標(biāo)準(zhǔn)化的深度結(jié)合，并借助 AI、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)提升管理和安全水平。

聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在推動(dòng)全球數(shù)據(jù)庫(kù)互通方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。隨著各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和社會(huì)多方的積極參與，一個(gè)開(kāi)放、可信、互聯(lián)的 LCA 數(shù)據(jù)生態(tài)正在形成。正如作者所展望的那樣，只有建立全球統(tǒng)一的方法學(xué)和基礎(chǔ)設(shè)施，才能確保 LCA 數(shù)據(jù)真正為應(yīng)對(duì)氣候變化、資源消耗和環(huán)境污染等全球挑戰(zhàn)貢獻(xiàn)力量。

從方法學(xué)規(guī)范到技術(shù)創(chuàng)新，從區(qū)域性平臺(tái)到全球協(xié)作，生命周期評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的未來(lái)正在清晰成型。它不僅是一套技術(shù)框架，更是連接科研、產(chǎn)業(yè)與政策的橋梁。唯有打破數(shù)據(jù)孤島，才能讓 LCA 在綠色轉(zhuǎn)型和“雙碳”戰(zhàn)略中發(fā)揮最大效能。

來(lái)源：高分子科學(xué)前沿

聲明：僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，作者水平有限，如有不科學(xué)之處，請(qǐng)?jiān)谙路搅粞灾刚?/p>