台北科技大學 環境工程與管理研究所
胡憲倫 特聘教授
黃泓維 博士後研究員
循環經濟是現階段許多政府推動的政策方向，許多政策決策者會認為從現行的線性經濟，邁向更循環與更永續的社會，循環經濟模型是必要的。但有學者指出，循環經濟與永續性的關聯並不清楚(Bastianoni et al., 2023)。許多研究會透過LCA方法，來評估某項循環策略是否更為環境永續；但LCA評估結果，與基於循環經濟建立的循環度評估結果，並不一定是一致的。本文將介紹Samani (2023)的回顧文獻，針對LCA與循環經濟間的研究挑戰進行說明；該研究指出LCA與循環經濟，存在著數據可取得性、假設差異性、評估聚焦的項目、多樣性循環策略導致LCA建模的不易、時間邊界的差異性等諸多挑戰，茲簡述如下。
1. 觀點面的差異性
LCA的建模主要基於線性思考，從搖籃到墳墓的評估，並基於涵蓋上下游的對環境衝擊的評估，提供更永續性的策略；而循環經濟更強調產品與系統起點與終點的評估，所謂起點的評估則關注於再生料使用與資源效率；終點的評估則強調回收或者是原材料的再利用，主軸為強調如何建立一個更具循環的系統，並聚焦在循環度這樣的指標研究。儘管評估觀點有差異，但該研究也認為LCA與循環性評估應該是互補的關係。
2. 數據可取得性的挑戰
現有的資料庫大部分數據都是基於線性的流程建立，且會有許多不一樣的截斷，導致相似的數據名稱，但因為不同系統邊界的設定，導致衝擊數據結果存在巨大落差。以Ecoinvent資料庫為例，考量不同系統邊界，至少存在著APOS與Cut off兩種模型差別。當Ecoinvent其中一組資料庫採用Cut off原則時，即代表副產品不承擔排放，所有污染排放都是由污染者負擔。另一種APOS模型，則是將原本循環的物料視為更大系統去建立，;此一將系統擴張(system expansion)的技術性技巧，應用在循環經濟的建模，當系統擴張的技巧應用在LCA建模過程，更在意的是資源循環後的實際替代的既有系統，例如廢棄物的熱回收，往往會更聚焦在實際取代的特定的發電技術，而不是單純用平均電網排放系數，進行避免排放的計算。最後一種處理方法，則是將廢棄物處理基於不同歸因因子分攤，這方法與歐盟環境足跡一樣，只是歐盟環境足跡還需要透過特定的循環足跡計算方法分攤，而非單純採用物理量或者是經濟數據進行分配。我國目前建構的碳足跡計算平台，並沒有如此多系統邊界差異性的說明。
3. 研究假設的挑戰
LCA主要結果是基於「潛在」，而非實際的環境影響；而與循環經濟有關的假設主要是系統邊界上的建立。許多企業執行LCA對於物料的使用，並沒有明確說明是開放式循環，還是閉鎖式循環，而如果採用開放式循環，其系統邊界並沒有一致的假設與操作，這使得LCA評估結果，具備高度不確定性；而循環經濟的研究更依賴多種假設條件，包含產品壽命、共享效率、回收率等因素，這也導致許多研究出來的結果缺乏一致性。
4. 評估面的廣泛度
如同前面所述，循環經濟常常聚焦在資源效率與回收這些面向的研究，而缺乏考量物料稀缺姓、毒性等關鍵環境因素。環境面上，LCA的發展已經更全面涵蓋了環境衝擊類別，這幾年UNEP/SETAC開展的生命週期衝擊評估指標與方法全球指引(Global Guidance for Life Cycle Impact Assessment Indicators and Methods, GLAM)第三階段計畫，也全面考量人體健康、生態系統品質、生態系統服務等面向的評估，同時LCA也將非環境議題，例如社會與勞工面的評估納入其中。
5. 對功能的重視程度
功能單位是LCA中很重要的概念，當產品涉及多功能時，LCA會有多種處理方式，除了前述提到的建模差異與分配議題之外，一般會採用將評估的系統與外部環境區隔的attributional LCA進行評估，並採用平均的數學模型，來作為背景系統的計算(也就是單位功能與環境衝擊是線性關係)；但如果要討論系統在外在環境下的影響，會採用後果性(consequential)LCA，這時候背景系統的計算，就會採用邊際模型來替代。
而傳統上，循環經濟評估往往忽視了系統的功能性，儘管後來也開始有一些研究注重功能性的重要性(Hatzfeld et al., 2022)，甚至加入了功能隨使用時間變化的概念，提出了功能性循環性指標(Functional circularity indicator)與跨功能循環性指標 (Cross-functional circularity indicator)來做為探討循環經濟下LCA功能單位的問題。
6. 循環策略與LCA的生命週期和功能間的差異性
循環經濟會透過多種策略來落實，每種策略都有可能發生在不同的生命週期的階段、或導致產品的功能產生變化，以下Samani(2023)整理出不同循環策略對於產品生命週期與功能性變化的參考。
| 生命週期 | ||||
| 相同生命週期 | 延長生命週期 | 新生命週期 | ||
| R0 | Refuse | V | ||
| R1 | Rethink | V | ||
| R2 | Reduce | V | ||
| R3 | Reuse | V | ||
| R4 | Repair | V | ||
| R5 | Refurbish | V | ||
| R6 | Remanufacture | V | ||
| R7 | Repurpose | V | ||
| R8 | Recycle | V | ||
| R9 | Recover | V | ||
(資料來源：Samani, 2023)
| 產品與系統功能的變化 | |||||
| 相同產品與功能 | 相同產品不同功能 | 新產品舊功能 | 新產品不同功能 | ||
| R0 | Refuse | V | V | ||
| R1 | Rethink | V | V | ||
| R2 | Reduce | V | |||
| R3 | Reuse | V | |||
| R4 | Repair | V | |||
| R5 | Refurbish | V | |||
| R6 | Remanufacture | V | |||
| R7 | Repurpose | V | |||
| R8 | Recycle | V | V | V | |
| R9 | Recover | V | |||
(資料來源：Samani, 2023)
7. 循環策略導致的避免排放相關貢獻問題討論
這個問題源自於ISO 14044與歐盟環境足跡的方法學都表明了，當廢棄物透過熱電回收替代能源時，可以採用避免排放概念來計算；而避免排放也不一定只用在廢熱回收，甚至是整個廢棄物處理策略的應用評估指引，例如再生料使用對於更大系統的避免排放，或者是產品回收策略對於整體系統的評估(RECORD, 2024)。但使用避免排放這詞彙，會引來許多不必要的爭議，這是因為避免排放的計算，往往是一種特定結果的呈現，並以負值方式呈現。這項數據會讓人認為這是一種絕對減少的觀點，但其實這負值往往只是呈現與”參考情境”的比較(Finkbeiner et al., 2025; WBCSD, 2023)。而這樣的負值可能導致決策者錯誤的認知。
結語
將LCA整合在循環經濟的研究中，是目前許多研究常常使用的綜合工具，但研究在整合兩種概念同時，不可不清楚這兩者間的差異性。特別是在不同循環策略下，可能導致原本既有的產品系統的改變(生命週期階段與產品功能)。筆者也發現過去大部分研究都還是基於線性概念來建立整個系統邊界，透過分配原則來處理許多排放與減碳貢獻，執行上缺乏使用系統擴張(system expansion)及後果性LCA(Consequential) LCA，或者是前瞻性(Prospective)LCA的應用，來探討可能不同的結果，實屬可惜。故本文主要是希望介紹一些學術上循環經濟與LCA的差異性，來促進更多元的循環經濟與LCA相關之研究。
除此之外，循環經濟與LCA的整合，可以充分探討應用在大尺度的研究(例如國家尺度、產業與產業間)、小尺度(企業與企業、特定產品與系統間)的研究，探討循環策略對於不同尺度系統間的適用性外，同時也可以適時地援引LCA方法來協助補充循環經濟策略下的效益，是未來可行的研究方法。
參考文獻
Bastianoni, S., Goffetti, G., Neri, E., Patrizi, N., Ruini, A., Sporchia, F., Pulselli, F.M. (2023). LCA based circularity indices of systems at different scales: a holistic approach. Science of The Total Environment, 897, 165245.
Finkbeiner, M., Roche, L., Holzapfel, P. (2025). From analysis-LCA to message-LCA: a lost cause? The International Journal of Life Cycle Assessment, 30, 803-810.
Hatzfeld, T., Backes, J.G., Guenther, E., Traverso, M. (2022). Modeling circularity as Functionality Over Use-Time to reflect on circularity indicator challenges and identify new indicators for the circular economy. Journal of Cleaner Production, 379, 134797.
RECORD (2024) Guide to accounting for avoided GHG emissions in the waste recovery and recycling sector (version 2.0). https://record-net.org/en/resources/271-accounting-for-avoided-ghg-emissions-in-waste-sector-guide-version-2-0.htm
Samani, P. (2023) Synergies and gaps between circularity assessment and Life Cycle Assessment (LCA). Science of The Total Environment, 903, 166611.
WBCSD (2023) World Business Council for Sustainable Development Guidance on Avoided Emissions – helping business drive innovations and scale solutions towards net zero.
精選圖片來源：https://au.pinterest.com/