對于EPD平臺來說,在其平臺上出具更多的報告是它的主要責任之外,還有一個責任就是與國內外EPD平臺互認,確保報告跨平臺的通用性,降低企業面向不同市場的認證成本,以及不同企業的綠色產品間可比。因此,先要從產品種類規則上一致,才有互認的可能。在本篇文章中,我們將比較國內外可比的鋼鐵產品的PCR,并結合其相應EPD平臺的GPI,對中鋼協EPD平臺鋼鐵普通鋼鐵產品及特殊鋼產品PCR、瑞典國際EPD平臺鋼鐵基本鐵或鋼制品及特殊鋼,建筑用鋼除外鋼鐵產品PCR、日本SuMPO建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR進行比價,分析其異同點。
中鋼協EPD平臺是由中鋼協組織領導、中國寶武等企業共同參與、歐冶云商股份有限公司建設并運維、面向社會公眾開放的公益性平臺。目前,針對鋼鐵產品發布了普通鋼鐵產品及特殊鋼產品PCR,之后簡稱為中鋼協鋼鐵PCR。
國際環保署系統是世界上第一個也是運行時間最長的環保署計劃,最初由瑞典環境保護署(SEPA)和業界于1998年作為瑞典環保署系統創立。國際環保署體系是環保產品聲明(EPD)和產品類別規則(PCR)的發明者。國際EPD體系向大多數國家的私人和公共組織以及任何產品類別開放。截至今天,來自近400個國家的50多個組織通過該計劃發布了他們的EPD。目前,針對鋼鐵產品發布了基本鐵或鋼制品及特殊鋼,建筑用鋼除外鋼鐵產品PCR(BASIC IRON OR STEEL PRODUCTS & SPECIAL STEELS, EXCEPT CONSTRUCTION STEEL PRODUCTS),之后簡稱為瑞典國際鋼鐵PCR。
日本經濟產業省于2009年開始制定碳標簽法規,并于2012年引入產品碳足跡(CFP),授權私人承包商運營。2022年其更名為可持續經營推進機構(SuMPO)環境標簽項目。目前,針對鋼鐵產品發布了建筑用鋼材PCR(Steel products for construction),之后簡稱日本建筑用鋼材PCR;發布了鋼材(建筑用除外)PCR(Steel products (except for construction use)),之后簡稱日本建筑用除外鋼材PCR。
首先,平臺通用規則(GPI)是平臺管理和運營的綱領性文件,在各自平臺發布的PCR都要遵照該平臺的平臺通用規則。雖然叫法會有所不同,在中鋼協EPD平臺和瑞典瑞典國際EPD平臺叫平臺通用規則(GPI,General Programme Instructions),在日本可持續經營推進機構叫SuMPO環境標簽規則。
中鋼協EPD平臺平臺的GPI大致分為幾個部分:
1、簡介
2、平臺的目標和范圍
3、平臺的組織架構和角色
4、平臺管理過程
5、PCR的開發過程
6、EPD開發過程
7、驗證過程
8、PCR的內容和格式
9、EPD的內容和格式
10、GPI的制修訂信息
11、引用文獻
瑞典瑞典國際EPD平臺的GPI和中鋼協EPD平臺的GPI基本一致,這邊不再單獨展示。
SuMPO的環境標簽規則大致分為幾個部分:
1、平臺的目的和基本結構
2、產品環境信息的計算及宣言
3、文件管理
4、倫理規范及機密信息處理
5、費用體系
6、異議、信訪的處理
7、項目運營者
雖然環境標簽規則的結構順序與瑞典瑞典國際EPD平臺和中鋼協EPD平臺的GPI相比,有調整,并沒有涉及到PCR的內容和格式以及EPD的內容和格式,但GPI最重要的內容:PCR的開發過程、EPD的開發過程、驗證過程的內容是一致的。
接下來,我們將從內容上比較這4份PCR的異同點。
4份PCR都表明了各自PCR文件是在各自平臺框架下制定的產品種類規則。如中鋼協EPD平臺發布的中鋼協鋼鐵PCR和瑞典瑞典國際EPD平臺發布的瑞典國際鋼鐵PCR都表明了各自PCR文件是在各自平臺框架下制定的產品種類規則,符合ISO 14025:2006的Ⅲ型環境聲明的原則和程序要求。環境產品聲明(EPD)是由組織自愿提供的、披露其產品或服務的生命周期環境影響信息的公開文件。而日本的可持續經營推進機構(SuMPO)發布的日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR是在一般社團法人可持續經營推進機構運營管理的“SuMPO環境標簽計劃”中,“建設用鋼鐵產品(中間材料)”或“鋼鐵制品(建設用除外) (中間材料)”為對象的生態葉/CFP的計算及宣言規則。打算對該產品或服務進行計算和宣布的經營者等,根據本文件及“有關計算和宣布的要求事項”進行計算和宣布。
雖然都為鋼鐵產品,但遵照的標準略有不同:
中鋼協鋼鐵PCR遵循標準如下:
普通鋼鐵產品及特殊鋼產品PCR 與其他標準文件之間的層次結構關系
其中ISO 201915為鋼鐵產品生命周期清單計算方法
瑞典國際鋼鐵PCR遵循標準如下:
基本鐵或鋼制品及特殊鋼,建筑用鋼除外鋼鐵產品PCR與其他標準文件之間的層次結構關系
其中EN 15804為建設工程的可持續性-環境無害產品聲明-產品分類和建筑產品的核心規則;ISO 21930為建筑和土木工程的可持續性-建筑產品和服務的環境產品聲明的核心規則。
日本建筑用鋼材PCR遵循標準如下:
其中JIS Q 20915:2019為日本鋼鐵聯合會(JISF)發布的鋼鐵產品生命周期庫存計算方法;
日本建筑用除外鋼材PCR遵循標準如下:
對于設定了建筑用場景的PCR,如日本建筑用鋼材PCR,就會相應涉及建筑類環境產品聲明的標準。但令人疑惑的是瑞典國際鋼鐵PCR應該不用遵循標準EN 15804和ISO 21930才對。該PCR與其他標準文件之間的層次結構關系很容易令人有歧義。
關于日本鋼鐵制品還細分了建筑用和非建筑用鋼材,這是因為建筑用鋼材對鋼鐵制品要求更高,一般具有低屈強比、足夠的抗拉強度和良好的抗震性能。要求鋼板須具有一定水平的抗層狀撕裂性,以增加安全性能。需要具有較高的塑性和韌性,使鋼板具有良好的力學性能。具有比普通鋼材更好的焊接性能,從而降低勞動強度,提高勞動效率。
簡單概括4份PCR在介紹的比較:
比較內容
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中鋼協鋼鐵PCR
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瑞典國際鋼鐵PCR
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日本建筑用鋼材PCR
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日本建筑用除外鋼材PCR
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PCR遵循標準
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ISO 14025
ISO 14040
ISO14040
ISO 14044
ISO 20915
ISO 9001
ISO 14001
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EN 15804
ISO 21930
ISO14025
ISO14040
ISO 14044
ISO 9001
ISO 14001
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ISO 14025:2008
ISO 14040:2006
ISO 14044:2006
ISO/TS 14067:2013
ISO/TS 14027:2017
ISO 21930:2007
ISO 20915:2018
JIS Q 20915:2019
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ISO 14025:2008
ISO 14040:2006
ISO 14044:2006
ISO/TS 14067:2013
ISO/TS 14027:2017
ISO 20915:2018
JIS Q 20915:2019
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2.1 管理信息
4份PCR的有效期都是5年。值得注意的是,中鋼協鋼鐵PCR版本號為1.0,為鋼鐵產品在中鋼協EPD平臺平臺的首次發布。瑞典國際鋼鐵PCR版本號為2.0,2015年7月1日發布了1.0版本。日本建筑用鋼材PCR版本號為6.0,對于之前的版本,6.0版本會簡要提及之前版本修改的內容是什么,如3.0版本相比之前版本修改了運營者及平臺名稱。日本建筑用除外鋼材PCR版本號為5.0,同樣對于之前的版本,5.0版本會簡要提及之前版本修改的內容是什么。
2.2 PCR的適用范圍
2.2.1 產品種類的定義和描述
PCR 規定的產品種類一般都基于聯合國產品總分類(UNCPC),但也包括其他產品分類代碼,如通用采購詞匯及代碼(CPV);聯合國標準產品與服務分類代碼(UNSPSC)。中鋼協鋼鐵PCR和瑞典國際鋼鐵PCR都適用于半成品鋼或中間鋼產品,包括粗鋼、普通鋼鐵產品和特殊鋼產品,相應的UNCPC代碼都是4112(粗鋼)和412(未加工的鐵或鋼產品),只不過瑞典國際鋼鐵PCR需要排除注定要成為建筑產品的鋼鐵產品。同時,為方便理解,瑞典國際鋼鐵PCR舉例了粗鋼或中間產品,如鋼錠、鋼坯、鋼坯、鋼坯、板坯、板材、棒材、軋鋼等都屬于該PCR的范圍,它們的生產目標是供應給進一步的制造商,然后轉化為最終產品,如船用鏈條、軸承鋼、工具鋼、汽車工業軸等。日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR都沒有用到分類代碼。日本建筑用鋼材PCR適用于建筑領域和土木工程領域使用的鋼鐵產品以及作為建設用鋼鐵二次加工產品原料的鋼鐵產品。此外,鋼鐵制品中包括除不銹鋼以外的特殊鋼。日本建筑用除外鋼材PCR適用于在鋼鐵廠制造、出廠,用于建筑領域及土木領域以外的鋼鐵制品。另外,鋼鐵制品包括除不銹鋼以外的特殊鋼,如熱軋鋼板及鋼帶,酸洗熱軋鋼板及鋼帶,冷軋鋼板及鋼帶,電鍍鋅鋼板及鋼帶,熔鍍鋅鋼板及鋼帶,涂裝鋼板及鋼帶、型鋼、厚鋼板、棒鋼、線材、無接縫鋼管、電阻焊接鋼管等等。
中鋼協鋼鐵PCR和瑞典國際鋼鐵PCR都適用于兩種最常見的鋼鐵制造工藝:1.堿性氧氣轉爐(BOF)煉鋼工藝(使用鐵礦石生產的一次鋼);2.電弧爐(EAF)煉鋼工藝(使用鋼鐵廢料生產的二次鋼)。其他替代和少數鋼鐵制造技術不包括在這2份PCR中。這兩份PCR都會出現一種問題:鋼鐵制造還有其他多種工藝,如連續煉鋼、混合煉鋼、頂吹氧氣平爐煉鋼、STB法、RH法等等。如果是一家選擇連續煉鋼工藝的企業想要在該平臺出EPD報告,則暫時沒辦法找到合適的PCR。而日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR并沒有限定鋼鐵產品生產工藝。
2.2.2 地域
4份PCR都可以在全球范圍內使用。
2.2.3 EPD有效期
中鋼協鋼鐵PCR和瑞典國際鋼鐵PCR都提到了EPD生效的起始日期為驗證報告的提交日期(“批準日期”);有效期通常為3-5 年。日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR沒有提到相關內容。
簡單概括4份PCR在一般信息的比較:
比較內容
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中鋼協鋼鐵PCR
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瑞典國際鋼鐵PCR
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日本建筑用鋼材PCR
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日本建筑用除外鋼材PCR
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產品種類
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UNCPC代碼都是4112(粗鋼)和412(未加工的鐵或鋼產品)
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UNCPC代碼都是4112(粗鋼)和412(未加工的鐵或鋼產品),排除建筑鋼材
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適用于建筑領域和土木工程領域使用的鋼鐵產品以及作為建設用鋼鐵二次加工產品原料的鋼鐵產品
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沒有分類代碼,適用于在鋼鐵廠制造、出廠,用于建筑領域及土木領域以外的鋼鐵制品。
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地域
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全球
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全球
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全球
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全球
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EPD有效期
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3-5 年
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3-5 年
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未提到
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未提到
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除了中鋼協鋼鐵PCR是首次發布,其他3份PCR版本號都不為1.0。具體內容在2.1管理信息有提及。
4.1功能單位/聲明單位
當產品功能不確定或未知時,應使用聲明單位來代替功能單位。鋼鐵產品屬于中間產品,它們被進一步加工,或與其他產品結合,成為具有不同功能的不同的最終產品。中鋼協鋼鐵PCR和瑞典國際鋼鐵PCR的聲明單位為1噸(1000 千克)完成制造并運輸出鋼廠(制造商)大門的鋼鐵產品。日本建筑用鋼材PCR的單位為按每噸建設用鋼鐵產品計算,并沒有提及是聲明單位還是功能單位,但是根據PCR里的系統邊界包含A1-A3以及D,推斷其為聲明單位。日本建筑用除外鋼材PCR的單位為按每噸鋼鐵制品計算,但是根據PCR里的系統邊界沒有包含鋼鐵產品后續制造的過程,推斷其為聲明單位。
4.2系統邊界
中鋼協鋼鐵PCR包含2類系統邊界。
第一類系統邊界是搖籃到大門,即鋼鐵產品,這一邊界從鐵礦石、煤炭等原料、燃料開采開始,經過 焦化、燒結等原料加工工序,煉鐵、煉鋼、軋鋼及熱處理等制造工序并形成鋼鐵產品的過程,同時也包括了鋼廠內部能源與公輔工序以及全流程運輸過程。
“從搖籃到大門,包含廢鋼循環”的系統邊界,則在“從搖籃到大門”的基礎上還需考慮煉鋼工序所用廢鋼的環境影響,以及下游加工過程產生的廢鋼(消費前廢鋼)和產品生命周期結束后的廢鋼(消費后廢鋼)在特定回收率下的環境收益。
瑞典國際鋼鐵PCR的系統邊界也是“搖籃到大門”。此PCR特別提到,在系統邊界中不包括生命周期終結階段(End of Life,EOL:生命周期終結階段包括零部件收集、拆解、分類、處理、運輸,直至滿足廢鋼資源循環利用狀態,這和屬于D3的廢鋼循環環境收益有本質區別)。
相比于中鋼協鋼鐵PCR,瑞典國際鋼鐵PCR詳細介紹了生命周期階段,分為上游過程、核心過程、下游過程,此PCR排除了下游過程。
上游過程包含1、原材料(鐵礦石、煤炭、廢料、球團、石灰石、電極、耐火材料、助熔劑、化學品、合金等)的提煉和生產。2、運輸原材料到鋼鐵制造工廠。3、初級和次級包裝的制造(如果相關的話)4、技術體系不應包括:用于制造鋼鐵的原材料的包裝(如果相關的話)
每種技術中特定材料的一些指導如下:
鐵礦石:應說明所用鐵的來源。直接鐵礦,燒結,球團,直接還原鐵,壓塊,及其生產過程也包括在LCA計算中。
煤:無煙煤或焦炭。如果沒有具體的數據,可以使用全球平均煤炭混合來源,使用來自LCA更新數據庫或公認的國際能源機構的數據。
廢鋼:應解釋煉鋼所用廢鋼的來源,并將其包括在LCA計算中,無論是外部廢鋼還是內部廢鋼。
核心過程包含:1、鋼和特殊鋼的制造工藝(包括與核心工藝相關的材料消耗、能源生產和消耗、對空氣、水和土壤的排放)。2、制造及處理過程中產生的廢物(礦渣、污泥等)。3、在制造過程中產生的排放量(CO,NOx,SOx、重金屬、PM等)。4、由于電力生產的影響,根據適當的能源結構假設。
核心過程不包括1、生產設備、建筑物及其他生產資料的制造。2、人員出差。3、員工上下班的交通。4、研發活動,包括實驗室設備的生產和制造。5、制造的鋼鐵產品的包裝(如被認為不相關)。
每種技術中特定材料的一些指導如下:
輔助材料:耐火材料、電極、石墨、合金等應納入LCA研究。
爐氣、爐渣、爐垢、粉塵等煉鋼過程產生重要和有價值的共生產品,作為材料(鋼塵、爐渣)或作為能源(轉化為電能或熱能的熱氣體)。在將這些共生產品投入市場之前的任何處理都應該包括在這個模塊中。
瑞典國際鋼鐵PCR畫了兩種最常見的鋼鐵制造工藝的系統邊界圖。
高爐生鐵和廢鋼經堿性氧氣轉爐煉鋼工藝(BOF):
簡單介紹一下為:上游過程包含礦石開采→鐵礦石處理→原始材料生產出煤炭用在高爐中冶煉出生鐵;廢鋼的收集和處理以待核心過程使用;輔助材料如石灰石、合金和能源介質的生產;核心過程包含預處理→通入氧氣,輔助材料,廢鋼,使用能源介質進行堿性氧爐煉鋼→鋼包精煉(是用來對初煉爐(電弧爐、平爐、轉爐)所熔鋼水進行精煉,并且能調節鋼水溫度,工藝緩沖,滿足連鑄、連軋的重要冶金設備,也叫“二次煉鋼或爐外精煉”。)→鑄造工藝(會制造出鋼錠、鋼板、鋼坯)→剪切/熱軋、冷軋(會制造出軋坯、鋼筋);可以根據需求決定是否在鑄造工藝之后還需要剪切/熱軋、冷軋;鑄造工藝和剪切/熱軋、冷軋之后都可以銜接熱處理工藝→最終鋼鐵制品塑形/機加工→包裝、檢驗。
值得注意的是有一些企業生鐵冶煉是在自己工廠內進行的,并不是從供應商處購得,應該放在核心過程計算。雖然需要解釋煉鋼所用廢鋼的來源,并將其包括在LCA計算中,但此系統邊界并沒有包含廢鋼循環利用的環境收益。
使用廢鋼或直接還原鐵(DRI)通過電弧爐(EAF)煉鋼的工藝。
這里不過多介紹上游過程和核心過程。但是由于直接還原鐵(DRI-Direct Reduced Iron)是鐵礦在固態條件下直接還原為鐵,可以用來作為冶煉優質鋼、特殊鋼的純凈原料(主要用作電爐煉鋼的原料),因此建議系統邊界圖上的上游過程應包含礦石開采→鐵礦石處理過程。同樣,此系統邊界雖然需要解釋煉鋼所用廢鋼的來源,并將其包括在LCA計算中,但此PCR的系統邊界并沒有包含廢鋼循環利用的環境收益。
日本建筑用鋼材PCR提到其系統邊界包含A1原材料生產階段,A2原材料運輸到工廠的階段,A3是產品制造有關的過程,D鋼鐵產品的再利用過程。同時,明確提到了要排除A4運輸到施工現場的過程,排除A5有關施工的過程。此外,要排除B1-B7,分別為與產品使用有關的過程;維護過程(包括所需材料的生產、運輸、廢棄);修繕過程(包括必要材料的生產和運輸以及廢棄);產品更換過程(包括所需材料的生產、運輸和廢棄) ;改裝過程(包括生產、運輸、廢棄所需材料) ;使用產品時的能量消耗;產品使用時的水的消耗。同時,要排除C1-C4,分別為拆除、解體的過程;與使用過的產品的運輸有關的過程;使用過的產品的中間處理工藝;廢棄物處理工藝。
紅框框出來的是此PCR的系統邊界圖。可以發現其系統邊界圖并沒有限定鋼鐵生產工藝。
在這里簡要概述一下系統邊界里的內容:鐵原料、焦炭、非鐵原料,合金以及其他投入原料等生產和運輸,鐵原料和焦炭經過預處理、還原,之后連同其他原料經過精煉、連續鑄造生成鋼半制品,再經過制品工程生成建設用鋼鐵制品。在制造過程中形成的副產品如渣和灰塵會經過處理生成可使用原料。此外,包含鋼鐵產品循環再利用過程。
日本建筑用除外鋼材PCR的系統邊界圖為紅色框起來的部分。
在這里簡要概述一下系統邊界里的內容:鐵原料事前處理,非鐵原料預處理,其他投料制造,能源生產,這些連同廢鋼運輸到制造商大門。經過煉鐵、煉鋼、制造工程生成鋼鐵制品。對于共生產品進行再利用,對于廢棄物進行填埋或焚燒處理。此外,包含鋼鐵產品循環再利用過程。
在此PCR里還舉例了鋼鐵制品生產的詳細示例:
在這里簡要概述一下詳細示例里的內容:主要包含了高爐生鐵和轉爐煉鋼工藝;以及廢鋼或直接還原鐵(DRI)通過電弧爐煉鋼。鋼鐵半成品可以通過型鋼壓延制成型鋼;通過壓延制成鋼筋、特殊鋼、線材。經過厚板壓延制成厚板,再經過管道制造形成UO鋼管或電縫鋼管。經過熱軋制成熱軋加工,在此基礎上酸洗加工制成酸洗鋼板,在此基礎上冷軋制成冷軋鋼板,經過退火、調制(熱處理工藝)制成退火調制冷軋鋼板。冷軋鋼板、退火調制冷軋鋼板經過涂裝鋼板制造、鐵皮制造過程、電鍍工藝、熔融鍍鋅工藝分別各自制成涂裝鋼板、鐵皮、電鍍鋅鋼板、熔融鍍鋅鋼板。
日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR都提到了作為原料投入的廢鋼不會給環境帶來負擔,不存在與活動量相乘的原單位,即我們可以把它想象成空過程。但是,與鋼鐵產品的回收利用有關的影響需要計算,即計算D的部分:廢鋼循環利用的環境收益。這一點倒是與中鋼協鋼鐵PCR的“從搖籃到大門,包含廢鋼循環”的系統邊界的計算方式一致,卻與瑞典國際鋼鐵PCR不同。
4.3 截止規則
中鋼協鋼鐵PCR沒有涉及截止規則。瑞典國際鋼鐵PCR涉及了截止規則:輸入和輸出產品體系的基本流的數據,對至少99%的已聲明的環境影響有貢獻。通過基于類似產品系統經驗的專家判斷和靈敏度分析相結合,對截止規則進行滿意的檢查。在這種情況下,可以理解未調查的輸入或輸出如何影響最終結果。
日本建筑用鋼材PCR、日本建筑用除外鋼材PCR對于截止規則內容一致,比瑞典國際鋼鐵PCR考慮得更全面。對于以下情況可以截斷,不考慮其環境影響:
燃料和電力的投入量占可再生能源和非再生能源總投入量的1%。
除水和容器包裝材料外,原材料不超過總投入質量的1%。
生產產品的設備等資材使用時的負荷。
與建設生產工廠等有關的負荷。
從外部采購投料時使用的容器包裝和運輸材料的負荷。
輔助材料中,口罩、手套等通用材料的負荷。
輔助材料中,包裝用材料、運輸用材料、運輸物等的負荷。
事務部門和研究部門等間接部門的負荷。
燃料、燃氣運輸的負荷。
與站點之間的運輸有關的負荷、與廢棄物運輸有關的負荷。
但是各種法律規定的標準的有害性和毒性物質不可以被刪除。
同時,日本建筑用除外鋼材PCR又額外提及排除在截斷規則之外的各物質流量,最好不超過各單位工程質量、能量或環境影響的1%。排除在截斷規則之外的物質流在系統內的合計最多為質量、能量或環境影響的5%。
由于本對比章篇幅較長,之后的內容可參見本公眾號的后續文章--中歐日EPD平臺間綠色鋼鐵產品PCR比較(二)。
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