整合生命周期可持续性评估与材料循环性以优化清洁环境系统:来自印度尼西亚再利用供应链的例证

《Sage Open》:Integrating Life Cycle Sustainability Assessment and Material Circularity for Cleaner Environmental Systems: An Illustration From Indonesia’s Reuse Supply Chains

【字体: 时间:2026年09月04日 来源:Sage Open 2

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  循环经济战略日益被推广为解决资源枯竭和废弃物产生的方案。然而,更高的材料循环性并不必然确保更强的可持续性表现,尤其是在依赖物流、清洗、基础设施和利益相关者参与的再利用系统中。本研究开发了一个整合框架,将生命周期可持续性评估(Life Cycle Sustain

  
循环经济战略日益被推广为解决资源枯竭和废弃物产生的方案。然而,更高的材料循环性并不必然确保更强的可持续性表现,尤其是在依赖物流、清洗、基础设施和利益相关者参与的再利用系统中。本研究开发了一个整合框架,将生命周期可持续性评估(Life Cycle Sustainability Assessment, LCSA)与材料循环性指标(Material Circularity Indicator, MCI)相结合,以更全面地评估循环商业模式。该框架整合了使用ReCiPe终点法(ReCiPe endpoint method)的生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)环境评估、通过循环经济生命周期成本分析(Circular Economy Life Cycle Costing)的经济评估、通过社会生命周期评估(Social Life Cycle Assessment)的社会评估,以及使用MCI的循环性评估。这些维度经过归一化和加权处理,生成最终可持续性得分(Final Sustainability Score)。该框架通过印度尼西亚的一个可重复使用硅胶食品容器系统进行实例说明。结果表明,循环性改善并不自动带来整体可持续性收益。该案例产生了0.0251的低环境得分、0的经济得分、0.534的社会得分和0.392的MCI得分,最终可持续性得分为0.2306。尽管改善情景将得分提高至0.283,该系统仍远未达到完全可持续或完全循环的状态。本研究的创新之处在于将MCI明确整合到LCSA中,形成一个统一的归一化和加权框架。该方法能够同时评估循环性和可持续性表现,并有助于识别当循环性指标单独使用时可能被忽视的权衡关系。研究结果为评估循环商业模式提供了方法论和实践意义,特别是在发展中国家情境下。
# 整合生命周期可持续性评估与材料循环性的综合框架:印度尼西亚再利用供应链的实证研究解读

## 一、研究背景与问题提出

全球范围内,从线性经济系统向循环经济系统的转型已成为政策与学术讨论的核心议题。资源稀缺性和日益增长的废弃物流所带来的社会与经济挑战,推动了对循环经济战略的广泛关注。然而,一个关键假设正受到越来越多的审视,即更高水平的循环性是否天然带来更优的可持续性结果。近年来的研究表明,在基础设施有限、物流碎片化、监管缺失和制度约束突出的条件下实施循环战略,可能产生不均衡甚至适得其反的效应(Ghufran et al., 2024)。这一担忧凸显了在不同社会技术情境下批判性审视循环经济干预措施的必要性。

尽管循环性指标和可持续性评估工具的使用日益增多,评估循环商业模式是否真正可持续的方法论缺口依然存在。生命周期可持续性评估(LCSA)提供了涵盖环境、经济和社会三个维度的综合评估框架,但并未明确测量材料保留、再利用强度和寿命终止回收等循环性特征(Lindgreen et al., 2020; Luthin et al., 2023)。相比之下,材料循环性指标(MCI)提供了材料循环性的明确度量,却无法捕捉环境负担、经济可行性和社会影响(Rigamonti & Mancini, 2021; Saidani et al., 2022)。这一缺口在发展中国家情境中尤为突出,因为这些国家的循环商业模式往往在基础设施不足、物流碎片化、监管缺口、需求不稳定和利益相关者参与不均的条件下运行。因此,需要一个整合框架来同时评估循环性和可持续性,而不是将循环性视为可持续性的直接代理指标。

## 二、研究内容与核心发现

本研究提出并实证检验了一个整合评估框架,将生命周期可持续性评估(LCSA)与材料循环性指标(MCI)结合到一个统一的归一化加权评估系统中。该框架整合了四个维度:通过ReCiPe终点法进行的环境影响评估、通过循环经济生命周期成本分析(CE-LCC)进行的经济绩效评估、遵循UNEP准则通过社会生命周期评估(S-LCA)进行的社会绩效评估,以及通过MCI进行的材料循环性评估。该框架通过印度尼西亚一个中型的可重复使用硅胶食品容器系统进行实例说明,该系统作为一次性塑料包装的替代方案运营。

研究采用从摇篮到坟墓(cradle-to-grave)的系统边界,功能单位定义为在一次使用周期中提供一份最多800毫升的餐食。研究团队通过直接现场观察、与生产和财务经理的访谈、公司内部文件以及次要清单数据库收集数据。环境影响数据由Ecoinvent v3.8支持,运输相关活动使用现有LCA软件建模。通过层次分析法(AHP)确定各维度权重,结果为企业内部专家给出的环境25%、经济25%、社会20%和循环性30%的权重分配。一致性分析得出λmax = 4,CI = 0,CR = 0,表明专家判断高度一致。

研究得出的基线最终可持续性得分(FSS)为0.2306,其中环境得分为0.0251、经济得分为0、社会得分为0.534、循环性得分为0.392。改善情景将总分提高至0.283,但系统仍远未达到完全可持续或完全循环的状态。最重要的发现是循环性与可持续性之间的显著背离:该再利用模式通过延长产品使用和减少对原始材料的依赖实现了可测量的循环性水平,但这种循环性并未转化为同等的环境和经济收益。运输密集型运营和高运营成本是限制环境与经济表现的关键因素。

## 三、主要技术方法

研究人员采用了一套多维度整合评估方法。首先,环境评估采用ReCiPe终点法(ReCiPe Endpoint method),将多种环境影响转换为单一得分,覆盖人类健康、生态系统质量和资源三个保护区域。其次,经济评估运用循环经济生命周期成本分析(CE-LCC),采用净现值(NPV)方法汇总所有利益相关者在产品生命周期内的成本,并排除消费者支付但同样构成公司收入的部分以防止双重计算。第三,社会评估采用参考量表社会生命周期影响评估方法(RS S-LCIA),对每个社会影响子类别应用0–1评分量表(以0.25为间隔),涵盖工人、消费者、当地社区、价值链参与者和整个社会五类利益相关者。第四,循环性评估依据Ellen MacArthur Foundation(2015)的方法计算MCI,使用产品级动态建模工具自动完成。最后,通过线性归一化方法将环境得分(与可比线性产品基准比较)和经济得分(基于总收入与总成本的比例)转换为0–1范围的数值,MCI和S-LCA得分因其本身的0–1量表特性而直接采用,随后使用AHP权重进行加权平均聚合为最终可持续性评分。

## 四、研究结果

### (一)生命周期评估(LCA)结果

LCA结果显示,运输活动和容器清洗对人类健康和生态系统质量类别的影响贡献最大。尽管再利用减少了废弃物量,但与参考情景中的线性PP塑料容器相比,高物流强度限制了环境效益。系统中存在多个运输阶段,包括容器向消费者分发、向用户收集、返回清洗中心和重新分配给商家,加之容器循环密度相对较低和重复清洗活动,共同增加了运输需求和能源消耗。

### (二)循环经济生命周期成本分析(CE-LCC)结果

成本分析显示,制造商承担了最大份额的支出,尤其是月度运营成本(如营销和研究费用)。总成本(TC)超过总收入,表明当前模式尚未实现经济可行性。实现规模经济需要大幅增加循环容器数量和单位使用频率。该模型即使在改善情景下仍低于盈亏平衡点,这符合Prieto-Sandoval等人(2023)关于财务风险是循环商业模式早期采用重大障碍的结论。

### (三)社会生命周期评估(S-LCA)结果

社会得分为0.534,处于0(差)和1(好)之间的中点附近,表明社会绩效为中等偏良性水平,但尚未达到典范程度。工人(通过劳动保护)和消费者(通过产品安全和健康考量)是受益最多的利益相关者群体。相比之下,当地社区和其他价值链参与者的社会影响仍然有限,原因是参与度低和利益分配不均衡。

### (四)材料循环性指标(MCI)结果

MCI计算显示:原始原料为178克(与公司容器质量相等),不可回收废弃物为41.2克,线性流量指数(LFI)为0.681。基准可比产品定义为自助餐厅中带再利用系统的PP塑料环保蛤壳容器。计算得出的效用值为1.008,效用系数为0.893。MCI得分为0.392表明公司仍处于向循环性转型的早期阶段,主要限制因素包括生命周期末期废弃物量相对较高、循环利用次数不理想,以及材料回收有限(主要局限于降级回收)。

### (五)得分整合与聚合结果

归一化处理后,环境得分以可比线性产品(单次使用PP塑料容器)的ReCiPe得分为基准,121个塑料容器的终点得分为5.3663,归一化后环境得分为0.0251。经济层面因总成本超过总收入,归一化经济得分为0。最终可持续性得分的聚合结果清晰揭示了四个评估维度间的失衡:循环性得分(0.392)显著高于环境得分(0.0251)和经济得分(0),表明材料循环的改善未获得相应的可持续性收益。尽管社会得分(0.534)表明对工人和消费者有中等正向结果,但这些收益不足以抵消环境和经济效益的不足。

## 五、讨论部分总结

研究讨论围绕四个核心议题展开。第一,循环性并不保证可持续性——循环性收益通过延长产品寿命和多次使用周期实现,但同时被增加的物流强度和能源消耗所抵消,循环性可能成为一种“绿色幻觉”。第二,在方法论层面,传统的LCSA应用于循环商业模式时存在基础性局限,因为它无法明确捕捉再利用强度、循环频率和材料回收质量等循环性动态;将MCI作为独立评估维度的整合方法直接回应了这一缺口。第三,再利用系统面临经济和社会权衡——高前期投入和经常性运营成本导致财务脆弱性,社会收益在不同利益相关者群体间分布不均,对当地社区和供应链伙伴的溢出效应有限。第四,在发展中国家情境下,基础设施限制、碎片化物流网络和不确定的需求条件显著影响循环商业模式的可持续性表现,小企业和新兴企业面临的资本获取困难和技术能力限制进一步加剧了这些挑战。行为因素(如消费者是否持续归还容器)也是影响循环效率和运营成本的关键变量。

## 六、研究结论翻译

本研究开发并实证检验了一个整合评估框架,将生命周期可持续性评估(LCSA)和材料循环性指标(MCI)相结合,用于评估循环商业模式的可持续性和循环性表现。该框架应用于印度尼西亚的一个基于再利用的硅胶容器系统,提供了在单一绩效指标内评估环境、经济、社会和循环性维度的统一方法。

研究结果表明,更高的循环性并不自动带来更高的可持续性表现。尽管再利用模式在材料循环性方面取得了可测量的改善并表现出中等的社会绩效,环境和经济收益仍然有限。运输密集型运营、清洗活动和高运营成本降低了系统的整体可持续性收益。因此,基线最终可持续性得分(FSS)虽有所提高,但系统仍远未达到完全可持续或完全循环的状态。

本研究的主要贡献在于将LCSA和MCI整合到一个归一化和加权框架中,使可持续性和循环性得以同时评估。该框架表明循环性和可持续性是相关但不同的绩效维度。通过结合这些视角,该框架有助于揭示当循环性或可持续性指标单独使用时将被隐藏的权衡关系。从实践角度看,该框架可作为企业改进循环商业模式的支持工具;从政策角度看,该框架支持印度尼西亚循环经济路线图和可持续发展目标12的实施,为决策者评估循环倡议、区分材料循环型企业与实现更广泛可持续性结果的企业提供了更全面的基础。研究的局限性包括环境归一化依赖可比线性产品的基准值(标准化数据库仍然有限)、框架的数据密集性特征使其目前更适合微观或试点规模应用,以及仅通过一家小型企业进行验证。此外,基于企业内部专家判断的AHP加权虽然提供了结构化的权重分配方法,但结果仍受专家判断的影响。未来研究应在不同行业部门(包括农业、物流和制造业)应用该框架以评估其更广泛的适用性,进一步的 methodological 发展需要改进归一化程序、建立标准化基准数据集,并整合物联网(IoT)和区块链等数字技术支持实时可持续性评估。
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