EIO-LCA

経済投入産出ライフサイクルアセスメント（EIO-LCA）では、集計されたセクターレベルのデータを使用して、経済の各セクターに直接起因する環境影響の量と、各セクターが生産物の製造において他のセクターから購入する量を定量化します。このようなデータセットを組み合わせることで、長いサプライチェーン（例えば、自動車の製造にはエネルギーが必要ですが、エネルギーの生産には車両が必要であり、それらの車両の製造にはエネルギーが必要、など）を考慮に入れることが可能になり、従来のライフサイクルアセスメントの範囲設定の問題をある程度軽減できます。EIO-LCA分析では、特定の製品やサービスを生産するために必要なさまざまな経済取引、資源要件、環境排出量（さまざまな製造、輸送、鉱業、および関連する要件すべてを含む）を追跡します。

EIO-LCAは、特定の製品に関連するセクターの特定のサブセットを代表するとは限らないセクターレベルの平均値に依存しています。対象となる商品やサービスがセクターを代表するものである限り、EIO-LCAはその商品やサービスのサプライチェーン全体への影響を非常に迅速に推定できます。

経済投入産出分析は、ノーベル経済学賞受賞者のワシリー・レオンチェフによって開発されました。これは、経済システムの各部門間の相互関係を定量化し、購入による直接的および間接的な経済投入を特定することを可能にします。この概念は、各部門の環境およびエネルギー分析に関するデータを含めることで拡張され、経済活動のサプライチェーンにおける環境への影響を考慮に入れるようになりました。^{[ 1 ]}

米国では、部門間の購買の流れを追跡する投入産出取引表が連邦政府によって収集されている。EIOは次のように機能する。${\displaystyle X_{ij}}$そのセクターの金額を表す${\displaystyle j}$セクターから購入${\displaystyle i}$ある年に、そして$\displaystyle y_i}}$これは、当該セクターの生産物に対する「最終需要」である。${\displaystyle i}$（つまり、他の企業がさらなる生産のための供給品として購入する量ではなく、消費のために購入された生産物の量）次に、総生産量${\displaystyle x_{i}}$セクターから${\displaystyle i}$消費者向け生産量と他部門向け販売生産量を含む。

${\displaystyle x_{i}=y_{i}+\sum _{j}X_{ij}}$

定義すると${\displaystyle A_{ij}}$各部門の正規化された生産量として、${\displaystyle A_{ij}=X_{ij}/x_{j}}$、 それから

${\displaystyle x_{i}=y_{i}+\sum _{j}A_{ij}x_{j}}$

ベクトル表記では

${\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {y} +\mathbf {Ax} }$

${\displaystyle \mathbf {y} =(\mathbf {IA} )\mathbf {x} }$

${\displaystyle \mathbf {x} =(\mathbf {IA} )^{-1}\mathbf {y} }$

この結果は、各セクターの最終需要だけを知っていれば${\displaystyle \mathbf {y} }$正規化されたIO行列${\displaystyle \mathbf {A} }$総生産量を計算できる${\displaystyle \mathbf {x} }$経済の各部門から。経済の各部門からの特定の排出量（またはその他の関心のある属性）に関するデータが入手可能な場合は、マトリックス${\displaystyle \mathbf {R} }$各セクター（行）からの$出力あたりのさまざまなリリース（列）を表すようにコンパイルできます。総追加排出量${\displaystyle \Delta \mathbf {b} }$追加的な最終需要に関連する${\displaystyle \Delta \mathbf {y} }$計算方法は以下のとおりです。

${\displaystyle \Delta \mathbf {b} =\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {IA} )^{-1}\Delta \mathbf {y} }$

この単純な結果により、特定の最終需要を満たすために必要なサプライチェーン全体の要件に関連するリリースを平均的に考慮して、非常に迅速な分析が可能になります。方程式は現在の経済における平均データに基づいていますが、生産量の限界変化（特定の製品の1単位増加など）の予測に使用できます。

1. 平均生産量と限界生産量は十分に近いと仮定され（つまり、1単位増加した場合の影響は平均単位増加した場合の影響と同じ）、
2. 最終生産量の限界変化${\displaystyle \Delta \mathbf {y} }$対象となる製品を代表するものであること（例：製品が風力発電による電力のみを使用する場合、石炭が主流である電力部門を使用すると、不正確な推定値が得られる）。

最後に、研究者が各項目に関連する外部性コストの評価の推定値を持っている場合、${\displaystyle \mathbf {b} }$（または、各項目の相対的な重要性を表す重み係数が利用可能であれば、${\displaystyle \mathbf {b} }$例えば生態学的指標を用いると、放出単位あたりの外部コスト（または重み）をベクトルにまとめることができる。${\displaystyle \mathbf {m} }$スカラー「環境影響指標」を計算するために${\displaystyle m}$:

${\displaystyle \Delta m=\mathbf {m} ^{T}\Delta \mathbf {b} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {IA} )^{-1}\Delta \mathbf {y} }$

一般的に、推定値には大きな不確実性が伴う。${\displaystyle \mathbf {m} }$そのため、このような集計は感度分析を含め、慎重に行う必要があります。通常、研究者は特定の要素を調べます。${\displaystyle \mathbf {b} }$集約しようとするのではなく。

大局的な結果として、平均的な経済セクターの取引に関するデータを収集することで、${\displaystyle \mathbf {A} }$およびセクター別平均排出量${\displaystyle \mathbf {R} }$対象製品を関連部門の生産量の限界変化として表現することで、対象製品に関連するサプライチェーン全体の排出量について迅速な予測を行うことが可能です。${\displaystyle \mathbf {y} }$。

カーネギーメロン大学グリーンデザイン研究所の研究者たちは、1990年代にEIO-LCAを実行するためのウェブベースのツールの開発に着手しました。基盤となるソフトウェア^{[ 2 ]}は、特定の製品またはサービスの生産に関連するさまざまな経済取引、資源要件、および環境排出量を追跡します。このモデルは、製品またはサービスを生産するためのさまざまな製造、輸送、採掘、および関連する要件をすべて捉えます。たとえば、1キロメートルの道路舗装のために46,000ドルの鉄筋と104,000ドルのコンクリートを購入した場合の影響を追跡したい場合があります。これらの購入の環境への影響は、EIO-LCAを使用して推定できます。現在の（2002年）モデルは、米国商務省の428部門産業投入産出モデルに基づいています。

2018年、環境コンサルタント会社であるVitalMetrics Groupは、組織のサプライチェーン全体の上流工程に関連する環境影響を定量化するためのウェブベースの支出分析ツール^{[ 3 ]}を開発しました。これは、温室効果ガスプロトコル企業バリューチェーン会計報告基準で定義されている支出ベースの影響を定量化するためのアプローチに準拠しています。このツールは、 2014年を基準年とする査読済みのEIO-LCAデータベースである包括的環境データアーカイブ（CEDA） ^{[ 4 ]}を利用しています。CEDAは、389の産業部門、商品、それらの間のつながり、およびさまざまな天然資源の抽出、水の消費、土地利用、大気、水、土壌への排出など、それらから生じる2,700を超える環境交換を表しています。

この記事は、GFDLライセンスに基づきWayback MachineにアーカイブされたDesign Decisions Wiki の2009年8月9日のテキストを使用しています。

• EIO-LCAソフトウェア
• VitalMetrics支出分析ツール