LCA of coffee/ja

本稿では、コーヒーのライフサイクル分析（LCA）について述べる（図1）。コーヒー1杯（100ml）のライフサイクル全体における総エネルギー消費量、二酸化炭素排出量、水使用量、および廃棄物量を評価した。以下の概要と数値は、最も一般的なドリップ式コーヒー抽出法に限定したものである。

LCAとはライフサイクルアセスメントの略称です。ライフサイクルアセスメント、またはゆりかごから墓場までの分析とは、製品やサービスのライフサイクルを評価するために用いられる体系的な手法です。この評価には一般的に、すべての投入物と産出物のリスト、上流で使用されるすべての材料のエネルギー分析、および環境影響などが含まれますが、これらに限定されるものではありません。

コーヒーは消費される前に栽培と処理が必要です。コーヒーの木は豆から始まります。コーヒーの木の豆を土に植えます。4～8週間以内に苗木が現れます（図2）。苗木は直射日光で焼けないように日陰に置かれます。苗木は手入れされ、次の9～18か月間、約2フィートの高さになるまで成長します。小さなコーヒーの木は地面に植えられます。木はさらに3年後に実をつけますが、6年経つまで成熟しません。6年経つと木は完全に成熟し、最適な収穫量が得られます。コーヒーの木は20～25年間生産します。^{[ 1 ]}

コーヒーは、生豆またはグリーンコーヒー豆の風味を高めるために焙煎されます。グリーンコーヒー豆を焙煎すると、風味を高める化学反応が起こり、同時にコーヒーが不安定になります。不安定になったコーヒーは約1か月間鮮度を保ちます。グリーンコーヒー豆はそれよりもはるかに長く安定しています。そのため、焙煎は最終消費者に販売する直前に行われます。^{[ 2 ]}

コーヒーの焙煎は、豆と豆に混ざった異物を選別することから始まります。選別されたコーヒーは、バッチサイズに計量され、焙煎機に入れられます。焙煎時間は、希望する結果に応じて3分から30分です（図3）。焙煎機の温度は188℃から282℃まで変化します。焙煎時間はコーヒーの風味に大きく影響します。焙煎時間が短いほど、焙煎後の豆の色は薄くなります。浅煎りの風味は、コーヒー本来の風味、つまり生の風味が特徴です。本来の風味は、コーヒーが育った土壌や気候を彷彿とさせます。焙煎時間が長いほど、焙煎後の豆の色は濃くなります。深煎りのコーヒーは、熱によって豆の内部から油分が抽出されるため、浅煎りのコーヒーよりも光沢があります。深煎りの風味は、「焙煎」の風味が特徴です。ローストの風味が非常に強いため、本来の風味はほとんど感じられない。

コーヒーは世界中で栽培され、そのほとんどの地域に出荷されています。コーヒーの生産コストと排出量の大部分は輸送によるものです。工場では、コーヒーは畑からトラックで運ばれ、工程間でもトラックで運ばれます。工場を出ると、コーヒーは主に船とトラックで輸送されます。図4は、コーヒーの実が加工工場に運ばれ、そこで殻が取り除かれて乾燥される様子を示しています。^{[ 3 ]}

コーヒーを淹れるには、まずコーヒー豆を適切な粒度に挽き、次に熱湯を注ぎます。この工程を抽出といいます。コーヒーの抽出は、焙煎したコーヒー豆からコーヒーの風味とカフェインを抽出するために行われます。コーヒー粉を水で煮沸してはいけません。煮沸するとコーヒーに不快な風味が移ってしまうからです。

コーヒーの淹れ方には、浸出式、煮出し式、加圧式の3つの明確な方法があります。

フレンチプレスは、一般的にコーヒーを淹れる際に用いられます。フレンチプレスはガラス製の円筒形の器具で、ガラス製の筒にぴったりと収まる金属製のプランジャーフィルターが内蔵されています。フレンチプレスに熱湯とコーヒーを入れ、5～10分間蒸らします。その後、プランジャーを押し下げてコーヒー粉とコーヒー液を分離します。この抽出工程により、コーヒー粉が熱湯に長時間触れるため、より濃いコーヒーが淹れられます。熱湯がコーヒー粉に触れる時間が長いほど、コーヒー粉からより多くの風味とコーヒーオイルが抽出されます。

コーヒーを沸騰させるのは、最も古くから知られている抽出方法です。伝統的なコーヒーの淹れ方は、コーヒー粉と水を鍋に入れて沸騰させるというものでした。コーヒーは苦味が出るため、長時間沸騰させることはありませんでした。沸騰した液体はカップに注がれて飲まれました。液体には通常、少量のコーヒー粉が残っていましたが、大部分の粉は鍋の底に沈んでいました。

加圧式コーヒー抽出には、一般的に重力圧と加圧水圧という2つの圧力源があります。

重力式抽出法は、一般的にドリップコーヒーとして知られています。ドリップコーヒーは、アメリカで最も一般的な抽出方法です。フィルターにコーヒー粉を入れ、お湯をゆっくりと注ぎます。重力によってお湯はコーヒー粉の中を流れ落ち、フィルターから滴り落ちた液体を容器に集めて飲みます。

加圧式抽出法は、一般的にエスプレッソとして知られています（例：ネスプレッソD290）。機械装置が水を加熱・加圧し、熱湯をコーヒー粉に通します。この方法で抽出されたコーヒーは、他のどの抽出方法よりも、1オンス（約30ml）のコーヒー液に対して多くのコーヒー粉を使用します。

コーヒーを淹れた後にはコーヒーかすが残るので、これを処分する必要があります。一般的な処分方法は、一般廃棄物、下水処理、リサイクルの3つです。

ゴミ箱に捨てられたコーヒーかすは、最終的に地域の固形廃棄物処理施設やゴミ捨て場に運ばれる。

排水溝に流されたコーヒーかすは、下水道管を通って廃水とともに下水処理場に運ばれます。下水処理場では、コーヒーかすは分離され、その処理場の規定に従って処理されます。

リサイクルされたコーヒーかすは、通常、堆肥化されるか、植物の土壌改良材として利用されます。コーヒーかすを堆肥化することで、堆肥の窒素含有量が増加します。コーヒーかすは粒が小さいため、比較的早く分解され、堆肥化されます。土壌改良材としてコーヒーかすを使用すると、コーヒーかすから窒素が徐々に放出され、土壌に酸性度が加わります。

コーヒーのエネルギー使用量（表1）、水使用量（表2）、および二酸化炭素排出量（表3）をまとめた3つの表を示します。なお、これらの表における「加工」には、生豆の取り扱いと洗浄、焙煎、粉砕、充填と包装、および調整が含まれます。

各工程のエネルギー使用量を表1に示します。コーヒー1杯の製造に必要な総エネルギーは1.94メガジュール（時速50マイルで走行するスクールバス2台の運動エネルギーにほぼ相当）です。このエネルギーの約60%は、コーヒーの抽出とカップの洗浄という、コーヒーの製造工程の終盤で消費されます（表1の抽出と洗浄）。この効率の低下は、コーヒーの抽出規模が小さいことに加え、コーヒー抽出機の効率が比較的低いことにも起因します（大規模工場ではエネルギーを回収する仕組みがありますが、消費者向け製品ではそのような仕組みはありません）。

コーヒーの栽培、加工、抽出には大量の水が使用されます。表2は、コーヒー1杯あたりの水使用量（リットル）を示しています。ドリップ式コーヒーを作る場合、加工と配送には水は使用されないと想定しています。コーヒー生産サイクルの中で、灌漑は圧倒的に多くの水を使用しており、コーヒー1杯（100mL）あたり28リットルの水を使用しています。これは、コーヒーカップ100mLの水量の280倍に相当します。

炭素排出量は、電力使用、車両燃料、加工手順などの欧州のエネルギーミックスに基づいて算出された。^{[ 3 ]}表3は、コーヒー1杯の生産あたり合計114グラムの二酸化炭素換算量となるプロセスの各部分の排出量を示している。最も注目すべき数値は、抽出、洗浄、栽培であり、それぞれ100mLあたり44.03、20.87、24.37グラムの二酸化炭素換算量である。抽出と洗浄の炭素排出量は、水を加熱するためのエネルギーを供給する発電所から発生する。栽培の排出量は、主にディーゼルトラクターなどの農業機械から発生する。