LCA of coffee/zh

本文对咖啡进行了生命周期分析（LCA）（图1）。分析内容包括一杯（100毫升）咖啡在其生命周期内的总能源消耗、碳排放、用水量和废弃物产生量。以下总结和数值仅适用于最常见的咖啡冲泡方式，即滴滤式咖啡。

LCA是生命周期评估的缩写。生命周期评估，或称从摇篮到坟墓分析，是一种用于评估产品或服务生命周期的系统方法。评估通常包括但不限于：所有投入和产出的清单、所有上游原材料的能源分析以及环境影响。

咖啡在被饮用之前，必须经过种植和处理。咖啡树的种子长成一棵咖啡树。将咖啡树上的种子种入土壤中，4到8周后会发芽（图2）。幼苗会被放置在阴凉处，以免被阳光直射灼伤。幼苗需要精心照料，并在接下来的9到18个月内生长，直到长到大约60厘米高。然后将这棵小咖啡树栽种到地里。咖啡树会在3年后结果，但要到6年才能完全成熟。6年后，咖啡树完全成熟，产量达到最佳。咖啡树的产果期可达20到25年。^{[ 1 ]}

咖啡烘焙是为了提升生咖啡豆的风味。生咖啡豆烘焙过程中会发生化学反应，这些反应既能提升风味，也会使咖啡变得不稳定。不稳定的咖啡大约能保鲜一个月，而生咖啡豆的稳定性则要好得多。因此，烘焙通常在出售给最终用户之前进行。^{[ 2 ]}

咖啡烘焙的第一步是将咖啡豆与混杂其中的杂质进行分拣。分拣后的咖啡豆按批次称重，然后放入烘焙机。根据所需的烘焙效果，烘焙时间从3分钟到30分钟不等（图3）。烘焙机的温度范围为188至282摄氏度。烘焙时间的长短对咖啡的风味有显著影响。烘焙时间越短，咖啡豆的颜色越浅。浅烘焙咖啡的风味以咖啡豆的原始风味为特征，这种原始风味让人联想到咖啡生长的土壤和气候。烘焙时间越长，咖啡豆的颜色越深。深烘焙咖啡比浅烘焙咖啡更有光泽，因为高温会萃取咖啡豆内部的油脂。深烘焙咖啡的风味以“烘焙味”为特征。烘焙味非常浓郁，几乎尝不出原味。

咖啡种植遍布世界各地，并销往世界各地。咖啡生产成本和排放的很大一部分都来自运输环节。在加工厂，咖啡从田间到各个加工环节都通过卡车运输。离开加工厂后，咖啡主要通过船只和卡车运输。图 4 显示了咖啡浆果被运往加工厂进行去壳和干燥的过程。^{[ 3 ]}

要冲泡一杯咖啡，首先需要将咖啡豆研磨至合适的粗细，然后用沸水冲泡。这个过程称为冲泡。冲泡咖啡的目的是从烘焙过的咖啡豆中提取咖啡的风味和咖啡因。切勿将咖啡粉与水一起煮沸，因为这样做会影响咖啡的味道。

冲泡咖啡有三种不同的方法：浸泡法、煮沸法和加压法。

传统的浸泡式咖啡冲泡方法是使用法压壶。法压壶是一种圆柱形玻璃器皿，内部装有紧密贴合的金属压杆。将热水和咖啡粉倒入法压壶中，浸泡5-10分钟。然后向下按压压杆，将咖啡粉与咖啡液分离。浸泡式冲泡法能使咖啡更浓郁，因为咖啡粉与热水接触的时间更长。热水与咖啡粉接触的时间越长，咖啡粉中的风味物质和油脂就能被充分萃取出来。

煮咖啡是已知最古老的冲泡方法。传统上，煮咖啡是将咖啡粉和水放入壶中煮沸。咖啡煮的时间不长，否则会变得苦涩。煮好的咖啡液倒入杯中饮用。咖啡液中通常会含有一些咖啡粉，但大部分咖啡粉会沉在壶底。

加压咖啡冲泡通常有两种压力来源：重力压力和加压水。

重力压力冲泡法更常见的名称是滴滤咖啡。滴滤咖啡是美国最常见的咖啡冲泡方式。将咖啡粉放入滤网中，然后让热水缓慢流过咖啡粉。在重力作用下，热水向下流过咖啡粉。液体从滤网中滴出，收集到容器中即可饮用。

高压水萃取法更常见的名称是意式浓缩咖啡（例如Nespresso D290）。这种方法利用机械装置加热并加压水，然后将热水强制通过咖啡粉。与其他任何萃取方法相比，这种方法每盎司咖啡液需要更多的咖啡粉。

冲泡完一杯咖啡后，咖啡渣会留在咖啡机里，必须妥善处理。三种常见的处理方法是：固体废物处理、废水处理和回收利用。

丢弃在垃圾桶里的咖啡渣最终会被运往某个地区的固体废物处理厂或垃圾填埋场。

被冲入下水道的咖啡渣会随着污水通过污水管道输送到污水处理厂。在污水处理厂，咖啡渣会被分离出来，并根据该厂的特定处理规程进行处理。

回收的咖啡渣通常会被堆肥或用作土壤改良剂。咖啡渣堆肥可以提高堆肥的氮含量。由于咖啡渣颗粒细小，因此分解和堆肥的速度相对较快。当咖啡渣用作土壤改良剂时，它会缓慢释放氮并增加土壤的酸性。

本文提供了三个表格，分别总结了咖啡的能源消耗（表1）、用水量（表2）和碳排放量（表3）。需要注意的是，表格中的“加工”包括：生咖啡豆的处理和清洗、烘焙、研磨、灌装和包装以及调质。

表1列出了各工序的能耗。每生产一杯咖啡的总能耗为1.94兆焦耳（约相当于两辆校车以50英里/小时的速度行驶的动能）。其中约60%的能耗消耗在咖啡生产后期，即冲泡和清洗咖啡杯的环节（表1中列出了冲泡和清洗环节）。这种效率损失源于咖啡冲泡规模较小，以及咖啡冲泡设备的相对效率较低（大型工厂有能量回收系统，而消费品则没有）。

水在咖啡的种植、加工和制作过程中被广泛使用。表2列出了每生产一杯咖啡所用的水量（升）。假设制作滴滤咖啡时，加工和运输过程不使用水。灌溉是咖啡生产周期中用水量最大的环节，每生产一杯（100毫升）咖啡需要28升水。这相当于咖啡杯中100毫升水量的280倍。

碳排放量基于欧洲能源结构，包括电力消耗、车辆燃料、加工流程等。^{[ 3 ]}表3显示了各加工环节的碳排放量，每生产一杯咖啡的总碳排放量为114克二氧化碳当量。其中最显著的排放环节是冲煮、水洗和种植，分别为每100毫升44.03克、20.87克和24.37克二氧化碳当量。冲煮和水洗环节的碳排放主要来自为水加热提供能源的发电厂。种植环节的碳排放则主要来自柴油拖拉机等农用设备。