Posuzování životního cyklu - Life-cycle assessment

Hodnocení životního cyklu nebo LCA (také známá jako analýza životního cyklu ) je metodika pro posuzování dopadů na životní prostředí spojených se všemi fázemi životního cyklu komerčního produktu, procesu nebo služby. Například v případě vyráběného výrobku jsou dopady na životní prostředí hodnoceny od těžby a zpracování surovin (kolébky), přes výrobu, distribuci a použití výrobku až po recyklaci nebo konečné zneškodnění materiálů, z nichž se skládá (hrob).

Studie LCA zahrnuje důkladnou inventuru energie a materiálů, které jsou požadovány v celém průmyslovém hodnotovém řetězci produktu, procesu nebo služby, a vypočítává odpovídající emise do životního prostředí. LCA tak posuzuje kumulativní potenciální dopady na životní prostředí. Cílem je zdokumentovat a zlepšit celkový environmentální profil produktu.

Široce uznávané postupy pro provádění LCA jsou zahrnuty v sérii 14 000 standardů environmentálního managementu Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), zejména v ISO 14040 a ISO 14044. ISO 14040 poskytuje „zásady a rámec“ normy, zatímco ISO 14044 poskytuje přehled „požadavků a pokynů“. Obecně byla ISO 14040 napsána pro manažerské publikum a ISO 14044 pro odborníky z praxe. Jako součást úvodní části ISO 14040 byla LCA definována takto:

LCA studuje environmentální aspekty a potenciální dopady během životního cyklu výrobku (tj. Od kolébky do hrobu) od získávání surovin přes výrobu, používání a likvidaci. Mezi obecné kategorie dopadů na životní prostředí, které je třeba zvážit, patří využívání zdrojů, lidské zdraví a ekologické důsledky.

Kritika byla postavena proti přístupu LCA, a to obecně i s ohledem na konkrétní případy (např. V konzistenci metodiky, zejména pokud jde o hranice systému, a náchylnost konkrétních LCA k zaujatosti odborníků z hlediska rozhodnutí, která zkuste informovat). Bez formálního souboru požadavků a pokynů lze LCA dokončit na základě názorů odborníka a uvěřených metodik. Na druhé straně by LCA dokončená 10 různými stranami mohla přinést 10 různých výsledků. Norma ISO LCA si klade za cíl toto normalizovat; pokyny však nejsou příliš restriktivní a stále lze vygenerovat 10 různých odpovědí.

Definice, synonyma, cíle a účel

Hodnocení životního cyklu (LCA) je někdy v literaturách vědeckých a agenturních zpráv synonymně označováno jako analýza životního cyklu. Také vzhledem k obecné povaze studie LCA zkoumající dopady životního cyklu od těžby surovin (kolébky) přes likvidaci (hrob) se někdy označuje jako „analýza od kolébky do hrobu“.

Jak je uvedeno v National Risk Management Research Laboratory o EPA , „LCA je technika posoudit environmentální aspekty a možné dopady spojené s produktu, procesu nebo služby, tím, že:

• Sestavení soupisu příslušných energetických a materiálových vstupů a úniků do životního prostředí
• Vyhodnocení potenciálních dopadů na životní prostředí spojených s identifikovanými vstupy a úniky
• Interpretace výsledků vám pomůže učinit informovanější rozhodnutí “.

Jedná se tedy o techniku ​​posuzování dopadů na životní prostředí spojených se všemi fázemi životnosti výrobku od těžby surovin přes zpracování materiálů, výrobu, distribuci, používání, opravy a údržbu a likvidaci či recyklaci. Výsledky jsou používány k tomu, aby činitelům s rozhodováním pomohly vybrat produkty nebo procesy, které mají nejmenší dopad na životní prostředí, a to zvážením celého produktového systému a zamezením suboptimalizace, ke které by mohlo dojít, kdyby byl použit pouze jeden proces.

Cílem LCA je proto porovnat celou škálu vlivů na životní prostředí přiřaditelných výrobkům a službám kvantifikací všech vstupů a výstupů materiálových toků a zhodnocením toho, jak tyto materiálové toky ovlivňují životní prostředí. Tyto informace se používají ke zlepšení procesů, zásad podpory a poskytují zdravý základ pro informovaná rozhodnutí.

Pojem životní cyklus odkazuje na myšlenku, že spravedlivé a holistické posouzení vyžaduje posouzení výroby, výroby, distribuce , použití a likvidace surovin včetně všech intervenčních přepravních kroků, které jsou nezbytné nebo způsobené existencí výrobku.

Navzdory pokusům o standardizaci LCA není reálné předpokládat, že LCA přinese jedinečný, objektivní výsledek. V důsledku toho by neměla být považována za jedinou, jedinečnou metodu, ale spíše za skupinu metod pokoušejících se kvantifikovat výsledky prostřednictvím jiného úhlu pohledu. Mezi tyto metody patří dva hlavní typy: Attributional LCA a Consequential LCA. Atribuční LCA se snaží přičíst zátěže spojené s výrobou a používáním produktu nebo s konkrétní službou nebo procesem po určité časové období. Následné LCA se snaží identifikovat environmentální důsledky rozhodnutí nebo navrhované změny studovaného systému, a proto jsou orientovány do budoucnosti a vyžadují, aby byly zohledněny tržní a ekonomické důsledky. Jinými slovy, Attributional LCA “se pokouší odpovědět„ jak věci (tj. Znečišťující látky, zdroje a výměny mezi procesy) proudí ve zvoleném časovém okně? “, Zatímco Consequential LCA se pokouší odpovědět„ jak budou toky přesahovat bezprostřední změnu systému v odpověď na rozhodnutí? "

Třetí typ LCA, nazývaný „sociální LCA“, je také ve vývoji a je zřetelným přístupem, jehož cílem je posoudit potenciální sociální a sociálně-ekonomické důsledky a dopady. Hodnocení sociálního životního cyklu (SLCA) je užitečný nástroj pro společnosti k identifikaci a hodnocení potenciálních sociálních dopadů v průběhu životního cyklu produktu nebo služby na různé zúčastněné strany (například: pracovníci, místní komunity, spotřebitelé). SLCA je rámcován pokyny UNEP/SETAC pro posuzování sociálního životního cyklu produktů publikované v roce 2009 v Quebecu. Tento nástroj vychází z pokynů ISO 26000 : 2010 pro sociální odpovědnost a pokynů Global Reporting Initiative (GRI).

Omezení LCA zaměřit se pouze na ekologické aspekty udržitelnosti, a nikoli na ekonomické nebo sociální aspekty, ji odlišuje od analýzy produktové řady (PLA) a podobných metod. Toto omezení bylo provedeno záměrně, aby se zabránilo přetížení metod, ale uznává, že tyto faktory by neměly být při rozhodování o produktu ignorovány.

Některé široce uznávané postupy pro LCA jsou zahrnuty v řadě norem ISO 14000 pro standardy environmentálního managementu, zejména ISO 14040 a 14044. Posuzování životního cyklu produktu skleníkových plynů (GHG) může také vyhovovat specifikacím, jako je veřejně dostupná specifikace (PAS) 2050 a GHG protokol Life Cycle účetnictví a výkaznictví .

Hlavní ISO fáze LCA

Podle norem v ISO 14040 a 14044 se LCA provádí ve čtyřech různých fázích, jak je znázorněno na obrázku vpravo nahoře (při otevření článku). Fáze jsou často vzájemně závislé v tom, že výsledky jedné fáze budou informovat o tom, jak jsou dokončeny další fáze. Žádná z fází by proto neměla být považována za dokončenou, dokud není celá studie dokončena.

Cíl a rozsah

Norma ISO LCA vyžaduje kvantitativní a kvalitativní vyjádření řady parametrů, které jsou příležitostně označovány jako parametry návrhu studie (SPD). Dvě hlavní SPD pro LCA jsou Cíl a Rozsah, přičemž oba musí být výslovně uvedeny. Doporučuje se, aby studie při dokumentování těchto podrobností používala klíčová slova zastoupená ve standardu (např. „Cílem studie je ...“), aby se zajistilo, že nedojde k záměně, a zajistí, aby byla studie interpretována pro zamýšlené použití.

Studie LCA obecně začíná explicitním prohlášením cíle, které stanoví kontext studie a vysvětluje, jak a komu mají být sděleny výsledky. Podle pokynů ISO musí cíl jednoznačně uvádět následující položky:

1. Zamýšlená aplikace
2. Důvody pro provedení studie
3. Publikum
4. Zda budou výsledky použity ve veřejně zveřejněném srovnávacím tvrzení

Cíl by měl být definován také s komisařem pro studii a doporučuje se, aby od komisaře byl získán podrobný popis, proč je studie prováděna.

V návaznosti na cíl musí být definován rozsah nastíněním kvalitativních a kvantitativních informací zahrnutých ve studii. Na rozdíl od cíle, který může obsahovat pouze několik vět, rozsah často vyžaduje více stránek. Má popsat detail a hloubku studie a prokázat, že cíle lze dosáhnout v rámci uvedených omezení. Podle standardních pokynů ISO LCA by rozsah studie měl nastínit následující:

• Produktový systém , což je soubor procesů (činností, které transformují vstupy na výstupy), které jsou potřebné k provedení stanovené funkce a jsou v systémové hranici studie. Představuje všechny procesy v životním cyklu produktu nebo procesu.
• Funkční jednotka , která přesně definuje, co se studuje, kvantifikuje službu poskytovanou systémem, poskytuje odkaz, ke kterému mohou vstupy a výstupy souviset, a poskytuje základ pro porovnávání/analýzu alternativního zboží nebo služeb. Funkční jednotka je velmi důležitou součástí LCA a musí být jasně definována. Používá se jako základ pro výběr jednoho nebo více produktových systémů, které mohou tuto funkci poskytovat. Funkční jednotka proto umožňuje, aby různé systémy byly považovány za funkčně ekvivalentní. Definovaná funkční jednotka by měla být kvantifikovatelná, zahrnovat jednotky, zvažovat časové pokrytí a neměla by obsahovat vstupy a výstupy systému produktu (např. Kg CO
  2emise). Další způsob, jak se na to podívat, je zvážit následující otázky:
  1. Co?
  2. Jak moc?
  3. Jak dlouho / kolikrát?
  4. Kde?
  5. Jak dobře?
• Referenční tok, což je množství produktu nebo energie, které je zapotřebí k realizaci funkční jednotky. Typicky je referenční tok pro různé produkty nebo systémy napříč stejným referenčním tokem kvalitativně i kvantitativně odlišný; existují však případy, kdy mohou být stejné.
• System Boundary , která vymezuje, které procesy by měly být zahrnuty do analýzy produktového systému, včetně toho, zda systém produkuje nějaké vedlejší produkty, které musí být zohledněny rozšířením nebo přidělením systému. Hranice systému by měla být v souladu s uvedeným cílem studie.
• Předpoklady a omezení, která zahrnuje veškeré předpoklady nebo rozhodnutí učiněná během studie, která mohou ovlivnit konečné výsledky. Je důležité, aby byly přenášeny, protože opomenutí může mít za následek nesprávnou interpretaci výsledků. Další předpoklady a omezení nezbytná k dosažení projektu jsou často prováděny v průběhu projektu a měly by být zaznamenány podle potřeby.
• Požadavky na kvalitu dat , které specifikují druhy dat, která budou zahrnuta, a jaká omezení. Podle ISO 14044 by v rozsahu měly být dokumentovány následující úvahy o kvalitě dat:
  1. Časové pokrytí
  2. Geografické pokrytí
  3. Technologické pokrytí
  4. Přesnost, úplnost a reprezentativnost údajů
  5. Konzistence a reprodukovatelnost metod použitých ve studii
  6. Zdroje dat
  7. Nejistota informací a jakékoli rozpoznané mezery v datech
• Alokační postup , který se používá k rozdělení vstupů a výstupů produktu a je nezbytný pro procesy, které produkují více produktů nebo vedlejší produkty. Toto je také známé jako multifunkčnost produktového systému. ISO 14044 představuje hierarchii řešení pro řešení problémů s multifunkčností, protože volba metody přidělování pro vedlejší produkty může výrazně ovlivnit výsledky LCA. Metody hierarchie jsou následující:
  1. Vyhněte se alokaci podle dílčí divize-tato metoda se pokouší rozdělit jednotkový proces na menší dílčí procesy, aby se oddělila výroba produktu od produkce vedlejšího produktu
  2. Vyhněte se přidělení prostřednictvím rozšíření systému (nebo nahrazení) - tato metoda se pokouší rozšířit proces vedlejšího produktu o nejpravděpodobnější způsob zajištění sekundární funkce určujícího produktu (nebo referenčního produktu). Jinými slovy, rozšířením systému vedlejšího produktu o nejpravděpodobnější alternativní způsob nezávislé produkce vedlejšího produktu (Systém 2). Dopady vyplývající z alternativního způsobu výroby vedlejšího produktu (systém 2) se poté odečtou od určujícího produktu, aby se izolovaly dopady v systému 1.
  3. Přidělení (nebo oddíl) na základě fyzického vztahu - tato metoda se pokouší rozdělit vstupy a výstupy a přidělit je na základě fyzických vztahů mezi produkty (např. Hmotnost, spotřeba energie atd.).
  4. Přidělení (nebo oddíl) na základě jiného vztahu (nefyzický)-tato metoda se pokouší rozdělit vstupy a výstupy a přidělit je na základě nefyzických vztahů (např. Ekonomické hodnoty).
• Posouzení dopadů , které zahrnuje přehled kategorií dopadů identifikovaných v rámci studie a zvolenou metodiku použitou k výpočtu příslušných dopadů. Data inventáře životního cyklu jsou konkrétně převedena do skóre dopadu na životní prostředí, které může zahrnovat takové kategorie, jako je lidská toxicita , smog , globální oteplování a eutrofizace . Jako součást rozsahu je třeba poskytnout pouze přehled, protože hlavní analýza kategorií dopadů je projednána ve fázi studie posouzení dopadu na životní cyklus (LCIA).
• Documentation of Data, což je explicitní dokumentace vstupů/výstupů (jednotlivých toků) použitých ve studii. To je nezbytné, protože většina analýz nebere v úvahu všechny vstupy a výstupy produktového systému, takže to poskytuje publiku transparentní reprezentaci vybraných dat. Rovněž poskytuje transparentnost, proč byla vybrána hranice systému, systém produktu, funkční jednotka atd.

Inventář životního cyklu (LCI)

Analýza inventáře životního cyklu (LCI) zahrnuje vytvoření inventáře toků z a do přírody (ekosféra) pro produktový systém. Jedná se o proces kvantifikace požadavků na suroviny a energii, emise do ovzduší, emise do půdy, emise do vody, využívání zdrojů a další úniky během životního cyklu produktu nebo procesu. Jinými slovy, je to agregace všech elementárních toků souvisejících s každým jednotkovým procesem v rámci produktového systému.

Pro vývoj inventáře se často doporučuje začít s tokovým modelem technického systému s využitím údajů o vstupech a výstupech produktového systému. Tokový model je typicky znázorněn vývojovým diagramem, který zahrnuje činnosti, které budou hodnoceny v příslušném dodavatelském řetězci, a poskytuje jasný obraz o hranicích technického systému. Obecně platí, že čím je vývojový diagram podrobnější a složitější, tím přesnější je studie a výsledky. Vstupní a výstupní data potřebná pro konstrukci modelu jsou shromažďována pro všechny činnosti v rámci hranice systému, včetně dodavatelského řetězce (označované jako vstupy z technosféry).

Podle ISO 14044 by měl být LCI dokumentován pomocí následujících kroků:

1. Příprava sběru dat na základě cíle a rozsahu
2. Sběr dat
3. Ověření dat (i když používáte data jiného díla)
4. Přidělení dat (v případě potřeby)
5. Související data s jednotkovým procesem
6. Vztah dat k funkční jednotce
7. Agregace dat

Jak je uvedeno v normě ISO 14044, data musí souviset s funkční jednotkou, jakož i s cílem a rozsahem. Protože jsou však fáze LCA iterativní, fáze sběru dat způsobila, že se cíl nebo rozsah změní. Naopak změna cíle nebo rozsahu v průběhu studie může způsobit další sběr dat nebo jejich odstranění nebo dříve shromážděná data v LCI.

Výstupem LCI je kompilovaný soupis elementárních toků ze všech procesů ve studovaném produktovém systému (systémech). Data jsou obvykle podrobně uvedena v grafech a vzhledem ke své komplexní povaze vyžadují strukturovaný přístup.

Při shromažďování dat pro každý proces v rámci systémové hranice norma ISO LCA vyžaduje, aby studie měřila nebo odhadovala data, aby kvantitativně reprezentovala každý proces v produktovém systému. V ideálním případě by se praktik při shromažďování dat měl zaměřit na sběr dat z primárních zdrojů (např. Měření vstupů a výstupů procesu na místě nebo jinými fyzickými prostředky). Dotazníky se často používají ke shromažďování údajů na místě a mohou být dokonce vydány příslušnému výrobci nebo společnosti k vyplnění. Položky v dotazníku, které mají být zaznamenány, mohou zahrnovat:

1. Produkt pro sběr dat
2. Sběratel dat a datum
3. Období sběru dat
4. Podrobné vysvětlení postupu
5. Vstupy (suroviny, pomocné materiály, energie, doprava)
6. Výstupy (emise do ovzduší, vody a půdy)
7. Množství a kvalita každého vstupu a výstupu

Shromažďování primárních údajů může být často obtížné a vlastník je považuje za chráněné nebo důvěrné. Alternativou k primárním datům jsou sekundární data, což jsou data, která pocházejí z databází LCA, zdrojů literatury a dalších minulých studií. U sekundárních zdrojů často najdete data podobná procesu, ale nepřesná (např. Data z jiné země, mírně odlišný proces, podobný, ale jiný stroj atd.). Jako takové je důležité explicitně dokumentovat rozdíly v těchto datech. Sekundární data však nejsou vždy horší než primární data. Například odkazování na data jiného díla, ve kterém autor použil velmi přesná primární data. Spolu s primárními daty by sekundární data měla dokumentovat zdroj, spolehlivost a časovou, geografickou a technologickou reprezentativnost.

Při identifikaci vstupů a výstupů pro dokumentování pro každý jednotkový proces v rámci produktového systému LCI může odborník narazit na instanci, kde má proces více vstupních toků nebo generovat více výstupních toků. V takovém případě by měl odborník přidělit toky na základě „postupu přidělování“ uvedeného v předchozím oddíle „Cíl a rozsah“ tohoto článku.

Jednou z oblastí, kde bude přístup k datům pravděpodobně obtížný, jsou toky z technosféry. Technosféra je jednodušeji definována jako svět vytvořený lidmi. Tyto zdroje, které geologové považují za sekundární zdroje, jsou teoreticky 100% recyklovatelné; v praktickém smyslu je však primárním cílem záchrana. Pro LCI jsou tyto produkty z technosféry (produkty dodavatelského řetězce) ty, které byly vyrobeny lidmi, a bohužel ti, kdo vyplňují dotazník o procesu, který používá produkt vyrobený člověkem jako prostředek k dosažení cíle, nebudou schopni určit, kolik daný vstup, který používají. Obvykle nebudou mít přístup k údajům o vstupech a výstupech předchozích výrobních procesů produktu. Subjekt provádějící LCA se pak musí obrátit na sekundární zdroje, pokud již nemá data z vlastních předchozích studií. Obvyklými zdroji těchto informací jsou národní databáze nebo soubory dat, které jsou dodávány s nástroji praktického lékaře LCA, nebo ke kterým lze snadno přistupovat. Poté je třeba zajistit, aby sekundární zdroj dat řádně odrážel regionální nebo národní podmínky.

Metody LCI zahrnují „procesně založené LCA“, ekonomické vstupně-výstupní LCA ( EIOLCA ) a hybridní přístupy. Procesní LCA je přístup LCI zdola nahoru, konstruuje LCI pomocí znalostí o průmyslových procesech v rámci životního cyklu produktu a fyzických tocích, které je spojují. EIOLCA je přístup LCI shora dolů a využívá informace o elementárních tocích spojených s jednou jednotkou ekonomické aktivity napříč různými odvětvími. Tyto informace jsou obvykle čerpány z národních statistik vládních agentur sledujících obchod a služby mezi sektory. Hybridní LCA je kombinací procesních LCA a EIOLCA.

Posouzení dopadu na životní cyklus (LCIA)

Po analýze inventáře životního cyklu následuje posouzení dopadu na životní cyklus (LCIA). Tato fáze LCA je zaměřena na vyhodnocení potenciálních dopadů na životní prostředí a lidské zdraví vyplývajících z elementárních toků stanovených v LCI. Normy ISO 14040 a 14044 vyžadují pro dokončení LCIA následující povinné kroky:

Povinné

• Výběr kategorií impakce, indikátorů kategorií a modelů charakterizace. Norma ISO vyžaduje, aby studie vybrala více dopadů, které zahrnují „komplexní soubor problémů životního prostředí“. Dopady by měly být relevantní pro geografickou oblast studie a mělo by být prodiskutováno odůvodnění každého zvoleného dopadu. V praxi se to často dokončuje výběrem již existující metody LCIA (např. TRACI, ReCiPe, AWARE atd.).
• Klasifikace výsledků zásob. V tomto kroku jsou výsledky LCI přiřazeny ke zvoleným kategoriím dopadů na základě jejich známých vlivů na životní prostředí. V praxi se to často dokončuje pomocí databází LCI nebo softwaru LCA. Mezi běžné kategorie dopadu patří globální oteplování, poškozování ozonu, okyselení, lidská toxicita atd.
• Charakterizace, která kvantitativně transformuje výsledky LCI v každé kategorii dopadu prostřednictvím „faktorů charakterizace“ (označovaných také jako faktory ekvivalence), aby se vytvořily „indikátory kategorie dopadu“. Jinými slovy, tento krok je zaměřen na odpověď „jak moc každý výsledek přispívá do kategorie dopadů?“ Hlavním účelem tohoto kroku je převést všechny klasifikované toky pro dopad do společných jednotek pro srovnání. Například pro potenciál globálního oteplování je jednotka obecně definována jako ekvivalent CO ₂ nebo CO ₂ -e ( ekvivalenty CO ₂ ), kde CO ₂ je dána hodnota 1 a všechny ostatní jednotky jsou převedeny podle jejich souvisejícího dopadu.

V mnoha LCA je charakterizací ukončena analýza LCIA, protože je to poslední povinná fáze podle ISO 14044. Norma ISO však kromě výše uvedených povinných kroků poskytuje následující volitelné kroky:

Volitelný

• Normalizace výsledků. Tento krok má za cíl odpovědět „Je to hodně?“ vyjádřením výsledků LCIA s ohledem na zvolený referenční systém. Pro každou kategorii dopadu je často zvolena samostatná referenční hodnota a odůvodněním kroku je poskytnout časovou a prostorovou perspektivu a pomoci ověřit výsledky LCIA. Standardní reference jsou typické dopady na kategorii dopadu podle: geografické zóny, obyvatele geografické zóny (na osobu), průmyslového sektoru nebo jiného systému produktů nebo základního referenčního scénáře.
• Seskupení výsledků LCIA. Tento krok se provádí seřazením nebo zařazením výsledků LCIA (charakterizovaných nebo normalizovaných v závislosti na zvolených předchozích krocích) do jedné skupiny nebo několika skupin, jak je definováno v rámci cíle a rozsahu. Seskupování je však subjektivní a může být v různých studiích nekonzistentní.
• Vážení kategorií dopadu. Tento krok má za cíl určit význam každé kategorie a její důležitost vzhledem k ostatním. Umožňuje studiím agregovat skóre dopadu do jediného indikátoru pro srovnání. Vážení je velmi subjektivní a často se rozhoduje na základě etiky zúčastněných stran. Existují tři hlavní kategorie metod vážení: panelová metoda, metoda monetizace a cílová metoda. ISO 14044 obecně nedoporučuje vážení a uvádí, že „vážení by nemělo být používáno ve studiích LCA určených k použití ve srovnávacích tvrzeních, která mají být zveřejněna“. Pokud se studie rozhodne vážit výsledky, pak by vážené výsledky měly být pro transparentnost vždy uvedeny společně s neváženými výsledky.

Dopady životního cyklu lze také kategorizovat do několika fází vývoje, výroby, používání a likvidace produktu. Obecně lze tyto dopady rozdělit na první dopady, dopady na použití a dopady na konci životnosti. Mezi první dopady patří těžba surovin, výroba (přeměna surovin na produkt), přeprava výrobku na trh nebo na místo, stavba/instalace a začátek používání nebo obsazenost. Dopady na používání zahrnují fyzické dopady na provoz výrobku nebo zařízení (jako je energie, voda atd.) A jakoukoli údržbu, renovaci nebo opravy, které jsou nutné k pokračování v používání produktu nebo zařízení. Mezi dopady na konci životnosti patří demolice a zpracování odpadu nebo recyklovatelných materiálů.

Výklad

Interpretace životního cyklu je systematická technika k identifikaci, kvantifikaci, kontrole a vyhodnocení informací z výsledků inventáře životního cyklu a/nebo posouzení dopadu životního cyklu. Výsledky z inventarizační analýzy a posouzení dopadů jsou shrnuty během interpretační fáze. Výsledkem interpretační fáze je soubor závěrů a doporučení pro studii. Podle ISO 14043 by výklad měl zahrnovat následující:

• Identifikace významných problémů na základě výsledků fází LCI a LCIA LCA
• Hodnocení studie s ohledem na kontroly úplnosti, citlivosti a konzistence
• Závěry, omezení a doporučení

Klíčovým účelem provádění interpretace životního cyklu je určit úroveň důvěry v konečné výsledky a sdělit je spravedlivým, úplným a přesným způsobem. Interpretace výsledků LCA není tak jednoduchá jako „3 je lepší než 2, proto je alternativa A nejlepší volbou“. Interpretace začíná pochopením přesnosti výsledků a zajištěním, že splňují cíl studie. Toho je dosaženo identifikací datových prvků, které významně přispívají ke každé kategorii dopadu, hodnocením citlivosti těchto významných datových prvků, hodnocením úplnosti a konzistence studie a vyvozováním závěrů a doporučení na základě jasného porozumění tomu, jak byla LCA provedena a byly vyvinuty výsledky.

Konkrétně, jak vyjádřil MA Curran, cílem interpretační fáze LCA je identifikovat alternativu, která má nejmenší negativní dopad na životní prostředí od pevniny, moře a vzduchu.

LCA používá

V době průzkumu praktikujících LCA v roce 2006 byla LCA využívána k podpoře obchodní strategie a výzkumu a vývoje (18% z celkového počtu zkoumaných aplikací); další použití zahrnovala LCA jako vstup do návrhu produktu nebo procesu (15%), jeho použití ve vzdělávání (13%) a jeho použití pro označování nebo deklarace produktů (11%).

Bylo navrženo, že LCA bude průběžně integrována do stavebních postupů prostřednictvím vývoje a implementace vhodných nástrojů - např. Evropských projektových pokynů ENSLIC Building -, které budou odborníky provázet při aplikaci datových metod LCI na plánování, projektování a konstrukci.

Velké korporace po celém světě buď provádějí interní LCA, nebo zadávají studie, zatímco vlády podporují rozvoj národních databází na podporu LCA. Zvláště pozoruhodné je rostoucí používání LCA pro štítky ISO typu III s názvem Environmentální deklarace produktů, definované jako „kvantifikovaná environmentální data pro produkt s předem nastavenými kategoriemi parametrů na základě řady norem ISO 14040, nevyjímaje však další environmentální informace “. Certifikace třetích stran hraje v dnešním odvětví hlavní roli a etikety certifikované třetími stranami na bázi LCA poskytují stále důležitější základ pro posuzování relativních environmentálních výhod konkurenčních produktů. Zejména je taková nezávislá certifikace popsána jako označení odhodlání společnosti poskytovat klientům bezpečné a ekologické produkty.

LCA má také hlavní role v posuzování vlivů na životní prostředí , integrovaném nakládání s odpady a ve studiích znečištění. Mezi důležité nedávné studie využívající LCA patří:

• Studie hodnotící LCA laboratorního závodu na výrobu vzduchu obohaceného kyslíkem spojená s jeho ekonomickým hodnocením z hlediska ekodesignu.
• Posouzení vlivů údržby, oprav a rehabilitací chodníků na životní prostředí.

Analýza dat

Analýza životního cyklu je pouze tak přesná a platná, jako je její základní sada dat . Existují dva základní typy procesních dat datové jednotky LCA a data environmentálního vstupu a výstupu (EIO). Údaje o jednotkových procesech jsou odvozeny z přímých průzkumů společností nebo závodů vyrábějících požadovaný produkt, prováděných na úrovni jednotkového procesu definovaného hranicemi systému pro studii. Údaje EIO vycházejí z údajů o národních ekonomických vstupech a výstupech.

Validita dat je neustálým problémem analýz životního cyklu. Pokud mají být závěry LCA platné, data použitá v inventáři LCA musí být přesná a platná, a proto s ohledem na platnost i nedávná. Navíc při porovnávání dvojice LCA pro různé produkty, procesy nebo služby je klíčové, aby pro srovnávaný pár byla k dispozici data stejné kvality. Pokud má jeden z dvojice, např. Produkt, mnohem vyšší dostupnost přesných a platných dat, nelze jej spravedlivě srovnávat s jiným produktem, který má nižší dostupnost těchto dat.

Pokud jde o aktuálnost údajů, bylo poznamenáno, že platnost dat může být v rozporu s časem, který sběr dat zabere. Kvůli globalizaci a rychlosti výzkumu a vývoje jsou na trh neustále uváděny nové materiály a výrobní metody, což je důležité i obtížné identifikovat a aplikovat aktuální informace. Například v odvětví spotřební elektroniky lze výrobky, jako jsou mobilní telefony, přepracovávat každých 9 až 12 měsíců, což vytváří potřebu rychlého a průběžného shromažďování údajů.

Jak je uvedeno výše, inventář v LCA obvykle zvažuje řadu fází, včetně: extrakce materiálu, zpracování a výroby, používání produktu a likvidace produktu. Pokud lze z těchto fází určit ekologicky nejškodlivější, pak lze dopad na životní prostředí účinně snížit zaměřením se na provádění změn pro danou fázi. Například energeticky nejnáročnější fáze v LCA letadla nebo automobilového výrobku je během jeho používání v důsledku spotřeby paliva během životnosti výrobku. Účinným způsobem, jak zvýšit účinnost paliva, je snížit hmotnost vozidla; výrobci letadel a automobilů proto mohou snížit dopad na životní prostředí výměnou těžších materiálů za lehčí (např. prvky vyztužené hliníkem nebo uhlíkovými vlákny), přičemž všechny specifikace a ostatní náklady jsou stejné.

Datové zdroje používané v LCA jsou obvykle velké databáze. Není vhodné porovnávat dvě možnosti, pokud byly ke zdroji dat použity různé zdroje dat. Mezi běžné zdroje dat patří:

Výpočty dopadů lze pak provádět ručně, ale je obvyklé zjednodušit proces pomocí softwaru. To se může pohybovat od jednoduché tabulky, kde uživatel zadává data ručně, až po plně automatizovaný program, kde si uživatel není vědom zdrojových dat.

Varianty

Od kolébky do hrobu

Od kolébky do hrobu je úplné posouzení životního cyklu od těžby zdrojů („kolébka“) po fázi používání a fázi likvidace („hrob“). Stromy například produkují papír, který lze recyklovat na izolaci z celulózy (vláknitý papír) s nízkou energetickou produkcí , a poté jej použít jako energeticky úsporné zařízení na stropě domu po dobu 40 let, čímž ušetří 2 000krát více energie z fosilních paliv při jeho výrobě. Po 40 letech se celulózová vlákna vymění a stará vlákna se zlikvidují, případně spálí. Všechny vstupy a výstupy jsou brány v úvahu pro všechny fáze životního cyklu.

Od kolébky k bráně

Cradle-to-gate je posouzení částečného životního cyklu produktu od těžby zdrojů ( kolébky ) až po bránu závodu (tj. Před přepravou ke spotřebiteli). Fáze použití a fáze likvidace produktu jsou v tomto případě vynechány. Posouzení od kolébky k bráně je někdy základem pro deklarace environmentálních produktů (EPD) nazývané EPD mezi podniky. Jedno z významných použití přístupu od kolébky k bráně sestavuje inventář životního cyklu (CCI) pomocí kolébky k bráně. To umožňuje LCA shromažďovat všechny dopady vedoucí ke koupi zdrojů zařízením. Poté mohou přidat kroky zahrnuté v jejich procesu transportu do závodu a výroby, aby pro své výrobky snadněji vytvářely vlastní hodnoty od kolébky k bráně.

Výroba od kolébky ke kolébce nebo uzavřené smyčky

Cradle-to-cradle je specifický druh hodnocení od kolébky do hrobu, kde krok likvidace produktu po skončení jeho životnosti je proces recyklace . Je to metoda používaná k minimalizaci dopadu produktů na životní prostředí využitím udržitelných výrobních, provozních a likvidačních postupů a jejím cílem je začlenit do vývoje produktů společenskou odpovědnost. Z procesu recyklace pocházejí nové, identické výrobky (např. Asfaltová dlažba z vyřazené asfaltové dlažby, skleněné lahve ze sebraných skleněných lahví) nebo různé výrobky (např. Izolace ze skleněné vlny ze sebraných skleněných lahví).

Rozdělení zátěže na produkty v produkčních systémech s otevřenou smyčkou představuje pro LCA značné výzvy. Byly navrženy různé metody, jako je přístup k zabránění zátěži, jak se vypořádat se souvisejícími problémy.

Gate-to-gate

Gate-to-gate je částečný LCA, který se zaměřuje pouze na jeden proces s přidanou hodnotou v celém výrobním řetězci. Moduly typu gate-to-gate mohou být také později propojeny v jejich příslušném produkčním řetězci, aby vytvořily kompletní vyhodnocení od kolébky k bráně.

Dobře-na-kolo

Well-to-wheel je specifická LCA používaná pro přepravu paliv a vozidel. Analýza je často rozdělena do fází s názvem „studna na stanici“ nebo „studna na nádrž“ a „stanice na kolo“ nebo „nádrž na kolo“ nebo „plug-to-kolo“ ". První stupeň, který zahrnuje výrobu a zpracování suroviny nebo paliva a dodávku paliva nebo přenos energie, a nazývá se „předřazený“ stupeň, zatímco stupeň, který se zabývá samotným provozem vozidla, se někdy nazývá „následný“ stupeň. K posouzení celkové spotřeby energie nebo účinnosti přeměny energie a dopadu emisí u námořních plavidel , letadel a motorových vozidel , včetně jejich uhlíkové stopy , a paliv používaných v každém z těchto druhů dopravy se běžně používá analýza „od kola ke kolu“ . Analýza WtW je užitečná pro zohlednění různých účinností a emisí energetických technologií a paliv jak v předcházejícím, tak v navazujícím stupni, což poskytuje ucelenější obraz o skutečných emisích.

Varianta well-to-wheel má významný přínos pro model vyvinutý národní laboratoří Argonne . Model skleníkových plynů, regulovaných emisí a využívání energie v dopravě (GREET) byl vyvinut s cílem vyhodnotit dopady nových paliv a technologií vozidel. Model vyhodnocuje dopady spotřeby paliva pomocí hodnocení „od kol k kolu“, přičemž k určení nárazů od samotného vozidla se používá tradiční přístup od kolébky do hrobu. Model uvádí spotřebu energie, emise skleníkových plynů a šest dalších znečišťujících látek: těkavé organické sloučeniny (VOC), oxid uhelnatý (CO), oxid dusičitý (NOx), částice s velikostí menší než 10 mikrometrů (PM10), částice s velikostí menší než 2,5 mikrometru (PM2,5) a oxidy síry (SOx).

Kvantitativní hodnoty emisí skleníkových plynů vypočítané pomocí WTW nebo metodou LCA se mohou lišit, protože LCA zvažuje více zdrojů emisí. Například při posuzování emisí skleníkových plynů z bateriového elektrického vozidla ve srovnání s konvenčním vozidlem se spalovacím motorem WTW (při výrobě paliv zahrnuje pouze skleníkové plyny) zjistí, že elektrické vozidlo může ušetřit 50–60% skleníkových plynů , zatímco hybridní metoda LCA-WTW, která zohledňuje také emise skleníkových plynů v důsledku výroby a konce životnosti baterie, přináší úspory emisí skleníkových plynů o 10-13% nižší ve srovnání s WTW.

Hodnocení životního cyklu ekonomického vstupu a výstupu

Ekonomický vstup-výstup LCA ( EIOLCA ) zahrnuje použití souhrnných údajů na úrovni odvětví o tom, jak velký dopad na životní prostředí lze přičíst jednotlivým odvětvím hospodářství a kolik každý sektor nakupuje od jiných odvětví. Taková analýza může zahrnovat dlouhé řetězce (například výroba automobilu vyžaduje energii, ale výroba energie vyžaduje vozidla a výroba těchto vozidel vyžaduje energii atd.), Což poněkud zmírňuje problém rozsahu působnosti procesu LCA; EIOLCA se však spoléhá na průměry na úrovni odvětví, které mohou, ale nemusí být reprezentativní pro konkrétní podskupinu odvětví relevantního pro konkrétní výrobek, a proto nejsou vhodné pro hodnocení dopadů produktů na životní prostředí. Převod ekonomických veličin na dopady na životní prostředí navíc není validován.

Ekologicky založený LCA

Zatímco konvenční LCA využívá mnoho stejných přístupů a strategií jako Eco-LCA, ten zvažuje mnohem širší škálu ekologických dopadů. Byl navržen tak, aby poskytl průvodce moudrým řízením lidských činností porozuměním přímým a nepřímým dopadům na ekologické zdroje a okolní ekosystémy. Eco-LCA, vyvinuté Centrem odolnosti státu Ohio State University, je metodikou, která kvantitativně zohledňuje regulaci a podporu služeb během životního cyklu ekonomického zboží a produktů. V tomto přístupu jsou služby rozděleny do čtyř hlavních skupin: podpůrné, regulační, zajišťovací a kulturní služby.

Exergy-based LCA

Exergie systému je maximální užitečná práce možná během procesu, který uvádí systém do rovnováhy s tepelným zásobníkem. Wall jasně uvádí vztah mezi analýzou exergie a účetnictvím zdrojů. Tato intuice potvrzená společnostmi DeWulf a Sciubba vedla k exergoekonomickému účetnictví a k metodám specificky věnovaným LCA, jako je vstup exotického materiálu na jednotku služby (EMIPS). Koncept materiálového vstupu na jednotku služby (MIPS) je kvantifikován z hlediska druhého termodynamického zákona , který umožňuje výpočet vstupu zdroje i výkonu služby v exergických termínech. Tento vstup exergetického materiálu na jednotku služby (EMIPS) byl vypracován pro dopravní technologii. Služba bere v úvahu nejen celkovou přepravovanou hmotnost a celkovou vzdálenost, ale také hmotnost na jednu přepravu a dobu dodání.

Energetická analýza životního cyklu

Energetická analýza životního cyklu (LCEA) je přístup, ve kterém jsou zohledněny všechny energetické vstupy do produktu, nejen přímé energetické vstupy během výroby, ale také všechny energetické vstupy potřebné k výrobě komponent, materiálů a služeb potřebných pro výrobní proces. Dřívější termín pro tento přístup byl energetická analýza . S LCEA je stanoven celkový příkon energie během životního cyklu .

Výroba energie

Uznává se, že mnoho energie se ztrácí při výrobě samotných energetických komodit, jako je jaderná energie , fotovoltaická elektřina nebo vysoce kvalitní ropné produkty . Čistý energetický obsah je energetický obsah produktu mínus energetický vstup použitý při těžbě a přeměně , přímo nebo nepřímo. Kontroverzní raný výsledek LCEA tvrdil, že výroba solárních článků vyžaduje více energie, než je možné získat zpět pomocí solárního článku. Výsledek byl vyvrácen. V současné době se doba návratnosti energie fotovoltaických solárních panelů pohybuje od několika měsíců do několika let. Recyklace modulů by mohla dále zkrátit dobu návratnosti energie na přibližně jeden měsíc. Dalším novým konceptem, který vychází z hodnocení životního cyklu, je energetický kanibalismus . Energetický kanibalismus se týká účinku, kdy rychlý růst celého energeticky náročného průmyslu vytváří potřebu energie, která využívá (nebo kanibalizuje) energii stávajících elektráren. Během rychlého růstu tedy průmysl jako celek neprodukuje žádnou energii, protože nová energie se používá k pohonu vtělené energie budoucích elektráren. Ve Velké Británii byla zahájena práce s cílem určit dopady energie z životního cyklu (vedle plné LCA) řady obnovitelných technologií.

Obnovení energie

Pokud se během procesu likvidace spalují materiály, lze energii uvolněnou při spalování využít a využít k výrobě elektřiny . To poskytuje nízkoenergetický zdroj energie, zejména ve srovnání s uhlím a zemním plynem. Zatímco spalování produkuje více emisí skleníkových plynů než skládky , odpadní závody jsou dobře vybaveny regulovaným zařízením pro regulaci znečištění, aby se tento negativní dopad minimalizoval. Studie porovnávající spotřebu energie a emise skleníkových plynů ze skládek (bez rekuperace energie) proti spalování (s rekuperací energie) zjistila, že spalování je lepší ve všech případech kromě případů, kdy se skládkový plyn získává zpět na výrobu elektřiny.

Kritika

Energetická účinnost je pravděpodobně pouze jednou z úvah při rozhodování, jaký alternativní postup použít, a neměla by být zvýšena jako jediné kritérium pro určování přijatelnosti pro životní prostředí. Jednoduchá energetická analýza například nebere v úvahu obnovitelnost energetických toků ani toxicitu odpadních produktů. Začlenění „dynamických LCA“, např. S ​​ohledem na technologie obnovitelné energie - které používají analýzy citlivosti k projektování budoucích vylepšení obnovitelných systémů a jejich podílu v energetické síti - může pomoci tuto kritiku zmírnit.

V posledních letech začala literatura o hodnocení životního cyklu energetických technologií odrážet interakce mezi současnou elektrickou sítí a budoucí energetickou technologií . Některé práce se zaměřují na životní cyklus energie , zatímco jiné se zaměřují na oxid uhličitý (CO ₂ ) a další skleníkové plyny . Základní kritikou těchto zdrojů je, že při zvažování energetické technologie je třeba vzít v úvahu rostoucí povahu energetické sítě. Pokud se tak nestane, energetická technologie dané třídy může během své životnosti emitovat více CO _2, než si původně myslela, že zmírní, což je v případě větrné energie nejlépe zdokumentováno .

Problém, který metoda energetické analýzy nemůže vyřešit, je ten, že různé energetické formy - teplo , elektřina , chemická energie atd. - mají rozdílnou kvalitu a hodnotu v důsledku dvou hlavních zákonů termodynamiky . Podle prvního termodynamického zákona by všechny energetické vstupy měly mít stejnou váhu, zatímco podle druhého zákona by různé energetické formy měly být účtovány za použití různých hodnot. Konflikt lze vyřešit jedním z několika způsobů: rozdíly hodnot mezi vstupy energie mohou být ignorovány, poměr hodnot může být libovolně přiřazen (např. Že vstupní joul elektřiny je 2,6krát cennější než joul tepla nebo palivo), může být analýza doplněna ekonomickou/ nákladovou analýzou nebo jako metrika pro LCA (místo energie) může být použita exergie , termodynamické měřítko kvality energie.

Kritiky

Hodnocení životního cyklu je účinný nástroj pro analýzu souměřitelných aspektů kvantifikovatelných systémů. Ne každý faktor však lze redukovat na číslo a vložit do modelu. Pevné hranice systému ztěžují účtování změn v systému. To je někdy označován jako hraniční kritiky do systémového myšlení . Přesnost a dostupnost údajů může také přispět k nepřesnosti. Například data z obecných procesů mohou být založena na průměrech , nereprezentativním vzorkování nebo zastaralých výsledcích. To platí zejména pro fáze používání a konce životnosti v LCA. V LCA navíc obecně chybí sociální důsledky produktů. Srovnávací analýza životního cyklu se často používá k určení lepšího postupu nebo produktu k použití. Vzhledem k aspektům, jako jsou rozdílné systémové hranice, různé statistické informace, různá použití produktů atd., Lze však tyto studie v jedné studii snadno ovlivnit ve prospěch jednoho produktu nebo postupu před jiným a v jiné studii naopak na základě různých parametrů a různé dostupné údaje. Existují pokyny, které pomáhají omezit takové konflikty ve výsledcích, ale metoda stále poskytuje výzkumníkovi velký prostor k rozhodnutí, co je důležité, jak se produkt obvykle vyrábí a jak se obvykle používá.

Hloubkový přezkum 13 studií LCA na výrobky ze dřeva a papíru zjistil, že metody a předpoklady používané ke sledování uhlíku během životního cyklu výrobku nejsou dostatečně konzistentní . Byla použita široká škála metod a předpokladů, což vedlo k různým a potenciálně opačným závěrům - zejména s ohledem na sekvestraci uhlíku a generování metanu na skládkách a s účtováním uhlíku během růstu lesa a používání produktů.

Viz také

Reference

Další čtení

1. Crawford, RH (2011) Posouzení životního cyklu v zastavěném prostředí, Londýn: Taylor a Francis.
2. J. Guinée, ed :, Handbook on Life Cycle Assessment: Operational Guide to the ISO Standards , Kluwer Academic Publishers, 2002.
3. Baumann, H. och Tillman, AM. Stopařův průvodce po LCA: orientace v metodice a aplikaci hodnocení životního cyklu. 2004. ISBN  91-44-02364-2
4. Curran, Mary A. „Hodnocení životního cyklu životního prostředí“, McGraw-Hill Professional Publishing, 1996, ISBN  978-0-07-015063-8
5. Ciambrone, DF (1997). Analýza životního cyklu životního prostředí . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-214-3 .
6. Horne, Ralph., Et al. „LCA: Zásady, praxe a vyhlídky“. CSIRO Publishing, Victoria, Austrálie, 2009., ISBN  0-643-09452-0
7. Vallero, Daniel A. a Brasier, Chris (2008), „Sustainable Design: The Science of Sustainability and Green Engineering“, John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN  0470130628 . 350 stran.
8. Vigon, BW (1994). Posouzení životního cyklu: Pokyny a zásady inventáře . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-015-9 .
9. Vogtländer, JG, „Praktický průvodce LCA pro studenty, designéry a obchodní manažery“, VSSD, 2010, ISBN  978-90-6562-253-2 .

externí odkazy

Média související s hodnocením životního cyklu na Wikimedia Commons

• Embodied Energy: Hodnocení životního cyklu. Váš domácí technický manuál. Společná iniciativa australské vlády a návrhářského a stavebního průmyslu. na Wayback Machine (archivováno 24. října 2007)
• Příklad LCA: Light Emitting Diode (LED) from GSA's Sustainable Facilities Tool