Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta managementu v Jindřichově Hradci
Bakalářská práce
Nela Seidlová
2009
Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta managementu v Jindřichově Hradci Katedra managementu podnikatelské sféry
Management podniku a životní prostředí
Vypracovala: Nela Seidlová
Vedoucí diplomové práce: Ing. Jiří Dvořák, Ph.D.
Praha, květen 2009
Prohlášení
Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma »Management podniku a životní prostředí« jsem vypracovala samostatně. Použitou literaturu a podkladové materiály uvádím v přiloženém seznamu literatury.
Praha, květen 2009
podpis studenta
Anotace
Management podniku a životní prostředí Konkurenceschopnost podniku a efektivita využívání zdrojů z pohledu konceptu trvale udržitelného rozvoje, v praktické části aplikace na jeden či více podnikatelských subjektů nebo LCA výrobku.
květen 2009
Poděkování
Za cenné rady, náměty a inspiraci bych chtěla poděkovat Ing. Květoslavě Remtové, Csc. z Vysoké školy dekonomické v Praze, Fakulty národohospodářské, Ing. Jiřímu Dvořákovi, Ph.D. z Vysoké školy ekonomické v Praze, Fakulty managementu, paní Petře Michaliskové, představitelce vedení pro jakost a EMS společnosti J.P. Plast, s.r.o. a zakladateli společnosti J.P. Plast, s.r.o., panu Jiřímu Holečkovi, za umožnění spolupráce s jeho firmou.
ÚVOD ..................................................................................................................................................................... 1 1
2
EKOLOGICKÁ SITUACE SOUČASNOSTI ............................................................................................ 2 1.1
PŘÍČINY SOUČASNÉHO STAVU ................................................................................................... 3
1.2
NÁZOROVÉ POSTOJE K ŘEŠENÍ .................................................................................................. 4
1.3
TRVALE UDRŽITELNÝ ROZVOJ .................................................................................................. 7
METODA POSUZOVÁNÍ ŽIVOTNÍHO CYKLU LCA........................................................................ 11 2.1
NORMY ŘADY ISO 14040 ............................................................................................................... 12
2.2
PRINCIP METODY .......................................................................................................................... 13
2.3
ŽIVOTNÍ CYKLUS VÝROBKU...................................................................................................... 13
2.4
PROVÁDĚNÍ LCA ............................................................................................................................ 14
2.4.1
CÍL A ROZSAH STUDIE LCA...................................................................................................... 15
2.4.2
INVENTARIZAČNÍ ANALÝZA – FÁZE LCI .............................................................................. 17
2.4.3
POSUZOVÁNÍ DOPADŮ ŽIVOTNÍHO CYKLU – FÁZE LCIA ................................................ 18
2.4.4
INTERPRETACE........................................................................................................................... 21
2.4.5
KRITICKÉ PŘEZKOUMÁNÍ ........................................................................................................ 22
2.5 2.5.1 3
EFEKTIVNÍ VYUŽITÍ LCA ............................................................................................................ 22 ENVIRONMENTÁLNÍ ZNAČENÍ ............................................................................................... 23
LCA PRO SUD DVOUHRDLÝ – SDH 50 UN......................................................................................... 25 3.1
STANOVENÍ CÍLE A ROZSAHU ................................................................................................... 26
3.1.1
ŽIVOTNÍ CYKLUS VÝROBKU..................................................................................................... 26
3.1.2
HRANICE POSUZOVANÉHO PRODUKTOVÉHO SYSTÉMU ................................................ 28
3.1.3
STANOVENÍ FUNKČNÍ JEDNOTKY ......................................................................................... 30
3.2
INVENTARIZACE............................................................................................................................ 30
3.2.1
VÝROBA ......................................................................................................................................... 31
3.2.2
DOPRAVA ...................................................................................................................................... 33
3.2.3
LIKVIDACE ................................................................................................................................... 36
3.2.4
SOUHRNNÁ INVENTARIZAČNÍ MATICE................................................................................ 39
3.3 3.3.1 3.4
POSUZOVÁNÍ DOPADŮ ŽIVOTNÍHO CYKLU.......................................................................... 41 KLASIFIKACE - CHARAKTERIZACE ....................................................................................... 43 INTERPRETACE ŽIVOTNÍHO CYKLU ...................................................................................... 45
ZÁVĚR................................................................................................................................................................. 48 LITERATURA .................................................................................................................................................... 49 SEZNAM CHEMICKÝCH ZNAČEK .............................................................................................................. 51 SEZNAM TABULEK/OBRÁZKŮ/GRAFŮ ..................................................................................................... 52
ÚVOD Pojem životní prostředí a péče o něj je v dnešní době skloňován v mnoha pádech a souvislostech. Samotný termín životní prostředí může nabývat více významů, existuje mnoho různých kontextů, kde se používá. V zásadě je možno ho vnímat ve dvou rovinách, jednak je definován Ministerstvem životního prostředí České Republiky v zákoně č.17/1992 jako „vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Jeho složkami jsou zejména ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie.“ Tento pohled tedy představuje ekologické hledisko, kdy je životní prostředí vnímáno jako domov živých organismů. Otázce jeho znečištění se budu krátce věnovat v úvodu práce. Hlavním záměrem tohoto textu je ovšem zabývat se životním prostředím jako souborem nástrojů a poznatků jak ho účinně chránit - ukázat způsob hodnocení environmentální zátěže výrobků a služeb, který může vést k předcházení znečištění či alespoň zmírnění negativních dopadů. Cílem této bakalářské práce je stručně popsat ekologickou situaci současnosti, ale především představit a vysvětlit metodu posuzování životního cyklu LCA a ve spolupráci s firmou J.P.-Plast, s.r.o. ji aplikovat na jeden z jejích výrobků. Tato práce je rozdělena na 3 části, z nichž první se pokusí shrnout problematiku životního prostředí na makroekonomické úrovni a představit různící se postoje k ní, stejně tak jako analyzovat příčiny současného, pro mnohé zneklidňujícího stavu, definovat pojem trvale udržitelný rozvoj i s jeho nedostatky a posoudit, zda je možné jej skutečně realizovat. Druhá kapitola se již začne zaobírat problematikou posuzování životního cyklu. Hlavním úkolem je zde především připravit dobrý teoretický základ pro praktickou část práce. Jsou představeny mezinárodní normy, z nichž se při vypracování studií životních cyklů vychází a popsána metodologie postupu zpracování analýz LCA. Popsány jsou také četné přínosy LCA včetně možnosti jejich marketingového využití. Ve třetí, praktické části práce, je na základě dostupných dat vypracována studie LCA pro sud dvouhrdlý SDH 50 UN, která mapuje tři fáze životního cyklu sudu – výrobu, distribuci a jeho likvidaci. V rámci fáze likvidace jsou uvažovány dvě možnosti jeho zneškodnění, buď spálení 100% funkční jednotky sudů ve spalovně, nebo uložení 100% funkční jednotky sudů na skládce. Výstupem této studie je celková environmentální zátěž posuzovaného životního cyklu sudů, graficky znázorněna pro jednotlivé kategorie dopadu. 1
1
EKOLOGICKÁ SITUACE SOUČASNOSTI
Názory na současný stav životního prostředí a globální změny, kterými naše planeta nepopiratelně prochází, stejně jako na příčiny některých jevů, se do značné míry liší. Do jaké míry jsou tyto změny způsobeny člověkem, je stále otázkou sporů, nicméně myšlenka, že lidská činnost má jistý vliv je většinově přjímána. Ekologičtí optimisté jsou toho názoru, že situace je udržitelnou, co více, dochází dokonce ke zlepšení. Hlavně díky rostoucímu environmentálnímu uvědomění obyvatelstva, jejichž preference se mění a tudíž i firmy se snaží o co „nejzelenější“ výrobky a přizpůsobují své výrobní technologie. Naproti tomu ekologičtí pesimisté považují aktuální situaci za hrozbu pro současné i budoucí generace a předvídají prohlubování dosavadních nepříznivých trendů, které vedou k [1, str. 2]: „růstu množství oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů v ovzduší a to zejména v důsledku spalování fosilních paliv. Ty pak vedou k postupné změně klimatu, která má za následek vysoušení celých regionů, bouře, hurikány a povodně nedostatku zdrojů sladké vody, což již nyní limituje rozvoj mnohých oblastí rostoucí znečištění všech typů vod v důsledku nepřirozené eutrofizace1 rostoucí koncentrace fyziologicky významných látek jako jsou těžké kovy, perzistentní organické látky a radioaktivní prvky v různých složkách prostředí mohou představovat chemickou hrozbu proti lidskému zdraví a reprodukčním schopnostem v dlouhodobé perspektivě. změnám využití území, zejména rozšiřující se města, průmyslové a zemědělské plochy a nové silnice a jiné dopravní infrastruktury vedou ke ztrátě přirozených ploch, například ke zmenšování plochy lesů2, zvláště v tropech. degradaci zemědělské půdy, na které závisí tři čtvrtiny výživy lidstva, například erozí či zasolováním a snížení její průměrné výměry na obyvatele“
1
2
Proces obohacování vod o živiny, zejména fosfor a dusík. Nepřirozená (nadměrná) eutrofizace je způsobena lidskou činností, tzn. např. splachem dusíkatých a fosforečných hnojiv do vod. Zdroj: Příroda.cz, http://www.priroda.cz/slovnik.php?detail=353¨ (staženo 23. 2. 2009) Naproti tomu [Benjamin, v 3, str. 227] uvádí, že každoroční přírůstek dřevní hmoty převyšuje dvacetkrát množství dřeva a papíru, které je za stejnou dobu na zemi spotřebováno a v důsledku tohoto procesu došlo za posledních 40 let k rozšíření plochy lesů mírného pásu, z nichž většina se nachází v Severní Americe, Evropě a Rusku. Ke ztrátám plochy lesů dochází zhruba o 1% ročně pouze v tropickém pásmu, a to v oblastech s absencí institutu soukromého vlastnictví.
2
1.1
PŘÍČINY SOUČASNÉHO STAVU
Za hlavní problém, od kterého se odvíjí mnoho negativních jevů, je považován neudržitelný ekonomický růst. Zdůrazňuji slovo neudržitelný, neboť právě za ním se skrývá převaha masové výroby a neustálé zvyšování bohatství jednotlivých států, které je realizováno procesy a technologiemi, které nerespektují jedinečnost a výlučnost přírody a jejích mechanismů. Neuvážená ekonomická rozhodnutí často preferují krátkodobé cíle prosperity bez ohledu na možné nevratné dlouhodobé následky, které by měly být zváženy předem. Jedná se mimo jiné o negativní vedlejší jevy v přírodě jako následek snahy zajistit v minulosti lepší podmínky pro lidskou populaci. Jejich závažnost tkví v nemožnosti je předvídat z důvodů často neviditelných vazeb mezi jednotlivými složkami životního prostředí. Takovéto jevy se mnohdy projeví až po letech. Příkladem může být insekticid DDT, v minulosti (dnes je již zakázán) hojně používaný k hubení hmyzu. Tato látka se kumuluje v živých organismech, což zapříčinilo růst jejího množství napříč celým potravinovým řetězcem až ke koncentracím, které se stávají smrtelné pro mnohé živočichy a velmi nebezpečné pro člověka. [2] Vraťme se ovšem ke kořenům problému a to k masové výrobě a spotřebě. Hlavní neshoda panuje v klíčové otázce, co je čeho důsledkem. Zda masová spotřeba vyvolává jí odpovídající výrobu, či zda si masová výroba žádá jí odpovídající spotřebu. Zastánci trhu zaujímají první názor, jde o klasický případ poptávky, která odráží potřeby lidí a následné tvorby nabídky. Kritici konzumu naopak tvrdí, že původní funkce trhu je značně deformována a potřeby lidí jsou uměle vyvolávány pomocí reklamy, což vede k tzv. výrobě pro výrobu. Zjednodušeně řečeno velké korporace se nesnaží zjistit, co lidé chtějí, ale snaží se jim prodat to, co vyrobily. Konzumní společnost je takovou společností, která podlehla tomuto tlaku, pro kterou kvantita znamená vše, a která nebere ohled na budoucí generace. „Když neexistuje představa vhodné úrovně spotřeby … a prestiž lidí je determinována materiální spotřebou, je jasné, že výroba a jí produkované odpadní materiály se musí neustále zvyšovat, dokud nenarazíme na přírodní hranice, za nimiž je ohroženo naše prosté přežití“ [Chant a další, v 3, str. 20] Dalším problémem je, že míra uspokojení takovéto společnosti musí nutně klesat z důvodu hromadících se negativních vnějších účinků neomezené spotřeby, např. hluk, znečištění, zápach, dopravní kolapsy. Ty potřeby, jejichž uspokojení bylo dříve zadarmo, se v důsledku jmenovaných negativních externalit stávají vzácným zbožím, za které je třeba platit.
3
Tyto potřeby tak životní úroveň nezvyšují, pouze ji udržují na předchozí úrovni. Keller [4, str. 31] nazývá tyto potřeby ekonomickým růstem vnucené, a řadí je do několika druhů: „Potřeby kompenzující minulé ztráty“, jenž nahrazují dříve přirozené prostředí. Můžeme sem zařadit například rekreační zařízení budované v horách, kde stále ještě zůstal čistý vzduch, pro ty ve městech, kteří o něj už přišli. „Potřeby vyvolané nutností nápravy napáchaných škod.“ Jakési aditivní potřeby, jejichž prostřednictvím se snažíme uvést prostředí do původního stavu. Jedná se o různá čistící zařízení, rekultivace lesů či úpravny vody. „Potřeby vytvořené minulým rozvojem.“ Zde jde především o problémy související s rozvojem technologií, který zapříčinil četné ztráty pracovních míst. Společnost se tedy snaží nalézt řešení k uplatnění již „nepotřebných“ lidí. Jedná se o bludný kruh, v němž si dobrovolně ničíme přirozené prostředí a nahrazujeme ho prostředím umělým. Ostatně právě v dobrovolnosti takového chování spatřují mnozí nejzávažnější hrozbu. „Příroda je ničena společností, která nedokáže evidentní důkazy o sebevražednosti svého počínání pochopit jako signály ke změně svého jednání. Moderní společnost je postavena na principech, které blokují projevy jejího pudu sebezáchovy …, nezmění-li radikálně způsob svého fungování, bude rozvrácena v důsledku právě těch principů, na nichž je založena.“ [4, str. 13]
1.2
NÁZOROVÉ POSTOJE K ŘEŠENÍ
Tak jako existuje mnoho názorů na příčiny krize, můžeme rozlišit i mnoho různých postojů k řešení a stabilizaci situace. V současné době převládá tržní systém podporovaný státními zásahy a mezinárodními úmluvami tam, kde selhává, viz. např. Kjótský protokol3 z roku 1998 a aktuální zavádění klimaticko-energetického balíčku v EU, obojí s cílem snížit emise skleníkových plynů a další snahy státních autorit zabránit devastaci přírody a úhynu živočišných druhů. Hlavní argumenty ve prospěch regulativních opatření plynou z nedostatků cenového mechanismu trhu, který není schopen zohlednit dlouhodobé problémy a alokovat vzácné zdroje z pohledu jejich vyčerpatelnosti. Jakou má ale vláda motivaci, alokovat je lépe?
3
Úmluva stanovující cíle snížení emisí CO2 pro rozvinuté země-jeho největší producenty. Její kritika spočívá především jednak podle mnohých nemožnosti dosáhnout stanovené cíle, a jednak právě v celé její koncepci (a koncepcí všech ostatních jí podobných opatření). Plán má totiž různé dopady na jednotlivé účastníky, což vede ke kartelizaci a jejich snaze získat konkurenční výhodu na úkor ostatních, což ve svém důsledku nepovede ke snížení emisí, ale k posílení pozic silných zájmových skupin. [Yandle, v 3]
4
A jak ví, že její řešení je skutečným vyřešením problému? Otázkou také je, do jaké míry jsou selhání trhu způsobena právě institucionálním zásahem. Hlavní myšlenka ekonomů k tomu, jak využít trh k ochraně životního prostředí spočívá v nastavení vlastnických práv. Právě veřejné (státní) vlastnictví je podle nich překážkou ve správném fungování trhu. Vlastnictví všech, je ve skutečnosti vlastnictvím nikoho a paralelně je to tak i s odpovědností za takto vlastněné statky. [Block, v 3] navrhuje využít k ochraně životního prostředí hnací motor ekonomického růstu, a to sobecký zájem jednotlivců – firem. Motivace takových vlastníků k ochraně své, ať už půdy, vod či ovzduší, je nepopiratelná. Regulace ze strany státu má smysl pouze v případě, že z nějakého důvodu nelze přistoupit k privatizaci. Pak je bezpodmínečně nutné stanovit odpovědnost znečišťovatele, to znamená zavést princip „znečišťovatel platí“. Třeba případ znečištění oceánů je velkým problémem, ale odpovědnost ropných společností za ropné havárie je značně omezená, právě proto, že oceány jednoduše nikdo nevlastní. Privatizace by se mohla také stát nástrojem k řešení zneškodňování tuhého odpadu, který produkuje především obalový průmysl. Podle Blocka není příčinnou jejich nadměrné produkce ekonomický růst, ale skutečnost, že nakládání s odpady má na starosti veřejný sektor. Pokud by tomu tak nebylo, a likvidaci svého odpadu by si jednotlivci zajišťovali a platili sami, mělo by to přirozeně vliv na výběr zboží, které nakoupí. Do celkových nákladů by zvažovali i náklady na jeho likvidaci. Výrobci by tak byli nuceni volit materiály s ohledem na jejich konečné zneškodnění. V předchozím odstavci jsem nastínila pohled, který lze chápat jako řešení z ekonomického hlediska. Existují ale i mnohem radikálnější názory, podle kterých je potřeba zásadně restrukturovat celou společnost a podle kterých výše uvedená opatření sice mohou do jisté míry fungovat, ale ve svém důsledku naopak zakrývají skutečnou potřebu osvobodit se od přírodu zničujícího produktivismu jako celku. Počátky drancování přírodních zdrojů a znečišťování ve velkém měřítku se situují do druhé poloviny 19. století, čili do počátku průmyslové revoluce. S vynálezem parního stroje a jeho využití v dopravě nastal zlom v transportování surovin, vzdálenosti se zkrátily a nastala centralizace společnosti, která úspěšně pokračuje až do 21. století a současný trend je její neustálé stupňování. Existují názory tak krajní, které nekompromisně vidí jako jedinou možnost, jak skutečně zachránit planetu pro naše potomky, návrat k decentralizované společnosti. Stupeň decentralizace ovšem zůstává otázkou sporů. Mezi hlavní principy takové společnosti by patřilo: [Douthwaite, v 4, str.109-110]: 5
„Budoucnosti přisuzovat stejnou váhu jako přítomnosti“ „Zájmy druhých oceňovat stejně jako své vlastní zájmy“ „Uznat, že některé věci prostě nejsou na prodej a nelze je zaplatit penězi.“ Pokud by opravdu svět začal bez výjimky dodržovat tato pravidla, muselo by to nutně vést k zastavení ekonomického růstu. Těžba nerostných surovin by se omezila na takové množství, které nebude ohrožovat planetu, záchrana živočišných a rostlinných druhů by byla na prvním místě, samozřejmostí by se stalo odškodnění všech, kdo byli něčí činností poškozeni, ať už se třeba nacházejí na jiném kontinentě a bylo by stanoveno, že každé vyhubené zvíře či rostlina představují nevyčíslitelnou ztrátu. Tudíž by nešlo o princip „znečišťovatel platí“, ale „znečišťovatel musí přestat znečišťovat“. Toto jednání by vedlo k radikálnímu poklesu transportu, soustředění lidí v lokalitách, upřednostňování místních zdrojů a místních trhů, které by byly soběstačné v uspokojování základních životních potřeb svých obyvatel. Zásadním problémem se ovšem jeví, kdo by měl zavdat podnět něco takového realizovat. Je jasné, že žádný podobný návrh nevzejde od velkých konglomerátů, stejně tak ho nelze očekávat ani od představitelů státní moci. Posun tudíž musí nastat ve způsobu myšlení a preferencí společnosti jako takové. Ta musí rozlišit své přirozené (základní) potřeby od uměle vyvolaných požadavků4 a přizpůsobit tomu svou volbu. Následné prohlédnutí lidí by mělo spočívat především ve skromnosti a v uvědomění si té obrovské hrozby, které je naše civilizace vystavena. Z osobního hlediska si myslím, že tak radikální krok jako decentralizace není možné při dnešním stupni globalizace a tempu života uskutečnit. Už jen změnit postoje lidí na méně materiální je složitý úkol, obzvlášť pokud možné následky našeho současného chování, ač možná fatální, nejsou jasně představitelné a většina lidí je považuje za sci-fi. Jednoduše řečeno, pokud ekologická situace nedojde tak daleko, že by citelně nepříznivě ovlivnila život na zemi, nedonutí to její obyvatele změnit svůj přístup k planetě. Otázkou je, kde leží tyto hranice, zda jsme je již překročili a nechceme si to přiznat, nebo zda jsou někde před námi a můžeme se rozhodnout, jakou budoucnost chceme, ať už jakýmkoli řešením.
4
[Chant a další, v 3, str. 27] argumentují tvrzením, že nepřirozenost potřeb neznamená jejich bezvýznamnost a konstatují, že nelze udržet svobodnou společnost bez tolerance individuálních preferencí lidí. Zdůrazňují, že nepotřebnost některých věcí by neměla znamenat nemožnost je vlastnit a právě svobodný trh je jedinou možností jak zajistit svobodnou volbu.
6
1.3
TRVALE UDRŽITELNÝ ROZVOJ
Pokud jsem jako hlavní příčinu ekologické krize uvedla neudržitelný ekonomický růst, pak jako alternativa k němu je uváděn právě trvale udržitelný rozvoj, východisko jak zajistit pohodlný život nám i našim vzdáleným potomkům. Poprvé byla tato koncepce formulována v roce 1987 ve zprávě Světové komise pro životní prostředí a rozvoj OSN „Naše společná budoucnost“. Podle této deklarace „trvale udržitelný rozvoj je takový, který naplňuje potřeby stávajících generací, aniž by ohrozil možnosti generací budoucích uspokojovat jejich vlastní potřeby“. Jádro plánu spočívá v tom, že na rozdíl od ekologických aktivistů, kteří dříve přicházeli pouze s jediným řešením a to zakonzervování současného stavu a zastavení ekonomického růstu, s čímž se společnost odmítla smířit, tato koncepce předkládá návrh, podle kterého není třeba hospodářský růst zpomalovat, dokonce právě naopak, je však třeba jej učinit trvale udržitelným. Rozvoj tudíž nesmí ohrožovat základnu přírodních zdrojů, životodárné ekosystémy, nesmí ničit přírodu a ohrožovat životní prostředí lidí. Mnozí vidí problém v přílišné obecnosti této formulace, mnoho lidí si pod ní prakticky nic moc nepředstaví, nepřináší konkrétní návod. Ovšem to není cílem této koncepce, její důležitost spočívá v tom, že by měla sloužit jako určité vodítko či inspirace pro hledání konkrétních kroků a postupů v nesčetných oblastech lidských aktivit. [5]
Obr. č. 1: Trvale udržitelný rozvoj
Na výše uvedeném obrázku jsem se snažila demonstrovat čtyři hlavní principy trvale udržitelného rozvoje. Šipka představuje vývoj vpřed, který ovšem stojí na několika předpokladech, ekonomickém, ekologickém a sociálním pilíři, někdy se k nim přidává i etický kodex, který předchozí tři pilíře zastřešuje již zmiňovanou myšlenkou, že současná generace nesmí omezit právo na uspokojování potřeb generací příštích.
7
Z pohledu ekonomické dimenze jde o udržení hospodářského růstu při snížení či zachování spotřebovávaných vstupů a negativního vlivu na životní prostředí. Konkrétně tedy o změnu vzorců spotřeby, využívání nových technologií, zavedení principu znečišťovatel platí. Ekologická dimenze udává charakter těm ostatním, tzn. vyžaduje zakomponování ekologických aspektů do všech lidských činností. Harmonie s přírodou, šetrné využívání přírodních zdrojů a dodržování principu předběžné opatrnosti patří k nejdůležitějším. Sociální dimenze se snaží především odstranit rozdíly mezi bohatým Severem a chudým Jihem, zachovat bohatství rozdílných lidských kultur, usiluje o spravedlivý a mírumilovný svět na principu mezinárodní spolupráce. [6] Existuje mnoho názorů kritizujících koncepci trvale udržitelného rozvoje. Výběrem uvádím ty pro mě nejzajímavější [Heilig, v 7, str. 93-95]: „To, co je trvale udržitelné pro stávající generaci, nemusí jím být pro generaci budoucí a také naopak.“ Vedle neuspokojujícího stavu životního prostředí, které předá naše generace generacím budoucím, jim předá také širokou škálu nových technologií a postupů, vědeckých objevů a metod, což se nakonec může stát výhodnějším dědictvím, které může být rozhodujícím faktorem pro zpětné zachování životního prostředí, které by teď třeba nebylo možné. „Koncept trvalé udržitelnosti ignoruje různorodou rozličnost zájmů.“ Svět je značně diversifikován, každá kultura vnímá současnou situaci jinak a i rozlišnost jejich zájmů je obrovská. Nelze například aplikovat stejná řešení na Evropany a africké domorodce bojující o přežití. S tímto tvrzením bezpodmínečně souhlasím, avšak podstata trvale udržitelného rozvoje s tímto počítá a nejlépe ji vystihuje jeho sociální dimenze. V rozvojových zemích jde především o odstranění chudoby a vybudování průmyslu, který by umožnil vzdělání a lepší život. V tomto případě se považuje za nezbytné akceptovat určitý stupeň poškození životního prostředí, důležité je ovšem nepřekročit únosné meze. V průmyslově rozvinutých zemích jde naopak o zamezení plýtvaní surovin a energie, přičemž se nutně nemusí jednat o dramatické snížení spotřeby, ale o změnu vzorců spotřeby a výroby. Dobrým příkladem je doprava. Zátěž na životní prostředí se dá snížit jednak katalyzátory a jednak výrobou nových typů aut, ať už na alternativní pohon či se značně sníženou spotřebou. [6]
8
„To, co je vhodné pro přírodu, nemusí být přijatelné pro naši sociální strukturu, ekonomiku nebo kulturu.“ Pro leckoho může být dosti znepokojivé, že jednotlivé pilíře udržitelného rozvoje mohou být často ve vzájemném rozporu. Například zavedení novodobých zemědělských technologií v podobě pesticidů a hnojiv sice značně poškozuje životní prostředí, ale na druhé straně tu existuje primární potřeba nasytit sta milióny obyvatel, což je právě díky nim možné. „Všechny druhy organismů nebo ekosystémů nejsou stejně významné pro udržitelný rozvoj lidstva.“ Jedná se o poměrně kontroverzní podnět, který vyzývá k zamyšlení, zda lidstvo opravdu potřebuje každý druh organismu. Argument spočívá v tom, že v minulosti již mnohé druhy vyhynuly, respektive osidlovaly planetu jen v určitém období, pak vymizely a další vývoj planety nebyl ohrožen. V rámci trvale udržitelného rozvoje by tedy mělo být spíše výhodnější soustředit se na zachování těch genetických komplexů, které jsou pro existenci člověka potřebné, než nekompromisně trvat na uchování současné biodiverzity beze změn. „Koncepce trvalé udržitelnosti je založena na předpokladu existence obecné harmonie a altruismu. To však ignoruje skutečnost, v níž je lidský vývoj často poháněn konflikty a soupeřením.“ Jednoduše řečeno, lidé nikdy nežili ani v harmonii sami se sebou, jak by mohli žít navíc ještě v harmonii s přírodou? Představa o dobrovolném respektování principů udržitelného rozvoje je tedy velmi naivní. „V současné době není k dispozici metodika, která by umožnila měřit a utřídit míru udržitelnosti jednotlivých procesů." Je nezbytně nutné najít metody a způsoby jak trvale udržitelný rozvoj kvantifikovat a stanovit jaká je jeho nezbytná míra k zachování oné udržitelnosti. Od doby, kdy se o trvale udržitelném rozvoji začalo aktivně hovořit, uplynulo téměř 20 let a i přes všechny tyto závažné nedostatky se dá říci, že se stal celosvětovou filosofií. Kdekdo a kdeco se prezentuje jako udržitelné, ekologicky šetrné a „zelené“. To je určitě pozitivní a dalo by se považovat za změnu k lepšímu, druhá věc ovšem je, do jaké míry jsou tato tvrzení pravdivá. Nadměrná frekvence užívání těchto pojmů bez relevantního základu, na kterém by mohly být postaveny, má za následek ztrátu jejich významu. Za ekologicky šetrného se považuje spotřebitel, který nijak neubral na míře své konzumnosti, ale vše co konzumuje, musí být bezpodmínečně eko či bio.
9
Do povědomí se také dostává pojem „greenwashing“, neboli natírání firem nazeleno. Jedná se o proces, kdy se nadnárodní korporace, ale i větší či menší lokální firmy, vládní či neziskové organizace najednou začínají prezentovat jako environmentálně zodpovědné. To vše ze zřejmých důvodů svést se na módní vlně udržitelnosti. Firmy většinou používají chytrou strategii, kdy upřednostní jeden environmentální aspekt svého výrobku, ale ostatní skutečnosti, které se s touto filosofií naprosto rozcházejí, ponechají nevyřčeny. Například velká ropná společnost oznámí, že je největším výrobcem solární energie, ale už zapomene zmínit, že ta tvoří ani ne jedno procento z celkových příjmů. Stejně tak je neúplné oznámení, že výrobek je z eko-materiálů, ale už zde není ani zmínka o nákladech na dopravu a takto vyprodukovaných emisích. Někteří z producentů se nenamáhají ani do této míry a jednoduše uveřejňují nepravdy. [8] Z trvale udržitelného rozvoje se tak mnohdy stává nekalý byznys. Je proto třeba nastavit jasná pravidla užívání ekologických pojmů a veřejně informovat o zelených podvodnících či firmách, které úmyslně dezinformují širokou veřejnost. Přesto si myslím, že je trvale udržitelný rozvoj pravděpodobně nejschůdnější cestou. Nejschůdnější sice neznamená nejjednodušší, ale to by nás nemělo odradit, naopak motivovat jak nacházet nové a nové cesty a způsoby jeho realizace.
10
2
METODA POSUZOVÁNÍ ŽIVOTNÍHO CYKLU LCA
Jedním z instrumentů, který může aktivně sloužit realizaci trvale udržitelného rozvoje, je vzhledem k její preventivní funkci metoda posuzování životního cyklu (dále jen LCA, Life Cycle Assessment), která je považována za jeden z vůbec nejvýznamnějších informačních nástrojů podniku v péči o životní prostředí. Během svého životního cyklu má výrobek i služba vliv na životní prostředí a mnozí z nich ho výrazně ovlivňují i po skončení své životnosti. Tyto vlivy významně zatěžují jak výrobce, tak i spotřebitele a subjekty veřejné správy. Výrobce musí zajistit likvidaci odpadů, provoz čistících zařízení, platby za emise, bezpečnost práce, musí vést příslušnou administrativu environmentálních aspektů a mnoho dalšího. Spotřebitel pak používáním výrobku produkuje emise, spotřebovává vodu a energii, zajišťuje servisní údržbu. A nakonec se obce a další subjekty podílejí na konečné likvidaci výrobků ve spalovnách či na skládkách. V dnešní době se tudíž neustále zvyšuje tlak na výrobce, kteří stojí na počátku tohoto řetězce, aby hledali cesty, jak tyto vlivy snížit. [9] LCA slouží k hledání odpovědí na uvedené problémy pomocí posuzování negativních vlivů na životní prostředí prakticky jakéhokoli produktu, ať už je to výrobek či služba, nebo zda se jedná o produkt veřejného či soukromého sektoru. Současná podoba LCA se vyvinula z americké metody REPA (Resource and Environmental Profile Analysis), jenž se používala v 60. letech k rozboru množství energie a surovin použitých k výrobě libovolného výrobku. Pomocí LCA se dnes posuzuje celý výrobní proces včetně likvidace výrobku, z hlediska jeho vlivu na životní prostředí. [10]
11
2.1
NORMY ŘADY ISO 14040
Postup provádění LCA je upraven řadou norem ISO 14040. [10] Tab. č. 1: Normy řady ISO 14040 ČSN EN ISO 14040 Schválena: 2006-10-13 Účinnost: 2006-12-01 Vydána: 2006-11-01
ČSN EN ISO 14044 Schválena: 2006-10-26 Účinnost: 2006-12-01 Vydána: 2006-11-01
ČSN ISO/TR 14047 Schválena: 2004-11-05 Účinnost: 2005-01-01 Vydána: 2004-12-01
ČSN P ISO TS 14048 Schválena: 2003-10-20 Účinnost: 2003-12-01 Vydána: 2003-11-01
ČSN ISO/TR 14049 Schválena: 2001-04-17 Účinnost: 2001-06-01 Vydána: 2001-05-01
5
6
Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Zásady a osnova. Tato norma se zabývá formulací zásad a osnovy pro zpracování LCA – Posuzování životního cyklu. Především popisuje všeobecnou strukturu a principy, na kterých je provádění analýz založeno. Vysvětluje pojem a důležitost environmentálních aspektů a možných environmentálních dopadů. Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Požadavky a směrnice. Tato norma podrobněji popisuje požadavky kladené na LCA. Specifikuje jednotlivé fáze analýzy od definování cíle až po interpretaci životního cyklu a různých příkladů, včetně možných použití výsledků. Environmentální management - Posuzování životního cyklu – Příklady aplikace ISO 140425. Přestože v současnosti neexistuje žádný jednoznačný způsob jak hodnotit jednotlivé dopady fází životního cyklu, tato technická norma přichází s různými metodami, které k tomu lze v rámci LCA využít. Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Formát dokumentace údajů. Jedná se o technickou speficikaci, která popisuje požadavky na způsoby a strukturu domumentace údajů týkajících se LCA – jejich konzistence, specifikace, strukturování. Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Příklady aplikace ISO 140416 pro stanovení cíle a rozsahu inventarizační analýzy. Tato technická zpráva nabízí množství příkladů jak postupovat v rámci s normou ISO 14044 v případě stanovení cíle a rozsahu a zpracování inventarizační analýzy.
Normu ISO 14042 zrušíla a nahradila v roce 2006 vydaná norma ISO 14044, kde je její obsah revidován a aktualizován. Normu ISO 14041 taktéž zrušila a nahradila v roce 2006 vydaná norma ISO 14044.
12
2.2
PRINCIP METODY
Podstata metody spočívá v kvantifikaci veškerých vlivů daného produktového systému na životní prostředí. Norma ČSN EN ISO 14040 definuje produktový7 systém jako: „soubor jednotkových procesů s elementárními a produktovými toky plnící jednu nebo více definovaných funkcí, který modeluje životní cyklus produktu..“ Jednotlivými procesy se má na mysli např. těžba surovin, výroba materiálu, používání výrobku v době jeho životnosti, údržba výrobku, jeho likvidace. Životní prostředí je tedy ovlivněno kvalitou a kvantitou veškerých látek, které jsou do něj produktovým systémem vnášeny (např. produkce emisí v průběhu používání automobilu), či které jsou z něj odebírány (například těžba ropy). Soubor všech nežádoucích účinků, které produktový systém v životním prostředí vyvolal, je pak nazýván jako negativní dopad posuzovaného produktového systému na životní prostředí.
2.3
ŽIVOTNÍ CYKLUS VÝROBKU
Pod pojmem životní cyklus výrobku se rozumí pouť výrobku od jeho návrhu ve vývojovém oddělení až po okamžik skončení jeho životnosti a jeho následné umístění na skládku, zneškodnění ve spalovně či recyklaci. Takovýto cyklus výrobku může z hlediska času trvat desetiletí (například auta a budovy), nebo jen pár let (různé domácí spotřebiče), nebo se také může nacházet v řádu dní (potraviny či služby). Protože rozsah produktového systému není pevně dán, můžeme si určit, jaké z procesů budeme primárně hodnotit. Je ale potřeba důkladně tyto hranice stanovit a pokud některý z procesů či celých fází životního cyklu vynecháme, je potřeba to kvalitně zdůvodnit. Pokud chceme kvalifikovat a kvantifikovat všechny environmentální dopady spojené s výrobkem od těžby surovin, výroby, užívání, až po konec životnosti výrobku a jeho likvidaci, pak se jedná o posuzování tzv. životního cyklu výrobku. Tento přístup je také znám pod pojmem „cradle to grave“, neboli od kolébky do hrobu. [9]
7
V Normě ČSN EN ISO 14040 pojem produkt znamená jakékoliv zboží nebo služby.
13
Obr. č. 2: Životní cyklus výrobku a jeho fáze
Zdroj: CIR - Centrum inovací a rozvoje, http://www.cir.cz/prirucka-lca (staženo 10. 3. 2009)
Je také důležité si uvědomit, že životní cyklus dvou naprosto shodných výrobků nemusí mít v důsledku na životní prostředí stejný vliv. Tyto rozdíly mohou vznikat z různých důvodů. Rozdílná manipulace a používání výrobku, rozdílný způsob jeho zneškodnění, různé výrobní technologie, dokonce i způsob jeho distribuce hraje roli. Proto bychom se měli vyvarovat interpretačních chyb a při porovnávání dvou výrobků bychom neměli tvrdit, že výrobek A má nižší negativní vliv na životní prostředí než výrobek B. Fakticky jsme totiž pouze zjistili, že aktuálně zkoumaný životní cyklus výrobku A má nižší environmentální negativní vliv než aktuálně zkoumaný životní cyklus výrobku B. [2]
2.4
PROVÁDĚNÍ LCA
Při provádění metody LCA postupujeme ve 4 fázích: [2]
Jako první si především musíme stanovit požadovaný cíl a rozsah Za druhé se provádí tzv. inventarizační analýza ke zjištění všech materiálových a energetických toků (veškerých vstupů a výstupů) Ve třetí fázi je třeba vyhodnotit negativní dopady všech vstupů a výstupů Nakonec se vypracuje interpretace cyklu – závěrečná zpráva s návrhem vhodných inovativních opatření
14
2.4.1 CÍL A ROZSAH STUDIE LCA V úvodní fázi si musíme přesně definovat důvod pro provedení LCA.
Obr. č. 3: Stanovení cíle a vymezení rozsahu LCA
Zdroj: [10], vlastní návrh
Důležitost tohoto kroku spočívá v tom, že nastavení výchozích podmínek významně ovlivní průběh druhé fáze – inventarizační analýzy, co se týče jednak rozsahu sbíraných dat, tak jejich podoby a způsobu získání. Na základě vymezení cíle se tedy stanoví rozsah celé studie, tzn. přesné vymezení produktového systému, který bude sledován. Jinak řečeno musí být jasně stanoveny hranice systému, které určují, které procesy studie obsáhne a které zůstanou vně hranic a proč. To vše v závislosti na tom, pro koho a s jakým účelem se studie vypracovává. Vymezení rozsahu tudíž jednak znamená jasné určení produktového systému a funkční jednotky a jednak také nároky kladené na údaje či data, jakým způsobem bude probíhat jejich sběr, případně výpočet či odvození, zase v závislosti na stanoveném cíli. Obecně lze rozdělit LCA na úplnou a její různě zjednodušené formy, přičemž rozdíl spočívá především v tom, zda se LCA vypracovává pro vnitropodnikové účely či pro externí komunikaci. Úplné analýzy jsou velmi náročné, využívají primární data a umožňují detailně posoudit životní cyklus tak, jak jsme si ho předtím vymezili. Slouží pro komunikaci firmy s partnery, dodavateli či zákazníky např. formou environmentálního prohlášení, jehož základem je právě vypracování podrobné LCA. Zjednodušené analýzy slouží především pro 15
interní podnikové rozhodování. Jejich cílem je např. zjistit, jakou část výrobku lze inovovat a jakých výsledků tak lze docílit. Odpovědi na tyto otázky lze získat určitým zkrácením LCA, či nahrazením některých fází modelovými daty a známými vztahy mezi náročností výrobku, jeho cenou a vlivem na životní prostředí. [9]
Obr. č. 4: Vztah přínosů a nákladů analýz LCA
Zdroj: CIR - Centrum inovací a rozvoje, http://www.cir.cz/prirucka-lca (staženo 10. 3. 2009)
Normy řady ISO 14040 rozlišují také mezi studií LCA a studií LCI. Někdy není zapotřebí provádět všechny fáze LCA, aniž by stanovený cíl byl narušen. K jeho naplnění mnohdy stačí provést pouze inventarizační analýzu a interpretovat ji bez jejího posouzení co se týče dopadů na životní prostředí. Tato studie se nazývá studie inventarizace životního cyklu (studie LCI). V podstatě jde tedy o studii LCA bez zahrnutí fáze posuzování dopadů životního cyklu. Z důvodu podobného zkráceného názvosloví je třeba dát si pozor a rozlišovat jednak mezi studiemi LCA a LCI a jednak mezi studií LCI a fází LCI (fáze inventarizace v rámci studie LCA či LCI). [12] Dalším úkolem v této fázi je výběr tzv. funkční jednotky, jež je podle ČSN EN ISO 14040: „kvantifikovaný výkon produktového systému, který slouží jako referenční jednotka ve studii posuzování životního cyklu.“ Funkční jednotka tedy v podstatě znamená základ, ke kterému budeme vztahovat všechny vstupy a výstupy a následné určení negativního dopadu na životní prostředí. Při jejím stanovení je třeba řídit se především dodržením stejného poměru služby, kterou výrobek přináší. Například nemůžeme porovnávat plastovou a skleněnou láhev pokud 16
jedna má objem půl litru a druhá litr. Zjištěné výsledky musíme napřed přepočítat na stejné množství – stejnou funkční jednotku. Existují případy, kdy je funkční jednotka definována složitěji než pomocí stejného množství. Například pokud bychom zkoumali jar na nádobí, za funkční jednotku bychom museli považovat takové množství, které má stejnou čistící schopnost, danou třeba umytím stejné várky nádobí. Důležitou součástí první fáze je také stanovení klíčových předpokladů, z nichž budeme po celou dobu studie vycházet a na kterých by mohl záviset charakter výsledku. Pokud například porovnáváme dva různé obaly na potraviny, předpokládáme, že oba materiály nemají na kvalitu potravin žádný vliv, nebo mají vliv úplně stejný. [10]
2.4.2 INVENTARIZAČNÍ ANALÝZA – FÁZE LCI Posláním druhé fáze provádění LCA je najít a kvantifikovat veškeré suroviny, přírodní zdroje, materiály a energie které výrobek v průběhu svého života spotřebovává a veškeré látky a energie které naopak do životního prostředí vnáší. Jde tedy o sběr potřebných dat a jejich přepočítání vzhledem ke stanovené funkční jednotce. Existují různé metody získávání těchto dat: konkrétní měření v místě výroby pohovory s pracovníky ve firmě využití již existujících databází výpočty kvalifikované odhady Logicky nejpřesnější jsou přímá měření na místě, tzn. primární data, která si zjistíme sami, či která pro nás zjistí najatí odborníci. Méně přesná data jsou ta, která vyčteme z literatury, či která vyhledáme v databázích, tzn. sekundární data. Ať už použijeme jakýkoli zdroj, vždy je ale třeba uvést, jakým způsobem jsme došli k uvedeným zjištěním a pokud možno i s jakou pravděpodobnostní chybou. V průběhu sběru dat by také měla být prováděna kontrola jejich platnosti neboli validace, která zaručuje jejich požadovanou kvalitu. Zpětnou vazbou může být například zákon o zachování hmoty a energie – vypracování kontrolních bilancí sledovaných vstupů a výstupů, které by měly vyjít jako nulové s povolenými odchylkami. [2] Po tom, co máme všechna potřebná data k dispozici, provádí se analýza citlivosti. Jedná se o způsob výběru údajů na základě jejich procentuální významnosti. Na základě výsledků analýzy citlivosti se může stát, že se původně navržené hranice produktového systému mohou 17
zúžit nebo naopak rozšířit podle zjištěného významu jeho jednotlivých procesů. Tato analýza tedy primárně slouží k tomu, aby se zpracovávaly a následně posuzovaly jen ta data, která jsou pro cíl LCA skutečně významná. Důležitým faktorem inventarizace je také způsob alokace dat. Častým problémem se stává skutečnost, že máme k dispozici pouze hodnotu celkového materiálového a energetického toku a musíme jej rozdělit mezi jednotlivé produkty. Zde se pak využívají váhové faktory, či se řídíme vzájemnými poměry mezi jednotlivými produkty. Stejně tak některé výstupy mohou být z části vedlejšími produkty, z části odpadem a je třeba je rozlišit v poměru co nejvíce odpovídajícímu skutečnosti. Různé alokační postupy se také používají v případě opětného užití a recyklace. V těchto situacích je třeba být opravdu opatrní, protože v případě recyklace (znovuužití, materiálová obnova či energetická obnova) se může stát, že vstupy a výstupy, které sledujeme v rámci hranic systému, mohou být sdíleny i jinými produktovými systémy. Například pokud se recyklací změní chemické složení materiálu, bude využit do jiných výrob než původně. Proto je třeba, se v těchto případech důsledně věnovat stanovení hranic systému. [13] Cílem inventarizace je sestavení tzv. inventarizační matice, v níž jsou vertikálně uvedeny fáze životního cyklu výrobku, které zkoumáme, a horizontálně pak jednotlivé vlivy na životní prostředí odpovídající stanovené funkční jednotce. Stupeň složitosti těchto matic záleží na složitosti posuzovaného výrobku. Často se jedná o tak složité systémy, že jejich posouzení je podmíněno použitím speciálně vyvinutého softwaru. [2] V dnešní době je již k dispozici značný výběr počítačových programů, mezi nejznámější patří GaBi, SimaPro, Umberto a Boustead Model. [14]
2.4.3 POSUZOVÁNÍ DOPADŮ ŽIVOTNÍHO CYKLU – FÁZE LCIA V předcházející fázi LCA jsme určili a kvantifikovali materiálové a energetické toky napříč celým produktovým systémem. Úkolem této fáze je určit celkový negativní dopad těchto toků na životní prostředí a všech negativních efektů s nimi souvisejících. Nejprve je potřeba kvalitativně zhodnotit hodnoty uvedené v inventarizační matici. Hodnoty uvedené v energetických jednotkách musíme vyjádřit v množství odpovídajících škodlivých emisí. Stejně tak spotřebovaný materiál, například benzin použitý k přepravě výrobků. Takto stanovené přepočítané hodnoty je následně potřeba roztřídit do kategorií podle složek
18
životního prostředí, které negativně ovlivňují. Postup uvedený v ČSN EN ISO 14044 zahrnuje povinné a volitelné prvky LCIA. Povinné prvky Mezi povinné prvky patří vymezení kategorií dopadu, indikátorů kategorie dopadu, charakterizačních modelů a následný proces klasifikace a charakterizace. Abych co nejlépe vysvětlila princip této fáze, uvedu vždy formulaci, tak jak je popsána v ČSN EN ISO 14044 a následně ji vysvětlím. Kategorie dopadu - „třída reprezentující aktuální environmentální problémy, ke kterým mohou být výsledky inventarizační analýzy životního cyklu přiřazeny.“ Výběrem kategorií dopadu se vlastně stanovují kategorie efektů znečištění související s naměřenými hodnotami škodlivých látek. Do kategorií dopadu můžeme zahrnout nejen výstupy (např. emise), ale i spotřebovávané vstupy např. v podobě kategorie spotřeba neobnovitelných zdrojů, nebo specifické kategorie jako zábor území. Indikátor kategorie dopadu - „kvantifikovatelné vyjádření kategorie dopadu“ Na indikátoru kategorie dopadu se demonstruje následek, který v prostředí způsobují hodnoty látek zjištěné u dané kategorie dopadu. Například jsme naměřili určité množství produkovaného CO2, jako kategorii dopadu si stanovíme změnu klimatu. Indikátorem takové kategorie může být například úbytek ozónu či infračervené záření. Konečný bod kategorie - „vlastnost nebo aspekt přírodního prostředí, lidského zdraví nebo zdrojů, identifikující environmentální problémy, které dávají důvod ke znepokojení“ Zjednodušeně řečeno vše, co nese následky vstupů vnášených a vynášených do přírody a z přírody člověkem v té které kategorii. Ať už je to napřílad les, vegetace, vodní toky, korálové útesy atd. Charakterizační faktor - „faktor převzatý z charakterizačního modelu, který se používá pro přepočet přiřazených výsledků inventarizační analýzy životního cyklu na společnou jednotku indikátoru kategorie“ Nezbytné je pro každou kategorii dopadu stanovit i příslušný charakterizační model, což je vlastně model, který odráží environmentální procesy zkoumané napříč jednou kategorií. Pro většinu studií jsou vybrány již existující kategorie dopadu i charakterizační modely, které by měly být mezinárodně přijímány a vědecky podloženy. Například základní model globálního oteplování pro 100 let, vypracovaný Mezinárodním panelem pro změny klimatu (IPCC). 19
Charakterizační faktorem se pak má na mysli převodový koeficient sloužící v případě tohoto modelu pro přepočet všech emisí na stejnou jednotku – oxid uhličitý. Klasifikace -
Po té co jsme si určili všechny kategorie dopadu, kterými se v rámci našeho cíle a rozsahu LCA budeme zabývat, jejich indikátory a konečné body, můžeme přistoupit ke klasifikaci. Klasifikace je proces přiřazování hodnot zjištěných fází inventarizace k jednotlivým kategoriím dopadu.
Charakterizace - Po fázi klasifikace se provádí charakterizace. Jde o převádění vlivů z jedné kategorie na společnou jednotku pomocí přepočtových koeficientů – charakterizačních faktorů. Například za společnou jednotku v jedné kategorii se stanoví oxid uhličitý. Do ovzduší se ale spolu s ním dostává v této kategorii i oxid uhelnatý, jehož přepočtový koeficient je 3, což znamená, že jeho vliv je 3 x tak závažnější. Množství vyprodukovaného oxidu uhelnatého se vynásobí třemi a dostaneme jeho hodnotu převedenou na společnou jednotku oxid uhličitý. Výsledkem tohoto procesu je tedy tzv. standardizovaný profil výrobku, velmi přehledná forma znázornění jednotlivých negativních vlivů. Volitelné prvky Mezi úkony, jejichž vypracování v rámci LCIA záleží jen na tvůrci studie a závisí na prvotně stanoveném cíli a rozsahu studie, patří proces normalizace, seskupování, vážení a analýza kvality údajů. Normalizace se používá, pokud potřebujeme vzít v úvahu i škodlivost zjištěných vlivů z hlediska území. Jejím cílem je demostrovat relativní význam zjištěných dopadů životního cyklu. Postup je následující. Zjistíme nejdříve hodnoty referenčních vlivů, čili celkové vstupy a výstupy v dané oblasti a následně jimi podělíme námi zjištěné vlivy. Seskupování je metoda přiřazování kategorií dopadu do různých souborů buď podle jejich společných charakteristik nebo podle priorit vypracovatelů LCA. Pokud se řazení provádí podle preferencí zadavatelů studie, mohou různé strany dosáhnout různých výsledků, právě díky jejich různým preferencím. Vážení je proces přepočítání výsledků u jednotlivých kategorií dopadu podle váhových faktorů, které si stanoví tvůrce studie. Zase zde záleží na preferencích a proto tento výběr není vědecky podložen. Proto by vážení nemělo být použito u LCA, jejíž výsledky se prezentují
20
veřejnosti. Výsledky indikátoru před vážením by měly být zveřejněny spolu s výsledky po vážení. Dodatečná analýza kvality údajů se provádí například pro znovuověření závažnosti zjištěných vlivů, kdy se zjistí který z vlivů má největší význam vzhledem k indikátoru kategorie a jako takovému se mu přiřadí větší důležitost. LCA je iterativní metoda, což znamená, že nadcházenící fáze využívá výsledků z fáze předcházející, proto se v rámci dodatečné analýzy může také zkoumat, jak v jejím průběhu roste nepřesnost a nejistota údajů a do jaké míry to ovlivňuje konečný výsledek LCA. V neposlední řadě se také ověřuje jak konečný výsledek ovlivňují různě zvolené metodologie.
2.4.4 INTERPRETACE Poslední fází metody LCA je fáze konečného zhodnocení, která se nazývá interpretace. Její součástí je jednak nalezení a interpretování závažných problémů, které vyplynuly z předchozích fází a jednak vyhodnocení kompletnosti, citlivosti a konzistence. Na základě těchto dvou etap se přistoupí k formulaci celkového závěru a doporučení.
Obr. č. 5: Vztah prvků uvnitř interpretační fáze k ostatním fázím LCA
Rámec posuzování životního cyklu Definice cíle a rozsahu
Inventarizace
Hodnocení dopadu
Přímé aplikace:
Interpretace
Vyhodnocení prostřednictvím kontroly: - kompletnosti - citlivosti - konzistence - dalších kontrol
Identifikace významných výsledků
Závěry, omezení a doporučení
- Vývoj a zlepšení produktu - Strategické plánování - Tvorba veřejné politiky - Marketing - Ostatní
Zdroj: [13, str.38]
21
2.4.5 KRITICKÉ PŘEZKOUMÁNÍ Pokud jsou výsledky studie LCA prezentovány veřejnosti a na jejich základě jsou přijímány všeobecně platná tvrzení o environmentální závažnosti produktu, je třeba kvůli případným nedorozuměním či negativním dopadům na zainteresované strany, vhodné provést kritické přezkoumání. Tento proces by měl prověřit zda metody, které byly použity pro vypracování studie jsou v souladu s touto mezinárodní normou a zda jsou platné i po technické či vědecké stránce a zda je zpráva, vypracovaná na základě interpretace, transparentní a celistvá. Kritické přezkoumání může být provedeno jednak jedním interním nebo externím odborníkem a jednak týmem zainteresovaných stran. Odborník by měl být nezávislý na LCA a v případě týmu zainteresovaných stran by měl být do jejího čela jmenován taktéž jeden externí odborník, přičemž celý tým by měl čítat nejméně 3 osoby. Výsledky či doporuční kritického přezkoumání se stávají součástí závěrečné zprávy. [13]
2.5
EFEKTIVNÍ VYUŽITÍ LCA
LCA se dá velmi efektivně využít jak ve veřejném, tak v komerčním sektoru. Jako nástroj hledání nejvýhodnějšího životního cyklu může být podkladem pro různá legislativní opatření a pro rozhodnutí ve sféře vládních či neziskových organizací. V průmyslové sféře se uplatňuje při strategickém plánování a rozhodování. Je významným zdrojem informací pro stanovení cílů v oblasti snižování environmentálních dopadů u firem se zavedeným EMS. Jedním z hlavních cílů podniku je bezesporu tvorba zisku, proto bohužel existují tendence výrobek navrhnout, uvést na trh a zaujmout co největší procento potencionálních zákazníků v co nejkratší době, což má za následek odsouvání budoucích rizik do pozadí a upřednostnění aktuálních rizik. Ovšem ti, kdo zahrnují environmentální priority do své výrobní strategie, si v budoucnu ušetří mnoho starostí i peněz. Vzhledem k faktu, že většina negativních dopadů výrobku na životní prostředí se dá eliminovat již ve fázi jeho návrhu, je LCA využívána pro vývojové programy, kde se s její pomocí minimalizují předpověditelné environmentální dopady, zlepšuje celková kvalita výrobku a snižují budoucí náklady spojené s jeho provozem a ukončení životnosti. Nehledě k tomu, že se environmentální smýšlení dá velmi dobře využít i k propagaci výrobku a komunikaci se zákazníkem a následně získání konkurenční výhody. Současní spotřebitelé
22
totiž začínají dbát nejen na kvalitu výrobku, ale i na jeho provozní parametry a vztah k životnímu prostředí. [9]
2.5.1 ENVIRONMENTÁLNÍ ZNAČENÍ Mezi základní druhy environmentálního marketingu patří: [15]
Environmentální značení (environmentální značení typu I) Je jedním ze způsobů propagace výrobků, u kterých bylo prokázáno pomocí odborného nástroje (mimo jiné LCA) a ověřeno třetí stranou snížení negativních dopadů na životní prostředí během celého životního cyklu výrobku bez snížení bezpečnosti výrobku a významného ovlivnění jeho vlastností.
Environmentální
značky jsou udělovány podle kritérií upravených normou ČSN ISO 14 024 a v České Republice je jejich udělování zajišťováno Národním programem environmentálního značení, kde výkonnou funkci plní Agentura pro ekologické výrobky (součást CENIA8). Pokud výrobek vstupuje na trh Evropské unie, může podnik žádat u této agentury také o přidělení ekoznačky Evropské unie „The Flower“.
Obr. č. 6: Ekoznačka ČR „Ekologicky šetrný výrobek“ a ekoznačka EU „The Flower“
Zdroj: CENIA, http://www.cenia.cz/_C12571B20041E945.nsf/spid/MZPMSFHNSYW8 (staženo 16. 3. 2009)
Environmentální tvrzení ( environmentální značení typu II) Norma ČSN ISO 14 021 vymezuje pojem environmentální tvrzení jako: „prohlášení, které poukazuje na environmentální aspekt výrobku, součástky nebo obalu. Může být uvedeno na značce výrobku nebo obalu, prostřednictvím uvedení v písemnostech
výrobku,
technických
brožurách,
v reklamě,
v telemarketingu nebo v elektronických médiích jako je internet.“
8
Česká informační agentura životního prostředí
23
v propagaci,
Tato norma také jasně stanovuje pravidla, jak by takové environmentální tvrzení mělo vypadat a jaké termíny se v něm mají používat. Důvěryhodnost tvrzení by také měla být podložena veřejně přístupnou analýzou, na jejímž základě bylo vydáno. Jelikož ale jeho užívání nepodléhá žádné kontrole, je na spotřebiteli, aby sám posoudil jeho důvěryhodnost. Této skutečnosti využívá mnoho firem, které ho často používají neoprávněně jako způsob reklamy. Na obalech, či jiným způsobem, uvádějí obecná tvrzení, ze kterých by jim mohl plynout prospěch. Například „bezfosfátový prací prostředek, recyklovatelný toaletní papír“ apod., přičemž informace jsou často velmi neurčitého rázu a jsou doprovázena líbivými obrázky evokujícími atmosféru neporušené přírody9.
Environmentální prohlášení (environmentální značení typu III) Dalším z nástrojů environmentálního marketingu je environmentální prohlášení, pro které se používá mezinárodní zkratka EPD (Environmental product declaration). Jedná se o prezentování výsledků LCA zákazníkům, partnerům a ostatním zainteresovaným osobám, formou registrovaného, veřejně přístupného dokumentu. Forma a obsah environmentálního prohlášení, jeho ověření i certifikace jsou upraveny normou ČSN ISO/TR 14 025. Zde je tedy bezpodmínečně zajištěna důvěryhodnost, objektivita, neutralita i porovnatelnost environmentálního prohlášení. Neutrálnost spočívá ve formě podání informací, které nehodnotí charakteristiku výrobku, ale uvádějí pouze zjištěné hodnoty, jejichž posouzení je ponecháno na zákazníkovi.
9
Viz. greenwashing, str. 11
24
3
LCA PRO SUD DVOUHRDLÝ – SDH 50 UN
Pro praktickou část práce jsem navázala spolupráci s firmou J.P. Plast, s.r.o., která se zabývá výrobou plastových obalů a plastových výrobků pro automobilový průmysl. Na trhu působí již od roku 1992. Ve firmě je vybudován Systém řízení jakosti a ochrany životního prostředí (environmentálního managementu – EMS), a to v souladu s mezinárodně uznávanými normami ISO 9001 a ISO 14001. Společnost je také členem systému EKOKOM, což znamená, že již předem zaplatila za recyklaci svých výrobků. Předmětem studie se stal jejich výrobek sud dvouhrdlý – SDH 50 UN: Obr. č. 7: Sud dvouhrdlý – SDH 50 UN S
- stohovatelný
Hmotnost:
2270g
DH - dvouhrdlý
Rozměry:
620 x 358mm
50
Průměr hrdla: 46mm
- objem v litrech
UN - označení konstrukčního typu, schváleného pro balení a přepravu nebezpečných látek
Zdroj: JP Plast, vyfukované obaly, http://www.jp-plast.cz/cz/produkty.php?group=2, (staženo 9.4.2009) Tento sud je přednostně určen pro přechovávání chemických látek, jeho tloušťka je tudíž zesílena oproti ostatním vyfukovaným obalům. Je vyroben z jednoho materiálu, dodávaného firmou Unipetrol, a.s.: Obchodní název materiálu: PE-HD LITEN BB 85 Chemický název materiálu: lineární polyethylen vysoké hustoty, PE-HD Vlastnosti materiálu Polyethylen HD-PE je velmi oblíben, a to hlavně díky své vynikající odolnosti vůči velké řadě agresivních chemikálií a zdravotní nezávadnosti. Jedná se o termoplast, což znamená, že opakovaně měkne při ohřevu a tvrdne při ochlazení. Polyethylen vysoké hustoty se využívá především jako obalový a konstrukční materiál, kde v současnosti konkuruje tradičním materiálům jako dřevo, kovy a sklo právě díky svým výhodným vlastnostem a relativně levnější výrobě. 25
Je snadno opracovatelný, dá se velmi dobře svářet
Je mechanicky velmi pevný
Odolává slunečnímu světlu, vlivům počasí a vlhkosti
Hodí se pro styk s potravinami
Je absolutně recyklovatelný
Polyethylen má ale i některé nevýhodné vlasnosti jako je nízká tuhost, malá tepelná stálost, sklon k elektrostatickému nabíjení a špatná opravitelnost výrobků. Nevýhodou se začíná stávat i cena ropy jakožto základní suroviny. Často je ovšem zdůrazňován právě jeho nezávadný charakter z ekologického hlediska. Polyethylen se spaluje beze zbytku a při dokonalém spalování dochází k jeho rozkladu jen na oxid uhličitý a vodu. Ovšem co se týče jeho biologické degradace, tak ta je velmi pomalá. Konkrétně PE-HD LITEN neobsahuje olovo, kadmium, rtuť a šestimocný chrom a součet koncentrací těžkých kovů (Cd, Hg, Pb, Cr) nepřesahuje 100 ppm. Výrobek splňuje požadavky mezinárodních směrnic a zákona č. 477/2001 Sb. o obalech. [21]
3.1
STANOVENÍ CÍLE A ROZSAHU
V rámci této práce jsem se pokusila vypracovat zjednodušenou studii LCA, zjednodušenou především kvůli nemožnosti získání některých dat a taktéž z důvodu omezeného rozsahu této práce. Rozsah této studie je tudíž dán pouze fází výroby, distribuce, ve které se počítá s jedním cyklem životnosti a likvidace sudů, kde jsou zváženy dvě možnosti. Jednak spálení 100% funkční jednotky sudů ve spalovně a jednak uložení 100% funkční jednotky sudů na skládku. Cílem této studie je vymezit toky vstupů a výstupů v rámci těchto fází, posoudit je z hlediska dopadů na životní prostředí, určit kategorie dopadu, v nichž je negativní vliv na životní prostředí nejvyšší a tudíž je u nich i nejvyšší potenciál pro jeho snižování.
3.1.1 ŽIVOTNÍ CYKLUS VÝROBKU Životní cyklus posuzovaného sudu začíná těžbou ropy jakožto základní surovinou pro výrobu polymerů, její rafinací, dále procesem polymerace a granulace, při němž již vzniká konečná podoba materiálu pro výrobu sudů. Od výrobce sud míří k odběratelům, kteří ho primárně využívají pro uskladnění a přepravu nebezpečných látek. Sudy slouží k distribuci těchto 26
nebezpečných či jiných látek k velkoodběratelům, kteří je potom, co spotřebují jejich obsah, vrací zpět k odběratelům a jsou jim dodány nové naplněné sudy. Jedná se o uzavřený systém zpětného odběru podle zákona č. 477/2001 Sb. O obalech. Majitelem sudu tedy zůstává podnik, který ho naplnil a pokud je sud plněn nebezpečnými látkami, pak ho podle Mezinárodního dopravního předpisu pro přepravu nebezpečného zboží ADR, Sb. 13/2009, může nechat takto kolovat maximálně po dobu 5 let, potom musí být vyřazen z používání. Co se týče konečné likvidace výrobku, podle zákona č. 185/2004 Sb. O odpadech jsou sudy použité pro skladování nebezpečných látek, specifikovaných v příloze tohoto zákona, nebezpečným odpadem, dále jen NO. V případě firmy musí být předány oprávněné osobě k likvidaci, tzn. k následnému spálení. V případě domácností musí být odneseny do sběrného dvoru, kde jsou náležitě podle předpisů uskladněny, dokud nepoputují do spaloven. Na základě předmětu činnosti nejvýznamějších odběratelů byl stanoven odhad, že zhruba 80% vyprodukovaných sudů se stává právě NO. Pro zbylé procento neznečištěných sudů se dají uvažovat různé cesty jejich konečné likvidace, spalovny, skládky a různé druhy recyklace. Obr. č. 8: Základní schéma životního cyklu sudu SDH 50 UN výroba surovin pro produkci monomerů
těžba ropy
výroba
polymerace, granulace, aditivace
velkospotřebitel (podnik spotřebovávající obsah sudu)
odběratel (plnící firma) 80%
NO
směsný KO sběr plastů
spalovna
spalovna
skládka třídění,mytí drcení
teplo, energie
teplo, energie
výrobky ze směsných plastů
PE-HD regranulát
desky, trubky, folie
stavební materiály
palety
Popis toků: Toky primárních surovin a materiálů využitých sudů
, Toky sudů
, Toky nevyužitých sudů
27
, Toky recyklovatelných a tepelně
3.1.2 HRANICE POSUZOVANÉHO PRODUKTOVÉHO SYSTÉMU
Obr. č. 9: Energetické a látkové toky procesů vymezených hranicemi posuzovaného systému Vstupy
Proces
Výstupy HRANICE POSUZOVANÉHO SYSTÉMU
el. energie
zmetky
výroba sudů voda
emise do vzduchu
HD-PE granulát
emise do vody
obalový materiál doprava NO
HD-PE víčka
hluk
oleje, aceton
emise do vzduchu nafta
odběratelé kupující firmy směsný KO
kyslík
NO
spalovna
emise do vzduchu teplo a el. energie
sudy HD-PE sudy HD-PE
odpad – LD-PE pytle
skládka
tuhý odpad zábor půdy
28
Procesy nezahrnuté do posuzovaného systému Do studie nebyla zahrnuta fáze výroby samotného HD-PE, která je z hlediska velikosti svého dopadu na životní prostředí velice významná. Považuji proto za důležité popsat zde tento proces a přiblížit vstupy a výstupy s ním související. Základní surovinou pro výrobu polymerů je ropa, což je kapalina tvořená směsí plynných, kapalných a rozpuštěných tuhých uhlovodíků. Základem zpracování surové ropy v rafinériích je její rozdělení na jednotlivé skupiny uhlovodíků, které se liší bodem varu, tzn. na plyny, benzín, petrolej, plynový olej a mazut. Z benzínu a ethanu se pomocí tzv. pyrolýzy získá ethylen. Při následné polymeraci za nízkého tlaku vzniká lineární polyethylen, který se dá dále upravovat a ovlivňovat tak jeho vlastnosti například různými stabilizátory či změkčovadly. Poslední úpravou je jeho přeměna na různé typy granulátů, sloužících pro různé způsoby výroby. [16] PE-HD LITEN (PE – polyethylen, HD – hight density) slouží pro výrobu plastových výrobků metodou vyfukování. Ve studii není taktéž kvůli nedostatečné relevantnosti dat, zahrnut dopad systému zpětného odběru, tzn. opětovné plnění a vymývání sudů po dobu jejich životnosti. Společnost EUROšarm a.s. je stálým odběratelem sudů od jejich výrobce, firmy J.P.Plast. Po té, co sudy obdrží, jsou vymyty, naplněny a distribuovány k firmám, které spotřebovávají jejich obsah. Při další dodávce plných sudů si společnost odveze prázdné sudy zpět a cyklus se opakuje. Sudů se ale podle zkušeností firmy zdaleka nevrací 100%, proto je správné fungování tohoto systému značně omezeno, pro následnou analýzu dopravy je jejich množství odhadnuto na 50%. Z vrácených sudů je jich zhruba 2 ‰ znečištěno tak, že už nemohou být v systému znovu použity a musí být odevzdány k likvidaci. Počet cyklů, kolikrát sud stihne takto kolovat mezi plnící firmou a jeho spotřebovatelem je odhadnut na 50x za 5 let doby jeho životnosti. Na vymytí jednoho sudu je v průměru potřeba tři litry vody, přičemž se nepoužívají žádné čistící prostředky. Znečištěná voda putuje do neutralizační jímky (pro kyselé vody) a do chlornanové jímky (alkalické vody s obsahem chlornanů nad 5%), kde se upraví její pH na hodnotu sedm a odveze se do čističky odpadních vod. Sudy se plní buď gravitačně, kdy nedochází ke spotřebě žádné elektrické energie, nebo pomocí zařízení o výkonu 1,5 kW/h. 1 sud se naplní zhruba za 1,5 min. Sudy jsou poté po 6 kusech umístěny na dřevěné euro palety o rozměrech 800 x 1200cm a potaženy folií z LD-PE, takto jsou připraveny k přepravě. 29
Ostaní procesy nezahrnuté do posuzovaného systému jsou: • • • • • • • • • • • • • • •
výroba druhotných surovin činnosti lidí doprava surovin a materiálů čerpání vody výroba víček a obalových materiálů doprava víček a obalových materiálů procesy likvidace odpadů z výroby výroba strojů výroba forem výroba dopravních prostředků doprava použitých sudů výroba kontejnerů na sběr výroba třídících zařízení recyklace na výrobky ze směsných plastů výroba recyklačních zařízení
3.1.3 STANOVENÍ FUNKČNÍ JEDNOTKY Základní funkcí sudů je pojmout určitý objem kapaliny, zachování její nezměněné kvality a umožnění její manipulace. Za funkční jednotku jsem tedy stanovila schopnost pojmout 5000 l kapaliny. Počet sudů a váha odpovídající stanovené funkční jednotce jsou uvedeny v tabulce níže.
Tab. č. 2: Stanovení funkční jednotky objem 5000 litrů množství (ks) hmotnost prázdných sudů (kg)
3.2
100 227
INVENTARIZACE
Nyní budou kvantitativně vymezeny materiálové a energetické toky v rámci hranic posuzovaného systému. Nejdříve bude vždy popsána technologie procesu či princip fungování jednotlivých subsystémů, dále budou stanoveny vstupní informace a předpoklady, z nichž je vycházeno. Výsledkem pro každou fázi bude její inventarizační matice s číselnými údaji převedenými na stanovenou funkční jednotku.
30
3.2.1 VÝROBA K výrobě sudů se používá tzv. technologie vyfukování. Touto technologií se vyfukuje ohřátý plastový polotovar (parizon) do dutiny formy. Postup je následující. Během tzv. plastifikace se nejdříve vstupní materiál (granulát HD-PE) nataví na teplotu potřebnou k vyfouknutí ve vytlačovacím stroji, který se nazývá extrudér. Pokud jsou požadovány sudy s určitým zabarvením, do granulátu se před jeho ohřátím přimíchává barvivo. Rozehřátá nohavice materiálu je pak sevřena dvěma polovinami formy, které mají jako celek, když se uzavřou, tvar konečného výrobku. Tlakem vzduchu je pak materiál vytvarován do požadovaného tvaru. Následně je výrobek zchlazený vzduchem. Výrobní cyklus jednoho kusu trvá 90 sekund. Co se týče tuhého odpadu, při výrobě nevzniká žádný odpad v podobě nevyužitého materiálu, potože zmetky či materiál, který zůstane po oříznutí výrobku se podrtí a znovu použije na výrobu. Vzniká pouze NO, který tvoří znečištěná absorpční činidla, tzn. tkaniny, které se používají na pojmutí olejových úkapů ze strojů a při dalších údržbářských pracích. Spotřeba vody je zanedbatelná, protože voda se používá ke chlazení forem a v podstatě obíhá ve stroji. V místě obsluhy stroje vzniká hluk o síle 80 Dec. Jedná se o dvouhrdlé sudy, tudíž na jeden se spotřebují dva uzávěry a dvě ponosové uši k usnadnění manipulace. Uzávěry se vyrábějí a dovážejí z dceřinné společnosti J.P.Plastu na Slovensku a jsou taktéž z HD-PE. Pro přepravu k odběratelům jsou sudy baleny po čtyřech kusech do pytlů z LD-PE10.
Obr. č. 10: Princip výroby vyfukování z parizonu
Zdroj: Vstřikované a vyfukované plasty, http: www.sotallia.com/sotallia.html, (staženo 9.4.2009)
10
Lineární polyethylen nízké hustoty
31
Vstupní informace a přepoklady Pro výpočet inventarizační matice byla použita data z EMS profilu firmy za rok 2008, která byla vztažena k objemu výroby sudů a následně ke stanovené funkční jednotce. Nebylo předpokládáno použití barviva. K výrobě jednoho sudu je potřeba zhruba 2,8kg granulátu. Z důvodu manipulace dochází ke ztrátám okolo 1% a ke zmetkovitosti udávané zhruba okolo 5%. Převod elektrické energie Pro správné posouzení životního cyklu musí studie vzít v úvahu i negativní dopad spotřeby elektrické energie, který nevzniká konkrétně v místě jejího odebrání ze sítě, ale už při výrobě elektrické energie, kdy elektrárny produkují velká množství emisí do ovzduší. Pro převod spotřebované elektrické energie je využita přepočtová tabulka paliv na emise do ovzduší, která udává průměrné emise vznikající při výrobě 1MJ v zařízeních s výkonem nad 5 MW. [17] Tab. č. 3: Emise do ovzduší vznikající při výrobě 1 MJ elektrické energie vypouštěné látky SO2 NOx CO2 tuhé částice
množství (g/MJ) 1,800 0,550 127 0,431
Pro přepočet elektrické energie na množství vyprodukovaných emisí byl využit vzorec: 1 kwh = 3,6 MJ
Tab. č. 4: Inventarizační matice výroby HD-PE sudů Funkční jednotka – 100 ks sudů x 50 l = 5000 l, tj. 280 kg granulátu HD-PE jednotky hodnota vstupy základní materiál HD-PE granulát Kg 296,8 (106%) elektrická energie kW/h 566,9 voda litry * pomocné materiály hydraulický olej litry 0,03 aceton litry 0,01 HD-PE ponosové uši kg 12,4 HD-PE uzávěry kg 4,8 balící materiály LD-PE pytle g 4,5 32
výstupy SO2 NOx CO2 tuhé částice
emise do ovzduší
kg kg kg kg Dec. g g
hluk tuhé odpady
LD-PE pytle NO * údaj není k dispozici (je zanedbatelný)
3,67 1,12 259,19 0,88 80 4,5 50
3.2.2 DOPRAVA Předmětem posuzování je přeprava nových prázdných sudů od výrobce k odběrateli, tzn. plnící firmě, která se stává majitelem sudu. Dále přeprava plných sudů k jejich spotřebitelům a prázdných obalů sudů zpět do plnící firmy po dobu jejich životnosti. Do posuzování není zahrnuta přeprava sudů vyřazených z používání tzn. již jako tuhého odpadu, kterou zajišťuje firma oprávněná k jejich likvidaci a nakládaní s nimi. K přepravě sudů od výrobce k odběrateli je v naprosté většině používán kamion a Avia. Co se týče přepravy mezi plnící firmou a jejími odběrateli, byly využity informace od firmy EURO-šarm. Ze 2% si přepravu zajišťují sami její odběratelé, ale naprostou většinu zajišťuje právě tato firma a to kamiony o nosnosti 8 až 20 tun. Spalování paliva v motorech při silniční přepravě je nedokonalé, to znamená, že kromě oxidu uhličitého dochází i k tvorbě nebezpečných látek jako je oxid uhelnatý, oxid siřičitý, uhlovodíky, tuhé částice, oxidy dusíku a další. Vstupní informace a předpoklady Pro výpočet inventarizační matice byly použity údaje od firmy J.P.Plast a Euro-šarm o maximálním možném nákladu a spotřebě používaných vozidel. Pro zjednodušení a kvůli dostupnosti dat je předpokládána doprava pouze jedním ze zmiňovaných dopravních prostředků a to kamionem o nosnosti 25 t, spotřebou 38 l/100 km a objemem 4O m3. Dále je předpokládáno průměrné vytížení automobilu při cestě s novými sudy a cestě s plnými sudy 75%, při cestě s použitými sudy zpět 50%. Analýza nezahrnuje zpětnou cestu kamionu od plnící firmy k výrobci, protože jede prázdné. Z důvodu nerelevantnosti dat je předpokládán pouze 1 cyklus přepravy sudů. Průměrná přepravní vzdálenost je vzhledem k největším odběratelům v rámci ČR stanovena na 200 km. Existují 2 způsoby pro tvorbu inventarizační matice přepravy. Jednak můžeme vyjádřit vstupy přímo formou spotřeby nafty a výstupy jako emise do ovzduší s tím související (buď výsledky 33
konkrétních měření nebo použít emisní limity podle příslušné EURO normy pro nákladní vozy). Dalším způsobem může být postup uvedený ve studii AMPE, Eco-profiles of the European plastic industry, Report 10, Brusel 1997 [18]. Spotřeba nafty se zde neuvádí v litrech, ale pomocí tzv. energie feedstocku, neboli energie palivových materiálů uvedené v MJ, které jsou v systému použity jako materiál, ne jako palivo. Předpokladem pro využití tohoto postupu je znalost váhového zatížení kamionu. Tento způsob je výstižnější než předchozí, uvedený výše, proto byl zvolen i pro tuto analýzu. Data uvedená v AMPE studii jsou platná pro 20 t nákladu a 1 km vzdálenosti přepravy. Musí být proto vypočteny koeficienty, kterými se platnost údajů upraví pro konkrétní potřeby této práce.
Tab. č. 5: Spotřeba nafty vztažená na funkční jednotku
jednotky nové prázdné sudy
maximální hmotnost nákladu kg 1856
skutečná hmotnost nákladu kg 1392
plné sudy
25000
vyprázdněné sudy zpět
1856
spotřeba nafty na skutečná spotřeba maximální náklad na funkční jednotku l/100 km 30
l/200 km 45
18750
38
57
928
30
30
celková skutečná spotřeba
132
Tab. č. 6: Přepočtové koeficienty spojené s přepravou sudů náklad nové prázené sudy plné sudy vyprázdněné sudy zpět celkový koeficient
použitý vzorec 200/20000*1392 200/20000*18750 200/20000*928
výsledný koeficient 13,92 187,5 9,28 211
34
Tab. č. 7: Inventarizační matice dopravy sudů vstupy koeficienty uhlí hlavní suroviny v MJ ropa (feedstock) zemní plyn uhlí ropa palivo v MJ zemní plyn vodní jaderná Součet paliva a surovin v MJ pomocné suroviny pro baryt výrobu v g bauxit chlorid sodný feromangan železná ruda vápenec olovo voda výstupy tuhé emise CO CO2 SOx emise do vzduchu v g NOx HCI organické látky uhlovodíky kovy CHSK BSK Na+ kyselé látky emise do vody v g kovové ionty CInerozpustné tuhé částice uhlovodíky SO4 rozpustné tuhé částice minerální – z těžby surovin tuhé odpady v g inertní (kaly a popel) smíšený průmyslový
35
výchozí množství (20000 kg/ 1 km) 1 0,456 0,092 0,008 0,448 22,875 1,005 0,012 0,207 25 0,3 0,2 1,5 0,1 35 13 0,2 1456,0
sudy HD-PE celkem 211 96,22 19,41 1,69 94,53 4826,63 212,06 2,53 43,68 5297 63,3 42,2 316,5 21,1 7385 2743 42,2 307216
1,5 12,3 1695,0 8,4 17,1 0,010 0,001 5,440 0,001 0,003 0,002 0,002 0,006 0,002 0,030 4,600 0,020 0,005 0,001 54,6 3,5 2,1
316,5 2595,3 357645 1772,4 3608,1 2,11 0,21 1147,84 0,21 0,63 0,42 0,42 1,27 0,42 6,33 970,6 4,22 1,06 0,21 11520,6 738,5 443,1
3.2.3 LIKVIDACE Pokud byl sud používán pro skladování látek, které ho podle zákona č. 185/2001 Sb. o odpadech činí nebezpečným, stává se po uplynutí doby jeho životnosti pro plnící firmu nebezpečným odpadem a ta ho musí předat oprávněné osobě k likvidaci. Sud pak skončí ve spalovně nebezpečného odpadu vybavené příslušnými zařízeními na čištění spalin, tzn. různými filtry k zachycení nebezpečných látek, toxinů a dioxinů a může být energeticky využit. Jsou dány emisní limity při spalování a také četnost jejich měření, která musí spalovny v daných intervalech vykazovat. Umístění spaloven musí odpovídat charakteru spalovaných odpadů (zda se jedná o spalovny KO či NO), typu spalovacího systému, způsobu využití odpadního tepla či způsobu čištění spalin. Pokud sud nebyl využit pro skladování nebezpečných látek, je v lepším případě uložen do speciálních žlutých kontejnerů pro plasty, jejichž obsah je pak nejčastěji materiálově využit. Tato služba je zadarmo. V tom horším je uložen do kontejnerů pro směsný KO, které jsou zpoplatňovány formou obecních poplatků. Sudy pak putují spolu se směsným odpadem do spaloven KO nebo na skládku. Skládkování je nejstarším a v ČR neoblíbenějším způsobem nakládání s městským a průmyslovým odpadem. Ve srovnání se spalováním je skládkování levnější, ale mnohem náročnější na plochu. Stejně tak na rozdíl od spalování, kde dochází ke skutečné likvidaci odpadu, při skládkování dochází jen k jeho uložení, které může být provázeno jeho chemickými změnami. Umístění skládek se proto musí velmi pečlivě vybírat. Musí být zajištěno, aby nedošlo k jejímu podmáčení či zaplavení a zvážit i blízkost lidských sídel. Princip skládkování spočívá v ukládání odpadu na jednom místě a jeho hutnění, překrývání vrstvou zeminy a následnou rekultivací osázením vhodnou vegetací. [22] Firma J.P.-Plast, s.r.o. je členem systému EKOKOM, což znamená, že za obal byl uhrazen finanční příspěvek pověřené společnosti EKO-KOM, a.s. a v ceně výrobku jsou tudíž zahrnuty náklady spojené s tříděním a recyklací odpadu. Do tohoto systému fungujícího již od roku 1999 se zapojuje stále více soukromých subjektů a obcí. Princip je jednoduchý, společnost EKO-KOM, a.s. vybírá od výrobců a dovozců poplatky za uvedení obalu na trh a z utržených peněz vyplácí odměny obcím, a to přísně podle množství odpadu, které jejich obyvatelé vytřídí. Třídit odpad se tak začíná vyplácet a množství vytříděného odpadu tudíž zvyšovat.
36
Sudy uložené ve speciálních kontejnerech pro plasty jsou primárně využívány pro recyklaci. Do těchto kontejnerů jsou však ukládány všechny druhy plastů, proto je musí firmy, které zajišťují jejich odvoz, napřed vytřídit podle druhů plastů, které pak mohou být dodány pro různé druhy recyklace. Vytříděný plast HD-PE je použit k výrobě regranulátu HD-PE. Pokud plasty nejsou roztříděny, mohou být použity pro výrobky ze směsných plastů, jejichž použití je ale omezeno jejich nižší kvalitou. Recyklace použitých neznečištěných sudů HD-PE na HD-PE regranulát HD-PE je zcela recyklovatelný materiál. Společnost PESL s.r.o. se zabývá drcením a regranulací různých druhů plastů, ale informace, které byly poskytnuty nejsou dostatečně relevantní, proto nebyla možnost recyklace zahrnuta do této analýzy, navíc jen malé procento sudů směřuje skutečně k recyklaci právě z důvodu jejich primární funkce skladování nebezpečných látek. Technologický postup výroby regranulátu spočívá nejprve v rozdrcení surovin v podobě použitých plastů z HD-PE, jejich praní a sušení. Tato suchá drť je pak v extruderu natavena a přes filtrační síta je tato tavenina odfiltrována od zbytkových pevných nečistot. Dále se tavenina řeže na granule, které jsou chlazeny ve vodní lázni. Takto vzniklý regranulát je potom zpracováván finálními zpracovateli na desky, trubky, profily nebo folie. Výrobky z regranulátu nemají potravinářský atest ani garanci dlouhodobých mechanických vlastností, proto nemohou být využity například jako izolační folie pod skládky či tlakové trubky na vodu a plyn. Spalování Vstupní informace a předpoklady Použité HD-PE sudy se dají ve spalovně využít pro získání tepelné energie, která se zpětně získává pomocí výměníků tepla, které přenosem extrahují energii ze spalných plynů. Výhřevnost 1kg HD-PE je 45-46 MJ. [21] PE-HD LITEN není samo osobě nebezpečnou látkou, ani neobsahuje žádné nebezpečné látky ve smyslu zákona č. 356/2003 Sb. a součet koncentrací těžkých kovů jako je olovo, kadmium, rtuť a chrom nepřesahuje 100 ppm., tudíž v dobře zajištěné spalovně skončí tyto přísady ve struzce spalovacího kotle. Při kvalitně řízeném spalovacím procesu za dostatečného množství kyslíku tak vznikne pouze oxid uhličitý a voda. HD-PE je nasycený lineární uhlovodík, množství uvolněného CO2 proto můžeme vypočítat ze vzorce CnH2n+2. Protože n je velmi velké, stačí +2 (koncové vodíky) zanedbat a vzít jen
37
CnH2n. Pro výpočet použijeme hodnoty relativních atomových hmotností jednotlivých prvků (C=12,01; H=1,01; O=16,00). HD-PE shoří v kyslíku podle rovnice: Cn H2n + 1,5n O2 = n CO2 + n H2O Celou rovnici vydělíme n: CH2 (14,03g) + 1,5.O2 (48,00g) = CO2 (44,01g) + H2O (18,02g). Trojčlenkou pak vypočteme, že z 1000 g PE (CH2 ) vznikne 3137g CO2. [19]
Tab. č. 8: Inventarizační matice spálení sudů HD-PE Funkční jednotka – 100 ks sudů, 227 kg vstupy sudy HD-PE
jednotky kg
hodnota 227
MJ kg
10215 712,1
výstupy energie emise do ovzduší
CO2
Skládkování Vstupní informace a předpoklady PE-HD je inertní a stabilní materiál, což znamená, že při jeho uložení na skládce nevznikají žádné emise do vody, ani do půdy. Objektem posouzení tedy bude pouze velikost půdy, kterou zabírá. Současné stlačovací technologie mohou snížit objem sudu až o 80%. Předpokládaný objem sudu uloženého na skládce je stanoven jako 30 litrů, což je průměr minimální a maximální hodnoty. Objem funkční jednotky PE-HD je pak 3000 litrů, tj. 3 m3.
Tab. č. 9: Inventarizační matice spálení sudů HD-PE Funkční jednotka – 100 ks sudů, 232 kg vstupy sudy HD-PE
jednotky kg
hodnota 227
kg m3
227 3
výstupy tuhý odpad zábor půdy
38
3.2.4 SOUHRNNÁ INVENTARIZAČNÍ MATICE Nyní je potřeba převést údaje zjištěné v jednotlivých posuzovaných cyklech do jedné souhrnné inventarizační matice, která bude využita k posouzení systému jako celku z hlediska dopadů na životní prostředí. Protože způsob a velikost zatížení životního prostředí se v této analýze liší pouze podle způsobu likvidace sudu, jsou vypracovány 2 konečné varianty souhrnné inventarizační matice, a to varianta skládka a varianta spalovna. Nejprve se musí sladit jednotky, použité pro vyjádření množství jednotlivých toků a dále seskupit podobné toky do jednotlivých kategoríí a především určit, které z nich pak budou posuzovány.
celkem
skládka
spalovna
distribuce
výroba sudů
vstupy
jednotky
Tab. č. 10: Souhrnná inventarizační matice
základní uhlí suroviny ropa (feedstock) zemní plyn energie celkem
MJ 96,22 MJ 19,41 MJ 1,69 MJ 2040,84 5178,44
-10215
96,22 skládka 19,41 energie 1,69 celkem -2995,7
součet energie paliva a surovin funkční jednotka v kg
MJ 2040,84 5295,76
-10215
-2878,4
pomocné suroviny
ostatní materiál
bauxit baryt chlorid sodný železná ruda feromangan olovo vápenec voda aceton hydraulický olej HD-PE víčka HD-PE ponosové uši LD-PE folie
7336,60
podíl z funkční 227 jednotky kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg
0,042 0,063 0,317 7,39 0,021 0,042 2,74 307,22 0,01 0,03
0,042 0,063 0,317 7,39 0,021 0,042 2,74 307,22 0,01 0,03
0,02% 0,03% 0,14% 3,26% 0,01% 0,02% 1,21% 135,34% 0,004% 0,01%
kg kg
4,8 12,4
4,8 12,4
2,12% 5,46%
kg
0,005
0,005
0,002%
výstupy celkem emisí do ovzduší – (CO2 – Nox) 39
10385
Podíl ze součtu
emise do ovzduší
emise do vody
tuhé odpady
tuhé emise CO CO2 Sox,SO2 NOx HCL organické látky uhlovodíky kovy
g g g g g g g
880 259190 3670 1120
g g
316,5 2595,3 357645 766056 1772,4 3608,1 2,11 0,21
1196,5 2595,3 1382891 5442,4 4728,1 2,11 0,21
11,52% 24,99% 12796,7% 52,41% 45,53% 0,02% 0,002%
1147,84 0,21
1147,84 0,21
11,05% 0,002% Podíl ze součtu 4,21% 2,80% 2,80% 8,48% 2,80% 42,27% 28,17% 6479,31%
celkem emisí do vody – nerozpustné tuhé částice CHSK g 0,63 BSK g 0,42 Na+ g 0,42 kyselé látky g 1,27 kovové ionty g 0,42 CLg 6,33 uhlovodíky g 4,22 nerozpustné g 970,6 tuhé částice SO4 g 1,06 rozpustné g 0,21 tuhé částice celkem tuhé odpady nebezpečný g odpad ostatní odpad g
14,98 0,63 0,42 0,42 1,27 0,42 6,33 4,22 970,6
1,06 7,08% 0,21 1,40% Podíl ze 12756,7 součtu 50 0,39%
50 4,5 12720,8
244200 Zábor půdy = 3 m3
12706,7 99,61%
Popis toků shrnutých v souhrnné inventarizační matici Předmětem posouzení ve fázi LCIA se stane celková spotřeba energie vyjádřená v MJ, která zahrnuje jednak spotřebu el. energie při výrobě a jednak spotřebu energie ve fázi distribuce vyjádřenou jako feedstock energie. Pomocné suroviny pro výrobu nafty řadíme mezi neobnovitelné zdroje, ale vzhledem k jejich malému množství nebudou dále součástí posouzení. Aceton a hydraulický olej používaný při výrobě k údržbě strojů jsou vyjádřeny jako výstup ve formě nebezpečného odpadu. Pro víčka a ponosové uši je ve variantě spalovna uvažováno taktéž jejich spálení a ve variantě skládka navyšují tuhý odpad. Nebezpečný odpad navyšuje kategorii tuhé odpady, narozdíl od nich se však podle zákona o odpadech musí spálit, emise související se spálením NO nejsou součástí souhrnné inventarizační matice a tudíž nebudou ani součástí posouzení, stejně tak jako jeho zpětné energetické využití. 40
3.3
POSUZOVÁNÍ DOPADŮ ŽIVOTNÍHO CYKLU
Nyní známe veškeré toky vstupů a výstupů a jejich množství v rámci funkční jednotky určené k posouzení dopadu na životní prostředí. V rámci této fáze se stanovují povinné prvky fáze LCIA a to mezinárodně platné kategorie dopadu, indikátory kategorie dopadu, charakterizační modely a jimi určené charakterizační faktory. Charakterizační modely, ze kterých je v rámci této studie vycházeno, jsou model vytvořený Mezinárodním panelem pro změny klimatu (IPCC) a model CML 2002 vytvořený Universitou v Leidenu v Nizozemí. [20] Součástí posouzení se stanou pouze emise, pro jejichž převod na společnou jednotku indikátoru kategorie byly v charakterizačním modelech nalezeny příslušné převodové koeficienty. Odběr látek a energií ze životního prostředí V průběhu posuzovaného životního cyklu dochází ke spotřebě neobnovitelných zdrojů (uhlí, ropa a zemní plyn) a to nepřímo, jednak formou spotřebované elektrické energie při výrobě a dále formou energie potřebné pro výrobu nafty, včetně energie jejích základních surovin (feedstock energie). Dále dochází ke spotřebě primárních obnovitelných zdrojů, a to konkrétně vody. Spotřeba vody nebude dále předmětem hodnocení. Hodnotit budeme pouze spotřebu energie, a to formou kategorie dopadu Energetická náročnost – spotřeba primárních energetických surovin. Vnášení látek a energií do životního prostředí V průběhu posuzovaného životního cyklu dochází k vnášení látek do životního prostředí a to formou emisí do ovzduší, do vody a do půdy (tuhé odpady). Vzhledem ke konkrétním produkovaným emisím bude dále hodnocen příspěvek ke klimatickým změnám, příspěvek k acidifikaci, příspěvek k fotochemické tvorbě, příspěvek k eutrofizaci a produkce tuhého odpadu. Kategorie dopadu: Změna klimatu Velikost příspěvku ke klimatickým změnám je dána dle množství vyprodukovaných skleníkových plynů na funkční jednotku. Tyto plyny, pokud se dlouhodobě vyskytují v atmosféře, absorbují infračervené záření, díky čemuž je ohřívána spodní vrstva atmosféry a zemský povrch. Indikátorem kategorie je tudíž infračervené záření a konečným bodem kategorie např. korálové útesy, les, úroda. V rámci posuzovaného životního cyklu funkční 41
jednotky sudů HD-PE působí v kategorii dopadu Změna klimatu oxid uhličitý a oxid uhelnatý. Podle charakterizačního modelu vytvořeného Mezinárodním panelem pro změny klimatu (IPCC) stanoveném pro časový horizont 100 let, je oxid uhličitý společnou jednotkou indikátoru kategorie dopadu, tzn. jeho převodový koeficient má hodnotu 1. Charakterizačním faktorem je tedy Potenciál globálního oteplování (GWP100) pro každý skleníkový plyn udávaný v kg CO2-ekvivalenty/kg plynu. Kategorie dopadu: Acidifikace Velikost příspěvku k acidifikaci (okyselení vody a půdy) je dána dle množství vyprodukovaných kyselých plynů. Tyto plyny v přírodě zvyšují kyselost (tzn. snižují pH hodnotu). Prvotně postihují ovzduší a následně se dostávají do vody a půdy. Indikátorem kategorie je uvolnění protonu (H+) a konečným bodem kategorie jsou vody a půdy. V rámci našeho posuzovaného životního cyklu působí v této kategorii oxidy síry a oxidy dusíku. Podle charakterizačního modelu CML 2002 vytvořeného Universitou v Leidenu v Nizozemí je společnou jednotkou indikátoru kategorie dopadu oxid siřičitý, tzn. jeho převodový koeficient má hodnotu 1. Charakterizačním faktorem je tedy Potenciál acidifikace (AP) pro každý plyn přispívající k acidifikaci, udávaný v kg SO2-ekvivalenty/kg plynu. Kategorie dopadu: Tvorba fotooxidantů Velikost příspěvku k fotochemické tvorbě je dána množstvím vyprodukovaných těkavých organických látek a dále množstvím plynů, se kterými tyto látky v přítomnosti slunečního záření reagují a dochází tak k fotochemické tvorbě – tvorbě fotochemického smogu, neboli přízemního ozonu. Je nutné rozlišovat mezi stratosférickým a troposférickým (přízemním) ozonem. Ozon nacházející se ve stratosféře je pro Zemi velmi prospěšný, protože tvoří ozónovou vrstvu, která zachycuje škodlivé UV záření. Naopak přízemní ozon je škodlivý, poškozuje jak lidské zdraví tak vegetaci a jeho růst v přízemní vrstvě se v posledních letech stal významným problémem životního prostředí. Indikátorem této kategorie je tedy tvorba O3, konečnou kategorií dopadu je veškerá vegetace. V rámci tohoto posuzovaného životního cyklu působí v kategorii dopadu Tvorba fotooxidantů oxidy dusíku a síry, uhlovodíky a oxid uhelnatý, které reagují s těkavými organickými látkami a vzniká tak přízemní ozon. Podle charakterizačního modelu CML 2002 je společnou jednotkou indikátoru kategorie dopadu etylen, tzn. jeho převodový koeficient má hodnotu 1. Charakterizačním faktorem je tedy Potenciál fotochemické tvorby (POCP) udávaný v kg etylenu-ekvivalenty/kg plynu.
42
Kategorie dopadu: Eutrofizace Velikost příspěvku k eutrofizaci vod se hodnotí dle množství vyprodukovaných dusíkatých látek, draslíkatých látek a fosforečnanů. Ty pak mají za důsledek růst zelených rostlin, což vede k nedostatku kyslíku ve vodě a vymírání ryb. Indikátorem kategorie dopadu je tedy úbytek kyslíku a konečnou kategorií dopadu je vodstvo. Podle charakterizačního modelu CML 2002 jsou společnou jednotkou indikátoru kategorie dopadu fosforečnany, tzn. jejich převodový koeficient má hodnotu 1. Charakterizačním faktorem je tedy Potenciál eutrofizace (NP) udávaný v kg PO43--ekvivalenty/kg látky. Kategorie dopadu: Produkce tuhého odpadu Protože v průběhu posuzovaného životního cyklu dochází k větší či menší produkci tuhých odpadů, jako jedna z kategorií dopadu byla tudíž stanovena i produkce tuhého odpadu. Tato kategorie nepodléhá žádnému z charakterizačním modelů, stejně jako kategorie energetické náročnosti. Jde čistě o kvantifikování množství tuhého odpadu v průběhu posuzovaného životního cyklu.
3.3.1
KLASIFIKACE - CHARAKTERIZACE
Klasifikace je proces přiřazení v inventarizaci zjištěných toků k jednotlivým kategoriím dopadu. Charakterizace je pak procesem, kdy se hodnoty jednotlivých látek v rámci kategorie dopadu převádí pomocí převodových koeficientů na společnou jednotku. Pro zjednodušení jsou v rámci této práce tyto dvě fáze spojeny v jednu, tzn. v tabulkách níže je provedena klasifikace a zároveň převody na společnou jednotku. Emise s následnými a paralelními účinky Pokud jsme stanovili např. kategorii dopadu škodlivost vůči lidskému zdraví a kategorii dopadu acidifikace, emise oxidu sičiřitého jsou součástí obou z nich, ale ta část jeho vyprodukovaného množství, kterou vdechneme, už se nemůže podílet na acidifikaci. Jedná se tedy o emise s paralelními účinky a musí se provést tzv. alokace. Jedná se o proces, kdy se stanoví, jaké procentuální množství sledované emise působí ve stanovených kategoriích dopadu. Naopak emise s následnými účinky působí ve všech kategoriích, jejichž jsou součástí, v nezměněném množství a alokace se provádět nemusí. V rámci této studie působí ve více kategoriích dopadu oxidy síry, oxidy dusíku a oxid uhelnatý. Protože ale v kategorii dopadu
43
tvorba fotooxidantů působí pouze jako katalyzátory, můžeme je ponechat v nezměněném množství i v ostatních kategoriích dopadu.
Tab. č. 11: Energetická náročnost – spotřeba primárních energetických surovin Energetická náročnost
jednotky
výroba distribuce likvidace celkem
MJ MJ MJ MJ
varianta spalovna
varianta skládka
2040,84 5295,76 -10215,00 -2878,40
2040,84 5295,76 7336,60
Tab. č. 12: Změna klimatu klasifikace Potenciál globálního oteplování (GWP100)
varianta spalovna (kg)
CO2 CO celkem
1388,89 2,60 1391,49
charakterizace
varianta skládka (kg)
faktor CO2/kg
616,84 1,00E+00 2,60 2,00E+00 619,44
varianta spalovna (kg CO2-ekv.) 1382,89 5,20 1388,09
varianta skládka (kg CO2-ekv.) 616,84 5,20 622,04
Tab. č. 13: Acidifikace klasifikace Potenciál acidifikace (AP) SO2 NOx celkem
varianta spalovna (kg)
charakterizace
varianta skládka (kg)
5,44 4,73 10,17
faktor SO2/kg
5,44 1,00E+00 4,73 5,00E-01 10,17
varianta spalovna (kg SO2-ekv.) 5,44 0,24 5,68
varianta skládka (kg SO2-ekv.) 5,44 0,24 5,68
Tab. č. 14: Tvorba fotooxidantů klasifikace Potenciál fotochemické tvorby (POCP) SO2 NOx CO uhlovodíky celkem
varianta spalovna (kg) 5,44 4,73 2,60 1,15 13,92
charakterizace
varianta skládka (kg) 5,44 4,73 2,60 1,15 13,92
faktor etylen/kg 4,80E-02 2,80E-02 2,70E-02 3,37E-01
44
varianta spalovna (kg etylen-ekv.) 0,26 0,13 0,07 0,39 0,85
varianta skládka (kg etylen-ekv.) 0,26 0,13 0,07 0,39 0,85
Tab. č. 15: Eutrofizace klasifikace Potenciál eutrofizace (NP)
varianta spalovna (kg)
CHSK NOx celkem
charakterizace
varianta skládka (kg)
0,00 4,73 4,73
0,63 4,73 4,73
faktor PO43/kg
varianta spalovna (kg PO43-ekv)
2,20E-02 1,30E-02
varianta skládka (kg PO43-ekv)
0,00 0,06 0,06
0,00 0,06 0,06
Tab. č. 16: Produkce tuhého odpadu
Produkce tuhého odpadu
jednotky
varianta spalovna
varianta skládka
nebezpečný odpad
kg
0,005
0,005
ostatní odpad
kg
12,76
256,91
cekem
kg
12,77
256,92 zábor půdy 3m3
3.4
INTERPRETACE ŽIVOTNÍHO CYKLU
Nejvyšší dopad má posuzovaný životní cyklus právě v kategorii změna klimatu, což je způsobeno velkou produkcí skleníkových plynů z důvodu spotřeby energie a spotřeby pohonných hmot. Skleníkový efekt má globální charakter a bez ohledu na místo a rozsah působení těchto emisí přispívá k oteplování planety. U varianty spalovna jsou tyto emise o dost vyšší, protože při spálení 1 kg polyetylenu vznikne zhruba třikrát takové množství skleníkového plynu. Narozdíl od varianty skládka ale dochází ke skutečné likvidaci sudů, protože zbylý popel a prach tvoří zhruba jen 5% jejich původní váhy. U varianty skládka nedojde k jejich zneškodnění a tuhý odpad je proto navýšen o celou funkční jednotku, jejíž objem po stlačení činí zhruba 3m3 a na skládce se bude rozkládat velmi dlouho. Biologická degradace polyetylenu trvá stovky let.
45
Produkci odpadů ve variantě spalovna tvoří narozdíl od skládky pouze nebezpečný odpad v podobě znečištěných absorpčních činidel a tuhé odpady související s výrobou a spotřebou nafty. O mnoho menší vliv má sledovaný životní cyklus v kategoriích dopadu acidifikace, eutrofizace a tvorba fotooxidantů. Na aicidifikaci se podílí emise související jednak se spotřebou elektrické energie a jednak s distribucí sudů, tzn. spalováním fosilních paliv. V kategorii dopadu eutrofizace a tvorba fotooxidantů působí pouze emise související s přepravou sudů a to jen v rámci jednoho cyklu jeho životnosti, proto je velikost dopadu v těchto kategoriích téměř zanedbatelná. Co se týče spotřeby energie, tvoří ji spotřeba elektrické energie ve fázi výroby sudů a energie potřebná pro výrobu nafty včetně energie jejích základních surovin. Protože ve studii není zahrnuta energetická náročnost výroby regranulátu HD-PE a energetická náročnost opětovného čištění a plnění sudů po dobu jejich životnosti, dostáváme se u varianty spalovna do zajímavých čísel. Zpětně získaná energie při spalování sudů převyšuje její spotřebu v rámci předchozích fází. Pokud ale sudy nejsou energeticky využity, spotřeba energie tvoří zhruba 7 300 MJ.
Graf č. 1: Změna klimatu Negativní dopady životního cyklu sudů SDH 50 UN 1600
1400
1200
varianta spalovna
kg
1000
800
varianta skládka
600
400
200
0
Změna klimatu k ate gorie dopadu
46
Graf č. 2: Negativní dopady posuzovaného životního cyklu sudů SDH 50 UN Negativní dopady životního cyklu sudů SDH 50 UN 6
5
kg
4
varianta spalovna
3
varianta skládka
2
1
0
Acidifikace
Tvorba fotooxidantů
Eutrofizace
kategorie dopadu
Graf č. 3: Energetická náročnost posuzovaného životního cyklu sudů SDH 50 UN Energetická ná ročnost posuzovaného životního cyklu sudů SDH 50 UN 8000 6000 4000 2000
MJ
0 -2000
výroba
distribuce
likvidace
varianta spalovna varianta skládka
-4000 -6000 -8000 -10000 -12000
Graf. č. 4: Produkce tuhého odpadu Produkce tuhého odpadu 300 250
kg
200 150 100 50 0 varianta spalovna
varianta skládka
47
ZÁVĚR Cílem této práce bylo představit a vysvětlit metodu posuzování životního cyklu a pokusit se ji aplikovat na konkrétní produkt – plastový sud z vysokohustotního polyetylenu určený pro přepravu a skladování nebezpečných látek, vyráběný firmou J.P.-Plast, s.r.o. Výsledek studie ukázal, že nejvíce vyprodukovaných emisí jsou skleníkové plyny, a to konkrétně oxid uhličitý a oxid uhelnatý a tudíž environmentální zátěž posuzovaných fází životního cyklu je nejvyšší v kategorii dopadu změna klimatu. Protože produkce těchto plynů úzce souvisí se spotřebou elektrické energie a spotřebou pohonných hmot v rámci distribuce sudů v systému zpětného odběru, nelze než konstatovat, že environmentálním cílem firmy J.P.-Plast by měla být především neustálá snaha o snižování energetické náročnosti výroby a snaha o maximální vytížení kamionu sudy při jejich distribuci. Společnost ale tyto otázky již dlouhodobě řeší a každým rokem si stanovuje nové cíle v environmentální oblasti, jako je právě snižování spotřeby energie a produkce komunálního a nebezpečného odpadu. Snížení negativních dopadů plynoucích z výroby el. energie lze také dosáhnout zpětným energetickým využitím sudů ve spalovnách, protože výhřevnost polyetylenu je velmi vysoká, pohybuje se okolo 45 až 46 MJ na 1 kilogram materiálu. Firma taktéž svým členstvím v systému EKOKOM podporuje opětovné využití svých výrobků formou recyklace, která ale nebyla jako jedna z možností konečné likvidace sudu posouzena, proto její environmentální dopad není zjištěn. Co se týče ostatních posuzovaných oblastí jako je okyselování vody a půdy, příspěvek k tvorbě přízemního ozonu či znečištění vod formou nepřirozené eutrofizace, nalezený dopad je o mnoho menší, ovšem to především proto, ze studie neobsáhla všechny fáze životního cyklu výrobku a protože některé emise nebyly vůbec zařazeny do posuzování. Jednak z důvodu jejich nedostatečné specifikace a jednak protože pro ně nebyly nalezeny charakterizační faktory. Stejně tak i celková spotřeba energie a množství tuhého odpadu by byla mnohokrát vyšší. Zjištěné výsledky mají tudíž z pohledu celého životního cyklu sudů spíše demonstrativní charakter. Závěrem bych chtěla zdůraznit, že metodologie a především fáze posuzování dopadu (LCIA) studií LCA se stále vyvíjí a vytvářejí se nové charakterizační modely s přesnějšími daty. Význam studií LCA v soukromém sektoru roste spolu s rozšiřováním možností jejich uplatnění a se změnou preferencí spotřebitelů, kteří začínají upřednostňovat výrobky, u nichž byla prokazatelně zjištěna nižší zátěž na životní prostředí v porovnání s ostatními. 48
LITERATURA [1] MOLDAN, B. Globální ekologická krize a konzervativní politika ochrany životního prostředí. [online], Univerzita Karlova v Praze, 18. Květen 2005, [Citace: 5. Březen 2009.] http://www.czp.cuni.cz/Osoby/Moldan/Publikace/t118a.htm. [2] REMTOVÁ, K. Strategie podniku v péči o životní prostředí. Dobrovolné nástroje. Praha : Vysoká škola ekonomická v Praze, nakladatelství Oeconomica, 2006. ISBN 80-245-1086-3. [3] ČAMROVÁ, L.(ed.) Ekonomie a životní prostředí - nepřátelé, či spojenci? Praha : Alfa Publishing, Liberální Institut, 2007. ISBN 978-80-86851-69-3. [4] KELLER, J. Až na dno blahobytu: ke společenským kořenům ekologické krize. Brno : Hnutí Duha, 1990. ISBN 80-903085-7-0 [5] MOLDAN, B. Bariéry uplatnění udržitelného rozvoje v ČR. Univerzita Karlova v Praze. [Online] 1999. [Citace: 5.Březen 2009.] http://www.czp.cuni.cz/Osoby/Moldan/Publikace/t109.htm [6] MOLDAN, B. Lidé na naříznuté větvi - rukověť o trvale udržitelném rozvoji. Univerzita Karlova
v
Praze.
[Online]
18.
Květen
2005.
[Citace:
10.
Březen
2009.]
http://www.czp.cuni.cz/osoby/Moldan/Publikace/Vetev/Default.htm. [7] NÁTR, L. Rozvoj trvale neudržitelný. Praha : Univerzita Karlova v Praze, Nakladatelství Karolinum, 2005. ISBN 80-246-0987-8. [8] KOUŘIL, V., MIESSLER, J. Čerstvě natřeno. Zn.: na zeleno. Sedmá generace. [Online] Hnutí duha, 4. leden 2008. [Citace: 16. Březen 2009.] http://sedmagenerace.cz/index.php. [9] HANUS, R., a další. Inovace výrobků a jejich systémů. CIR - Centrum inovací a rozvoje. [Online] 2004. [Citace: 10. Březen 2009.] http://www.cir.cz/prirucka-lca. [10] REMTOVÁ, K. Posuzování životního cyklu - METODA LCA. Praha : Ministerstvo životního prostředí, 2003. ISBN 80-7212-232-0. [11] Internetový portál Technické normy. Technické normy. [Online] 2009. [Citace: 10. Březen 2009.] http://www.technickenormy.cz/csn-en-iso-14040-environmentalnimanagement-posuzovani-zivotniho-cyklu-zasady-a-osnova/ [12] Česká technická norma ČSN EN ISO 14040. Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Zásady a osnova. Praha: Český normalizační institut, 2006.
49
[13] Česká technická norma ČSN EN ISO 14044. Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Požadavky a směrnice.. Praha: Český normalizační institut, 2006. [14] Internetový portál Life cycle assessement LCA, LCA – nástroje. [online], ETC Consulting group s.r.o., 8. Leden 2009. [Citace: 15. Březen 2009.] http://www.lca.cz/cz/108nastroje. [15] Internetový portál CENIA, Česká informační agentura životního prostředí, O ekoznačení. [Online], CENIA, 2008. [Citace: 16. Březen 2009.] http://www.cenia.cz/web/www/webpub2.nsf/Spid/MZPMSFGRIOAW. [16] JIRÁSEK, J., VAVRO, M. Nerostné suroviny a jejich využití. [online], Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, 2007, [Citace: 1. Duben 2009.] http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyuzitiropy.html [17] KUČERA, J. Posuzování dopadu servisních služeb na životní prostředí pomocí metody LCA. Praha, 2002. 80 s. Diplomová práce na Fakultě národohospodářské Vysoké školy ekonomické v Praze. Vedoucí diplomové práce Ing. Květa Remtová CSc. [18] PŘIBYLOVÁ, M. Skleněné a PET lahve na minerální vody: posuzování životního cyklu. Olomouc: Hnutí DUHA, 2000. [19] PETRUJ, J. Chemická rovnice spalování HD-PE. [elektronická korespondence], Ústav materiálů CHF VUT v Brně, [Citace: 20. Duben 2009.] [20] Characterisation factors database CML IA. [online], Institute of Environmental Sciences (CML), Universiteit Leiden, 2009. [Staženo: 29. Duben 2009.] http://cml.leiden.edu/software/data-cmlia.html#feedback [21] Interní materiály firmy J.P.-Plast, s.r.o. [22] REMTOVÁ, K. Cesty k čistší produkci a spotřebě. Praha: Vysoká škola ekonomická v Praze, 1994. ISBN 80-7079-664-2
50
SEZNAM CHEMICKÝCH ZNAČEK BSK
biologická spotřeba kyslíku
CL-
chlor
CO
oxid uhenatý
CO2
oxid uhličitý
H+
protony vodíku
HD-PE
lineární polyetylen vysoké hustoty
HCL
kyselina chlorovodíková
CHSK
chemická spotřeba kyslíku
LD-PE
lineární polyetylen nízké hustoty
Na+
sodík
NOx
oxidy dusíku
PO43-
fosforečnany
SO2
oxid siřičitý
SOx
oxidy síry
SO4
sírany
51
SEZNAM TABULEK/OBRÁZKŮ/GRAFŮ Tab. č. 1: Normy řady ISO 14040
12
Tab. č. 2: Stanovení funkční jednotky
30
Tab. č. 3: Emise do ovzduší vznikající při výrobě 1 MJ elektrické energie
32
Tab. č. 4: Inventarizační matice výroby HD-PE sudů
32
Tab. č. 5: Spotřeba nafty vztažená na funkční jednotku
34
Tab. č. 6: Přepočtové koeficienty spojené s přepravou sudů
34
Tab. č. 7: Inventarizační matice dopravy sudů
35
Tab. č. 8: Inventarizační matice spálení sudů HD-PE
38
Tab. č. 9: Inventarizační matice spálení sudů HD-PE
38
Tab. č. 10: Souhrnná inventarizační matice
39
Tab. č. 11: Energetická náročnost – spotřeba primárních energetických surovin
44
Tab. č. 12: Změna klimatu
44
Tab. č. 13: Acidifikace
44
Tab. č. 14: Tvorba fotooxidantů
44
Tab. č. 15: Eutrofizace
45
Tab. č. 16: Produkce tuhého odpadu
45
Obr. č. 1: Trvale udržitelný rozvoj
7
Obr. č. 2: Životní cyklus výrobku a jeho fáze
14
Obr. č. 3: Stanovení cíle a vymezení rozsahu LCA
15
Obr. č. 4: Vztah přínosů a nákladů analýz LCA
16
Obr. č. 5: Vztah prvků uvnitř interpretační fáze k ostatním fázím LCA
21
Obr. č. 6: Ekoznačka ČR „Ekologicky šetrný výrobek“ a ekoznačka EU „The Flower“ 23 Obr. č. 7: Sud dvouhrdlý – SDH 50 UN
25
Obr. č. 8: Základní schéma životního cyklu sudu SDH 50 UN
27
Obr. č. 9: Energetické a látkové toky procesů vymezených hranicemi posuzovaného systému
28
Obr. č. 10: Princip výroby vyfukování z parizonu
31
Graf č. 1: Změna klimatu
46
Graf č. 2: Negativní dopady posuzovaného životního cyklu sudů SDH 50 UN
47
Graf č. 3: Energetická náročnost posuzovaného životního cyklu sudů SDH 50 UN
47
Graf. č. 4: Produkce tuhého odpadu
47 52
