Életciklus elemzés Life Cycle Assessment LCA

Életciklus elemzés Life Cycle Assessment LCA Siposné Molnár Tímea tudományos munkatárs Bodnárné Sándor Renáta tudományos munkatárs István Zsolt osztályvezető

Budapest, 2014. október 30.

Bay Zoltán nonprofit Kft. bemutatása

K+F tevékenység az alábbi területeken: - Anyagtudomány, nanotechnológia és lézertechnológia - Biotechnológia - Információs és kommunikációs technológia - Környezetipar - Logisztika és ipari gyártástechnológia - Mechanikai, fizikai, kémiai-analitikai méréstechnika - Genomika - Szabályozástechnika

Környezetmenedzsment és Logisztika Osztály • Hulladékgazdálkodási rendszerek tervezése, fejlesztése, vizsgálata

• Termelő és szolgáltató vállalatok logisztikai optimalizálása – Simul8, Plant Simulation

folyamatainak

szimulációja,

• Termelő és szolgáltató vállalatok gyártási folyamatainak és termékeinek teljes életciklus szemléletű (LCA) környezetvédelmi célú vizsgálata – GaBi szoftver • Döntéstámogató térinformatikai alkalmazások a járattervezés, valamint a logisztikai rendszerelemek telepítési kérdéseinek területén – ArcGIS, Routesmart for ArcGIS

Életciklus-elemzés (LCA – Life Cycle Assessment)

„A termékkel kapcsolatos környezeti tényezők és potenciális hatások értékelésének olyan módszere, amely leltárt készít a termékkel kapcsolatos folyamatok rendszerének bemenetéről és kimeneteiről; kiértékeli az ezekkel kapcsolatos potenciális környezeti hatásokat; értelmezi a leltári elemzésnek és a hatásértékelés fázisainak eredményeit a tanulmány céljainak figyelembevételével." [MSZ EN ISO 14040]

Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

www.bayzoltan.hu

Az LCA lépései avagy Hogyan is csináljam…? Életciklus elemzés keretrendszere Cél és Tárgy meghatározása Közvetlen alkalmazások:

Leltárelemzés

Hatásértékelés

[ISO 14040]

Interpretáció

- termék fejlesztés és javítás - stratégiai tervezés - politikai döntéselőkészítés - marketing - egyéb

MIÉRT? Mire jó ez? Fenntarthatósági stratégiák döntéstámogató eszköze !

1.Vállalati alkalmazások 2. Közigazgatási alkalmazások •

Ökocímke odaítélése,

•

Betét-visszatérítési rendszer kialakítása;

•

Támogatások és adórendszer reformja;

•

Általános irányelvek, meghatározása.

környezetpolitika

•Erőforrás-felhasználás optimalizálására, •Gyenge-pont elemzés •Emissziók csökkentésére; •Összehasonlító készítésére;

elemzések

•Termékek, folyamatok, szolgáltatások tervezésére, vagy fejlesztésére (eco-design); •Stratégiai tervezés, Marketing célokra, fenntarthatósági jelentés

1. Lépés: A tanulmány céljának és tárgyának meghatározása Cél

• A tanulmány célját egyértelműen definiálni kell - Miért, kinek, milyen célból? Tárgy • Funkcionális egység : referencia egység, amire az input-output adatok vonatkoznak

• Rendszerhatárok kijelölése: a vizsgált termékrendszer meghatározása, mely folyamatok a részei a vizsgált termékrendszernek:  A fő gyártási/feldolgozási folyamatok Input és output adatai  Segédanyagok előállítása,  Disztribúció/szállítás, üzemanyag előállítás,

 Tüzelőanyagok, villamos energia, hőenergia felhasználása, előállításuk,  Termékek használata és karbantartása  Hulladékkezelés, Emissziók (légszennyezés, víz és talajszennyezés)  Használt termékek újrhasználata/anyagában történő újrahasznosítása, hasznosítása Berendezések, épületek „előállítása”, karbantartása… Egyéb inputok (pl. kenőanyagok, műtrágya, stb.) és egyéb környezeti tényezők…

energetikai

1. Lépés: A tanulmány céljának és tárgyának meghatározása • A cél és tárgy definiálása során meg kell határozni, hogy milyen hatáskategóriákat vizsgálunk! • Adatgyűjtés:  Elsődleges adatok  Másodlagos adatok (számított, becsült, szakirodalmi) • Adatminőség: „up to date”, Földrajzi és technológiai sajátságokat tükrözze

 Pontosság,  Teljesség,  Reprezentativitás,  Megbízhatóság,

 Adatforrások,  Modellekből, becslésekből, stb. származó bizonytalanságok • Becslések, számítások egyértelmű magyarázata és dokumentálása, ‚cut-off’ • Allokáció • Felülvizsgálat

2. Lépés: Leltárelemzés – LCI Goal and scope definition

Preparing for data collection Revised data collection sheet

Data collection sheet Data collection Collected data Validation of Data Validated data

Relating data to unit process

Allocation

Validated data for unit process Relating data to functional unit Validated data for functional unit Data aggregation Calculated inventory Refining the system boundaries Additional data or unit processes required

Completed inventory

[ISO 14044]

Leltárelemzés – Hatásértékelés - Interpretáció Globális felmelegedés Savasodás Eutrofizáció Erőforrások csökkenése Fotokémiai Ózonképződés Ózonvékonyodás Emberi egészség Ökoszisztéma

GWP CO2 CO CH4 N2O CF4 Egyéb Totál

Nyersanyag Gyártás Használat (%) (%) (%) 5,8 2,9 20,9 0,3 1,1 1,7 8,7 0,6 1,2 17,4 1,2 1,8 22,1 2,9 0 2,4 1,7 1,4 56,7 10,4 27

Egyéb Totál (%) (%) 2,3 31,9 0,3 3,4 1,8 12,3 0,6 21 0 25 0,9 6,4 5,9 100

Karakterizáció Súlyozás opcionális Normalizálás • területi alapon (globális, regionális,lokális); • 1 lakosra vetítve, • egy adott alternatív termékrendszer (alapscenario) [MSZ EN ISO 14044]


www.bayzoltan.hu

Szabványok - módszerek • • • • • •

ISO 14040/44 (2006) ISO 14067 (2013) ILCD (2010) PAS 2050 (2008, 2011) Ecological Footprint (2009) Stb…

EU Bizottság célja: Egyetlen, mindenki által elfogadott és alkalmazott módszer: PEF/OEF (Termékek/Szervezetek környezeti lábnyoma)


www.bayzoltan.hu

KML osztály

Életciklus elemzései


www.bayzoltan.hu

PE granulátum teljes életciklusának elemzése


www.bayzoltan.hu

A cél: A vállalat által gyártott adott típusú PE granulátum termék teljes életciklusának vizsgálata, az egyes életciklus szakaszok környezeti hatásainak összehasonlító elemzése. Módszer: Életciklus – elemzés (LCA)

Funkcióegység: 1 tonna adott típusú PE granulátum

Természeti erőforrások használata

Nyersanyag-kitermelés

Kibocsátások a környezetbe


Szállítás Alapanyag-előállítás



Szállítás Granulátum gyártása


Szállítás Granulátum csomagolás


Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata

Szállítás Palackgyártás



Szállítás Palack csomagolás



Szállítás Disztribúció



Szállítás End of Life


•Etilén gyártás: üzemi adatok •Granulátum előállítás: üzemi adatok •Granulátum csomagolás: vállalati adatszolgáltatás •Palackgyártás: irodalom és becslések •Palack csomagolás: irodalom és becslések •Disztribúció: becslés •End of Life: irodalom és becslések •Szállítási folyamatok: vállalati adatszolgáltatás és becslések

•Egyéb folyamatok: •GaBi 4.2. adatbázisai, melynél a prioritási sorrend a következő: •Európai Adatbázis (European Reference Life Cycle Data System •Plastic Europe •PE International •BUWAL •Magyar Adatbázis

100

80 60

(%)

40

20

0 AP

EP

GWP

ODP

POCP

ADP

FAETP

HTTP

MAETP

TETP

-20

-40

Gran.gyárt.

Gran.csom.

Palack gyárt.

Palack csom.

Disztribúció

End of Life

Eredményeket befolyásoló tényezők: •Granulátum gyártáshoz és etilén gyártáshoz felhasznált villamos energia •Palackgyártás energiaszükséglete •End of life (kezelési arányok, anyagspecifikus/kommunális ártalmatlanítási módok)

Eredményeket nem befolyásoló tényezők: •Veszélyes hulladékégetés •Nátrium-hidroxid

•Csomagolóanyagként felhasznált fa raklap előállítási folyamata •Szállítás •Anyagspecifikus hulladék lerakási folyamatok (EoL szakasza külön vizsgálva) •Veszélyes hulladék deponálása

Alapeset: •Granulátumgyártás: magyar adatbázis •Disztribúció: 750 km •Palackgyártás és csomagolás: 50% lengyel, 50 % osztrák

•End of Life: HU, Anyagspecifikus

Változó paraméterek •Granulátum gyártás és csomagolás energiaszükséglete: német erőmű adataival (hitelesített adatok), „B” eset •Disztribúció: 5000 km, „C” eset •Palackgyártás és csomagolás energiaszükséglete: 70% lengyel, 30 % osztrák, „D” eset

•End of Life: •HU, kommunális, „E” eset •EU, Anyagspecifikus, „F”eset •EU, Kommunális, „G” eset

(%)

140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

AP Alapeset

"B" eset

EP

GWP

"C" eset

"D" eset

ODP "E" eset

POCP "F" eset

10 %-nál nagyobb változás AP

„D” eset

EP

„E”, „F”, „G” esetek

GWP

„F”, „G” esetek („C”, „D” esetek)

ODP

„E”, „F”, „G” esetek

POCP

„D”, „F”, „G” esetek

"G"eset

•A granulátum gyártás, palackgyártás és EoL életciklus szakaszok játszanak fontos szerepet az eredmények alakulásánál, mindegyik folyamatnak van környezeti előnyei és hátrányai is: •Granulátum gyártás gyenge-pont (vegyipari benzin előállítás!): GWP, POCP, ADP

•Palackgyártás gyenge-pont (enegiatermelés!): AP, HTP, MAETP •EoL gyenge-pont: EP, ODP, FAETP, TETP

•Granulátum csomagolás, palack csomagolás és disztribúció környezeti hatásai kevésbé meghatározók a többi életciklus szakasz vizsgálatánál kapott eredményekhez képest, valamennyi hatáskategóriában.

Az eredmények alakulását befolyásoló tényezők: •Palackgyártók részesedése (osztrák és lengyel energiatermelési folyamatok különbözősége) •A hulladékká vált PE palack végső kezelésének eltérő gyakorlata a különböző országokban, ugyanakkor ez a tényező az általunk vizsgált scenáriókra nem változtatta meg az egyes életciklus szakaszok közötti sorrendet. •A különböző alternatívák („E”, „F”, ”G” eset) hulladéklerakásra és égetéssel történő ártalmatlanításra vonatkozó adatsorai befolyásolhatják a termék teljes környezeti hatását és a életciklus szakaszok közötti sorrendet is, attól függően, hogy régebbi adatokat tartalmazó, ám anyagspecifikus hulladékártalmatlanítási folyamatokkal, vagy friss, naprakész, viszont vegyes összetételű hulladékra vonatkozó ártalmatlanítási folyamatokat vesszük-e figyelembe.

Lakossági használt sütőolaj begyűjtésének és biodízellé való feldolgozásának életciklus elemzése


www.bayzoltan.hu

Mi indokolja az LCA szükségességét? Sütőolaj számokban (Magyarország) • Fogyasztás: 13,9 kg/lakos • Ebből 9,2 kg/lakos a háztartások fogyasztása

139,43 ezer tonna 92,28 ezer tonna

~35% válik hulladékká

• EWC 20 01 25 - nem veszélyes hulladék • A 142/2011/EU rendelet szerint a használt sütőolaj élelmiszeripari hulladék - így az éttermekben, vendéglátó-ipari egységekben, konyhákban keletkező mennyiséget össze kell gyűjteni és kezelni kell Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

www.bayzoltan.hu

Használt sütőolaj begyűjtés Magyarországon ~8-9 ezer tonna/év begyűjtött mennyiség Ennek csupán 3-5%-a származik a lakosságtól Feldolgozási igény 40ezer tonna/év lenne Lakossági sütőolaj hulladék nagy része a lefolyórendszerben, majd a szennyvíztisztítóban köt ki, másik jelentős része a hulladék közé kerül.

Ausztriában az AWV-Öli cég adatai alapján a begyűjtött mennyiség 34%-a származik a lakosságtól Másik része a HORECA-tól érkezik (Hotel-RestaurantCafe) nagy gyűjtőedényzetekben Bizonyos tartományokban elérheti az 1kg/fő/év begyűjtött mennyiséget. Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

www.bayzoltan.hu

Gyűjtési rendszer - Adatgyűjtés

Alapparaméterek • Lakossági gyűjtés körzete: 700 ezer fő • Begyűjtött fajlagos mennyiség: 0,97kg/fő/év (1,45liter/fő/év) • Gyűjtőedény típusa: 3 literes polipropilén vödör • Éves vödör veszteség: 15% • Gyűjtés járműve: 12t kapacitású autó; rakodásnál: villás emelő • A begyűjtött olaj 10%-a maradékanyag, mely biogáz hasznosításra kerül


AWV Öli

www.bayzoltan.hu

Használt sütőolaj biodízellé alakításának előnye • • • • • • • •

Fölösleges növényi olaj szakszerű elhelyezése Hulladéklerakók környezetterhelése csökken Csatornahálózat szennyezésének csökkentése Szennyvíztisztítás terhei csökkennek Helyben van Piacot teremt a használt sütőolajnak Új hasznos piacképes termék készül Biodízel előállítás globális felmelegedéshez való hozzájárulása elhanyagolható a dízel előállításhoz képest • Szén-monoxid, nem elégetett szén-hidrogén, szemcsés anyag kibocsátása alacsonyabb, mint a dízelé • Elegyítve pozitívan befolyásolja a dízel tulajdonságait • Növényi biodízel előállítás nehézségei: növénytermesztés, szállítás, feldolgozás helyettesíthetők Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

Biodízel negatív tulajdonsága a dízellel szemben • Nitrogén-oxid (NOx) kibocsátása magasabb • Fűtőértéke alacsonyabb • Motort jobban terheli • Drágább (növényekből és nem hulladékból)

www.bayzoltan.hu

Modellépítés

Life-cycle of UCO G aBi process plan: M ass [kg]

növényi olaj

növényi olyaj felhasználása

rendszerhatár

biogáz előállítás

használt sütőolaj gyűjtése

X

előkezelés

biodízel előállítás

biodízel művelet észterifikálás

Kibővített rendszerhatár

• A használt sütőzsiradékból előállított biodízel, a zsírsav-metil-észter (FAME), • EN14214 szabvány FAME minőségi előírásaira. • Receptúra (észterezés): 35% repceolaj, 35% napraforgóolaj és 30%használt sütőzsiradék, mely évszaktól függően változik. • FAME bekeverési alánya a dízelolajba 5 v/v%.


www.bayzoltan.hu

Az LCA vizsgálat tárgya – vizsgált alternatívák Célok 1. Sütőolaj feldolgozási technológia elemzése 2. Használt sütőolaj teljes életútja 3. End-of-life lehetőségek összehasonlítása (biodízel, lerakás, csatorna) 4. Különböző anyagokból készült üzemanyagok vizsgálata (biodízel használt sütőolajból, biodízel erre a célra termesztett növényből, dízel) Funkcionális egység: 1kg lakosságtól elszállított használt sütőolaj

SZÁLLÍTÁS FELHASZNÁLÁS

ELŐKEZELÉS, FELDOLGOZÁS

NÖVÉNYTERMESZTÉS

ÜZEMANYAG HULLADÉK


www.bayzoltan.hu

HATÁSÉRTÉKELÉS


www.bayzoltan.hu

Használt sütőolaj életciklusának környezeti értékelése 100%

80%

60%

40%

20%

0%

ADP [MJ] -20%

AP [kg SO2-Equiv.] EP [kg Phosphate- GWP 100 years [kg Equiv.] CO2-Equiv.]

ODP [kg R11Equiv.]

-40%

-60%

-80%

-100%

növényi olaj előállítás

felhasználás


gyűjtés

előkezelés

hasznosítás

biogáz

biodízel

www.bayzoltan.hu

Használt sütőolaj end-of-life lehetőségeinek összehasonlítása 100,00%

50,00%

0,00%

ADP [MJ]

AP [kg SO2-Equiv.]

EP [kg PhosphateEquiv.]

GWP 100 years [kg CO2-Equiv.]

ODP [kg R11-Equiv.]

-50,00%

-100,00%

-150,00%

-200,00%

-250,00%

-300,00%

Biodiesel használt sütőolajból Használt sütőolaj hulladéklerakóba kerülése Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

Használt sütőolaj hasznosítás (Magtakarítások nélkül) Használt sütőolaj szennyvíz közé kerülése www.bayzoltan.hu

Különböző anyagokból készült üzemanyagok környezet szempontú összehasonlítása 100,00%

80,00%

60,00%

40,00%

20,00%

0,00%

ADP [MJ]

AP [kg SO2-Equiv.]

EP [kg PhosphateEquiv.]

ODP [kg R11-Equiv.]

-20,00%

Biodiesel használt sütőolajból (növényi olaj gyártás nélkül) Biodízel repcéből Biodiesel használt sütőolajból (növényi olaj gyártás nélkül) (ecoinvent folyamat) Dízel előállítás Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

www.bayzoltan.hu


www.bayzoltan.hu

Összegzés – Kérdések?


www.bayzoltan.hu

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

www.bayzoltan.hu [email protected] [email protected] [email protected]

Életciklus elemzés Life Cycle Assessment LCA

Recommend Documents