LCA Életciklus elemzés
Az ökológiai egyensúly megbomlása • Parasztgazdaság egyensúly • Korai ökológiai katasztrófák: – görög, római: erdőirtás – Húsvét szigetek
• Ipari forradalom: – Széntüzelés– légszennyezés – – savas ülepedés
1
Ipari környezetszemlélet változása
• Higításos technológiák • Csővégi technológiák – Kezelés, ártalmatlanítás – Újrahasznosítás
•Tiszta technológiák –Integrált környezetvédelem •Ipari ökológia
2
Mi az LCA? Mire való? • Eszköz arra, hogy egységes, összehasonlítható rendszerben határozhassuk meg termékek, folyamatok környezetterhelését. • Teljes felmérést végez, az életút során felmerülő minden, és minden típusú terhelést számba vesz (holisztikus). • Szabványban rögzített módszertan szerint végzi az elemzést: ISO 14040: 2006, ISO 14044: 2006
Definíciók • Életciklus: Egy termék útja a „bölcsőtől a sírig”, kezdve a nyersanyagok kitermelésével, a gyártás műveletei, a szállítás, a kereskedelem (csomagolás), a használat és az életút vége (hulladékká válás, újrahasznosítás)
3
Definíciók • LCA: egy eljárás termékek, folyamatok, rendszerek környezeti terhelésének, potenciális hatásainak megbecslésére a köv. lépések során: – – – –
rögzítve az elemzés célját és hatókörét leltárba gyűjtve az inputokat és outputokat értéket adva azok környezeti hatásának Értékeli a leltárelemzés és a hatáselemzés eredményeit a vizsgálat célkitűzéseinek figyelembe vételével – Ajánlásokat fogalmaz(hat) meg a további javításokra
Definíciók • Egy rendszer és módszertan arra, hogy meghatározza termékek és tevékenységek összesített környezeti hatását úgy, hogy elemzi a kiválasztott termék, folyamat, tevékenység teljes életútját. (US EPA 1993) • Életciklus Életciklus-elemzés elemzés:: „Egy termék hatásrendszeréhez tartozó bemenet, kimenet és a potenciális környezeti hatások összegyűjtése és értékelése annak teljes életciklusa során. során.” [MSZ ISO 14040 14040,, 1997 1997]]
4
Mire jó? • Egységes értékelési módszer – Megalapozhat technológiai, gazdasági döntéseket – Összehasonlíthatunk azonos célú, különböző termékeket, tevékenységeket – Bizonyíthatjuk egy termék környezetbarát tulajdonságait – vagy az ellenkezőjét
• Szemléletmód – életciklus gondolkodás: dolgok környezeti megítélésében árnyaltan, az összes figyelembe vehető hatást mérlegelve döntsünk (nincs mindent eldöntő környezeti mutató, pl, CO2 emisszió)
Mire jó? • Alap további környezetvédelmi módszerekhez, programokhoz. – LCM = életút menedzselés, EPR = (környezetvédelemre) kiterjesztett termelői felelősségvállalás – DfE = környezetbarát tervezés – Öko címkék adományozásánál értékelési alap – Termékdíj (bírság) esetén értékelési alap – Szén lábnyom (carbon footprint), víz lábnyom – Kapcsolat közgazdasági megközelítéssel • EIOLCA = Economic Input-Output LCA http://www.eiolca.net/tutorial/EIOLCA_Tut_Intro.html • LCC = LC Costing
• Marketing
5
Hivatalos és „nemhivatalos „nemhivatalos”” ökocímkék
Történet • Első vizsgálatok az energiára fókuszáltak • 1969 – első több több-szempontú elemzés a Coca CocaCola számára – – – – –
Üveg vagy műanyag (?) palack? Belső vagy külső palackgyártás? End of life megoldások: recycling vagy egyutas? Soha nem publikálták Eredmény: a műanyag jobb, a várakozással ellentétben – Felmerült a hitelesítés kérdése – Felhívta a tudomány figyelmét a területre
6
Történet • 19901990-es évek: California ZEV program ((zero zero emission vehicles vehicles)) – leállítás LCA alapú vizsgálat eredményeképp • Európa: Hollandia, Svájc, skandináv országok • 1997 – 2000: ISO 14040 sorozat • 2006: új ISO 14040, 14044 • Elfogadott, elismert módszer. • Terjedés gátja: – költséges, időigényes, – pontosság, adatbiztonság néha kritikus – A használt modellek nem mindig elég biztosak
Az LCA szakaszai
7
LCA menete 1 • Célkitűzés: „célok és hatókör” (goal & scope)) • Az életút összeállítása – modulokra bontás – keresztező, becsatlakozó életutak – a technológia nagyon alapos, részletes megismerése – funkcionális egység meghatározása (főképp összehasonlító vizsgálatnál) – rendszerhatárok megállapítása
Az életciklus elemzés modellje
8
Hálózati villamos Doboz tej
NYÁK
2 rétegű
áram (adott energia)
Alakítsanak 4-5 fős csoportokat és készítsék el az egyik anyag életútját, a nyersanyagtól az életút végéi. Mennyiségi adat nem kell, csak jelzés (pl. x kg, vagy y km)
Könyv
Póló
Bankkártya
Kenyér
PET palack
Golyóstoll
Kenyérpirító
Ceruzaelem
LEGO játék
Barbi baba
Kompakt fénycső
Hálózati kábel
Üveg sör
DVD (gyári, dobozban) Flakon dezodor (spray)
9
LCA 2. Leltáranalízis LCI Adatgyűjtés – modulonként a „bemenet, kimenet és a potenciális környezeti hatások összegyűjtése”
Számítógépes segítség, adatbázisok – Anyagok, modulok, részegységek teljes „leltárcsomagja” beilleszthető. (energia, szállítás, műanyag, NYÁK) – Fontos a dokumentálás, indoklás – Adatminőség kritikus (hely, idő, technológiai szint)
• Adatbázisok: pl. http://www.nrel.gov/lci http://www.nrel.gov/lci/ / http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/datasetArea.vm
LCI példák
10
11
LCA 3
Hatáselemzés
• Adatok rendszerezése – Csoportosítás hatáskategóriák szerint (8 – 10 csoport, pl: globális felmelegedés, savsodás, ökotoxicitás, term. erőforrás fogyasztás) – Hatáskategórián belül egységesítés (GWP, LC50) – Modellek, rendszerek a szoftverek, adatbázisok előállítói szerint (CML, Pre Öko-indikátor, stb.)
12
Módszerek a hatáskategóriák felosztására • CML • Eco Eco--indikátor 99 • Kumulatív energiaigény • Eco indikátor hatáskategóriák – Erőforrás használat – Emberi egészség – Ökoszisztéma minősége
• CML hatáskategóriák – – – – – – – –
Üvegházhatás (GWP) Víz és talaj savasodás (AP) Vizek eutrofizációja (EP) Ózon lebontás (ODP) Fotokémiai oxidánsok (POCP) Humán toxicitás (HTP) Környezeti toxicitás (ETP) Abiotikus erőforrások kimerülése – Földhasználat
Az ecoeco-indicator99 hatáskategóriái Hatáskategória
Lépték
Jellegzetes anyagok, LCI adatok
Karakterizálási faktor
A karakterizálási faktor értelmezése
Globális felmelegedés
globális
Széndioxid CO2 Nitrogén-dioxid NO2 Metán CH4 Freonok (CFC-k) Lágy freonok (HCFCk) Metil-bromid CH3Br
Globális Felmelegítési Potenciál GWP
Átszámítjuk az LCI adatokat CO2 egyenértékre
Ózonréteg károsítás
globális
Freonok (CFC-k) Lágy freonok (HCFCk) Halonok Metil-bromid CH3Br
Ózonkárosító potenciál
Átszámítjuk az LCI adatokat CFC11 egyenértékre
Savasodás
Regionális lokális
Kén-dioxid SO2 Nitrogén-oxidok NOx Sósav HCl
Savasodási potenciál
Átszámítjuk az LCI adatokat hidrogén (H+) egyenértékre
Eutrofizáció
Lokális
Foszfát PO4 Nitrogén-oxidok NOx Nitrátok Ammónia NH3
Eutrofizációs potenciál
Átszámítjuk az LCI adatokat foszfát egyenértékre
13
Fotokémiai szmog
Lokális
Nem- metán szénhidrogének (NMHC)
Fotokémiai oxidációs potenciál
Átszámítjuk az LCI adatokat etán (C2H6) egyenértékre
Szárazföldi toxicitás
Lokális
Mérgező anyagok, amelyeknek ismert a rágcsálókra vonatkozó halálos adagja
LC50
Átszámítjuk az LC50 adatokat egyenértékre
Vizi toxicitás
Lokális
Mérgező anyagok, amelyeknek ismert a halakra vonatkozó halálos adagja
LC50
Átszámítjuk az LC50 adatokat egyenértékre
Emberi egészség
Globális, regionális, lokális
Az összes kibocsátás levegőbe, vizekbe, talajba
LC50
Átszámítjuk az LC50 adatokat egyenértékre
Természeti erőforrások fogyása
Globális, regionális, lokális
A felhasznált ásványi anyagok és fosszilis energiahordozók mennyisége
Erőforrás Kimerítési Potenciál
Területhasználat
Globális, regionális, lokális
A lerakóban elhelyezett hulladék mennyisége
Szilárd hulladék
Az LCI adatokból képezett arány: a felhasznált nyersanyag osztva a földi készlettel. Átszámítjuk a hulladék tömegét térfogatra, megbecsülve a sűrűséget
14
Részeredmények
15
Egy átlagos elektronikai eszköz gyártási szakasz, LCA összefoglaló
16
LCA menete 3
Hatáselemzés
•Hogy mérhető össze két különböző környezeti hatás? 3egység GWP > < 15egység vízi toxikus anyag ?
Normalizálás Több módszer: – Personal eqivalent (PE) = személyi egyenérték: viszonyítási alap: 1 fő egy éves kibocsátása – Higítás – Delphi
17
Példa
Egy kávéfőző LCI adatainak összegzése Összehasonlítás még csak a hatáskategórián belül
Normalizált adatok
Súlyozott adatok, átszámítás ökopontokra
18
Az életciklus értelmezése Az értelmezés az életcikluséletciklus-értékelésnek az a szakasza, amelyben az eddigi megállapímegállapításokat, eredményeket a célnak és a tárgytárgykörnek megfelelően következtetések, ajánajánlások formájába öntik a célközönség számászámára. A Jelentés leírását is tartalmazza az MSZ EN ISO 14040 szabványsorozat.
Kritikai átvizsgálás • Módját, terjedelmét a célok és hatókör meghatározásakor kell lefektetni • Bizonyosodjon meg arról, hogy a hatáselemzés lépései megfelelőek, dokumentáltak, a következtetésekhez elegendőek • Értékelje, minősítse a felhasznált adatok minőségét, bizonytalanságát (Hely, idő, technológiai szint) • Végezheti belső, külső munkatárs • Nem hitelesítés!
19
20
A legfontosabb műanyagok környezeti értékelése (fenntarthatósági index) számítása LCA alapján
Világítási rendszer elemeinek hozzájárulása az össz. terheléshez
21
Világítási rendszer …
Data Availability Efforts are underway to make inventory data more accessible: • North American Database (in progress) NREL, EPA, GSA, Army, Auto Industry http://www.nrel.gov/lci/ • EPA’s Data Portal – LCAccess www.epa.gov/ORD/NRMRL/lcaccess
22
LCA Software • • • • • • • • • • • • • •
BEES 3.0 ECO ECO-it 1.0 EcoManager 1.0 EcoPro 1.5 GaBi 3.0 IDEMAT LCAD LCAiT 2.0 LCNetBase PEMS REPAQ 2.0 SimaPro 5.1 TEAM 3.0 Umberto 4.1
NIST PRé Consulting Franklin Associates, Ltd. EMPA PE International/IKP Delft Univ. of Technology Battelle/DOE CIT EkoLogik Sylvatica PIRA Franklin Associates, Ltd. PRé Consulting Ecobalance IFU
23
