2.2: Концепції LCA/LCIA

Last updated
Save as PDF

Page ID: 21186

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Концепції

Мета, сфера застосування та визначення

Припущення, притаманні дослідженню ДМС, здатні змінити результати та висновки, отримані в результаті аналізу. Крім того, багато різних видів досліджень вимагають різного рівня збору та аналізу даних. Мета та сфера діяльності ДМС визначає його намір, цільову аудиторію та використання. Цільове використання інформує подальші рішення щодо обсягу, функціональної одиниці порівняння та збору даних. Наприклад, якщо дослідження ДМС використовується внутрішньо, повна оглядова група експертів ДМС не потрібна; однак, при наданні громадських екологічних претензій щодо конкуруючого продукту, необхідний огляд.

Аналіз запасів

Інвентаризація життєвого циклу (LCI) є найбільш трудомістким кроком ДМС: дані збираються та організовуються. Часто це стосується контактів з компаніями, накопичення джерел літератури та побудови моделей з використанням програмного забезпечення для оцінки життєвого циклу. Потоки матеріалів, типи
матеріалів, термін служби продукту та потреби в енергії продукту збираються у фазі LCI.

Оцінка впливу на життєвий цикл

Оцінка впливу на життєвий цикл (LCIA) частина процесу аналізу збирає дані інвентаризації життєвого циклу та забезпечує значення впливу на навколишнє середовище. Цей процес значно зменшує складність набору даних із сотень вхідних даних до 10 або менше категорій впливу для прийняття рішень. Існує багато різних методів для LCIA на основі розташування, цілей та сфери застосування.

Тлумачення

Крок інтерпретації випливає з того, що було знайдено в інших кроках для генерації нової інформації. Це не останній крок, але ітераційний. Коли це робиться, дослідження припущення, цілі, обсяг і методи уточнюються відповідно до потреб дослідження.

Аналіз життєвого циклу: мета, сфера застосування та межі

Мета

Першим кроком є визначення мети, щоб дати мету і що вона охоплює. Існує два типи цілей ДМС: (1) описовий і (2) орієнтований на зміни. Описові типи розглядають більш широкі аспекти питань, наприклад, скільки світових викидів вуглекислого газу отримують від пасажирів (легкі транспортні засоби). Ці більш широкі екологічні питання відносяться до сфери описових ДМС. Другий тип ДМС - змінно-орієнтований, в якому порівнюються два варіанти виконання тієї чи іншої функції. Типовими прикладами орієнтованих на зміни LCA є папір проти пластику, політ проти водіння та газ проти електричного опалення. Ці типи досліджень можуть керувати вибором методів зменшення впливу на навколишнє середовище. Передбачувана аудиторія - це ще одна частина мети та масштабу. Аудиторія може включати групи інтересів, такі як політики, групи маркетингу компанії або команди з розробки продуктів. Додатково слід виділити групи за інтересами. До них відносяться компанії, джерела фінансування, цільові аудиторії та експертні рецензенти. Зазначається, що цільове використання ДМС може відрізнятися від кінцевого використання, оскільки інформація може мати відношення до інших рішень та аналізів поза початковим наміром.

Один конкретний ДМС для порівняння двох продуктів - це «порівняльне твердження, розкрите громадськості». У цьому типі дослідження повідомляються «екологічні претензії щодо переваги або еквівалентності одного продукту проти конкуруючого продукту, який виконує ту ж функцію». Ці типи досліджень повинні відповідати стандартам ISO 14044 з дев'ятьма кроками для «порівняльного твердження».

Сфера застосування

Визначення сфери діяльності служить меті донесення до аудиторії, що включено, а що виключено. Залежно від мети, існує кілька типів областей, включаючи колиска до воріт, колиска до могили та ворота до воріт. Існують інші слова, які зазвичай використовуються для опису цих областей:

Коляска до могили: включає всі потоки та наслідки від отримання сировини до утилізації та повторного використання
Crade-to-gate: включає всі потоки та впливи від сировини до виробництва, але виключає використання продукту та закінчення терміну служби.
Ворота до воріт: включає лише потоки з етапів виробництва або обробки матеріалів протягом терміну служби виробу.

Область застосування повинна бути ретельно підібрана з урахуванням потенційних наслідків, не включаючи етапи продукту або фази в обсяг роботи. Наприклад, продукт може мати менші викиди продукту, але мати менший термін служби, ніж альтернативний продукт, який не буде повідомлений на діаграмі стадії процесу, як показано на малюнку\(\PageIndex{1}\). Ці типи діаграм перераховують основні розглянуті етапи одиниць і чітко показують, що не входить.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Системна гранична діаграма процесу біопалива від колиски до могили.

Тимчасові межі також встановлюються в рамках. Припущення, що стосуються часу, можуть мати великий вплив на результати. Слід вибрати часові рамки дослідження, які найкраще фіксують вплив продукту або процесів. 100-річне вікно - це загальна тимчасова межа, наприклад, в глобальному потеплінні. У 100-річному часовому вікні наслідки, що відбуваються після 100 років, не є частиною загального аналізу.

Інші аспекти, які слід включити до сфери застосування, - це технології та географічні регіони. Багато досліджень є просторово залежними, тому результати ДМС не застосовуються в інших регіонах. Продукти або послуги від старих технологій часто мають інший вплив, ніж сучасні технології. Таким чином, важливо повідомити тип і стадію технології. Крім того, процедура розподілу методів оцінки впливу і повинна бути повідомлена.

Функціональний блок

Функціональна одиниця - це первинна міра товару або послуги. ISO стверджує, що «функціональна одиниця визначає кількісну оцінку виявлених функцій (експлуатаційних характеристик) продукту. Першочерговим призначенням функціонального блоку є надання довідки, до якої пов'язані входи та виходи. Це посилання необхідно для забезпечення порівнянності результатів ДМС. Функціональним блоком може бути послуга, маса матеріалу або кількість енергії. Вибір відповідних функціональних одиниць має вирішальне значення для створення об'єктивного аналізу. Наприклад, при порівнянні поїздів з вагонами для перевезення порівняння може страждати від неможливості співвіднесення енерговитрат і виходів. Справжньою метою поїзда було б доставити більшу кількість людей до певного централізованого місця. Для цього прикладу кращою функціональною одиницею може бути вплив поїзда, який доставляє певну кількість людей на певну відстань. Потім результати будуть нормалізовані на відстань для більш розумних кореляцій та оцінок.

Виріз критеріїв

Збір даних для ДМС є найбільш трудомістким і трудомістким кроком. Для прискорення процесу використовуються критерії відсічення. Критерії відсічення визначають рівень вмісту продукту або інший параметр, до якого дослідження не буде враховано. Один із прикладів: вміст матеріалів менше 1% від загальної маси виробу не враховується. Це дозволяє практикуючому ДМС зосередитися на даних з основних потоків системи, при цьому систематично усуваючи потоки, які можуть не впливати на результати.

Інвентаризація життєвого циклу

На додаток до збору даних, етап інвентаризації життєвого циклу (LCI) є дуже трудомістким аспектом оцінки життєвого циклу. Дані, зібрані для продукту, виробничого процесу та життєвого циклу продукту, використовуються в оцінці впливу для визначення впливу на навколишнє середовище. Збір послідовних, прозорих та точних даних LCI має вирішальне значення для успіху загального ДМС.

Первинні та вторинні дані

Приклади зібраних даних:

Використання сировини
Використання енергії
Відстані транспортування
Хімічне використання
Інформація щодо поводження з відходами
Урожайність процесу
Час життя
Використання води
Потоки продуктів і супутніх продуктів
Інші потоки в системі або поза нею, які знаходяться в межах визначених критеріїв скорочення

Відстеження потоків матеріалів у визначену систему та з неї є першим кроком LCI. Після того, як потоки матеріалів були визначені за допомогою інтерв'ю, пошуку літератури та вимірювання, програмне забезпечення LCA може бути використано для відстеження елементарних потоків матеріального процесу в навколишнє середовище та з нього. Елементарні потоки походять у навколишньому середовищі і видобуваються або витягуються для використання в процесі або потоках, які звільняються від процесів у навколишнє середовище і не використовуються іншими процесами. Ці елементарні потоки є фактичними використовуваними матеріалами та матеріалами, випущеними в навколишнє середовище в результаті досліджуваної системи продуктів. На\(\PageIndex{2}\) малюнку можна побачити два типи даних LCI. На верхній половині цифри перераховані технологічні потоки, такі як продукція, послуги та інші товари. Нижня половина перераховує елементарні потоки, такі як хімічні речовини, що виділяються в грунт або повітря.

Рис 2-3.PNG — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Системна гранична діаграма процесу біопалива від колиски до могили.

Оцінка впливу на життєвий цикл

Оцінка впливу на життєвий цикл (LCIA) є одним з останніх кроків ДМС. Мета LCIA «полягає в наданні додаткової інформації для оцінки результатів інвентаризації життєвого циклу (LCI) та допомогти користувачам краще зрозуміти екологічну значимість використання природних ресурсів та екологічних викидів». LCIA допомагає забезпечити значення та результати для полегшення прийняття рішень; однак, важливо розуміти, що він не безпосередньо вимірює вплив хімічних викидів на навколишнє середовище, як це робить оцінка екологічного ризику. Третій крок LCIA слід послідовно після LCI, використовуючи багато потоків до та з навколишнього середовища, розробленого в LCI. Ці потоки LCI, без етапу оцінки впливу, не легко інтерпретуються, і розуміння значущості викидів неможливо. LCIA відрізняється від оцінки ризику вимірювання абсолютних значень впливу на навколишнє середовище тим, що LCIA допомагає визначити значимість викидів і впливів по відношенню до обсягу дослідження. Абсолютна величина впливів не може бути визначена LCIA через (Margni and Curran 2012):

Відносне вираження потенційних впливів на навколишнє середовище для еталонної одиниці
Інтеграція екологічних даних у просторі та часі
Притаманна невизначеність моделювання впливу на навколишнє середовище
Жир, який може впливати на навколишнє середовище в майбутньому

Незважаючи на те, що LCIA має обмеження, це корисно при визначенні того, які впливи мають значення, які процеси підрозділу найбільше сприяють за допомогою аналізу гарячих точок та визначення найкращих варіантів сценаріїв, коли відбуваються екологічні компроміси.

рис 2-4.PNG — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Етапи оцінки життєвого циклу. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40862556

Відповідно до ISO існує три обов'язкові процеси LCIA, включаючи вибір категорій впливу, класифікація та характеристика, Рисунок\ (\ pageIndex {4}\).

рис 2-5.PNG — Малюнок\(\PageIndex{4}\): Оцінка впливу ISO обов'язкові та необов'язкові кроки