Livscyklusvurdering - Life-cycle assessment

Livscyklusvurdering eller LCA (også kendt som livscyklusanalyse ) er en metode til vurdering af miljøpåvirkninger forbundet med alle stadier af livscyklussen for et kommercielt produkt, en proces eller en tjeneste. For eksempel, når det drejer sig om et fremstillet produkt, vurderes miljøpåvirkninger fra råstofudvinding og -forarbejdning (vugge), gennem produktets fremstilling, distribution og brug, til genbrug eller endelig bortskaffelse af de materialer, der består det (grav).

En LCA -undersøgelse indebærer en grundig oversigt over den energi og materialer, der kræves på tværs af produktets, procesens eller servicens værdikæde i industrien , og beregner de tilsvarende emissioner til miljøet. LCA vurderer således kumulative potentielle miljøpåvirkninger. Målet er at dokumentere og forbedre produktets overordnede miljøprofil.

Almindeligt anerkendte procedurer for gennemførelse af LCA'er er inkluderet i 14000 -serien af ​​miljøledelsesstandarder i Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO), især i ISO 14040 og ISO 14044. ISO 14040 indeholder standardens 'principper og rammer', mens ISO 14044 indeholder en oversigt over 'krav og retningslinjer'. Generelt blev ISO 14040 skrevet til et ledelsesmæssigt publikum og ISO 14044 til praktiserende læger. Som en del af det indledende afsnit i ISO 14040 er LCA blevet defineret som følgende:

LCA undersøger miljøaspekter og potentielle virkninger i hele et produkts livscyklus (dvs. vugge til grav) fra råvareindsamling gennem produktion, brug og bortskaffelse. De generelle kategorier af miljøpåvirkninger, der kræver overvejelse, omfatter ressourceforbrug, menneskers sundhed og økologiske konsekvenser.

Der er kommet kritik mod LCA -tilgangen, både generelt og med hensyn til specifikke sager (f.eks. I metodologiens konsistens, især med hensyn til systemgrænser og særlige LCA'ers modtagelighed over for praktiserende skævhed med hensyn til de beslutninger, som de søge at informere). Uden et formelt sæt krav og retningslinjer kan en LCA udfyldes baseret på en praktikants synspunkter og troede metoder. Til gengæld kunne en LCA gennemført af 10 forskellige parter give 10 forskellige resultater. ISO LCA -standarden har til formål at normalisere dette; retningslinjerne er imidlertid ikke overdrevent restriktive, og der kan stadig genereres 10 forskellige svar.

Definition, synonymer, mål og formål

Livscyklusvurdering (LCA) kaldes undertiden synonymt for livscyklusanalyse i de videnskabelige og agenturrapportlitteraturer. På grund af den generelle karakter af en LCA-undersøgelse af undersøgelse af livscykluspåvirkninger fra råstofudvinding (vugge) gennem bortskaffelse (grav) omtales det undertiden som "vugge-til-grav-analyse".

Som det fremgår af National Risk Management Research Laboratory i EPA , "LCA er en teknik til at vurdere miljøaspekter og potentielle virkninger forbundet med et produkt, en proces eller en tjeneste ved at:

• Udarbejdelse af en oversigt over relevante energi- og materialetilførsler og miljøudgivelser
• Evaluering af de potentielle miljøpåvirkninger forbundet med identificerede input og udgivelser
• Fortolkning af resultaterne for at hjælpe dig med at træffe en mere informeret beslutning ".

Derfor er det en teknik til at vurdere miljøpåvirkninger forbundet med alle stadier af et produkts liv fra råstofudvinding gennem materialeforarbejdning, fremstilling, distribution, brug, reparation og vedligeholdelse og bortskaffelse eller genbrug. Resultaterne bruges til at hjælpe beslutningstagere med at vælge produkter eller processer, der resulterer i mindst mulig påvirkning af miljøet, ved at overveje et helt produktsystem og undgå suboptimering, der kan opstå, hvis kun en enkelt proces blev brugt.

Derfor er målet med LCA at sammenligne hele spektret af miljøeffekter, der kan tildeles produkter og tjenester ved at kvantificere alle input og output af materialestrømme og vurdere, hvordan disse materialestrømme påvirker miljøet. Disse oplysninger bruges til at forbedre processer, støtte politik og give et solidt grundlag for informerede beslutninger.

Begrebet livscyklus refererer til forestillingen om, at en fair, helhedsorienteret vurdering kræver vurdering af råmaterialeproduktion, fremstilling, distribution , brug og bortskaffelse, herunder alle mellemliggende transporttrin, der er nødvendige eller forårsaget af produktets eksistens.

På trods af forsøg på at standardisere LCA er det ikke realistisk at antage, at LCA'er vil levere et unikt, objektivt resultat. Følgelig bør den ikke betragtes som en enkelt, unik metode, men snarere en familie af metoder, der forsøger at kvantificere resultater gennem et andet synspunkt. Blandt disse metoder er to hovedtyper: Attributional LCA og Consequential LCA. Attributionelle LCA'er søger at tilskrive de byrder, der er forbundet med produktion og brug af et produkt eller med en bestemt service eller proces, i en identificeret tidsperiode. Konsekvensielle LCA'er søger at identificere miljøkonsekvenserne af en beslutning eller en foreslået ændring i et system, der undersøges, og er således orienteret mod fremtiden og kræver, at der tages hensyn til markedsmæssige og økonomiske konsekvenser. Med andre ord, Attributional LCA "forsøger at svare på 'hvordan flyder tingene (dvs. forurenende stoffer, ressourcer og udvekslinger mellem processer) inden for det valgte tidsmæssige vindue?', Mens Consequential LCA forsøger at svare 'hvordan vil strømme ud over den umiddelbare systemændring i svar på beslutninger? "

En tredje type LCA, betegnet "social LCA", er også under udvikling og er en tydelig tilgang til det, der er beregnet til at vurdere potentielle sociale og socioøkonomiske konsekvenser og virkninger. Social Life Cycle Assessment (SLCA) er et nyttigt værktøj for virksomheder til at identificere og vurdere potentielle sociale konsekvenser under et produkts eller tjenestes livscyklus for forskellige interessenter (f.eks .: arbejdere, lokalsamfund, forbrugere). SLCA er indrammet af UNEP/SETACs retningslinjer for social livscyklusvurdering af produkter, der blev offentliggjort i 2009 i Quebec. Værktøjet bygger på ISO 26000 : 2010 Guidelines for Social Responsibility og Global Reporting Initiative (GRI) Guidelines.

LCA's begrænsninger til udelukkende at fokusere på de økologiske aspekter af bæredygtighed, og ikke de økonomiske eller sociale aspekter, adskiller det fra produktlinjeanalyse (PLA) og lignende metoder. Denne begrænsning blev gjort bevidst for at undgå metodeoverbelastning, men erkender, at disse faktorer ikke bør ignoreres, når der træffes produktbeslutninger.

Nogle almindeligt anerkendte procedurer for LCA er inkluderet i ISO 14000 -serien af ​​miljøledelsesstandarder, især ISO 14040 og 14044. Vurderinger af drivhusgas (GHG) produktlivscyklus kan også overholde specifikationer som Publicly Available Specification (PAS) 2050 og den GHG-protokollen Life Cycle Accounting og Reporting Standard .

Hoved ISO -faser af LCA

I henhold til standarderne i ISO 14040 og 14044 udføres en LCA i fire forskellige faser, som illustreret i figuren vist til højre ovenfor (ved åbning af artiklen). Faserne er ofte indbyrdes afhængige, idet resultaterne af en fase vil informere om, hvordan andre faser gennemføres. Derfor bør ingen af ​​stadierne betragtes som afsluttede, før hele undersøgelsen er afsluttet.

Mål og omfang

ISO LCA -standarden kræver, at en række parametre udtrykkes kvantitativt og kvalitativt, som lejlighedsvis omtales som undersøgelsesdesignparametre (SPD'er). De to vigtigste SPD'er for en LCA er målet og omfanget, som begge skal udtrykkeligt angives. Det anbefales, at en undersøgelse bruger de nøgleord, der er repræsenteret i standarden, når disse oplysninger dokumenteres (f.eks. "Målet med undersøgelsen er ...") for at sikre, at der ikke er forvirring og sikre, at undersøgelsen tolkes til den tilsigtede anvendelse.

Generelt begynder et LCA -studie med en eksplicit erklæring om målet, som angiver konteksten for undersøgelsen og forklarer, hvordan og til hvem resultaterne skal kommunikeres. I henhold til ISO -retningslinjer skal målet entydigt angive følgende punkter:

1. Den påtænkte anvendelse
2. Årsager til at gennemføre undersøgelsen
3. Publikum
4. Om resultaterne vil blive brugt i en sammenlignende påstand, der er offentliggjort offentligt

Målet bør også defineres med kommissæren for undersøgelsen, og det anbefales at få en detaljeret beskrivelse af, hvorfor undersøgelsen udføres fra kommissæren.

Efter målet skal omfanget defineres ved at skitsere de kvalitative og kvantitative oplysninger, der er inkluderet i undersøgelsen. I modsætning til målet, som måske kun indeholder nogle få sætninger, kræver omfanget ofte flere sider. Det er sat til at beskrive detaljerne og dybden af ​​undersøgelsen og demonstrere, at målet kan nås inden for de angivne begrænsninger. I henhold til ISO LCA Standard -retningslinjerne bør undersøgelsens omfang skitsere følgende:

• Produktsystem , som er en samling af processer (aktiviteter, der transformerer input til output), der er nødvendige for at udføre en bestemt funktion og er inden for systemets grænse for undersøgelsen. Det er repræsentativt for alle processer i et produkts eller processens livscyklus.
• Funktionel enhed , der præcist definerer, hvad der undersøges, kvantificerer den service, der leveres af systemet, giver en reference, som input og output kan relateres til, og giver et grundlag for at sammenligne/analysere alternative varer eller tjenester. Den funktionelle enhed er en meget vigtig komponent i LCA og skal defineres klart. Det bruges som grundlag for at vælge et eller flere produktsystemer, der kan levere funktionen. Derfor gør den funktionelle enhed det muligt at behandle forskellige systemer som funktionelt ækvivalente. Den definerede funktionelle enhed skal være kvantificerbar, omfatte enheder, overveje tidsdækning og ikke indeholde input og output fra produktsystemet (f.eks. Kg CO
  2emissioner). En anden måde at se på det er ved at overveje følgende spørgsmål:
  1. Hvad?
  2. Hvor meget?
  3. Hvor længe / hvor mange gange?
  4. Hvor?
  5. Hvor godt?
• Referenceflow, som er den mængde produkt eller energi, der er nødvendig for at realisere den funktionelle enhed. Typisk er referencestrømmen forskellig kvalitativt og kvantitativt for forskellige produkter eller systemer på tværs af den samme referencestrøm; der er dog tilfælde, hvor de kan være de samme.
• Systemgrænse , som afgrænser hvilke processer, der skal indgå i analysen af ​​et produktsystem, herunder om systemet producerer nogen samprodukter, der skal redegøres for ved systemudvidelse eller tildeling. Systemgrænsen skal være i overensstemmelse med undersøgelsens angivne mål.
• Antagelser og begrænsninger, som omfatter alle antagelser eller beslutninger, der er truffet i hele undersøgelsen, og som kan påvirke de endelige resultater. Det er vigtigt, at disse sendes, da udeladelsen kan resultere i fejlfortolkning af resultaterne. Yderligere antagelser og begrænsninger, der er nødvendige for at gennemføre projektet, foretages ofte i hele projektet og bør registreres efter behov.
• Krav til datakvalitet, som angiver, hvilke typer data der skal medtages, og hvilke begrænsninger. I henhold til ISO 14044 bør følgende datakvalitetshensyn dokumenteres i omfanget:
  1. Midlertidig dækning
  2. Geografisk dækning
  3. Teknologisk dækning
  4. Dataenes præcision, fuldstændighed og repræsentativitet
  5. Konsistens og reproducerbarhed af de metoder, der blev brugt i undersøgelsen
  6. Datakilder
  7. Usikkerhed om oplysninger og eventuelle anerkendte huller i data
• Tildelingsprocedure , der bruges til at opdele input og output af et produkt og er nødvendig for processer, der producerer flere produkter eller co-produkter. Dette er også kendt som multifunktionalitet af et produktsystem. ISO 14044 præsenterer et hierarki af løsninger til at håndtere multifunktionalitetsproblemer, da valget af tildelingsmetode for co-produkter kan påvirke resultaterne af en LCA betydeligt. Hierarkimetoderne er som følger:
  1. Undgå allokering efter underafdeling-denne metode forsøger at opdele enhedsprocessen i mindre delprocesser for at adskille produktionen af ​​produktet fra produktionen af ​​samproduktet
  2. Undgå allokering gennem systemudvidelse (eller substitution) - denne metode forsøger at udvide processen med samproduktet med den mest sandsynlige måde at levere det bestemmende produkt (eller referenceprodukts) sekundære funktion. Med andre ord ved at udvide systemet med co-produktet på den mest sandsynlige alternative måde at producere co-produktet uafhængigt (System 2). De påvirkninger, der følger af den alternative måde at producere co-produktet (System 2), trækkes derefter fra det bestemmende produkt for at isolere påvirkningerne i System 1.
  3. Tildeling (eller partition) baseret på fysisk forhold - denne metode forsøger at opdele input og output og allokere dem baseret på fysiske forhold mellem produkterne (f.eks. Masse, energiforbrug osv.).
  4. Tildeling (eller partition) baseret på andet forhold (ikke-fysisk)-denne metode forsøger at opdele input og output og allokere dem baseret på ikke-fysiske forhold (f.eks. Økonomisk værdi).
• Konsekvensanalyse , som indeholder en oversigt over de effektkategorier, der er identificeret under interesse for undersøgelsen, og den valgte metode, der bruges til at beregne de respektive virkninger. Specifikt oversættes livscyklusbeholdningsdata til miljøpåvirkningsresultater, som kan omfatte kategorier som menneskelig toksicitet , smog , global opvarmning og eutrofiering . Som en del af omfanget skal der kun gives et overblik, da hovedanalysen af ​​effektkategorierne diskuteres i livscyklus -konsekvensanalysen (LCIA) i undersøgelsen.
• Dokumentation af data, som er den eksplicitte dokumentation af input/output (individuelle strømme), der bruges i undersøgelsen. Dette er nødvendigt, da de fleste analyser ikke tager højde for alle input og output fra et produktsystem, så dette giver publikum en gennemsigtig repræsentation af de valgte data. Det giver også gennemsigtighed for, hvorfor systemgrænsen, produktsystemet, funktionel enhed osv. Blev valgt.

Livscyklusbeholdning (LCI)

Life Cycle Inventory (LCI) analyse indebærer oprettelse af en oversigt over strømme fra og til naturen (økosfæren) for et produktsystem. Det er processen med at kvantificere råmateriale- og energikrav, atmosfæriske emissioner, jordemissioner, vandemissioner, ressourceforbrug og andre udslip i løbet af et produkts eller processens livscyklus. Med andre ord er det aggregeringen af ​​alle elementære strømme relateret til hver enhedsproces i et produktsystem.

For at udvikle beholdningen anbefales det ofte at starte med en flowmodel af det tekniske system ved hjælp af data om input og output fra produktsystemet. Flowmodellen er typisk illustreret med et flowdiagram, der indeholder de aktiviteter, der skal vurderes i den relevante forsyningskæde og giver et klart billede af de tekniske systemgrænser. Generelt, jo mere detaljeret og kompleks flowdiagrammet er, desto mere præcist er undersøgelsen og resultaterne. De input- og outputdata, der er nødvendige for konstruktionen af ​​modellen, indsamles for alle aktiviteter inden for systemgrænsen, herunder fra forsyningskæden (kaldet input fra technosfæren).

Ifølge ISO 14044 skal en LCI dokumenteres ved hjælp af følgende trin:

1. Udarbejdelse af dataindsamling baseret på mål og omfang
2. Dataindsamling
3. Datavalidering (selvom du bruger et andet værks data)
4. Datatildeling (hvis det er nødvendigt)
5. Relatering af data til enhedsprocessen
6. Relatering af data til den funktionelle enhed
7. Dataindsamling

Som der henvises til i ISO 14044 -standarden, skal dataene være relateret til den funktionelle enhed, såvel som mål og omfang. Da LCA -stadierne imidlertid er iterative, forårsager dataindsamlingsfasen mit mål eller omfang. Omvendt kan en ændring af målet eller omfanget i løbet af undersøgelsen forårsage yderligere indsamling af data eller fjernelse eller tidligere indsamlede data i LCI.

Output fra en LCI er en samlet oversigt over elementære strømme fra alle processerne i de undersøgte produktsystem (er). Dataene er typisk detaljeret i diagrammer og kræver en struktureret tilgang på grund af dets komplekse karakter.

Når data indsamles for hver proces inden for systemgrænsen, kræver ISO LCA -standarden, at undersøgelsen måler eller estimerer dataene for kvantitativt at repræsentere hver proces i produktsystemet. Ideelt set bør en praktiserende læge, når han indsamler data, sigte mod at indsamle data fra primære kilder (f.eks. Måling af input og output fra en proces på stedet eller andre fysiske midler). Spørgeskema bruges ofte til at indsamle data på stedet og kan endda udstedes til den respektive producent eller virksomhed for at udfylde. Punkter på spørgeskemaet, der skal optages, kan omfatte:

1. Produkt til dataindsamling
2. Dataindsamler og dato
3. Dataindsamlingsperiode
4. Detaljeret forklaring på processen
5. Input (råvarer, hjælpematerialer, energi, transport)
6. Output (emissioner til luft, vand og land)
7. Mængde og kvalitet af hver input og output

Ofte kan indsamlingen af ​​primære data være vanskelig og anses af ejeren som fortrolig eller fortrolig. Et alternativ til primære data er sekundære data, som er data, der kommer fra LCA -databaser, litteraturkilder og andre tidligere undersøgelser. Med sekundære kilder er det ofte, at du finder data, der ligner en proces, men ikke præcise (f.eks. Data fra et andet land, lidt anderledes proces, lignende, men forskellige maskiner osv.). Som sådan er det vigtigt at eksplicit dokumentere forskellene i sådanne data. Sekundære data er imidlertid ikke altid ringere end primære data. For eksempel at henvise til et andet værks data, hvor forfatteren brugte meget præcise primære data. Sammen med primære data skal sekundære data dokumentere kilden, pålideligheden og den tidsmæssige, geografiske og teknologiske repræsentativitet.

Når man identificerer de input og output, der skal dokumenteres for hver enhedsproces inden for produktsystemet i en LCI, kan en praktiserende læge støde på det tilfælde, hvor en proces har flere inputstrømme eller generere flere outputstrømme. I sådanne tilfælde bør praktisereren tildele strømme baseret på "Tildelingsproceduren", der er skitseret i det forrige "Mål og omfang" i denne artikel.

Et område, hvor dataadgang sandsynligvis vil være svært, er strømme fra teknosfæren. Technosfæren er mere enkelt defineret som den menneskeskabte verden. Betragtet af geologer som sekundære ressourcer, er disse ressourcer i teorien 100% genanvendelige; i praktisk forstand er det primære mål imidlertid bjærgning. For en LCI er disse technosphere-produkter (supply chain-produkter) dem, der er blevet produceret af mennesker, og desværre vil dem, der udfylder et spørgeskema om en proces, der bruger et menneskeskabt produkt som et middel til et mål, ikke være i stand til at angive, hvor meget af et givet input, de bruger. Typisk har de ikke adgang til data vedrørende input og output for tidligere produktionsprocesser af produktet. Den enhed, der påtager sig LCA, skal derefter henvende sig til sekundære kilder, hvis den ikke allerede har data fra sine egne tidligere undersøgelser. Nationale databaser eller datasæt, der leveres med LCA-praktiseringsværktøjer, eller som let kan tilgås, er de sædvanlige kilder til disse oplysninger. Derefter skal der udvises omhu for at sikre, at den sekundære datakilde korrekt afspejler regionale eller nationale forhold.

LCI-metoder inkluderer "procesbaserede LCA'er", økonomiske input-output LCA ( EIOLCA ) og hybridmetoder. Procesbaseret LCA er en bottom-up LCI-tilgang, der konstruerer et LCI ved hjælp af viden om industrielle processer inden for et produkts livscyklus, og de fysiske strømme, der forbinder dem. EIOLCA er en top-down tilgang til LCI og bruger oplysninger om elementære strømme, der er knyttet til en enhed af økonomisk aktivitet på tværs af forskellige sektorer. Disse oplysninger hentes typisk fra regeringsorganets nationale statistikker, der sporer handel og tjenester mellem sektorer. Hybrid LCA er en kombination af procesbaseret LCA og EIOLCA.

Livscyklusvurdering (LCIA)

Life Cycle Inventory analyse efterfølges af en livscyklus konsekvensanalyse (LCIA). Denne fase af LCA er rettet mod at evaluere de potentielle konsekvenser for miljøet og menneskers sundhed som følge af de elementære strømme, der er bestemt i LCI. ISO 14040 og 14044 -standarderne kræver følgende obligatoriske trin for at fuldføre en LCIA:

Obligatorisk

• Valg af impaktionskategorier, kategoriindikatorer og karakteriseringsmodeller. ISO -standarden kræver, at en undersøgelse udvælger flere påvirkninger, der omfatter "et omfattende sæt miljøspørgsmål". Virkningerne bør være relevante for undersøgelsens geografiske område, og begrundelse for hver valgt indvirkning bør diskuteres. Ofte afsluttes dette i praksis ved at vælge en allerede eksisterende LCIA -metode (f.eks. TRACI, ReCiPe, AWARE osv.).
• Klassificering af lagerresultater. I dette trin tildeles LCI -resultaterne til de valgte påvirkningskategorier baseret på deres kendte miljøeffekter. I praksis afsluttes dette ofte ved hjælp af LCI -databaser eller LCA -software. Fælles påvirkningskategorier omfatter global opvarmning, ozonnedbrydning, forsuring, menneskelig toksicitet osv.
• Karakterisering, som kvantitativt transformerer LCI -resultaterne inden for hver effektkategori via "karakteriseringsfaktorer" (også omtalt som ækvivalensfaktorer) for at skabe "effektkategoriindikatorer." Med andre ord er dette trin rettet mod at besvare "hvor meget bidrager hvert resultat til effektkategorien?" Et hovedformål med dette trin er at konvertere alle klassificerede strømme til en påvirkning til fælles enheder til sammenligning. For eksempel for global opvarmningspotentiale er enheden generelt defineret som CO ₂ -ækvivalent eller CO ₂ -e (CO ₂ -ækvivalenter), hvor CO ₂ får en værdi på 1, og alle andre enheder konverteres i henhold til deres relaterede påvirkning.

I mange LCA'er afslutter karakterisering LCIA -analysen, da det er det sidste obligatoriske trin i henhold til ISO 14044. ISO -standarden indeholder imidlertid følgende valgfrie trin, der skal tages ud over de førnævnte obligatoriske trin:

Valgfri

• Normalisering af resultater. Dette trin har til formål at besvare "Er det meget?" ved at udtrykke LCIA -resultaterne i forhold til et valgt referencesystem. Der vælges ofte en separat referenceværdi for hver effektkategori, og begrundelsen for trin er at give tidsmæssigt og rumligt perspektiv og hjælpe med at validere LCIA -resultaterne. Standardreferencer er typiske påvirkninger pr. Indvirkningskategori pr.: Geografisk zone, indbygger i geografisk zone (pr. Person), industrisektor eller et andet produktsystem eller referencescenario for baseline.
• Gruppering af LCIA -resultater. Dette trin opnås ved at sortere eller rangere LCIA -resultaterne (enten karakteriseret eller normaliseret afhængigt af de tidligere valgte trin) i en enkelt gruppe eller flere grupper som defineret inden for målet og omfanget. Gruppering er imidlertid subjektiv og kan være inkonsekvent på tværs af undersøgelser.
• Vægtning af påvirkningskategorier. Dette trin har til formål at bestemme betydningen af ​​hver kategori, og hvor vigtig den er i forhold til de andre. Det gør det muligt for undersøgelser at samle effektresultater til en enkelt indikator til sammenligning. Vægtning er meget subjektiv, og da den ofte afgøres ud fra interesserede parters etik. Der er tre hovedkategorier af vægtningsmetoder: panelmetoden, indtægtsgenereringsmetoden og målmetoden. ISO 14044 fraråder generelt vægtning og fastslår, at "vægtning ikke må bruges i LCA -undersøgelser, der er beregnet til at blive brugt i sammenlignende påstande, der skal offentliggøres". Hvis en undersøgelse beslutter at vægte resultater, skal de vægtede resultater altid rapporteres sammen med de ikke-vægtede resultater for gennemsigtighed.

Livscykluspåvirkninger kan også kategoriseres under flere faser af udvikling, produktion, brug og bortskaffelse af et produkt. I store træk kan disse virkninger opdeles i første påvirkninger, brugskonsekvenser og virkninger ved slutningen af ​​livet. De første virkninger omfatter udvinding af råvarer, fremstilling (omdannelse af råvarer til et produkt), transport af produktet til et marked eller sted, konstruktion/installation og begyndelsen af ​​brugen eller belægningen. Brugseffekter omfatter fysiske påvirkninger ved drift af produktet eller anlægget (såsom energi, vand osv.) Og enhver vedligeholdelse, renovering eller reparationer, der er nødvendige for at fortsætte med at bruge produktet eller anlægget. Konsekvenserne ved udløbet omfatter nedrivning og behandling af affald eller genanvendelige materialer.

Fortolkning

Livscyklustolkning er en systematisk teknik til at identificere, kvantificere, kontrollere og evaluere oplysninger fra resultaterne af livscyklusopgørelsen og/eller livscykluskonsekvensanalysen. Resultaterne fra lageranalysen og konsekvensanalysen er opsummeret under fortolkningsfasen. Resultatet af fortolkningsfasen er et sæt konklusioner og anbefalinger til undersøgelsen. I henhold til ISO 14043 skal fortolkningen omfatte følgende:

• Identifikation af væsentlige spørgsmål baseret på resultaterne af LCI- og LCIA -faser af en LCA
• Evaluering af undersøgelsen i betragtning af kontrol af fuldstændighed, følsomhed og konsistens
• Konklusioner, begrænsninger og anbefalinger

Et centralt formål med at udføre livscyklustolkning er at bestemme niveauet af tillid til de endelige resultater og kommunikere dem på en fair, fuldstændig og præcis måde. At tolke resultaterne af en LCA er ikke så simpelt som "3 er bedre end 2, derfor er alternativ A det bedste valg". Fortolkning begynder med at forstå nøjagtigheden af ​​resultaterne og sikre, at de opfylder undersøgelsens mål. Dette opnås ved at identificere de dataelementer, der bidrager væsentligt til hver effektkategori, evaluere følsomheden af disse væsentlige dataelementer, vurdere undersøgelsens fuldstændighed og konsistens og drage konklusioner og anbefalinger baseret på en klar forståelse af, hvordan LCA blev gennemført og resultaterne blev udviklet.

Specifikt, som udtrykt af MA Curran, er målet med LCA-fortolkningsfasen at identificere det alternativ, der har den mindst negative miljøpåvirkning fra vugge til grav på land, hav og luftressourcer.

LCA bruger

På tidspunktet for en undersøgelse af LCA -praktiserende læger i 2006 blev LCA brugt til at understøtte forretningsstrategi og F&U (18% hver af de samlede undersøgte applikationer); andre anvendelser omfattede LCA som input til produkt- eller procesdesign (15%), dets anvendelse i uddannelse (13%) og dets anvendelse til mærkning eller produktdeklarationer (11%).

Det er blevet foreslået, at LCA løbende vil blive integreret i byggepraksis gennem udvikling og implementering af passende værktøjer - f.eks. De europæiske ENSLIC Building -projektretningslinjer - der vejleder praktikere i anvendelse af LCI -datametoder til planlægning, design og konstruktion.

Store virksomheder over hele verden foretager enten LCA internt eller bestiller undersøgelser, mens regeringer støtter udviklingen af ​​nationale databaser til støtte for LCA. Af særlig opmærksomhed er den stigende brug af LCA til ISO Type III-etiketter kaldet Environmental Product Declarations, defineret som "kvantificerede miljødata for et produkt med forudindstillede kategorier af parametre baseret på ISO 14040-serien af ​​standarder, men eksklusive yderligere miljøoplysninger ". Tredjepartscertificering spiller en stor rolle i nutidens industri, og tredjepartscertificerede LCA-baserede etiketter udgør et stadig vigtigere grundlag for at vurdere konkurrerende produkters relative miljømæssige fordele. Især beskrives en sådan uafhængig certificering som en indikation af en virksomheds engagement i at give kunderne sikre og miljøvenlige produkter.

LCA har også store roller i miljøvurdering , integreret affaldshåndtering og forureningsundersøgelser. Vigtige nyere undersøgelser, der anvender LCA, omfatter:

• En undersøgelse, der evaluerede LCA for et laboratorium i anlæg til iltberiget luftproduktion kombineret med dets økonomiske vurdering ud fra et øko-design synspunkt.
• En vurdering af miljøpåvirkningerne af vedligeholdelses-, reparations- og rehabiliteringsaktiviteter på fortov.

Dataanalyse

En livscyklusanalyse er kun lige så nøjagtig og gyldig som dens grundlæggende datasæt . Der er to grundlæggende typer af LCA-data-procesdata og miljømæssige input-output (EIO) data. Enhedsprocessdata stammer fra direkte undersøgelser af virksomheder eller fabrikker, der producerer produktet af interesse, udført på et enhedsprocesniveau defineret af systemgrænserne for undersøgelsen. EIO-data er baseret på nationale økonomiske input-output-data.

Datagyldighed er en vedvarende bekymring for livscyklusanalyser. Hvis LCA -konklusioner skal være gyldige, skal data, der bruges i LCA -beholdningen, være nøjagtige og gyldige, og med hensyn til gyldighed er de seneste. Når man sammenligner et par LCA'er for forskellige produkter, processer eller tjenester, er det desuden afgørende, at data af tilsvarende kvalitet er tilgængelige for det par, der sammenlignes. Hvis et af parret, f.eks. Et produkt, har en meget højere tilgængelighed af nøjagtige og gyldige data, kan det ikke retfærdigt sammenlignes med et andet produkt, der har lavere tilgængelighed af sådanne data.

Med hensyn til datas aktualitet er det blevet bemærket, at datagyldighed kan være i modstrid med den tid, dataindsamling tager. På grund af globaliseringen og tempoet i forskning og udvikling introduceres der løbende nye materialer og fremstillingsmetoder på markedet, hvilket gør det både vigtigt og svært at identificere og anvende ajourført information. For eksempel inden for forbrugerelektronik kan produkter som mobiltelefoner redesignes så ofte som hver 9. til 12. måned, hvilket skaber et behov for hurtig og løbende dataindsamling.

Som nævnt ovenfor overvejer beholdningen i LCA normalt et antal faser, herunder: udvinding af materialer, forarbejdning og fremstilling, produktanvendelse og bortskaffelse af produkter. Hvis den mest miljøskadelige af disse faser kan bestemmes, kan påvirkningen af ​​miljøet effektivt reduceres ved at fokusere på at foretage ændringer for den pågældende fase. For eksempel er den mest energikrævende fase i LCA for et fly eller bilprodukt under dets brug som et resultat af brændstofforbrug i produktets levetid. En effektiv måde at øge brændstofeffektiviteten på er at reducere køretøjets vægt; derfor kan fly- og bilproducenter reducere miljøbelastningen ved udskiftning af tungere materialer med lettere materialer (f.eks. aluminium- eller kulfiberforstærkede elementer), idet alle specifikationer og andre omkostninger er ens.

Datakilder, der bruges i LCA'er, er typisk store databaser. Det er ikke hensigtsmæssigt at sammenligne to muligheder, hvis forskellige datakilder er blevet brugt til at kilde dataene. Almindelige datakilder omfatter:

Beregninger for påvirkning kan derefter udføres i hånden, men det er mere normalt at strømline processen ved hjælp af software. Dette kan variere fra et simpelt regneark, hvor brugeren indtaster data manuelt til et fuldt automatiseret program, hvor brugeren ikke er opmærksom på kildedataene.

Varianter

Vugge til grav

Vugge til grav er den fulde livscyklusvurdering fra ressourceudvinding ('vugge') til brug af fase og bortskaffelsesfase ('grav'). F.eks. Producerer træer papir, der kan genbruges til lavenergiproduktion af cellulose (fiberiseret papir) isolering og derefter bruges som en energibesparende enhed i loftet i et hjem i 40 år, hvilket sparer 2.000 gange den fossile energi, der bruges i sin produktion. Efter 40 år udskiftes cellulosefibrene , og de gamle fibre bortskaffes, eventuelt forbrændes. Alle input og output tages i betragtning i alle faser af livscyklussen.

Vugge til port

Cradle-to-gate er en vurdering af en delvis produktlivscyklus fra ressourceudvinding ( vugge ) til fabriksporten (dvs. før den transporteres til forbrugeren). Produktets brugsfase og bortskaffelsesfase udelades i dette tilfælde. Cradle-to-gate-vurderinger er undertiden grundlaget for miljøproduktdeklarationer (EPD), der kaldes business-to-business EPD'er. En af de væsentlige anvendelser af cradle-to-gate-tilgangen kompilerer livscyklusopgørelsen (LCI) ved hjælp af cradle-to-gate. Dette gør det muligt for LCA at indsamle alle de konsekvenser, der fører til ressourcer, der købes af anlægget. De kan derefter tilføje de trin, der er involveret i deres transport, til fabrik og fremstillingsproces for lettere at producere deres egne cradle-to-gate-værdier for deres produkter.

Cradle-to-cradle eller closed loop produktion

Vugge-til-vugge er en bestemt slags vugge-til-grav-vurdering, hvor slutproduktets skridt til bortskaffelse af produktet er en genbrugsproces . Det er en metode, der bruges til at minimere produkters miljøpåvirkning ved at anvende bæredygtig produktion, drift og bortskaffelsespraksis og har til formål at integrere socialt ansvar i produktudvikling. Fra genbrugsprocessen stammer nye, identiske produkter (f.eks. Asfaltbelægning fra kasseret asfaltbelægning, glasflasker fra opsamlede glasflasker) eller forskellige produkter (f.eks. Glasuldsisolering fra opsamlede glasflasker).

Fordeling af byrde for produkter i open loop -produktionssystemer udgør betydelige udfordringer for LCA. Der er blevet foreslået forskellige metoder, f.eks. Tilgangen med undgået byrde til at håndtere de involverede spørgsmål.

Port til port

Gate-to-gate er en delvis LCA, der kun ser på en værditilvækstproces i hele produktionskæden. Gate-to-gate-moduler kan også senere forbindes i deres passende produktionskæde for at danne en komplet cradle-to-gate-evaluering.

Godt til hjul

Well-to-wheel er den specifikke LCA, der bruges til transport af brændstoffer og køretøjer. Analysen er ofte opdelt i faser med titlen "well-to-station" eller "well-to-tank" og "station-to-wheel" eller "tank-to-wheel" eller "plug-to-wheel ". Det første trin, som inkorporerer råmaterialet eller brændstofproduktion og -forarbejdning og brændstoflevering eller energitransmission, og kaldes "upstream" -stadiet, mens stadiet, der omhandler selve køretøjsdriften, undertiden kaldes "downstream" -fasen. Brønd-til-hjul-analysen bruges almindeligvis til at vurdere det samlede energiforbrug eller energiomdannelsens effektivitet og emissionseffekt fra marine fartøjer , fly og motorkøretøjer , herunder deres kulstofaftryk , og de brændstoffer, der bruges i hver af disse transportformer. WtW -analyse er nyttig til at afspejle de forskellige effektiviteter og emissioner af energiteknologier og brændstoffer i både opstrøms- og nedstrømsfaser, hvilket giver et mere komplet billede af reelle emissioner.

Den velhjulede variant har et betydeligt input til en model udviklet af Argonne National Laboratory . De Drivhusgasser, regulerede emissioner, og Energiforbruget i Transport (Greet) model blev udviklet til at vurdere virkningerne af nye brændstoffer og køretøjer teknologier. Modellen evaluerer virkningerne af brændstofforbrug ved hjælp af en godt-til-hjul-evaluering, mens en traditionel vugge til grav-metode bruges til at bestemme påvirkningerne fra selve køretøjet. Modellen rapporterer energiforbrug, drivhusgasemissioner og seks yderligere forurenende stoffer: flygtige organiske forbindelser (VOC'er), kulilte (CO), nitrogenoxid (NOx), partikler med en størrelse mindre end 10 mikrometer (PM10), partikler med størrelse mindre end 2,5 mikrometer (PM2,5) og svovloxider (SOx).

Kvantitative værdier af drivhusgasemissioner beregnet med WTW eller med LCA -metoden kan variere, da LCA overvejer flere emissionskilder. Når man f.eks. Vurderer drivhusgasemissionerne fra et batteri elbiler i sammenligning med et konventionelt forbrændingsmotorkøretøj, finder WTW (som kun udgør drivhusgassen for fremstilling af brændstofferne), at et elbil kan spare 50-60% af drivhusgassen , mens en hybrid LCA-WTW-metode, der også overvejer drivhusgassen på grund af batteriets fremstilling og levetid, giver drivhusgasemissionsbesparelser 10-13% lavere sammenlignet med WTW.

Økonomisk input -output livscyklusvurdering

Økonomisk input-output LCA ( EIOLCA ) indebærer brug af aggregerede sektorniveau-data om, hvor stor miljøpåvirkning der kan tilskrives hver sektor i økonomien, og hvor meget hver sektor køber fra andre sektorer. En sådan analyse kan tage højde for lange kæder (f.eks. At bygge en bil kræver energi, men at producere energi kræver køretøjer, og at bygge disse køretøjer kræver energi osv.), Hvilket en smule afhjælper omfanget af proces -LCA; EIOLCA er imidlertid afhængig af gennemsnit på sektorniveau, der måske eller måske ikke er repræsentative for den specifikke delmængde af sektoren, der er relevant for et bestemt produkt, og derfor ikke er egnet til at vurdere produkters miljøpåvirkninger. Derudover er oversættelsen af ​​økonomiske mængder til miljøpåvirkninger ikke valideret.

Økologisk baseret LCA

Mens en konventionel LCA anvender mange af de samme fremgangsmåder og strategier som en Eco-LCA, overvejer sidstnævnte en meget bredere vifte af økologiske virkninger. Det var designet til at give en guide til klog styring af menneskelige aktiviteter ved at forstå de direkte og indirekte virkninger på økologiske ressourcer og omgivende økosystemer. Eco-LCA er udviklet af Ohio State University Center for modstandsdygtighed og er en metode, der kvantitativt tager hensyn til regulering og understøttelse af tjenester i livscyklussen for økonomiske varer og produkter. I denne tilgang er tjenester kategoriseret i fire hovedgrupper: støtte, regulering, levering og kulturelle tjenester.

Eksergibaseret LCA

Exergi af et system er det maksimalt nyttige arbejde, der er muligt under en proces, der bringer systemet i ligevægt med et varmebeholder. Wall angiver tydeligt forholdet mellem eksergianalyse og ressourceregnskab. Denne intuition bekræftet af DeWulf og Sciubba fører til Exergo-økonomisk regnskab og til metoder, der specifikt er dedikeret til LCA, såsom Exergetic material input per service unit (EMIPS). Begrebet materiel input pr. Serviceenhed (MIPS) er kvantificeret i form af termodynamikkens anden lov , hvilket gør det muligt at beregne både ressource input og service output i exergi termer. Dette energimateriale input pr. Serviceenhed (EMIPS) er udarbejdet til transportteknologi . Tjenesten tager ikke kun hensyn til den samlede masse, der skal transporteres og den samlede afstand, men også massen pr. Enkelt transport og leveringstiden.

Livscyklus energianalyse

Livscyklusenergianalyse (LCEA) er en tilgang, hvor alle energitilførsler til et produkt redegøres for, ikke kun direkte energiindgange under fremstilling, men også alle energiindgange, der er nødvendige for at producere komponenter, materialer og tjenester, der er nødvendige til fremstillingsprocessen. Et tidligere udtryk for tilgangen var energianalyse . Med LCEA fastlægges den samlede livscyklusenergiindgang .

Energiproduktion

Det er erkendt, at meget energi går tabt i selve produktionen af ​​energivarer, såsom atomkraft , fotovoltaisk elektricitet eller olieprodukter af høj kvalitet . Netto energiindhold er produktets energiindhold minus energitilførsel, der bruges under ekstraktion og konvertering , direkte eller indirekte. Et kontroversielt tidligt resultat af LCEA hævdede, at fremstilling af solceller kræver mere energi, end man kan genvinde ved brug af solcellen. Resultatet blev tilbagevist. I øjeblikket spænder energitilbagebetalingstiden for solcellepaneler fra et par måneder til flere år. Modulgenanvendelse kan yderligere reducere energitilbagebetalingstiden til omkring en måned. Et andet nyt begreb, der udspringer af livscyklusvurderinger, er energikannibalisme . Energikannibalisme refererer til en effekt, hvor hurtig vækst af en hel energiintensiv industri skaber et behov for energi, der bruger (eller kannibaliserer) energien fra eksisterende kraftværker. Under hurtig vækst producerer industrien som helhed derfor ingen energi, fordi ny energi bruges til at brænde energien fra fremtidige kraftværker. Der er blevet arbejdet i Storbritannien for at bestemme livscyklusenergi (sammen med fuld LCA) indvirkning af en række vedvarende teknologier.

Energiindvinding

Hvis materialer forbrændes under bortskaffelsesprocessen, kan den energi, der frigives under afbrænding, udnyttes og bruges til elproduktion . Dette giver en energikilde med lav effekt, især sammenlignet med kul og naturgas Mens forbrænding producerer flere drivhusgasemissioner end lossepladser , er affaldsanlæggene godt udstyret med reguleret forureningsbekæmpelsesudstyr for at minimere denne negative virkning. En undersøgelse, der sammenlignede energiforbrug og drivhusgasemissioner fra lossepladser (uden energigenvinding) mod forbrænding (med energigenvinding) fandt forbrænding i alle tilfælde bedre end med undtagelse af, når deponeringsgas genvindes til elproduktion.

Kritik

Energieffektivitet er uden tvivl kun en overvejelse ved beslutningen om, hvilken alternativ proces der skal anvendes, og bør ikke hæves som det eneste kriterium for bestemmelse af miljømæssig accept. For eksempel tager en simpel energianalyse ikke højde for vedvarende energistrømme eller affaldsprodukters toksicitet. Indarbejdelse af "dynamiske LCA'er", f.eks. Med hensyn til teknologier til vedvarende energi - som anvender følsomhedsanalyser til at projektere fremtidige forbedringer i vedvarende systemer og deres andel af elnettet - kan bidrage til at afbøde denne kritik.

I de senere år er litteraturen om livscyklusvurdering af energiteknologi begyndt at afspejle samspillet mellem det nuværende elnet og fremtidig energiteknologi . Nogle papirer har fokuseret på energilivscyklus , mens andre har fokuseret på kuldioxid (CO ₂ ) og andre drivhusgasser . Den væsentlige kritik fra disse kilder er, at når man overvejer energiteknologi , skal elnettets voksende karakter tages i betragtning. Hvis dette ikke gøres, kan en given klasse energiteknologi udsende mere CO _{2 i} løbet af sin levetid, end den oprindeligt troede, den ville afbøde, med dette mest veldokumenteret i vindenergis tilfælde .

Et problem, energianalysemetoden ikke kan løse, er, at forskellige energiformer - varme , elektricitet , kemisk energi osv. - har forskellig kvalitet og værdi som en konsekvens af de to hovedlove inden for termodynamik . I henhold til den første lov for termodynamik skal alle energiindgange have samme vægt, mens den anden lov skal have forskellige energiformer til at tage højde for forskellige værdier. Konflikten kan løses på en af ​​flere måder: Værdiforskellene mellem energiindgange kan ignoreres, et værdiforhold kan vilkårligt tildeles (f.eks. At en input joule af elektricitet er 2,6 gange mere værd end en joule varme eller brændstof), kan analysen suppleres med økonomisk/ omkostningsanalyse , eller eksergi , et termodynamisk mål for energikvaliteten, kan bruges som metric for LCA (i stedet for energi).

Kritik

Livscyklusvurdering er et kraftfuldt værktøj til at analysere commensurabel aspekter af kvantificerbare systemer. Ikke alle faktorer kan dog reduceres til et tal og indsættes i en model. Stive systemgrænser gør det svært at redegøre for ændringer i systemet. Dette kaldes undertiden grænsekritik til systemtænkning . Nøjagtigheden og tilgængeligheden af ​​data kan også bidrage til unøjagtighed. For eksempel kan data fra generiske processer være baseret på gennemsnit , ikke -repræsentativ prøveudtagning eller forældede resultater. Dette er især tilfældet for brugs- og afslutningsfaser i LCA. Derudover mangler sociale konsekvenser af produkter generelt i LCA'er. Sammenlignende livscyklusanalyse bruges ofte til at bestemme en bedre proces eller et produkt, der skal bruges. På grund af aspekter som forskellige systemgrænser, forskellige statistiske oplysninger, forskellige produktanvendelser osv., Kan disse undersøgelser imidlertid let påvirkes til fordel for et produkt eller en proces frem for et andet i en undersøgelse og det modsatte i en anden undersøgelse baseret på forskellige parametre og forskellige tilgængelige data. Der er retningslinjer for at reducere sådanne konflikter i resultater, men metoden giver stadig meget plads til, at forskeren kan beslutte, hvad der er vigtigt, hvordan produktet typisk fremstilles, og hvordan det typisk bruges.

En grundig gennemgang af 13 LCA-undersøgelser af træ- og papirprodukter fandt en mangel på konsistens i de metoder og antagelser, der blev brugt til at spore kulstof i produktets livscyklus . Der blev anvendt en lang række metoder og antagelser, hvilket førte til forskellige og potentielt modstridende konklusioner - især med hensyn til kulstofbinding og metanproduktion på lossepladser og med kulstofregnskab under skovvækst og produktanvendelse.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

1. Crawford, RH (2011) Life Cycle Assessment in the Built Environment, London: Taylor og Francis.
2. J. Guinée, red .:, Håndbog om livscyklusvurdering: Operationel vejledning til ISO -standarder , Kluwer Academic Publishers, 2002.
3. Baumann, H. och Tillman, AM. Hitchhikerens guide til LCA: en orientering i metodik og anvendelse af livscyklusvurdering. 2004. ISBN  91-44-02364-2
4. Curran, Mary A. "Environmental Life Cycle Assessment", McGraw-Hill Professional Publishing, 1996, ISBN  978-0-07-015063-8
5. Ciambrone, DF (1997). Miljø livscyklus analyse . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-214-3 .
6. Horne, Ralph., Et al. "LCA: Principper, praksis og fremtidsudsigter". CSIRO Publishing, Victoria, Australien, 2009., ISBN  0-643-09452-0
7. Vallero, Daniel A. og Brasier, Chris (2008), "Sustainable Design: The Science of Sustainability and Green Engineering", John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN  0470130628 . 350 sider.
8. Vigon, BW (1994). Livscyklusvurdering: Lagerretningslinjer og principper . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN  1-56670-015-9 .
9. Vogtländer, JG, "A praktisk guide to LCA for students, designers, and business managers", VSSD, 2010, ISBN  978-90-6562-253-2 .

eksterne links

Medier relateret til livscyklusvurdering på Wikimedia Commons

• Legemliggjort energi: Livscyklusvurdering. Din hjemmets tekniske manual. Et fælles initiativ fra den australske regering og design- og byggeindustrien. på Wayback Machine (arkiveret 24. oktober 2007)
• LCA -eksempel: Lysemitterende diode (LED) fra GSA's værktøj til bæredygtige faciliteter