Φόντο

Η αξιολόγηση του κύκλου ζωής (LCA) είναι ένα εργαλείο για τη μέτρηση της κατανάλωσης της πηγής ενέργειας και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων ενός προϊόντος, ενός σκάφους παραγωγής. Το εργαλείο θα μετρήσει από τη συλλογή της πρώτης ύλης έως την παραγωγή, τη μεταφορά, τη χρήση και τελικά την τελική διάθεση. Η LCA ιδρύθηκε από τη δεκαετία του 1970.

l Η Εταιρεία Περιβαλλοντικής Τοξικολογίας και Χημείας (SETAC) ορίζει τη SETAC ως μια μέθοδο για την αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο τα προϊόντα, η παραγωγή και οι ενέργειες επηρεάζουν το περιβάλλον αξιολογώντας τη χρήση πρώτων υλών, την κατανάλωση ενέργειας και την απελευθέρωση απορριμμάτων.

l Το 1997, ο ISO εξέδωσε τη σειρά ISO 14000 και όρισε την ΑΚΖ ως τη συλλογή και αξιολόγηση των εισροών, εκροών και των πιθανών περιβαλλοντικών επιπτώσεων ενός συστήματος προϊόντος σε όλο τον κύκλο ζωής του. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις περιλαμβάνουν τη χρήση πόρων, την ανθρώπινη υγεία και την οικολογία. Το ISO 14040 ορίζει την αρχή και το πλαίσιο και το ISO 14044 ορίζει τις απαιτήσεις και την καθοδήγηση.

Η αξιολόγηση LCA περιλαμβάνει 4 φάσεις:

1) στόχος και πεδίο εφαρμογής. Αυτό αφορά τον σκοπό της έρευνας, τα όρια του συστήματος, ποια μονάδα επιλέγεται να χρησιμοποιηθεί και την απαίτηση για δεδομένα.

2) Ανάλυση αποθεμάτων. Αυτό περιλαμβάνει συλλογή και διάθεση δεδομένων.

3) Εκτίμηση επιπτώσεων. Αυτό γίνεται για την ανάλυση των στοιχείων που επηρεάζουν το περιβάλλον.

4) Ερμηνεία. Αυτό γίνεται για να ολοκληρωθεί η αξιολόγηση και να αναλυθεί το αποτέλεσμα.

Στόχος και πεδίο εφαρμογής

Στόχος της μελέτης

Στόχος της μελέτης είναι η αφετηρία του LCA. Αυτό γίνεται για την καλύτερη αξιολόγηση της απόδοσης ενός συστήματος και βοηθά επίσης στο να αποδειχθεί το φιλικό προς το περιβάλλον ενός συστήματος, ώστε να υποβληθεί αίτηση για πράσινη πιστοποίηση.

Όρια συστήματος

Τα όρια του συστήματος θα πρέπει να περιέχουν τις ακόλουθες φάσεις του κύκλου ζωής και τη σχετική διαδικασία (Ακολουθούν τα όρια συστήματος του προϊόντος μπαταρίας)

Αυτό λέγεται από κούνια σε τάφο. Κούνια σημαίνει την αρχή, που αναφέρεται στην απόκτηση πρώτων υλών. Τάφος σημαίνει το τέλος, που παραπέμπει σε διάλυση και ανακύκλωση.

Μονάδα λειτουργίας

Η μονάδα λειτουργίας είναι το πρότυπο υπολογισμού για την είσοδο και την έξοδο κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός συστήματος. Συνήθως υπάρχουν δύο λειτουργικές μονάδες. Το ένα είναι μάζα (μονάδα: kg), το άλλο είναι ηλεκτρική ενέργεια (μονάδα: kWh). Εάν υιοθετήσουμε την ενέργεια ως μονάδα, τότε αυτή η ενέργεια ορίζεται ως η συνολική ενέργεια που παρέχεται από ένα σύστημα μπαταρίας στον κύκλο ζωής του. Η συνολική ενέργεια υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τους χρόνους του κύκλου και την ενέργεια κάθε κύκλου.

Ποιότητα δεδομένων

Σε μια μελέτη LCA, η ποιότητα των δεδομένων επηρεάζει το αποτέλεσμα της ΑΚΖ. Επομένως, θα πρέπει να δώσουμε δήλωση και επεξήγηση στα δεδομένα που υιοθετήσαμε κατά τη διάρκεια της μελέτης.

Αξιολόγηση αποθέματος

Το Life Cycle Inventory (LCI) είναι η βάση του LCA. Πρέπει να ποσοτικοποιήσουμε τους πόρους που απαιτούνται για τον κύκλο ζωής των προϊόντων, την κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές. Οι πόροι εδώ περιλαμβάνουν εξόρυξη, επεξεργασία, πώληση προϊόντων, χρήση, μεταφορά, αποθήκευση, διάλυση και ανακύκλωση, ολόκληρο τον κύκλο ζωής. Η ενέργεια περιλαμβάνει κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, χημείας και ηλιακής ενέργειας. Οι εκπομπές περιλαμβάνουν ρύπανση, θερμότητα και ακτινοβολία.

(1) Καθιερώστε ένα μοντέλο συστήματος προϊόντων με βάση τα όρια του συστήματος που καθορίζονται ως προς τον στόχο και το πεδίο εφαρμογής.

(2) Συλλέξτε σχετικά δεδομένα, όπως υλικό σε κάθε διαδικασία, κατανάλωση ενέργειας, μεταφορά, εκπομπές και την ανάντη βάση δεδομένων.

(3) Υπολογίστε την εκπομπή σύμφωνα με τη μονάδα λειτουργίας.

Εκτίμηση Επιπτώσεων

Η αξιολόγηση επιπτώσεων του κύκλου ζωής (LCIA) διεξάγεται με βάση την ανάλυση αποθεμάτων. Το LCIA περιλαμβάνει κατηγορίες επιπτώσεων, παράμετρο, μοντέλο χαρακτηρισμού, κατηγοριοποίηση αποτελεσμάτων, υπολογισμό παραμέτρων κατηγορίας (χαρακτηρισμός και τυποποίηση).

Οι κατηγορίες αξιολόγησης επιπτώσεων ΑΚΖ περιλαμβάνουν:

• Πιθανή τιμή κατανάλωσης αβιοτικών πόρων και δυνητική τιμή κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων. Η κατανάλωση αβιοτικών πόρων σχετίζεται με τη διύλιση μεταλλεύματος σε μια είσοδο συστήματος. Η μονάδα είναι kg Sb eq. Η αβιοτική κατανάλωση ορυκτών καυσίμων σχετίζεται με τη θερμική αξία. Η μονάδα είναι MJ.
• Αξία υπερθέρμανσης του πλανήτη. Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) ανέπτυξε ένα χαρακτηρισμένο μοντέλο για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών παραγόντων. Οι χαρακτηριζόμενοι παράγοντες αντιπροσωπεύουν το δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη για 100 χρόνια. Η μονάδα είναι kg CO₂εξ.
• Δυνητική τιμή καταστροφής της σφαίρας του όζοντος. Αυτό το μοντέλο αναπτύχθηκε από τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό. Καθορίζει τη δυνατότητα καταστροφής του όζοντος διαφορετικών αερίων. Η μονάδα είναι kg CFC-11 eq.
• Φωτοχημικό όζον. Η μονάδα είναι kg C₂H₂εξ.
• Οξύνιση. Αντιπροσωπεύει το δυναμικό εκπομπών μετρώντας το SO₂κάθε κιλό εκπομπής. Η μονάδα είναι kg SO₂εξ.
• Ευτροφισμός. Η μονάδα είναι kg PO₄εξ.
• Ερμηνεία
• Η ερμηνεία είναι η τελευταία φάση της ΑΚΖ. Συνδυάζοντας στόχο και εύρος, ανάλυση αποθέματος και εκτίμηση επιπτώσεων, μπορούμε να έχουμε μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση για ένα προϊόν και να ανακαλύψουμε τη μέτρηση για τη βελτίωση της παραγωγής ή της εκπομπής του κύκλου ζωής. Για παράδειγμα, μπορούμε να προωθήσουμε την παραγωγή πρώτων υλών, να αλλάξουμε την επιλογή πρώτων υλών, να προωθήσουμε την επεξεργασία προϊόντων, να αλλάξουμε τον τύπο ενέργειας, να βελτιστοποιήσουμε τον εξοπλισμό ανακύκλωσης κ.λπ.

Σύναψη

• Υπάρχουν πάρα πολλά είδη δεδομένων που εμπλέκονται στην LCA. Η ποιότητα και η ακεραιότητα των δεδομένων θα έχουν μεγάλη επίδραση στο αποτέλεσμα. Εάν μπορέσουμε να δημιουργήσουμε μια πλατφόρμα ανίχνευσης δεδομένων, στην οποία μπορούμε να αρπάξουμε απόθεμα όπως βασικά εξαρτήματα και παραγωγή, και να δημιουργήσουμε μια βασική βάση δεδομένων ανακύκλωσης, θα μειώσει σημαντικά τη δυσκολία της πιστοποίησης του αποτυπώματος άνθρακα.
• Για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, υπάρχουν μέτρα ως εξής: 1. Καινοτομήστε το σύστημα υλικών μπαταρίας για να βελτιώσετε την ενεργειακή πυκνότητα και τη διάρκεια ζωής του κύκλου. Αυτό θα μειώσει τις εκπομπές άνθρακα. 2. Σε σύγκριση με την μπαταρία ιόντων λιθίου, η μπαταρία ιόντων νατρίου έχει μικρότερη επίδραση στο περιβάλλον. 3. Η συμπαγής μπαταρία έχει χαμηλότερη εκπομπή άνθρακα από την μπαταρία ιόντων λιθίου κατά την παραγωγή. 4. Η ανακύκλωση υλικών και η αναπαραγωγή μπορούν επίσης να βελτιώσουν τη ρύπανση και να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα.