GLOBAL KNOWLEDGE ARK

Chemija · Pamoka

Gyvavimo ciklo vertinimas, žiediškumas ir tvarumo kompromisai

Vertinkite teiginius apie gyvavimo ciklą ir žiediškumą pagal lygiavertę paslaugą, paskirstymo prielaidas, fizinį medžiagos atgavimą ir scenarijų jautrumą.

Grįžti į chemijos planą

Baigę pamoką, galėsite

  • Palyginti poveikį vienam lygiavertės suteiktos paslaugos vienetui pagal nurodytas naudojimo trukmes.
  • Atskirti paskirstymą nuo fizinių inventorizacijos duomenų pokyčio.
  • Sudaryti uždarą atgavimo grandinės balansą prieš taikant atskirą pakeitimo prielaidą.
  • Palyginti scenarijų jautrumą išlaikant skirtingus poveikio vienetus.
01

Gyvavimo ciklų palyginimas prasideda nuo lygiavertės paslaugos

Prieš lygindami būdus ar medžiagas apibrėžkite suteikiamą paslaugą, trukmę, veikimo reikalavimą ir sistemos ribą. Gamybos, transportavimo, naudojimo, priežiūros ir gyvavimo pabaigos indėliai gali skirtis. Vienam kilogramui pateiktas rezultatas gali neatitikti lygiavertės paslaugos palyginimo.

Etaloninis srautas paverčia funkcinį reikalavimą sistemai reikalingu medžiagos ar energijos kiekiu. Todėl dėl skirtingos naudojimo trukmės ar efektyvumo reikalingi kiekiai gali pasikeisti net tada, kai funkcija ta pati.

02

Palyginimui reikia tos pačios funkcijos ir aiškiai nurodyto metodo

Funkcinis vienetas nusako lyginamą paslaugą. Originaliame naudojimo trukmės pavyzdyje kiekvienam panaudojimui nustatyta vienoda kokybė, tačiau alternatyvos leidžia skirtingą panaudojimų skaičių. Viso gyvavimo ciklo sumas dalijant iš kiekvienai alternatyvai numatyto paslaugų skaičiaus rezultatas pasikeičia. Ilgaamžiškumo įrodymai svarbūs, nes trumpesnė naudojimo trukmė gali apversti palyginimą vienam panaudojimui.

Kai vienas procesas duoda kelis produktus, bendro poveikio paskirstymas yra metodinis pasirinkimas. Skirstant pagal masę ir ekonominę vertę naudojami skirtingi vardikliai. Pakeitus kainos prielaidą keičiasi ekonominis priskyrimas, nors fizinė produkcija ir bendras poveikis lieka pastovūs. Paskirstymo skaičius nėra stebėtas chemijos pokytis.

Išsamesniame vertinime reikėtų nurodyti tikslą, sistemos ribą, inventorizacijos duomenis, charakterizavimo metodą, neapibrėžtį ir prielaidas apie gretutines funkcijas. Pakeitimo naudos įskaitymui reikia aiškaus kontrafaktinio scenarijaus, nusakančio, kokia gamyba pakeičiama; jis neturėtų be paaiškinimo atsirasti kaip dar vienas fizinis srautas.

03

Inventorizacija ir poveikio rodiklis yra skirtingi etapai

Gyvavimo ciklo inventorizacija registruoja apibrėžtas išteklių sąnaudas ir išėjimo srautus. Skaičiuojant poveikį šiems srautams taikomas nurodytas metodas. Keli rodikliai gali apibūdinti skirtingas pasekmes ir nebūtinai vienodai surikiuoja pasirinkimus.

Klimato ekvivalentu išreikštam kiekiui papildomai reikia nurodytų charakterizavimo koeficientų ir sutartinio laiko horizonto apibrėžimo. Tai nėra vieno fizinio mišinio masė ar išsamus žalos aplinkai matas. Nurodykite metodą, o ne manykite, kad visi poveikio rodikliai turi bendrą pagrindą.

04

Medžiagos atgavimas dar nenustato jos pakeitimo vertės

Surinkimas, atgavimas ir tinkamumo patvirtinimas yra nuoseklūs fiziniai etapai. Įskaitykite tiek jų atmestus srautus, tiek grąžintą medžiagą. Sudauginus dalis gaunama reikalavimus atitinkančios masės dalis; savaime tai neįrodo vienodos funkcijos ar pirminės žaliavos pakeitimo. Toliau pateiktame atvejyje atskirai nustatytas pakeitimo koeficientas išryškina šį skirtumą.

Scenarijus gali pakeisti klimato kategorijos palyginimą, o kitus kiekius palikti nepakitusius. Išgalvotame elektros tinklo koeficiento atvejyje viena alternatyva naudoja mažiau elektros, bet turi didesnį pastovų kitą poveikį klimatui, todėl kreivės susikerta. Vandens tūrio inventorizacijos duomenys lieka atskirti nuo poveikio klimatui ir nuo charakterizuoto vandens stygiaus poveikio.

Teiginiuose apie žiediškumą ir tvarumą reikėtų išlaikyti šias prielaidas ir neišspręstas kategorijas. Masės atgavimo procentas ar vienas palankus poveikio įvertis negali įrodyti visų aplinkosauginių rezultatų, praktinės kokybės ar grynosios naudos. Pasitelkite jautrumą, kad nustatytumėte, kokie įrodymai iš esmės pakeistų išvadą.

Vienas išgalvotas klimato palyginimas keičiasi kartu su elektros koeficientu

Nustatytas poveikis / kg CO₂eq

Originalus vienodos funkcijos inventorizacijos modelis A=0.900+4.60g ir B=1.60+2.90g. Apskritimai ir kvadratai žymi g=0.220,0.450,0.750; brūkšninė kreivė vaizduoja A įvertinimą. Vanduo 8.00/22.0 L lieka atskira inventorizacijos dalis. Nepateikiamas joks tikras elektros tinklo koeficientas ar išsamus tvarumo eiliškumas.00.20.40.60.801.252.53.755

Nustatytas g / kg CO₂eq kWh⁻¹

  • Nustatyta alternatyva A
  • Nustatyta alternatyva B
  • — Nustatyti A klimato inventorizacijos duomenys
Pradiniai duomenys
Nustatytas g / kg CO₂eq kWh⁻¹Nustatytas poveikis / kg CO₂eq
0.221.912 · Nustatyta alternatyva A
0.452.9699999999999998 · Nustatyta alternatyva A
0.754.35 · Nustatyta alternatyva A
0.222.238 · Nustatyta alternatyva B
0.452.9050000000000002 · Nustatyta alternatyva B
0.753.775 · Nustatyta alternatyva B

Originalus vienodos funkcijos inventorizacijos modelis A=0.900+4.60g ir B=1.60+2.90g. Apskritimai ir kvadratai žymi g=0.220,0.450,0.750; brūkšninė kreivė vaizduoja A įvertinimą. Vanduo 8.00/22.0 L lieka atskira inventorizacijos dalis. Nepateikiamas joks tikras elektros tinklo koeficientas ar išsamus tvarumo eiliškumas.

05

Žiedinis naudojimas vis tiek turi nuostolių ir papildomų reikalavimų

Pakartotinis naudojimas, taisymas ir medžiagų atgavimas gali sumažinti dalį naujų sąnaudų, tačiau tikruosius ciklus riboja surinkimas, atgavimo išeiga ir tinkama kokybė. Išsaugota medžiaga gali cirkuliuoti pakartotinai, o nuostolius reikia pakeisti nauja medžiaga.

Energija, transportas, pagalbinės medžiagos ir pašalinami srautai turi būti įtraukti į visą pasirinkto ciklo apskaitą. Neskaičiuokite tos pačios vidinės cirkuliacijos kaip naujos atgautos produkcijos kiekvieną kartą, kai ji kerta įrenginio ribą.

06

Išvadai reikia jos prielaidų ir jautrumo

Paskirstymas tarp gretutinių produktų, energijos tiekimas, naudojimo trukmė ir atgavimo prielaidos gali paveikti palyginimą. Patikrinkite, kaip rezultatas keičiasi kintant neapibrėžtiems įvesties duomenims, ir nurodykite, kokiomis sąlygomis išvada pagrįsta.

Toliau pateikti originalūs gyvavimo ciklo balansai parodo samprotavimą apie ribas ir jautrumą. Jie nėra nei aplinkosauginiai sertifikatai, nei pirkimo, investavimo ar teisinės atitikties patarimai.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Palyginkite tą pačią suteikiamą funkciją

Sukurkite dvi alternatyvas, suteikiančias vienodą kokybę per panaudojimą. A gamybos poveikis yra 9.00 kg CO₂eq, energija 0.120 kWh/use, nustatyta naudojimo trukmė 90 panaudojimų, o gyvavimo pabaigos poveikis 0.800 kg CO₂eq. B atitinkamai turi 16.0 kg, 0.0550 kWh/use, 220 panaudojimų ir 1.20 kg. Nustatykite elektros koeficientą 0.450 kg CO₂eq/kWh pagal bendrą sutartinį charakterizavimo būdą ir laiko horizontą.

  1. A viso gyvavimo ciklo suma yra 9.00+0.120×90×0.450+0.800=14.66 kg CO₂eq. Vienam lygiaverčiam panaudojimui tenka 14.66/90=0.162888889 kg CO₂eq.
  2. B viso gyvavimo ciklo suma yra 16.0+0.0550×220×0.450+1.20=22.645 kg CO₂eq. Vienam lygiaverčiam panaudojimui tenka 22.645/220=0.102931818 kg CO₂eq.
  3. B viso gyvavimo ciklo suma yra didesnė, tačiau pagal nustatytą naudojimo trukmę poveikis vienam lygiaverčiam panaudojimui mažesnis. Vienoda funkcija ir išlikimas per visą šią trukmę yra prielaidos. Kitų poveikių, priežiūros, pakeitimo laiko ir tikrojo ilgaamžiškumo duomenys nepateikti.

Pagal nurodytą vieno panaudojimo pagrindą B vertė mažesnė: 0.102931818, palyginti su 0.162888889 kg CO₂eq vienam vienodam panaudojimui.

Paskirstymas keičia priskyrimą, o ne inventorizacijos duomenis

Nustatykite vieną bendrų produktų poveikį 174 kg CO₂eq, norimą produktą 24.0 kg ir gretutinį produktą 46.0 kg. Pasirinkite išgalvotas kainas 3.20 ir 0.800 suderintų sutartinių vienetų/kg. Palyginkite paskirstymą pagal masę ir vertę.

  1. Produkto masės dalis yra 24/70=0.342857143. Produktui priskirtas poveikis yra 174×24/70=59.6571429 kg CO₂eq arba 2.48571429 kg CO₂eq/kg produkto; likę 114.342857 kg priskiriami gretutiniam produktui.
  2. Nustatytos vertės yra 76.8 ir 36.8 vieneto. Produkto vertės dalis yra 76.8/113.6=0.676056338. Produkto poveikis yra 117.633803 kg CO₂eq arba 4.90140845 vienam kg produkto; gretutinio produkto poveikis 56.3661972 kg.
  3. Abiem metodais dviejų dalių suma lygi vienetui, o paskirstytų poveikių suma lygi 174 kg. Fizinė produkcija nepasikeičia. Nė vienas pasirinktas skaidymas nėra nustatytas kaip visuotinai priežastinis ar objektyviai geresnis; paskirstymo vengimas arba apibrėžtas sistemos išplėtimas gali padėti atsakyti į kitus klausimus.

Masės ir išgalvotos vertės dalys skiriasi; bendras poveikis ir fizinė produkcija lieka pastovūs.

Grąžinta masė ir numanomas pakeitimas apskaitomi atskirai

Pradėkite nuo 625 kg pašalintos hipotetinės medžiagos. Nustatykite surinkimo dalį 0.820, surinktos medžiagos atgavimo dalį 0.870 ir atgautos medžiagos reikalavimus atitinkančią dalį 0.900. Atskirai nustatykite 0.700 kg pirminės žaliavos pakeitimą vienam kg reikalavimus atitinkančios grąžintos medžiagos.

  1. Surinkta masė yra 512.5 kg. Atgauta masė yra 445.875 kg; reikalavimus atitinkanti grąžinta masė yra 401.2875 kg.
  2. Nesurinkta masė 112.5 kg, apdorojimo atmetis 66.625 kg ir kokybės atmetis 44.5875 kg uždaro fizinį balansą: 112.5+66.625+44.5875+401.2875=625 kg.
  3. Nustatyta išvengta pirminės žaliavos masė yra 401.2875×0.700=280.90125 kg. Tai kontrafaktinis funkcinis rezultatas, o ne dar vienas fizinis produktas, kurį reikėtų pridėti prie 625 kg.
  4. Energija, transportas, pakartotinio apdorojimo poveikis ir pakeistos gamybos apskaita nepateikti. Surinkimas neįrodo visapusiškos kokybės, funkcinio pakeitimo, pavojingumo pašalinimo ar grynosios aplinkosauginės naudos.

Fizinė reikalavimus atitinkanti grąžinta masė 401.2875 kg; atskirai numanomas pirminės žaliavos pakeitimas 280.90125 kg.

Jautrumas gali apversti vienos poveikio kategorijos palyginimą

Tai pačiai nustatytai funkcijai A naudoja 4.60 kWh, kitas poveikis klimatui yra 0.900 kg CO₂eq, o vandens inventorizacijos kiekis 8.00 L. B naudoja 2.90 kWh, kitas poveikis yra 1.60 kg, o vanduo 22.0 L. Tegul išgalvotas elektros tinklo koeficientas g kinta pagal vieną bendrą poveikio klimatui vertinimo tvarką.

  1. Bendrieji poveikiai klimatui yra A=0.900+4.60g ir B=1.60+2.90g kg CO₂eq. Kai g=0.220, jie yra 1.912/2.238, tad šioje kategorijoje palankesnė A. Kai g=0.750, jie yra 4.350/3.775, tad palankesnė B.
  2. Lygybė gaunama, kai −0.700+1.70g=0, todėl g=7/17=0.411764706 kg CO₂eq/kWh. Tai matematinis susikirtimas išgalvotame inventorizacijos modelyje, o ne dabartinis elektros tinklo duomuo ar fizikinė saugos riba.
  3. Vandens tūriai lieka 8.00/22.0 L. Tai inventorizacijos kiekiai be vietos, stygiaus ar kokybės charakterizavimo. Jų negalima tiesiogiai pridėti prie kg CO₂eq. Bendram vertinimui reikia daugiau įrodymų ir aiškių vertybinių pasirinkimų.

Klimato vertinimo eiliškumas pasikeičia nustatytame susikirtimo taške 7/17; atskiri vandens inventorizacijos duomenys neišnyksta.

Pabandykite patys

  1. Sumažinkite tik B alternatyvos nustatytą naudojimo trukmę perpus iki 110 lygiaverčių panaudojimų. Perskaičiuokite jos viso gyvavimo ciklo poveikį klimatui ir intensyvumą vienam panaudojimui bei palyginkite su nepakeista A.

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    B suma 19.9225 kg CO₂eq per 110 panaudojimų, intensyvumas 0.181113636 vienam panaudojimui; nepakeistos A vertė 0.162888889 dabar mažesnė.

    Pastovus gamybos ir gyvavimo pabaigos poveikis paskirstomas mažesniam lygiaverčių panaudojimų skaičiui, todėl intensyvumas didėja, nors viso gyvavimo ciklo suma mažėja.

  2. Padvigubinkite tik nustatytą gretutinio produkto kainą iki 1.6 vieneto/kg. Kuris paskirstymo rezultatas pasikeičia, o kurie fiziniai ir mase pagrįsti kiekiai lieka pastovūs?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Vertės dalis 24/47=0.510638298; produkto poveikis 88.8510638 kg CO₂eq arba 3.70212766/kg; fizinės masės, bendras 174 kg poveikis ir masės dalis 24/70 lieka pastovūs.

    Pakeista išgalvota gretutinio produkto vertė keičia tik šį paskirstymo metodą; abiejų priskirtų poveikių suma vis tiek lygi tai pačiai bendrai sumai.

  3. Pakeiskite tik nustatytą pakeitimo koeficientą iki 0.45 kg pirminės žaliavos/kg reikalavimus atitinkančios grąžintos medžiagos. Perskaičiuokite išvengtą pirminės žaliavos masę ir nurodykite, kurie fiziniai srautai pasikeičia.

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Numanoma išvengta pirminės žaliavos masė 180.579375 kg; reikalavimus atitinkanti masė 401.2875 kg ir visi fiziniai srautai lieka pastovūs.

    Funkcinio pakeitimo koeficientas keičia kontrafaktinį rezultatą, o ne uždarą masės atgavimo grandinę.

  4. Nustatykite elektros tinklo koeficientą 0.45 kgCO2eq/kWh ir išlaikykite visus kitus išgalvotus įvesties duomenis. Palyginkite bendruosius poveikius klimatui ir vandens inventorizacijos kiekius.

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    A 2.970 ir B 2.905 kg CO₂eq vienai vienodai funkcijai; B poveikis klimatui šiek tiek mažesnis, tačiau vanduo lieka 8.00 ir 22.0 L.

    Apskaičiuokite abu nepakeistus tiesinius inventorizacijos modelius, kai g=0.450; skirtingus poveikio ir inventorizacijos vienetus laikykite atskirai.

Ką verta įsidėmėti

  • Lyginkite tą pačią suteikiamą funkciją ir atskleiskite naudojimo trukmės prielaidas.
  • Paskirstymas padalija poveikį nekeisdamas fizinių inventorizacijos duomenų.
  • Medžiagos grąžinimui ir kontrafaktiniam pirminės žaliavos pakeitimui reikia atskirų apskaitų.
  • Jautrumas vienoje kategorijoje nepašalina kitų poveikio matmenų.

Šaltiniai

Mokomoji medžiaga ir žinynai, kuriais remiasi pamokos paaiškinimai ir pavyzdžiai.

  1. Assessing Chemical Process Sustainability: GREENSCOPEEPA institutional method team; Gerardo J. Ruiz-Mercado, Raymond L. Smith and Michael A. Gonzalez, method authors identified in listed original referencesŽinynasepa.govSkaityti šaltinį
  2. A Low-carbon Path to Enhanced Industrial Competitiveness: Industrial Energy Efficiency UnitUnited Nations Industrial Development Organization, institutional brochureŽinynas · PDFdownloads.unido.orgSkaityti šaltinį
  3. Reinout Heijungs and Helias Udo de Haes, CML Leiden, primary kit authors; Philip White and Jay Golden, Arizona State University, secondary authors identified by original training-kit landing2 šaltiniai
    1. UNEP/SETAC LCA Training Kit: Moduleb, Overview of LCAReinout Heijungs and Helias Udo de Haes, CML Leiden, primary kit authors; Philip White and Jay Golden, Arizona State University, secondary authors identified by original training-kit landingŽinynas · PDFlifecycleinitiative.orgSkaityti šaltinį
    2. UNEP/SETAC LCA Training Kit: Moduleg, Multifunctionality, Allocation and System BoundariesReinout Heijungs and Helias Udo de Haes, CML Leiden, primary kit authors; Philip White and Jay Golden, Arizona State University, secondary authors identified by original training-kit landingŽinynas · PDFlifecycleinitiative.orgSkaityti šaltinį
  4. Life Cycle Assessment: Principles and PracticeScientific Applications International Corporation (SAIC), contract-author organization; Mary Ann Curran, EPA contract manager identified in front matterŽinynasnepis.epa.govSkaityti šaltinį