Оценка жизненного цикла

"Cradle to-Grave" перенаправляет здесь. Для других видов использования см. Cradle в могилу (устранение неоднозначности) .

Эта статья о воздействии продукции на окружающую среду. Для окончательной стоимости бизнес -решений см. Анализ затрат на жизненный цикл .

Иллюстрация общих этапов оценки жизненного цикла, как описано ISO 14040

Оценка жизненного цикла ( LCA ), также известная как анализ жизненного цикла , является методологией оценки воздействия на окружающую среду , связанные со всеми этапами жизненного цикла коммерческого продукта , процесса или услуги. Например, в случае изготовленного продукта воздействие на окружающую среду оценивается по извлечению и обработке сырья (Cradle), посредством производства, распространения и использования продукта, до переработки или окончательного утилизации материалов, составляющих его (могила).

Исследование LCA включает в себя тщательный запасы энергии и материалов , которые необходимы в цепочке поставок и цепочке создания стоимости продукта, процесса или услуги, и вычисляет соответствующие выбросы в окружающую среду. Таким образом, LCA оценивает кумулятивное потенциальное воздействие на окружающую среду. Цель состоит в том, чтобы документировать и улучшить общий экологический профиль продукта Служив в качестве целостной базовой линии, на которой можно точно сравнить углеродные следы.

Widely recognized procedures for conducting LCAs are included in the 14000 series of environmental management standards of the International Organization for Standardization (ISO), in particular, in ISO 14040 and ISO 14044. ISO 14040 provides the 'principles and framework' of the Standard, while ISO 14044 provides an outline of the 'requirements and guidelines'. Generally, ISO 14040 was written for a managerial audience and ISO 14044 for practitioners. As part of the introductory section of ISO 14040, LCA has been defined as the following:

LCA studies the environmental aspects and potential impacts throughout a product's life cycle (i.e., cradle-to-grave) from raw materials acquisition through production, use and disposal. The general categories of environmental impacts needing consideration include resource use, human health, and ecological consequences.

Criticisms have been leveled against the LCA approach, both in general and with regard to specific cases (e.g., in the consistency of the methodology, the difficulty in performing, the cost in performing, revealing of intellectual property, and the understanding of system boundaries). When the understood methodology of performing an LCA is not followed, it can be completed based on a practitioner's views or the economic and political incentives of the sponsoring entity (an issue plaguing all known data-gathering practices). In turn, an LCA completed by 10 different parties could yield 10 different results. The ISO LCA Standard aims to normalize this; however, the guidelines are not overly restrictive and 10 different answers may still be generated.

Definition, synonyms, goals, and purpose

Life cycle assessment (LCA) is sometimes referred to synonymously as life cycle analysis in the scholarly and agency report literatures. Also, due to the general nature of an LCA study of examining the life cycle impacts from raw material extraction (cradle) through disposal (grave), it is sometimes referred to as "cradle-to-grave analysis".

As stated by the National Risk Management Research Laboratory of the EPA, "LCA is a technique to assess the environmental aspects and potential impacts associated with a product, process, or service, by:

• Compiling an inventory of relevant energy and material inputs and environmental releases
• Evaluating the potential environmental impacts associated with identified inputs and releases
• Interpreting the results to help you make a more informed decision".

Example life cycle assessment (LCA) stages diagram

Hence, it is a technique to assess environmental impacts associated with all the stages of a product's life from raw material extraction through materials processing, manufacture, distribution, use, repair and maintenance, and disposal or recycling. The results are used to help decision-makers select products or processes that result in the least impact to the environment by considering an entire product system and avoiding sub-optimization that could occur if only a single process were used.

Therefore, the goal of LCA is to compare the full range of environmental effects assignable to products and services by quantifying all inputs and outputs of material flows and assessing how these material flows affect the environment. This information is used to improve processes, support policy and provide a sound basis for informed decisions.

The term life cycle refers to the notion that a fair, holistic assessment requires the assessment of raw-material production, manufacture, distribution, use and disposal including all intervening transportation steps necessary or caused by the product's existence.

Despite attempts to standardize LCA, results from different LCAs are often contradictory, therefore it is unrealistic to expect these results to be unique and objective. Thus, it should not be considered as such, but rather as a family of methods attempting to quantify results through a different point-of-view. Among these methods are two main types: Attributional LCA and Consequential LCA. Attributional LCAs seek to attribute the burdens associated with the production and use of a product, or with a specific service or process, for an identified temporal period. Consequential LCAs seek to identify the environmental consequences of a decision or a proposed change in a system under study, and thus are oriented to the future and require that market and economic implications must be taken into account. In other words, Attributional LCA "attempts to answer 'how are things (i.e. pollutants, resources, and exchanges among processes) flowing within the chosen temporal window?', while Consequential LCA attempts to answer 'how will flows beyond the immediate system change in response to decisions?"

A third type of LCA, termed "social LCA", is also under development and is a distinct approach to that is intended to assess potential social and socio-economic implications and impacts. Social life cycle assessment (SLCA) is a useful tool for companies to identify and assess potential social impacts along the lifecycle of a product or service on various stakeholders (for example: workers, local communities, consumers). SLCA is framed by the UNEP/SETAC’s Guidelines for social life cycle assessment of products published in 2009 in Quebec. The tool builds on the ISO 26000:2010 Guidelines for Social Responsibility and the Global Reporting Initiative (GRI) Guidelines.

The limitations of LCA to focus solely on the ecological aspects of sustainability, and not the economical or social aspects, distinguishes it from product line analysis (PLA) and similar methods. This limitation was made deliberately to avoid method overload but recognizes these factors should not be ignored when making product decisions.

Some widely recognized procedures for LCA are included in the ISO 14000 series of environmental management standards, in particular, ISO 14040 and 14044. Greenhouse gas (GHG) product life cycle assessments can also comply with specifications such as Publicly Available Specification (PAS) 2050 and the GHG Protocol Life Cycle Accounting and Reporting Standard.

Life cycle analysis and carbon accounting for greenhouse gas emissions

Main ISO phases of LCA

According to standards in the ISO 14040 and 14044, an LCA is carried out in four distinct phases, as illustrated in the figure shown at the above right (at opening of the article). The phases are often interdependent, in that the results of one phase will inform how other phases are completed. Therefore, none of the stages should be considered finalized until the entire study is complete.

Goal and scope

The ISO LCA Standard requires a series of parameters to be quantitatively and qualitatively expressed, which are occasionally referred to as study design parameters (SPDs). The two main SPDs for an LCA are the Goal and Scope, both which must be explicitly stated. It is recommended that a study uses the keywords represented in the Standard when documenting these details (e.g., "The goal of the study is...") to make sure there is no confusion and ensure the study is being interpreted for its intended use.

Generally, an LCA study starts with a clear statement of its goal, outlining the study's context and detailing how and to whom the results will be communicated. Per ISO guidelines, the goal must unambiguously state the following items:

1. The intended application
2. Reasons for carrying out the study
3. The audience
4. Whether the results will be used in a comparative assertion released publicly

The goal should also be defined with the commissioner for the study, and it is recommended a detailed description for why the study is being carried out is acquired from the commissioner.

Following the goal, the scope must be defined by outlining the qualitative and quantitative information included in the study. Unlike the goal, which may only include a few sentences, the scope often requires multiple pages. It is set to describe the detail and depth of the study and demonstrate that the goal can be achieved within the stated limitations. Under the ISO LCA Standard guidelines, the scope of the study should outline the following:

• Product system, which is a collection of processes (activities that transform inputs to outputs) that are needed to perform a specified function and are within the system boundary of the study. It is representative of all the processes in the life cycle of a product or process.
• Functional unit, which defines precisely what is being studied, quantifies the service delivered by the system, provides a reference to which the inputs and outputs can be related, and provides a basis for comparing/analyzing alternative goods or services. The functional unit is a very important component of LCA and needs to be clearly defined. It is used as a basis for selecting one or more product systems that can provide the function. Therefore, the functional unit enables different systems to be treated as functionally equivalent. The defined functional unit should be quantifiable, include units, consider temporal coverage, and not contain product system inputs and outputs (e.g., kg CO₂ emissions). Another way to look at it is by considering the following questions:
  1. What?
  2. How much?
  3. For how long / how many times?
  4. Where?
  5. How well?
• Reference flow, which is the amount of product or energy that is needed to realize the functional unit. Typically, the reference flow is different qualitatively and quantitatively for different products or systems across the same reference flow; however, there are instances where they can be the same.
• System boundary, which delimits which processes should be included in the analysis of a product system, including whether the system produces any co-products that must be accounted for by system expansion or allocation. The system boundary should be in accordance with the stated goal of the study.
• Assumptions and limitations, which includes any assumptions or decisions made throughout the study that may influence the final results. It is important these are made transmitted as the omittance may result in misinterpretation of the results. Additional assumptions and limitations necessary to accomplish the project are often made throughout the project and should recorded as necessary.
• Data quality requirements, which specify the kinds of data that will be included and what restrictions. According to ISO 14044, the following data quality considerations should be documented in the scope:
  1. Temporal coverage
  2. Geographical coverage
  3. Technological coverage
  4. Precision, completeness, and representativeness of the data
  5. Consistency and reproducibility of the methods used in the study
  6. Sources of data
  7. Uncertainty of information and any recognized data gaps
• Allocation procedure, which is used to partition the inputs and outputs of a product and is necessary for processes that produce multiple products, or co-products. This is also known as multifunctionality of a product system. ISO 14044 presents a hierarchy of solutions to deal with multifunctionality issues, as the choice of allocation method for co-products can significantly impact results of an LCA. The hierarchy methods are as follows:
  1. Avoid Allocation by Sub-Division - this method attempts to disaggregate the unit process into smaller sub-processes in order to separate the production of the product from the production of the co-product.
  2. Avoid Allocation through System Expansion (or substitution) - this method attempts to expand the process of the co-product with the most likely way of providing the secondary function of the determining product (or reference product). In other words, by expanding the system of the co-product in the most likely alternative way of producing the co-product independently (System 2). The impacts resulting from the alternative way of producing the co-product (System 2) are then subtracted from the determining product to isolate the impacts in System 1.
  3. Allocation (or partition) based on Physical Relationship - this method attempts to divide inputs and outputs and allocate them based on physical relationships between the products (e.g., mass, energy-use, etc.).
  4. Allocation (or partition) based on Other Relationship (non-physical) - this method attempts to divide inputs and outputs and allocate them based on non-physical relationships (e.g., economic value).
• Impact assessment, which includes an outline of the impact categories identified under interest for the study, and the selected methodology used to calculate the respective impacts. Specifically, life cycle inventory data is translated into environmental impact scores, which might include such categories as human toxicity, smog, global warming, and eutrophication. As part of the scope, only an overview needs to be provided, as the main analysis on the impact categories is discussed in the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) phase of the study.
• Documentation of data, which is the explicit documentation of the inputs/outputs (individual flows) used within the study. This is necessary as most analyses do not consider all inputs and outputs of a product system, so this provides the audience with a transparent representation of the selected data. It also provides transparency for why the system boundary, product system, functional unit, etc. was chosen.

Life cycle inventory (LCI)

An example of a life cycle inventory (LCI) diagram

Life cycle inventory (LCI) analysis involves creating an inventory of flows from and to nature (ecosphere) for a product system. It is the process of quantifying raw material and energy requirements, atmospheric emissions, land emissions, water emissions, resource uses, and other releases over the life cycle of a product or process. In other words, it is the aggregation of all elementary flows related to each unit process within a product system.

To develop the inventory, it is often recommended to start with a flow model of the technical system using data on inputs and outputs of the product system. The flow model is typically illustrated with a flow diagram that includes the activities that are going to be assessed in the relevant supply chain and gives a clear picture of the technical system boundaries. Generally, the more detailed and complex the flow diagram, the more accurate the study and results. The input and output data needed for the construction of the model is collected for all activities within the system boundary, including from the supply chain (referred to as inputs from the technosphere).

According to ISO 14044, an LCI should be documented using the following steps:

1. Preparation of data collection based on goal and scope
2. Data collection
3. Data validation (even if using another work's data)
4. Data allocation (if needed)
5. Relating data to the unit process
6. Relating data to the functional unit
7. Data aggregation

As referenced in the ISO 14044 standard, the data must be related to the functional unit, as well as the goal and scope. However, since the LCA stages are iterative in nature, the data collection phase may cause the goal or scope to change. Conversely, a change in the goal or scope during the course of the study may cause additional collection of data or removal of previously collected data in the LCI.

The output of an LCI is a compiled inventory of elementary flows from all of the processes in the studied product system(s). The data is typically detailed in charts and requires a structured approach due to its complex nature.

When collecting the data for each process within the system boundary, the ISO LCA standard requires the study to measure or estimate the data in order to quantitatively represent each process in the product system. Ideally, when collecting data, a practitioner should aim to collect data from primary sources (e.g., measuring inputs and outputs of a process on-site or other physical means). Questionnaire are frequently used to collect data on-site and can even be issued to the respective manufacturer or company to complete. Items on the questionnaire to be recorded may include:

1. Product for data collection
2. Data collector and date
3. Period of data collection
4. Detailed explanation of the process
5. Inputs (raw materials, ancillary materials, energy, transportation)
6. Outputs (emissions to air, water, and land)
7. Quantity and quality of each input and output

Oftentimes, the collection of primary data may be difficult and deemed proprietary or confidential by the owner. An alternative to primary data is secondary data, which is data that comes from LCA databases, literature sources, and other past studies. With secondary sources, it is often you find data that is similar to a process but not exact (e.g., data from a different country, slightly different process, similar but different machine, etc.). As such, it is important to explicitly document the differences in such data. However, secondary data is not always inferior to primary data. For example, referencing another work's data in which the author used very accurate primary data. Along with primary data, secondary data should document the source, reliability, and temporal, geographical, and technological representativeness.

When identifying the inputs and outputs to document for each unit process within the product system of an LCI, a practitioner may come across the instance where a process has multiple input streams or generate multiple output streams. In such case, the practitioner should allocate the flows based on the "Allocation procedure" outlined in the previous "Goal and scope" section of this article.

The technosphere is more simply defined as the human-made world, and considered by geologists as secondary resources, these resources are in theory 100% recyclable; however, in a practical sense, the primary goal is salvage. For an LCI, these technosphere products (supply chain products) are those that have been produced by humans, including products such as forestry, materials, and energy flows. Typically, they will not have access to data concerning inputs and outputs for previous production processes of the product. The entity undertaking the LCA must then turn to secondary sources if it does not already have that data from its own previous studies. National databases or data sets that come with LCA-practitioner tools, or that can be readily accessed, are the usual sources for that information. Care must then be taken to ensure that the secondary data source properly reflects regional or national conditions.

LCI methods include "process-based LCAs", economic input–output LCA (EIOLCA), and hybrid approaches. Process-based LCA is a bottom-up LCI approach the constructs an LCI using knowledge about industrial processes within the life cycle of a product, and the physical flows connecting them. EIOLCA is a top-down approach to LCI and uses information on elementary flows associated with one unit of economic activity across different sectors. This information is typically pulled from government agency national statistics tracking trade and services between sectors. Hybrid LCA is a combination of process-based LCA and EIOLCA.

The quality of LCI data is typically evaluated with the use of a pedigree matrix. Different pedigree matrices are available, but all contain a number of data quality indicators and a set of qualitative criteria per indicator. There is another hybrid approach integrates the widely used, semi-quantitative approach that uses a pedigree matrix, into a qualitative analysis to better illustrate the quality of LCI data for non-technical audiences, in particular policymakers.

Life cycle impact assessment (LCIA)

Life cycle inventory analysis is followed by a life cycle impact assessment (LCIA). This phase of LCA is aimed at evaluating the potential environmental and human health impacts resulting from the elementary flows determined in the LCI. The ISO 14040 and 14044 standards require the following mandatory steps for completing an LCIA:

Mandatory

• Selection of impaction categories, category indicators, and characterization models. The ISO Standard requires that a study selects multiple impacts that encompass "a comprehensive set of environmental issues". The impacts should be relevant to the geographical region of the study and justification for each chosen impact should be discussed. Often times in practice, this is completed by choosing an already existing LCIA method (e.g., TRACI, ReCiPe, AWARE, etc.).
• Classification of inventory results. In this step, the LCI results are assigned to the chosen impact categories based on their known environmental effects. In practice, this is often completed using LCI databases or LCA software. Common impact categories include Global Warming, Ozone Depletion, Acidification, Human Toxicity, etc.
• Characterization, which quantitatively transforms the LCI results within each impact category via "characterization factors" (also referred to as equivalency factors) to create "impact category indicators." In other words, this step is aimed at answering "how much does each result contribute to the impact category?" A main purpose of this step is to convert all classified flows for an impact into common units for comparison. For example, for Global Warming Potential, the unit is generally defined as CO₂-equiv or CO₂-e (CO₂ equivalents) where CO₂ is given a value of 1 and all other units are converted respective to their related impact.

In many LCAs, characterization concludes the LCIA analysis, as it is the last compulsory stage according to ISO 14044. However, the ISO Standard provides the following optional steps to be taken in addition to the aforementioned mandatory steps:

Optional

• Normalization of results. This step aims to answer "Is that a lot?" by expressing the LCIA results in respect to a chosen reference system. A separate reference value is often chosen for each impact category, and the rationale for the step is to provide temporal and spatial perspective and to help validate the LCIA results. Standard references are typical impacts per impact category per: geographical zone, inhabitant of geographical zone (per person), industrial sector, or another product system or baseline reference scenario.
• Grouping of LCIA results. This step is accomplished by sorting or ranking the LCIA results (either characterized or normalized depending on the prior steps chosen) into a single group or several groups as defined within the goal and scope. However, grouping is subjective and may be inconsistent across studies.
• Weighting of impact categories. This step aims to determine the significance of each category and how important it is relative to the others. It allows studies to aggregate impact scores into a single indicator for comparison. Weighting is highly subjective and as it is often decided based on the interested parties' ethics. There are three main categories of weighting methods: the panel method, monetization method, and target method. ISO 14044 generally advises against weighting, stating that "weighting, shall not be used in LCA studies intended to be used in comparative assertions intended to be disclosed to the public". If a study decides to weight results, then the weighted results should always be reported together with the non-weighted results for transparency.

Life cycle impacts can also be categorized under the several phases of the development, production, use, and disposal of a product. Broadly speaking, these impacts can be divided into first impacts, use impacts, and end of life impacts. First impacts include extraction of raw materials, manufacturing (conversion of raw materials into a product), transportation of the product to a market or site, construction/installation, and the beginning of the use or occupancy. Use impacts include physical impacts of operating the product or facility (such as energy, water, etc.), and any maintenance, renovation, or repairs that are required to continue to use the product or facility. End of life impacts include demolition and processing of waste or recyclable materials.

Interpretation

Life cycle interpretation is a systematic technique to identify, quantify, check, and evaluate information from the results of the life cycle inventory and/or the life cycle impact assessment. The results from the inventory analysis and impact assessment are summarized during the interpretation phase. The outcome of the interpretation phase is a set of conclusions and recommendations for the study. According to ISO 14043, the interpretation should include the following:

• Identification of significant issues based on the results of the LCI and LCIA phases of an LCA
• Evaluation of the study considering completeness, sensitivity and consistency checks
• Conclusions, limitations and recommendations

A key purpose of performing life cycle interpretation is to determine the level of confidence in the final results and communicate them in a fair, complete, and accurate manner. Interpreting the results of an LCA is not as simple as "3 is better than 2, therefore Alternative A is the best choice". Interpretation begins with understanding the accuracy of the results, and ensuring they meet the goal of the study. This is accomplished by identifying the data elements that contribute significantly to each impact category, evaluating the sensitivity of these significant data elements, assessing the completeness and consistency of the study, and drawing conclusions and recommendations based on a clear understanding of how the LCA was conducted and the results were developed.

Specifically, as voiced by M.A. Curran, the goal of the LCA interpretation phase is to identify the alternative that has the least cradle-to-grave environmental negative impact on land, sea, and air resources.

LCA uses

LCA was primarily used as a comparison tool, providing informative information on the environmental impacts of a product and comparing it to available alternatives. Its potential applications expanded to include marketing, product design, product development, strategic planning, consumer education, ecolabeling and government policy.

ISO specifies three types of classification in regard to standards and environmental labels:

• Type I environmental labelling requires a third-party certification process to verify a products compliance against a set of criteria, according to ISO 14024.
• Type II environmental labels are self-declared environmental claims, according to ISO 14021.
• Type III environmental declaration, also known as environmental product declaration (EPD), uses LCA as a tool to report the environmental performance of a product, while conforming to the ISO standards 14040 and 14044.

EPDs provide a level of transparency that is being increasingly demanded through policies and standards around the world. They are used in the built environment as a tool for experts in the industry to compose whole building life cycle assessments more easily, as the environmental impact of individual products are known.

Data analysis

A life cycle analysis is only as accurate and valid as is its basis set of data. There are two fundamental types of LCA data–unit process data, and environmental input-output (EIO) data. A unit process data collects data around a single industrial activity and its product(s), including resources used from the environment and other industries, as well as its generated emissions throughout its life cycle. EIO data are based on national economic input-output data.

In 2001, ISO published a technical specification on data documentation, describing the format for life cycle inventory data (ISO 14048). The format includes three areas: process, modeling and validation, and administrative information.

When comparing LCAs, the data used in each LCA should be of equivalent quality, since no just comparison can be done if one product has a much higher availability of accurate and valid data, as compared to another product which has lower availability of such data.

Moreover, time horizon is a sensitive parameter and was shown to introduce inadvertent bias by providing one perspective on the outcome of LCA, when comparing the toxicity potential between petrochemicals and biopolymers for instance. Therefore, conducting sensitivity analysis in LCA are important to determine which parameters considerably impact the results, and can also be used to identify which parameters cause uncertainties.

Data sources used in LCAs are typically large databases. Common data sources include:

• HESTIA (University of Oxford)
• soca
• EuGeos' 15804-IA
• NEEDS
• CarbonCloud
• ecoinvent
• PSILCA
• ESU World Food
• GaBi
• ELCD
• LC-Inventories.ch
• Social Hotspots
• ProBas
• bioenergiedat
• Agribalyse
• USDA
• Ökobaudat
• Agri-footprint
• Comprehensive Environmental Data Archive (CEDA)

As noted above, the inventory in the LCA usually considers a number of stages including materials extraction, processing and manufacturing, product use, and product disposal. When an LCA is done on a product across all stages, the stage with the highest environmental impact can be determined and altered. For example, woolen-garment was evaluated on its environmental impacts during its production, use and end-of-life, and identified the contribution of fossil fuel energy to be dominated by wool processing and GHG emissions to be dominated by wool production. However, the most influential factor was the number of garment wear and length of garment lifetime, indicating that the consumer has the largest influence on this products' overall environmental impact.

Variants

Cradle-to-grave or life cycle assessment

Cradle-to-grave is the full life cycle assessment from resource extraction ('cradle'), to manufacturing, usage, and maintenance, all the way through to its disposal phase ('grave'). For example, trees produce paper, which can be recycled into low-energy production cellulose (fiberised paper) insulation, then used as an energy-saving device in the ceiling of a home for 40 years, saving 2,000 times the fossil-fuel energy used in its production. After 40 years the cellulose fibers are replaced and the old fibers are disposed of, possibly incinerated. All inputs and outputs are considered for all the phases of the life cycle.

Cradle-to-gate

Cradle-to-gate is an assessment of a partial product life cycle from resource extraction (cradle) to the factory gate (i.e., before it is transported to the consumer). The use phase and disposal phase of the product are omitted in this case. Cradle-to-gate assessments are sometimes the basis for environmental product declarations (EPD) termed business-to-business EPDs. One of the significant uses of the cradle-to-gate approach compiles the life cycle inventory (LCI) using cradle-to-gate. This allows the LCA to collect all of the impacts leading up to resources being purchased by the facility. They can then add the steps involved in their transport to plant and manufacture process to more easily produce their own cradle-to-gate values for their products.

Производство Cradle-To-Cradle или Close Loop

Смотрите также: дизайн

Колыбель к краде-это специфический вид оценки колыбели до группы, где этап утилизации в конце жизни для продукта является процессом утилизации. Это метод, используемый для минимизации воздействия продуктов на окружающую среду путем использования устойчивого производства, эксплуатации и методов утилизации и направлена ​​на включение социальной ответственности в разработку продукта. Из процесса утилизации возникает новые идентичные продукты (например, асфальтовая дорожка из выброшенного асфальтового покрытия, стеклянных бутылок из собранных стеклянных бутылок) или различных продуктов (например, изоляция стеклянной шерсти из собранных стеклянных бутылок).

Распределение бремени для продуктов в производственных системах открытых петлей представляет собой значительные проблемы для LCA. различные методы, такие как подход избегания бремени , для решения связанных с этим вопросами. Были предложены

Ворота к воротам

Gate-Gate-это частичный LCA, рассматривающий только один процесс с добавленной стоимостью во всей производственной цепочке. Модули за воротами также могут быть впоследствии быть связаны в их соответствующей производственной цепочке, чтобы сформировать полную оценку колыбели к воротам.

Ощущение колеса

Оставленный (WTW)-это конкретный LCA, используемый для транспортного топлива и транспортных средств. Анализ часто разбивается на этапы под названием «Островая на станция», или «зажигание», а также «станция к колесу» или «танк-кель ". Первый этап, который включает в себя сырье или производство топлива и обработку, а также доставку топлива или передача энергии, и называется «вверх по течению», в то время как этап, которая касается самой эксплуатации транспортного средства, иногда называется «вниз по течению». Острованный анализ обычно используется для оценки общего потребления энергии или эффективности преобразования энергии и выбросов воздействия морских судов , самолетов и автомобилей , включая их углеродный след , и топливо, используемое в каждом из этих транспортных режимов. Анализ WTW полезен для отражения различной эффективности и выбросов энергетических технологий и топлива как на этапах выше по течению, так и на этапах ниже по течению, что дает более полную картину реальных выбросов.

Вариант с ощущением колеса имеет значительный вклад в модель, разработанную Национальной лабораторией Аргона . Модель парниковых газов, регулируемые выбросы и использование энергии в транспорте (Greet) была разработана для оценки воздействия новых топлива и транспортных технологий. Модель оценивает воздействие использования топлива с использованием оценочной оценки, в то время как для определения воздействия самого транспортного средства используется традиционный подход к колыбели к рабе. Модель сообщает об использовании энергии, выбросах парниковых газов и шесть дополнительных загрязняющих веществ: летучие органические соединения (ЛОС), моноксид углерода (CO), оксид азота (NOX), частицы с размером меньше 10 микрометров (PM10), частицы с размером меньше 2,5 микрометра (PM2,5) и оксиды серы (SOX).

Количественные значения выбросов парниковых газов, рассчитанные с помощью WTW или с помощью метода LCA, могут отличаться, поскольку LCA рассматривает больше источников выбросов. Например, при оценке выбросов парниковых компаний электромобиля с аккумулятором по сравнению с обычным транспортным средством внутреннего сгорания, WTW (бухгалтерский состав только для производства топлива) приходит к выводу, что электромобиль может сэкономить около 50–60% ПГ. С другой стороны, используя гибридный метод LCA-WTW, приходит к выводу, что экономия выбросов ПГ на 10-13% ниже, чем результаты WTW, как также рассматриваются парниковые газы из-за производства и окончания срока службы батареи.

Оценка жизненного цикла экономического вклада

Экономический вход-выпуск LCA ( EIOLCA ) включает использование данных на уровне агрегатного сектора о том, сколько воздействия на окружающую среду можно отнести к каждому сектору экономики и сколько каждый сектор покупает в других секторах. Такой анализ может учитывать длинные цепочки (например, для создания автомобиля требуется энергия, но для производства энергии требуется транспортные средства, а создание этих транспортных средств требует энергии и т. Д.), Которые несколько облегчает проблему сфера процесса LCA; Тем не менее, Eiolca полагается на средние значения на уровне сектора, которые могут или не могут быть репрезентативными для конкретного подмножества сектора, относящегося к конкретному продукту и, следовательно, не подходит для оценки воздействия продуктов на окружающую среду. Кроме того, перевод экономических величин в воздействие на окружающую среду не подтвержден.

Экологически основанный LCA

В то время как обычный LCA использует многие из тех же подходов и стратегий, что и Eco-LCA, последний считает гораздо более широкий спектр экологических воздействий. Он был разработан, чтобы предоставить руководство по мудрому управлению человеческой деятельностью, понимая прямое и косвенное воздействие на экологические ресурсы и окружающие экосистемы. ECO-LCA, разработанный Центром устойчивости Университета штата Огайо, является методологией, которая количественно учитывает регулирование и поддержку услуг в течение жизненного цикла экономических товаров и продуктов. При таком подходе услуги классифицируются в четырех основных группах: поддержка, регулирование, предоставление и культурные услуги.

Exerge на основе LCA

Эксергия системы является максимально полезной работой, возможной во время процесса, который приводит систему в равновесие с помощью теплового резервуара. Стена четко указывает связь между анализом эксергии и учетом ресурсов. Эта интуиция подтверждена Дьюльфом и Sciubba привести к экономическому учету Exergo и методам, специально посвященным LCA, таким как ввод Exergetic Material на единицу обслуживания (EMIPS). Концепция ввода материала на единицу обслуживания (MIPS) определяется количественно в терминах второго закона термодинамики , что позволяет расчет как ввода ресурсов, так и выходной передачи услуг в терминах эксергии. Этот экзергетический материал ввода на единицу обслуживания (EMIPS) был разработан для транспортных технологий. Сервис не только учитывает общую массу, которая будет транспортироваться, и общее расстояние, но и масса на единый транспорт и время доставки.

Анализ энергии жизненного цикла

Основная статья: возврат энергии в инвестированную энергию

Анализ энергии жизненного цикла (LCEA) - это подход, при котором все энергетические входы в продукт учитываются, не только прямые входы энергии во время производства, но и все энергетические входы, необходимые для производства компонентов, материалов и услуг, необходимых для производственного процесса. С LCEA общий ввод энергии жизненного цикла устанавливается.

Производство энергии

Дополнительная информация: производство энергии

Признано, что много энергии теряется при производстве самих энергетических товаров, таких как ядерная энергия , фотоэлектрическое электричество или высококачественные нефтепродукты . Чистое содержание энергии - это содержание энергии продукта, за исключением ввода энергии, используемого во время извлечения и преобразования , прямо или косвенно. Спорный ранний результат LCEA утверждал, что для производства солнечных элементов требуется больше энергии, чем можно восстановить при использовании солнечного элемента. Хотя эти результаты были правдой, когда солнечные элементы были впервые изготовлены, их эффективность значительно увеличилась за эти годы. В настоящее время время окупаемости энергии фотоэлектрических солнечных панелей варьируется от нескольких месяцев до нескольких лет. Утилизация модуля может еще больше сократить время окупаемости энергии до одного месяца. Еще одна новая концепция, которая вытекает из оценки жизненного цикла, - это энергетический каннибализм . Энергетический каннибализм относится к влиянию, когда быстрый рост всей энергетической промышленности создает потребность в энергии, которая использует (или каннибализирует) энергию существующих электростанций. Таким образом, во время быстрого роста отрасль в целом не производит энергии, потому что новая энергия используется для питания воплощенной энергии будущих электростанций. В Великобритании была проведена работа по определению влияния энергии жизненного цикла (наряду с полным LCA) ряда возобновляемых технологий.

Энергетическое восстановление

Дополнительная информация: восстановление энергии

Если материалы сжигаются во время процесса утилизации, энергия, выделяемая во время сжигания, может быть использована и используется для производства электроэнергии . Это обеспечивает низкий источник энергии, особенно по сравнению с углем и природным газом. В то время как сжигание производит больше выбросов парниковых газов, чем на свалках , отходы хорошо подходят для регулируемого оборудования для контроля загрязнения, чтобы минимизировать это негативное воздействие. Исследование, сравнивающее потребление энергии и выбросы парниковых газов с свалок (без энергосбережения) против сжигания (с восстановлением энергии), показало, что сжигание является превосходным во всех случаях, за исключением случаев, когда газ отходов извлекается для производства электроэнергии.

Критика

Энергетическая эффективность , возможно, является лишь одним соображением при принятии решения о том, какой альтернативный процесс использовать, и не должен быть повышен в качестве единственного критерия для определения приемлемости окружающей среды. Например, простой энергетический анализ не учитывает возобновляемость энергетических потоков или токсичность отходов. Включение «динамических LCA», например, в отношении технологий возобновляемых источников энергии, которые используют анализ чувствительности для проецирования будущих улучшений в возобновляемых системах и их доли в энергетической сетке, может помочь смягчить эту критику.

В последние годы литература по оценке жизненного цикла энергетических технологий начала отражать взаимодействие между текущей электрической сеткой и будущей энергетической технологией . Некоторые статьи были сосредоточены на энергетическом жизненном цикле, в то время как другие сосредоточились на углекисении (CO ₂ ) и других парниковых газах . Основная критика, данная этими источниками, заключается в том, что при рассмотрении энергетических технологий необходимо учитывать растущий характер энергетической сетки. Если это не сделано, данная энергетическая технология класса может излучать больше CO ₂ в течение своего срока службы, чем она изначально думала, что она будет смягчить, с этим наиболее хорошо задокументированным {{Citation Need | Причина = пожалуйста, включите исследование | Дата = октябрь 2023}}}}}}}}}}}}}}}}}}} В случае ветра энергии.

Проблема, которая возникает при использовании метода анализа энергии, заключается в том, что различные формы энергии - тепло , электричество , химическая энергия и т. Д. - имеют противоречивые функциональные единицы, различное качество и различные значения. Это связано с тем, что первый закон термодинамики измеряет изменение внутренней энергии, тогда как второй закон измеряет увеличение энтропии. Такие подходы, как анализ затрат или эксергия, могут использоваться в качестве метрики для LCA, а не энергии.

Создание набора данных LCA

Существуют структурированные систематические наборы данных и для LCA.

Набор данных 2022 года предоставил стандартизированное рассчитанное подробное воздействие на окружающую среду> 57 000 пищевых продуктов в супермаркетах, возможно, например, информирование потребителей или политики . Также есть по крайней мере одна база данных краудсорсинга для сбора данных LCA для пищевых продуктов.

Наборы данных также могут состоять из вариантов, действий или подходов, а не продуктов - например, один набор данных оценивает варианты управления отходами на бутылках для домашних животных в Бауру, Бразилия. Существуют также базы данных LCA о зданиях - сложных продуктах, которые сравнивали исследование 2014 года.

Платформы наборов данных LCA

Есть некоторые инициативы по разработке, интеграции, заполнению, стандартизации, контролю качества, объединению и обслуживанию таких наборов данных или LCAS - например:

• Целью проекта LCA Digital Commons Национальной сельскохозяйственной библиотеки США является «разработка базы данных и набора инструментов, предназначенных для предоставления данных для использования в LCA с продуктами питания, биотоплива и множество других биопродуктов».
• Глобальная сеть доступа к данным LCA (радость) по инициативе ООН по жизненному циклу - это «платформа, которая позволяет искать, преобразовать и загружать наборы данных из разных поставщиков наборов оценки жизненного цикла».
• Проект Bonsai «направлен на создание общего ресурса, в котором сообщество может внести свой вклад в генерацию данных, валидацию и управление» для « нагрузки на продукт », причем его первая цель - «создать открытый набор данных и инструмент с открытым исходным кодом , способный поддержать LCA расчеты ". С следами продукции они относятся к цели «надежной, беспристрастной информации о устойчивом развитии на продуктах».

Оптимизация набора данных

Наборы данных, которые являются неоптимальными по точности или имеют пробелы, могут быть временно, пока полные данные не будут доступны или постоянно, будут исправлены или оптимизированы различными методами, такими как механизмы для выбора набора данных, который представляет недостающий набор данных, который в большинстве случаев приводит к Гораздо лучшее приближение воздействия на окружающую среду, чем набор данных, выбранный по умолчанию или географической близости » или машинное обучение .

Интеграция в теорию систем и систем

Оценки жизненного цикла могут быть интегрированы как обычные процессы систем, в качестве входных данных для смоделированных будущих социально-экономических путей, или, в более широком смысле, в более широкий контекст (например, качественные сценарии).

Например, исследование оценило экологические преимущества микробного белка в будущем социально-экономическом пути, демонстрируя существенное снижение обезлесения (56%) и смягчение изменения климата, если только тогда, если только тогда 20% говядины на капиту заменяли к микробным белком 2050 году.

Оценки жизненного цикла, в том числе анализ продукта/технологий , также могут быть интегрированы в анализ потенциалов, барьеров и методов для смены или регулирования потребления или производства.

Перспектива жизненного цикла также позволяет учитывать потери и время жизни редких товаров и услуг в экономике. Например, USESPAN , часто дефицитные, критические технологические металлы, были обнаружены короткие с 2022 года. Такие данные могут быть объединены с традиционным анализом жизненного цикла, например, для обеспечения анализа материалов/затрат на жизненный цикл и долгосрочной экономической жизнеспособности или устойчивого дизайна . Одно исследование показывает, что в LCA доступность ресурсов, по состоянию на 2013 год, «оценивается с помощью моделей, основанных на времени истощения, избыточной энергии и т. Д.»

В целом, различные типы оценки жизненного цикла (или ввод в эксплуатацию такого) могут использоваться различными способами в различных типах социальных решений , Тем более, что финансовые рынки экономики, как правило, не рассматривают последствия жизненного цикла или вызванные социальными проблемами в будущем и настоящем - « внешних факторах » для современной экономики.

Критика

Оценка жизненного цикла является мощным инструментом для анализа соискаемых аспектов количественных систем. Однако не каждый фактор может быть уменьшен до числа и вставлен в модель. Границы жестких систем затрудняют учет в системе. Это иногда называют граничной критикой системного мышления . Точность и доступность данных также могут способствовать неточности. Например, данные из общих процессов могут основываться на средних значениях , непредвиденной выборке или устаревших результатах. Это особенно относится к этапам использования и окончания жизни в LCA. Кроме того, социальные последствия продуктов, как правило, отсутствуют в LCA. Сравнительный анализ жизненного цикла часто используется для определения лучшего процесса или продукта для использования. Однако, из -за таких аспектов, как различные границы системы, различная статистическая информация, различные использование продуктов и т. Д., Эти исследования могут быть легко подчеркнуты в пользу одного продукта или процесса над другим в одном исследовании и противоположном в другом исследовании, основанном на различных параметрах и Различные доступные данные. Существуют руководящие принципы, которые помогут уменьшить такие конфликты в результатах, но метод по -прежнему предоставляет исследователю много возможностей решить, что важно, как обычно производится продукт и как он обычно используется.

Углубленный обзор 13 исследований LCA деревянных и бумажных продуктов обнаружил отсутствие последовательности в методах и предположениях, используемых для отслеживания углерода во время жизненного цикла продукта . Был использован широкий спектр методов и предположений, что привело к различным и потенциально противоположным выводам, особенно в отношении секвестрации углерода и генерации метана на свалках и с учетом углерода во время роста лесов и использования продукта.

Более того, точность LCA может существенно варьироваться, поскольку различные данные могут не быть включены, особенно в ранних версиях: например, LCA, которые не рассматривают информацию о региональном выбросе, могут недооценивать воздействие жизненного цикла на окружающую среду.

Смотрите также

• Агроэкология
• Анализ агроэкосистем
• Антропогенный метаболизм
• Биотопливо
• Углеродный след
• Амортизация
• Дизайн для окружающей среды
• Ecodesign
• Экологический след
• Конец жизни (продукт)
• ISO 15686
• Измерение камня § Оценка жизненного цикла и лучшие практики
• Истинный учет затрат
• Водный след

Дальнейшее чтение

1. Crawford, RH (2011) Оценка жизненного цикла в построенной среде, Лондон: Тейлор и Фрэнсис.
2. J. Guinée, Ed :, Справочник по оценке жизненного цикла: оперативное руководство по стандартам ISO , Kluwer Academic Publishers, 2002.
3. Baumann, H. Och Tillman, Am. Руководство автостопом по LCA: ориентация в методологии и применении оценки жизненного цикла. 2004. ISBN   91-44-02364-2
4. Курран, Мэри А. «Оценка жизненного цикла экологического цикла», McGraw-Hill Professional Publishing, 1996, ISBN   978-07-015063-8
5. Ciambrone, DF (1997). Анализ жизненного цикла экологического цикла . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN   1-56670-214-3 .
6. Horne, Ralph., Et al. «LCA: принципы, практика и перспективы». Csiro Publishing, Victoria, Australia, 2009., ISBN   0-643-09452-0
7. Валлеро, Даниэль А. и Брэйзер, Крис (2008), «Устойчивый дизайн: наука о устойчивости и зеленой инженерии», John Wiley and Sons, Inc., Хобокен, Нью -Джерси, ISBN   0470130628 . 350 страниц.
8. Vigon, BW (1994). Оценка жизненного цикла: руководящие принципы и принципы запасов . Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN   1-56670-015-9 .
9. Vogtländer, JG, «Практическое руководство по LCA для студентов, дизайнеров и бизнес -менеджеров», VSSD, 2010, ISBN   978-90-6562-253-2 .
10. Когда

Внешние ссылки

СМИ, связанные с оценкой жизненного цикла в Wikimedia Commons

• Воплощенная энергия: оценка жизненного цикла. Ваше домашнее техническое руководство. Совместная инициатива правительства Австралии и отрасли проектирования и строительства. на машине Wayback (архивировано 24 октября 2007 г.)
• Пример LCA: светообогающий диод (светодиод) из инструмента GSA устойчивых средств