Избегаемое бремя
Избегаемая нагрузка (также известная как метод 0:100 или метод окончания срока службы ) — это подход распределения, используемый в оценке жизненного цикла (LCA) для оценки воздействия на окружающую среду переработанных и повторно используемых материалов, компонентов, продуктов или зданий. Хотя этот подход был адаптирован для достижения различных целей LCA, он обычно учитывает продукты с потенциалом переработки или повторного использования и распределяет воздействие их первоначального производства на окружающую среду на их окончательный жизненный цикл. Метод избежать нагрузки никогда явно не требуется для LCA в соответствии с Международной организацией по стандартизации (ISO) или Европейскими стандартами (EN). Фактически, эти организации требуют, чтобы подход к распределению использовался только для правильного решения вопросов повторного использования и переработки. В этом случае специалисты-практики LCA могут использовать метод предотвращения нагрузки в зависимости от цели и объема своего исследования.
Цель
[ редактировать ]Подход, позволяющий избежать бремени, наряду с другими методами распределения, существует для устранения разрыва между жизненными циклами продукта, а также для предотвращения «двойного учета» определенных выгод или вреда, возникающих в результате повторного использования или переработки продукта. Такая процедура требуется в соответствии с ISO 14044, поскольку она требует использования метода распределения для учета повторного использования и переработки ранее принятых материалов. [1] Выбор практикующим специалистом по ОЖЦ подхода к распределению зависит от цели исследования ОЖЦ, поскольку каждый подход индивидуален и дает уникальные результаты.
Источник
[ редактировать ]
Метод предотвращения нагрузки был основан на процедуре расширения системы, описанной в ISO 14044 для LCA. Расширение системы признает, что большинство производственных процессов приводят к образованию сопутствующих продуктов. Например, кукурузная мельница производит не только кукурузу, но и кукурузное масло. [2] В рамках процедуры расширения системы эти сопутствующие продукты остаются в границах расширенной системы продукта и поэтому также должны анализироваться. [3] Такой метод позволяет специалистам по LCA сравнивать влияние многофункциональных производственных процессов с воздействием нескольких однофункциональных процессов, которые генерируют один и тот же результат. В результате функциональная единица, оцениваемая в исследовании LCA, расширяется. Метод предотвращения бремени сужает эту функциональную единицу, одновременно учитывая преимущества совместного производства. [3] Это достигается путем вычитания воздействия на окружающую среду производства только побочного продукта из воздействия на окружающую среду производства основного продукта (и его побочных продуктов). [3] Этот тип избежания бремени упрощает сравнение различных производственных процессов. Это общепринятый подход к оценке сельскохозяйственных процессов.
Приложение
[ редактировать ]Утилизация в конце срока службы
[ редактировать ]Избежаемое бремя также может быть использовано и чаще всего используется в контексте переработки. В этом контексте это также известно как подход к вторичной переработке отходов по окончании срока службы . Здесь взвешиваются экологические последствия различных продуктовых систем, а выгоды от переработки засчитываются на первый жизненный цикл продукта. [1] Эти выгоды эквивалентны воздействию на окружающую среду, которое в противном случае было бы результатом переработки дополнительных первичных материалов. [4] Например, ПЭТ- бутылкам может быть присвоен экологический сертификат за содержащийся в них ПЭТ, поскольку этот материал в конечном итоге будет переработан обратно в дальнейшую продукцию из ПЭТ. [5] Последующие жизненные циклы продукта включают воздействие на окружающую среду, возникающее в результате сбора, подготовки и переработки продукта для каждого будущего использования. В этом случае метод предотвращения нагрузки учитывает воздействие на окружающую среду, возникающее в результате производства продукта, подлежащего вторичной переработке, из первичных материалов, и переносит его на окончательный жизненный цикл продукта. [6] В результате первый жизненный цикл продукта может иметь негативные последствия для окружающей среды. Подход, основанный на предотвращении нагрузки, наиболее распространен в металлургической промышленности. Фактически, металлургическая промышленность одобрила эту процедуру в 2006 году в качестве основного метода моделирования окружающей среды. [7] Это связано с тем, что производство металлов, таких как алюминий и сталь , оказывает относительно сильное воздействие на окружающую среду, которое можно компенсировать путем реализации подхода, основанного на предотвращении бремени, в рамках жизненного цикла жизненного цикла «от колыбели до могилы». Такое снижение возможно благодаря как возможности переработки металлов, так и постоянству свойств материалов между первичными и переработанными металлами. [4] По этой причине, например, промышленность по производству алюминиевых банок полагается на метод предотвращения нагрузки, чтобы проиллюстрировать преимущества производства. Производство алюминия, генерирующее значительные выбросы, является энергоемким процессом, поскольку потребляет огромное количество ресурсов. [8] Переработка алюминия позволяет избежать экологических затрат первичного производства. При использовании метода предотвращения затрат эти предотвращенные затраты вычитаются из цикла, в котором банка впервые производится. Это воздействие может быть значительным, поскольку в среднем в США алюминиевые банки перерабатываются на 70% и «поддаются бесконечной переработке». [9] То же самое касается и металлолома, полученного на металлургическом производстве. Если во время использования продукта образуется больше отходов, чем необходимо для производства, продукт получает кредит, эквивалентный разнице между воздействием производства и воздействием вторичной переработки вторичного материала. [10] Таким образом, предотвращенное бремя показывает, является ли продукт с высоким потенциалом переработки экологически выгодным. [8] С точки зрения ISO 14044, этот метод часто предпочтительнее других подходов к распределению из-за того, что он основан на расширении системы и имеет замкнутый характер.
Ограничения
[ редактировать ]При необходимости избегаемая нагрузка применяется в LCA, поскольку ее результаты могут существенно повлиять на результат исследования. Пользователи подхода, позволяющего избежать бремени, высоко оценили этот метод за то, что он показывает ценность существующих материалов. [11] Однако это наиболее полезно при оценке продуктов с высоким потенциалом переработки или повторного использования и сильным воздействием на окружающую среду. В случае продуктов с низким воздействием на окружающую среду, неэффективной и нечастой переработкой, таких как древесина и пластмассы, этот подход менее важен, поскольку он дает менее информативную информацию. [4]
Процедура предотвращения бремени действует при определенных допущениях. Например, метод предполагает, что оцениваемый продукт или материал будет использоваться как минимум дважды и что этот продукт или материал по-прежнему будет пользоваться спросом в будущем, который может варьироваться от нескольких дней до лет в зависимости от имеющегося продукта. [8] Хотя это может побудить проектировщиков планировать повторное использование в будущем, это также вносит элемент риска в LCA. [12] В случае, если продукт не будет переработан или использован повторно, как ожидалось, он может не выплатить «экологический кредит», который он взял в долг во время своего первого LCA. [8] В этой ситуации фактические выгоды от переработки и повторного использования будут отличаться от ожидаемых выгод и могут отличаться от предполагаемых результатов первоначальных проектных и производственных решений. Метод также предполагает коэффициенты переработки. Коэффициенты переработки представляют собой переменные показатели, которые зависят от потребления и улавливания, импорта и экспорта, доходности от переработки и т. д. [7] В результате их может быть трудно точно предсказать. Ассоциации металлургов часто публикуют свои показатели переработки в своих LCA или аналогичных документах. [7] С другой стороны, другие продукты менее тщательны, что создает проблемы для специалистов-практиков LCA.
Расчет
[ редактировать ]Расчет бремени, которого можно избежать, зависит от типа, объема и цели ОЖЦ, а также от специалиста по ОЖЦ. Хотя его расчет не лишен некоторой степени субъективности, бремя, которого можно избежать при подходе к вторичной переработке в конце срока службы, обычно рассчитывается следующим образом: [13]
- Предотвращенное бремя = (Скорость переработки материала) × ( Функциональная единица ) × [(Влияние первичного производства) − (Влияние переработки)]
Ремонт зданий
[ редактировать ]Приложение
[ редактировать ]
Избегаемая нагрузка реализуется по-разному при ремонте зданий, чем при ремонте продуктов. В LCA реконструкция зданий часто рассматривается как начало нового жизненного цикла, а не как продолжение «стадии использования» из-за значительного воздействия на окружающую среду, возникающего в результате производства большинства строительных изделий, и их исключения из предыдущих оценок согласно EN. 15978. [1] [14] Реконструкция здания может включать ремонт, например, стального каркаса, или модернизацию, например, фасада. В этом случае стандарт ISO 14044 по-прежнему применяется, что приводит к необходимости подхода к распределению, учитывающего поток между «предыдущим и новым жизненным циклом». [1] Как и в случае с подходом к вторичной переработке по окончании срока службы, практически все воздействие на окружающую среду на этапе производства приходится на вторичное использование здания. Однако, в отличие от подхода к переработке по окончании срока службы, выгоды от использования переработанных материалов не учитываются, а только их создание. [1] Это обеспечивает более точное представление ценности существующих материалов в проектах реконструкции.
Исследования и ограничения
[ редактировать ]Метод предотвращения нагрузки при повторном использовании зданий предполагает, что определенные строительные материалы и компоненты будут использоваться после первого жизненного цикла. [12] Как и в случае с продуктами, это побуждает инженеров и архитекторов планировать будущее использование. Однако такое будущее использование может быть сложно предсказать из-за более длительного срока службы зданий. [12] Чтобы избежать нагрузки, также требуется дополнительная работа со стороны специалиста по оценке жизненного цикла для разработки точного представления существующего здания для получения надежных результатов. [11] Редко проекты реконструкции требуют детального картирования существующей структуры. Однако для точного расчета LCA требуется обширная ведомость материалов, что может привести к увеличению затрат на консультации. [11]
Подобно ОЖЦ продукта, специалист по ОЖЦ может использовать несколько методов для оценки экологических преимуществ и недостатков восстановления и повторного использования. Большинство из них включают такие недостатки, как пренебрежение оставшимися в здании материалами или неспособность учесть прошлые выгоды. [1] По этой причине исследователи разрабатывают методы, позволяющие решить эти проблемы.
Реализация в других подходах к распределению
[ редактировать ]Другие подходы к распределению основываются на системе предотвращения бремени, чтобы оценить преимущества и трудности переработки и повторного использования на протяжении нескольких жизненных циклов продукта. Эти подходы включают, помимо прочего, подход 50:50 и подход, основанный на оценке воздействия продукта на окружающую среду (PEF).
50:50 Подход
[ редактировать ]Подход 50:50 , или правило 50:50, был впервые предложен в 1994 году. [15] Это считается компромиссом между подходом, позволяющим избежать бремени, и подходом, основанным на прекращении выбросов, подходом, который приписывает воздействие каждой стадии жизненного цикла на окружающую среду тому жизненному циклу, в котором оно происходит. [12] Подход 50:50 равномерно распределяет преимущества и недостатки использования переработанных материалов на первый и второй жизненные циклы продукта. Более конкретно, 50% воздействия производства на окружающую среду относится к первому жизненному циклу, тогда как ко второму жизненному циклу относятся оставшиеся 50%, а также воздействие переработки. [1] Несмотря на преимущества, которые дает сочетание подходов «отсечения» и «устранения бремени», подход 50:50 не часто используется на практике. [16]
Подход PEF
[ редактировать ]Подход PEF основывается на подходе 50:50, поскольку он также распределяет выгоды и трудности по нескольким жизненным циклам. Однако он также учитывает переработку материалов и рыночный спрос на переработанную продукцию. [1] В этом случае первому жизненному циклу отводится половина воздействия производства на окружающую среду, а второму жизненному циклу выделяется оставшаяся половина в дополнение к воздействиям переработки, умноженным на коэффициент качества. [1] При этом подход PEF предположительно учитывает экономику замкнутого цикла. В этом заключается самая сильная сторона подхода PEF, и по этой причине ожидается, что он будет преобладать в будущем. [16] Однако в настоящее время специалисты по ОЖЦ сталкиваются с трудностями при использовании этого метода из-за отсутствия данных для аппроксимации показателей качества. [16] Эта информация важна для специалистов-практиков LCA, поскольку она часто может склонить баланс между двумя сравниваемыми альтернативными продуктами или материалами. [ нужна ссылка ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Обрехт, Тайда Потрч; Джордан, Сабина; Легат, Андраж; Руски Мендес Сааде, Марселла; Пассер, Александр (2021). «Методология LCA для оценки воздействия компонентов зданий на окружающую среду до и после ремонта» . Журнал чистого производства . 327 : 129527. doi : 10.1016/j.jclepro.2021.129527 . S2CID 240218883 – через Elsevier Science Direct.
- ^ Карран, Мэри Энн (2014). Справочник для студентов по оценке жизненного цикла . Джон Уайли и сыновья, Инкорпорейтед. стр. 3ч. ISBN 9781119083559 .
- ^ Перейти обратно: а б с Клепффер, Вальтер; Грал, Биргит (2014). Оценка жизненного цикла (LCA): Руководство по передовой практике (1-е изд.). Джон Уайли и сыновья, Инкорпорейтед. п. 97. ИСБН 9783527655656 .
- ^ Перейти обратно: а б с Пачеко-Торгал, Фернандо; Кабеса, Луиза Ф.; Лабиринт, Жоао; Джунтини де Магальяс, Альдо (2013). Экологичное строительство и строительные материалы: оценка жизненного цикла (LCA), экомаркировка и тематические исследования . Elsevier Наука и технологии. стр. 100-1 520–521. ISBN 9780857097729 .
- ^ Николсон, Анна. «Методы распределения LCA при переработке с открытым циклом: стимулирование поиска переработанных материалов и создание продуктов, пригодных для вторичной переработки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2012 года . Проверено 1 апреля 2011 г.
- ^ Зинк, Тревор; Гейер, Роланд; Старц, Ричард (2015). «Рыночная система количественной оценки вытеснения производства в результате переработки или повторного использования» . Журнал промышленной экологии . 20 (4): 719–729. дои : 10.1111/jiec.12317 . S2CID 153968728 — через онлайн-библиотеку Wiley.
- ^ Перейти обратно: а б с Сантеро, Николас; Хендри, Джош (2016). «Гармонизация методологий LCA для металлургической и горнодобывающей промышленности» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 21 (11): 1543–1553. дои : 10.1007/s11367-015-1022-4 . S2CID 113236544 — через Springer Link.
- ^ Перейти обратно: а б с д Фришкнехт, Рольф (2010). «Подходы к моделированию LCI, применяемые при переработке материалов с точки зрения экологической устойчивости, восприятия риска и экологической эффективности» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 15 (7): 666–671. дои : 10.1007/s11367-010-0201-6 . S2CID 154594690 — через Springer Link.
- ^ Алюминиевая ассоциация (17 декабря 2014 г.). «Исследование показывает, что алюминиевая банка по-прежнему остается предпочтительной упаковкой для экологически чистых напитков: сокращение выбросов углекислого газа на 20 процентов; содержание переработанных материалов на 70 процентов в 3 раза больше других упаковок» . USNewswire . Вашингтон.
- ^ Скшек, Тимоти; Вагнер, Дэвид; Конклин, Джефф; Залувец, Мэтью (2015). Проект многоцелевого легкого транспортного средства (MMLV) . САЭ Интернешнл. п. 117. ИСБН 9780768087192 .
- ^ Перейти обратно: а б с Кьер Циммерманн, R; Найгаард Расмуссен, нападающий; Канафани, К; Малаби Эберхардт, LC; Биргисдоттир, Х (2022). «Обзор подходов к распределению и моделирование в LCA для ремонта зданий» . Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 1078 (1). Бристоль: 012095. Бибкод : 2022E&ES.1078a2095K . дои : 10.1088/1755-1315/1078/1/012095 . S2CID 252276486 – через ProQuest.
- ^ Перейти обратно: а б с д Де Вольф, Кэтрин; Ходжа, Эндрит; Фиве, Корантен (2020). «Сравнение методов экологической оценки при повторном использовании компонентов здания: практический пример» . Устойчивые города и общество . 61 : 102322. doi : 10.1016/j.scs.2020.102322 . S2CID 225799176 – через Elsevier Science Direct.
- ^ Гейер, Роланд. «Анализ запасов жизненного цикла» . Архивировано из оригинала 9 июля 2010 года . Проверено 1 апреля 2011 г.
- ^ Рёк, Мартин; Руски Мендес Сааде, Марселла; Балуцкий, Мария; Нюгаард Расмуссен, Фрея; Биргисдоттир, Харпа; Фришкнехт, Рольф; Абер, Гийом; Люцкендорф, Томас; Пассер, Александр (2020). «Воплощенные выбросы парниковых газов от зданий – скрытая проблема эффективного смягчения последствий изменения климата» . Прикладная энергетика . 258 : 114107. doi : 10.1016/j.apenergy.2019.114107 . hdl : 20.500.11850/381047 . S2CID 210979015 – через Elsevier Science Direct.
- ^ Вайдема, Бо (2000). «Избежание распределения совместного продукта при оценке жизненного цикла» . Журнал промышленной экологии . 4 (3): 11–33. дои : 10.1162/108819800300106366 . S2CID 154350218 — через онлайн-библиотеку Wiley.
- ^ Перейти обратно: а б с Обрехт, ТП; Джордан, С; Легат, А; Сааде, MRM; Пассер, А (2022). «Разработка передовой методологии оценки воздействия реконструкции на окружающую среду» . Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 1078 (1): 012103. Бибкод : 2022E&ES.1078a2103O . дои : 10.1088/1755-1315/1078/1/012103 . hdl : 20.500.12556/DiRROS-18054 . S2CID 252276542 – через ProQuest.