LIFE CYCLE ASSESSMENT-LCA

OCENA CYKLU ŻYCIA

Środowiskowa ocena cyklu życia

ekologiczna ocena cyklu życia

ocena cyklu istnienia

analiza cyklu życia

ekobilans

Przykładowe fazy cyklu życia produktu

Przesłanki do myślenia w kategoriach cyklu

życia



zwiększenie się całkowitej liczby produktów



zwiększenie zróżnicowania produktów



szybki rozwój nowych technologii i powstawanie nowych
produktów



globalny obrót produktami



coraz większa złożoność produktów



oddziaływanie produktu na środowisko



produkty w trakcie ich cyklu życia powiązane są z coraz
bardziej zróżnicowanymi uczestnikami rynku

Czym jest?

Techniką zarządzania środowiskowego – ISO 14040x

LCA jest jedną z kilku technik zarządzania środowiskiem

służącą do badania aspektów środowiskowych i

potencjalnych wpływów na środowisko w całym okresie

życia wyrobu (tj. „od kołyski do grobu”) począwszy od

pozyskania surowców przez produkcję, użytkowanie, aż do

likwidacji.

identyfikacji, oszacowaniu, kwantyfikacji i ocenie

wpływu

środowiskowego

generowanego podczas cykli

ż

ycia wyrobów

(co? gdzie? jak?)

Czemu służy?

Kompleksowe ujęcie wpływu

produktu na środowisko w LCA

W jakich przypadkach wykorzystujemy

LCA



doskonalenia istniejącego produktu lub projektowania nowego
(projektowanie dla środowiska DfE)



zmiany technologii produkcji



pozyskania znaku ekologicznego lub deklaracji środowiskowej



identyfikacji głównych źródeł oddziaływania (ISO 14001)



wyboru dostawców



wyboru sposobu zagospodarowania odpadów

Początki LCA

1963r. Zaprezentowanie raportu Harolda Smith’a na

Światowej

Konferencji

Energetycznej

(wymagania

energetyczne dla systemów produkcyjnych)

1973 i 1978r. po kryzysach energetycznych badanie

energochłonności procesów produkcyjnych

1989r. pierwszy warsztat roboczy SETAC-u w Smuggler’s

Notch w stanie Vermont (USA)

1990r. drugi warsztat roboczy SETAC-u w Leuven (Belgia)

1991r. trzeci warsztat roboczy SETAC-u w Leiden (Holandia)

1992r. czwarty warsztat roboczy SETAC-u w Sandestin w

stanie

Floryda (USA)

1993 – Code of Practise (efekt współpracy dwóch odłamów

SETAC-u, powszechnie akceptowana struktura)

Normy ISO dotyczące oceny cyklu

życia

PN-EN ISO 14040:

Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu Życia. Zasady i

struktura.

PN-EN ISO 14041 (14044/2006):

Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu Życia. Wymagania i

wytyczne.

PN-EN ISO 14042 (14044/2006):

Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu Życia. Wymagania i

wytyczne.

PN-EN ISO 14043 (14044/2006):

Zarządzanie środowiskowe – Ocena cyklu Życia –

Wymagania i wytyczne.

Normy ISO dotyczące oceny cyklu

życia

PN-EN ISO 14047:

Zarządzanie środowiskowe – Ocena wpływu cyklu Życia –

Przykłady stosowania ISO 140402.

PN-EN ISO 14048:

Zarządzanie środowiskowe – Ocena cyklu Życia – Format

dokumentowania danych.

PN-EN ISO 14049:

Zarządzanie środowiskowe – Ocena wpływu cyklu Życia –

Przykłady stosowania ISO 14041

do określania celu i zakresu oraz analizy zbioru.

Cechy badań LCA

Badania LCA wymagają niemal zawsze specyficznych
danych procesowych

W proces realizacji badania zaangażowane są różne
zainteresowane strony, np.: eksperci LCA i specjaliści z
zakresu analizowanego wyrobu (procesu, technologii)

Badanie LCA wymaga jasno sprecyzowanego celu. Warto
dogłębnie rozważyć motywy i cele, jakim ma ono służyć
oraz określić decyzje, jakie zostaną podjęte na bazie
uzyskanych wyników

Cechy badań LCA

W przypadku badań porównawczych, których wyniki
podawane są do publicznej wiadomości powinno się
dokonać przeglądu krytycznego

Badanie LCA wymaga stosowania specjalistycznych
programów obliczeniowych

Badania LCA wymagają rzetelnej (niekonieczne obszernej)
dokumentacji

Ze względu na stosunkowo krótką obecność LCA w Polsce,
trudno mówić o „rynku” tego typu analiz, który wyznaczałby
ceny (i koszty) badań

Dlaczego warto stosować LCA

IPP – Integrated Product Policy (ZPP - Zintegrowana Polityka
Produktowa)

EuP – Dyrektywa dotycząca Ekoprojektowania Wyrobów
zużywających energię

WEEE – Dyrektywa dot. Zużytego Sprzętu Elektrycznego i
Elektronicznego

RoHS – Dyrektywa dotycząca ograniczenia stosowania
niektórych

niebezpiecznych

substancji

w

sprzęcie

elektrycznym i elektronicznym

Perspektywa całego cyklu życia

Zrównoważony rozwój

„Zrównoważony rozwój jest to rozwój, który zaspokaja

potrzeby obecnego pokolenia bez uszczerbku dla możliwości

zaspokojenia potrzeb przyszłych pokoleń” (raport Burdtland)

Struktura LCA

OKRESLENIE CELU I ZAKRESU

ANALIZA ZBIORU WEJŚĆ I WYJŚĆ

OCENA WPŁYWU CYKLU ŻYCIA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

ISO

14044

ISO

14044

ISO

14044

ISO

14044

Zastosowanie LCA

Zastosowania oceny cyklu życia można podzielić na:

wewnętrzne – gdy LCA stosuje się do udoskonalania
produktu pod kątem ekologicznym oraz jako narzędzie
wspomagające podejmowanie decyzji strategicznych;

zewnętrzne – gdy LCA wykorzystuje się do celów
marketingowych,

ekoznakowania

oraz

celów

informacyjnych.

Struktura LCA

ETAP I

OKREŚLENIE CELU I ZAKRESU

Goal and scope definition

Struktura LCA

Przykładowy system wyrobu

Określenie Celu i Zakresu

W jakim celu przeprowadzamy badanie LCA?

Jaki jest zakres i typ tego badania?

Jakie dane będą wykorzystane?

Jakie procesy jednostkowe zostaną włączone?

Jaka jednostka funkcjonalna zostanie użyta?

Jakie zainteresowane strony zostaną włączone do badania?

Kto zleca badanie?

Kto wykonuje badanie?

Kto dokonuje przeglądu badania?

Kroki etapu I

Cel badania i zainteresowane strony (rodzaj badania)

Zakres badania (czasowy, geograficzny, technologiczny)

Funkcja, jednostka funkcjonalna, strumienie odniesienia

Wstępne granice systemu

Opis kategorii danych

Kryteria wstępnych włączeń i wyłączeń (cięć)

Wymagania co do jakości danych

Przegląd krytyczny

Uczestnicy badania LCA – zainteresowane

strony

„jednostki lub grupy związane z efektami działalności środowiskowej

systemu wyrobu albo wynikami oceny cyklu życia lub nimi dotknięte” (ISO

14040)

ZLECENIODAWCA/

INICJATOR

Commissioner

/

Initiator

klient LCA (Client LCA) i/lub jednostka

zlecająca

WYKONAWCA

BADANIA

Practitioner

osoba lub grupa przeprowadzająca LCA

RECENZENT

Critical

reviewer

Jednostka lub osoba dokonująca

przeglądu. Wyróżnia się przegląd

wewnętrzny i zewnętrzny. Występowanie

niezależnej trzeciej strony jest

niezbędne do celów walidacyjnych,

szczególnie w przypadku zewnętrznych

zastosowań wyników.

GRUPA DOCELOWA

Target

audience

podmioty, do których kierowane są

rezultaty badania, tzw. „użytkownicy”

wyników

ZAINTERESOWANE

STRONY

Interested

Parties/

Stakeholders

wszyscy wymienieni powyżej oraz każda

inna jednostka wedle definicji. Mogą nimi

by

ć

przedstawiciele producentów,

konsumentów, grup ekologicznych etc.

(zależnie od rodzaju i zasięgu

podejmowanej decyzji)

Cel badań LCA

Cel badań LCA powinien jednoznacznie ustalać

zamierzone zastosowanie, powody prowadzenia

badań

i zamierzonego odbiorcę,

tj. komu zamierza się zakomunikować wyniki badań

(14040 #5.1.1, 14041 #5.2)

Cel analizy LCA powinien być jasno określony i

zgodny

z zamierzonym zastosowaniem (14041 #5.1)

Zakres badań

Zakres czasowy

Zakres badań

Zakres geograficzny

1.

LOKALNY

2.

KRAJOWY

3.

KONTYNENTALNY

4.

GLOBALNY

Zakres badań

Zakres technologiczny

1.

TECHNOLOGIA PRZYSZŁOŚCI

2.

BAT

3.

NOWOCZESNA

4.

PRZECIĘTNA

5.

PRZESTARZAŁA

FUNKCJA, JEDNOSTKA FUNKCJONALNA,

STRUMIENIE ODNIESIENIA

JEDNOSTKA FUNKCJONALNA

Ilościowy efekt systemu wyrobu stosowany jako jednostka

odniesienia w badaniach analizy cyklu życia

(ISO 14040 # 3.5).

Jednostka funkcjonalna stanowi punkt odniesienia,

wobec którego są przeliczane wszystkie dane.

W przypadku badań porównawczych,

stanowi ona wstępną bazę na podstawie której

analizowane systemy wyrobów są porównywane.

FUNKCJA, JEDNOSTKA FUNKCJONALNA,

STRUMIENIE ODNIESIENIA

STRUMIEŃ ODNIESIENIA

Miara wyjść w danym systemie wyrobu niezbędnych do

wypełnienia funkcji

wyrażonej przez jednostkę funkcjonalną

(ISO 14041 # 3.10).

Ilość wyrobu niezbędna do wykonania funkcji.

JEDNOSTKA FUNKCJONALNA

1 RĘCZNIK FROTTE

(3 cykle prania: proszek,

woda, energia)

1 SUSZARKA

(500 minut pracy, energia)

Strumienie odniesienia

1000 ręczników papierowych

W Y S U S Z E N I E

1

0

0

0

D Ł O N I

(t

)

RĘCZNIK PAPIEROWY

(jednorazowy)

RĘCZNIK FROTTE

(wielorazowy, prany)

SUSZARKA ELEKTRYCZNA

(żywotność, pobór prądu)

Funkcja – suszenie dłoni

FUNKCJA, JEDNOSTKA FUNKCJONALNA,

STRUMIENIE ODNIESIENIA

Zaleca się:

Obierać jednostkę funkcjonalną z etapu najbliższego

użytkownikowi (tam, gdzie dochodzi do realizacji funkcji)

Włączać aspekt czasowy

Włączać aspekt jakościowy

Jako jednostkę funkcjonalną przyjęto zdolność badanych lodówek do

utrzymania i zapewnienia świeżości produktów spożywczych o objętości 1000

litrów, poprzez ich schłodzenie do temperatury ok. 4-5˚C, w trakcie całego

cyklu eksploatacyjnego badanych obiektów (120825h pracy)

WSTĘPNE GRANICE SYSTEMU (i kryteria

cięć)

WYRÓB kontra WYRÓB

!

SYSTEM WYROBU kontra SYSTEM WYROBU

Głębokość systemu (poziomy)

Szerokość systemu (które etapy cyklu życia zostaną włączone)

Wejścia lub wyjścia nie objęte analizą

Opis kategorii danych i wymagania

jakościowe

-Zakres czasowy, przestrzenny i technologiczny

-Źródła danych (pierwotne, wtórne)

-Reprezentatywność danych (wielkość prób)

-Dokładność danych (pomiar, oszacowanie, średnia)

Przegląd krytyczny

-przy zastosowaniach zewnętrznych niezbędna weryfikacja
niezależnej trzeciej strony

-brak w Polsce jednostek dokonujących takiego przeglądu

-prawidłowa dokumentacja badania (raport dla III strony
podstawą weryfikacji)

-w przypadku deklaracji środowiskowych rolę III strony
spełnia podmiot operujący systemem znakowania

Struktura LCA

ETAP II

ANALIZA ZBIORU WEJŚĆ I WYJŚĆ

Life Cycle Inventory LCI

Kroki etapu II

Przygotowanie do gromadzenia i gromadzenie danych

Walidacja modelu

Odniesienie danych do procesów jednostkowych

Agregacja danych

Alokacja i recykling

Modyfikacja granic systemu

Interpretacja

Raport z badania (z fazy LCI)

Analiza zbioru



Ile i jakie paliwa, surowce, materiały pomocnicze, wyroby

gotowe są wykorzystywane w analizowanym systemie

wyrobu (do spełnienia funkcji i JF)?



Ile i jakie emisje do powietrza, wody i gleby?



Jakie są generowane odpady w analizowanym systemie

wyrobu?



Który z analizowanych (systemów) wyrobów generuje mniej

odpadów?



Który z analizowanych (systemów) wyrobów zużywa mniej

energii elektrycznej?



Który etap cyklu życia lub proces jednostkowy generuje

najwięcej emisji lub odpadów?

Analiza zbioru

Life Cycle Assessment

wyrób

Przed dokonaniem cięć

Po dokonaniu cięć

Ilość procesów

jednostkowyc

h

Ilość

poziomó

w

Ilość procesów

jednostkowych

Ilość

poziomó

w

Cięcia

[%]

Płyta

OSB

659

22

30

7

4

Gromadzenie danych

uwagi praktyczne



cały czas warto mieć „przed oczami” strukturę systemu

wyrobu



dane zbierane są dla procesów jednostkowych



zwracanie uwagi na takie parametry jak: sprawności

urządzeń,

pobory

energii,

wydajności

procesów,

odniesienia danych do czasu, straty procesowe, normy

materiałowe, recykling wewnętrzny, stopień agregacji

danych

Gromadzenie danych jest najbardziej czasochłonną i

pracochłonną częścią badania

Gromadzenie danych

uwagi praktyczne



znajomość analizowanego procesu



wizyta (kilkukrotna, jeśli trzeba) w firmie i dokładne
nakreślenie celu badania, wytłumaczenia, na czym
polega LCA, jaki rodzaj danych będzie potrzeby i jakie
wyniki można uzyskać



współpraca z różnymi osobami z różnych działów firmy
(korzystniejsze!) lub współpraca z jedną osobą (która
dalej kontaktuje się z innymi)

Gromadzenie danych - źródła

TRANSPORT SUROWCÓW

TRANSPORT WYROBÓW

ZUŻYCIE MATERIAŁÓW

EMISJE, ODPADY

UŻYTKOWANIE, REMONTY,

NAPRAWY

DZIAŁ OBSŁUGI

POSPRZEDAŻOWEJ,

DZIAŁ (PUNKT) SERWISU

DZIAŁ OCHRONY ŚRODOWISKA,

DZIAŁ KONTROLI JAKOŚCI,

TECHNOLOG

DZIAŁ PRODUKCJI, TECHNOLOG,

DZIAŁ KONSTRUKCJI,

NORMY MATERIAŁOWE

DZIAŁ SPRZEDAŻY, DZIAŁ

LOGISTYKI

DZIAŁ ZAKUPÓW, DZIAŁ

LOGISTYKI

Gromadzenie danych - źródła

KOŃCOWE ZAGOSPODAROWANIE

OGRZEWANIE

MAGAZYNOWANIE

DZIAŁ LOGISTYKI

(i magazynowania)

KOTŁOWNIA (służby utrzymania

ruchu) DZIAŁ PRODUKCJI

DZIAŁ OBSŁUGI KLIENTA, DZIAŁ

OCHRONY ŚRODOWISKA, DZIAŁ

KONTROLI JAKOŚCI

Tabela inwentarzowa

Procesy jednostkowe

Wyniki LCI - tabela

WEJŚCIA

ODLEWANIE

WEJŚCIA ZE ŚRODOWISKA

WEJŚCIA Z TECHNOSFERY

ENERGAI ELEKTRYCZNA/CIEPŁO

GWINTOWANIE

WYJŚCIA

EMISJE DO POWIETRZA

EMISJE DO WODY

EMISJE DO GLEBY

ODPADY NA WYSYPISKO

Struktura LCA

ETAP III

OCENA WPŁYWU CYKLU ŻYCIA

Life Cycle Impact Assessment LCIA

LCIA



Jakie konsekwencje dla środowiska niesie za sobą fakt
pobrania wykazanych w LCI surowców, lub wyemitowania
określonych związków do powietrza?



Do jakiego typu problemów np. w zakresie zdrowia
ludzkiego mogą doprowadzić te działania?



Który z porównywanych wyrobów wykazuje mniejsze
oddziaływanie na środowisko i dlaczego?



Gdzie tkwi główny problem w technologii wytwarzania
danego wyrobu?



Jakie kształtują się możliwości udoskonalenia
analizowanego wyrobu(ów)?



Jakie korzyści środowiskowe można uzyskać wdrażając
poszczególne rozwiązania?

Metody LCIA

Modelowanie wpływu na środowisko w ramach III fazy

odbywa się przy użyciu określonych metod LCIA

opracowywanych przez różne ośrodki naukowe

METODA

KRAJ

CML2000

Holandia

EDIP 96

Dania

EPS

Szwecja

IMPACT+

Szwajcaria

Ecoindicator99

Holandia

Ecoindicator99

3 kategorie szkód (damagecategory):

A. Zdrowie człowieka (jednostka DALY (Disability Adjusted
Life Years) – czyli skorygowana przez niepełnosprawność
długość życia człowieka)

B. Jakość ekosystemu (jednostka PDF∗m2∗yr; PDF –
Potentially Disappeared Fraction of plant species –
potencjalnie zanikający ułamek gatunków roślin)

C. Zasoby (jednostka MJ dodatkowej energii potrzebnej do
przyszłego wydobycia minerałów i paliw kopalnych)

EDIP 96

- charakteryzacja – globalne ocieplenie, ekotoksyczność,
toksyczność

dla

człowieka,

zasoby

–

osobna,

nieporównywalna kategoria;

- normalizacja – tu wartości mierzone są w jednostkach
osoborównoważnych dla 1990 r.

LCIA - KLASYFIKACJA

Ten krok polega na przypisaniu wyników uzyskanych
podczas inwentaryzacji danych, zapisanych w tablicy
inwentaryzacyjnej do odpowiednich kategorii wpływu.

Należy tutaj zwrócić uwagę na to, czy można przypisywać
kilka wyników LCI do jednej kategorii wpływu, a także czy
można przyporządkować jedną substancję chemiczną do
kilku kategorii wpływu.

Zależy to od zastosowanej metody i zasad obowiązujących
w korzystaniu z niej.

CHARAKTERYZOWANIE

Krok ten polega na obliczeniu wartości wskaźnika kategorii
wpływu. Jego wartość informuje o tym, jaki udział ma
konkretna substancja chemiczna w danej kategorii wpływu.
Aby otrzymać wartość liczbową wskaźnika kategorii wpływu
w pierwszej kolejności zamieniamy, przy pomocy parametru
charakteryzowania, jednostkę określonego wyniku LCI na
jednostkę ogólną danej kategorii wpływu, a następnie
dokonujemy agregacji przekształconych wyników LCI,
otrzymując w ten sposób wynik – wartość wskaźnika
kategorii.
Charakteryzowanie jest ostatnim obowiązkowym krokiem
LCIA, jeśli oceny dokonuje się w oparciu o normę ISO 14042.

NORMALIZACJA

W normie ISO 14042 jest to pierwszy krok nieobowiązkowy,
opcjonalny. Dzieląc wartość wskaźnika kategorii (wynik
charakteryzowania) przez wartość odniesienia otrzymujemy
wartość liczbową, którą interpretujemy jako udział danej
kategorii wpływu w ogólnym problemie środowiskowym.
Wyniki znormalizowane można porównywać (wcześniejsze
porównania nie są możliwe z powodu różnych rodzajów
danych), można również określić wskaźnik kategorii wpływu
dla danego regionu.

Struktura LCA

ETAP IV

INTERPRETACJA

Interpretation

INTERPRETACJA

Dokonywanie interpretacji ma dwa zasadnicze cele:

1. Przeprowadzenie oceny i analizy wyników LCI i LCIA

2. Ocena wiarygodności tych wyników

Czy uzyskane wyniki są wiarygodne?

Czy są niewrażliwe na różne odchylenia i zmiany wyborów

metodycznych?

Czy włączają niepewność danych?

Jakie wnioski można wyciągnąć na bazie uzyskanych

wyników?

INTERPRETACJA

INTERPRETACJA

„jest systematyczną procedurą identyfikacji, kwalifikacji,

sprawdzenia i oceny informacji uzyskanych w wyniku LCI

i/lub LCIA systemu wyrobu oraz procedurą ich prezentacji

mającą

na celu spełnienie wymagań zastosowania zgodnie z celem

i zakresem badań”

Norma ISO PN-EN ISO 14043 (2002)

Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia.

Interpretacja cyklu życia.

Interpretacja nie jest tylko ostatnią fazą badań, powinna

być

obecna na każdym kroku analizy LCA

FAZA I

DEFINICJA CELU I ZAKRESU

FAZA II

ANALIZA ZBIORU WEJŚĆ I WYJŚĆ

FAZA III

OCENA WPŁYWU CYKLU ŻYCIA

FAZA IV

INTERPRETACJA

W celu realizacji fazy interpretacji można posługiwać się

szeregiem technik interpretacyjnych,

które można podzielić na:

1. proceduralne

2. numeryczne

Techniki proceduralne:

opierają się na ocenie jakościowej i często odnoszą się do

jakiegoś źródła odniesienia, nie dają wyniku liczbowego np.:

oceny dokonywane przez praktyków LCA, ekspertów,

raporty dotyczące podobnych wyrobów, opinia podmiotów

dostarczających dane itd.

Przykładami są: sprawdzenia kompletności i zgodności

Techniki numeryczne:

nie odnoszą się do innych źródeł informacji, oparte na

liczbach

Przykładami są: analiza udziału, analiza niepewności,

analiza wrażliwości, analiza porównawcza i analiza

rozróżnialności

Przykład

Continental - opony

Przeprowadzono LCA opony samochodowej

wykorzystywanej w samochodzie osobowym w oparciu o

normy serii 14040.

Potencjalne globalne ocieplenie

Potencjalne zakwaszenie

Odzysk zużytych opon - w cementowni

Odzysk zużytych opon - w elektrowni

Powtórne bieżnikowanie a wytworzenie

nowej opony

Wpływ opony na środowisko w całym cyklu

życia