1. Wstęp.

Często spotykamy się z określeniem produkt przyjazny środowisku, czyli minimalizujący negatywne oddziaływanie na środowisko. Ważnym narzędziem realizacji takich produktów jest ocena cyklu ich życia (LCA), zawierająca analizę problemów ekologicznych związanych z projektowaniem, procesem produkcyjnym i fazą konsumpcyjną. Ocenę tą sporządzą się na podstawie charakterystyki i wielkości zużycia energii, surowców oraz emisji zanieczyszczeń do środowiska wraz z oceną ich negatywnego oddziaływania i określeniem działań zmierzających do poprawy sytuacji. Jest to narzędzie uniwersalne, mogące być zastosowane do analiz praktycznie wszystkich produktów, które charakteryzują się przecież różnymi cyklami życia.

Celem naszego referatu jest przybliżenie idei LCA, która jest ciągle jeszcze we wczesnej fazie rozwoju, a umożliwiającej wielu producentom na świecie inwestowanie w rozwiązania lub modernizację produkcji w celu czystego wytwarzania. Oprócz zdefiniowania pojęcia i przedstawienia krótkiej historii rozwoju LCA, postaramy się także wskazać na podstawowe cele i zalety. Przedstawimy także zastosowanie oceny cyklu życia produktów na przykładzie przedsięwzięć górniczych.

2. Definicja i krótkie omówienie historii LCA.

LCA (Life Cycle Assessment), czyli Ekologiczna Ocena Cyklu Życia Produktów to proces analizy wszelkich czynników, mogących mieć negatywny wpływ na środowisko naturalne, związanych z produktem, procesem wytwarzania, danego produktu, użytkowaniem go i utylizacją. Celem takiej analizy jest określenie wpływu badanych czynników na środowisko i wskazanie, w której fazie istnienia produktu niosą one największe zagrożenie dla środowiska. Analiza obejmuje wpływ, jaki na środowisko wywiera wydobycie surowców, proces ich przetwarzania, transport, wykorzystanie gotowego produktu, dystrybucja, recykling i likwidacja.

LCA definiuje się także jako metodę analizy i oceny wpływu na środowisku materii, produktów lub usług podczas całego cyklu ich życia.

źródło: http://www.ekochemia.pl

W Polsce proponuje się nazwę Ekologiczna Ocena Cyklu Życia Produktu, w celu odróżnienia od marketingowej oceny cyklu życia produktów oznaczającej ocenę zależności między wielkością sprzedaży a długością okresu sprzedaży oraz zyskami płynącymi ze sprzedaży danego produktu. Nazwa LCA (Life Cycle Assessment) jest stosowana w krajach anglosaskich, natomiast w Niemczech mówi się o eko-bilansach.

Zagadnienie metody LCA w formie zbliżonej do współczesnej (nie nazwane jednak w ten sposób) zostało po raz pierwszy poruszone w 1969r. na Światowej konferencji Energetycznej. Harold Smith przedstawił wyniki swoich badań dotyczących wytwarzania różnych rodzajów energii w wybranych procesach chemicznych, a cały proces został zanalizowany od momentu wydobycia surowców mineralnych do wytworzenia produktu finalnego.

W latach 70. ukazało się wiele podobnych raportów, dotyczących różnych systemów produkcyjnych, a szczególnego impetu nadał im kryzys na rynku ropy naftowej.

Wraz ze wzrostem świadomości ekologicznej, prace były kontynuowane, z uwzględnieniem najbardziej palących kwestii jak zagospodarowanie odpadów komunalnych, smog nad Los Angeles i Tokio oraz kwaśne deszcze w Skandynawii.

Lata 80. przyniosły zwiększenie zainteresowania zwłaszcza efektem cieplarnianym i zanikiem warstwy ozonowej. Sama nazwa LCA wykształciła się dopiero w latach 90., która stała się powszechna i obowiązuje do dziś.

3. Główne cele LCA.

Wśród podstawkowych celów LCA wyróżnić można:

1. stworzenie uniwersalnej metodyki oceny wpływu działalności przemysłowej na środowisko,

2. wypracowanie jak najpełniejszego i jak najdokładniejszego obrazu związków i oddziaływań między konkretną działalności przemysłu a środowiskiem,

3. uświadomienie współzależności między działalnością człowieka a jej konsekwencjami dla środowiska,

4. dostarczenie zarządom firm jak największej ilości informacji na temat wpływu działalności ich firmy na środowisko,

5. pomoc, dzięki zagregowanym i zanalizowanym danym, w procesie podejmowania decyzji mających na celu zminimalizowanie wpływu działalności przemysłowej na środowisko, a co za tym idzie, poprawę jego stanu. Jest to szczególnie ważne obecnie, kiedy rozpoznane są problemy związane z zanieczyszczeniem środowiska naturalnego i jednocześnie wzrasta świadomość ekologiczna.

4. Podstawowe zalety stosowania LCA.

Można wskazać na następujące istotne zalety metody LCA:

1. rozpatrywanie perspektywy od narodzin do śmierci wyrobu dzięki czemu nie zostaje pominięty żaden etap istnienia produktu lub przedsięwzięcia,

2. LCA bierze pod uwagę wszystkie ekosystemy i ich elementy, dzięki czemu możliwa jest pełna ocen wpływu produktu na środowisko, a także ocena zużycia poszczególnych zasobów środowiskowych,

3. Normalizuje z jednej strony dane dotyczące ilości wprowadzanej energii i materii, a z drugiej powstanie zanieczyszczeń (emisja do powietrza, wody i gleby) i odpadów w ramach poszczególnych istniejących jednostek funkcyjnych w powiązaniu z określonymi mediami środowiskowymi (woda, gleba powietrze); dzięki temu w ostatecznym bilansie zawarte są jedynie dane charakterystyczne dla określonej czynnności.

5. Schemat procedury LCA.

5.1 Określenie celu i zakresu analizy.

Pierwszym etapem LCA jest określenie celu i zakresu analizy. Od celu, któremu ma służyć analiza, zależą przyjęte granice systemu, wymagana do­kładność danych i dobór jednostki funkcjonalnej. Trzeba zdać sobie sprawę, że zakres oddziaływania produktu na środowi­sko we wszystkich fazach jego życia jest właściwie nieograniczony. Należy więc zdecydować jak „głęboka" będzie analiza. W przypadku analizy wykony­wanej dla celów wewnętrznych, odpowiedź na pytanie, gdzie wyznaczyć gra­nice systemu będzie zależeć przede wszystkim od dostępności danych. Po­jedyncze przedsiębiorstwo będzie miało trudność w pozyskaniu danych związanych z oddziaływaniem spowodowanym budową elektrowni, która jest producentem energii elektrycznej niewykorzystywanej. Poza tym, z punk­tu widzenia tego przedsiębiorstwa, istnienie elektrowni jest faktem, którego nie można zmienić. Zaprzestanie korzystania z energii elektrycznej nie wpły­nie na skutki środowiskowe związane z faktem jej wybudowania. W tym przy­padku budowa elektrowni powinna pozostać poza granicami systemu. W gra­nicach systemu powinny znaleźć się natomiast oddziaływania na środowisko związane z wytworzeniem energii elektrycznej. Wymagana dokładność danych zależy od celu analizy. Dane wykorzysty­wane w analizie przeprowadzanej przez przedsiębiorstwo dla celów wewnętrz­nych, powinny być specyficzne dla warunków, w których przedsiębiorstwo funkcjonuje. Oznacza to, że powinny dotyczyć konkretnych dostawców, sto­sowanych technologii (technik) oraz specyficznego dla jego klientów sposo­bu wykorzystania wyrobu i zagospodarowania odpadu, którym stanie się wy­rób po zakończeniu okresu eksploatacji. Jeśli celem analizy jest porównanie dwóch typów wyrobów w skali ogólnej, dane wykorzystywane w analizie po­winny uwzględniać wartości średnie dla regionu, którego dotyczy analiza. Precyzyjne określenie jednostki funkcjonalnej jest szczególnie istotne dla analiz mających na celu porównanie dwóch lub więcej produktów o zbliżonej funkcji. Jednostka funkcjonalna pozwala na określenie oddziaływania na śro­dowisko porównywalnych, z punktu widzenia spełnienia swojej funkcji, ilości produktów. Przykład podany w normie ISO 14040 dobrze obrazuje ten pro­ces. W analizie mającej na celu porównanie dwóch rodzajów farb za jednost­kę funkcjonalną należy przyjąć jednostkę powierzchni chronionej powłoką malarską przez określony czas. W ten sposób uwzględnia się nie tylko skład farb, ale również zużycie farby i jej trwałość.

5.2 Zbieranie danych.

Drugim etapem prowadzenia analizy cyklu życia jest zebranie danych do­tyczących każdego z procesów cząstkowych związanych z cyklem życia ana­lizowanego wyrobu. Procesy te identyfikuje się wcześniej poprzez opracowa­nie schematów blokowych. Dane, o których mowa, obejmują zużycia surowców i energii, emisje do powietrza, zrzuty ścieków, wytwarzanie odpadów i inne aspekty środowiskowe dla każdego ze zidentyfikowanych procesów. Nie jest to łatwe i wymaga często przyjęcia pewnych założeń. Bardzo istotny jest pro­blem przyporządkowania pewnych wielkości konkretnym produktom lub pro­cesom. Jest to szczególnie trudne w przemyśle chemicznym, gdzie z jednego procesu otrzymuje się kilka różnych produktów. Rodzi się bowiem pytanie, w jaki sposób, według jakiego klucza, jednoznacznie przyporządkować emisje związane z rafinacją ropy naftowej poszczególnym produktom powstającym w tym procesie? Równie istotne jest uwzględnienie źródeł energii wykorzystywanej w ca­łym cyklu życia produktu. W tradycyjnych ocenach środowiskowych rzadko uwzględnia się oddziaływania na środowisko związane z wytworzeniem ener­gii elektrycznej, gdyż oddziaływania te są odczuwalne w znacznym oddaleniu od analizowanego zakładu. Okazuje się jednak, że w zależności od przyję­tych granic systemu, efektywność wykorzystania energii zawartej w paliwie, w przypadku energii elektrycznej waha się od 25-35%. Włączenie do granic systemu energii niezbędnej do wzniesienia elektrowni, transportu paliwa itp., znacznie obniża tę efektywność.

5.3 Ocena wpływu na środowisko.

Kolejnym etapem analizy jest ocena wpływów na środowisko w każdej fazie cyklu życia produktu. Proces ten polega na przyporządkowaniu danych z poprzedniego etapu konkretnym oddziaływaniom środowiskowym i ocenie ich udziału w powstawaniu tych oddziaływań. Norma ISO 14040 zaleca, aby w ramach tego procesu przeprowadzić trzy kroki:

• klasyfikacja - przyporządkowanie danych inwentaryzacyjnych do kate­gorii oddziaływań na środowisko. Podczas klasyfikacji, każdy składnik listy inwentaryzacyjnej jest sklasyfikowany w ten sposób, że wpływa na jeden lub więcej problemów środowiskowych lub kategorię oddziały­wań. Np. emisja NO_x przyczynia się zarówno do eutrofizacji wód (przeżyźnienia) jak i do zakwaszenia środowiska. Dlatego też emisja NO_x jest sklasyfikowana jako mająca wpływ na obie te kategorie

• charakterystyka - ocena udziału oddziaływań każdej kategorii na śro­dowisko. Stosuje się tu często wartości równoważne, określające udział każdego składnika w powstawaniu oddziaływania. Typowym przykła­dem wartości równoważnych jest potencjał globalnego ocieplenia -wartość wskazująca na udział różnych gazów na powstawanie tzw. efek­tu cieplarnianego. Wartością bazową jest wpływ CO₂ na powstawanie tego zjawiska. Charakterystyka polega w tym przypadku na mnożeniu ilości poszczególnych gazów emitowanych do atmosfery przez war­tość równoważną i sumowanie wyników. Ostatecznie wpływ danego produktu na powstawanie efektu cieplarnianego będzie wyrażony w po­staci ekwiwalentu CO₂.

• wartościowanie - przyporządkowanie wagi każdemu ze zidentyfikowa­nych oddziaływań. W przeciwieństwie do poprzednich kroków, jest to czynnik subiektywny. Wagi poszczególnych oddziaływań określa się z uwzględnieniem lokalnych warunków i preferencji. W etapie tym, trze­ba bowiem określić, czy z punktu widzenia społeczności, której doty­czą określone oddziaływania, bardziej istotne jest zanieczyszczenie po­wietrza, wód powierzchniowych, czy też zużycie surowców nieodna­wialnych. Interes danej grupy zależy zarówno od miejsca jej przebywa­nia jak i wielkości grupy. W skrajnych przypadkach za grupę można uznać całą ludzkość jak i mieszkańców jednej gminy.

5.4 Interpretacja wyników.

Ostatnim etapem LCA jest interpretacja wyników analizy. Interpretacja wy­ników opiera się na wynikach poprzednich etapów. W zależności od założo­nego celu analizy, w wyniku tego etapu otrzymuje się odpowiedź na posta­wione pytania:

• Jak zmienić produkt, aby ograniczyć jego wpływ na środowisko z perspektywy całego cyklu życia?

• Który z rozważanych wariantów produktu jest lepszy ze względu na wpływ na środowisko?

• Jakie cechy produktu determinują jego „jakość ekologiczną"?

• Któremu produktowi z danej kategorii można nadać eko-etykietę?

6. Zastosowanie LCA.

Najważniejsze zastosowania LCA to:

1. wspomaganie projektowania wyrobów poprzez identyfikację możliwo­ści ograniczenia oddziaływania produktu we wszystkich fazach życia, np. ograniczanie liczby różnych tworzyw sztucznych wykorzystywanych w produkcji samochodów i ich oznaczanie ułatwia recykling tych two­rzyw po złomowaniu auta,

2. wspomaganie procesu podejmowania decyzji w przemyśle, organiza­cjach rządowych i pozarządowych przez umożliwienie porównania od­działywania na środowisko różnych produktów o podobnym zastoso­waniu, np. preferencje lub utrudnienia w stosowaniu pewnego typu opakowań: szklanych, papierowych, z tworzyw sztucznych, aluminium,

3. dobór odpowiednich wskaźników opisujących cechy produktu, np. ener­gochłonność materiałów o podobnym zastosowaniu,

4. wspieranie podejmowania decyzji konsumenckich, np. przez nadawa­nie eko-etykiet i samodeklaracji.

7. Normy ISO a LCA.

Mimo iż pierwsze próby stosowania LCA podjęto jeszcze w latach 70-tych, wciąż jest ona narzędziem słabo rozwiniętym, a jej stosowanie przysparza wiele trudności. Trudność polega na tym, że w ocenie cyklu życia produktów, obok całkowicie obiektywnych danych konieczne jest także uwzględnienie wartości subiektywnych. W rezultacie zdarza się, że analizy tych samych pro­duktów mogą diametralnie różnić się wynikami, w zależności od założeń, któ­re przyjęły osoby prowadzące ocenę. Próbę usystematyzowania metod pro­wadzenia LCA, czego efektem powinny być bardziej obiektywne wyniki jej stosowania, stanowią normy międzynarodowe ISO:

• ISO 14040 Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Zasady ogólne

• ISO 14041 Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Zakres i cel analizy, inwentaryzacja danych

• ISO 14042 Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Ocena oddziaływań

• ISO 14043 Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Interpre­tacja wyników

• ISO planuje również wydanie Raportu Technicznego ISO 14049 Zarzą­dzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Przykłady zastosowania

8. LCA na przykładzie przedsięwzięć górniczych.

Górnictwo jest dziedziną przemysłu, która oddziałuje na środowisko nie tylko poprzez wywarzanie zanieczyszczeń czy odpadów, ale również zubaża środowisko, wyczerpując jego nieodnawialne zasoby naturalne. Po wprowadzeniu prawa geologicznego i górniczego w Polsce dla każdej objętej koncesją działalności górniczej niezbędne jest wykonanie oceny oddziaływania na środowisko jako wniosku o udzielenie koncesji. Należy jednak zwrócić uwagę, że ocena ta nie jest tożsama z LCA. Odnosi się bowiem do hipotetycznych założeń dla przedsięwzięcia dopiero planowanego, Ekologiczna Ocena Cyklu Życia Produktu zaś dotyczy konkretnych danych o istniejącym produkcie (procesie).

Ekologiczna Ocena Cyklu Życia w odniesieniu do przedsięwzięć górniczych jest dość skompliko­wana, choćby tylko z tego powo­du, że nie bierze się w niej pod uwagę jednego, konkretnego przedmiotu, lecz cały proces wy­dobycia i produkcji danego su­rowca mineralnego. Konieczne jest zatem przygotowanie i opra­cowanie danych wejściowych i wyjściowych dla każdej jednost­ki funkcyjnej (np. dla każdego kombajnu górniczego, grupy kombajnów lub całego procesu (eksploatacji) w każdej fazie procesu górniczego obejmującego:

• poszukiwanie surowca,

• wydobycie,

• wzbogacenie,

• proces hutniczy i metalurgicz­ny,

• produkcję wyrobów

• utylizację odpadów,

• rekultywację i monitoring obszarów pogórniczych.

Dla procesu górniczego można wskazać cztery główne etapy LCA:

1. Definicja systemu i jego gra­nice. Na tym etapie LCA okre­śla się wszystkie istotne dla procesu fazy, z uwzględnie­niem nie tylko tych ściśle zwią­zanych z wydobyciem, ale tak­że z transportem, dystrybucją czy zagospodarowaniem odpa­dów i monitoringiem Im szer­sze granice systemu, tym bar­dziej skomplikowana jest LCA i tym wartościowszych danych dostarcza ona decydentom. Po­zwala także dokładniej prze­analizować te fazy procesu, które mogą mieć największy wpływ na środowisko, mimo że nie są bezpośrednio związane z procesem górniczym,

2. Katalog odpadów. Sporządza się katalog poszczególnych od­padów odprowadzanych w trakcie całego przedsięwzię­cia do różnych ekosystemów z uwzględnieniem ich bilansu masowego i energetycznego,

3. Ocena wpływu na środowi­sko. Na tym etapie LCA okre­śla się związki pomiędzy od­padami, a ich wpływem na środowisko- Jest to etap bar­dzo trudny ze względu na du­żą ilość danych w katalogu od­padów i wymaga wcześniej­szego ustalenia priorytetów w zakresie doboru tych wpły­wów, które wydają się być najistotniejszymi. Jest to za­tem etap, na którym bardzo dużą rolę odgrywają subiek­tywne preferencje osób podejmujących decyzje o ta­kiej, a nie innej hierarchii wpływów Należy zatem etap ten przeprowadzić na jak naj­bardziej przejrzystych zasa­dach, by uniknąć zniekształ­cenia informacji w LCA,

4. Analiza postępu. Jest to etap, na którym wskazuje się na od­cinki procesu górniczego, wy­magające ulepszenia, lub mo­gące być ulepszonymi, aby zminimalizować wpływ całe­go procesu na środowisko.

Ważnym etapem LCA dla przed­sięwzięć górniczych jest określe­nie jednostki funkcyjnej czyli naj­mniejszej jednostki, której wpływ na środowisko będzie badany. Ide­alnym modelem byłoby zebranie i przetworzenie danych wejściowych i wyjściowych dla każdego urządzenia, pracującego w proce­sie. Analiza tych danych dałaby bardzo dokładny obraz oddziały­wania całego procesu górniczego na środowisko. Tak szczegółowe badania są jednak możliwe tylko dla małych kopalń odkrywkowych, angażujących stosunkowo niewiel­ką ilość maszyn i urządzeń. Dla przedsięwzięć większych bardziej zasadnym wydaje się przyjęcie za jednostkę funkcyjną grupy takich samych urządzeń. Przy zakrojonych bowiem na szeroką skalę, ogromnych przedsięwzięciach mogłoby się okazać niemożliwe przetworzenie - bardzo w tym wy­padku szczegółowych danych wejściowych i wyjściowych dla po­szczególnych urządzeń.

9. Podsumowanie.

Metoda LCA jest szeroko stoso­wana na świecie, a wkrótce stanie się obowiązującą także w Polsce. Choć omówiliśmy metodę LCA na przykładzie przemysłu wydobyw­czego, znajduje ona zastosowanie w każdej branży przemysłu.

Stosowanie metody LCA przy­nosi istotne korzyści przedsię­biorstwom, którym zależy na ograniczeniu negatywnego wpły­wu ich działalności na środowi­sko naturalne. Ekologiczna Oce­na Cyklu Życia jest bowiem meto­dą, która pomaga w podejmowa­niu decyzji dotyczących ochrony środowiska ludziom za nie odpo­wiedzialnym. Dzięki wynikom LCA mogą oni wybrać optymalne rozwiązania, by zminimalizować wpływ przedsięwzięć przez nich podejmowanych na środowisko. Pozwala ona zobaczyć proces w całości, ale także przyjrzeć się poszczególnym jego fazom, czy to problemy w wymiarze (pojedynczego urzą­dzenia czy grupy urządzeń. W dobie coraz większego zain­teresowania ekologią LCA jest niewątpliwie cennym narzę­dziem umożliwiającym efektyw­ną ochronę środowiska naturalnego. Bazuje bowiem nie tylko na hipotetycznych założeniach i przewidywaniach, ale przede wszystkim na realnej analizie danych wejściowych i wyjścio­wych danego procesu przemy­słowego, dzięki czemu możliwe jest ustalenie skutków, jakie proces ten wywiera na środowi­sko naturalne i efektywne niwe­lowanie skutków negatywnych.

10. Literatura:

1. Magdalena Graczyk - „Zarządzanie proekologiczne”. Wyd. PZ Zielona Góra 1999

2. Robert Pochyluk, Piotr Grudowski, Jarosław Szymański - „Zasady wdrażania systemu zarządzania środowiskowego zgodnego z wymogami ISO 14001”. Gdańsk 1999

3. Klemens Białecki - „Marketing producenta i eksportera”. W-wa 1992

4. Ekoprofit nr 5 Styczeń 2001.

5. Strona internetowa: www.ekochemia.pl

11. Spis treści:

LCA - Ekologiczna Ocena Cyklu Życia Produktów.

Str. 11

---