Ocena cyklu życia produktów i technologii- istota i rola tej metody dla ochrony środowiska

W latach 70 XX wieku wzrosło zainteresowanie treściami związanymi z ochroną środowiska, a przede wszystkim materiało- i energochłonnością procesów wytwórczych. Jedną z technik oceny potencjalnego oddziaływania na środowisko jest LCA(Life Cycle Assessment), nazwa ta została wprowadzona na konferencji w Vermont w 1990roku. Po tej konferencji zagadnienia związane
z ekologiczną oceną cyklu życia rozpowszechniły się więc starano się ujednolicić tą metodę, takowe próby zostały zapoczątkowane przez SETAC (Society of Enviromental Toxicology and Chemistry - Towarzystwo Toksykologii i Chemii Środowiskowej) tą kwestią w roku 1993 zajęła się również ISO (International Organisation for Standardization - Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna) dzięki tym staraniom powstała seria norm 14040x.

LCA ma wiele definicji jedną z nich przedstawia norma PN-EN 14040 „Zarządzanie środowiskowe Ocena cyklu życia Zasady i struktura” z 2009 roku

LCA to wg powyższej normy „zebranie i ocena wejść, wyjść oraz potencjalnych wpływów
na środowisko systemu wyrobu w okresie jego cyklu życia”

Definicja UNEP brzmi:

„LCA jest procesem oceny efektów, jaki dany wyrób wywiera na środowisko podczas całego życia, poprzez wzrost efektywnego zużycia zasobów i zmniejszenie obciążeń środowiska (liabilities). Ocena wpływu na środowisko może być prowadzona zarówno dla wyrobu jak i dla funkcji. LCA jest traktowane jako „analiza od kołyski do grobu”. Podstawowymi elementami LCA są zidentyfikowanie
i ocena ilościowa obciążeń środowiska, tj. zużytych materiałów i energii oraz emisji i odpadów wprowadzanych do środowiska, ocena potencjalnych wpływów tych obciążeń oraz oszacowanie dostępnych opcji w celu zmniejszenia obciążeń.”

Procedura realizacji LCA

1. Określenie celu i zakres- definiuje zamierzone zastosowanie, powód prowadzenia badania, spodziewanych odbiorców i czy wykorzysta się wyniki do analizy porównawczej, która będzie udostępniona publicznie. Zakres determinuje system wyrobu poddany badaniu, role systemu wyrobu, jednostkę funkcjonalną, krańce systemu, tryb alokacji, niektóre kategorie wpływów i metodykę recenzji wpływu,
   a także interpretacje jaka będzie zastosowana, wymagania w stosunku do danych, wytyczne początkowe, ograniczenia wstępne, wymagania dotyczące jakości danych, kategorie przeglądu krytycznego, rodzaj i formę wymaganego raportu z badań. System wyrobów, granice zakresu i jednostka funkcjonalna precyzują zakres badań.

Jednostka funkcjonalna jest najmniejszą jednostką zastosowaną do badań,
ma za zadanie „dostarczanie płaszczyzny odniesienia dla normalizowania danych wejściowych i wyjściowych systemu”

Podzieloną tę fazę na poszczególne etapy:
1. Cel działania
2. Określenie wyrobu
3. Wybór ograniczeń systemu-
4. Wybór parametrów środowiskowych

5. Wybór metod gromadzenia i oceny danych
6. Stratega zbierania danych
7. Wstępne uruchomienie metody LCA

8. Weryfikacja kroku OKREŚLENIE CELU I ZAKRESU

II. Analiza zbioru wejść i wyjść(LCI)
1. Gromadzenie danych- dane mogą być podzielone na podgrupy: wejścia energii, surowców; wyroby, współwyroby i odpady; emisje do powietrza, zrzuty do gleby
i wód; inne aspekty środowiskowe

2. Obliczanie danych- obliczenia te zawierają: walidację zgromadzonych danych; przyporządkowanie danych do procesu jednostkowego; przyporządkowanie danych do strumienia odniesienia danej jednostki funkcjonalnej

3. Alokacja strumieni i uwolnienia- w rzeczywistości z większości procesów przemysłowych uzyskuje się więcej niż jeden rodzaj wyrobu i poddaje się recyklingowi wyroby pośrednie lub wyroby odpadowe

III. Ocena wpływu(LCIA)- precyzuje oddziaływanie przy wykorzystaniu wyników LCI
1. Przyporządkowanie danych wpływom

2. Określenie katalogu odpadów

3. Klasyfikacja danych tabel inwentarzowych z punktu widzenia rodzaju wpływu

4. Charakteryzacja poszczególnych klas

5. Normalizacja wyników

6. Hierarchizacja klas (ocena istotności wpływów)

IV. Interpretacja
1. Określenie elementów o dużym zagrożeniu

2. Analiza wrażliwości w/w elementów

3. Ustalenie sposobu minimalizacji zagrożeń

4. Ocena priorytetów możliwych poprawek i ich wykonalności

Rozbicie fazy LCIA na różne części jest pomocny i niezbędny z wielu powodów:

Każdy element LCIA jest odmienny i może być jasno zdefiniowany; w fazie określania celu i zakresu badań LCA można rozważać każdy element LCIA oddzielnie; jakościowa ocena metod LCIA, założeń
i innych decyzji może być prowadzona dla każdego elementu LCIA; procedury LCIA, założenia i inne operacje mogą być opracowane w każdym elemencie w sposób przejrzysty na potrzeby przeglądu krytycznego i opracowania raportu; stosowanie wartości i subiektywne oceny (dalej określane jako wybór wartości) mogą być opracowane w każdym elemencie w sposób przejrzysty na potrzeby przeglądu krytycznego i opracowania raportu.

Przykładami zastosowania metody LCA mogą być LCA procesów wydobycia węgla, jednostką funkcjonalną w tym wypadku może być: 1Mg wydobytej rudy, 1 miesiąc(dla składowania części zamiennych); LCA opakowań piwa gdzie jednostkę funkcjonalną mogą tworzyć: 1 butelka piwa
o masie 1,066kg

Innym elementem LCA jest LCC czyli koszt cyklu życia czyli łączny koszt ponoszony podczas cyklu istnienia produktu

Wady i zalety LCA

Zalety:

- elastyczność – badania tą metodą nie mają sztywno określonej struktury, co pozwala
na dostosowanie badania do określonego rodzaju obiektu, który rozważamy

- interdyscyplinarność – na dwóch etapach może być postrzegana: etap koncepcyjny i praktyczny.

- szeroki zbiór zastosowań – co oznacza że metoda LCA może być używana na poziomie mikro jak
i makro do tworzenia całkiem nowych produktów jak również do usprawniania istniejących
już obiektów.

- kompatybilność – LCA można zintegrować z LCC jak również innymi instrumentami

Wady:

- subiektywność – wyniki badań mogą okazać się bardzo wrażliwe na decyzje podjęte
przez wykonawców LCA

- czasochłonność i kosztowność – zależy to od rodzaju badania celu i typu wyrobu, który poddajemy badaniu

- brak zróżnicowania czasowo- przestrzennego – wyniki otrzymane mogą być zbyt ogólne i mogą wydawać się oderwane od rzeczywistości

- złożoność – rezultat otrzymany w wyniku badań metodą LCA może okazać się trudny
do zinterpretowania.

Zastosowanie LCA

Przedsiębiorstwo korzystające z tej metody polepsza swój wizerunek zwiększając
przy tym konkurencyjność.

W Polsce metoda LCA nie cieszy się dużą popularnością jednak w krajach bardziej rozwiniętych LCA pomaga firmom międzynarodowym w optymalizacji swoich produktów. Z tej metody korzystają firmy z różnych dziedzin działalności np.:

- usługi finansowe (Allianz, Zurich Financial),

- wyroby spożywcze (Nestle, Philip Morris, Procter&Gamble, Unilever),

- elektroniczne (ABB, Fujitsu, HP, Hitachi, IBM, Motorola, Siemens, Sony, Toshiba),

- maszyny robocze (ITT Flygt, Grundfos),

- wyroby chemiczne i farmaceutyczne (BASF, Bayer, DuPont, Johnson&Johnson, Henkel),

- przemysł samochodowy (BMW, Boeing, Fiat, Ford, GM, Honda, Nissan, Peugeot, Toyota, Volksvagen),

- budowlany (Rockwool)

LCA w dokumentach krajowych:

Ustawa Prawo ochrony środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U. Nr 62,

poz. 627), gdzie w art. 143, który odnosi się do określenia wymagań, jakie powinny zostać spełnione przez technologie zastosowane w nowych lub wymienianych instalacjach
II Polityka Ekologiczna Państwa wnioskuje o zmniejszenie materiałochłonności produkcji, wprowadzenie oceny cyklu życia produktu (takowa ocena miałaby być obowiązkowa dla grup produktów o wysokiej materiałochłonności i odpadowości)

Polityka Ekologicznej Państwa na lata 2003-2006 z uwzględnieniem perspektywy na lata 2007-2010, która postulowała o wprowadzenie obowiązku oceny wpływu cyklu życia dla niektórych produktów.

Strategia zmian wzorców produkcji i konsumpcji na sprzyjające realizacji zasad trwałego, zrównoważonego rozwoju, która miałaby na celu wspieranie inwestycji w ochronę środowiska

Mapa Drogowa Wdrażania Planu Działań na rzecz Technologii Środowiskowych w Polsce (KETAP) zachęcanie do udzielania zamówień publicznych w których stosowane są kryteria środowiskowe oraz promocja analizy cyklu życia produktu

Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, celem jest zmniejszenie szkodliwego oddziaływania na środowisko wyrobów i usług, zastosowanie oceny cyklu życia na wszystkich etapach projektowania procesów technologicznych.

Perspektywy i wyzwania dla LCA

Zauważyć można, że rozwój badań nad LCA kieruje się ku nowym metodom np. novum stanowi hybrydowe LCA, które by pozbyć się błędów łączy klasyczne LCA z ekonomiczną analizą wejść- wyjść IOA, istnieją już pierwsze pilotażowe programy, które mają za zadanie przeprowadzenie hybrydowego LCA. Kojonym kierunkiem rozwoju w metodzie badań LCA jest rozwijanie się obszaru LCC czyli oceny kosztów życia i środowiska pracy EW i ich wzajemne zależności między sobą ten pomysł wydaje się ciekawym ponieważ przedsiębiorstwa z natury są bardziej zainteresowane względami ekonomicznymi niż ekologicznymi, a idea sprzężenia LCC i EW w ramach LCA pozwalałoby na rozsądne połączenie tych narzędzi, tak by każda ze stron była zadowolona. Kolejną propozycją związaną z LCA jest wizualizacja informacji, co pozwalałby na przejrzyste zestawienie wyników badań, żeby nawet osoby nie związane z tą dziedziną mogły zrozumieć te wyniki, zmianom powinny ulec sposoby gromadzenia danych.

Wnioski

Niewielu przedsiębiorców Polsce może sobie pozwolić na wykorzystanie tej metody w swoim zakładzie pracy powodu jej dość dużego kosztu, poza tym polskie społeczeństwo różni się
od mieszkańców krajów zachodnich, nie mamy głęboko zakorzenionej w podświadomości dbałości
o środowisko naturalne. Dla przedsiębiorstw w dobie globalnego kryzysu priorytetem jest utrzymanie się na rynku, czyli ekonomiczność góruje nad ekologicznością. Potrzeba jeszcze wielu długich lat
by nasza świadomość ekologiczna uległa zmianie, pomocą i motywacją mogłaby się stać ingerencja
ze strony rządu, która wprowadzałaby obowiązek dokonywania badań oceny cyklu życia,
ale musiałoby to być skrupulatnie sprawdzane czy ta powinność jest wypełniana przez firmy ponieważ na początku zakłady pracy nie będą przekonane o słuszności tego pomysłu, ale z biegiem czasu zrozumielibyśmy jak pomocne to jest przy podejmowaniu decyzji w sprawie zastosowanych technologii produkcji, bo środowisko naturalne jest naszym największym skarbem o który jesteśmy zobowiązani dbać jako o nasze dziedzictwo, a rozwój przemysłu nie musi się odbywać kosztem środowiska.

Jeżeli zaś chodzi o istotę i rolę tej metody dla środowiska to:

Szkody wyrządzane przez technologie produkcji zostały podzielone na 3 kategorie: zdrowie człowieka; jakość ekosystemu; zasoby. Efekty badań LCA pokazywać mogą wpływ technologii wytwarzania na globalne ocieplenie czyli np. ilość wyemitowanego dwutlenku węgla do powietrza, dwutlenku azotu, freonów, jest w stanie ukazać w jaki sposób procesy wytwarzania wpływają
na zubożenie warstwy ozonowej, zakwaszenia, zużycia powierzchni terenu, eutrofizację pozwala ona
na poszukiwanie metod zmniejszenia zagrożenia środowiska naturalnego czyli redukcje występowania powyższych zjawisk. Efekt otrzymany w wyniku badań pozwala na tworzenie inwestycji, które są nieszkodliwe dla środowiska, wyniki pozwalają na ocenę polityki np. recyklingu, analizę przepływu materiału, określenie stopnia ryzyka związanego z zanieczyszczeniem chemikaliami. Stanowi narzędzie wspomagania decyzji w przemyśle, pomaga w tworzeniu strategii (jeżeli chodzi o logistykę produktu) umożliwia porównanie alternatywnych technologii i wyznaczenia tej, która jest bardziej czysta ekologicznie. Metoda LCA nie tylko podsumowuje dany proces,
ale również ocenia potencjalne zagrożenie wykorzystanej technologii dla środowiska. LCA ocenia efekty działania jaki dany produkt wywiera na środowisko naturalne w każdej fazie swojego istnienia. Pozwala zoptymalizować i zracjonalizować procesy tworzenia eksploatacji i likwidacji produktów,
tak by środowisko naturalne było w jak najmniejszym stopniu obciążone. Metoda ta pomaga
w rozwoju produktów i procesów, które są przyjazne środowisku, precyzuje racjonalną
i zrównoważoną gospodarkę odpadami, metoda ta pozwala sporządzić wykres zasobów energii
i materiałów zużytych podczas produkcji oraz odpadów wyemitowanych do środowiska co pozwala na dokładniejszą kontrolę poszczególnych procesów tworzenia produktu, tak by móc wybrać najdogodniejszą technikę wytwarzania wyrobów, by odpadów było jak najmniej, a koszt zużytej energii był jak najmniejszy. To wszystko zaś oznacza mniejszą degradację środowiska, mniej zanieczyszczeń, dokładniejszą kontrolę stanu środowiska, a co za tym idzie wybranie optymalnej strategii związanej z ochroną środowiska. Wprowadzenie w przedsiębiorstwach tej taktyki pozwala na zredukowanie do minimum odpadów, które jak wiadomo są szkodliwe dla środowiska, jak również
na zminimalizowanie wydobycia złóż naturalnych, tych nieodnawialnych przy jednoczesnym zachowaniu ekonomiki produkcji. Pozwala na wprowadzenie działań zapobiegawczym
przed wystąpieniem efektów szkodliwych dla środowiska, a w konsekwencji przed wystąpieniem ryzyka chorób o charakterze środowiskowym, tzn. zmiany klimatu maja wpływ na zmniejszenie naturalnej odporności, zakłócenie działania mechanizmów obronnym istot żywych, co wiąże się
z szybszym starzeniem się organizmów.

Literatura:

J. Kulczycka „Ocena cyklu życia LCA – metodyka i zastosowanie”

J. Baran „Ocena cyklu życia Life Cycle Assessment LCA”

A.K. Wach „ Metoda oceny cyklu życia (LCA) jako podstawa komputerowo wspomaganej oceny wyrobu”

A. Lewandowska „ LCA środowiskowa ocena cyklu życia produktu na przykładzie wybranych typów pomp przemysłowych”

M. Pudliszewska, A. Sułek, A. Bieńkowska „Środowiskowa ocena cyklu życia – blef czy szansa?”

B. Poskrobko „ Zarządzanie środowiskiem”

K. Grzesik „ Wprowadzenie do oceny cyklu życia(LCA)– nowej techniki w ochronie środowiska”

A. Lewandowska „Środowiskowa ocena cyklu życia LCA, zasady i przykłady”

W. Bajdur, A. Idzikowski, S. Salamon „Możliwości zastosowania ekologicznej oceny cyklu życia procesów wytwórczych w projektowaniu systemów zarządzania ochroną środowiska”

PN-EN ISO 14040: 2006 „Zarządzanie środowiskowe Ocena cyklu życia Zasady i struktura”

PN- EN ISO 14040: 2009 „Zarządzanie środowiskowe Ocena cyklu życia Zasady i struktura”