popcorn vagy polisztirol? az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig

Popcorn vagy polisztirol?Popcorn vagy polisztirol?Az életciklus-elemzés Az életciklus-elemzés

elméletétől a gyakorlatigelméletétől a gyakorlatigTóthné Szita Klára

Környezetgazdaságtan előadás

Miskolc, 2011.06.06.

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig - ME 2011.04.06.

Főbb kérdések

Popcorn vagy polisztirol? Életciklus-elemzés háttere Gazdasági értelemben vett életciklus

• Schumpeter koncepciója Környezeti LCA lényege - Udo de Haas és Jolliet Az életciklus hatásértékelés módszertana

• Természettudományos háttér

• Szubjektív értékítélet, politikai relevanciák Az életciklus-elemzés újabb alkalmazása Gyakorlati példák


Funkció egység - Popcorn vagy polisztirol?

Forrás: Jolliet et al., 1994

Forrás: Jérôme Payet, Prof. Olivier Jolliet


Mi az életciklus-elemzés?

Gazdasági életciklus elemzések• Termék életciklus

• Szervezeti életciklus

• Életciklus költség elemzés (LCC)

Környezeti életciklus elemzések (LCA, LCIA)Fenntarthatósági elemzések


Gazdasági életciklus vizsgálatok

Forrás: Arsham, 1994

Forrás: google. Lca pictures alapján saját szerkesztés


Környezeti LCA

Szisztematikus eljárás az életciklushoz tartózó környezeti hatások felmérésére, értékelésére, a globális környezeti hatásokhoz való hozzájárulás alapján

Különböző megfogalmazások írják le• Életciklus-elemzés

• Életciklus hatásértékelés (LCA), életciklus leltár (LCI), életciklus leltárértékelés (LCIA),

• bölcsőtől a sírig vagy bölcsőtől a bölcsőig tartó elemzés,

• ökomérleg,

• anyagáramelemzésSource: http://www.gdrc.org/uem/waste/life-cycle.html World Resource Foundation Hari Srinivas


A termék életciklus környezeti értelmezése

nyersanyag

anyaggyártás

termékelőállítás

használat

lerakás

s

zállí

tás

recycling

újragyártás

reuse

EmisszióEnergia


Életciklus költség elemzés (LCC)

A környezeti életciklus-elemzés kiegészítve az LCC-vel már a tervezési folyamatban optimalizálni tudja a környezeti szempontú terméktervezést a profit és környezeti nyereségek mérlegelésével.

LCC számításának modellje

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig - ME 2011.04.06

Forrás: Charles Hendriks, Han Brezet 2007.


Mi a különbség az LCA és LCC között? LCAAlternatív termékrendszer(ek) környezeti teljesítményének összehasonlítására használható ugyanazon funkció, rendszerhatár, társadalmi perspektívák mellett Az összes folyamatot vizsgálja, amely a termék fizikai életciklusa során környezeti hatást eredményez (kínálati lánc, használat, életút vége…) Szennyezők, erőforrások, köztes anyag és energiaáramok

LCC A beruházási alternatívák, üzleti

döntések gazdasági megítélésében segít (gyártás, fogyasztói szemlélet

Azokra a tevékenységekre figyel, amelyek közvetlen költségeket vagy nyereséget eredményeznek a beruházás alatt, vagyis a beruházás eredményét határozzák meg

A döntési folyamatot közvetlenül befolyásoló monetáris áramok


Az életciklus elemzés szakaszai cél és rendszer

határok kijelölése

leltár készítés

hatásértékelés

életút leírás

Alkalmazások: - termékfejlesztés - stratégiai tervezés - tájékoztatás - marketing - egyéb


Az életciklus-elemzés folyamata

Forrás: ISO 14040:2006


A termékrendszer életciklusának lehatárolása


Funkcionális egység

Üdítő kiszerelések



Kiszerelés 2,0 l PET 0,33 l 0,5 l üveg

térfogat 1000 l 1000 l 1000 l

darabszám 500 db 3000 db 2000 db


Termék életciklus szakaszolása

Forrás: Saját szerkesztés


Életciklus leltár elemzés

Alapelvek és a leltár elemzés kötelező lépései (ISO 14044 :2006 szabvány):

A hatáskategóriák kiválasztása elemzési módszer függvénye:• probléma orientált elemzés kár vagy veszély orientált (endpoint) módszer, (EPS és Eco-

Indicator99), és a • céltól való távolság módszere, mint a BUWAL kritikus térfogat megközelítése

Az osztályozás a leltáradatok hatáskategóriához rendelése, az adatok strukturálása

Jellemzés a leltáradatok arányának meghatározása hatáskategóriánként - Minden problémakörre definiálhatók karakterisztikus faktorok, melyek segítségével az adott hatáskategóriához tartozó indikátorok – az egymáshoz viszonyított relatív súlyarány alapján közös egységbe számíthatók át.


Az életciklus hatás értékelés fázisainak elemei

Forrás:ISO 14040 : 2006 (E)

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméleti háttere és módszertanaAz UNEP/SETAC LCA program által javasolt hatáskategóriákAz UNEP/SETAC LCA program által javasolt hatáskategóriák ((20032003))

Embert érő mérgezések

Fotokémiai oxidáció

Ózon károsodás

Éghajlat változás

Savasodás

Eutrofizáció

Ökotoxicitás

Földhasználat hatása

Fajok és szervezetek elterjedése

Élettelen erőforrás kimerülés

Élő erőforrások kimerülése

LC leltáreredmény

Emberi egészség

Élő és ÉlettelenTermészeti környezet

Élő és élettelen természeti erőforrások

Élő és élettelen művi környezet

Köztes kategóriák (környezeti problémák)Köztes kategóriák (környezeti problémák) Végpont kategóriák Végpont kategóriák (környezeti károk)(környezeti károk)

Hiányzik:a zaj által okozott hatás Forrás: Int J of LCA 9(6) 2004

Hatás értékelésHatás értékelés

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméleti háttere és módszertana

Környezeti hatáskategóriák az EI 95 módszer szerint

- savas eső AP=acidification potential

- nitrátosodás NP=nutrification potential

- oxigénfogyasztásKOI (COD=chemical oxygen demand) kémiai

oxigén igény

- üvegházhatás GWP=global warming potential

- ózonréteg elvékonyodás ODP=ozone depletion potential

-szilárd szennyező anyagok területfoglalása

nincs még rövid kifejezés

- szilárd szennyező anyagok, talajvíz légszennyező bomlás termékei

nincs még rövid kifejezés

Forrás: SimaPro

A kategória indikátor megmutatja az adott környezeti hatás potenciális nagyságát, amelyet elhelyezhetünk a leltáreredmény és a végpont között.

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméleti háttere és módszertana

Az ökoindikátor 99 módszer

Forrás: Goedkoop, Spriensma, 2001 10. oldal

Osztályozás - leltáradatok hatáskategóriákhoz rendelése

Leltáreredmény (LCI)SO2 HCl,

kg/funkcióegység

LCI hatáskategóriához rendelése

Kategória indikátor

Hatáskategória savasodás

Savasító emissziókSO2, HCl, NO2,

Proton felszabadításH+ aq

Karakterizációs modell

Kategória végpontok Erdő, növényzet

Környezeti folyam

atok


Környezeti vonatkozás

Savasító potenciál (AP)


Forrás: The acid rain report

Környezeti folyam

atok


Normalizáció

A normalizáció a hatások relatíve nagyságának jobb megértését segítő módszer.

A termékek életciklusára számított valamennyi hatást viszonyítja az erre az osztályra vonatkozó teljes hatás ismeretéhez.

Az ökoindikátor módszer az okozott hatások európai átlagát veszi alapul a normalizációnál.

az életciklus elemzésre alkalmazott módszerektől függően eltérő. Kivitelezhető a környezeti szűkösség vagy a céltól való távolság alapján, A normalizációs adatok meghatározása Nyugat-Európára az alábbiak

szerint történhet: ahol,

Et : Nyugat-Európa összes emissziója Pt : Nyugat-Európa összes energia felhasználása Pk : ismert emissziójú energia felhasználás Ek : ismert emissziók

k

ktt P

EPE


Az öko-indikátor pontok számítása

I = Wi x Ei/Ni x Ni/Ti ahol:

• Wi : szubjektív súlyfaktor,• Ei : tényleges kibocsátás,• Ni: normalizációs érték,• Ti: célérték.

A normalizációs érték nem más, mint adott komponens esetén az éves európai kibocsátás mértéke, 1988-as bázison.

Az Ni/Ti hányados pedig nem más, mint az ún. redukciós faktor, vagyis hogy az adott kibocsátást hányadrészére kell csökkenteni, hogy a célértéket elérjék.

A szubjektív súlyfaktor kiiktatását a terhelés – hatásfüggvény analízise után adták meg.


Ökopont módszer

Ahol:•f: ökofaktor•F: aktuális (jelenlegi) teljes terhelés•Fk: az összes terhelésre vonatkozó cél érték (maximálisan megengedett immissziós koncentrációkkal (MIC) számol)•1012: konstans

Számításához szükséges:a termék hatásainak mennyiségi meghatározása,adott földrajzi helyen az összes környezeti terhelés meghatározása minden egyes hatástípusra,

122

12 10101

KKK F

F

F

F

FF


Súlyozás

. HOFSTETTER és LINDEIJER (1996), az alábbiak szerint csoportosította:

proxy, technológiai, pénzügyi, szerzők által felállított célok, szabványok

céltól való távolság módszere, panel módszer

A SETAC munkacsoport HOFSTETTER (1999) nyomán a 13 súlyozási elvet a súlyozás forrása és a bemutatás módja alapján az alábbiak szerint csoportosította:

szakértői közvetlen, közvéleményre épülő közvetlen, kontingens értékelési módon alapuló

módszere, közvetlen, politikai rendszer szerinti, közvetlen, politikasi rendszer szerinti közvetett, társadalmi fizetési hajlandóságra épülő

közvetlen monetarizálásra épülő indirekt

A hatásértékelés az életciklus-elemzés azon szakasza, amelynek célja annak kiderítése és értékelése, hogy mekkora a mértéke és jelentősége a vizsgált rendszer környezeti hatásának

súlyozási módszerek


A súlyozási módszerek rendszerezése

Forrás: Tóthné, 2008


Súlyozás A súlyozás az adatok egymáshoz való viszonyítása A súlyozás és értékelés a legtöbbet vitatott kérdése – érték választáson és nem

természettudományos háttéren alapszik,

Lineáris terhelés – hatás függvényt feltételezve:

I = Dk * Ei / Ti ahol:Dk: súlyfaktor, a célérték szintjén észlelhető terhelés függvénye. Ei: tényleges kibocsátásTi: célértékIly módon lehetőség nyílik a szubjektivitás kiiktatására. A kategória végpontok esetében a módszer három területet vesz figyelembe,

amelyek a következők:• idő előtti halálozás,• egészségkárosodás mértéke,• ökoszisztéma károsodás.


Az Eco-Indicator 99

a környezetet a károsodás három típusával definiálták: Emberi egészség: ide tartozik a környezeti hatások

okozta betegség időtartama, a korai halál miatt elvesztett évek. A hatások: éghajlatváltozás, ózonréteg csökkenés, karcinogenitás, sugárzás, légzőszervi károsodások.

Ökoszisztéma minősége: beletartozik a fajok diverzitásában- elsősorban az edényes növények és magasabb szinthez tartozó szervezetek- bekövetkező változásokért felelős hatások (ökotoxicitás, savasodás, eutrofizáció, terület használat).

Erőforrások csökkenése: ide sorolható a többlet energia, ami a gyengébb minőségű ásványok és fosszilis anyagok kitermeléséhez szükséges.


Az ökoindikátor 99 módszer - súlyozás

Forrás: Goedkoop, Spriensma, 2001, 88. oldal

Megbízhatóság ellenőrzése

A teljességi ellenőrzés arra törekszik, hogy az összes fázis minden adata és információja fel legyen használva,

Az érzékenységi elemzés (érzékenységi ellenőrzés) - meghatározza, hogy a feltevések, módszerek és adatok változatai hogyan hatnak az eredményekre.

A következetességi ellenőrzés megállapítja, hogy a feltevések, a módszerek, a modellek és az adatok következetesek-e egyrészt a termék életciklusa során, másrészt számos lehetőség között.


Életút leírás

leltár, vagy a hatásértékelés, vagy mindkettő eredményeit a vizsgált céllal és területtel összhangban egyesítik, hogy következtetéseket vonjanak le és ajánlásokat fogalmazzanak meg.



Az életciklus-elemzésben alkalmazott gyakoribb módszerek CML vs. 2.1 (SimaPro 2), Öko-indikátor - 95 SimaPro 3 hatás orientált, Öko-pontok (Eco-points 97; CH), Öko-indikátor 99 – károsodás orientált, CML 2 2000 – probléma orientált, EPS 2000 (Environmental Priority Strategies in product) – veszély

orientált -monetáris mérés, EDIP (Environmental Design of Industrial Products) – dán módszer

munkakörnyezet és hulladék-szennyvízkezelés környezeti hatásaira, IPCC21 2001 GWP V1.1- hosszú távú klimatikus változásokra, IMPACT, TRACI, LIME, IO-LCA.


IO-LCA és hibrid LCA

Az IO-LCA és hibrid LCA az életciklus gazdasági adatokkal való kiegészítését jelenti. Így a környezeti hatások mellett a károsítások externáliáira is információt kaphatunk.

az európai NAMEA (national accounting matrix including environmental accounts) – gazdasági és egyben környezeti elszámolási rendszer kidolgozása – rendkívüli mértékben hozzájárulhat a regionális elemzések és modellek fejlesztéséhez, de akár globális szinten is kiválóan hasznosítható.

meg kell becsülni a várt gazdasági hatásokat, majd pontos, aktuális adatokat kell gyűjteni a vonatkozó erőforrás-felhasználásról és emissziós adatokról, és csak ezután képes az ember egy teljes körű, átfogó, már környezeti hatásokra is kiterjedő modellt felállítani.


Fenntarthatósági elemzés

SustAss = LCA + LCC + SLCA

LCA: Környezeti életciklus-hatásértékelés (Environmental Life Cycle Assessment)

LCC: LCA-típusú költségelemzés (Life Cycle Costing) SLCA: Társadalmi életciklus hatás értékelés (Societal

Life Cycle Assessment)

Forrás: Peddington, 2008


Életciklus elemző szoftverek

Sok szoftver van SimaPro Gabi Eco-it CMLCA EDIP

Megbízhatóságot segíti a Monte Carlo analízis


Gyakorlati példák

Hazai energia mix vizsgálata – 1 MJ villamosenergia előállítás környezeti hatásának vizsgálata (SimaPro, GaBi szoftver)

Csomagolások összhasonlító vizsgálataSvájci fogyasztásLakások energetikai értékeléseLCA regionális fenntarthatósági mérésekre

Magyar energiamix -GVOP3.1.1.2004-

050248/3.0 projekt



1 MJ elektromos energia előállításához szükséges főbb Input Output áramok

Karakterisztikus értékek (GaBi, CML)

3. LCA Konferencia 2007. Balatonfüred

1 MJ villamosenergiára veített adatok


Erőműtípusok globális felmelegedésre gyakorolt hatása [kg CO2-Equiv.]

Forrás: István, és Siposné, Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig - ME

2011.04.06

A magyar energiaipar környezetterhelése Erőműtípusok hozzájárulása a savasodási

potenciálhoz kg SO2-Equiv.

Forrás: István, és Siposné, 2007

Popcorn vagy polisztirol? Az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig.

1 MJ villamos energia környezeti hatása az erőforrások energiamixben való megjelenése szerint – Simapro 7.0



Energiamix – 1 MJ villamos energia környezeti hatása

Analysing 1 MJ energy 'Electricity lignit (HU)'; Method: Eco-indicator 99 (H) V2.03 / Europe EI 99 H/H / single score

Carcinogens Resp. organics Resp. inorganics Climate change RadiationOzone layer Ecotoxicity Acidif ication/ Eutrophication Land use MineralsFossil fuels

Electricity lignit (HU)

mP

t

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Forrás:SIG.

http://www.iksznet.hu/upload/article_files/178/IKSZ_hirlevel_1029.pdf


Csomagolások

Italos dobozok hasonlítása az újratöltött üveghez

http://www.sig-group.com/site/media/pdf/environment/life_cycle_assessment/FKN_LCA_Beverage_Cartons_under_test.pdf


Svájci fogyasztás


Forrás: Jungbluth, 2011

A fogyasztás környezeti hatásának 60 %-át az import okozza


Lakások életciklusvizsgálata

Forrás: Szalay, 2011


Az LCA alkalmazása regionális fenntarthatóság méréséreAz LCA regionális szintő adaptációja

megkövetelte az LCA szabványos meneténekmegfelelően: a rendszerhatárok kijelölését, a funkcionális egység meghatározását, az adatok minıségére vonatkozó elvárások

rögzítését, adatgyűjtést, leltárfelvételt, hatásértékelés elvégzését.


Összegzés

LCA értelmezéseAz elemzés meneteLCA gyakorlati alkalmazása

Igazolja a módszer széleskörű alkalmazhatóságát

popcorn vagy polisztirol? az életciklus-elemzés elméletétől a gyakorlatig

Documents