Zivotni ciklus proizvoda ISO 14042

Koraci LCA: Impact Assessment (ISO 14042)Održiva proizvodnja

Univerzitet u Novom SaduFakultet tehničkih nauka

Industrijsko inženjerstvo i menadžment

Student: Dunja Sekulić

Novi Sad, maj 2014

Fakultet tehničkih nauka Departman za Industrijsko inženjerstvo i menadžment

1. EXECUTIVE SUMMARY

Life-Cycle Assessment (LCA) – also called Life-Cycle Analysis – is a tool for examining the total environmental impact of a product through every step of its life – from obtaining raw materials all the way through making it in a factory, selling it in a store, using it in the workplace or at home, and disposing of it.

Life cycle impact assessment, LCIA,is the third phase of life cycle assessment described in ISO 14040. The purpose of LCIA is to assess a product system’s. life cycle inventory analysis (LCI) results to better understand their environmental significance. The LCIA phase models selected environmental issues, called impact categories, and uses category indicators to condense and explain the LCI results. Category indicators are intended to reflect the aggregate emissions or resource use for each impact category. These category indicators represent the “potential environmental impacts” discussed in ISO 14040. In addition ,LCIA prepares for the life cycle interpretation phase.

LCIA as part of an overall LCA can, for example, be used to :

Identify product system improvement opportunities and assist the prioritization of them Characterize or benchmark a product system and its unit processes over time Make relative comparisons among product systems based on selected category indicators Indicate environmental issues for which other techniques can provide complementary

environmental data and information useful to decision-makers.

Koraci LCA – Impact Assessment (ISO 14042) 2 Dunja Sekulić


Sadržaj1. EXECUTIVE SUMMARY......................................................................................................2

2. Uvod.........................................................................................................................................4

3. LCIA.........................................................................................................................................6

3.1 Elementi LCIA faze..........................................................................................................6

4. Zaključak................................................................................................................................12

5. Reference................................................................................................................................13

6. Izjava o plagijatu....................................................................................................................14



2. Uvod

Preduslov za opstanak svih živih bića i dobrog života je zdrava životna sredina. Poslednjih decenija, na globalnom nivou počela je da se podiže svest kod stanovništva o nekontrolisanom iskorišćavanju prirodnih resursa i o degradaciji životnog okruženja.

U tom cilju, i industrija i biznis iskazuju sve veću potrebu i interes ka sprovođenju i izgradnji aktivnosti koje neće ugroziti stanje životne sredine., ka proizvodnji „zelenih proizvoda“ uz "zelenije" procese. Moderne i uspešne kompanije prepoznaju da je zaštita životne sredinom ključ strateškog razvoja biznisa sa potencijalom dugotrajnog uticaja i na performanse same kompanije. Razvijanjem delatnosti na principima prevencije zagađenja i upravljanja zaštitom životne sredine, kompanije dobijaju značajnu prednost na tržištu. (Stevanović Čarpina, Jovović & Stepanov, 2010)

Procena životnog ciklusa (LCA) je adekvatan instrument koji pruža podršku odlučivanju o uticaju proizvoda/sistema na životnu sredinu. Služi za sistemsko vrednovanje ekoloških aspekata proizvoda ili usluga sistema kroz sve faze njegovog životnog ciklusa. Pouzdanos performansi LCA su od ključnog značaja za razvoj novih i poboljšanje karakteristika postojećih proizvoda. Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) je standardizovala ovaj okvir unutar serije ISO 14040 i ISO 14044 koji obuhvata standarde ISO 14041, ISO 14042 i ISO 14043.

Faze procene životnog ciklusa su:

Definisanje cilja i obima - LCA – prikupljanje i vrednovanje podataka o ulazima, izlazima i mogućim uticajima sistema proizvoda na životnu sredinu tokom njegovog celokupnog životnog ciklusa.

Analiza inventara životnog ciklusa - LCI - faza ocenjivanja životnog ciklusa koja obuhvata prikupljanje i kvantitativno iskazivanje ulaza i izlaza za određeni sistem proizvoda tokom njegovog celokupnog životnog ciklusa.

Ocenjivanje uticaja životnog ciklusa - LCIA - faza ocenjivanja životnog ciklusa čiji je cilj razumevanje i vrednovanje veličine i značaja mogućih uticaja sistema proizvoda na životnu sredinu tokom njegovog celokupnog životnog ciklusa.

Interpretacija životnog ciklusa - faza ocenjivanja životnog ciklusa u kojoj se nalaze analize inventara ili ocenjivanja uticaja, ili oba, vrednuju u skladu sa utvrđenim ciljem i predmetom, radi donošenja zaključaka i preporuka.



Slika 1. LCA faze1

Tema ovog rada biće analiza treće faze procene životnog ciklusa tj. ocenjivanje uticaja životnog ciklusa (LCIA). Svrha LCIA je da izvrši procenu, oceni, rezultate druge faza LCA tj. analize inventara životnog ciklusa (LCI) kako bi se bolje razumeo uticaj na životnu sredinu.

LCIA kao deo LCA, može da se upotrebi za:

Identifikovanje mogućih unapređenja proizvoda Relevantno poređenje među proizvodima, na osnovu izabranih indikatora unutar grupe

proizvoda Ukazivanje na važna pitanja zaštite životne sredine koja su od značaja za druge tehnike

koje obezbeđuju podatke i informacije o životnoj sredini i na osnovu kojih se donose odluke. (Australian/New Zealand Standard)

1 ISO SRPS 14044Koraci LCA – Impact Assessment (ISO 14042) 5

Dunja Sekulić


3. LCIA

LCIA je, kao što je već ranije spomenuto u ovom radu, treća faza LCA studije. Cilj ove faze je procena potencijalnog uticaja životnog ciklusa proizvoda ili procesa i resursa, identifikovanih tokom LCI faze, na zdravlje ljudi, socijalno-kulturne aspekte i životnu okolinu. LCIA pokušava da uspostavi vezu između proizvoda ili procesa i mogućih uticaja i ima za cilj da ispita sistem proizvoda sa ekološkog aspekta koristeći kategorije uticaja. Takođe, jos jedan od zadatka LCIA faze je da obezbedi informacije za četvrtu fazu LCA – interpretacija životnog ciklusa.

Karakteristike LCIA faze su:

Da pruži širu sliku o iskorišćenju resursa i zagađenju okoline, koje moze izazvati proizvod ili sistem

Dobijeni rezultati iz LCI faze se razvrstavaju na kategorije uticaja. Za svaku kategoriju bira se indikator kategorije i posledice koje mogu da se izazovu delovanjem

LCIA se razlikuje od drugih tehnika, kao što su procena uticaja na životnu sredinu, procene ekološkog rizika i itd., ali mogu da koriste rezultate dobijene drugim tehnikama i analizama.

3.1 Elementi LCIA faze

LCIA faza se sastoji od nekoliko obaveznih elemenata koji pretvaraju LCI rezultate na rezultate pokazatelja. Pored obaveznih elemenata, postoje i opcioni elementi za normalizaciju, grupisanje ili ponderisanje indikatora rezultata, odmeravanje. LCIA je samo jedan deo LCA studije, tako da mora biti usklađen sa ostalim fazama studije.

Procena značaja potencijalnih efekata na životnu sredinu uz pomoć rezultata analize inventara vrši se u nekoliko koraka: 2

Izbor i definisanje kategorije uticaja, indikatora i modela Klasifikacija uticaja Karakterizacija Normalizacija podataka Agregacija i/ili težinsko odmeravanje podataka


Dunja Sekulić


Slika 2. Elementi LCIA faze3

Izbor kategorije uticaja

U ovoj fazi se rezultati LCI faze razvrstavaju u specifično selektovane kategorije uticaja. Kategorije uticaja se koriste za određene rezultate, rezultate koji su u vezi sa pitanjima životne sredine. Za svaku kategoriju uticaja postoje odgovarajući indikatori i koristi se karakterističan model za dobijanje rezultata. (Stepanov, J)

Postoje brojne predložene kategorije za ocenu životnog ciklusa proizvoda ili procesa. U toku života proizvoda ili procesa izazivaju različite uticaje na životnu sredinu koja se najčešće


Dunja Sekulić


izražavaju kroz: globalno otopljavanje, zakiseljavanje, eutrofikacija, fotohemijsko formiranje ozona (smog), smanjenje neobnovljivih sirovina (kamen, pesak, gvožđe,bakar itd.), smanjenje neobnovljivih izvora energije (nafta, prirodni gas, ugalj), odlaganje otpada, buka i prašina.(Marinković, 2009)

Klasifikacija

Drugi element u proceni uticaja životnog ciklusa je klasifikacija ulaznih i izlaznih podataka inventara. Klasifikacija je uglavnom kvalitativan korak zasnovan na naučnoj analizi značajnih procesa u životnoj sredini. U okviru ove faze potrebno je ulazne i izlazne podatke inventara dodeliti pojedinim kategorijama uticaja.(Marinković, 2009)

Izbor indikatora treba da je relevantan za određeni uticaj koji se ispituje. Rezultati ocenjivanja uticaja su deo životnog ciklusa na osnovu kojih se sprovodi selekcija pitanja vezanih za životnu sredinu.

Na slici 3 je šematski prikazana procedura konvertovanja LCI rezultata u kategoriju indikator rezultata.

Slika 3. Koncept indikatora4

4 McDougall, F., White, P., Franke, M., Hindle, P., Integrated Solid Waste Management: a Life Cycle Inventory, 2nd Edition, Blackwell Publishing (2008)



Klasifikacija zahteva identifikaciju relevantnih podataka inventara za svaku specifičnu kategoriju uticaja kao i određivanje odgovarajućih LCI rezultata. Podaci mogu da pripadaju više od jednoj kategoriji uticaja , npr. NOx (oksidi azota) pripadaju i efektima globalnog zagrevanja i acidifikaciji.( McDougall, White, Franke & Hindle, 2008)

Karakterizacija

Treći element ocene uticaja životnog ciklusa, sadrži karakterizaciju podataka iz inventara. Karakterizacija je uglavnom kvantitativan korak zasnovan na naučnoj analizi procesa u životnoj sredini. Karakterizaciom se izabranoj kategoriji uticaja dodeljuje relativan doprinos svih ulaza i izlaza. Potencijalni doprinos (učešće) svakog ulaza i izlaza određenoj kategoriji izražava se kroz karakterizacione faktore. Ukupni uticaj se sračunava tako što se substance koje ga izazivaju množe svojim karakterizacionim faktorima i sabiraju; to je u stvari sračunavanje pojedinih kategorija uticaja, na osnovu potencijala substanci koji taj uticaj izazivaju. (Marinković,2009)

Cilj karakterizacije jeste da obezbedi objedinjavanje rezultata inventara u indikatore za svaku kategoriju uticaja.

Primer: Kategorije globalnih uticaja

U globalne uticaje spadaju globalno otopljavanje, smanjenje sirovina i izvora energije. Globalno otopljavanje ili efekat staklene bašte je efekat povećanja temperature u nižim slojevima atmosfere. Površina zemlje u normalnim uslovima reflektuje sunčevu radijaciju, ali velika koncentracija ugljen dioksida i ostalih gasova “staklene bašte” u atmosferi, deo reflektovane radijacije vraća u nižeslojeve atmosfere, što izaziva povećanje temperature iznad normalnog nivoa. Moguće posledice ovog efekta su topljenje polarnih ledenih kapa i povećanje nivoa mora. Povećanje temperature takođe može imati za posledicu i regionalne klimatske promene. (Marinković, 2008)

Globalno otopljavanje (engl.global warming – GW) je veličina koja se numerički izražava preko potencijala globalnog otopljavanja supstanci koje imaju isti efekat na refleksiju sunčeve toplotne radijacije kao ugljen dioksid. Potencijali globalnog otopljavanja ovih supstanci (gasova staklene bašte) se izražavaju kao CO2-ekvivalenti, odnosno njihov efekat se izražava relativno u odnosu na efekat ugljen dioksida. U gasove staklene bašte, pored ugljen dioksida, spadaju metan CH4, azot dioksid NO2 ,hlorofluorougljenici CFC, HCFC, HFC i drugi. Potencijali globalnog otopljavanja za navedene gasove računaju se za vremenske periode od 20, 100 i 500 godina i dati su u tabeli 1 (Jansen, 1997)

Tabela 1. Potencijali globalnog otopljavanja (GWP)izraženi u g CO2-eq./g gasaSupstanca Formula GWP, 20 god. GWP, 100 god. GWP, 500 god.Emisije u vazduhuUgljen dioksid CO2 1 1 1Metan CH4 62 25 7.5Azot dioksid NO2 290 320 180Hlorofluorougljenici CFC 5000-8100 4000-117000 1400-13000Hidrohlorofluorougljenici HCFC 300-4300 90-2000 30-630Hidrofluorougljenici HFC 460-9200 140-12100 44-9900



Globalno otopljavanje ili efekat staklene bašte jednog procesa se sračunava množenjem količine emitovanog gasa po jedinici proizvedenog materijala i njegovog potencijala izraženog u g CO 2-eq./g gasa,i to za sve emitovane gasove. Sabiranjem doprinosa svih gasova, dobija se ukupno globalno otopljavanje:

GW (gCO 2−eq . )=∑i

GWPi x mi

Smanjenje sirovina i izvora energije računaju se kao ukupna potrošnja sirovina, odnosno ukupnapotrošnja energije u toku celog životnog ciklusa. Sirovine koje se koriste u velikim količinama su kamen,krečnjak, pesak, gvožđe. (Marinković, 2009)

Izbor kategorija uticaja se sprovodi na osnovu postavljenog cilja i predmeta LCA studije. U tabeli 2 predstavljeni su pojedini tipovi kategorije uticaja koji se obično ispituju.

Tabela 2. Primeri pojava, kategorija i indikatora5

Pojava Krajnje tačke IndikatorRezultatiinventara

Globalne klimatske promene

Uticaj na povećanje globalne temperature

Zbirna vrednost oslobođenih gasova sa efektom staklene bašte koji su izraženi preko

CO2 ekvivalenta

Emisije gasova saefektom staklene baštekroz granice sistema;CO2 (ugljen dioksid),

CH4 (metan), CFC(hlorofluoro

ugljovodonici) iHCFC

(hidrohlorofluorougljovodonici) itd.

AcidifikacijaGubitak akvatičnog sveta zbog smanjene vrednosti pH vode

Zbirna vrednost emisija u vodu i vazduh izraženih preko potencijala

acidifikacije

Emisije kiselina ilisupstanci koje imaju

sposobnost da sekonvertuju u kiseline;HCl (hlorovodoničnakiselina), SO2 (supordioksid), NOx (oksidi

azota) itd

Eutrofikacija

Gubitak akvatičnog sveta zbog smanjenog

nivoa rastvorenog kiseonika u vodi

Oslobađanje nutritivnih supstanci koje mogu da dovedu do eutrofikacije što može da utiče na

Emisije nutrijenata,kao što su fosfor i azotkoji lako metabolišuorgansku materiju

Rezultati indikatora kategorije/vrednovanje

5 Environmental Design, 2004Koraci LCA – Impact Assessment (ISO 14042) 10

Dunja Sekulić

Inventar Kategorija uticaja Objekat zaštite Indeks

CO2SoxNOxTotal-NTotal-PVOCNaftaUgaljGvožđeOtpad.....

Globalno otopljavanjeZakiseljavanjeEutrofikacijaFotohemijsko formiranje ozonaPotrošnja energijePotrošnja sirovinaOtpad....

Ljudsko zdravljeEko-sistemSirovinePrimarni kapaciteti proizvodnje

Jedinstveni indeks

KlasifikacijaKarakterizacija Grupisanje Integracija


Karakterizacija rezultira u kvantitativnom određivanju različitih kategorija uticaja, ali njihovo poređenje još uvek nije moguće pošto su izraženi u različitim jedinicama. Zato ocena uticaja životnog ciklusa uključuje i četvrti element, vrednovanje (odmeravanje) kategorija uticaja između sebe. Vrednovanje je kvalitativan ili kvantitativan korak koji ne mora biti naučno zasnovan, već se može zasnivati na političkim, društvenim ili etičkim vrednostima. Vrednovanje ima za cilj da rangira ili, ako je moguće da sakupi kategorije uticaja različitih ocena životnog ciklusa, kako bi se došlo do relativnog značaja različitih kategorija uticaja. Moguće je takođe i izabrati objekte zaštite pa izvršiti njihovo međusobno vrednovanje, odnosno za svaki objekat zaštite odrediti faktor vrednovanja koji izražava relativan značaj tog objekta u odnosu naostale (Goedkoop & Spriensma, 2011). Objekti zaštite mogu na primer biti ljudsko zdravlje, eko-sistemi, sirovine, primarni kapacitet proizvodnje itd. U tom slučaju se kategorije uticaja grupišu prema tome da li izazivaju oštećenja ljudskog zdravlja, eko-sistema, sirovina itd. i potom vrši vrednovanje.

Vrednovanje je postupak sličan karakterizaciji, odnosno sada se stepen uticaja svake oblasti (zdravlje ljudi, eko-sistemi..) množi faktorom vrednovanja, sabiraju se i rezultat je jedan broj – ekološki indeks, eko-indikator, slika 4

Slika 4. Primer karakterizacije, klasifikacije i vrednovanja u okviru ocene uticaja životnog ciklusa6

U poslednjih deset godina razvijen je veliki broj metoda i softvera za evaluaciju uticaja na životnu sredinu. Osnovna razlika između metoda i modela koji se koriste u različitim kompjuterskim programima je u definisanom cilju i obimu kao i nivou odgovarajućeg modela..Normalizacija

6 McDougall, F., White, P., Franke, M., Hindle, P., Integrated Solid Waste Management: a Life Cycle Inventory, 2nd Edition, Blackwell Publishing (2008)

Koraci LCA – Impact Assessment (ISO 14042) 11

Dunja Sekulić


Normalizacija spada u opcione elemente LCIA metodologije. Sa ovim alatom se indikatori uticaja preoblikuju, tako da se sve kategorije uticaja mogu uporediti. Reultati su normalizovani tako da mogu da se dele sa izabranim referentnim brojem. Nekoliko metoda se koristi za izbor referentnog broja, a to su:

Ukupan iznos emisije za datu oblast (globalno, lokalno) Koeficijent dve alternative Najveća vrednost među svim opcijama

Izbor referentnog broja može biti pod uticajem cilja LCA. Važno je naglasiti da se normalizovane vrednosti mogu porediti samo u okviru kategorije uticaja. Tako, na primer, efekat zakišeljavanja ne može direktno da se poredi sa efektom toksičnosti vode. Takođe, karakterizacija njihovih faktora se izračunava na osnovu različitih naučnih metoda. (Matelič, 2006)

Grupisanje

Proces grupisanja kategorija uticaja u jednu ili više grupa, olakšava interpretaciju rezultata u okviru određenih oblasti. Postoje dve mogućnosti za grupisanje, a to su:

Grupisanje indikatora prema karakterisitkama kao što su emisija (voda, zemljište ili vazduh) ili lokaciji (lokalno, globalno)

Sortiranje indikatora po rangu (niži, srednji ili visok prioritet) (Matelič, 2006)

4. Zaključak

Crpljenjem prirodnih resursa i zagađivanjem planete doveli smo u pitanje očuvanje planete kao prirodno zatvorenog eko sistema, kao i njene pojedinačne eko sisteme. U današnjem savremenom, visoko promenljivom i hiperkonkurentnom tržišnom okruženju, primećuje se rastuće interesovanje kompanija o podizanju svesti o negativnim posledicama ljudskih aktivnosti na održivost životne sredine. To je alarmiralo stručnjake iz različitih područ ja nauke i tehnike da se detaljno pozabave posledicama koje pojedine delatnosti i proizvodi imaju na smanjenje prirodnih resursa, klimatske promene, zagađenje zemlje, vode i vazduha, i ugrožavanje biološkog sveta.

Pokušaji da se smanji loš uticaj proizvoda na životnu okolinu i stanovništvo, izrodili su mnoštvo metodologija i alata sa kojima se mere uticaji proizvoda tokom celog životnog ciklusa tj. od procesa proizvodnje, upotreba do reciklaže. Jedna od često korišćenih okvira je LCA – Uticaj životnog ciklusa koji je standardizovala Međunarodna organizacija za standardizaciju. U praksi postoji veliki broj primera kompanija koje su ovu metodologiju primenjivale na uspešan način. Ona zahteva pažljivo planiranje, analizu, i implementaciju svih faza metodologije kako bi se uspešno postigli ciljevi.


Dunja Sekulić


5. Reference

1. Australian/New Zealand Standard - Environmental management— Life cycle assessment— Life cycle impact assessment

2. Goedkoop, M., Spriensma, R., The Eco-Indicator 99: A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment - Methodology Report , 2011

3. ISO SRPS 14040 - Ocenjivanje životnog ciklusa – Principi i okvir (eng. “Life Cycle Assessment – Principles and Framework” )

4. Environmental Design, 20045. ISO SRPS 14044 - Ocenjivanje životnog ciklusa – Zahtevi i uputstva za primenu (eng.

ISO 14044 “Life Cycle Assessment – Requirements and Guidelines” ) 6. Jensen, A, A,. Life Cycle Assessment, Aguide to approaches, experiances and

information sources, 19977. Marinković, S., Projektovanje betonskih konstrukcija s obzirom na njihov uticaj na

životnu sredinu, Simpozijum Društva građevinskih konstruktora Srbije, 20088. Marinković, S., Ocena životnog ciklusa betonskih konstrukcija, Inženjerska komora

Srbije,Beograd. (2009)9. Matelič, G., Metoda analize življenjskega cikla (LCA) kot metoda za odločanje v

gradbeni proizvodnji , Univerzitet Ljubljana, 200610. McDougall, F., White, P., Franke, M., Hindle, P., Integrated Solid Waste Management: a

Life Cycle Inventory, 2nd Edition, Blackwell Publishing (2008) 11. Stevanović Čarpina, H., Jovović, A., & Stepanov, J. (2010). Ocena životnog ciklusa LCA

(Life Cycle Assessment) kao instrument u strateškom planiranju upravljanja otpadom. Univerzitet Educons, Sremska Kamenica.

12. Stepanov, J: Metodologija ocenjivanja životnog ciklusa komunalnog otpada na primeru Grada Sombor, Magistarska teza - radni materijal , Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad


Dunja Sekulić


6. Izjava o plagijatu

U ovom radu ne postoji tekst koji je preuzet od drugog autora, a da nije to naglašeno – citirano, odnosno, referencirano.

Celokupni nereferencirani tekst je samostalni rad potpisanog studenta, odnosno studenata.


Dunja Sekulić

Ime i prezime: Dunja Sekulić

Broj indeksa:

Potpis:

Documents

Zivotni ciklus proizvoda ISO 14042