Environmentální Dopady Posuzování Životního Cyklu (LCA)

Posuzování životního cyklu, zkráceně LCA, je analytická komparativní metoda pro určení potenciálních environmentálních dopadů v rámci celého životního cyklu produktů, služeb a organizací. Díky zaměření na celý životní cyklus (tzv. od kolébky do hrobu) je možné odhalit i environmentální dopady, které nejsou na první pohled zjevné (metoda LCA např. vedla ke změně pohledu na biopaliva v prvním desetiletí 20. století).

Co je Environmentální Prohlášení III. Typu (EPD)?

Environmentální prohlášení (značení) obecně, je deklarace vlastností produktu zákazníkovi. Environmentální prohlášení III. typu (zkráceně EPD z angl. Environmental Product Declaration) je dobrovolný a transparentní certifikační nástroj environmentálního prohlášení, založený na LCA analýze. Jedná se o nejkomplexnější a nejvíce důvěryhodný typ environmentálního prohlášení, protože je založeno na LCA, ověřeno třetí stranou a certifikováno pověřenou certifikační institucí.

LCA - Systémová Analýza

LCA je systémová analýza zaměřená na shromažďování a vyhodnocování vstupů, výstupů a možných dopadů výrobku (nebo služby) na životní prostředí během celého jeho životního cyklu. Při posuzování se tedy mapují všechny dopady spojené s výrobkem od těžby surovin, výroby, užívání až po konec životnosti výrobku a jeho zneškodnění. Všechny produkty ale ovlivňují životní prostředí po celou dobu svého životního cyklu. Jednotlivé fáze životního cyklu ovlivňují životní prostředí rozdílně. Některé produkty zatěžují životní prostředí nejvíce již při své výrobě a jiné naopak až po ukončení životnosti.

Životní cykly produktů jsou časově velmi proměnlivé, protože daný produkt může mít více možností životního cyklu. Rozdíly mohou být způsobeny například variantami ve výrobních technologiích, či při používání nebo zneškodňování produktu. Výsledkem LCA jsou při uvažování veškerých nezbytných procesů k výrobě daného prvku nebo služby kvantitativní a kvalitativní data.

Kvantitativní data vyjadřují:

Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy

• Čerpání přírodních zdrojů - energie a suroviny
• Znečišťování vzduchu, vody a půdy - emise, kapalné a pevné odpady

Kvalitativní data vyjadřují:

• Věrohodnost dat
• Rizika
• Mikroekologické vlivy
• Nároky na půdu
• Vliv dopadů

Historie Metody LCA

Metoda LCA vznikla v USA na přelomu 60. let 20. stol. V Evropě se objevila až na konci 70. let 20. stol. Během této doby došlo k vylepšování metody posuzování a také ke změnám názvu. Současný název LCA - Posuzování životního cyklu vznikl až v roce 1990. V roce 2006 byla vydána ČSN EN ISO 14040, která stanovuje členění, principy a způsob posuzování životního cyklu materiálů. Na trhu jsou již komerčně dostupné databáze, které usnadňují práci při stanovování LCA materiálů.

Základní Členění LCA

Norma ČSN EN ISO 14040 neřeší pouze posuzování životního cyklu označovaného jako LCA, ale uvádí také studie posouzení inventarizace životního cyklu označovaná jako LCI. Právě studie LCI je druhou fází posouzení. Zmiňovaná norma však upozorňuje na možný problém při kombinaci jednotlivých fází posouzení. Postup zpracování studie je rozdělen do 4 fází:

1. Definice cílů a rozsahu
2. Inventarizační analýza
3. Posuzování dopadů
4. Interpretace

Tyto fáze na sebe časově navazují, ale zároveň mezi nimi dochází k výměně a kontrole.

A - Definice Cílů a Rozsahu

Úvodní fáze LCA je plánovací. Pro studie LCA je nutné definovat, za jakým účelem se studie provádí a pro koho jsou určena výsledná data. Tato data pak mohou být použita buď pro interní účely organizace, která LCA provádí, nebo pro účely externí. Požadavky na rozsah studie vyplývají jednak z účelu a cíle studie, dále také z finančních a časových možností zadavatele studie a možností zpracovatele. Vzhledem k omezujícím kritériím je nezbytné vybrat procesy, které budou zařazeny do produktového systému. Zadavatel i zpracovatel si musí při zadávání jednoznačně stanovit veškeré okrajové podmínky. Všechna vynechání či omezení musí být zdokumentována a odůvodněna pro všechny osoby, které přijdou se studií do styku. Dle průběžně získávaných dat lze upřesnit rozsah studie i během jejího průběhu.

Čtěte také: Starbucks a udržitelnost

B - Inventarizační Analýza (LCI)

Inventarizační analýza následuje po určení základního rámce LCA a jejím cílem je kvantifikovat všechny elementární toky přes hranici systému směrem dovnitř i vně vlastního systému. Obdobně jako u první fáze LCA lze také u inventarizační analýzy účelně měnit její rozsah během jejího provádění. Po prvotním zpracování analýzy dojde k lepšímu poznání zkoumaného průmyslového systému a lze následně zjistit další požadavky na doposud nezjištěné údaje. Jakmile jsou definovány vstupy a výstupy, provádí se revize cílů studie a jejího rozsahu. Některé ze vstupů či výstupů taktéž vyžadují změnu systému sběru dat na systém, jenž bude lépe vyhovovat k zajištění splnění vytyčeného cíle studie.

Sběr Údajů

Pro získání kvalitních a použitelných dat z LCI, musíme mít k dispozici kvalitní vstupní údaje. Mezi základní požadavky na jejich kvalitu se řadí: přesnost, úplnost, reprezentativnost, rozsah, konzistence, reprodukovatelnost a zdroj dat. Mimo získaných dat se mohou z části využít i další informace poskytnuté databázemi počítačových LCA modelů.

Kontrola Údajů

Za účelem dosažení cíle dané studie je nutné kontrolovat všechny údaje už během jejich sběru. Zpravidla zahrnuje kontrola mnohé mechanismy, jako je například vytvoření energetických či materiálových bilancí. Jelikož platí pro všechny procesy zákon zachování hmotnosti a energie, materiálová a energetická bilance poskytují velmi výhodnou kontrolu platnosti popisu jednotkového procesu. Jestliže se během kontroly zjistí nějaké odchylky, je nezbytné doplnit údaje tak, aby splňovaly vytyčené požadavky na jejich kvalitu, která je zapotřebí k dosažení definovaného cíle studie.

Zpřesnění Hranic Systému

S ohledem na fakt, že charakter LCA analýzy je iterativní, musí být co nejvíce zpřesněny hranice systému. Počáteční hranice systému by měly být přezkoumány tak, aby byly v souladu s omezujícími kritérii, která byla určena při definování rozsahu studie. Dle analýzy citlivosti, která určuje významnost, se rozhoduje o zařazení údajů. Cílem této analýzy je zmenšit množství dále zpracovávaných údajů a tím zjednodušit provádění celé studie. Dále se pak pracuje pouze s těmi vstupními a výstupními údaji, které výše zmíněná analýza citlivosti určila za nepochybně významné pro splnění cíle LCA analýzy.

Vztažení Údajů k Jednotkovému Procesu a Funkční Jednotce

Ke všem jednotkovým procesům je nutné určit vhodný referenční tok. Získaný výsledek výpočtu je pak přepočtem všech vstupů a výstupů systému na funkční jednotku.

Čtěte také: Ochrana životního prostředí

Alokace

Hodnocené procesy zpravidla poskytují více než jen jeden produkt. Meziprodukty se recyklují. Ty produkty, které byly vyřazeny, se využívají jako suroviny. Je tedy třeba rozčlenit vstupní a výstupní toky procesu na hodnocený proces a ostatní procesy a taktéž na jeho různé produkty. Alokace se během provádění studie používá, jestliže má jednotkový proces více než jeden výstup. Některé procesy z produktového systému totiž mohou mít více výstupů, z nichž některé mohou být využitelné mimo produktový systém. Pokud není jiná možnost a alokaci se nejde vyhnout, je zapotřebí rozčlenit vstupy a výstupy mezi různé produkty tak, aby byly respektovány fyzikální vztahy mezi nimi. Po rozčlenění pak následuje postup, během kterého jsou vstupy a výstupy pozměňovány pomocí kvantitativních změn v produktech anebo procesech. V některých případech ale takový fyzikální vztah nejde najít. Za takových podmínek se alokace musí uskutečnit dle jiných vzájemných vztahů mezi nimi.

C - Posuzování Dopadů (LCIA)

Pro zjištění možného dopadu jednotlivých položek inventarizační analýzy na životní prostředí se provádí tzv. posuzování dopadů. Potenciální dopady se hodnotí tak, že se srovnává významnost všech emisních toků a porovnává se s jejich celkovými známými dopady lidské činnosti na životní prostředí v dané kategorii. LCIA tak spojuje údaje z inventarizační analýzy se specifickými dopady na životní prostředí. Jaká je úroveň detailu, volba hodnocených dopadů a použitých metodologií, se odvíjí od definovaného cíle studie a jejího rozsahu. Výstup z LCIA jsou soubory výsledků indikátoru různých kategorií dopadu.

Kategorií dopadu se rozumí třída, která představuje určitý problém z hlediska životního prostředí, který je výsledkem lidské činnosti a lze k němu přiřadit výsledky inventarizační analýzy. Příklady kategorií dopadu:

• Úbytek neobnovitelných zdrojů
• Využívání krajiny
• Změny klimatu
• Úbytek stratosférického ozónu
• Humánní toxicita
• Ekotoxicita
• Tvorba foto - oxidačních látek
• Acidifikace
• Eutrofizace
• Ionizační záření
• Zápach
• Hluk
• Odpadní teplo
• Ztráty na životech

Klasifikace

Během klasifikace se výsledky získané při inventarizační analýze přiřazují ke konkrétním kategoriím dopadu, takže každá emise látky do životního prostředí se na základně svých účinků přiřadí do odpovídající kategorie. Následně se přistupuje k charakterizaci, při které se přepočítávají emise v jednotkách hmotnosti či objemu na potenciály dopadů na životní prostředí. Je nezbytné zhodnotit, které z emisních toků náleží do které dopadové kategorie.

Charakterizace

Během charakterizace dochází k vyčíslení potencionálních dopadů na životní prostředí na konkrétní dopadové kategorie. K vyjádření příspěvků emisí různých látek na jednotlivé kategorie je nutné vybrat pro všechny kategorie jednotku, která bude sdělovat, jak velká je míra možného poškození. Touto jednotkou je tzv. indikátor kategorie. Charakterizace zkoumaného systému se provádí u všech vybraných kategorií dopadu. Výstupem charakterizace je soubor výsledků indikátoru kategorie představující profil dopadu pro jednotlivé kategorie dopadu. Například u skleníkových plynů se využívá jako jednotka ekvivalent kilogramu oxidu uhličitého.

LCIA neposuzuje kompletně všechny environmentální problémy daného produktového systému, ale je zaměřená jen na ty, jenž byly určeny během definování cíle a rozsahu studie.

D - Interpretace

Interpretací životního cyklu je postup, během kterého se identifikují environmentální problémy daného produktového systému a hledají se možnosti, jak by se dala snížit spotřeba energie či surovin a také dopad na životní prostředí. Charakter interpretace LCA se odvíjí od toho, za jakým účelem se daná studie od počátku prováděla. Interpretace životního cyklu podává kompletní a důsledné informace o výsledcích LCA studie.

V průběhu interpretace se spojují informace získané z inventarizační analýzy a z hodnocení dopadu na životní prostředí. Během těchto dvou fází LCA se udělaly určité odhady, předpoklady a rozhodnutí, jak se nadále bude v analýze pokračovat. Taktéž se přijala nějaká zjednodušení a aproximace. Všechna data včetně předpokladů a zjednodušení jsou zařazena do interpretační fáze a taktéž jsou vždy uváděna při prezentaci výsledků. Interpretace životního cyklu je složena z následujících etap:

1. Identifikace významných problémů
2. Hodnocení
3. Formulace závěru a doporučení

Identifikace Významných Problémů

Na základě získaných poznatků z předchozích fází LCI a LCIA se identifikují problémy a stanovuje se jejich závažnost. Vždy se také berou v potaz požadavky, které byly určeny v úvodní fázi studie LCA. Je tedy snaha vybrat ty údaje, které se budou významně podílet na formulaci závěru. K identifikaci dat, která jsou významná, je zapotřebí údaje z předchozích fází analýzy řádně strukturalizovat.

Hodnocení

Hodnotící část LCA analýzy si klade za cíl zvýšit její důvěryhodnost, čehož se snaží dosáhnout sledováním spolehlivosti jak průběžných tak závěrečných dat a to včetně zjištěných problémů. Tak jako všechny předchozí fáze je nutné i hodnocení provádět tak, aby vyhovovalo definovanému cíli a rozsahu studie. Důraz se také klade na plánované využití výsledných dat. Během hodnocení se dohlíží zejména na její citlivost, soudržnost a úplnost.

Závěry a Doporučení

Po úplném ukončení předchozích fází identifikace významných problémů a hodnocení, které měly za cíl dostatečně jasně poukázat, jestli jsou výsledky hodnocení dopadu na životní prostředí dle inventarizace kompletní a dostatečné k porovnání pro formulaci závěru a doporučení, je možné k tomuto poslednímu kroku přistoupit. Jeho účelem je stanovit závěry dle předchozích postupů a vytvořit doporučení pro zadavatele LCA nebo LCI studií.

V závěrech je nutné, aby bylo jasně uvedeno:

• Významná zjištění
• Souhrn kontroly úplnosti, citlivosti a soudržnosti jak pro samotné výsledky tak také pro použité metody
• Formulace předběžných závěrů studie společně s kontrolou, zda odpovídají požadavkům z první fáze

Jsou-li předběžné závěry studie soudržné a vyhovují kladeným požadavkům, je možné zformulovat definitivní závěry. Důležitým výstupem LCA studie je definování doporučení příjemcům informací. Formulace doporučení se odvíjí od definice cíle a rozsahu studie a zakládá se pouze na definitivních závěrech. Výstupy z LCA studií mohou být využívány pro mnohé účely.

EPD (Environmental Product Declaration - Environmentální Prohlášení o Produktu)

Environmentální značení:

• Typ I - ekoznačení (označování produktů, které mají nižší negativní dopad na životní prostředí než produkty s nimi zaměřené)
• Typ ll - vlastní environmentální tvrzení (databáze vlastních environmentálních tvrzení)
• Typ lll - environmentální prohlášení o produktu (EPD)

Obecný Popis EPD

EPD je informačním nástrojem, který mohou organizace používat k šíření informací týkajících se environmentálních vlastností jejich produktů směrem ke svým zainteresovaným stranám. Informace o environmentálních vlastnostech jsou založeny na posouzení životního cyklu produktu (LCA) a mohou být ještě doplněny různými dalšími údaji, jež jsou považovány za podstatné. Dokument EPD s těmito údaji musí být veřejně přístupný a údaje v něm obsažené musí být ověřitelné. V podstatě tedy jde o podrobný "průkaz" produktu o jeho vlivu na životní prostředí.

U EPD má každý typ materiálu jasně stanovená tzv. pravidla produktové kategorie, tj. soubor všech parametrů při vymezených systémových hranicích, které se u daného výrobku musí vyhodnotit, aby byla zachována potřebná porovnatelnost výsledků. Je důležité si uvědomit, že získání štítku EPD neznamená, že daný produkt je "ekologický" nebo "zelený". Porovnáním EPD více výrobků se shodnou funkcí lze stanovit, který z nich má menší dopad na životní prostředí (za předpokladu použití shodné vztažné jednotky).

Smyslem EPD je pomoci podnikům prezentovat důvěryhodným a srozumitelným způsobem environmentální vlastnosti svých produktů (výrobků i služeb). EPD má již ve své podstatě zahrnutou kombinaci s metodou LCA. Dále je možné kombinovat jej s environmentálním značením typu I čili s ekolabelingovými systémy (může být dáno i více značek), lze jej kombinovat také s environmentálními manažerskými systémy a může v něm být i zdůrazněno, že některých výhod dosáhl podnik v důsledku aplikace čistší produkce. EPD tvoří velmi často i vhodnou součást environmentálního reportingu.

Hlavními principy environmentálních prohlášení o produktu v mezinárodním systému EPD jsou: objektivita, důvěryhodnost, neutralita, porovnatelnost, univerzálnost, zaměření na vliv na životní prostředí.

Posouzení Životního Cyklu Komponent Osobních Vozidel

Článek se zabývá environmentálními dopady komponent v osobní dopravě pomocí metody life cycle assessment (LCA) zahrnující celý životní cyklus. Komponenty hodnocené v této studii jsou trakční baterie, hnací ústrojí bateriového elektrického vozidla a spalovací motor. Výsledky studie vyjadřují environmentální dopady grafickým srovnáním v nejvíce zasažených kategoriích dopadu.

Příklad Použití Metody LCA

Příkladem použití metody LCA je i posuzování dopadů v různých fázích životního cyklu. Životní cyklus každého produktu má čtyři hlavní stadia - získávání surovin, výroba produktu, užívání produktu a jeho odstranění. Každý výrobek má v každém stadiu různý dopad, některé výrobky jsou náročné ve fázi získávání surovin, jiné zase třeba ve fázi užívání. Například jednorázový obal má nejvyšší dopad ve fázi získávání surovin, kde je zapotřebí velké množství primárních neobnovitelných surovin, které se nevracejí, a v konečné fázi životního cyklu, kdy vzniká velké množství odpadu, který je potřeba odstranit. V porovnání s fází získávání surovin a fází odstranění odpadů má výroba a užívání dopad minimální.

LCA a Energetické Zdroje

Výroba a dodávka elektrické energie je klíčovou oblastí ekonomiky, na které závisí většina dalších činností průmyslové výroby a služeb. Technologie výroby elektrické energie a tepla je možné porovnávat z mnoha hledisek. Kromě environmentálních dopadů to jsou například cena, spolehlivost dodávky a závislost na zahraničním dovozu. Environmentální dopady výroby energií jsou v současné době diskutovány stále častěji, ovšem málokdy v konkrétních číslech. Posuzování životního cyklu (LCA) produktů a služeb je metodika, která umožňuje zkoumat dopady jednotlivých procesů a technologií na složky životního prostředí.

Environmentální dopady jsou vyčíslovány v tzv „kategoriích dopadu“ - každá kategorie dopadu představuje samostatný ekologický problém, např. narušování ozonové vrstvy, emise prachových částic apod. Jednotkou je v každé kategorii dopadu určité množství referenční látky (např. 1 kg CO2 eq. pro uhlíkovou stopu). V současné době neexistuje v České republice ucelená metodika pro posuzování energetických zdrojů v rámci jejich dopadů na životní prostředí.

LCA zahrnuje energetické a materiálové bilance procesů od výstavby zdrojů, přes provoz až po jejich vyřazení z provozu. Do analýzy je zahrnuta i těžba a zpracování vstupních materiálů, spotřeba energie a odpadové hospodářství vznikajících odpadů. Pro provádění LCA analýz je používán software GaBi. Základem probíhajícího projektu je provedení řady případových studií, ze kterých budou následně vyvozeny obecnější závěry. V projektu jsou v maximální míře použita provozní data elektráren, která byla získána od jejich provozovatelů. Chybějící data (neměřená, neevidovaná) byla získána pomocí výpočtů a expertních odhadů.

Výsledky LCA Studie pro Různé Typy Elektráren

Níže je prezentována část dosud získaných výsledků. Jedná se o předběžné výsledky projektu, které se mohou ještě změnit. Výsledky zatím nebyly zobecněny a porovnávány jsou tedy vybrané případové studie (vodní, FV, větrná a uhelná elektrárna).

Tabulka: Porovnání Environmentálních Dopadů Různých Typů Elektráren

V kategorii dopadu Klimatická změna má dle očekávání výrazně nejvyšší dopady uhelná elektrárna - 0,875 kg CO2 eq/kWh. Takřka veškeré dopady připadají na proces spalování uhlí, hlíková stopa výstavby a odstávky uhelné elektrárny jsou téměř nulové, stejně jako uhlíková stopa pomocných procesů - úprava vody, doprava uhlí, apod. Environmetální dopady ostatních typů elektráren jsou v této kategorii neporovnatelně nižší, avšak jak je zřejmé, ani obnovitelné zdroje energie (OZE) nejsou zcela CO2 neutrální. Důvodem jsou skleníkové plyny produkované při těžbě materiálů na jejich výrobu, při jejich zpracování a dopravě.

V kategorii Spotřeba vody jsou výsledky výrazně odlišné. Uhelná elektrárna je až na třetím místě s 0,003 m3/kWh, což je dáno převážně spotřebou vody v chladicím okruhu. Vyšší spotřebu vody má jak FV elektrárna s 0,0091 m3/kWh, tak větrná elektrárna s 0,0054 m3/kWh. Důvodem je materiálová náročnost pro jejich výstavbu, s čímž je spojena i značná spotřeba vody. Jak je z tabulky patrné, vodní elektrárna má velmi nízkou jak uhlíkovou, tak vodní stopu. To samozřejmě neznamená, že ke svému provozu nepotřebuje vodu.

V kategorii Humánní toxicita (HT) vykazuje nejvyšší hodnoty vodní a větrná elektrárna - 0,021 a 0,022 kg 1,4-DB eq./kWh. Nižší hodnotu najdeme u uhelné elektrárny a nejnižší u FV elektrárny. U OZE opět většina dopadů pochází z materiálové náročnosti procesu výstavby elektrárny.

Z výše uvedeného je patrné, že posuzování environmentálních dopadů elektráren je velmi komplexní úkol. Metoda Posuzování životního cyklu (LCA) nám umožňuje vyčíslit environmentální dopady elektráren v jednotlivých kategoriích dopadu. Pokud bychom chtěli provést porovnání elektráren přes všechny environmentální kategorie dopadů, je nutné provést hodnotový soud (tzv. vážení).

tags: #environmentalni #dopady #posuzovani #zivotniho #cyklu #studie

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické ovocné sady a dotace
• Formulář pro žádost o výjimku
• Praktické koše na odpad
• Podzemní vyrovnávací nádrž na dešťovou vodu: Instalace
• Riziko pádu tašek ze střechy