Metoder - LCA. LCA resultat Miljöpåverkansbedömning. Livscykeln för en produkt. Bedömning av olika systems potentiella miljöeffekter

Transkript

1 Källa: Sveriges Verkstadsindustrier, Teckning: Ulf Östlund HB Livscykeln för en produkt Metoder - LCA LCA resultat Miljöpåverkansbedömning Bedömning av olika systems potentiella miljöeffekter

2 Användning av resultatet 1 Definition Livscykelanalys (LCA) en process för att beskriva summerade resurs- och miljökonsekvenser kopplade till samtliga aktiviteter som behövs för att en produkt eller tjänst skall uppfylla sin funktion. Jämförelse av olika system för att bedöma vilket som ger minst miljöbelastning Kartläggning av miljöpåverkan från en produkt eller process för att identifiera möjligheter till förbättringar Användning av resultatet 2 LCA i miljöledningssystem

3 Struktur för LCA (ISO :1997) Exempel på olika produkter som ger upphov till samma funktion. Halogenlampa, stearinljus, glödlampa, lysrör och ficklampa. Definition av mål och omfattning Funktionell enhet Aktiviteter som kan ingå Krav på produkten Effektivitet- verkningsgrad, materialåtgång Livslängd- användarintensitet Kvalitet- uppfylls funktionaliteten? Avgörande för resultatet: 25-50% variation mellan nedanstående val Ett kylskåp Ett kylskåpsår En liter kyld volym En liter kyld volym under ett år

4 Komplexiteten varierar för olika faser Definition av mål och omfattning Avgränsningar Natursystem Geografiska Tidsmässiga Andra produkters livscykler Produktionskapital och personal Inventering Datakrav Struktur för LCA (ISO :1997) Tidsrelaterad täckning Geografisk täckning Teknologisk täckning Precisionen, fullständigheten och representerbarheten hos data Överensstämmelsen och reproducerbarheten hos de använda metoderna genom hela studien. Osäkerheter hos informationen Datakällor och deras representerbarhet.

5 Inventering Inventering steg för steg Inventering Förenklat flödesschema 1. Rita flödesschema Bestäm funktionell enhet, materialsammansättning och systemgränser 2. Samla in uppgifterinventera Råvaru- och energibehov Utsläpp och avfall 3. Normalisera Dividera inventeringsdata med en given produktionsmängd för varje process 4. Beräkna materialbalansen Beräkna massflödet i varje steg av flödesschemat i relation till den funktionella enheten 5. Beräkna emissioner och resursförbrukning Kvantifiera bidragen för varje process och summera därefter bidragen från alla processerna 6. Utvärdera och dra slutsatser Bedöm rimligheten av resultatet och förbättra vid behov datakvaliteten Inventering Insamling av data Struktur för LCA (ISO :1997) Företag Miljörapporter Företagsintern och offentlig statistik Lagstiftning Avfallsföretag och renhållningsverk Branschorganisationer och branschforskningsinstitut Universitet och högskolor Andra industriexperter eller LCA-experter Rapporter från genomförda livscykler eller liknande. Annan litteratur Uppskattningar och antaganden

6 Faser som ingår i miljöpåverkansbedömning Miljöpåverkansbedömning Klassificering Systemets olika in- och utflöden delas in i olika påverkanskategorier i miljön. Ex. växthuseffekt (CO 2, CH 4, O 3 ) Karakterisering Vilka är de relativa bidragen för olika in- eller utflöden på en påverkanskategori? Ex CH 4 motsvarar 20 CO 2 Viktning Alla inventeringsdata räknas om till ett värde. Metoderna baseras på politiska mål eller skyddsobjekt. Viktning Metoder för viktning Viktning Principer för viktningsmetoder Metod Intervjuer och enkäter Beteenden Diskursanalys (pågående debatter) Institutionella förhållanden (lagar och förordningar) Viktning Avstånd till mål (politiska eller kritiska belastningsgränser) Monetarisering (pengar) Paneler (experter eller representanter gör en bedömning)

7 Viktning Miljömål och viktningsprinciper Viktning EPS-metoden (Environmental Priority Strategies in product development) Metod Eco-indikator 99 (Eco99) Ekoknapphet (ECO S) EDIP EPS 2000 Effektkategori (ET) Miljömål eller referens Nuvarande tillstånd Nationella emissioner Nuvarande tillstånd Nuvarande tillstånd Kritiska belastningsgränser Viktningsprincip Panelviktning Relativ reduktion avstånd till mål Emissioner politiska mål Resurser bedömda tillgångar Arbetsmiljö rapporterade skador Betalningsvilja Relativ reduktion avstånd till mål Betalningsviljan bedöms för nedanstående skyddsobjekt (Steen 1999): Biologisk mångfald Människors hälsa Produktion i form av försörjningskapaciteten hos natursystemen Icke förnybara resurser till, exempel malmer Estetiska och kulturella värden Tellus Nollemissioner Betalningsvilja för reningsutrustning Viktning EPS ECO S ET long S ET norm S Enhet Viktning För- och nackdelar med viktning Energi Vattenkraft 7,00E-01 3,7E+00 MJ Naturresurser Naturgas 1,10E-01 3,63E+01 1,20E+02 4,17E+01 kg -1 Råolja 5,07E-01 2,99E+01 1,26E+02 5,72E+01 kg -1 Kol 5,56E-02 1,90E+01 1,54E+01 4,38E+00 kg -1 Förnybar energi 7,00E-01 kg -1 Järnmalm 1,23E+00 kg -1 Emissioner till luft SO 2 3,08E+00 3,00E+04 3,77E+03 1,21E+03 kg -1 SO x 3,00E+04 3,77E+03 1,21E+03 kg -1 CO 1,16E+00 1,00E+04 8,24E+02 2,51E+02 kg -1 CO 2 3,86E-01 2,50E+01 3,65E+01 1,11E+01 kg -1 NO x 2,14E-01 3,00E+04 3,97E+03 2,23E+03 kg -1 N 2 O 1,27E+02 1,56E+05 9,85E+03 3,00E+03 kg -1 Fördelar Enkelt att använda Kan fungera som checklista Nackdelar Verkar objektiv men är baserad på subjektiva val Döljer information Olika metoder kan ge olika resultat

8 Struktur för LCA (ISO :1997) Förbättringsanalys 1 Minska materialflödet Sakta ned materialflödet Återvinn materialflödet Substituera materialflödet Förbättringsanalys 2 Generella för- och nackdelar med LCA Formulera om användarkraven för att hitta nya innovativa lösningar Förbättra produktsystemets prestanda Byt eller eliminera komponenter av produktsystemet Optimera enhetsprocesser och interaktioner i produktsystemet

9 För- och nackdelar med LCA Mer information om LCA Fördelar Metoden kan användas för att hitta faser som ger signifikant miljöpåverkan och undviker suboptimering Nackdelar Förenklad modell av en komplicerad verklighet Kan ej svara på alla frågor och upptäcker inga nya miljöproblem Metodval och avgränsningar påverkar resultaten och det är därför viktigt att LCA utförs enligt standardiserade former Kritisk granskning av LCA studien syftar till att säkerställa kvaliteten Olika modelleringsprinciper Statisk linjär modellering (en tidpunkt simuleras då systemet är i jämvikt, en ändring av inflödet ger en lika stor ändring av utflödet, vanligast modelleringssättet i LCA) Statisk olinjär modellering (en tidpunkt simuleras då systemet är i jämvikt, en ändring av inflödet ger en oproportionell ändring av utflödet) Dynamisk linjär modellering (utflöde simuleras funktion av tiden, en ändring av inflödet ger en lika stor ändring av utflödet). Hänsyn kan tas till tidsförskjutningar t ex olika livslängder av produkter Dynamisk olinjär modellering (utflödet som funktion av tiden, en ändring av inflödet ger en oproportionell ändring av utflödet) Miljöpåverkan enligt EPS som funktion av olika livslängd av ett blybatteri respektive andelen sekundärt bly.

10 Allokering Principiella flöden [Enhet: kg] Glastillverkning 1. Sammanställning av inventeringsdata 1200 km Referensflöde 0,010 Flasktillverkning 0,010 Transport 0,010 Bryggeri 0,30 Transport 0,30 Konsument 0,010 Avfallshantering km 4. 0, Diskning 0,29 Transport 0, km Rubriknummer för beskrivning Aktivitets nu. Aktivitetsnamn Data-kategori Inventeringsdata Normaliserade inventeringsdata 1 Glastillverkning 2 Flasktillverkning El (MJ/kg) 3 Flasktillverkning - Bryggeri Massflöde (kg/fe) LCI del-resultat CO2 (g/kg) 0,58 kg/kg 580 g/kg 0,010 5,8 g/fe CO (g/kg) 0,313 g/kg 0,313 g/kg 0,010 0,0031 g/fe 40 MWhel/ flaskor 5,0 MJel/kg 0,010 0,05 MJel/FE 300 km 0,010 3 kg km/fe 4 Bryggeri 0,30 5 Bryggeri - Konsument 1200 km 0,30 6 Konsument 0, Konsument Diskning Diskning (Återvinning) 9 Avfalls-hantering 1200 km 0, kgkm/fe 348 kgkm/fe El (MJ/kg) 0,4 MJel/kg 0,4 MJel/kg 0,29 0,116 MJel/FE Figur - Processträd för returglasflaska.

11 Tabell 1. Emissioner från transporter under returglasflaskans livscykel. Trp emissioner (g/kgkm) Tillverkning (kgkm/fe) Åter-vinning (kgkm/fe) Transporter (kgkm/fe) Tillverkning LCI Åter-vinning LCI Transporter LCI trp (g/fe) trp (g/fe) trp (g/fe) Miljöpåverkansbedömning returglasflaska CO 2 0, CO 0, ,09 Tabell 2. Emissioner från elgenerering under returglasflaskans livscykel. El emissioner (g/mjel) Tillverkning (MJel/FE) Återvinning (MJel/FE) Transporter (MJel/FE) Till-verkning LCI el (g/fe) Återvinning LCI el (g/fe) Transporter LCI el (g/fe) CO ,050 0,12 0,65 1,5 0 CO 0,0036 0,050 0,12 0,0002 0, Tabell 1. Summerade livscykelinventeringsdata för returglasflaskans livscykel. Tabell 1. Livscykelinventeringsdata för returglasflaskans livscykel karakteriserade för potentiell växthuseffekt (GWP-100). Summorna kan skilja på grund av avrundningar. Datakategorier GWP-100 faktorer Tillverkning (CO2 Återvinning (CO2 Transporter (CO2 Tot GWP-100 (CO2 (CO2 ekv/g) ekv/ FE) ekv/ FE) ekv/ FE) ekv /FE) CO2 1 6,5 1,51 96,7 104,7 99,7 CO 3 0,010 0,0013 0,3 0,3 0,3 Tot GWP-100 (CO2 6,5 1,5 97,0 104,9 100 ekv/fe) Andel (%) 6,2 1,4 92,4 100 Andel (%) Datakategorier Tillverkning LCI (g/fe) Återvinning LCI (g/fe) Transporter LCI (g/fe) Tot LCI (g/fe) CO2 6,5 1,5 96,7 105 CO 0,003 0,0004 0,09 0,096 Andel CO2 (%) 6,2 1,4 92,4 100 Andel CO (%) 3,5 0,4 96,1 100 CO2 (g/ 33 cl flaska) Glasflaska (svensk elmix) Glasflaska (euro elmix) Al-burk (svensk elmix) Transporter Återvinning/ Burktillverkning Tillverkning/ Al utvinning Al-burk (euro elmix) Figur 34 Koldioxid-emissioner för 33 cl flaskor av glas och aluminium vid användning av svensk och europeisk elmix. Slutsatser returglasflaska vs aluminiumburk Beräkningarna visar att materialåtgången för att uppfylla den funktionella enheten har allra störst betydelse. Figur 34 visar att skillnaden mellan flaskorna är störst för aktiviteten transport. Vikten av en glasflaska är 21 gånger högre än för en aluminiumburk vilket leder till att alla materialflöden ökar i motsvarande grad. Detta ger särskilt stort utslag vid transporterna. Trots att energianvändningen för glastillverkning är 5 procent av den för aluminiumutvinning (12 MJ/kg glas jämfört med MJ/kg aluminium) krävs mer material till glasflaskan vilket ger högre total energianvändning.