Life Cycle Assesment Livscykelanalyser och andra verktyg för hållbarhetsinriktad produktutveckling Inledning Numera har nästan alla företag någon typ av mer eller mindre allvarligt menad miljöpolicy och ställer själva krav på sig utöver de krav som lagstadgas. Oavsett om detta beror på genuint långsiktigt tänkande, en vilja att vara väl rustad ifall lagstiftningen ändras eller oro för att skaffa sig dåligt rykte som företag innebär det att det behövs verktyg för att fatta och redovisa miljöorienterade beslut. Innom design, formgivning och produktutveckling har grönt tänkande fått ett uppsving under de senaste åren. Detta till stor del på grund av en ökad allmän medvetenhet som innebär konkurrensfördelar för miljövänligare produkter. Helhetsperspektivet är mycket viktigt i allt miljöarbete och detta gäller naturligtvis även innom produktutveckling. En produkt påverkar miljön och samhället under alla stadier av sin tillverkning och livstid, från brytning av naturresurser till återvinning eller deponi. En livscykelanalys är en komplett utvärdering av effekter och resursflöden för en produkt eller en process under hela dess livstid. Detta är, som snart kommer att visa sig, en mycket komplicerad och omfattande procedur. Därför används ofta andra verktyg eller förenklande metoder som alternativ till livcykelanalyser, jag kommer dit såsmåningom, men jag kommer att börja med en beskrivning av den fullständiga processen bakom en livscykelanalys. Förhoppningsvis blir detta en bra förklaring av hur man bör tänka och resonera kring miljöarbete. Utförande Internationella standardiseringsorganisationens ISO14040-serie innehåller riktlinjer för hur en livscykelanalys skall utföras. Denna metodik är väl beprövad och används som regel närhelst fullskalig LCA kommer i fråga, dessutom är det påbjudet format för många olika typer av miljöcertefiering. Proceduren uppdelad i fyra steg som följer.
1. Målbeskrivning och omfattning Som med alla andra tekniska skrivelser krävs en inledande redogörelse av omfattning, avgränsningar och ambitionsnivå. För livscykelanalyser blir detta typiskt sett en specifikation av analysens syfte, vilken information som skall innefattas och vilka typer av miljöpåverkan som skall undersökas, samt hur resultatet skall redovisas. Att genomföra en fullständig analys med hänsyn till alla använda resurser och alla spårbara effekter på miljö och samhälle är oerhört dyrt och arbetsamt för en enkel produkt, och mer eller mindre omöjligt för mera komplexa produkter, så det finns mycket att vinna på att klart och tydligt formulera vilka frågor som skall besvaras och vilken information som är relevant I sammanhanget. Frågeställningar: Här är några exempel på den typ av frågeställningar som kan besvaras med en livscykelanalys. Var finns största möjligheten att genomföra en miljöförbättring? När/hur uppkommer den största negativa miljöeffekten? Hur mycket CO 2 släpps ut i atmosfären under återvinningsfasen? Det är naturligtvis även möjligt att fråga Vad är produktens totala miljöpåverkan?, men detta skulle kräva en oerhört omfattande analys. 2. Inventeringsanalys Identifiering och dokumentering av energi och råvaroflöden för de olika stegen i produktens livscykel. Både input (förbrukade resurser) och output (råvara, avfall och föroreningar) undersöks. Flödesschemat på nästa sida visar de olika stadierna i en livscykel och vilken typ av inflöde och utflöde som kan tänkas förekomma i de olika stadierna och i de transporter som vanligen krävs däremellan. När alla flöden och resurser har hittats så kvantifieras dessa i lämpliga mätenheter och sorteras. Sorteringen kan ske efter olika system beroende på vad informa-tionen skall användas till.
Livsspann Livsspann Output Output Övergödning Slagg Kemikalier Avgaser Avfall Materialspill Kemikalier Produkt Avfall Avgaser Avfall Spill Avgaser Avfall Avgaser Deponi Luftförorening Råvara Odlingsmark Malmbrytning Avskogning Vatten Embalage Verktyg Råvara Enerig Embalage Kemikalier Reservdelar Råvara Produktion Användning Skrotning/ Återvinning Input Input
3. Miljöpåverkan När input och output har identifierats och sorterats efter lämpligt system gäller det att undersöka samt sätta siffrorna på effekterna därav. Detta kräver kunskap och mycket referensmaterial. Ex: Koldioxid och Metan är båda växthusgaser, men metanet är betydligt mer potent. Därför används GWP-index (Global Warming Potential). Om vi vill kunna jämföra effekterna på klimatet över de närmaste 20 åren (GWP varierar med tidsperspektivet) för utsläpp av 800 gram CO 2 och utsläpp av 60 gram metan multipliceras massan metan med det specifika GWP värdet för metan över 20 år. Massan av CO 2 multipliceras alltid med 1 eftersom koldioxiden används som referensvärde när GWP kalkuleras. 1 x 800 = 800 < 72 x 60 = 4320, alltås är effekten av metanet mer än 5 gånger större trotts att mängden är betydligt mindre. Observera att man bara sätter jämförbara värden mellan kategorierna, dvs. försurande utsläpp jämförs bara med andra försurande utsläpp, det finns inga helt vetenskapliga metoder för att kunna jämföra den totala skadan av försurning med den totala skadan av växthuseffekt. 4. Resultat I sista fasen analyseras resultatet av undersökningen och försöker nå en slutsatts och föreslå eventuella förbättrningar. Här kan det ofta bli nödvändigt att jämföra äpplen och päron. Dvs. vad som är värst av 30 milligram kvicksilver i marken och 300 gram CO 2 i luften. Detta görs i sådana fall ofta genom att flera experter på olika områden tillfrågas och konkreta värden försöker sättas på skadan av kvicksilverförorening respektive global uppvärmning. Här är det speciellt viktigt att ha tidsperspektivet klart för; sig eftersom effekternas varaktighet kan skilja extremt mycket blir alla jämförelser annars helt meningslösa. Rekomendationer görs vanligen baserade både på livscykelanalys och på annan data som tar hänsyn till t.ex. tekniska, ekonomiska och politiska aspekter som inte finns representerade i undersökningen. Om analysen är väl avgränsad eller all sökt infomration inte kunde säkerställas kan det även bli nödvändigt ta hänsyn till tänkbara miljöeffekter för vilka man inte har några data.
Tillämpning Även om Livscykelanalysen är ett mycket kraftfullt verktyg begränsas användbarheten av den enorma omfattningnen av data som måste samlas in och behandlas. I sammanhang där det är absolut kritiskt att fatta beslut från ett miljöperspektiv är den oslagbar, men i de flesta fall kan mycket enklare metoder och verktyg användas för att få en fingervisning som visserligen inte har samma precission och tillförlitlighet, men kan vara nästan lika användbar om man skall fatta beslut utan krav på rigorös redovisning av vetenskapliga bakgrundsfakta. Belastningsindex Belastningsindex är ett enklare, men fortfarande mycket kraftfullt verktyg. Det fungerar efter den enkla principen Belastning = Belastningsindex Mängd. Det är möjligt att få tag i färdigberäknade belastningsindex för olika processer och material så allt man behöver göra är att multiplicera mängdenheten (personkilometer, kg, kwh osv.) med detta index. Värdena blir aldrig exakta eftersom de är beräknade efter material och processer generellt, inte från specifika fall, men det ger en mycket bra indikation. Varifrån man får tag i siffror för belastningsindex varierar förstås, och beroende på källan kan indexet innebära lite olika saker, kallas för något annat än ett belastningsindex och vara beräknade på olika sätt, därför kan man inte blanda indexvärden från olika källor. En bra källa att börja med kan vara företaget PRé (som bland annat gör mjukvara för att underlätta genomförandet av en livcykelanalys). På sin hemsida tillhandahåller de mycket detaljerad miljöbelastningsinformation för cirka 200 olika material och processer (http://www.pre.nl/download/default.htm). En förenklad överblick av dessa data finns att hitta i en bilaga till Miljödriven Produktutveckling (länk till detta dokument) finns i källförteckningen. Indicator som belastningsindexet kallas i detta fall är i praktiken resultatet av den totala miljöbelastningen efter en full livscykelanalys av en process eller ett material.
Praktiskt exempel Som exempel på hur belastningsindex kan användas antas att ett kvastskaft skall tillverkas. Kravet är att det skall vara 150 cm långt, ha en diameter på 25 mm och vara geppvänligt. Två alternativa konstruktioner skall utvärderas, men för enkelhetens skull sker utverderingen bara utifrån miljökostnaden för att framställa råvarorna. 1. En solid rundstav av trä 2. Ett 1 mm tjockt rör av återvunnet aluminum med en ytterdiameter av 23 mm och ett 1mm tjockt överdrag av polypropenplast. Ur tabellen för Eco-indicator i bilagan till Miljödriven produktutveckling (se källförteckningen) hittar vi följande indikatorvärden (alla är i enheten millipoints per kg): Material Indicator Description Wood, massive 6,6 European wood (FSC criteria); CO 2 absorption in growt stage disregarded Aluminium 100% Rec. 60 Block containing only secondary material PP 330 Träskaft: Eftersom trä inte växer i behändiga spikraka bitar med exakt diameter av 25 mm antar vi att man måste använda en bit av fyrkantigt trä som är 30x30x1500 för att få fram en lämplig rundstav, detta är bara en kvalificerad gissning. Men kvalificerade gissningar är deffinitivt användbara när man inte behöver exakta värden men vill få fram en vettig uppskattning snabbt. Volymen blir då 1,35 dm 3 vilket motsvarar en vikt på 1.08 kg (trät antas ha en densitet på 0,8 kg/dm 3. Efter multiplicering med belastningsindex får vi fram att den totala miljöbelastningen blir 6,6x1,08=7,128 millipoints.
Aluminiumskaft: Tvärsnittsarean för aluminiumröret blir 23mm 2 4 21mm2 69mm 2 4 Totala volymen av aluminum blir 1500x69 mm 3 0,104 dm 3 Viketen av aluminium blir 2,7 kg/dm 3 x 0,104 dm 3 0,28 kg Toatala miljöbelastningen från aluminium blir 0,28x60 16,8 millipoints Tvärsnittsarean för polypropenöverdraget blir 25mm 2 Totala volymen av polypropen blir 1500x75 mm 3 0,113 dm 3 Vikten av PP-plast blir 0,86 kg/dm 3 x 0,113 dm 3 0,1 kg 4 23mm2 75mm 2 4 Totala miljöbelastningen från polypropen blir 0,1x330 33 millipoints Total miljöbelastning för hela aluminumskaftet blir 16,8+33 = 49,8 millipoints. Kommentarer: I åvanstående exembelberäkning segrade träskaftet med hästlängder. Det visade sig även mycket tydligt att det var överdraget av polypropenplast som var den stora miljöboven i aluminiumkonstruktionen. Detta kan dock mycket väl vara missvissande eftersom exembelberäkningen var så enkel. För ökad fullständighet skulle man även ha räknat med indikatorvärdena för profilpressning av aluminiumröret, berabetning av plasten och sågning, svarvning (och eventuell ytbehandling av träskaftet). Dessutom finns en rad återvinningsmetoder för olika material listade med negativa indikatorvärden, d.v.s man kan få avdrag på den totala miljöbelastningen för de material som kan återvinnas på ett bra sätt. Återvinning av polypropen har till exempel ett indikatorvärde på -210 millipoints, vilket gör det till ett betydligt mer miljövänligt alternativ än vad som antyds av det höga ursprungliga indikatorvärdet. Märk väl: detta hade inte kommit i fråga i detta fall eftersom PP-plasten sitter fast på aluminium och därför förmodligen kommer att hamna i metallinsammlingen och brännas bort innan metallen smälts ner.
Källförteckning: Böcker: Österlin, Kenneth. Design i fokus för produktutveckling. 2:a Upplagan Liber, 2007 Internetdockument: Life Cycle Assesment: Principles and Practices Scientific Applications Internationl Corporation (SAIC) http://www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/pdfs/600r06060.pdf Miljödriven Produktutveckling Utdrag från Metodhandbok för miljödriven produktutveckling. Lars Siljebratt, Per Abahmsson, Bentgt Davidsson. TEM 2002. http://www.ts.mah.se/utbild/mi7020/deprojekt/mpu-kompendiumde-vt03.pdf