Életciklus elemzés Life Cycle Assessment LCA

Átírás

1 Életciklus elemzés Life Cycle Assessment LCA Siposné Molnár Tímea tudományos munkatárs Bodnárné Sándor Renáta tudományos munkatárs István Zsolt osztályvezető Budapest, október 30.

2 Bay Zoltán nonprofit Kft. bemutatása K+F tevékenység az alábbi területeken: - Anyagtudomány, nanotechnológia és lézertechnológia - Biotechnológia - Információs és kommunikációs technológia - Környezetipar - Logisztika és ipari gyártástechnológia - Mechanikai, fizikai, kémiai-analitikai méréstechnika - Genomika - Szabályozástechnika

3 Környezetmenedzsment és Logisztika Osztály Hulladékgazdálkodási rendszerek tervezése, fejlesztése, vizsgálata Termelő és szolgáltató vállalatok logisztikai folyamatainak szimulációja, optimalizálása Simul8, Plant Simulation Termelő és szolgáltató vállalatok gyártási folyamatainak és termékeinek teljes életciklus szemléletű (LCA) környezetvédelmi célú vizsgálata GaBi szoftver Döntéstámogató térinformatikai alkalmazások a járattervezés, valamint a logisztikai rendszerelemek telepítési kérdéseinek területén ArcGIS, Routesmart for ArcGIS

4 Életciklus-elemzés (LCA Life Cycle Assessment) A termékkel kapcsolatos környezeti tényezők és potenciális hatások értékelésének olyan módszere, amely leltárt készít a termékkel kapcsolatos folyamatok rendszerének bemenetéről és kimeneteiről; kiértékeli az ezekkel kapcsolatos potenciális környezeti hatásokat; értelmezi a leltári elemzésnek és a hatásértékelés fázisainak eredményeit a tanulmány céljainak figyelembevételével." [MSZ EN ISO 14040] Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

5 Az LCA lépései avagy Hogyan is csináljam? Életciklus elemzés keretrendszere Cél és Tárgy meghatározása Leltárelemzés Hatásértékelés Interpretáció Közvetlen alkalmazások: - termék fejlesztés és javítás - stratégiai tervezés - politikai döntéselőkészítés - marketing - egyéb [ISO 14040]

6 MIÉRT? Mire jó ez? Fenntarthatósági stratégiák döntéstámogató eszköze! 1.Vállalati alkalmazások 2. Közigazgatási alkalmazások Ökocímke odaítélése, Betét-visszatérítési rendszer kialakítása; Támogatások és adórendszer reformja; Általános irányelvek, környezetpolitika meghatározása. Erőforrás-felhasználás optimalizálására, Gyenge-pont elemzés Emissziók csökkentésére; Összehasonlító készítésére; elemzések Termékek, folyamatok, szolgáltatások tervezésére, vagy fejlesztésére (eco-design); Stratégiai tervezés, Marketing célokra, fenntarthatósági jelentés

7 Cél 1. Lépés: A tanulmány céljának és tárgyának meghatározása A tanulmány célját egyértelműen definiálni kell - Miért, kinek, milyen célból? Tárgy Funkcionális egység : referencia egység, amire az input-output adatok vonatkoznak Rendszerhatárok kijelölése: a vizsgált termékrendszer meghatározása, mely folyamatok a részei a vizsgált termékrendszernek: A fő gyártási/feldolgozási folyamatok Input és output adatai Segédanyagok előállítása, Disztribúció/szállítás, üzemanyag előállítás, Tüzelőanyagok, villamos energia, hőenergia felhasználása, előállításuk, Termékek használata és karbantartása Hulladékkezelés, Emissziók (légszennyezés, víz és talajszennyezés) Használt termékek újrhasználata/anyagában történő újrahasznosítása, energetikai hasznosítása Berendezések, épületek előállítása, karbantartása Egyéb inputok (pl. kenőanyagok, műtrágya, stb.) és egyéb környezeti tényezők

8 1. Lépés: A tanulmány céljának és tárgyának meghatározása A cél és tárgy definiálása során meg kell határozni, hogy milyen hatáskategóriákat vizsgálunk! Adatgyűjtés: Elsődleges adatok Másodlagos adatok (számított, becsült, szakirodalmi) Adatminőség: up to date, Földrajzi és technológiai sajátságokat tükrözze Pontosság, Teljesség, Reprezentativitás, Megbízhatóság, Adatforrások, Modellekből, becslésekből, stb. származó bizonytalanságok Becslések, számítások egyértelmű magyarázata és dokumentálása, cut-off Allokáció Felülvizsgálat

9 2. Lépés: Leltárelemzés LCI - Goal and scope definition Preparing for data collection Revised data collection sheet Data collection sheet Data collection Collected data Validation of Data Validated data Relating data to unit process Allocation Validated data for unit process Relating data to functional unit Validated data for functional unit Data aggregation Calculated inventory Additional data or unit processes required Refining the system boundaries Completed inventory [ISO 14044]

10 Leltárelemzés Hatásértékelés - Interpretáció Globális felmelegedés Savasodás Eutrofizáció Erőforrások csökkenése Fotokémiai Ózonképződés Ózonvékonyodás Emberi egészség Ökoszisztéma GWP Nyersanyag Gyártás Használat Egyéb Totál (%) (%) (%) (%) (%) CO2 5,8 2,9 20,9 2,3 31,9 CO 0,3 1,1 1,7 0,3 3,4 CH4 8,7 0,6 1,2 1,8 12,3 N2O 17,4 1,2 1,8 0,6 21 CF4 22,1 2, Egyéb 2,4 1,7 1,4 0,9 6,4 Totál 56,7 10,4 27 5,9 100 Karakterizáció Súlyozás opcionális Normalizálás területi alapon (globális, regionális,lokális); 1 lakosra vetítve, egy adott alternatív termékrendszer (alapscenario) [MSZ EN ISO 14044] Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

11 Szabványok - módszerek ISO 14040/44 (2006) ISO (2013) ILCD (2010) PAS 2050 (2008, 2011) Ecological Footprint (2009) Stb EU Bizottság célja: Egyetlen, mindenki által elfogadott és alkalmazott módszer: PEF/OEF (Termékek/Szervezetek környezeti lábnyoma) Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

12 KML osztály Életciklus elemzései Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

13 PE granulátum teljes életciklusának elemzése Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

14 A cél: A vállalat által gyártott adott típusú PE granulátum termék teljes életciklusának vizsgálata, az egyes életciklus szakaszok környezeti hatásainak összehasonlító elemzése. Módszer: Életciklus elemzés (LCA) Funkcióegység: 1 tonna adott típusú PE granulátum

15 Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Természeti erőforrások használata Nyersanyag-kitermelés Szállítás Alapanyag-előállítás Szállítás Granulátum gyártása Szállítás Granulátum csomagolás Szállítás Palackgyártás Szállítás Palack csomagolás Szállítás Disztribúció Szállítás End of Life Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe Kibocsátások a környezetbe

16 Etilén gyártás: üzemi adatok Granulátum előállítás: üzemi adatok Granulátum csomagolás: vállalati adatszolgáltatás Palackgyártás: irodalom és becslések Palack csomagolás: irodalom és becslések Disztribúció: becslés End of Life: irodalom és becslések Szállítási folyamatok: vállalati adatszolgáltatás és becslések Egyéb folyamatok: GaBi 4.2. adatbázisai, melynél a prioritási sorrend a következő: Európai Adatbázis (European Reference Life Cycle Data System Plastic Europe PE International BUWAL Magyar Adatbázis

17

18 (%) 20 0 AP EP GWP ODP POCP ADP FAETP HTTP MAETP TETP Gran.gyárt. Gran.csom. Palack gyárt. Palack csom. Disztribúció End of Life

19 Eredményeket befolyásoló tényezők: Granulátum gyártáshoz és etilén gyártáshoz felhasznált villamos energia Palackgyártás energiaszükséglete End of life (kezelési arányok, anyagspecifikus/kommunális ártalmatlanítási módok) Eredményeket nem befolyásoló tényezők: Veszélyes hulladékégetés Nátrium-hidroxid Csomagolóanyagként felhasznált fa raklap előállítási folyamata Szállítás Anyagspecifikus hulladék lerakási folyamatok (EoL szakasza külön vizsgálva) Veszélyes hulladék deponálása

20 Alapeset: Granulátumgyártás: magyar adatbázis Disztribúció: 750 km Palackgyártás és csomagolás: 50% lengyel, 50 % osztrák End of Life: HU, Anyagspecifikus Változó paraméterek Granulátum gyártás és csomagolás energiaszükséglete: német erőmű adataival (hitelesített adatok), B eset Disztribúció: 5000 km, C eset Palackgyártás és csomagolás energiaszükséglete: 70% lengyel, 30 % osztrák, D eset End of Life: HU, kommunális, E eset EU, Anyagspecifikus, F eset EU, Kommunális, G eset

21 (%) AP EP GWP ODP POCP Alapeset "B" eset "C" eset "D" eset "E" eset "F" eset "G"eset 10 %-nál nagyobb változás AP EP GWP ODP POCP D eset E, F, G esetek F, G esetek ( C, D esetek) E, F, G esetek D, F, G esetek

22 A granulátum gyártás, palackgyártás és EoL életciklus szakaszok játszanak fontos szerepet az eredmények alakulásánál, mindegyik folyamatnak van környezeti előnyei és hátrányai is: Granulátum gyártás gyenge-pont (vegyipari benzin előállítás!): GWP, POCP, ADP Palackgyártás gyenge-pont (enegiatermelés!): AP, HTP, MAETP EoL gyenge-pont: EP, ODP, FAETP, TETP Granulátum csomagolás, palack csomagolás és disztribúció környezeti hatásai kevésbé meghatározók a többi életciklus szakasz vizsgálatánál kapott eredményekhez képest, valamennyi hatáskategóriában.

23 Az eredmények alakulását befolyásoló tényezők: Palackgyártók részesedése (osztrák és lengyel energiatermelési folyamatok különbözősége) A hulladékká vált PE palack végső kezelésének eltérő gyakorlata a különböző országokban, ugyanakkor ez a tényező az általunk vizsgált scenáriókra nem változtatta meg az egyes életciklus szakaszok közötti sorrendet. A különböző alternatívák ( E, F, G eset) hulladéklerakásra és égetéssel történő ártalmatlanításra vonatkozó adatsorai befolyásolhatják a termék teljes környezeti hatását és a életciklus szakaszok közötti sorrendet is, attól függően, hogy régebbi adatokat tartalmazó, ám anyagspecifikus hulladékártalmatlanítási folyamatokkal, vagy friss, naprakész, viszont vegyes összetételű hulladékra vonatkozó ártalmatlanítási folyamatokat vesszük-e figyelembe.

24 Lakossági használt sütőolaj begyűjtésének és biodízellé való feldolgozásának életciklus elemzése Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

25 Mi indokolja az LCA szükségességét? Sütőolaj számokban (Magyarország) Fogyasztás: 13,9 kg/lakos 139,43 ezer tonna Ebből 9,2 kg/lakos a háztartások fogyasztása 92,28 ezer tonna ~35% válik hulladékká EWC nem veszélyes hulladék A 142/2011/EU rendelet szerint a használt sütőolaj élelmiszeripari hulladék - így az éttermekben, vendéglátó-ipari egységekben, konyhákban keletkező mennyiséget össze kell gyűjteni és kezelni kell Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

26 Használt sütőolaj begyűjtés Magyarországon ~8-9 ezer tonna/év begyűjtött mennyiség Ennek csupán 3-5%-a származik a lakosságtól Feldolgozási igény 40ezer tonna/év lenne Lakossági sütőolaj hulladék nagy része a lefolyórendszerben, majd a szennyvíztisztítóban köt ki, másik jelentős része a hulladék közé kerül. Ausztriában az AWV-Öli cég adatai alapján a begyűjtött mennyiség 34%-a származik a lakosságtól Másik része a HORECA-tól érkezik (Hotel-Restaurant- Cafe) nagy gyűjtőedényzetekben Bizonyos tartományokban elérheti az 1kg/fő/év begyűjtött mennyiséget. Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

27 Gyűjtési rendszer - Adatgyűjtés Alapparaméterek Lakossági gyűjtés körzete: 700 ezer fő Begyűjtött fajlagos mennyiség: 0,97kg/fő/év (1,45liter/fő/év) Gyűjtőedény típusa: 3 literes polipropilén vödör Éves vödör veszteség: 15% Gyűjtés járműve: 12t kapacitású autó; rakodásnál: villás emelő A begyűjtött olaj 10%-a maradékanyag, mely biogáz hasznosításra kerül AWV Öli Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

28 Használt sütőolaj biodízellé alakításának előnye Fölösleges növényi olaj szakszerű elhelyezése Hulladéklerakók környezetterhelése csökken Csatornahálózat szennyezésének csökkentése Szennyvíztisztítás terhei csökkennek Helyben van Piacot teremt a használt sütőolajnak Új hasznos piacképes termék készül Biodízel előállítás globális felmelegedéshez való hozzájárulása elhanyagolható a dízel előállításhoz képest Szén-monoxid, nem elégetett szén-hidrogén, szemcsés anyag kibocsátása alacsonyabb, mint a dízelé Elegyítve pozitívan befolyásolja a dízel tulajdonságait Növényi biodízel előállítás nehézségei: növénytermesztés, szállítás, feldolgozás helyettesíthetők Környezetmenedzsment és Logisztika osztály Biodízel negatív tulajdonsága a dízellel szemben Nitrogén-oxid (NO x ) kibocsátása magasabb Fűtőértéke alacsonyabb Motort jobban terheli Drágább (növényekből és nem hulladékból)

29 Life-cycle of UCO GaBi process plan: Mass [kg] Modellépítés biogáz előállítás rendszerhatár növényi olaj növényi olyaj felhasználása használt sütőolaj gyűjtése X előkezelés biodízel előállítás észterifikálás biodízel művelet Kibővített rendszerhatár A használt sütőzsiradékból előállított biodízel, a zsírsav-metil-észter (FAME), EN14214 szabvány FAME minőségi előírásaira. Receptúra (észterezés): 35% repceolaj, 35% napraforgóolaj és 30%használt sütőzsiradék, mely évszaktól függően változik. FAME bekeverési alánya a dízelolajba 5 v/v%. Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

30 Az LCA vizsgálat tárgya vizsgált alternatívák Célok 1. Sütőolaj feldolgozási technológia elemzése 2. Használt sütőolaj teljes életútja 3. End-of-life lehetőségek összehasonlítása (biodízel, lerakás, csatorna) 4. Különböző anyagokból készült üzemanyagok vizsgálata (biodízel használt sütőolajból, biodízel erre a célra termesztett növényből, dízel) Funkcionális egység: 1kg lakosságtól elszállított használt sütőolaj FELHASZNÁLÁS SZÁLLÍTÁS ELŐKEZELÉS, FELDOLGOZÁS NÖVÉNYTERMESZTÉS Környezetmenedzsment és Logisztika osztály HULLADÉK ÜZEMANYAG

31 HATÁSÉRTÉKELÉS Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

32 100% Használt sütőolaj életciklusának környezeti értékelése 80% 60% 40% 20% 0% -20% ADP [MJ] AP [kg SO2-Equiv.] EP [kg Phosphate- Equiv.] GWP 100 years [kg CO2-Equiv.] ODP [kg R11- Equiv.] -40% -60% -80% -100% növényi olaj előállítás felhasználás gyűjtés előkezelés hasznosítás biogáz biodízel Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

33 Használt sütőolaj end-of-life lehetőségeinek összehasonlítása 100,00% 50,00% 0,00% -50,00% ADP [MJ] AP [kg SO2-Equiv.] EP [kg Phosphate- Equiv.] GWP 100 years [kg CO2-Equiv.] ODP [kg R11-Equiv.] -100,00% -150,00% -200,00% -250,00% -300,00% Biodiesel használt sütőolajból Használt sütőolaj hulladéklerakóba kerülése Használt sütőolaj hasznosítás (Magtakarítások nélkül) Használt sütőolaj szennyvíz közé kerülése Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

34 100,00% Különböző anyagokból készült üzemanyagok környezet szempontú összehasonlítása 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% -20,00% ADP [MJ] AP [kg SO2-Equiv.] EP [kg Phosphate- Equiv.] ODP [kg R11-Equiv.] Biodiesel használt sütőolajból (növényi olaj gyártás nélkül) Biodízel repcéből Biodiesel használt sütőolajból (növényi olaj gyártás nélkül) (ecoinvent folyamat) Dízel előállítás Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

35 Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

36 Összegzés Kérdések? Környezetmenedzsment és Logisztika osztály

37 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! zsolt.istvan@bayzoltan.hu timea.molnar@bayzoltan.hu renata.sandor@bayzoltan.hu