Az elektronikus folyóirat megjelenik félévente. 50 oldal terjedelemben. ISSN:

Átírás

1 ECO-Matrix 2009/1

2

3 ECO-Matrix 1. évfolyam 1. szám İsz A szerkesztıbizottság: Tóthné Szita Klára Sára Balázs Gröller György Szerkesztı: Roncz Judit Felelıs Kiadó: LCA Center, a Magyar Életciklus Elemzık Szakmai Egyesület 3519 Miskolctapolca, Iglói u info@lcacenter.hu Az elektronikus folyóirat megjelenik félévente. 50 oldal terjedelemben. ISSN:

4

5 Elıszó Tisztelt Olvasó! Ön az elsı hazai életciklus elemzéssel foglalkozó elektronikus folyóiratot olvassa, amely az LCA Center lapja. Az életciklus-elemzés, még nem terjedt el igazán Magyarországon, bár már több mint egy évtizede hazánkban is voltak ilyen jellegő vizsgálatok egy-egy egyetem vagy kutatóintézet projektjeiben. Újabban viszont úgy tőnik, áttörés van e területen, hiszen egyre több PhD hallgató foglalkozik ilyen jellegő kutatással, és a hazai multinacionális cégek is alkalmazzák a megalapozott környezettudatos döntéseik alátámasztására. A tudományos közéletben azonban hiányzik mindezidáig az a fórum, amely a téma kutatói, szakértıi számára eszmecserét jelenthetne, tudományos közleményeiket bemutathatnák, hozzászólási lehetıségeket kapnának. Az Eco-Matrix ezt a hiányt kívánja pótolni. A lap indításának célja kettıs: egyrészt szeretnénk publikálási lehetıséget biztosítani az életciklus hatásvizsgálat vagy rokon területeken munkálkodó fiatal és tapasztaltabb kutatóknak egyaránt, másrészt a folyóiraton keresztül is szeretnénk népszerősíteni az életciklus-szemléletet, és ezzel együtt a környezet tudatosabb termelıi és fogyasztói attitődök kialakítását, az újabb módszerek, vagy szoftverek megjelenését. A folyóiratban az életciklus hatásvizsgálat elméleti kérdéseinek, a hatásértékelı módszereknek, esettanulmányoknak ugyanúgy helyt biztosítunk, mint a nemzetközi vonatkozású LCA kutatási eredményeknek, konferencia összefoglalóknak, könyvismertetésnek, és az LCA platform rövid híreinek. A folyóirat nevével Eco-mátrix arra is kívánunk utalni, hogy az életciklus szemlélet holisztikus megközelítést igényel, és számos területen alkalmazásra kerülı életciklus-elemzés a terméktervezéstıl a hulladékok sorsának vizsgálatáig, több, egymáshoz szorosan kapcsolódó szektort érint, és az egyes életciklus szakaszok jellemzése mátrixszerően felépülı adathalmaz segítségével lehetséges, amelynek értékelése interdiszciplináris alapokon nyugszik. Az LCA, mint a környezeti menedzsment egyre hangsúlyosabb eszköze megalapozza a marketinget, a fejlesztést, segíti a termékdeklarációt (ökocímke odaítélését), a politikai döntések megalapozását, lehetıséget teremt arra hogy a termelés és fogyasztás is egy fenntarthatóbb irányba mozduljon el. Ezért a folyóirat helyet biztosít olyan publikációknak, amelyek az LCA-t eszközként, alkalmazott módszerként mutatják be. A tanulmányok angol nyelvő összefoglalói révén a hazai LCA kutatások nemzetközi megismertetését célozzuk meg. Reméljük, a jövıben Ön nem csak érdeklıdve olvassa oldalainkat, de saját kutatási eredményeit is közzé teszi hasábjainkon. Bízunk benne, hogy a félévente megjelenı elektronikus folyóiratunk kedvezı fogadtatásra talál. Szerkesztıség nevében: Tóthné Szita Klára

6

7 Tartalom Angol nyelvő absztraktok... 3 Tóthné Szita Klára: Az életciklus-elemzés kialakulása, fejlıdése, értelmezése dióhéjban... 5 István Zsolt, Siposné Molnár Tímea, Tóthné Szita Klára:Magyar energiatermelés értékelése életciklus-elemzéssel... 8 Szalay Zsuzsanna: Életciklus-elemzés az építészetben Sára Balázs: Egy társ az életciklus-elemzéshez: a GaBi szoftver termékcsalád Simon Bálint, Tamaska László, Szakácsné Földényi Rita: Dinamikus rendszermodellek alkalmazhatósága az életciklus-elemzésben Szerzıinkrıl Abstracts of the papers... 3 Klára Szita Tóth: The development of life cycle analysis, it s development and interpretation in brief... 5 Zsolt István, Tímea Molnár Sipos, Klára Szita Tóth: Evaluation of Hungarian energy mix by using LCA... 8 Zsuzsanna Szalay: LCA in architechture Balázs Sára: A teammate for life cycle assessment: the GaBi software family Bálint Simon, László Tamaska, Rita Földényi Szakács: Using dynamical systemmodels in the life cycle assessment Our authors... 44

8

9 Angol nyelvő tartalom és absztraktok - Abstracts of the papers - Szita Tóth, K.: The development of life cycle analysis, it s development and interpretation in brief Life Cycle Assessment is a tool to assess the potential environmental impacts and resources used throughout a product s lifecycle, i.e., from raw material acquisition, via production and use phases, to waste management (ISO, 2006a). This paper gives a short review in nutshell about development of LCA since 1990 years to recently. István, Zs. *, Molnár Sipos, T. **, Szita Tóth, K. : Evaluation of Hungarian energy mix by using LCA The Bay Zoltán Foundation for Applied Research in cooperation with the University of Miskolc is working on the development of the Hungarian electricity mix in the framework of Competitiveness Economic Operative Programme. This paper deals with, the energy production, the environmental effects of the Hungarian electricity industry, and the methodology of development of the energy mix is displayed. At the end of the paper, some results of the analyses evaluated by GaBi software are presented. Szalay, Zs.: LCA in architechture The aim of this study was to come up with a method for the determination of the environmental impacts connected to new residential buildings over their whole life cycle. Based on a thorough literature review of existing methodologies, databases, tools and building-related case studies we identified the problems that this study had to address. For the evaluation of the environmental impacts, Life Cycle Assessment (LCA) proved to be the most suitable method. Sára, B..: A teammate for life cycle assessment: the GaBi software family Talking about life cycle assessment (LCA) the questions concerning software tools cannot be avoided: do we need them, and if yes, why: how does such a tool support LCA experts? We are going to discover the possibilities of such a software by analysing in detail a market leader product: GaBi. GaBi helps to carry out a high quality and efficient LCA work thanks to its characteristics: continuous industry-driven and industry-proven development; consistent and welldocumented databases; flexible, transparent and clear engineering approach in modelling by Sankey diagrams; powerful functions for impact assessment and interpretation; definition of variable parameters to carry out scenario and sensitivity analyses; life cycle costing and life cycle working time; specific functions for communication to decision makers; simple versions for beginners and more complex tools for sustainable product development in compliance with EU directives. Simon, B. *, Tamaska, L. **, Földényi Szakács, R. *** : Using dynamical system-models in the life cycle assessment Abstract: The goal of this paper is finding the resolution for one of the weaknesses of life cycle modeling. This weakness is the steady state attribute. The use of parameters in LCA by softwares can release this limit. This study cover more cases how can converts the parameters a statical model to a dynamical. At the impact assessment phase the parameters can used to dynamization with parameter variations, and scenario analysis. The case studies comes from the waste management, dairy, electricity generation, etc. Keywords: steady state, dynamization, parameters, case studies 3

10 4

11 Az életciklus-elemzés kialakulása, fejlıdése, értelmezése dióhéjban Tóthné Szita Klára* *Miskolci Egyetem, Gazdaságtudományi Kar, Világ- ás Regionális Gazdaságtan Intézet, Az elsı életciklus szempontú vizsgálatok a késı hatvanas években láttak napvilágot a 70- es években bekövetkezı energia árrobbanást követıen, majd hosszabb szünet után a 90-es évektıl indul hihetetlen nagymértékő fejlıdése szerte a világon. Az elsı komolyabb tanulmányt 1993-ban publikálták, amely egy Európai Útmutató az életciklus elemzéshez. Az LCA különösen a kezdetekben sok kétkedéssel találkozott, de a kilencvenes évek közepétıl egyre biztatóbb eszköznek bizonyult és több és több mővelıje lett. Az ISO - Nemzetközi Szabványosítási Szervezet TC/207 mőszaki bizottsága a 90-es évek elején az SC 5 albizottságban kezdte meg a módszer szabványosítását, a környezeti menedzsment rendszerek es sorozatán belül, a francia AFNOR vezetésével. Az életciklus elemzés a környezeti terhelések objektív értékelési folyamata, amely termékhez, technológiához vagy bármely tevékenységhez kapcsolódhat (SETAC, 1996) Az ISO 14040:2006 szabvány szerint olyan szisztematikus eljárás sorozat, amely a bölcsıtıl a sírig számba veszi és értékeli a környezeti hatásokat. Európában Svájc, Németország, Hollandia, Dánia, Svédország, Finnország vezette a kutatásokat, Amerikában a Franklin intézet, Japánban, Kanadában részben a SETAC 1 -hoz kapcsolódva folytak kutatások, közép és Kelet-Európa gyakorlatilag kimaradt ezekbıl a fejlesztésekbıl. Ausztrália a 90-es évek végén kapcsolódott be. Az LCA fejlesztések ma szervesen kapacsolódnak a fenntarthatóság elérését biztosító projektekhez. A nemzetközi LCA folyóirat immár több mint 10 éves múlttal rendelkezik, emellett LCA dokumentumok sorozat is megjelenik negyedévente, és egy internetes LCA vitafórum is mőködik. A SETAC rendszeres LCA workshopokat és 1 Society of Environmental Toxicology and Chemistry. konferenciákat rendez, Az Európai K+F programok keretében is több LCA kutatást végeztek, és nemzetközi hálózatokat építettek ki. A több mint 200 taggal mőködı LCA Network, 2 Helias A. Udo de HAES és Nicoline WRISBERG (1996) nevéhez kapcsolódik. Par OLSSON (1998) által kialakított LCA NetFood közel 40 fıvel kezdte meg az LCA élelmiszerekre történı adaptációjának vizsgálatát. Az LCA módszertana a kezdetektıl sokat fejlıdött, és ma már egyre hitelesebb eszközként fogadják el WEIDEMA (2000), úgy is, mint a fenntarthatóság megvalósításának egyik eszközét. Az élelmiszerekre történı alkalmazásban az integrált láncmenedzsment bevezetését CEUTERICK (1998) szorgalmazta. A tisztább termeléssel való összekapcsolása elsısorban az ausztrál kutatásokban jelenik meg, míg Európában, Amerikában és Japánban is az integrált termékpolitikához és az elérhetı legjobb technikákhoz is kapcsolódik az életcikluselemzés. A SETAC és a UNEP a nemzetközi szabványosítási folyamatban az elérhetı legjobb gyakorlatot szeretné elısegíteni, ennek érdekében nemzetközi konferenciákat és workshopokot rendeznek a módszerek tökéletesítése érdekében. Több web oldalon Internet vitafórum is mőködik a leggyakrabban felmerülı kérdésekrıl. Az EU Zöld Könyve az integrált termékpolitikára COM (2001) 68 szintén az LCA-ra épít a termékre összpontosított környezetpolitika megvalósításában, amikor a zöldebb termékek piacának erısítését kívánja megvalósítani. A környezettudatos terméktervezés, az öko-design, az EUP direktíva életbelépése az életciklus elemzés egyre szélesebb körben való alkalmazását jelenti. 2 European Network for Strategic Life-Cycle Assessment Research and Development Helias A. Udo de Haes and Nicoline Wrisberg Chairman and Coordinator of LCANET. 5

12 Az életciklus fogalma a közgazdaságtanban ismeretesen a mikrogazdaság ciklikusságához, illetve az innovációhoz kapcsolódó fogalom, amely Schumpeter munkássága alapján került be a közhasználatba. Eredetileg termékre vonatkoztatva értelmezték, azt az idıtartamot értve alatta, amely valamely termék, termékcsoport elıállításának kezdetétıl, illetve piacon való megjelenésétıl a gyártás befejezéséig, illetve a piacról való kikerüléséig tart. Késıbb kiterjesztették a technológiára, sıt a szervezetekre, mindenek elıtt a vállalkozásokra is, összefüggésben a vállalatok stratégiai tevékenységével, a beruházásokkal, illetve a vállalatok küldetésének, hosszú távú céljainak változásaival. Az életciklus vizsgálatának, elemzésének értelmét az adja, hogy minden szándékolt vagy megvalósult innováció (termék, technológiai és szervezeti) eredményességének mércéje a befektetés megtérülése. A szándékolt innováció egyik legfontosabb döntési kritériuma, a megvalósított beruházás értékelésének az alapja a megtérülési idınek és az elért profittöbbletnek az ismerete. A termék életciklust leíró görbe az idı függvényében mutatja az eladott (eladható) termékmennyiséget vagy termelési értéket, és általában logisztikus, telítıdési tendenciát jelez. A technológiai és bizonyos értelemben a szervezeti életciklus görbén - amely több termék életciklust is magában foglalhat - viszont az idı függvényében az egységnyi termékköltséget ábrázoljuk, ami az esetek többségében a költséggörbék általános, U alakú képét mutatja. A gazdasági értelemben vett életciklus természetszerőleg mindig valamely adott ciklusban elıállított teljes termékmennyiségre, meghatározott ideig mőködı technológiára és létezı szervezetre vonatkoztatható. A környezetgazdálkodásban használatos életciklus fogalom az elıbbinél sokkal újabb kelető, jószerivel mintegy évvel ezelıtt, az 1990-es évtized elején jelent meg. A fogalom kialakulását és használatának elterjedését a környezettudományok fejlıdése által indukált, a környezettel összefüggı felfogás generális megváltozása idézte elı. E változási folyamat lényegét abban foglalhatjuk össze, hogy a gondolkodás, a cselekvési programok, feladatok megfogalmazása a környezetvédelemrıl a környezetgazdálkodásra, a keletkezett károk elhárításáról, hulladékok eltőntetésérıl azok megelızésére, a környezeti szempontból fenntartható fejlıdés lényegének meghatározására tevıdött át. Ebben az értelemben az életciklus valamely termékre, technológiára vagy szervezetre úgy vonatkoztatható, hogy a megszületésétıl a haláláig, a bölcsıtıl a sírig terjedı idıszakot öleli fel. Az életciklus vizsgálata az erre az idıtartamra esı teljes, környezetre gyakorolt hatásra kiterjed. Input oldalról a meg nem újítható, illetve korlátozottan megújítható erıforrások felhasználására, output oldalról mindenféle környezeti károsításra, károkozásra kiterjed a gyártás és a használat, valamint a megsemmisítés láncolatában, mennyiségileg (naturáliákban és/vagy pénzben) meghatározva ezeket. Az életciklus hatásvizsgálat (LCA - Life Cycle Assessment) értelmét és célját éppen az adja, hogy megkeressük azokat a termékeket, technológiákat és szervezeteket, amelyek egy adott szükséglet kielégítésére az adott feltételek között egységnyi idıtartam alatt (általában 1 évre számítva) a legkedvezıbb, optimális környezeti összhatást, tehát a lehetı legkisebb környezetterhelést adják. Az elemzés a környezeti hatások ismeretében elısegítheti a meglévı korszerősítését, fejlesztését csakúgy, mint annak kicserélését, újjal való felváltását. A két felfogás szerinti életciklus és azok elemzése tehát más-más tırıl fakad, tartalmuk egymástól eltér, ezért egyik a másikat nem helyettesíti. Ugyanakkor meg is férnek egymással, bizonyos tekintetben kiegészítik egymást, hiszen mindkettı az innovációhoz kötıdik, az innováció értékelésére szolgál. Ha a gazdasági szabályozás kellıen felhasználja mindkettıt a vállalati (és tegyük hozzá, felhasználói, fogyasztói) magatartás befolyásolására, együttesen hasznos eszközök, módszerek lehetnek a döntési folyamatokban. Ezt tükrözi az LCA módszertani fejlıdése, vagy amikor a fenntarthatósági értékeléseknél a környezeti szempontú LCA az életciklus költség elemzéssel (LCC) és a társadalmi életciklus elemzéssel SLCA) együtt jelenik meg. 6

13 Az életciklus-elemzés a környezeti hatásoknak széles körét lefedi és azon felül a különbözı kategóriák közötti összehasonlításokra is lehetıséget ad. Az életciklus leltárelemzés segítséget nyújt a potenciális konfliktusok felmérésére, sorozatos vagy visszafordítható károsítások mérésére, és utólagosan elemzett környezeti károsodás költséghatékonyság mérésére. Az életciklus-elemzés újabb alkalmazásaiban a döntéselemzést elısegítendı gyakran találkozunk az anyag és energiaáramok csökkentésének életciklus alapján történı hatás modellezésével (Sandén és Karlsröm, 2007). Részleges egyensúlyi elemzéseket is több szerzı végez, amelyek vizsgálják a globális ellátási lánc földterülethez kapcsolódó hatását és a mezıgazdasági mővelés regionális hatását (Udo de Haes, H., 2006.) A hatékonyságmérésben a profit és költségmegtakarítások játszanak központi szerepet, nı az igény a megtakarítások lehetıségeinek kimutatására. A vizsgálaokt gyakran más erıforrások növekvı igényéhez is kapcsolódik. A szcenárióelemzésekben is jól használható az LCA (Weidema et al., 2004, Börjeson et al., 2006.). Gyakrabban használják olyan kérdések megválaszolására, hogy mi fog történni; mi történik, és hogyan tudjuk a specifikus célokat elérni. Jelentıs fejlıdés történt a rendszerhatárok és az allokáció kérdésében, az elmúl években megvalósult az alábbi rendszerhatár típusok meghatározásának pontosítása: a mőszaki és környezeti határok, a szignifikáns és a kevésbe jellemzı folyamatok közötti határok, és a technológiai rendszer és más technológiai rendszerek közötti vizsgálatok határai. Specifikus eszközöket használnak és fejlesztettek ki a leltár-adatbázisok esetében, az alrendszerek modellezésében, és a folyamategységek értékelésében. Emellett az inputoutput elemzések tekintetében is jelentıs változás következett be az elmúlt évtizedben, amely elvezet az életciklus költségelemzéshez Finnveden, G., et al., Miközben az Interneten elérhetı LCA irodalmak köre hihetetlen gyorsan fejlıdik, és a nemzetközi folyóiratokban is több LCA-hoz kapcsolódó publikáció lát napvilágot, s már öt hazai életciklus konferencia is megrendezésre került, ennek ellenére a magyar nyelven elérhetı publikáció elenyészı számban található. Az LCA Európai platform, az LCA alapú gondolkodás meghonosodása egyre inkább felveti azt az igényt, hogy az életciklus elemzés magyar nyelven is elérhetı monográfiája a Miskolci Egyetemen megjelent jegyzet után kiadásra kerüljön. Felhasznált irodalom [1] Bo rjeson, L., Ho jer, M., Dreborg, K.-H., Ekvall, T., Finnveden, G. (2006): Scenario types and techniques towards a user s guide. Futures 34, [2] Finnveden, Michael Z. Hauschild, Tomas Ekvall, Jeroen Guine e, Reinout Heijungs, Stefanie Hellweg, Annette Koehler, David Pennington, Sangwon Suh (2009): Review Recent developments in Life Cycle Assessment Journal of Environmental Management 1-21 [3] Sandén, B. és Karlsröm, M. (2007): Positive and negative feedback in consequential lifecycle assessment. J. Clean. Prod. 15, [4] Udo de Haes, H., How to approach land use in LCIA, or how to avoid the Cinderella effect? Comments on Key elements in a framework for land use impact assessment within LCA. Int. J. LCA 11, [5] Weidema et al., 2004 [6] Weidema, B., Notten, P., Suh, S. (2006): Prioritising within the product-oriented nvironmental policy The Danish perspectives. J. Indust. Ecol. 10 (3),

14 Magyar energiatermelés értékelése életcikluselemzéssel István Zsolt*, Siposné Molnár Tímea**, Tóthné Szita Klára*** *osztályvezetı, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Gyártástechnikai és Logisztikai Intézet, Környezeti menedzsment osztály, ** tudományos munkatárs, Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Gyártástechnikai és Logisztikai Intézet, Újrahasznosítás Osztály, *** egyetemi docens, Miskolci Egyetem GTK Világ- és Regionális Gazdaságtan Intézet Humán ErıforrásTanszék, A Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány a Miskolci Egyetemmel konzorciumban (alvállalkozó: KM-Projekt Kft.) dolgozott a hazai on-line LCA adatrendszer kialakításán a GVOP program keretében. A projekt kidolgozását az indokolta, hogy LCA adatbázis eddig nem létezett Magyarországon. Ennek kiépítése hiánypótló, ugyanis a már kiépített nemzetközi adatbázisok nem tükrözik a hazai energiaszektor elemeit és az alkalmazott technológiákat. Következésképpen a nemzetközi adatsorok nem a hazai viszonyokra érvényes környezetterhelést mutatják. A projekt kifejlesztett adatsorai a nemzetközi kutatásban eddig elért eredményekre épülnek, hazai energiahatékonysági elemeket is tartalmazzák, és az új technológiák környezeti hatásainak mérésén is alapulnak. Hazai on-line adatbázis Környezeti desing alapú fejlesztés Objektív környezeti értékelés könnyebb elérése Fenntartható fejlıdés, környezetvédelem Környezetbarát termékek, technológiák Energiahatékonyság A termékek negatív környezeti hatásainak csökkentése 1.ábra: A projekt céljai A hazai energiapiac jellemzıi, trendjei A villamosenergia-ipar reformja ben kezdıdött el, mikor megszületett és hatályba lépett a villamos energia termelésérıl, szállításáról és szolgáltatásáról szóló évi XLVIII. törvény, megalakult a Magyar Energia Hivatal, majd 1995-ben elkezdıdött a szektor vállalatainak privatizációja. A privatizáció több lépcsıben valósult meg. Jelenleg az erımővek nagy részben, az áramszolgáltatók (a liberalizáció következményeként ma már hálózati és szolgáltató társaságok) 100%-ban magántulajdonban vannak. Az Európai Unió törekvései az egységes belsı piac létrehozására magával hozta az energiaszektor liberalizálását, ennek hatására január 1-jén hatályba lépett a villamos energiáról szóló évi CX. törvény. A versenypiaci fogyasztás növekedése és a közüzem zsugorodása a piacnyitás kezdete óta folyamatosnak mondható. 8

15 A közüzemi fogyasztást szezonális ingadozás jellemzi (nyáron csökken, télen nı a villamosenergia-fogyasztás), a mennyiség azonban évrıl évre csökken. Eközben a szabad piaci fogyasztás viszonylag kiegyensúlyozott növekedést mutat ben az elızı évhez képest megduplázódott a megújuló energiaforrások villamosenergia-termelésre történı alkalmazása. A legnagyobb növekedés a biomassza felhasználás terén következett be, amely több mint kétszerese az elızı évinek. Jelentısen (kb. 50%-kal) növekedett a szélerımővek termelése is az elızı évihez képest, beépített teljesítményük pedig még nagyobb arányban (a évi 3,25 MW-ról 17,475 MW-ra) nıtt. [forrás: Magyar Energiahivatal] Mindezekkel a megújuló energiával termelt villamos energia részaránya meghaladta az ország által az EU felé 2010-re vállalt 3,6%- ot. (GWh) ,6 0 0,6 0,5 2, ,3 39,9 32,3 35,35 38,7 (%) ,7 29,2 24,8 27,2 24,41 19, ,8 28,8 35,2 35,61 34,5 16,3 11,7 3,4 5,9 4,8 2,21 1, Megújuló energiaforrások Atomenergia Szén Földgáz Kıolaj 2. ábra: A villamos energiatermelés %-os megoszlása Magyarországon között. Forrás: Magyar villamos energia rendszer éves statisztikai adatai alapján. A hazai villamos energia közel 40%-át a Paksi Atomerımőben termelik meg, a fennmaradó 60% felét szenes, másik felét pedig szénhidrogén-tüzeléső erımőveink biztosítják. Korábbi elméletek szerint a kimerülı fosszilis energiahordozókat a nukleáris energia fogja kiváltani. Mára már világossá vált, hogy a megújuló energiaforrásokat kell elınyben részesíteni ban Magyarországon a villamosenergia termelés közel 1%- át fedezték megújuló forrásokból, 2004-ben 2,4 %-át az EU-s vállalások szerint 2010-re ez az érték 3,6% kell legyen. A Magyar Energiahivatal közleményei alapján Magyarországon 2005-ben a megújuló energiával termelt villamos energia részaránya meghaladta az ország által az EU felé 2010-re vállalt 3,6%-ot. 9

16 Megújuló energiafelhasználás növelésének lehetıségei A megújuló energia részarány növelése energiapolitikai-, vidékfejlesztési és környezetgazdálkodási szempontok miatt, valamint az EU felé történı vállalásaink miatt egyaránt fontos mind környezeti, mind pedig szociális szempontból: ig kb GWh/év többlet megújuló villamos energia termeléssel számolhatunk. A 2010-es értékhez viszonyítva 2025-ig belépı új megújuló villamos energia elérheti a 3200 GWh-t. Számos kockázati tényezı, bizonytalanság figyelembevételével 2003-as évhez képest a reális tervezési szint a teljes megújuló villamos energia termelésre 4000 GWh. (GWh) Hulladékégetés Fotovillamos Szélenergia Vízenergia Biogáz Szilárd biomassza Geotermia ábra: Megújuló energia elıállítása. Forrás: Országjelentés a megújuló energiahordozó bázisú villamosenergia elıállítás helyzetérıl, Budapest, 2006.február. A magyar energiaszektor elemzése A vizsgálat célja: a Magyarországon elıállított elektromos áram környezeti hatásainak értékelése Adatgyőjtés: Az elemzéshez az erımővektıl közvetlenül begyőjtött adatokat használtuk fel, 2004 és 2005 évre vonatkozóan. Láthatóan a magyar energia-mix 2 év adatait tartalmazza, mely a következıkkel magyarázható: Azoknál az erımőveknél, ahol szükség volt környezetvédelmi beruházásra, fejlesztésre, azok döntıen már 2004-tıl az új technológia szerint üzemeltek. Azokban az esetekben, ahol 2004 folyamán olyan technológiai korszerősítésre került sor, melynek következtében jelentısen javult a létesítmény környezeti teljesítménye, ott jobbnak láttuk a 2005.évi adatok bekérését. Így, ha nem is egy évbıl származnak az adatok, de a jelenlegi állapotot mindenképpen jobban tükrözik. 10

17 A szállítási- és nyersanyag kitermelési folyamatok modellezéséhez a GaBi adatbázis adatait, valamint az Európai LCA adatbázis adatait használtuk fel. A szállítási adatok begyőjtése is megtörtént az energiatermelı egységektıl. A szállítás értékeléséhez az egyes anyagok szállítási módjait konkretizálni kell. (közúti (tehergépjármő méret szerint tovább osztva), vasúti (diesel, villany, illetve átlag ), légi, vízi, vezetékes (különbözı típusú csıvezetékek)) A szállítás értékelése szállított anyagmennyiség és a transzport távolsága alapján történt. A funkcionális egység esetünkben 1 MJ elıállított elektromos energia. A funkcionális egység mely gyakorlatilag az életcikluselemzés tárgya, bevezetésére a különbözı termelési rendszerek összehasonlíthatósága érdekében van szükség. 4. ábra A magyar villamos energiatermelés modellje Az energiatermelés input-output elemzése Az életciklus leltár elemzés elvégzéséhez minden input és output áramot számításba veszünk. Az inputoknál minden esetben szerepelnek a vegyszerek, karbantartási anyagok, csomagolóanyagok, irodai tevékenység során használt és az erımővek által specifikált egyéb anyagok. A vízfelhasználásnál a technológiai és ivóvíz mennyiségét meg kell határozni. Az outputok esetében a technológiai kibocsátási adatok mellett a kommunális veszélyes és nem veszélyes hulladékokat is fajtánként figyelembe vesszük. Továbbá a zajterhelés mértékének meghatározása is szükséges minden esetben. A továbbiakban a technológiai inputokat és outputokat vesszük számba az egyes erımőtípusok esetében. Figyelembe véve a tüzelıanyagok %-os megoszlását az energiatermelésben, a következı táblázatban bemutatjuk, hogy Magyarországon 1 MJ elektromos energia elıállítása milyen input áramokat igényel összességében, illetve az ezzel járó környezeti hatásokat. (Megjegyezzük, a kapott eredmények pontossága, nagymértékben függ az energiatermelı egységektıl kapott adatok megbízhatóságától). 11

18 Tüzelıanyag Vegyszerek Urán 3,79E-07 kg Ammónia 1,60E-04 kg Lignit 5,55E-02 kg Nátrium-hidroxid 6,22E-05 kg Barnaszén 2,02E-02 kg Hidrogén-klorid 7,97E-05 kg Olaj 4,44E-02 kg Mész-hidrát 8,37E-06 kg Földgáz 4,65E-02 m 3 Vas-szulfát 3,97E-05 kg Biomassza 1,66E-02 kg Addipin-sav 2,62E-06 kg Veszélyes hulladék 3,31E-04 kg Kálium-permanganát 6,57E-06 kg Települési szilárd 5,56E-03 kg Egyéb 1,39E-07 kg hulladék Vízigény Mészkıpor 4,66E-03 kg Technológiai célú 2,08E-02 m 3 Kálcium-oxid 1,44E-05 kg Szociális célú 5,92E-04 m 3 Lignit koksz 9,44E-07 kg Karbamid 9,82E-06 kg Önfogyasztás Égetett mész 9,43E-05 kg Villamos energia 1,01E-01 MJ Hıenergia 2,98E-01 MJ 1. Táblázat: 1 MJ villamos energia elıállításához átlagosan szükséges inputok Magyarországon, Villamos energia 1 MJ Nem veszélyes hulladékok Hıenergia 1,04E-00 MJ Kommunális hulladék 4,48E-04 kg Emissziók levegıbe Üveg 8,63E-10 kg Szén-dioxid 1,74E-01 kg Fa 9,54E-10 kg Szén-monoxid 4,68E-05 kg Papír 3,25E-08 kg Nitrogén-oxidok 1,84E-04 kg Fém 7,01E-06 kg Kén-dioxid 9,05E-05 kg Mőanyag 2,99E-09 kg Por 4,67E-06 kg Alumínium 5,02E-05 kg Ólom 3,18E-07 kg Bontási hulladék 6,12E-08 kg Kloridok 2,81E-06 kg Salak 1,21E-01 kg Fluoridok 7,58E-08 kg Vegyszermaradék 2,46E-08 kg Radioaktív emissziók 3,38E+02 Bq Ipari hullakék 5,87E-06 kg Veszélyes hulladék Szennyvíz Szennyvíziszap 1,80E-05 kg Hőtıvíz 1,26E-03 kg Olajiszap 1,58E-07 kg Sótalan víz 6,52E-05 kg Salak 2,67E-03 kg Szennyvíz 1,61E-04 kg Pernye 4,40E-03 kg BOI 1,18E-06 kg Filter por 8,92E-04 kg KOI 3,20E-06 kg Olaj 5,55E-05 kg Foszfor 2,46E-08 kg Egyéb 1,26E-03 kg Nitrogén 1,54E-08 kg Radioaktív hulladékok Nátrium ion 1,28E-07 kg Nagy aktivitású radioaktív hulladék 2,15E-11 m 3 Kálium ion 1,72E-08 kg Kis- és közepes aktivitású folyékony radioaktív hulladék 2,12E-08 m 3 Ammónium / ammónia 1,65E-14 kg Kis- és közepes aktivitású szilárd radioaktív hulladék 6,32E-09 m 3 Olaj 7,04E-15 kg Radioaktív izotópok 1,44E+02 Bq Gipsz 8,62E-03 kg 2. Táblázat:1 MJ villamos energia elıállításához átlagosan szükséges outputok Magyarországon, 2005 Megjegyzés: az atomenergia radioaktív hulladékának hatásai nem kerültek számszerősítésre. 12

19 Az energiatermelés környezeti hatásainak értékelése A hatásokat megfelelı módszer segítségével CML értékeljük, az értékeket pedig 1 MJ-ra vonatkoztatjuk. Így az értékek alapján az egyes erımővekbıl származó elektromos áram környezeti szempontból értékelhetıvé válik. Hatáskategóriák Globális felmelegedésre gyakorolt hatások Savasodási Potenciál Eutrofizációs Potenciál Humán Toxicitási Potenciál Fotokémiai Ózonképzıdési Potenciál Ózonréteg vékonyodás Erıforrások csökkenése Földi ökotoxicitás Tengervízi Ökotoxicitás Édesvízi ökotoxicitás 3. Táblázat: CML 2001 módszer szerinti hatáskategóriák Referencia kg CO2-Eqyenérték kg SO2-Egyenérték kg Foszfát-Egyenérték kg DCB-Egyenérték kg Etilén-Egyenérték kg CFC11-Egyenérték kg SB-Egyenérték kg DCB-Egyenérték kg DCB-Egyenérték kg DCB-Egyenérték A vizsgálat eredményei két vizsgált esetre vonatkoznak: 1.eset: 1 MJ energia elıállítás környezeti hatásai a különbözı típusú erımővekben 2.eset: 1 MJ elektromos energia elıállításának környezeti hatásai Magyarországon. Tehát az elemzendı rendszerben az erımővek típusonként aggregáltan jelennek meg, és olyan mértékben járulnak hozzá az energia környezeti hatásaihoz, amilyen arányban a teljes hazai villamos energiatermelésben részt vettek. 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Egyéb Szállítás Erımő Erıforrások 0 Biomassza (szén,gáz) Szén Gáz Lignit (biom) Hulladék Nukleáris Olaj 5. ábra: Globális Felmelegedési Potenciál (GWP) 1.eset Eredmények 1.eset Globális felmelegedés [kg CO2-Equiv.]Ebben a hatáskategóriában a hulladékégetés környezeti hatásai bizonyultak a legnagyobbak, mely szinte teljes egészében az erımővi üvegházhatású gázok kibocsátásból származik. A második legnagyobb környezeti hatást a széntüzeléső erımővek mutatják ebben a hatáskategóriában, bár itt már az erımővi emissziók mellett, a szénbányászat környezeti hatásai is jelentıs hozzájárulást mutatnak. 13

20 0,0014 0,0012 0,001 0,0008 0,0006 Egyéb Szállítás Erımő Erıforrások 0,0004 0, Biomassza (szén,gáz) Szén Gáz Lignit (biom) Hulladék Nukleáris Olaj Savasodás [kg SO2-Equiv.] A biomassza és széntüzeléső erımővek adják a legnagyobb hozzájárulást a savasodási potenciálhoz. Az adatok azt mutatják, hogy az egyes erımőtípusok esetében az erımővi 6. ábra: Savasodási Potenciál (AP) 1.eset savas emissziókból származik a környezeti hatások nagyobb hányada, a gáztüzeléső erımővek kivételével, mert ott az erıforrások kitermelése okoz nagyobb környezeti hatást. 0,018 0,016 0,014 0,012 0,01 Egyéb Szállítás 0,008 0,006 0,004 Erımő Erıforrások 0,002 0 Biomassza (szén,gáz) Szén Gáz Lignit (biom) Hulladék Nukleáris Olaj 7. ábra: Humán Toxicitási Potenciál (HTP) 1.eset Emberi egészségre gyakorolt hatások [kg DCB-Equiv. ] Az emberi egészségre gyakorolt hatásai a hulladékégetésnek mely fıként az erımővi kibocsátásokból ered messze magasabbak a többi erımőtípushoz viszonyítva, melyeknél a nyersanyag-kitermelés folyamata adja a legnagyobb hozzájárulást a humán toxicitáshoz. A fenti elemzés eredményeibıl leolvasható, hogy a szállítási folyamat környezeti hatásai 14

21 nem jelennek meg gyenge pontként az egyes hatáskategóriákban. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% AP EP FAETP GWP HTTP MAETP ODP POCP TETP ADP Olaj Nukleáris Hulladék Lignit (biom) Gáz Szén Biomassza (szén,gáz) 8. ábra: Összefoglaló táblázat (100%-ra normalizált értékek) 1.eset A fenti összefoglaló diagramból látható, hogy számos hatáskategóriában (Globális felmelegedés, Humán toxicitás, tengervízi ökotoxicitás, földi ökotoxicitás) a hulladékégetés környezeti hatásai a legnagyobbak. A széntüzeléső erımővek környezeti hatásai is jelentısek valamennyi hatáskategóriában, valamint a biomassza tüzeléső erımővek környezeti hatásai sem túl kedvezık. A biomassza tüzelés esetén mindez azzal magyarázható, hogy a vizsgált erımővek egyrészt nem tisztán biomassza tüzelésőek, hanem biomassza szén, biomassza földgáz vegyes tüzelést kell alatta érteni, másrészt pedig a biomassza alatt e vizsgálatok esetében különbözı erdıgazdaságokból származó tőzifát jelentenek. 100% 80% 60% 40% 20% Olaj Nukleáris Hulladék Lignit (biom) Gáz Szén Biomassza (szén,gáz) 0% AP EP FAETP GWP HTTP MAETP ODP POCP RAD TETP ADP 9. ábra: Összefoglaló táblázat 2.eset 15

22 Eredmények 2.eset A 2. eset eredményei azt az esetet mutatják, amikor az elemzésnél figyelembe vettük, hogy 1 MJ elektromos áram felépítésében milyen energiatermelési módszer milyen súllyal szerepel. Az eredmények alapján látható, hogy Magyarországon 1 MJ villamos energia elıállításának környezeti hatásai döntıen a gáztüzeléső erımővekbıl származnak, melynek oka, hogy a magyar villamos energiatermelésben játszott szerepe 2005-ben 34,5 % volt. Felhasznált irodalom [1] Magyar Villamos Energia Rendszer 2005.évi statisztikai adatai [2] Magyar Energiahivatal [3] Erımővektıl kapott adatok [4] GaBi4 Life Cycle Assessment Software [5] MSZ EN ISO [6] Hazai on-line LCA adatrendszer kialakítása a vállalkozások környezetbarát fejlesztésének támogatására, GVOP /3.0 Életciklus-elemzés az építészetben Szalay Zsuzsanna* *Okleveles építészmérnök, BME Épületenergetikai Tanszék. zsuzsa.szalay@yahoo.com Bevezetés Az Európai Unió teljes energiafogyasztásának mintegy 40 %-át az épületek üzemeltetése, építése és karbantartása teszi ki. Az épületek élettartama ráadásul évben mérhetı, ezért egy-egy döntés hosszú évtizedekre kihat. Mindezek miatt az épületek energiahatékonyságának javítása és közvetve az üvegházhatású gázok kibocsátásnak csökkentése politikai, gazdasági és környezetvédelmi érdek. Ezt célozzák az Uniós irányelvek és a nemzeti szabályozások, amelyek közül a legutóbbi a 2002/91/EC direktíva alapján 2006-ban hazánkban is bevezetett épületenergetikai rendelet (TNM 7/2006). Az új épületenergetikai szabályozás követelményrendszere három szintő: A legalsó szint a szerkezetek hıátbocsátási tényezıjének szintje. A hıátbocsátási tényezı alatt itt a szerkezet átlagos hıátbocsátási tényezıje értendı (pl. acélbetétetekkel átszúrt hıszigetelés, favázas fal, ablak esetén). 16

23 A második szint az épület fajlagos hıveszteségtényezıjének (q) szintje, amely minden, az épületre jellemzı adatot tartalmaz, de csak ezeket. A fajlagos hıveszteségtényezı a transzmissziós veszteségek és a hasznosított sugárzási nyereségek összege 1 K hımérsékletkülönbség esetén és 1 m 3 főtött térfogatra vetítve (W/m 3 K). A transzmissziós veszteség az épülethatároló szerkezetek hıátbocsátási tényezıjének és területének szorzatösszegébıl és a csatlakozásoknál, csomóponttoknál fellépı hıhídveszteségbıl tevıdik össze. Mind a fajlagos hıveszteségtényezı, mind az összesített energetikai jellemzı követelményértéke az épület lehőlı felület/ főtött térfogat arányának függvényében van megadva. A legfelsı, harmadik szint az összesített energetikai jellemzı (Ep) szintje. Az öszszesített energetikai jellemzı az épületet és az épületben lévı épületgépészetet együtt jellemzi: ez az épület primerenergiában kifejezett összfogyasztása, amely tartalmazza a főtés, használati melegvízellátás, szellıztetés, hőtés és világítás energiaigényét, illetve a rendszerveszteségeket és a berendezések önfogyasztását (ventilátorok, szivattyúk). Az összesített energetikai jellemzıbıl az épület saját rendszerei által például napelemmel, napkollektorral vagy kogenerációval - termelt energia levonható. A követelményérték padlófelületre és évre vonatkozik (kwh/m 2 a). Az épület akkor felel meg a követelményeknek, ha a követelményrendszer mind a három szintjét teljesíti! A szabályozás a korábbi szabályozásokhoz képest komplexebb szemlélető, hiszen az épület és az épületgépészet együttesét vizsgálja. Szintén elıremutató, hogy az energiaigényt primer energiában fejezik ki, ezzel közös nevezıre hozva a különbözı energiahordozókat. A primer energia váltószámok azonban nem feltétlenül felelnek meg a tényleges helyzetnek, hiszen ezek hivatalosan megadott, az energetikai stratégiát vagy más szándékokat tükrözı számok. A megújuló energiaforrások elterjesztését például nulla vagy nagyon alacsony váltószámok segítik, de az energiacsúcsok letörése érdekében alacsonyabb a vezérelt, éjszakai áram váltószáma is az általános áramhoz képest (1. táblázat). A másik probléma, hogy a primer energia ugyan bizonyos környezeti indikátorokkal jól korrelál, másokkal a kapcsolat azonban kevésbé szoros. Attól függıen, hogy milyen környezeti problémát vizsgálunk, a primer energiaigény nem mindig a legjobb jellemzı. Még egy problémát kell megemlíteni a direktívával, és általában a jelenlegi szabályozásokkal kapcsolatban: a teljes életciklusra vonatkozó energiaigény optimalizálása helyett a fı cél mindig az épület üzemeltetési energiaigényének csökkentése. A nyersanyagok kitermelése, az építıanyagok gyártása, az épület karbantartása, a hasznos élettartam végén az elemek cseréje, majd végül az épület lebontása és az anyagok ártalmatlanítása is energiát igényel, és ezzel hatással van a környezetre. A szabályozás tehát már sok szempontból kedvezı, és várhatólag pozitív irányban mozdítja el az épületek energetikai teljesítményét, de néhány kérdésben még továbbgondolást igényel. A cikk bemutatja egy lehetséges módszer, az életciklus-elemzés épületekre történı alkalmazását és helyét az építészeti tervezésben egy példán keresztül, valamint foglalkozik egy magyar építıipari leltár-adatbázis létrehozásával. 17

24 e Elektromos áram 2,50 Csúcson kívüli elektromos áram 1,80 Földgáz 1,00 Tüzelıolaj 1,00 Szén 0,95 Főtımővi távfőtés 1,20 Távfőtés kapcsolt energiatermelés 1,12 Tőzifa, biomassza 0,60 Megújuló 0,00 1. táblázat: Primer energia átalakítási tényezık az épületenergetikai szabályozásban (TNM 7/2006.) Az életciklus-elemzés Ma a termékek környezeti szempontú értékelési módszerei közül a legelfogadottabb, tudományosan is leginkább elismert az életciklus-elemzés (angolul Life Cycle Assessment LCA). Az életciklus-elemzés elsı komoly gyakorlati alkalmazása az eldobható, újrahasznosítható palackok és a visszaváltható üvegek összehasonlítása volt. Az alapelveket és módszertant az EN ISO nemzetközi szabványsorozat rögzíti [2]. Az életciklus-elemzésben elıször meghatározzuk a vizsgált folyamat be- és kimeneteit (nyersanyag- és energiafelhasználás, emissziók, hulladékok), majd a vizsgált funkcionális egységre, például 1 kg építıanyagra, 1 m 2 falszerkezetre vagy egy teljes épületre vonatkoztatjuk. Az elemzés lényege, hogy a termék teljes élettartamát és minden hatást figyelembe vesz a bölcsıtıl a sírig, ezzel kiküszöböli a problémák áthárítását az egyik életszakaszból, földrajzi helyrıl vagy környezeti közegbıl a másikba. A termékhez kötıdı emissziókat és egyéb környezeti hatásokat aztán hatáskategóriákba vagy környezeti problémákhoz soroljuk. Ilyen például a klímaváltozás - globális felmelegedés, amelynek mértékegysége a kilogramm CO 2 - egyenérték. A különbözı üvegház gázok globális felmelegedés potenciálját a CO 2 - hoz viszonyítva határozzák meg. A metán az üvegház hatás szempontjából például a CO 2 -nál 21-szer erısebb hatású gáz, így 1 kg metán 21 kg CO 2 -egyenértéknek felel meg [3]. A termék környezetre gyakorolt hatása a különbözı hatáskategóriákban kapott eredményekkel jellemezhetı. Mivel azonban sok hatáskategória létezik, a termékek összehasonlítása korántsem egyszerő. Sokszor az a cél, hogy a környezetbarátságot a lehetı minél kevesebb, lehetıleg egy számmal lehessen jellemezni, a súlyozás vagy átlagolás azonban mindenképpen szubjektív elemeket visz az elemzésbe. Épületek életciklus-elemzése Épületek esetében az életcikluselemzésnek két fı célja van általában: hotspot elemzés vagyis a kritikus pontok kimutatása: a termék, azaz ebben az esetben az épület környezeti szempontokat figyelembe vevı továbbfejlesztése, tervezése, a környezetileg legjelentısebb terhelést okozó pontok meghatározásával. Összehasonlító elemzés: két vagy több rendszer, például épületszerkezeti megoldás összevetése. Az épületek életciklus-elemzése felvet néhány speciális kérdést is. 18

25 Funkcionális egység Mint más termékek esetében is, épületek esetén is kritikus a funkcionális egység helyes megválasztása. Ezt természetesen elsısorban az elemzés célja határozza meg. Egy építıanyag fejlesztése esetén megfelelı lehet például 1 kg anyagra vonatkoztatni. Különbözı építıanyagok környezeti hatását azonban félrevezetı lehet a kilogrammra vetített energiaigénnyel vagy üvegházhatás potenciállal jellemezni. Ha 1 kg fát hasonlítunk öszsze 1 kg téglával vagy 1 kg hıszigetelı anyaggal, könnyen téves következtetésekre juthatunk, hiszen más az anyagok sőrősége, hıvezetési tényezıje, az épületben betöltött funkciója, stb. Az építıanyagokat összehasonlítani ezért mindig rendszerben vizsgálva lehet, ami jelenthet például 1 m 2 falszerkezetet vagy még inkább egy teljes épületet. Így már figyelembe lehet venni az épületszerkezeti kialakítást, a karbantartási igényt, a szerkezet hıveszteségét, a valószínő bontási és hulladékkezelési eljárást, stb. Teljes életciklus A vizsgálat céljától függıen különbözı idıtartamot vehetünk figyelembe, vizsgálhatjuk például külön az építıanyag gyártását ( a gyárkapuig ). Ha azonban a funkcionális egység a teljes épület, a teljes életciklus optimalizálására kell törekednünk, amibe beletartozik az építıanyagok gyártása, beépítése, az épület használata, üzemeltetése, a karbantartási igények, valamint a bontás, hulladékkezelés is. Az épület teljes életciklusát az 1. ábra mutatja. Hatáskategóriák A hatáskategóriák kiválasztása minden életciklus-elemzésben nehéz és nagyban befolyásolja az eredményeket. A következı módszerek használatát javasoljuk: Kumulatív energiaigény: ez a módszer áll a legközelebb az épületenergetikai szabályozásokban már bevált primer energiában kifejezett energiaigényhez. A primer energia átalakítási tényezıkkel szemben ez a termék elıállításához, üzemeltetéséhez szükséges tényleges görgetett energiaigényt adja, megújuló és nem megújuló bontásban. CML-hatáskategóriák: a hatásértékelés egyezményes módszere, amelyet az EN ISO szabványok is javasolnak. Ezen belül a tudományosan leginkább elfogadott kategóriák az éghajlatváltozás (GWP), savasodás (AP), sztratoszferikus ózonréteg károsodása (ODP), eutrofizáció (EP) és a foto-oxidánsok képzıdése - nyári szmog (POCP). Ennél a módszernél az eredmények értelmezése vet fel kérdéseket, hiszen a különbözı kategóriák nem hasonlíthatóak össze egymással, súlyozásuk pedig csökkenti a tudományos értéket. Eco-indicator 99: A módszer elınye, hogy a környezeti és emberi károsodások összevonhatóak három indikátorrá (erıforrások kimerülése, az emberi egészség károsodása és az ökoszisztéma minısége). A normalizálás és súlyozás tudományosan jól megalapozott. Épületek esetében sok más indikátor is felmerülhet, például az emberi egészséget befolyásolja a komfortérzet, az akusztika, a belsı levegı minısége, a természetes megvilágítás is. Ezek az indikátorok azonban még nem eléggé ki forrottak. 19

26 Bizonytalanságok A bizonytalanságok minden életcikluselemzésre jellemzıek, épületek esetén ez a kérdés azonban talán még fontosabb. A beépített anyagok sokfélesége, az adatok szórása, a szállítási távolságok, a karbantartás gyakorisága, magának az épületnek az élettartama, a hosszú idıtáv miatt kérdéses hulladékkezelési szcenárió nagyban befolyásolják az eredményeket. Nem szabad elfeledkeznünk arról sem, hogy az épületet lakók lakják, használják, akik maguk is hatással vannak az okozott környezetterhelésre, például főtési idényben megkívánt hımérsékleti szint megválasztása vagy az ablaknyitási szokások befolyásolják a főtési energiaigényt. Egy példa Az életciklus-elemzés alkalmazását az építészeti tervezésben egy különleges épület, a mindössze 7 m 2 alapterülető microcompact home 3 példájával illusztráljuk [1]. Münchenben az egyetemi kollégiumok folyamatos férıhely gondokkal küzdenek, az akadémiai év elején kb diák keres kedvezı árú, ideiglenes szállást. A problémát eddig konténerek felállításával oldották meg, ahol a diákok akár hónapokat is eltöltöttek. Az egyetemi szervezet azonban ennél megfelelıbb megoldást keresett, amikor megbízta a Richard Horden építészirodát (Horden, Cherry, Lee, Achitects London valamint Lydia Haack + John Höpfner Architects) egy környezetbarát, gazdaságos és bárhol felállítható lakódoboz megtervezésével. A micro-compact 3 Minden jog fenntartva Richard Horden 1. ábra: Az épület életciklusa home - m-ch egy könnyő minimállakás, amiben az összes lakófunkció a nappali/háló/konyha/fürdı megtalálható, de mindez egy mindössze 2,65 m élhosszúságú kockában. Ezt a hely optimális kihasználásával valósították meg: a konyha padlója alatt nagy tárolót alakítottak ki, az étkezıasztalhoz tartó padokat a padlóba süllyesztették; a felhajtható ágy az asztal fölött van; az elıtér egyben fürdıszobaként is funkcionál. A prototípus 2005 nyarán készült el, majd ıszre egy 7 kockából álló falut építettek a kampusz területén. A moduláris szerkesztés lehetıvé teszi a kockák tetszıleges kombinációját, a kockák között kialakuló zöld felületek, a teraszok közösségi funkciót töltenek be. 20

27 Nem jeleníthetı meg a kép. Lehet, hogy nincs elegendı memória a megnyitásához, de az sem kizárt, hogy sérült a kép. Indítsa újra a számítógépet, és nyissa meg újból a fájlt. Ha továbbra is a piros x ikon jelenik meg, törölje a képet, és szúrja be ismét. 2. ábra: A micro-compact home (fotók: DETAIL, A. Leiber-Spiegel online, Süddeutsche Zeitung) Az életciklus-vizsgálatának fı célja a doboz fejlesztési irányának kijelölése volt. A vizsgálat funkcionális egységének egy lakódoboz választottunk, 20 éves idıtartam alatt. Az életciklus minden szakaszát figyelembe vettük, a megelızı folyamatokkal együtt, pl. a nyersanyagok kitermelése, az energia elıállítása. A prototípus favázas szerkezettel, polisztirol hıszigetelés kitöltéssel, PVC belsı burkolattal, epoxigyanta padlóval és alumínium külsı homlokzattal készült, üzemben elıregyártva. A beépített anyagmennyiségeket, a gyártási hulladék mennyiségét, a gyártás energiaigényét a gyártó szolgáltatta. A vizsgált idıtartam alatt nagyobb felújítást nem vettünk figyelembe. A főtést gázzal, a meleg vizet elektromos melegítıvel állítják elı. A főtési és esetleges hőtési energiaigényt az EnergyPlus nevő dinamikus szimulációs programmal számítottuk, a többi energiaigényt szabványok alapján vettük fel. A hulladékkezelésnél azt feltételeztük, hogy a fát eltüzelik és a hıt hasznosítják, a PVC-t, acélt és alumíniumot visszaforgatják és újrahasznosítják. Az életciklus-elemzés a német GaBi 4.0 szoftverrel készült. 21

28 3. ábra: Az épület nem megújuló kumulatív primer energiaigénye A CML-hatáskategóriákat, valamint a nem megújuló kumulatív energiaigényt vizsgáltuk. Az épület nem megújuló primer energiaigényét a 3. ábra mutatja. Míg a szakirodalom szerint a beépített energia egy átlagos épületben a főtési energiaigény %-a, itt ez az arány közel 1:1(!). A beépített energia javára tolja el a mérleget a nagy környezetterheléső anyagok (pl. alumínium) alkalmazása, az épület sajátosságaiból adódó magas fajlagos beépített anyagfelhasználás és a feltételezhetıen rövid élettartam. A microcompact home vizsgálati eredményei ezért nem tekinthetık reprezentatívnak. Az épület használati melegvíz igénye is arányaiban jóval magasabb, mint általában, hiszen ez nem az épület alapterületével függ össze, hanem a használók számával. A melegvíz készítés ráadásul elektromos árammal történik, aminek nagy a primer energiatartalma. A beépített anyagok közül a legnagyobb környezetterheléssel az alumínium, az extrudált polisztirol és a PVC használata jár. Az alumínium elıállítása még úgy is nagyon intenzív folyamatnak bizonyult, hogy figyelembe vettük az újrahasznosítási lehetıségeket. Az elemzés alapján a legfontosabb terület az építıanyagok megválasztása és a főtési és melegvíz energiaigény csökkentése. A következı javaslatokat tettük: Kisebb környezeti hatást okozó anyagok beépítése. A PVC cseréje linóleumra, CO 2 -dal habosított extrudált polisztirol alkalmazása. A gyártási folyamat optimalizálása, a gyártási hulladékarány csökkentése. A hıveszteségek csökkentése. Mivel a falvastagság korlátozott, vákuum hıszigetelés beépítése. A melegvíz energiaigény csökkentése. Mivel maga a vízigény nem csökkenthetı (ez a használótól függ), az energiahordozó változtatása jöhet szóba. A gázmelegítık környezetileg kedvezıbbek, de ez több helyet igényelne. Ugyanez a probléma a napkollektorokkal is: a melegvíz tartály nem fér el a házban. Megoldást jelent a tartály földben való elhelyezése, pl. a doboz alatt, ezzel azonban a szállíthatóságot korlátozzuk. Megfontolandó az elektromos energia fotovoltaikus cellákkal való elıállítása. Az m-ch második generációja javaslataink alapján már vákuum panelekkel épült, a napelemek pedig elıtetıt formálnak. 22

29 Magyar adatok? Minden életciklus-elemzés alapja a jó minıségő adatbázis. Míg az épület főtési energiafogyasztása statikus módszerekkel vagy dinamikus szimulációval viszonylag jól modellezhetı, a létesítési környezetterhelést nemzeti statisztikai adatokból (pl. egyes iparágak energiafelhasználása) lehet becsülni, vagy a gyártási folyamat pontos megismerése és az anyag- és energiaáramok, emissziók mérése alapján lehet megítélni. Az utóbbi módszer megbízhatóbb eredményeket ad, és ha egy adott termék elıállítását reprezentatív módon lefedi, az adatok jól használhatóak országos vagy térségi szinten is. Magyarországon az életciklus-elemzés viszonylag rövid múltra tekint vissza, így egyelıre kevés ilyen adat áll rendelkezésre. Az Épületszerkezetek építésökológiai és - biológiai értékelı rendszerének összeállítása az építési anyagok hazai gyártási/elıállítási adatai alapján c. OTKA kutatás egyik célja egy hazai építıanyag életciklus adatbázis létrehozása volt [4]. Ennek érdekében kérdıívet dolgoztunk ki, amely viszonylag egyszerő, de kitér a legfontosabb jellemzıkre (a gyárra vonatkozó általános adatok, a gyártás bemenetei a vizsgált termékre vonatkozóan, a gyártás kimenetei a vizsgált termékre vonatkozóan, a szállítással kapcsolatos adatok). A kérdıívet 20 magyar építıanyag gyártó céghez juttattuk el, a visszajelzési ráta azonban igen csekély volt. Ezek után az irodalmi kutatások alapján legmegfelelıbbnek látszó svájci ecoinvent adatbázis megvásárlása és Magyarországra való adaptálása mellett döntöttünk. A jellemzıen importból érkezı termékek esetén átlagos európai modulokat használtunk, a Magyarországon gyártott termékek esetén azonban a következı szempontok szerint módosítottuk az adatbázist: A svájci elektromos árammix összetétele lényegesen különbözik a hazaitól. A svájci árammixben domináns a vízi- és az atomenergia, míg Magyarországon a fosszilis tüzelıanyagokkal mőködtetett erımővek és az atomenergia a legfontosabbak. Környezeti hatások szempontjából ennek megfelelıen a svájci értékek jóval alacsonyabbak a magyar értékeknél. A nagyobb szállítási távolság miatt a magyar földgáz primer energiatartalma az európaihoz viszonyítva kb. 10%-al magasabb. Az ecoinvent modulokat saját modulokkal egészítettük ki, például a tégla vagy a vályogtégla gyártására rendelkezésre álltak hazai adatok is. Az adatbázisban az anyagra jellemzı értékek összevonva szerepelnek: az építıanyag gyártási környezetterhelése; az építıanyag a gyártól a felhasználás/építés helyszínére való szállításának környezetterhelése; az élettartam végén keletkezı hulladék kezelésének környezetterhelése. Az anyag beépítésétıl függı, a használatüzemeltetés alatt a környezetre gyakorolt hatást a szerkezetek és az épület szintjén vettük figyelembe. Az adatbázis a következı anyagcsoportokat tartalmazza: kövek és feltöltések; habarcsok, helyszíni és száraz vakolatok; beton; falazóelemek; kerámiatermékek; fedések; üvegek; hıszigetelések; fatermékek, faalapú lemezek, favédıszerek; fémek és felületkezelésük; mőanyag késztermékek; festékek. Az adatbázis az építıanyagokon kívül energiahordozók környezetterhelését is tartalmazza. 23

30 Az adatbázis minısége jónak mondható. A jövıben azonban mindenképpen cél a hazai gyártók érdeklıdésének felkeltése és hazai, reprezentatív gyárfelméréseken alapuló adatok győjtése. Ez fontos lehet, hiszen elképzelhetı, hogy vannak technológiai különbségek a hazai és svájci gyártás között. A villamos energia viszonylagos olcsósága miatt például Svájcban valószínő nagyobb arányban alkalmaznak elektromos főtéső kemencét. Az alapanyagok, nyersanyagok beszállítása más távolságról, esetleg más szállítóeszközzel történhet. Az életciklus vizsgálatok elvégzése a gyártóknak is érdeke, hiszen hasznos, a környezeti szempontú termékfejlesztést elısegítı információkhoz juthatnak, az eredményeket pedig felhasználhatják a marketing tevékenységben vagy környezeti védjegyek megszerzésében. Összefoglalás Az irodalmi adatok és saját kutatások is azt igazolják, hogy egy átlagos hazai lakóépületben a kumulatív beépített energia és az ehhez kapcsolódó környezetterhelés % a főtéshez képest a teljes életciklus alatt. A főtési energiaigény csökkentése ezért kiemelt fontosságú. A beépített energia is fontos szerepet kap azonban a következı esetekben, amit jól mutatott az m-ch példája is: rövid élettartamú épületszerkezetek, épületek; az épület térfogatához képest nagy mennyiségő anyag; A beépített anyagok hatása épületfelújítás és energiahatékony épületek (passzív, nullenergiás házak) esetében is jelentıs lehet. Az életciklus-elemzés megfelelı és jól használható eszköz az építészeti tervezésben is, épületek, épületszerkezeti rendszerek optimalizálásában. A jó minıségő vizsgálathoz azonban jó adatok szükségesek. Az ecoinvent adatbázis Magyarországra adaptált változata ehhez megfelelı alapot nyújt, de továbbfejlesztést igényel, lehetıleg a hazai gyártócégek bevonásával. Felhasznált irodalom: [1] Szalay, Zs., Barbara Nebel: Ökobilanz für das micro-compact home - Vorstudie. Holzforschung München, szeptember. [2] MSZ EN ISO 14040:1998 Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Alapelvek és keretek. [3] Guineé J. (Ed.): Handbook on Life Cycle Assessment. Operational guide to the ISO standards. Kluwer Academic Publishers Dordrecht [4] Medgyasszay Péter, Szalay Zsuzsa, Tiderenczl Gábor, Zorkóczy Zoltán: Épületszerkezetek építésökológiai és -biológiai értékelı rendszerének összeállítása az építési anyagok hazai gyártási/elıállítási adatai alapján. Kutatási jelentés, OTKA T/F ,

31 Egy társ az életciklus-elemzéshez: a GaBi szoftver termékcsalád Sára Balázs FEBE ECOLOGIC Az életciklus-elemzés (LCA) alkalmazása esetén nehezen elkerülhetı a szoftverek kérdése: vajon szükségük van rá, s ha igen, miért: miben segíti az életciklus-elemzıket egy ilyen szoftver? Az egyik piacvezetı termék, a GaBi példáján keresztül ismerjük meg, milyen lehetıségeket rejt magában egy ilyen eszköz! Szó lesz a GaBi mindazon jellemzıirıl, amelyek segítenek az LCA munkát magas szakmai színvonalon és hatékonyan elvégezni: az ipari igényeket követı és az ipar által ellenırzött folyamatos fejlesztés; konzisztens és alaposan dokumentált adatbázisok; rugalmas, átlátható és világos mérnöki megközelítést alkalmazó modellezés Sankey diagramokkal; hatékony funkciók a hatáselemzéshez és kiértékeléshez; változó paraméterek definiálása különbözı életciklus-változatok összehasonlításához és érzékenységvizsgálathoz; life cycle costing és life cycle working time ; speciális funkciók a döntéshozókkal történı kommunikációhoz; egyszerőbb verziók kezdıknek és összetettebb változatok az EU direktivákat is figyelembe vevı fenntartható terméktervezéshez. LCA hozzávalók, avagy miért kellenek a szoftverek Az életciklus-elemzés egy alkalmazott módszer, azaz mindig valamilyen adott vállalati (vagy akár közigazgatási) probléma megoldására alkalmas. A probléma vonatkozhat a környezeti szempontból elınyösebb alternatívák meghatározására, a környezettudatos stratégiák meghatározására, vagy esetleg a környezeti kommunikáció hatékonyságára és megbízhatóságára. Ilyen és hasonló esetekben fogalmazódik meg az a cél, hogy megkönnyítsük a környezeti minıség vizsgálatát, irányítását, javítását, bemutatását: azaz integrálását a döntéshozatali folyamatokba. Erre egy lehetséges módszer az LCA, amely alkalmas a potenciális környezeti hatások számszerősítésére a teljes életciklus figyelembevételével. Ha már adott a probléma és a cél, kezdetét veszi az LCA szakmai része és ennek keretében olyan feladatokat kell elvégezni, mint az adatok győjtése, rendszerezése, feldolgo- Mi könnyítheti meg az LCA eljárást? Elıször is a személyes szakmai tapasztalat: mint bármely más szakmában, minél több esettel zása és dokumentációja az életciklus legkülönbözıbb szakaszairól, majd a hatásvizsgálat, gyenge pontok meghatározása, környezeti javítások elemzése, következetesség- és érzékenység-vizsgálat stb. Gyakran fogalmazódnak meg kritikák az LCA-val kapcsolatban, miszerint ez az eljárás túlságosan idıigényes, túl sokba kerül és nem állnak rendelkezésre megfelelı adatok az életciklus minden folyamatáról. Ezen kritikák részben jogosak, habár az ISO es szabványok pontos iránymutatást adnak az LCA minden egyes szakaszára nézve és ezek következetes betartása nagyban segíti a hatékony munkát. Ennek ellenére mégis igaz, hogy könnyő eltévedni az adatok dzsungelében és gyakran nehéz rátalálni a megfelelı információkra a rendelkezésre álló irodalomból. Az eredmények értelmezésénél is elıfordul, hogy ezek nehezen illeszthetık a terméktervezés, vagy a vállalati környezetirányítás dinamikus rendszerébe. találkozik az ember és old meg különbözı módszertani problémákat, annál egyszerőbbé és hatékonyabbá válik a munka. 25

32 A tapasztalat kapcsán jutunk el az LCA-hoz használt eszközök, azaz adatbázisok és szoftverek kérdéséhez. Gyakorlatilag nem másról van szó, mint az LCA területén tapasztalattal rendelkezı szervezetek (kutatóintézetek, egyetemek, tanácsadók stb.) termékeirıl, amelyekben a felhasználó rendelkezésére bocsátják tudásuk és szakmai információik egy részét. Ezekben a termékekben ipari folyamatok környezeti mérlegével, környezeti hatásvizsgálati módszerekkel és az LCA módszertani problémáinak megoldásával kapcsolatos adatbázisok és funkciók találhatók. Emellett a szoftverek egyértelmő elınye a számtalan adat kezelésének és feldolgozásának megkönnyítésében rejlik, mind az életciklus modellezési szakaszában, mind pedig az eredmények kiértékelésénél. A fent leírtaknak megfelelıen érdemes olyan szoftverek vizsgálatával foglalkozni, amelyek kifejlesztése hosszú évek tapasztalataira épül. Ilyen a jelen tanulmányban bemutatásra kerülı GaBi. GaBi bemutatkozik 20 évvel ezelıtt indult meg a GaBi nevő szoftver fejlesztése a Stuttgart Egyetem IKP (ma LBP) intézetében. A GaBi szó, a német Ganzheitliche Bilanzierung rövidítése, angolul pedig a Life Cycle Engineering definíciót használják a szoftverrel kapcsolatban. Ekkor indult el egy sokéves kutatási folyamat, amelynek célja egy olyan adatbázis kiépítése volt, amely alkalmas összetett ipari termékek, mint pl. személygépkocsi, vagy elektromos berendezések életciklus elemzésére. Az adatbázis kiépítése a kezdetektıl ipari partnerek bevonásával zajlott és számos iparágra kiterjedt (acél, alumínium, mőanyag, vegyipar stb.). Az elsıdleges cél a saját LCA tevékenységhez szükséges információk tárolása volt, ill. az ehhez szükséges matematikai mőveletek elvégzésének megkönnyítése. Így indult útjára a GaBi és mára egy egész termékcsaláddá alakult, amely a különbözı felhasználói igényeknek megfelelı formában áll rendelkezésre. A szoftver kereskedelmi értékesítése is csak utólag indult be, a piaci igényeknek megfelelıen. A Stuttgart Egyetem LCA kutatócsoportjából nıtt ki a szoftver mai forgalmazója, a PE International tanácsadó cég, amely a mai napig szorosan együttmőködik az egyetemmel. A két szervezet több mint 100 LCA szakembert foglalkoztat, amely a világ jelenleg legnagyobb ilyen típusú szakmai erıforrása. A GaBi termékcsalád legfontosabb tagja a GaBi4, amely az életciklus-elemzés, ill. életciklus-mérnökséghez szükséges információk és funkciók teljes arzenálját kínálja. Alkalmazása mindazon vállalatoknak és kutatócsoportoknak ajánlott, ahol az egyszerőbb elemzésektıl az összetett vizsgálatokig terjed a tevékenységi kör. A GaBi4-et ma kb. 600 szervezet szakembere használja a világ minden táján. 4 4 A felhasználók közül néhány: Ipar: BMW, DaimlerChrysler, Ford, General Motors, Isuzu, Mitsubishi, Nissan, Porsche, Toyota, VW, Continental, Bayer, BASF, DuPont, Henkel, Solvay, Bosch, Hyundai Electronics, Motorola, Siemens, Alcan, Nokia, Rio Tinto, Siemens, Solvay, Sydney Water, Timberland, Unilever, Armstrong Word Industries stb. Kutatóintézetek: Öko-Institut, Wuppertal Institut (Németország), Tänikon (Svájc), ENEA (Olaszország), National Research Council of Canada (Kanada), CSIRO (Ausztrália), National Institute for Environmental Studies (Japán), Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Alapítvány-Logisztikai és Gyártátechnikai Intézet stb. Egyetemek: Universität München (Németország), Lappeenranta University of Technology (Finnország), Norwegian University of Science and Technology (Norvégia), University College Galway (Írország), EMPA Dübendorf (Svájc), Università di Firenze (Olaszország), Ecole Polytechnique de Montreal (Kanada), University of California, Berkeley (USA), Deakin University (Ausztrália), University of Tokio (Japán), Miskolci Egyetem stb. 26

33 Adatbázisok a GaBi4-ben Egy LCA szoftverrel kapcsolatban leggyakrabban feltett kérdés a rendelkezésre álló adatbázisokra vonatkozik. Ezek az adatbázisok ipari folyamatok környezeti mérlegét tartalmazzák: a mérleg egyik oldalán a folyamathoz szükséges nyersanyagok listája áll a fogyasztott mennyiséggel (pl. ásványi anyagok, energiaforrások, víz stb.), a mérleg másik oldalán pedig a folyamat termékei, hulladékai és kibocsátásai (levegı, víz, talaj). Minél gazdagabb egy szoftver ipari folyamatokban, annál nagyobb segítséget nyújt az életciklus modellezésében. A GaBi4 professzionális változata mintegy ezer folyamat környezeti mérlegét tartalmazza. Ezek a következı forrásokból származnak: a PE International és a Stuttgarti Egyetem által győjtött és feldogozott adatok, amelyek a különbözı iparágak legfontosabb, ill. az életciklus elemzések során leggyakrabban használt folyamatait tartalmazzák, az ELCD-European Life Cycle Database, az Európai Bizottság által támogatott EU adatbázis folyamatai, az európai mőanyag-gyártók szervezete által fejlesztett PlasticsEurope adatbázis (régebben APME) adatai, amelyek értelemszerően elsısorban mőanyagok elıállításával kapcsolatosak, a svájci BUWAL adatbázis folyamatai, amelyek csomagolóanyagok elıállítására vonatkoznak. Az alap, professzionális adatbázison túl rendelkezésre állnak további adatbázis modulok (jelenleg 15), amelyekkel a felhasználó tovább gazdagíthatja saját adatbázisát. Ezek elsısorban a következı iparágakra specifikus adatokat tartalmaznak: szerves vegyi anyagok, szervetlen vegyi anyagok, energia, acél, alumínium, nemesfémek, egyéb fémek, mőanyagok, felületkezelés, építıipar, elektronika, textil, mezıgazdaság, hulladékhasznosítás. A svájci Ecoinvent Centre által fejlesztett általános adatbázis szintén hozzáférhetı GaBi formátumban. Az adatbázisok kérdésével kapcsolatban fontos azt megjegyezni, hogy egy adatbázis minısége nem csak a benne szereplı folyamatok számától függ. Elıfordul, hogy egyes gazdag adatbázisok kellemetlen meglepetést tartogatnak: nyilvánvalóan változó minıségő, nem egységes, hiányosan dokumentált folyamatokkal találkozunk. Megállapítható, hogy a GaBi fejlesztıi különös gondot fordítanak az adatbázisok konzisztens fejlesztésére. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy minden egyes folyamatot ugyanolyan módszertani megközelítéssel hoznak létre (hasonló rendszerhatárok, allokációs módszerek, azonos anyag és energiaáramok alkalmazásával stb.) és a külsı forrásból származó adatokat (pl. a fent említett PlasticsEurope, BUWAL stb.) is erre a GaBi-formátumra igyekeznek alakítani. Ilyen módon a felhasználó bátran alkalmazhatja az adatbázis különbözı folyamatait az életciklus modellezéséhez, a vizsgálat egészének egységes minısége biztosított. Az adatok pontos dokumentálása is lényeges kérdés, hiszen ennek segítségével tájékozódhatunk a felhasznált adatok minıségérıl, ill. dönthetünk azzal kapcsolatban, hogy menynyire reprezentatívak ezek az adatok az általunk modellezett életciklushoz. A GaBi dokumentációs rendszere mindig is az áttekinthetıségre törekedett, a közelmúltban pedig gyökeres fejlesztésen esett át: jelenleg a GaBi minden folyamata az EU adatbázis (ELCD) formátuma alapján dokumentált, azaz részletes és áttekinthetı információt ad az adatok minıségével és származásával kapcsolatban. 27

34 Habár LCA körökben az adatbázis elnevezés elsısorban ipari folyamatok környezeti mérlegére vonatkozik, lényeges a szoftverek hatásvizsgálati módszerekkel kapcsolatos adatbázisainak kérdése is. Az életciklus modellezését követıen ezek a módszerek teszik lehetıvé az életciklus lehetséges környezeti hatásának kifejezését néhány indikátor segítségével (pl. a globális felmelegedésre, az emberre gyakorolt toxicitásra, a szmog képzıdére vonatkozóan). Számos ilyen módszert fejlesztettek ki az LCA területén aktív kutatóintézetek és természetesen az adott projekt céljaitól függ, hogy melyiket alkalmazzuk. A GaBi4 legfrissebb változata mintegy száz ilyen módszert tartalmaz (CML 96, CML 2001, EDIP 97, EDIP 2003, EPFL 2002+, TRACI, Ecoindicator 95 és 99 stb.) és ezzel gyakorlatilag lefedi a jelenleg legelterjedtebben használt módszereket. GaBi4 funkciók: Life Cycle Assessment Az LCA kezdeti szakaszában, miután az elemzés célja és tárgya (funkció-egység, rendszerhatárok stb.) meghatározásra kerültek, általában a közvetlenül hozzáférhetı adatok győjtése következik. Ez a kérdéses ipari folyamat részletes vizsgálatára és az ezzel kapcsolatos adatok (input és output) összegyőjtésén alapszik. Az így begyőjtött adatokat a felhasználó közvetlenül beviheti a GaBi4-ban létrehozott új folyamatba. 1. ábra: Saját adatok bevitele mőanyag palack elıállítása (nem valós adatok) Az ilyen új folyamatok létrehozásakor lehetıség van: a környezeti mérleg ellenırzésére, vagyis az input és output oldal tömegének, ill. energiatartalmának gyors számítására, az adatok származásának és a folyamat teljességének dokumentálására, a folyamat referencia áramának automatikus megváltoztatására, azaz az inputok és outputok gyors átszámítására. 28

35 Miután létrehoztuk a saját folyamatainkat, ill. megtaláltuk a GaBi4 adatbázisokban ez életciklus felépítéséhez szükséges egyéb folyamatokat, kezdetét veszi mindezen folyamatok láncba, ill. hálóba szervezésével a teljes életciklus modell felépítése. A GaBi4-ben erre ún. Sankey diagramok segítségével van lehetıség, amelyek teljes és áttekinthetı képet adnak az életciklusról és lehetıséget nyújtanak a modell gyors és rugalmas fejlesztésére: a modellben felhasznált folyamatok referencia-árama, ill. a folyamatban esetlegesen alkalmazott allokációs módszerek egyszerően meghatározhatók, lehetıség van a folyamatok megfelelıségének és az életciklus-modell teljességének dokumentálására, a folyamatokat összekötı anyag- ill. energiaáramok mennyisége folyamatosan ellenırzés alatt tarthatók. Emellett a Sankey diagramok elınye abban is rejlik, hogy különbözı ábrázolási módok határozhatók meg, amelyek segítségével olyan folyamatábra hozható létre, amely bátran alkalmazható a projekt bemutatására alkalmazott jelentések, publikációk és prezentációk elkészítéséhez: a folyamatok könnyen átnevezhetık (pl. fordítás esetén), a diagram színezhetı és lehetıség van ábrák és megjegyzések beillesztésére. Ezzel elkerülhetı egyéb, folyamatábrák létrehozására használt programok alkalmazása az életciklus szemléltetésére. 2. ábra: Életciklus modell készítése Mőanyag palack gyártása, életciklus szakasz Az életciklus modellezését a környezeti hatásvizsgálat és a gyenge pontok meghatározása követi. A GaBi balancing funkciója automatikusan elvégzi az életciklus teljes anyag-, ill. energiamérlegének számítását, majd a fent említett hatásvizsgálati módszerek kiválasztásával jutunk a kívánt eredményekhez. 29

36 3. ábra: Hatásvizsgálat Mőanyag palack teljes életciklusa Az egyes környezeti hatáskategóriák esetében fontos információ a legkritikusabb életciklus folyamatok ill. ezek legjelentısebb input, vagy output áramainak meghatározása. A GaBi4 gyenge-pont vizsgálatra specifikus funkciója felhasználóbarát módon teszi egyértelmővé, hogy melyek az életciklus legkritikusabb pontjai. 4. ábra: Gyenge pont meghatározása globális felmelegedési potenciál vizsgálata (GWP) A GaBi hatáselemzı funkciója természetesen alkalmas a normalizációs és súlyozási módszerek alkalmazására is. Egyéb specifikus funkciók segítik az eredmények gyors értelmezését. Ezek közül néhány: az életciklus folyamatai különbözı kritériumok alapján csoportosíthatók (pl. termelı folyamatok, szállítási folyamatok stb.) és lehetıség van ezen csoportok környezeti hatásának külön vizsgálatára, a táblázatokban látható számok kijelölésével diagramok készíthetık, statisztikai elemzés végezhetı el az elemzés minıségét illetıen: átfogó képet kaphatunk a felhasznált adatok származásáról, a folyamatok megfelelıségérıl és az elkészített modell teljességérıl. 30

37 A GaBi4 bemutatásával nem célunk a szoftver részletes leírása, csupán a leglényegesebb funkciókról ejtettünk szót. Ezeken kívül a szoftver számtalan egyéb, különbözı módszertani problémák kezelésére alkalmas funkciót rejt magában. Az LCA funkciók összefoglalásának zárásaként fontos kiemelni a GaBi felhasználóbarát jellegét, amely bármely szoftver esetén fontos tényezı: GaBi4 funkciók: Life Cycle Engineering az adatbázisok és adatok könnyen kezelhetık (aktiválás, másolás, létrehozás, változtatás, import/export stb.), hatékony keresı funkció áll rendelkezésre, folyamatosan lehetıség van a létrehozott modellek mentésére és archiválására, help on line funkció. Az eddig leírt funkciók segítségével egy teljes életciklus elemzés elvégezhetı: meghatározhatók az életciklus gyenge pontjai és a lehetséges környezeti javításra vonatkozó stratégiák. A gyakorlatban ez még nem jelenti a vizsgálatok lezárását: ekkor veheti kezdetét azon elemzések sorozata, amellyel különbözı életciklus forgatókönyvek vizsgálatával és összehasonlításával pontosan meghatározzuk az elérendı környezeti javításhoz szükséges mőszaki paramétereket. Ezek a paraméterek vonatkozhatnak energiahatékonyságra, szállítási távolságokra, újrahasznosítási arányra, kibocsátási hányadra stb. A GaBi4-ben ezek létrehozására és elemzésére vonatkozó funkciók teszik lehetıvé az ún. Life Cycle Engineering vizsgálatokat. 5. ábra: Mőszaki paraméterek a mőanyag palack gyártási folyamatában az újrahasznosított PET felhasználásra, a villanyáram csökkenésére és a palack tömegének csökkenésére vonatkozó paraméterek. 31

38 A GaBi4-ben definiált paraméterek vonatkozhatnak csak bizonyos folyamatokra, vagy életciklus-szakaszokra, ill. a teljes életciklusra. Természetesen ez attól függ, hogy az adott paraméternek hol van befolyása az anyag- ill. energiaáramok minıségére, vagy mennyiségére. A létrehozott, ún. változtatható paraméterek segítségével további, összetett paraméterek definiálhatók matematikai számítások révén. Ezek után a paraméterek által befolyásolt áramok függıségi viszonya egyszerően meghatározható. A paraméterek erre specifikus funkciók által (Parameter Explorer, GaBi Analyst) könnyen változtathatók és ezzel lehetıség van különbözı életciklus-forgatókönyvek gyors és párhuzamos vizsgálatára. 6. ábra: Életciklus-forgatókönyvek vizsgálata. A paraméterek alkalmazásával rendkívül rugalmas életciklus modellek hozhatók létre, amelyek elsısorban terméktervezési és környezetirányítási eljárásokban nyújtanak hasznos támogatást a különbözı mőszaki alternatívák gyors elemzéséhez. A gyakorlati vizsgálatok során a GaBiparamétereknek további elınyei is vannak. Nézzünk erre néhány példát: A HOLCIM Hungária Zrt. által a közelmúltban elvégzett életciklus elemzés a begyőjtött fáradt olaj cementgyári együttégetésének és anyagában történı újrahasznosításának környezeti szempontú összehasonlítása vonatkozott. Ennek keretében vizsgálat tárgyát képezte a cementgyár NOx kibocsátásának környezeti hatása is, ugyanis laboratóriumi mérések bizonyítják, hogy fáradt olaj együttégetés esetén ez a kibocsátás csökken. A cementgyári NOx kibocsátás jelentıs része a levegı nitrogén-tartalmának oxidációjával keletkezik (termikus NOx). Habár a termikus NOx csökkenése egyértelmően összefügg a fáradt olaj együttégetésével, a tényleges csökkentı hatás mértékére különbözı értelmezések is alkalmazhatóak. Ezek alapján az NOx csökkenés mértéke egy bizonytalan tényezı, a környezeti hatás vizsgálata szempontjából nem helyes csak egyetlen életciklus modell elemzése. Ennek megfelelıen az NOx csökkenés, mint változó paraméter lett meghatározva a GaBi4-ben, ami lehetıvé tette különbözı alternatívák gyors elemzését és ennek megfelelıen átfogóbb, megbízhatóbb következtetések levonását. 32

39 Hasonló, bizonytalan és változékony paraméterek okoztak problémát az ASIL szennyvíztisztító vállalat által végzett vizsgálatnál, amely különbözı szennyvíziszap-kezelési eljárások környezeti összehasonlítására vonatkozott. A GaBi4-ben változó paraméterként lettek definiálva pl: az iszap komposztálását követı mezıgazdasági hasznosítás talajszennyezései, a hulladéklerakási alternatíva esetén képzıdı biogáz, az iszap esetleges égetése során keletkezı kibocsátások mennyisége. A több száz bizonytalan paraméter természetesen jelentısen befolyásolta az elemzés megbízhatóságát. A GaBi4-ben rendelkezésre álló és a paraméterek felhasználásán alapuló Monte Carlo elemzés funkciója tette lehetı a végeredmények valószínőségének és megbízhatóságának statisztikai vizsgálatát. Olyan vállalatoknál, ahol az LCA évek óta a környezetirányítás eszköze, fontos tényezı az életciklus-modell, ill. a felhasznált adatok frissítése. Ez gyakran okozhat idıveszteséget, hiszen bizonyos idıszakokban újra kell számítani az életciklus folyamatainak környezeti mérlegét. A SAIB farostlemez-gyártó esetében, amely az LCA-t elsısorban évente frissített környezeti termék-deklarációk készítésére használja, a GaBi4 szoftverben a vállalat által győjtött nyers adatok változó paraméterként lettek meghatározva, melyekbıl különbözı matematikai számítások segítségével jutunk a tényleges input és output értékekhez. Ez a paraméter lista tehát megegyezik a vállalat által kitöltendı kérdıívvel, azaz ennek frissítésével közvetlenül elkészül az új, naprakész modell. Fenntarthatósági vizsgálatok a GaBi4-gyel A GaBi4 elsısorban környezeti életcikluselemzésre kifejlesztett szoftver. Ugyanakkor a fenntarthatóság további két tényezıje, a gazdasági és társadalmi szempontok vizsgálata esetén is segítséget nyújt a szoftver: a Life Cycle Costing funkció (LCC) segítségével az életciklus minden egyes folyamatán belül meghatározhatók az input és output áramokkal járó költségek, ill. a gépek fenntartásával és a személyzettel járó költségek, A Life Cycle Working Time funkció (LCWT) a munkahelyi körülmények vizsgálatára nyújt lehetıséget a szociális körülmények jellemzésére alkalmas indikátorok alkalmazásával (pl. munkaerı képzettsége, nıi munka részesedése, balesetek száma stb.). Az LCA-val párhuzamosan elvégzett LCC és LCWT elemzésekkel az életciklus fenntarthatóságának vizsgálatára nyílik lehetıség. LCA eredmények kommunikációja: specifikus GaBi4 funkciók Az LCA szakértık örök problémája, hogy milyen formában mutassák be az elkészített életciklus modellt és az eredményeket mindazok számára, akik ezek alapján hoznak döntéseket, de természetesen nem rendelkeznek LCA és GaBi szakismerettel (pl. vállalati vezetıség, terméktervezık stb.). További probléma, hogy miként válhatnak ezek a nem LCA szakértık aktív részeseivé a munkának azáltal, hogy ık maguk is változtathatják és fejleszthetik az életciklusmodellt. Két funkció áll a GaBi4 felhasználók rendelkezésére: 33

40 A GaBi4 Publisher segítségével az LCA szakértı létrehozhat egy egyszerősített szoftver-változatot, amelyben csak azok a funkciók láthatóak, amelyek a legfontosabb információkat tartalmazzák (pl. életciklus ábra, környezeti mérleg, paraméter-lista). Az LCA szakértelemmel nem rendelkezı befogadó a szoftver részletes ismerete nélkül áttekintést kap az elvégzett munkáról és korlátolt lehetıségei is vannak a modell változtatására. A GaBi4 i-report funkció, az elnevezésének megfelelıen, interaktív jelentés készítésére ad lehetıséget. A GaBi4 modellel közvetlen kapcsolatban lévı, arra épülı jelentés hozható létre: a szövegszerkesztési funkciókon túl a GaBi4 különbözı objektumai (diagramok, táblázatok stb.) illeszthetıek be. Ezzel egyrészt felgyorsul és rugalmassá válik az LCA-t lezáró jelentés készítése (állandó automatikus frissítési lehetıséggel), másrészt változó paraméterek definiálása esetén különbözı életciklus-alternatívák (pl. termék-tervek) eredményei vizsgálhatók közvetlenül jelentés-formátumban. Nem LCA szakértık esetén ez teljesen függetlenné teszi a munkát a szoftver ismeretétıl, a paraméterek változtatásával az adatok és eredmények változása a jelentésben nyomonkövethetıek. A GaBi termékcsalád további tagjai: GaBi Lite és GaBi DfX A GaBi4 egyszerőbb változata, a GaBi Lite, amely a teljes szoftver töredékét tartalmazza és azok számára készült, akik most ismerkednek az LCA-val és nem kívánnak részletes elemzéseket elvégezni. A szoftver használatához nem szükséges alapos LCA szakértelem és egyszerő életciklusvizsgálatoka alkalmas: a szoftver lépésrıl lépésre segíti a felhasználót a munkában, az életciklus modell elkészítése egyszerősített és automatizált, a hatásvizsgálat elıre definiált módszerekkel történik, az eredmények kiértékelésére a szoftver automatikusan készíti el a táblázatokat és diagramokat. Zárszó A fenti tanulmányban összefoglaltam, hogy miben tud segíteni egy szoftver az LCA munka során, ill. milyen adatbázisokat és funkciókat bocsát a felhasználó rendelkezésre a GaBi szoftver annak érdekében, hogy minél hatékonyabb és minıségi vizsgálatokat végezzünk. Egyes iparágakban az EU direktívák arra ösztönzik a gyártókat, hogy a terméktervezési folyamatban életciklus-szemléletet alkalmazzanak. Ilyenek az elhasználódott gépkocsikra (ELV), az elhasznált villamos- és elektronikai eszközökre (WEEE) és a veszélyes anyagok korlátozására (RoHS) vonatkozó direktívák. Ezen direktívák követelményeinek ötvözése a vállalatok LCA tevékenységével eredményezte a GaBi DfX szoftver megszületését, amely a GaBi4 funkcióin túl támogatást nyújt a termék szétszerelhetıségének és újrahasznosíthatóságának megtervezésére, és a törvényileg szabályozott szennyezıanyag-tartalom nyomonkövetésére. A DfX megfejtése a Design for Complience (DfC), Environment (DfE), Recycling (DfR) és Disassembly (DfD) lehetıségekre vonatkozik. Saját munkám során én a GaBi-t nemcsak egy egyszerő szoftvernek tekintem. Gyakran el kell ismernem, hogy egy LCA munkatárssal állok szemben, amely ellenırzi és tökéletesíti a vizsgálatot és olyan ötleteket nyújt, melyek folyamatos fejlesztésre sarkallnak. 34

41 Felhasznált irodalom [1] Spatari, S., Betz, M., Florin, H., Baitz, M., Faltenbacher, M.: Using GaBi 3 to Perform Life Cycle Assessment and Life Cycle Engineering, International Journal of Life Cycle Assessment 6 (2) [2] Gibson, T. L., Kumar, S., Wheeler, C. S.: Evaluation of Life Cycle Assessment Software for Automotive Applications, Society of Automotive Engineers, Inc., [3] Sára, B., Conti, G., Colombo, L., Scimìa, E.: Life Cycle Assessment and Environmental Product Declaration experience of a medium sized wood particleboard producer, 12 th SETAC Europe LCA Case Studies Symposium, Bologna, [4] ELCD-European Life Cycle Database: [5] GaBi Software: A GaBi termékek magyarországi forgalmazója a FEBE ECOLOGIC környezetvédelmi tanácsadó és képzési iroda. További információkért forduljon a következı címre: balazs.sara@febe-ecologic.it Dinamikus rendszermodellek alkalmazhatósága az életciklus-elemzésben Simon Bálint *, Dr. Tamaska László **, Dr. Szakácsnék dr. Földényi Rita *** * Pannon Egyetem PhD-hallgató, ** KMProjekt Kft. ügyvezetı igazgató, *** Pannon Egyetem egyetemi docens, 1 simonbalint@gmail.com, 2 kmprojekt@kmprojekt.hu, 3 foldenyi@almos.vein.hu Az életciklus-elemzéssel termékek és szolgáltatások teljes életciklusának környezetterhelését vizsgálhatjuk. Sok kritika éri az eljárást a módszertan és az alkalmazott indikátorok felıl. Fontos felismerni azt, hogy a megfelelı kritériumrendszer, rendszerhatárok kidolgozásával, és dokumentálásával a módszertan hiányosságai teljes mértékben kiküszöbölhetık. A kiértékeléskor használt ökoindikátorok egy-egy anyagra vonatkoztatott mértéke az esetek túlnyomó részében kísérletileg bizonyított tényeken alapulnak. Erre elsısorban az egy mutatóvá aggregálható károrientált EcoIndicator 99-et és a hatásokra fokuszáló CML 2001-es módszer mutatóit használjuk [1]. Az LCA igen fontos eszköz alternatívák összehasonlításánál. Ha összehasonlítunk, és az indikátorokat nem a maguk abszolút értékeként alkalmazzuk, hanem az alternatívák összehasonlításához relatív értékeket képzünk, az eredmények nagy biztonsággal alkalmazhatók. Egy ilyen összehasonlításhoz a rendszermodellt úgy kell megalkotni, hogy az dinamikusan változtatható legyen. A és B alternatíva között az átjárás gyorsan és zökkenımentesen elvégezhetı legyen. 35

42 A dinamikus rendszermodellek Több tanulmányhoz készítettünk már, a dinamikus változtathatóság szellemében rendszermodellt. A GaBi szoftverben minden folyamat és folyamatok rendszere ellátható paraméterekkel, melyek segítségével az inés outputok teljesen mértékben vezérelhetık. A paraméterek között különbözı algoritmusokkal kapcsolatot lehet teremteni, és ezzel akármilyen folyamat, melyhez matematikai függvényrendszert felállítunk, modellezhetı. Így egy vagy két ismert paraméter megadásával a folyamat be és kimeneti áramai irányíthatók, mivel ezek közvetlen kapcsolatban állnak a paraméterekkel. Egy termék vagy szolgáltatás esetében az egész adatbázist áthálózó rendszert hozhatunk létre, ahol az egyik folyamat paraméterének, vagy akár valamelyik áram tulajdonságának megváltozása hatással van a modellben szereplı más folyamatokra. Folyamatok és egész folyamatrendszerek irányításán kívül, lehetıség van a modellezett termék vagy köztes termék tulajdonságait is paramétereken keresztül meghatározni (energiatartalom, nehézfémtartalom, nedvességtartalom, stb.). Ezek segítségével az egész modell dinamikusan változtathatóvá tehetı [2]. Például a hulladékgazdálkodás egy dinamikus modelljének elemei az 1. ábrán láthatók. Nagy lehetıség van a hulladék összetételének parametrizálásában, ezzel annak változása könnyen állítható, és az elemzés eredményei ennek megfelelıen változtathatók. A hulladék összetétele, és mennyisége meghatározza a hulladékgazdálkodásban résztvevı elemek, technológiák megoszlását. A GaBi szoftverben lehetıség van a hulladékösszetétel és a kezelési egységek aránya közötti kapcsolat megteremtésére. Ennek segítségével megadható a hulladék-összetételnek megfelelı feldolgozási forgatókönyv. Magyarországon a régiók közötti életszínvonal különbség miatt számolni kell a hulladékösszetételek közötti különbségekkel [3]. Ezzel a dinamikus modellel lehetıség nyílik a régióknak megfelelı, környezetvédelmi szempontból optimális, hulladékkezelési lánc kialakítására, sıt az LCC-vel akár gazdasági elemzést is lefuttathatunk. 1. ábra Egy hulladékgazdálkodási-rendszer alapelemei 36

43 Alkalmazások A dinamikus rendszermodelleket alkalmazhatjuk fenntartható rendszerek, szolgáltatások kidolgozására, minısítésére, termékfejlesztésre. Szolgáltatások esetén a felmerülı alternatívák közötti gyors és kényelmes döntéshozást segíti. Lehet fenntartható energiarendszerek kidolgozására, környezeti politika, ökocímke rendszerek fejlesztésére, vidékfejlesztésre, vagy hulladékgazdálkodási eljárások kidolgozására használni. Szolgáltatások Szolgáltatások elemzésére kitőnı példa a konferencia lebonyolítás alternatíváinak öszszehasonlítása. Több nagy cég alkalmaz videokonferenciákat, ami az internet elterjedésével már széles körben alkalmazható lehetıség az utazás kiváltására. A rendszer lehatárolására a részvevık számát, a távolságot, a konferencia idıtartalmát, és az utazási eszközt lehet megadni. Egy négyórás kettı fı részvételével lebonyolított videokonferencia carbon footprint -jével felérı utazás adatait az 1. táblázat tartalmazza utazási eszköz és megtehetı távolság bontásában. Közlekedési eszköz Megtehetıtávolság [km] személyautó 4,1 vonat 62,5 repülıgép 1,05 1. Táblázat 4 órás (2 fı) videokonferencia carbon footprint -jével megegyezı utaskilométerek Tehát egy 60 km-en belül lévı partnerrel CO 2 kibocsátás szempontjából nem érdemes 2 órás konferenciabeszélgetést kezdeményezni. A modell tovább részletezhetı, és több forgatókönyv elıállítható. Az eredmények alapján 100 partneres beszélgetés esetén, amire évente 25-ször kerülne sor, egyszerre 4 munkatárs között egyenként ~3 órás beszélgetéssel és 350 km-es távolsággal, a konferenciabeszélgetés során ~1800 tonna CO 2 autóval történı utazáskor és ~120 tonna szén-dioxid kibocsátása spórolható meg, vonattal történı utazáskor [4]. Fenntartható villamos energia-rendszerek Akár villamosenergia-rendszer liberalizációjával kapcsolatban is rengeteg lehetıség van egy jól kialakított elektromos-energia termelı rendszer dinamikus modelljének kialakításával (egyrészt a fogyasztók jobb tájékoztatása, másrészt alacsony környezetterheléső villamos-energia rendszer kialakítása segíthetı ezzel). Az alap modell tartalmazza az öszszes szobajövı erımőtípust, és egy villamosenergia mixet. Az erımőtípusok kialakítása Ez az érték pedig egyre növekszik a távolságokkal és a részvevı ügyfelek számával. A paraméterek aktív változtatásával, a paramétervariációkkal és forgatókönyvek gyors öszszevetésével hamar megállapítható, hogy adott állapotú rendszerek között melyik ponton éri meg környezeti, vagy akár gazdasági szempontból a váltás utazás és konferenciabeszélgetés között. Egy ilyen rendszer alkalmazásával egy nagyobb cég jelentısen javíthatja környezeti teljesítményét! lehetıvé teszi, hogy paraméterek segítségével az aktuális termelésben résztvevı rendszerek környezetterhelését hően tükrözzék. Az energia mixben olyan további lehetıségek vannak, hogy a rendszerkomplexum minden eleme egyenként vizsgálható, egymáshoz hasonlítható, és akár régió- és országspecifikusan az optimális erımőeloszlás megadható. 37

44 A következı ábrán (2. ábra) az erımőtípusok összehasonlítása látható azonos elektromos energiatermelés esetén. A kiértékeléshez csak a hagyományos környezeti mutatókat alkalmaztuk (CML 2001). A CO 2 -ra konvertált ÜHG kibocsátások a dominánsak, az erımővek közül a fosszilis üzemanyagúak, melyek az elsı helyen állnak. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% A fosszilis energiahordozót nem használó erımőtípusok (szél, nap, víz ) GWP-je az építésbıl származik. Mivel ezeknek nincs termelés közbeni jelentıs kibocsátásuk, a rendszerhatárok az építésüket is tartalmazza [5]. Fotokémiai ózonképzıdési potenciál Humán toxicitási potenciál Eutrofizációs potenciál 30% 20% 10% Savasodási potenciál 0% Globális felmelegedési potenciál 2. ábra Különbözı erımőtípusok környezetterhelése (1 MJ megtermelt elektromos energia) CML 2001-es módszer néhány indikátora szerint A magas GWP értékek minden egyéb indikátort kitakarnak az ábráról, így a következı lépés ennek eltávolítása volt, hogy a többi mutató is megjelenjen. A 3. ábráról kitőnik, amit már az elızın is lehet látni, hogy a második jelentısebb hatáskategória a humán toxicitási potenciál. A mélyebb elemzés során kiderült, hogy ennek fı oka a bányászat, kivétel a hulladékégetés, ahol az összes légköri emisszión belül nagyarányú nehézfém kibocsátással kell számolni. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fotokémiai ózonképzıdési potenciál Humán toxicitási potenciál Eutrofizációs potenciál Savasodási potenciál 3. ábra Különbözı erımőtípusok környezetterhelése (1 MJ megtermelt elektromos energia) CML 2001-es módszer néhány indikátora szerint /GWP nélkül/ 38

45 A HTP további indikátorokat szorít ki, ezért a 4. ábráról már ez az indikátor is hiányzik. A környezet ph-jában végbemenı folyamatok a harmadik domináns hatások közé tartoznak. Érdekes módon ebben a hatáskategóriában a fossziliseknek kisebb szerep jut, mint a megújulóknak. Ki kell emelni, hogy a megújuló energiák közül több, növényi alapanyagot használ fel, melyek termesztése is komoly környezeti hatásokkal rendelkezik, gondolunk itt a mőtrágya gyártására, és használatára egyaránt. A további két hatás, a környezet tápanyagfeldúsulása és a fotokémiai ózonképzıdési potenciál a savasodáshoz képes elhanyagolható, bár egyes erımőtípusoknál így is 20 % feletti, domináns szerephez jut. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fotokémiai ózonképzıdési potenciál Eutrofizációs potenciál Savasodási potenciál 4. ábra Különbözı erımőtípusok környezetterhelése (1 MJ megtermelt elektromos energia) CML 2001-es módszer néhány indikátora szerint /GWP és HTP nélkül/ Környezeti címkézés, és vidékfejlesztés A dinamikus rendszermodellek további elınye ökocímkézési rendszer kidolgozásában rejlik. A tej teljes életciklusáról készült tanulmány több érdekes dologra is felhívta a figyelmet akár a csomagolóanyag kiválasztásával kapcsolatban. A tej életciklusában több tucat paraméter szerepel, melyekkel a tejtermék típusát (UHT, friss tej ) a csomagolóanyagot (PE zacskó, PET palack, Tetrapack ), az elosztóhálózat méretét, a tárolás minıségét lehet meghatározni. Poly Tetrapack PET PE Üveg Gyártás Elosztás Hullgazd (159) 2. Táblázat Néhány tej csomagolás környezetterhelésének összehasonlítása a három különbözı életciklusszakaszban (tetra 100%) Az üveg esetében a hulladékgazdálkodási rendszer környezetterhelése alacsony volt, de ha kihasználjuk az üveg elınyeit, azaz 25- szörös újrahasználati paramétert alkalmazunk, akkor a környezeti teljesítménye jentısen romlik, a keletkezı szennyvíz miatt [6]. Paraméterekkel minden életciklus szakasz vizsgálható. Egyik legfontosabb ezek közül az elosztás fázisa. Paramétervariációkkal világossá vált például az, hogy a távolság növekedésével az üveg elınye szertefoszlik, és durván 45 km feletti távolságtól már nem az elsı helyen áll. 39

46 Üveg Poly Tetrapack PET PE Gyártás Elosztás Hullgazd. 5. ábra Tej csomagolások környezetterhelésének összehasonlítása a három különbözı életciklus-szakaszban relatív értékek (tetra 100%) A mix összetételének variálásával, a rendelkezésre álló termelési potenciál (napsütés, szél, egyéb viszonyok) figyelembevételével (a dinamikus rendszerbe való betáplálásával), megfelelı kiértékelési szempontok (globális felmelegedés, savasodás ) kiválasztásával a dinamikus rendszermodell segít az optimális erımőrendszer kialakításában. Tehát a dinamikus LCA modellel mind a termékkel, vagy csomagolással szemben támasztott követelmények (címkézés kritériumrendszere), mind pedig maga a termék, vagy csomagolás környezeti szempontból optimálisan alakítható. Vidékfejlesztési projekteknél például ki lehet alakítani egy olyan tejfeldolgozó rendszert, ahol a kiválasztott csomagolóanyag meghatározza a töltıüzemek hálózatának sőrőségét. Segíthet ökogazdaságok kritériumrendszerének kidolgozásában, ajánlások elkészítésében. A hulladékgazdálkodási rendszer rejtett szegmensei A hulladékgazdálkodási rendszerek nagyon összetettek, a hulladék összetételétıl függıen, ahogy a bevezetıben is láthattuk, több tucat alrendszer is szerepelhet benne. A dinamikus modell lényege ebben az esetben, hogy az alrendszerek megoszlása a hulladék összetételével dinamikusan változik. Egyik hulladékgazdálkodási alrendszerrıl az elektronikai hulladékok kezelésérıl, szintén készült egy átfogó tanulmány az LCA segítségével. A HEEB összetétele nagyon színes, rengeteg fajta fémet tartalmaz, melyek kinyerése feldolgozását nyereségessé teheti. A kezelésérıl több, az anyagáramot is vizsgáló tanulmány készült. A különbözı eljárások, technológiák részaránya mindig nagy részben az összetételtıl függ [7]. Az elemzés kiértékelését egy olyan rendszermodell segítette, ahol a feldolgozó technológiák részarányát szintén a hulladék öszszetétele adja meg. A 6. ábrán látható az a parametrizált folyamat, amely a keletkezı elektronikai hulladékot bontja szét a jogszabályban meghatározott kategóriákra. Egy következı folyamat ezeket a kategóriákat szedi szét a rájuk jellemzı összetételre (akkumulátor, vas, acél NyÁK-lemez, stb). A keletkezı alkatrészek mennyiségei aztán újra egy paraméterben vannak összefoglalva, és a komplex kezelés modelljének minden eleme ezekre az adatokra hivatkozik, tehát ezek határozzák meg a keletkezı másodlagos nyersanyagok mennyiségét és minıségét. 40

47 6. ábra A HEEB-ek jogszabályi kategóriák szerinti összetétele, mint paraméter [8] Ezeket a folyamat szintő paramétereket el kell jutatni a rendszermodell alrendszereihez is. Ez fontos, mert ez határozza meg például, hogy az elıkezelés során a mágneses szeparátor 1 tonna hulladék input esetén maximálisan mennyi vas-fémet választhat le. A rendszer szintő paraméterek kapcsolatot teremtenek az alrendszerek között, és bizonyos folyamat paraméteréhez köthetı, melyet a fı rendszerben kell elhelyezni. Ezzel az eljárással egy bonyolult rendszer esetében, ha változik valamelyik az eredményekre hatással lévı rendszerösszetevı (esetünkben a hulladék-összetétel, a hulladékgazdálkodásban ilyen esetekre folyamatosan számítani kell) nem kell minden egyes folyamatban átírni az értékeket, hanem csak a vezérlıfolyamatban kell a paramétereket megváltoztatni, amit aztán a dinamikus rendszer minden egyes eleme felvesz. 7. ábra Egymásba ágyazott al-rendszerek [2] 41