II, Fáze - Inventarizační analýza - podstata technického provádění LCA studií - náročné na: 1) dostupnost dat 2) praktickou zkušenost s modelováním produktových systémů 3) zvládnutí databázových nástrojů a pochopení jejich funkcí - tři kroky: 1) sestavení vývojového diagramu 2) sběr dat 3) výpočet ekovektoru I Centrum pro výzkum toxických látek vprostredí Tvorba schématu produktového systému nutno poznat celý LC produktu a identifikovat zúčastněné procesy (v rámci dříve určených hranie systému) a jejich vstupy a výstupy čištění vody ohřev vody Vstupy: Výstupy: povrch, voda (V) pitná voda (V) energie (kWh) emise Vstupy: pitná voda (V) energie (MJ) Výstupy: horká voda (V) emise pospojování procesů pomocí jednotlivých toků získáme schéma produktového systému povrch.voda (V) emise pitná voda (V) -> emise -> čištění vody ohřev vody -> -^ horká voda energie E (MJ) -7 ^- energie E (MJ) (©) Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí Tvorba schématu produktového systému příklad: životní cyklus čajové konvice (jež je součástí kávovaru) podprocesy výroby skleněné nádoby a plastového držadla Čajová konvice T" nádoba (ks) 7T držadlo (ks) Centrum provýzku m (g^j) toxických látek ^ÄÉ^Í/ v prostredí Tvorba schématu produktového systému - příklad: životní cyklus čajové konvice (jež je součástí kávovaru) - podprocesy výroby skleněné nádoby a plastového držadla Čajová konvice A / nádoba (ks) držadlo (ks) Výroba skleněné nádoby Výroba PP aranulátu > Tormovani PP držadla Centrum provýzku m (g^j) toxických Látek ^ÄÉ^Í/ v prostredí Tvorba schématu produktového systému - příklad: životní cyklus čajové konvice (jež je součástí kávovaru) - podprocesy výroby skleněné nádoby a plastového držadla Čajová konvice nádoba (ks) surovinv ŕka) držadlo (ks) -i Výroba skleněné nádoby energie E (MJ) odpad emise f suroviny (kg) energie (MJ) I Výroba PP granulátu odpad emise granulát (kg) Formování PP držadla energie (MJ) Centrum provýzku m (g^j) toxických látek ^ÄÉ^Í/ v prostredí Využití software pro modelaci - zadání dat do programu SimaPro ^5 C:\Documents and Settings, All Users\Dokumenty\SimaPro\Database\Starter; Introduction to SimaPro 1 - [Edit assembly product stage "Coffee pot'] S File Edit Calculate Tools Window Help ^JůJxJ Input/output u & I Parameters | m. A+C A+B B* SO = Sa <& ilR Ii! 1A © IB Name Image Comment | Coffee pot ^^^^^^ Status Coffee pot for model Sima: glass jug with PP handle, Materials/Assemblies Amount Unit Distribution 5D^2 or 2*5DMin Max Comment Polypropylene; granulate, at plant/RER S demo7 0,2 kg Undefined coffee pot handle Glass, virgin/RER S demo7 0,4 kg Undefined jug (Insert line here) Processes Amount Unit Distribution 5D^2 or 2*SDMin Max Comment Injection moulding/RER S demo7 0,2 kg Undefined injection moulding for the coffee pot handle Heat, natural gas, at industrial furnace >100kW/RER S demo' 4 MJ Undefined estimated for jug production (Insert line here) Centrum pro výzkum (g^j) toxických látek ^^t^/ vprostredí Alokace - podrobněji - situace, kdy: 1) jeden tok z jednoho procesu se podílí na vzniku dvou a více různých produktů (či procesů) vznikajících paralelně ve stejném procesu - např. proces kogenerační výroby elektřiny a tepla (produktů) - chov dobytka - jaké jsou produkty? - elektrolýza solného roztoku - produkty? ll^HXp www.mnfriges.com V 2) více stejných (paralelních) toků je zaústěno do jednoho procesu (©) Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí The Papermaking Process Alokace - jak se s ní vypořádat - dvě možné strategie 1) vyhnout se alokaci 2) rozdělit (alokovat) env. dopady ŽC mezi jednotlivé produkty 1) Vyhnutí se alokaci Metoda rozšíření hranic - určení alternativního procesu pro vedlejší produkty, mezi které se env. dopady dělí (alokují) - provedeme LCA těchto vedlejších produktů a env. dopady pak odečteme od původního procesu Centrum pro výikum (g^j) toxických Látek ^^t^/ vprostredí Rozšíření hranic - odečtení procesu např. výroba sazí, kdy zároveň vzniká využitelné teplo (pára) jaké env. dopady připočteme jen hlavnímu produktu - sazím? rozšíříme hranice systému výroby sazí o alternativní proces výroby páry, a env. dopady tohoto procesu pak odečteme (tzv. inverzní tok) Výroba sazí saze Alternativní výroba tepla para pára 5 např. výroba hovězího masa - env. dopady alok. mezi další produkty - o jaké procesy bychom mohli rozšířit hranic prod. systému? Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí Rozšíření hranic - odečtení procesu - v programu SimaPro můžeme env. dopady vedlejšího produktu odečíst (máme-li chrakterizovaný jeho ŽC) - např. kogenerační výroba elektřiny a tepla - chceme znát env. dopady jen výroby elektřiny - namodelujeme LCA jiného druhu výroby tepla (třeba ve výtopně) a to pak zadáme jako „avoided producť ^1 C:\Documents and Settings .All Users .Dokumenty .SimaPro .Database .Starter; Introduction to SimaPro 7 - [View energy process 'Electricity generator 200kWel scen.l S File Edit Calculate lools Window Help _ ■ ID)*! ň Á I U & I * ^ E I P I í Documentation Input/output j Parameters | System description | A+c A+B .SO = Sa & lil li Li © e Products Known outputs to technosphere. Products and co-products Name Amount Unit Quantity Allocation % Category Comment Electricity generator 200kWel scen.l S 1 TJ Energy 100 % Cogeneration\E.. ^Generator Amount Unit Distribution SDň2 or 2*SDMin Max Comment Inputs Known inputs from nature (resources) Name Sub-compartment Amount Unit Distribution SDA2 or 2*SDMin Max Comment Baryte, in ground in ground 70,6 kg Undefined Bauxite, in ground in ground 2,84 kg Undefined Clay, bentonite, in ground in ground 10,1 kg Undefined Lead, in ground in ground 0,155 kg Undefined 2) Alokace mezi jednotlivé produkty 1) za použití fyzikálních vlastností určíme %: - množstevní či energetická alokace 2) za použití socio-ekonomických vlastností určíme % Alokace Elektrolýza solanky hmot. ekon. Chlor 46% 63% NaOH 52% 35% Vodík 2% 2% Centrum pro výikum (g^j) toxických látek ^^t^/ vprostredí 2) Alokace mezi jednotlivé produkty 1) za použití fyzikálních vlastností určíme %: - množstevní či energetická alokace 2) za použití socio-ekonomických vlastností určíme % Elektrolýza solanky Alokace hmot. ekon. Chlor 46% 63% -> NaOH 52% 35% Vodík 2% 2% hmot. 37% 63% ekon. 88% 12% - vliv použití alokačního pravidla je vhodné ověřit analýzou citlivosti! Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí Alokace mezi jednotlivé produkty - alokace mezi jednotlivé produkty (procesy) popisuje alokační faktor - např. určitý tok se rozděluje mezi dva procesy A a B v poměru 37 % a 63 % - alokační faktory pak mají hodnotu AF{ (A) = 0,37 AFr (B) = 0,63 hmot. ověření správnosti alokace - env. dopady Z7% jednotlivých alokovaných podílů = 100 % 63% Centrum pro výikum (g^j) toxických látek ^^t^/ vprostredí Alokace otevřené externí recyklace I Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 S Procesy získávání surovin R1 Recyklace Recyklace OH Procesy odpadového hospodářství Cut-off alokace - env. dopady se přiřazují procesům bezprostředně spojených s daným produktem Centrum pro výzkum (g^j) toxických látek ^^t^/ v p rostred í Cut-off alokace - env. dopady se přiřazují procesům bezprostředně spojených s daným produktem - procesy spojené s recyklací R1 jsou alokovány k Prod. 2,... - env. dopady (ED) se pak alokují: ED1 = S ED2 = R1 ED3 = R2 + OH I Ce ntrum pro výzkum toxických látek vprostredí Alokace otevřené externí recyklace II - je také možno přiřadit env. dopady OH k Produktu 1 dle logiky, kdy k procesu získávání surovin přiřadíme i proces likvidace odpadů - env. dopady (ED) se pak alokují: ED1 = S + OH ED2 = R1 /^\\ I Centrum pro výzkum Fľ^Q — DO iťí) toxíckých látek fc-L/w I** t^&SS vprostředí Alokace otevřené externí recyklace III - recykl. materiály mohou být ale vnímány jako suroviny, jež by v případě odstranění musely být nahrazeny jinými sur., jejichž získávání by představ, env dopady - env. dopady (ED) se pak alokují: ED1 = R1 ED2 = R2 ED3=S+OH I Centrum pro výzkum toxických látek vprostredí - diskutované alokační postupy se snaží identifikovat podíl jednotlivých produktů na env. dopadech produkt, systému - rozšíření hranic systému tak, aby zahrnoval všechny produkty a procesy s nimi spojené by bylo ideální, ale obrovsky by stoupla datová náročnost Rozšíření syst. je možno aproximovat uzavřenou interní recyklací = env. dopady se rozdělí rovným dílem - toto možné jen u materiálů bez změny kvality - např. kovy Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 S Procesy získávání surovin R1 Recyklace R2 Recyklace OH Procesy odpadového hospodářství ED1=? - diskutované alokační postupy se snaží identifikovat podíl jednotlivých produktů na env. dopadech produkt, systému - rozšíření hranic systému tak, aby zahrnoval všechny produkty a procesy s nimi spojené by bylo ideální, ale obrovsky by stoupla datová náročnost Rozšíření syst. je možno aproximovat uzavřenou interní recyklací = env. dopady se rozdělí rovným dílem - toto možné jen u materiálů bez změny kvality - např. kovy Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 S Procesy získávání surovin R1 Recyklace R2 Recyklace OH Procesy odpadového hospodářství ED1=ED2=ED3=S/3+(R1 +R2)/3+OH/3 Alokace otevřené externí recyklace - dle ekonom, měř. - můžeme také alokovat ekonomicky - např. dle toho, kdo kolik platí za recyklaci: - např. Prod. 1 platí 100 Kč za likvidaci Prod. 2 platí 200 Kč za nákup recykl. mater, a 50 Kč za recyklaci svého produktu Prod. 3 platí 150 Kč za nákup prod. s Procesy získávání surovin OH Procesy odpadového hospodářství Alokace otevřené externí recyklace - dle ekonom, měř. - můžeme také alokovat ekonomicky - např. dle toho, kdo kolik platí za recyklaci: - např. Prod. 1 platí 100 Kč za likvidaci Prod. 2 platí 200 Kč za nákup recykl. mater, a 50 Kč za recyklaci svého produktu Prod. 3 platí 150 Kč za nákup prod. s Procesy získávání surovin OH Procesy odpadového hospodářství -jak ekonomicky alokovat ED recyklace pokud sběr recyklovatelného materiálu hradí město? Alokace otevřené externí recyklace - dle ekonom, měř. - můžeme také alokovat ekonomicky - např. dle toho, kdo kolik platí za recyklaci: - např. Prod. 1 platí 100 Kč za likvidaci Prod. 2 platí 200 Kč za nákup recykl. mater, a 50 Kč za recyklaci svého produktu Prod. 3 platí 150 Kč za nákup prod. s Procesy získávání surovin Rec OH Procesy odpadového hospodářství - - jak ekonomicky alokovat ED recyklace pokud sběr recyklovatelného materiálu hradí město? The Papermaking Process Jaké jsou env. dopady ŽC papíru? The Papermaking Process The Papermaking Process The Papermaking Process The Papermaking Process The Papermaking Process E kove kto r - vyčíslení množství spotřebovaných surovin a E a odpadů - vztažené k FU, která je vyjádřená referenčním tokem - název ekovektor vychází z maticového počtu, kde se počítají vstupy a výstupy všech jednotkových procesů ŽC produktu I Proces 1 Proces 2 Proces 3 Soustava procesů t r "a co, so2 Cd PAH C02 S02 Cd PAH t r ~\ COĚ Cd PAH co2 so2 Cd PAH (©) Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí V. J K. J Ekovektory jednotlivých procesů V J v J Ekovektor soustavy procesů E kove kto r - sběr dat o vstupech/výstupech je velmi náročný - zjišťuje se nejlépe přímo od výrobců produktů, nebo z IRZ (Integrovaný Registr Znečištění - emise) či z databází P rod u ktový systém čajové konvice 0,2 kg Polypropylene, 0,2 I Centrum pro výzkum toxických látek vprostredí 0,4 kg f Glass, virgin/RER S Ekovektor - maticový vypočet - př.: LCA výroby elektřiny v benzínovém generátoru Benzin Proces A Generátor C02 S02 j Elektrická energie /'^fsX Centrum pro výzkum Í^^JJ toxických látek ^^t^/ v prostředí Ekovektor - maticový vypočet - př.: LCA výroby elektřiny v benzínovém generátoru Ropa Proces B Benzin Proces A Výroba benzinu Generátor i C02 | so2 . co2 S02 Elektrická energie /^r\\ Centrum pro výzkum íw^JJ toxických látek T^^s/ v prostředí Ekovektor - maticový vypočet - výroba 1 kWh elektřiny v generátoru (proces A) - inventura toků -10kWh E: -0,2 I benzinu 0,01 kg C02 Vle 0,001 kg S02 1 kWh el. E spotřeba 2 I benzínu emise 0,1 kg C02 0,01 kg S02 f^F^K Centrum pro výzkum (řjj) toxických látek Ekovektor - maticový vypočet - výroba 1 kWh elektřiny v generátoru (proces A) inventura toků -10kWh E: -0,2 I benzinu 0,01 kg C02 0,001 kg S02 IkWhel. E Vie = spotřeba 2 I benzínu emise 0,1 kg C02 0,01 kg S02 výroba 1 I benzínu (proces B) - inventura toků -100 I benzínu v2m = -5 I ropy 0,1 kg C02 0,02 kg S02 1 I benzínu (©) Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí spotřeba 500 I ropy emise 10 kg C02 2 kg S02 Ekovektor - maticový vypočet - sloučení obou ekovektorů v jeden odpovídající výrobě 1kWh Vcelk.e=v1e + 0,2*V2m = -0,2 I benzinu 0,01 kg C02 0,001 kg S02 1 kWh el. E 0 + 0,2*1 I benzinu + 0,2*0,1 kg C02 + 0,2*0,02 kg S02 + 0,2*0 + 0,2*(-5) I ropy Vcelk.e=v1e+0,2*V2m = 0,03 kg C02 0,005 kg S02 1 kWh el. E -1 I ropy J Ropa Proces B Výroba benzínu I_ Benzin CO, SO, Procss A Generátor COz SO; Elektrická energie (©) Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí ^L:".Documents and Settings\AII Users\Dokumenty\SimaPro\Database\Starter; Introduction to SimaPro 7 - LAnalyze Corree potj ^ File Edit Calculate Tools Window Help Využití software pro modelaci ekovektor data z databází Dd£i|U&|lfelB|/>h ► I "JS ^ | & on ft Li | © Network | Tree | Impact assessment Inventory | Process contribution | Setup | Checks (317,0) | (©) Centrum pro i toxických late v prostředí Compartment [Ail compartments I- Per sub-compartment ~3 Indicator (inventory Cut-off Analyzing 1 p 'Coffee poť; Method: Eco-indicator 99 (H) V2.06 / Europe EI 99 H/A I- 5kip unused \~ Default units f* si Group Substance Compartmei / Unit Total Polypropylene, granulate, at plant/RER S demo7 Glass, virgin/RER 5 de Aluminium, 24% in bauxite, 11% in crude ore, in ground Raw mg 321 Anhydrite, in ground Raw Mg 669 522 20,1 Barite, 15% in crude ore, in ground Raw mg 692 0,163 450 Basalt, in ground Raw mg 138 0,102 102 Borax, in ground Raw M9 19,9 0,00464 15,7 Calcitej in ground Raw g 84 0,511 79,9 Carbon dioxide., in air Raw g 62 0,0978 46,6 Cinnabar, in ground Raw Mg 9,12 0,00855 8,31 Clay, bentonite, in ground Raw mg 108 8,45 52 Clay, unspecified, in ground Raw g 8,61 0,16 7,35 Coal, brown, in ground Raw g 77,6 0,793 24,6 Coal, hard, unspecified, in ground Raw g 70,3 12,6 27,2 Cobalt, in ground Raw ng 337 0,346 203 Colemanite, in ground Raw Mg 336 0,0505 223 Copper, 0.99% in sulfide, Cu 0.36% and Mo 8.2E-3% in crude ore, in ground Raw mg 4,05 0,0016 2,47 Copper, 1.18% in sulfide, Cu 0.39% and Mo 8.2E-3% in crude ore, in ground Raw mg 22,4 0,00886 13,7 Copper, 1.42% in sulfide, Cu 0.31% and Mo 8.2E-3% in crude ore, in ground Raw mg 5,94 0,00235 3,63 Copper, 2,19% in sulfide, Cu 1,33% and Mo 8.2E-3% in crude ore, in ground Raw mg 29,5 0,0117 18 Diatomite, in ground Raw ng 29,4 0,0172 14,6 Dolomite, in ground Raw g 40 0,000892 40 Energy, gross calorific value, in biomass Raw 10 716 20,1 524 Energy, kinetic (in wind), converted Raw 10 56,8 0,0124 18,6 Energy, potential (in hydropower reservoir), converted Raw 10 477 107 134 Energy, solar Raw J 752 0,252 246 Feldspar, in ground Raw ng 414 0,128 50,2 Fluorine, 4.5% in apatite, 1% in crude ore, in ground Raw mg 76,1 0,000288 75,9 Fluorine, 4.5% in apatite, 3% in crude ore, in ground Raw mg 33,4 0,000653 33,3 Fluorspar, 92%, in ground Raw g 1,94 0,00637 1,92 Gas, mine, off-gas, process, coal rnining/m3 Raw cm3 561 1,04 263 Gas, natural, in ground Raw dm3 344 147 18,6 Granite, in ground Raw mg 8,62 5,36 3,21 Gravel, in ground Raw g 340 0,478 318 Gypsum, in ground Raw mg 2,76 2,47 0,226 Chromium, 25,5% in chromíte, 11,6% in crude ore, in ground Raw mg 88,8 0,0278 45,2 Chrysotile, in ground Raw Mg 99,2 0,103 90,3 Iron, 46% in ore, 25% in crude ore, in ground Raw g 3,81 0,296 1,79 Kaolinite, 24% in crude ore, in ground Raw g 1,32 2,98E-6 0,579 Kieserite, 25% in crude ore, in ground Raw Mg 95,9 0,0489 9,79 Lead, 5%, in sulfide, Pb 2.97% and Zn 5.34% in crude ore, in ground Raw mg 156 0,178 69,3 Magnesite, 60% in crude ore, in ground Raw mg 48,7 0,164 24,6 Magnesium, 0.13% in water Raw Mg 6,54 0,022 4,05 Manganese, 35,7% in sedimentary deposit, 14,2% in crude ore, in ground Raw mg 10,2 0,0405 7,02 Molybdenum, 0,010% in sulfide. Mo 3,2E-3% and Cu 1,33% in crude ore, in ground Raw Mg 548 0,217 335 Molybdenum, 0.014% in sulfide. Mo 3.2E-3% and Cu 0.81% in crude ore, in ground Raw Mg 78 0,0308 47,7 Li J 2Í [Analyst- Využití software pro modelaci - zobrazení jednoduchého produktového systému - produkt - čajová konvice - procesy spojené s produktem - v šedých rámečcích - rozsahy environmentálních dopadů spojených s každým procesem jsou vyjádřeny tloušťkou šipky