Inventarizace produktového systému Modelování produktového systému Environmentálni profil produktu Hodnocení dopadů Vyjádření v kategoriích dopadu Interpretace Identifikace významných zjištění Hodnocení studie LCA Kritické přezkoumání Návrhy na inovaci produktového systému II. Fáze - Inventarizační analýza - podstata technického provádění LCA studií - náročné na: 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 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 základní kroky: 1) sestavení vývojového diagramu 2) sběr dat 3) výpočet ekovektoru Tvorba schématu produktového systému - nutno poznat celý LC produktu a identifikovat zúčastněné procesy (v rámci dříve určených hranie systému) a jejich vstupy a výstupy čistení vody ohřev vody Vstupy: Výstupy: Vstupy: Výstupy: povrch, voda (V) pitná voda (V) pitná voda (V) horká voda (V) energie (kWh) emise (kg) energie (MJ) emise (kg) Tvorba schématu produktového systému nutno poznat celý LC produktu a identifikovat zúčastněné procesy (v rámci dříve určených hranie systému) a jejich vstupy a výstupy čistení vody ohřev vody Vstupy: Výstupy: povrch, voda (V) pitná voda (V) energie (kWh) emise (kg) Vstupy: pitná voda (V) energie (MJ) Výstupy: horká voda (V) emise (kg) pospojování procesů pomocí jednotlivých toků získáme schéma produktového systému povrch.voda (V) / emise pitná voda (V) -> / emise -> čistení vody ohřev vody -> -7 horká voda energie E (MJ) 7 energie E (MJ) Tvorba schématu produktového systému - příklad: životní cyklus čajové konvice (jež je součástí kávovaru) podprocesy výroby skleněné nádoby a plastového držadla Čajová konvice / nádoba (ks) držadlo (ks) 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 Vvroba PP aranulátu > formovaní PP držadla Tvorba schématu produktového systému příklad: životní cyklus čajové konvice (jež je součástí kávovaru) podprocesy výroby skleněné nádoby a plastového držadla Čajová konvice suroviny (kg) nádoba (ks) energie E (MJ) Výroba skleněné nádoby odpad emise suroviny (kg) energie (MJ) Výroba PP granulátu odpad emise granulát (kg) držadlo (ks) Formování PP držadla energie (MJ) Využití software pro modelaci - zadání dat do programu SimaPro C:\Documents and 5ettings\All Users\Dokumenty\5imaPro\Database\5tarter; Introduction to SimaPro 7 - [Edit assembly product stage 'Coffee pot'] S File Edit Calculate Tools Window Help jnjxj Jj£]x| Input/output u & I Parameters | P B> %o ň+E Sa A im in li ©> & Name Image Comment Coffee pot Status Coffee pot for model 5ima: glass jug with PP handle. Materials/Assemblies Amount Unit Distribution or 2*SDMin Max Comment Polypropylene, granulate, at plant/RER 5 demo7 0,2 kg Undefined coffee pot handle Glass, virgin/RER 5 demo7 0,4 fog Undefined jug (Insert line here) Processes Amount Unit Distribution 5D^2 or 2*5DMin Max Comment Injection moulding/RER 5 demo7 0,2 fog Undefined injection moulding for the coffee pot handle Heat, natural gas, at industrial furnace >100kW/RER 5 demo' 4 Undefined estimated for jug production (Insert line here) 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. ??? 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? 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? 2) více stejných (paralelních) toků je zaústěno do jednoho procesu 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 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 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) Alternativní výroba tepla Výroba sazí saze pára 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) Alternativní výroba tepla Výroba sazí saze pára např. výroba hovězího masa - env. dopady alok. mezi další produkty - o jaké procesy bychom mohli rozšířit hranic prod. systému? Jaké jsou využitelné produkty z chovu dobytka? Start the presentation to see live content. For screen share software, share the entire screen. Get help at pollev.com/app Rozšíření hranic - odečtení procesu - v programu SimaPro můžeme env. dopady vedlejšího produktu odečíst (máme-li chrakterizovaný jeho ZC) - 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 C:\Documents and Settings'.All Users\Dokumenty\5imaPro\Database\5tarter; Introduction to SimaPro 7 - [View energy process 'Electricity generator 200kWel scen.l] S File Edit Calculate Tools Window Help jnjxj I ň & I U & I % % 01 I P | < Documentation Input/output j Parameters | System description | A+C A+B .50 = Ba §b W. Ilk 11 © e íl 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 Known outputs to technosphere. Avoided products Name Amount Unit Distribution SD-^2 or 2*5DMin Max Comment Inputs Known inputs from nature (resources) Name 5ub-compartment Amount Unit Distribution SD-^2 or 2*5DMin Max Comment Baryte, in ground in ground 70,6 feg Undefined Bauxite, in ground in ground 2,84 feg Undefined Clay, bentonite, in ground in ground 10,1 feg Undefined Lead, in ground in ground 0,155 feg Undefined 2) Alokace mezi jednotlivé produkty 1) za použití fyzikálních vlastností určíme %: - množstevní či energetická alokace 2) za použití socio-ekonomických vlastností určíme % 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% 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 ! 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 >4Fr(A) = 0,37 >4Fr(B) = 0,63 ■ hmot. ověření správnosti alokace - env. dopady 37% jednotlivých alokovaných podílů = 100 % Alokace otevřené externí recyklace I Procesy získávání surovin Produkt 3 R1 Recyklace R2 Recyklace OH Procesy odpadového hospodářství Cuťoff alokace env. dopady se přiřazují procesům bezprostředně spojených s daným produktem Alokace ote jC sné extern cyklace I 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 Alokace ote jC sné extern cyklace I 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 = ? ED2 = ? ED3 = ? 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 = ? ED2 = ? ED3 = ? 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 ED3 = R2 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 ED3 = R2 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 = ? ED2 = ? ED3 = ? 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 Alokace otevřené externí recyklace oh\ Procesy odpadového hospodářství 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 - 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 svst. ie 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=? ED produktu 1 se rovnajf: Start the presentation to see live content. For screen share software, share the entire screen. Get help at pollev.com/app - 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 svst. ie 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 - 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 svst. ie 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 R2 Recyklace Recyklace OH Procesy odpadového hospodářství ED1=ED2=ED3 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. Jaké jsou ED produktu 2 (ED 2 a OH zanedbáme)? Start the presentation to see live content. For screen share software, share the entire screen. Get help at pollev.com/app 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? Jaké jsou ED produktu 2 (ED S a OH t zanedbáváme)? Start the presentation to see live content. For screen share software, share the entire screen. Get help at pollev.com/app The Papermaking Process The Papermaking Process 4 The Papermaking Process 4 Jaké jsou ED ŽC papíru? Start the presentation to see live content. For screen share software, share the entire screen. Get help at pollev.com/app The Papermaking Process 4 The Papermaking Process 4 The Papermaking Process 60°/c \ Jaké jsou env. dopady ZC papíru? i*FD _i_FD virgin ■ w' f recykr '-'zprac EDnan=0,6*EDvimin+0,4*EDrecykl+EDzprac+0,2*EDodpad+0,4*EDrecykl 4 Ekovektor 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 t r ^ co. so2 Cd PAH V J s Proces 1 Proces 2 Proces 3 Soustava W procesů J < ; Cd PAH V. J Ekovektory jednotlivých procesů co2 Cd PAH V. J co,. so; Cd PAH ^ J Ekovektor soustavy procesů Ekovektor 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 ip Coffee pot 0 □ a it a a 0,4 kg Glass, virgin/RER S Produktový systém čajové konvice 0,2 kg i i Injection 0 Ekovektor - maticový vypočet - př.: LCA výroby elektřiny v benzínovém generátoru Benzin Proces A Generátor C02 Elektrická energie Ekovektor - maticový vypočet - př.: LCA výroby elektřiny v benzínovém generátoru Ropa Proces B Výroba benzinu Benzin Proces A Generátor C02 SOz Elektrická energie co, SO, 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 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 1kWh el. E Vle = J výroba 1 I benzínu (proces B) - inventura toků -100 I benzínu: v2m = V. -5 I ropy 0,1 kg C02 0,02 kg S02 1 I benzínu spotřeba 2 I benzínu emise 0,1 kg C02 0,01 kg S02 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 Ropa Proces B Benzin Proces A Výroba benzinu Generátor | C02 S02 . CO, S02 Elektrická energie Ľ:'.Documents and bettings\AII Users\Dokumenty\5imaPro\Database\5tarter; Introduction to SimaPro 7 - [Analyze Cotree potj S File Edit Calculate Tools Window Help JiJx Využití software pro modelaci ekovektor data z databází Network | Tree | Impact assessment Inventory | Process contribution | Setup | Checks (317,011 Compartment 'S [All compartments I- Per sub-compartment I- Skip unused J~ Default units Indicator (inventory Category Cut-off J~ Per impact category 3 f* Standard C Group [pffl II, ©1 *] Compartmei / Unit Total Polypropylene, granulate, at plant/RER 5 demo? Glass, virgin/RER S de Aluminium, 24% in bauxite, 11% in crude ore, in ground Raw mg 5.02........................................................................ 112 321 1 Anhydrite, in ground Raw fjg 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 II Borax, in ground Raw Mg 19,9 0,00464 15,7 Calcite, in ground Raw g 84 0,511 79,9 || Carbon dioxide, in air Raw g 62 0,0978 46,6 || Cinnabar, in ground Raw ľg 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 ľg 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 0,81% and Mo 8,2E-3% in crude ore, in ground Raw mg 5,94 0,00235 3,63 Copper, 2.19% in sulfide, Cu 1,83% 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 [O 56,8 0,0124 18,6 Energy, potential (in hydropower reservoir), converted Raw kJ 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 mining/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 chromite, 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 |lron, 46% in ore, 25% in crude ore, in ground Raw g 3,81 0,296 1,79 JKaolinite, 24% in crude ore, in ground Raw g 1,32 2,98E-6 0,579 Kieserite, 25% in crude ore, in ground Raw |jg 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 |jg 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 8.2E-3% and Cu 1.83% in crude ore, in ground Raw Mg 548 0,217 335 Molybdenum, 0,014% in sulfide. Mo 8.2E-3% and Cu 0.81% in crude ore, in ground Raw Mg 78 0,0308 47,7 A J Analyzing 1 p 'Coffee pot'; Method: Eco-indicator 99 (H) V2.06 / Europe EI 99 H/A [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