stringtranslate.com

Избежанное бремя

Иллюстрация распределения предотвращенной нагрузки и выгод от переработки на протяжении жизненного цикла.

Избежанное бремя (также известное как метод 0:100 или метод конца жизни ) — это подход распределения, используемый в оценке жизненного цикла (LCA) для оценки воздействия на окружающую среду переработанных и повторно используемых материалов, компонентов, продуктов или зданий. Хотя этот подход был адаптирован для соответствия различным целям LCA, он, как правило, рассматривает продукты с потенциалом переработки или повторного использования и распределяет воздействие на окружающую среду их первоначального производства по их конечному жизненному циклу. Метод избежаемого бремени никогда явно не требуется для LCA в соответствии с Международной организацией по стандартизации (ISO) или Европейскими стандартами (EN). Фактически, эти организации требуют, чтобы подход распределения использовался только для надлежащего рассмотрения повторного использования и переработки. В этом случае специалисты по LCA могут выбрать использование метода избежаемого бремени на основе цели и объема своего исследования.

Цель

Подход избегаемого бремени, наряду с другими методами распределения, существует для устранения разрыва между жизненными циклами продукта, а также для предотвращения «двойного учета» определенных выгод или вреда, возникающих в результате повторного использования или переработки продукта. Такая процедура требуется в соответствии с ISO 14044, поскольку она требует использования метода распределения для учета повторного использования и переработки ранее принятых материалов. [1] Выбор практикующим специалистом по LCA подхода к распределению зависит от цели исследования LCA, поскольку каждый подход отличается и дает уникальные результаты.

Источник

Иллюстрация избегаемой нагрузки в многофункциональном производственном процессе. Это можно использовать для сравнения воздействия на окружающую среду аналогичного продукта без побочных продуктов.

Метод избегаемой нагрузки был получен из процедуры расширения системы, описанной в ISO 14044 для LCA. Расширение системы признает, что большинство производственных процессов приводят к образованию побочных продуктов. Например, кукурузная мельница производит не только кукурузу, но и кукурузное масло. [2] В рамках процедуры расширения системы эти побочные продукты остаются в расширенной границе системы продукта и, следовательно, также должны быть проанализированы. [3] Такой метод позволяет специалистам LCA сравнивать воздействие многофункциональных производственных процессов с воздействием нескольких однофункциональных процессов, которые производят тот же результат. В результате функциональная единица, оцениваемая в исследовании LCA, расширяется. Метод избегаемой нагрузки сужает эту функциональную единицу, а также учитывает выгоды от совместного производства. [3] Это достигается путем вычитания воздействия на окружающую среду производства только побочного продукта из воздействия на окружающую среду производства основного продукта (и его побочных продуктов). [3] Этот тип избегаемой нагрузки упрощает сравнение различных производственных процессов. Это распространенный подход при оценке сельскохозяйственных процессов.

Приложение

Переработка отходов по окончании срока службы

Избежанное бремя также может использоваться и чаще всего используется в контексте переработки. В этой обстановке он также известен как подход к переработке в конце срока службы . Здесь экологические последствия между системами продуктов взвешиваются, и преимущества переработки засчитываются в первый жизненный цикл продукта. [1] Эти преимущества эквивалентны экологическим воздействиям, которые в противном случае возникли бы в результате переработки дополнительных первичных материалов. [4] Например, ПЭТ- бутылки могут получить экологический кредит за содержащийся в них ПЭТ, поскольку материал в конечном итоге будет переработан обратно в дальнейшие ПЭТ-продукты. [5] Последующие жизненные циклы продукта включают экологические воздействия, возникающие при сборе, подготовке и переработке продукта для каждого будущего использования. В этом случае метод избежания бремени берет экологические воздействия, возникающие при производстве перерабатываемого продукта из первичных материалов, и переносит их в конечный жизненный цикл продукта. [6] В результате первый жизненный цикл продукта может иметь отрицательные экологические воздействия. Подход избежания бремени наиболее заметен в металлургической промышленности. Фактически, металлургическая промышленность одобрила эту процедуру в 2006 году в качестве своего основного метода моделирования окружающей среды. [7] Это связано с тем, что производство металлов, таких как алюминий и сталь , имеет относительно высокое воздействие на окружающую среду, которое может быть компенсировано путем внедрения подхода избегания нагрузки в оценку жизненного цикла от колыбели до могилы. Это снижение возможно благодаря как возможности переработки металлов, так и согласованности свойств материалов между первичными и переработанными металлами. [4] По этой причине, например, индустрия производства алюминиевых банок полагается на метод избегания нагрузки, чтобы проиллюстрировать преимущества производства. Производство алюминия, которое генерирует значительные выбросы, является энергоемким процессом, поскольку потребляет огромное количество ресурсов. [8] Переработка алюминия позволяет избежать экологических издержек первичного производства. В соответствии с методом избегания нагрузки эти избегаемые затраты вычитаются из цикла, в котором банка впервые производится. Эти воздействия могут быть значительными, поскольку в среднем около 70% алюминиевых банок перерабатываются в США и «пригодны для бесконечной переработки». [9] То же самое относится к металлолому, образующемуся при производстве металла. Если в процессе использования продукта образуется больше лома, чем необходимо для производства, продукт получает кредит, эквивалентный разнице между воздействием производства и воздействием переработки вторичного материала. [10] Таким образом, избегаемое бремя сообщает, является ли продукт с высоким потенциалом переработки экологически выгодным.[8] Согласно ISO 14044, этот метод часто предпочтительнее других подходов к распределению из-за его корней в расширении системы и его замкнутого цикла.

Ограничения

Избежаемая нагрузка применяется в LCA там, где это уместно, поскольку ее результаты могут существенно повлиять на исход исследования. Пользователи подхода избегаемой нагрузки похвалили этот метод за демонстрацию ценности существующих материалов. [11] Однако он наиболее полезен при оценке продуктов с высоким потенциалом переработки или повторного использования и высоким воздействием на окружающую среду. В случае продуктов с низким воздействием на окружающую среду, неэффективной переработкой и редкой переработкой, таких как древесина и пластик, подход менее критичен, поскольку он дает меньше индикативной информации. [4]

Процедура избегания бремени работает при определенных предположениях. Например, метод предполагает, что оцениваемый продукт или материал будет использоваться по крайней мере дважды, и что продукт или материал все еще будет востребован в будущем, что может варьироваться от нескольких дней до нескольких лет в зависимости от имеющегося продукта. [8] Хотя это может побудить проектировщиков планировать будущее повторное использование, это также вносит элемент риска в LCA. [12] В случае, если продукт не перерабатывается или не используется повторно, как ожидалось, он может не вернуть «экологический кредит», взятый им во время его первой LCA. [8] В этой ситуации фактические выгоды от переработки и повторного использования будут отличаться от ожидаемых выгод и могут расходиться с предполагаемыми результатами первоначальных решений по проектированию и производству. Метод также предполагает ставки переработки. Ставки переработки являются переменными мерами, которые зависят от потребления и улавливания, импорта и экспорта, выхода переработки и т. д. [7] В результате их может быть трудно точно предсказать. Ассоциации металлургов часто публикуют свои показатели переработки в своих оценках жизненного цикла или в аналогичной документации. [7] Другие продукты, с другой стороны, менее тщательны, что создает проблемы для специалистов по оценке жизненного цикла.

Расчет

Расчет избегаемого бремени зависит от типа, области и цели LCA, а также от практикующего специалиста LCA. Хотя его расчет не лишен некоторой степени субъективности, избегаемое бремя в подходе переработки в конце срока службы обычно рассчитывается следующим образом: [13]

Избежанное бремя = (Степень переработки материалов) × ( Функциональная единица ) × [(Влияние первичного производства) − (Влияние переработки)]

Реконструкция зданий

Приложение

Иллюстрация стадий жизненного цикла. Во многих случаях реконструкция здания классифицируется как новый жизненный цикл, а не как расширение стадии использования (зеленый).

Избежанное бремя реализуется по-разному в реконструкции зданий, чем в продуктах. В LCA реконструкция здания часто рассматривается как начало нового жизненного цикла, а не как продолжение «стадии использования» из-за значительного воздействия на окружающую среду, вызванного производством большинства строительных продуктов, и его исключения из предыдущих оценок в соответствии с EN 15978. [1] [14] Реконструкция здания может включать ремонт, например, стального каркаса, или модернизацию, например, фасада. В этом случае ISO 14044 по-прежнему применяется, что приводит к необходимости подхода к распределению для рассмотрения потока между «предыдущим и новым жизненными циклами». [1] Подобно подходу к переработке в конце срока службы, практически все воздействия на окружающую среду от фазы производства назначаются второму использованию здания. Однако, в отличие от подхода к переработке в конце срока службы, преимущества использования переработанных материалов не учитываются, а только их создание. [1] Это обеспечивает более точное отображение ценности существующих материалов в проектах реконструкции.

Исследования и ограничения

Метод избегания бремени при повторном использовании зданий предполагает, что определенные строительные материалы и компоненты будут использоваться после окончания их первого жизненного цикла. [12] Как и в случае с продуктами, это побуждает инженеров и архитекторов планировать будущее использование. Однако это будущее использование может быть сложно предсказать из-за более длительного срока службы зданий. [12] Избегание бремени также требует больше работы от специалиста по LCA для разработки точного представления существующего здания с целью получения надежных результатов. [11] Редко когда проекты реконструкции требуют подробного картирования существующей конструкции. Однако для точного LCA требуется обширная спецификация материалов, что может привести к увеличению расходов на консультирование. [11]

Подобно продукту LCA, существует несколько методов, которые практикующий LCA может использовать для оценки экологических преимуществ и тягот восстановления и повторного использования. Большинство из них включают недостатки, такие как пренебрежение оставшимися материалами в здании или невозможность учесть прошлые преимущества. [1] По этой причине исследователи разрабатывают методы, которые решают эти проблемы.

Реализация в других подходах к распределению

Другие подходы к распределению основаны на фреймворке избегаемого бремени для оценки преимуществ и бремени переработки и повторного использования на протяжении нескольких жизненных циклов продукта. Эти подходы включают, помимо прочего, подход 50:50 и подход экологического следа продукта (PEF).

Подход 50:50

Подход 50:50 или правило 50:50 был впервые предложен в 1994 году. [15] Он считается компромиссом между подходом избегаемого бремени и подходом отсечения, подходом, который приписывает экологические воздействия каждой стадии жизненного цикла жизненному циклу, в котором они происходят. [12] Подход 50:50 равномерно распределяет выгоды и тяготы использования переработанных материалов на первый и второй жизненные циклы продукта. Более конкретно, 50% экологических воздействий производства распределяются на первый жизненный цикл, в то время как на второй жизненный цикл распределяются оставшиеся 50%, а также воздействия от переработки. [1] Несмотря на выгоды, вытекающие из объединения подходов избегаемого и отсечения бремени, подход 50:50 нечасто используется на практике. [16]

Подход PEF

Подход PEF строится на подходе 50:50, поскольку он также распределяет выгоды и тяготы по нескольким жизненным циклам. Однако он также учитывает снижение цикличности материалов и рыночный спрос на переработанные продукты. [1] В этом случае первому жизненному циклу назначается половина воздействия на окружающую среду производства, в то время как второму жизненному циклу назначается оставшаяся половина в дополнение к воздействию переработки, умноженному на коэффициент качества. [1] При этом подход PEF учитывает предположительно круговую экономику. Это самая сильная сторона подхода PEF, и по этой причине ожидается, что он будет преобладать в будущем. [16] Однако в настоящее время специалисты по оценке жизненного цикла сталкиваются с трудностями при использовании этого метода из-за отсутствия данных для аппроксимации коэффициентов качества. [16] Эта информация важна для специалистов по оценке жизненного цикла, поскольку она часто может склонить чашу весов между двумя сравниваемыми альтернативными продуктами или материалами. [ необходима ссылка ]

Ссылки

  1. ^ abcdefghi Obrecht, Tajda Potrč; Jordan, Sabina; Legat, Andraž; Ruschi Mendes Saade, Marcella; Passer, Alexander (2021). "Методология LCA для оценки воздействия на окружающую среду компонентов здания до и после ремонта". Журнал чистого производства . 327 : 129527. Bibcode : 2021JCPro.32729527O. doi : 10.1016/j.jclepro.2021.129527 . S2CID  240218883.
  2. ^ Карран, Мэри Энн (2014). Справочник студента по оценке жизненного цикла . John Wiley & Sons, Incorporated. стр. 3ч. ISBN 9781119083559.
  3. ^ abc Klöpffer, Walter; Grahl, Birgit (2014). Оценка жизненного цикла (LCA): Руководство по передовой практике (1-е изд.). John Wiley & Sons, Incorporated. стр. 97. ISBN 9783527655656.
  4. ^ abc Пачеко-Торгал, Фернандо; Кабеса, Луиза Ф.; Лабринча, Жоао; Джунтини де Магальяс, Альдо (2013). Экологичное строительство и строительные материалы: оценка жизненного цикла (LCA), экомаркировка и тематические исследования . Elsevier Наука и технологии. стр. 520–521. ISBN 9780857097729.
  5. ^ Николсон, Анна. "Методы распределения LCA в переработке с открытым циклом: стимулирование поставок переработанных материалов и создание перерабатываемых продуктов" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2012 г. . Получено 1 апреля 2011 г. .
  6. ^ Цинк, Тревор; Гейер, Роланд; Старц, Ричард (2015). «Рыночная структура для количественной оценки вытесненного производства из переработки или повторного использования». Журнал промышленной экологии . 20 (4): 719–729. doi :10.1111/jiec.12317. S2CID  153968728 – через Wiley Online Library.
  7. ^ abc Сантеро, Николас; Хендри, Джош (2016). «Гармонизация методологий LCA для металлургической и горнодобывающей промышленности». Международный журнал оценки жизненного цикла . 21 (11): 1543–1553. Bibcode : 2016IJLCA..21.1543S. doi : 10.1007/s11367-015-1022-4 . S2CID  113236544 – через Springer Link.
  8. ^ abcd Фришкнехт, Рольф (2010). «Подходы к моделированию LCI, применяемые при переработке материалов с учетом экологической устойчивости, восприятия риска и экологической эффективности». Международный журнал оценки жизненного цикла . 15 (7): 666–671. Bibcode : 2010IJLCA..15..666F. doi : 10.1007/s11367-010-0201-6. S2CID  154594690 – через Springer Link.
  9. ^ Ассоциация производителей алюминия (17 декабря 2014 г.). «Исследование показывает, что алюминиевая банка продолжает оставаться наиболее предпочтительной упаковкой для напитков с устойчивым климатом: сокращение выбросов углекислого газа на 20 процентов; содержание переработанного материала в 3 раза больше, чем в других упаковках». USNewswire . Вашингтон.
  10. ^ Скшек, Тимоти; Вагнер, Дэвид; Конклин, Джефф; Залузек, Мэтью (2015). Проект многокомпонентного легкого транспортного средства (MMLV) . SAE International. стр. 117. ISBN 9780768087192.
  11. ^ abc Kjær Zimmermann, R; Nygaard Rasmussen, F; Kanafani, K; Malabi Eberhardt, LC; Birgisdóttir, H (2022). «Обзор подходов к распределению и моделирование в LCA для реконструкции зданий». Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 1078 (1). Бристоль: 012095. Bibcode : 2022E&ES.1078a2095K. doi : 10.1088/1755-1315/1078/1/012095 . S2CID  252276486.
  12. ^ abcd Де Вольф, Кэтрин; Ходжа, Эндрит; Фиве, Корентин (2020). «Сравнение методов оценки воздействия на окружающую среду при повторном использовании строительных компонентов: пример». Устойчивые города и общество . 61 : 102322. Bibcode : 2020SusCS..6102322D. doi : 10.1016/j.scs.2020.102322. S2CID  225799176 – через Elsevier Science Direct.
  13. ^ Гейер, Роланд. "Анализ инвентаризации жизненного цикла". Архивировано из оригинала 9 июля 2010 г. Получено 1 апреля 2011 г.
  14. ^ Рёк, Мартин; Руски Мендес Сааде, Марселла; Балуцкий, Мария; Нюгаард Расмуссен, Фрея; Биргисдоттир, Харпа; Фришкнехт, Рольф; Абер, Гийом; Люцкендорф, Томас; Пассер, Александр (2020). «Воплощенные выбросы парниковых газов от зданий – скрытая проблема эффективного смягчения последствий изменения климата». Прикладная энергетика . 258 : 114107. Бибкод : 2020ApEn..25814107R. дои : 10.1016/j.apenergy.2019.114107 . hdl : 20.500.11850/381047 . S2CID  210979015.
  15. ^ Weidema, Bo (2000). «Избегание распределения сопутствующих продуктов при оценке жизненного цикла». Журнал промышленной экологии . 4 (3): 11–33. Bibcode : 2000JInEc...4...11W. doi : 10.1162/108819800300106366. S2CID  154350218 – через Wiley Online Library.
  16. ^ abc Obrecht, TP; Jordan, S; Legat, A; Saade, MRM; Passer, A (2022). «Разработка передовой методологии оценки воздействия на окружающую среду при реконструкции». Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 1078 (1): 012103. Bibcode : 2022E&ES.1078a2103O. doi : 10.1088/1755-1315/1078/1/012103 . hdl : 20.500.12556/DiRROS-18054 . S2CID  252276542.