רקע כללי

הערכת מחזור חיים (LCA) היא כלי למדידת צריכת מקור האנרגיה וההשפעה הסביבתית של מוצר, מלאכת ייצור.הכלי ימדוד מאיסוף חומרי גלם לייצור, שינוע, שימוש ובסופו של דבר ועד לסילוק סופי.LCA נוסדה מאז שנות ה-70.

l האגודה לטוקסיקולוגיה וכימיה סביבתית (SETAC) מגדירה את SETAC כשיטה להערכת האופן שבו מוצרים, ייצור ופעולות משפיעות על הסביבה על ידי הערכת שימוש בחומרי גלם, צריכת אנרגיה ושחרור פסולת.

l בשנת 1997, ISO הנפיק את סדרת ISO 14000, והגדיר LCA כאוסף והערכה של התשומות, התפוקות וההשפעות הסביבתיות הפוטנציאליות של מערכת מוצר לאורך מחזור החיים שלה.ההשפעה הסביבתית כוללת שימוש במשאבים, בריאות האדם ואקולוגיה.ISO 14040 מגדיר את העיקרון והמסגרת, ו-ISO 14044 מגדיר דרישות והנחיה.

הערכת LCA מכילה 4 שלבים:

1) מטרה והיקף.מדובר על מטרת המחקר, גבולות המערכת, באיזו יחידה נבחרת להשתמש, והדרישה לנתונים.

2) ניתוח מלאי.זה כרוך באיסוף וסילוק נתונים.

3) הערכת השפעה.זה נועד לנתח את האלמנטים המשפיעים על הסביבה.

4) פרשנות.זאת כדי לסיים את ההערכה ולנתח את התוצאה.

מטרה והיקף

מטרת הלימודים

מטרת הלימוד היא נקודת ההתחלה של LCA.זה כדי להעריך טוב יותר את הביצועים של מערכת, וזה גם עוזר להוכיח את הידידותיות לסביבה של מערכת כדי להגיש בקשה להסמכה ירוקה.

גבולות המערכת

גבולות המערכת צריכים להכיל את שלבי מחזור החיים הבאים ואת ההליך הרלוונטי (להלן גבולות המערכת של מוצר הסוללה)

זה מה שנקרא מעריסה לקבר.עריסה פירושה ההתחלה, המתייחסת להשגת חומרי גלם.קבר פירושו הסוף, המתייחס לגריטה ומיחזור.

יחידת פונקציה

יחידת פונקציה היא תקן החישוב עבור קלט ופלט במהלך מחזור החיים של מערכת.בדרך כלל יש שתי יחידות פונקציה.האחת היא מסה (יחידה: ק"ג), השנייה היא אנרגיה חשמלית (יחידה: קילוואט).אם נאמץ אנרגיה כיחידה, אזי אנרגיה זו מוגדרת כסך האנרגיה שמספקת מערכת סוללות במחזור החיים שלה.האנרגיה הכוללת מחושבת על ידי הכפלת זמני המחזור והאנרגיה של כל מחזור.

איכות מידע

במחקר LCA, איכות הנתונים משפיעה על תוצאת ה-LCA.לכן עלינו לתת הצהרה והסבר לנתונים שאימצנו במהלך המחקר.

הערכת מלאי

מלאי מחזור חיים (LCI) הוא הבסיס של LCA.עלינו לכמת משאבים הדרושים למחזור החיים של המוצרים, צריכת האנרגיה והפליטה.המשאבים כאן כוללים כרייה, עיבוד, מכירת מוצרים, שימוש, הובלה, אחסון, גריטה ומיחזור, כל מחזור החיים.האנרגיה כוללת צריכת חשמל, כימיה ואנרגיה סולארית.הפליטה כוללת זיהום, חום וקרינה.

(1) הקמת מודל מערכת מוצר המבוסס על גבולות מערכת המוגדרים ביעד ובהיקף.

(2) אסוף נתונים רלוונטיים, כמו חומר בכל הליך, צריכת אנרגיה, הובלה, פליטה ומסד הנתונים במעלה הזרם.

(3) חשב פליטה לפי יחידת פונקציה.

הערכת השפעה

הערכת השפעה על מחזור החיים (LCIA) מתבצעת על סמך ניתוח מלאי.LCIA כולל קטגוריות השפעה, פרמטר, אפיון מודל, סיווג תוצאה, חישוב פרמטרים של קטגוריות (אפיין וסטנדרטיזציה).

קטגוריות הערכת השפעה של LCA כוללות:

• ערך פוטנציאל צריכת משאבים אביוטיים וערך פוטנציאל צריכת דלק מאובנים.צריכת משאבים אביוטיים רלוונטית לחידוד עפרות בקלט מערכת.היחידה היא kg Sb eq.הצריכה האביוטית של דלק מאובנים קשורה לערך החום.היחידה היא MJ.
• ערך התחממות כדור הארץ.הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) פיתח מודל מאופיין לחישוב גורמים מאופיינים.הגורמים המאופיינים מייצגים את פוטנציאל ההתחממות הגלובלית למשך 100 שנים.היחידה היא ק"ג CO₂eq.
• ערך פוטנציאל דלדול כדור האוזון.מודל זה פותח על ידי הארגון המטאורולוגי העולמי.הוא מגדיר את הפוטנציאל של דלדול האוזון של גזים שונים.היחידה היא ק"ג CFC-11 eq.
• אוזון פוטוכימי.היחידה היא ק"ג C₂H₂eq.
• הַחמָצָה.הוא מייצג את פוטנציאל הפליטה על ידי מדידת SO₂מכל קילוגרם פליטה.היחידה היא ק"ג SO₂eq.
• האטרופיקציה.היחידה היא ק"ג PO₄eq.
• פרשנות
• הפרשנות היא השלב האחרון של LCA.בשילוב מטרה והיקף, ניתוח מלאי והערכת השפעה, נוכל לקבל הערכה מקיפה על מוצר, ולגלות את המדידה לשיפור הייצור או פליטת מחזור החיים.לדוגמה, נוכל לקדם ייצור חומרי גלם, לשנות את בחירת חומרי הגלם, לקדם עיבוד מוצרים, לשנות סוג אנרגיה, לייעל את ציוד המיחזור וכו'.

סיכום

• ישנם יותר מדי סוגי נתונים מעורבים ב-LCA.לאיכות ושלמות הנתונים תהיה השפעה רבה על התוצאה.אם נוכל לבנות פלטפורמת מעקב אחר נתונים, שבה נוכל לתפוס מלאי כמו רכיבי מפתח וייצור, וליצור מסד נתונים בסיסי של מיחזור, זה יוריד מאוד את הקושי של אישור טביעת רגל פחמנית.
• כדי להפחית את פליטת הפחמן, ישנם אמצעים כדלקמן: 1. חדש את מערכת חומרי הסוללה כדי לשפר את צפיפות האנרגיה וחיי המחזור.זה יוריד את פליטת הפחמן.2. בהשוואה לסוללת ליתיום-יון, לסוללת נתרן-יון יש השפעה נמוכה יותר על הסביבה.3. לסוללה מוצקה יש פליטת פחמן נמוכה יותר מאשר סוללת ליתיום-יון במהלך הייצור.4. מיחזור חומרים וייצור מחדש יכולים גם לשפר את הזיהום ולהפחית את פליטת הפחמן.