sfondo
Laddove i concetti di sostenibilità sono spesso dibattuti, ma metterli in pratica è più difficile. Dichiarazioni e azioni devono essere intraprese il più rapidamente possibile dopo un'indagine per ridurre al minimo i danni ambientali e migliorare gli sforzi precedenti. Tuttavia, devono essere soddisfatti tre requisiti: una possibile azione da intraprendere, le alternative devono essere prioritarie e le best practice devono essere scelte tenendo conto del costo, dell'impatto ambientale e dei vincoli economici.
Valutazione del ciclo di vita (LCA) è uno strumento decisionale che aiuta a scegliere e ottimizzare le soluzioni tecnologiche o i prodotti disponibili per soddisfare questa domanda. La questione non è come risolvere un caso particolare di scarsità di denaro. L'ingegneria è già generale o potrebbe occuparsene. Il problema è come stabilire le priorità. Purtroppo, il mondo non può permettersi di finanziare tutto. LCA integra i progressi moderni perché mostra le procedure che devono essere maggiormente modificate. Dal punto di vista della sostenibilità, l'LCA è molto critica. Questo perché comprende l'intero ciclo di vita di un prodotto o servizio. Questo impedisce che i miglioramenti locali siano gli unici a causare ambientale L'effetto deve essere spostato altrove. Le strategie per valutare le prestazioni ecologiche, l'uso pratico delle materie prime e le emissioni inquinanti dipendono dallo scopo del sistema o dell'oggetto, cosa che non accadeva nelle precedenti valutazioni ambientali.
Le attività pratiche che riducono al minimo i danni ambientali devono essere intraprese dopo le indagini. Pertanto, alcuni prerequisiti devono essere soddisfatti affinché una mossa sia efficace:
- Dopo le indagini, è necessario adottare misure pratiche volte a ridurre al minimo i danni ambientali.
- Valutazione degli impatti ambientali, che potrebbe persino migliorare le cose. Affinché un'azione sia efficace.
Che cosa è la valutazione del ciclo di vita (LCA)?
Il concetto di LCA
LCA è una metodologia utilizzata per valutare gli impatti ambientali di un prodotto o sistema durante tutto il suo ciclo di vita, dalla culla alla tomba. LCA cerca di identificare e quantificare gli effetti ecologici di un sistema o prodotto che possono aiutare i decisori a prendere decisioni più sostenibili. LCA è uno strumento potente che determina in che modo diversi prodotti e procedure influenzano l'ambiente. Viene utilizzato per capire in che modo automobili, edifici e sistemi alimentari influenzano l'ambiente. È un approccio completo che considera ogni fase del ciclo di vita di un progetto o di un prodotto, dall'ottenimento delle materie prime alla sua fabbricazione, utilizzo e smaltimento.
LCA è un processo complesso e un campo dettagliato è spesso utilizzato per confrontare gli impatti ambientali di prodotti e servizi. Può essere utilizzato a vari livelli, da locale a globale.
Si possono usare diversi metodi e approcci di valutazione. La cosa più importante è scegliere il metodo e la procedura migliori per valutare il prodotto o il sistema. I risultati di un LCA possono dire ai decisori quanto siano diverse le opzioni sostenibili e aiutarli a scegliere quella più sostenibile. LCA considera quanto segue:
- Estrazione delle materie prime.
- Produzione del prodotto.
- Utilizzo del prodotto.
- Trasporti e consumo di energia.
- Gestione dei rifiuti.
Che cosa è la valutazione del ciclo di vita (LCA)?
- L'LCA può aiutare le aziende a identificare e ridurre gli impatti ambientali.
- L'LCA può aiutare a identificare pratiche aziendali sostenibili.
- Può contribuire a sviluppare tecnologie, prodotti e sistemi più ecologici.
- Può aiutare a comprendere gli impatti del cambiamento climatico sull'ambiente e sulla salute e a valutare gli approcci per contrastarlo.
- Può aiutare a confrontare diversi prodotti, tecnologie o scenari futuri con uno di base (ad esempio, la situazione attuale).
- Contribuisci a migliorare le prestazioni ambientali delle tecnologie.
- Rispondere alle grandi domande relative alle problematiche ambientali e di sostenibilità, soprattutto se integrato con altri metodi di valutazione della sostenibilità.
- Può aiutare a identificare i punti deboli di prodotti, tecnologie e servizi.
- A vantaggio dei consumatori: l'LCA può aiutare i consumatori a prendere decisioni consapevoli sui prodotti che acquistano.
Che cos'è la valutazione del ciclo di vita (LCA)?
LCA è un metodo analitico per capire come un prodotto influisce sull'ambiente in ogni fase della sua vita, dalla culla alla tomba. LCA può aiutare a rendere un prodotto o un processo meno dannoso per l'ambiente e a trovare il modo più ecologico per progettarlo. È una tecnica analitica e completa per qualsiasi prodotto o processo, dalla produzione di un'auto alla coltivazione di un pomodoro. LCA cerca di trovare e misurare gli effetti ambientali di un prodotto in ogni fase della sua vita, come:
- Estrazione e produzione di risorse.
- Utilizzo e fine vita.
- Trasporto e distribuzione.
- Impatti ambientali fuori sede (ad esempio emissioni in aria e acqua, rifiuti solidi).
Una LCA può aiutare a determinare in che modo un prodotto influisce sull'ambiente e quale progettazione è migliore per l'ambiente. Una LCA viene eseguita da un analista appositamente formato che raccoglie dati su tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto e quindi inserisce tali dati in un programma software e modella il sistema. Può essere eseguita manualmente, sebbene sia un processo che richiede molto tempo. Spesso, l'utilizzo di un software LCA può accelerare notevolmente il processo di esecuzione delle LCA. L'analista esamina quindi in che modo ogni fase del ciclo di vita del prodotto influisce sull'ambiente e attribuisce a ciascuna un peso. Il peso si basa su come la fase influisce sull'ambiente e su quanto quella fase aggiunge all'effetto complessivo del prodotto sull'ambiente. L'output di una LCA include il profilo ambientale di un prodotto e raccomandazioni per ridurre gli impatti ambientali.
Tipo di studi LCA
Tipo di studi LCA
- Screening LCA: Lo screening LCA può stimare quanto un prodotto, un servizio o un processo di produzione siano ecosostenibili. Un database Lifecycle Inventory (LCI), che include migliaia di processi e settori, può stimare le prestazioni ambientali complessive di un prodotto, un servizio o un processo di produzione. Questo studio calcola e valuta diversi impatti, tra cui eutrofizzazione, acidificazione, tossicità umana e cambiamento climatico. Utilizzando questo approccio, possiamo comprendere meglio gli effetti negativi associati ai processi di produzione. Possiamo stimare gli impatti negativi o positivi quando la selezione di un prodotto particolare influenzerà positivamente o negativamente il profilo ambientale dell'azienda. Questo LCA aiuta a determinare il carico ambientale complessivo di un sistema, un prodotto, un servizio o una tecnologia.
- LCA del prodotto: Il prodotto LCA esamina le prestazioni ambientali di prodotti e tecnologie dalla concezione allo smaltimento. Ogni aspetto del suo ciclo di produzione è coperto dall'estrazione allo smaltimento, anziché essere smaltito in modo improprio. Ciò può portare a problemi come l'inquinamento causato da discariche, incenerimento o smaltimento di rifiuti pericolosi.
- LCA comparativa: Considera gli impatti ambientali di tutti gli aspetti e le fasi di un prodotto o processo, tenendo conto accuratamente delle sue implicazioni. Un tipo comune di studio LCA è quando si confrontano due prodotti o tecnologie, come una tecnologia, con un'altra; tuttavia, questo approccio può essere utilizzato anche in altre situazioni (ad esempio, confrontando percorsi di sviluppo).
LCA vs. Valutazione di impatto ambientale (VIA)
Confrontando LCA ed EIA su scale temporali e geografiche complementari si dimostra la complementarietà dei due strumenti. Una LCA valuta un prodotto o un servizio dalla sua estrazione (culla) alla sua fine del ciclo di vita (tomba), se necessario, su scala globale. Allo stesso tempo, una EIA esamina una singola posizione. Le EIA specifiche per sito prendono in considerazione variabili specifiche per la posizione, come il numero di persone che vivono nelle vicinanze, la distanza tra il sito e i quartieri residenziali e la presenza di ecosistemi particolari.
Valutazione del ciclo di vita vs. valutazione dell'impatto ambientale
Conclusione
LCA è uno strumento prezioso che determina in che modo i prodotti influenzano l'ambiente e dove possono essere migliorati. LCA può aiutare le aziende a ridurre l'impatto ambientale dei loro prodotti e a prendere decisioni migliori su come progettarli e quali materiali utilizzare.
Estrazione di materie prime
Estrarre risorse naturali significa rimuovere materiali dalla terra per fabbricarli o venderli come merci. Le materie prime sono le cose estratte, come carbone, petrolio, gas e metalli. Il processo di estrazione può essere pericoloso e avere effetti negativi sull'ambiente se non viene eseguito in modo responsabile. Petrolio e gas vengono estratti perforando la terra e pompando il combustibile fuori dal terreno. Questo può essere fatto usando metodi tradizionali o fratturazione idraulica, che usa acqua ad alta pressione per rompere la roccia e rilasciare l'energia. L'attività mineraria comporta la rimozione della terra sopra i depositi di carbone. La perforazione consiste nell'estrarre il carbone dal terreno usando una trivella gigante.
I metalli vengono solitamente estratti tramite estrazione mineraria. In questo processo, la terra viene scavata via dai depositi di metallo e vengono utilizzati strumenti speciali per estrarre il metallo. Il metallo viene pulito e lavorato per rimuovere le impurità. Una volta pronto per la vendita, viene trasportato in uno stabilimento di produzione o in una raffineria di metalli. L'estrazione di risorse naturali può essere un processo costoso e pericoloso. Può anche danneggiare l'ambiente se non viene eseguito in modo responsabile. L'estrazione di materie prime rappresenta una percentuale negativa significativa del carico ambientale totale di un sistema o di un prodotto. Pertanto, la fase di estrazione delle materie prime deve essere considerata attentamente quando si esegue un LCA. È anche un processo complesso per quanto riguarda i dati richiesti, i confini del sistema di valutazione, i sottoprocessi evoluti e l'energia utilizzata. Questa fase è anche definita "tomba". Allo stesso tempo, lo smaltimento finale di un prodotto generato da materie prime è chiamato "tomba" o fase di fine vita (EoL) o semplicemente fase di gestione dei rifiuti.
Le fasi dell'LCA
Un LCA è un elenco e un'analisi degli effetti ambientali di un prodotto o servizio durante il suo intero ciclo di vita. LCA cerca di trovare e misurare l'impatto ambientale di un prodotto o servizio "dalla culla alla tomba". Ciò include l'ottenimento delle materie prime, la fabbricazione del prodotto, il suo confezionamento, la sua distribuzione, il suo utilizzo e il suo smaltimento. LCA è stato utilizzato per oltre trent'anni per determinare in che modo i prodotti e i servizi influenzano l'ambiente. L'Organizzazione internazionale per la normazione (ISO) ha rilasciato standard relativi a LCA negli anni '1990. LCA è diventato una parte consolidata della valutazione ambientale e del prodotto. Poiché LCA è uno strumento di valutazione ambientale, può essere utilizzato in qualsiasi fase dello sviluppo del prodotto. LCA può essere utilizzato per:
- Valutare l'impatto ambientale dei prodotti e dei servizi.
- Identificare e misurare i benefici e i costi ecologici dei prodotti e dei servizi.
- Valutazione delle prestazioni ambientali di prodotti e servizi.
- Identificare gli aspetti ecologici essenziali dei prodotti e dei servizi.
- Supportare il processo decisionale su prodotti e servizi.
Le quattro fasi principali di un LCA sono Obiettivo e ambito: la fase in cui vengono determinati l'obiettivo, l'ambito, i confini del sistema di valutazione e l'unità funzionale (l'unità di riferimento). L'unità disponibile (ad esempio, la produzione di 1 kg di plastica, viene utilizzata per confrontare un'altra alternativa a un'unità di riferimento di 1 kg). Oppure per stimare l'impatto di 1 kg, quindi moltiplicandolo per la quantità di produzione totale, possiamo ottenere gli impatti ambientali netti della produzione giornaliera, mensile o annuale di uno specifico tipo di plastica. Fase di inventario: identifica e quantifica gli impatti ambientali di un prodotto o servizio. Fase di valutazione dell'impatto: determina la significatività degli impatti ambientali identificati nella fase di inventario. E infine, l'interpretazione e la comunicazione dei risultati. Di seguito sono riportati i passaggi generali per condurre le LCA:
- Stabilire i confini (ambito) dello studio.
- Seleziona il prodotto o il servizio da valutare.
- Identificare e caratterizzare le categorie di impatto ambientale.
- Sviluppare una metodologia per stimare gli impatti ecologici.
- Stimare gli impatti ambientali.
- La fase di valutazione dell'impatto di un LCA generalmente prevede i seguenti passaggi:
- Valutare gli effetti ambientali del prodotto o del servizio.
- Identificare e misurare i benefici e i costi ecologici dei prodotti e dei servizi.
- Valutazione delle prestazioni ambientali di prodotti e servizi.
- Identificare gli aspetti ecologici essenziali dei prodotti e dei servizi.
- Supportare il processo decisionale su prodotti e servizi.
- La fase di interpretazione e comunicazione dei risultati di un LCA generalmente prevede i seguenti passaggi:
- Preparazione di un rapporto LCA.
- Comunicare i risultati dell'LCA.
Valutazione dell'impatto del ciclo di vita (LCIA)
L'LCIA è un passaggio fondamentale dell'LCA che deve essere completato. CML, ReCiPe, TRACI e altre metodologie LCIA sono state sviluppate per valutare l'ambiente. Questi approcci hanno due livelli di valutazione: il Mid-Point e l'End-Point.
La maggior parte delle procedure LCIA sono a livello Mid-Point. Poche, come l'approccio ReCiPe, forniscono una valutazione a livello End-Point. I temi ambientali End-Point come Global Warming Potential (GWP), Human Toxicity Potential (HTP), Acidification Potential (AP), Energy Depletion, Eutrophication Potential (EP), Ozone Layer Depletion (OLD) e altri sono spesso aggregati in categorie di danno come Danni alla salute, Danni all'ecosistema e Danni alle risorse naturali (oltre 11 temi ambientali sono aggregati in tre principali indicatori ecologici). La scelta di un approccio LCIA appropriato è in genere complicata. Uno studio della letteratura di report di settore e studi accademici sottoposti a revisione paritaria è un modo per superare questa difficoltà.
Temi ambientali:
- I temi ambientali, noti anche come "carichi ambientali" o "categorie di impatto ambientale", sono i risultati ottenuti dalla fase LCIA, ad esempio, il "cambiamento climatico" o il GWP. Altri includono, ad esempio, l'HTP. Di seguito è riportato un esempio dei temi ambientali spesso valutati con LCA.
- Depletion degli elementi abiotici (ADE): l'ADE (misurato in kg Sb-Eq) è l'effetto dello sfruttamento delle risorse naturali. È la differenza tra le risorse utilizzate durante il ciclo di vita dei rifiuti e il consumo di risorse.
- Esaurimento abiotico dei fossili (ADF): l'ADF (espresso in MJ) è correlato all'esaurimento delle risorse (ad esempio, energia e risorse energetiche non rinnovabili, come il gas naturale).
- AP: gli impatti AP sono rappresentati in kg SO2 eq. È la quantità di ioni H+ creati per chilogrammo di materiale rispetto a SO2Di conseguenza, rappresenta la massima quantità di acidificazione che un materiale può indurre.
- EP: Espresso in chilogrammi, il fosforo equivalente rappresenta la possibilità che i fertilizzanti fertilizzino eccessivamente l'acqua e il terreno.
- Potenziale di ecotossicità acquatica in acqua dolce (FAETP): il FAETP (espresso in kg di DCB-Eq) quantifica l'impatto negativo delle sostanze chimiche tossiche sulla vita acquatica.
- GWP: Il GWP (espresso in kg di CO2-Eq) è ben noto come potenziale per il cambiamento climatico. È un metodo per misurare il cambiamento climatico.
- HTTP: HTP (in kg DCB-Eq) riflette le emissioni chimiche, come i metalli pesanti, a cui sono esposti gli esseri umani.
- Potenziale ecotossicologico terrestre (TETP): il TETP (espresso in kg di DCB-Eq) si riferisce all'impatto delle sostanze chimiche pericolose sugli ecosistemi terrestri.
Dati LCA
Nonostante i dati secondari estesi, alcuni processi o materiali spesso non sono disponibili nei database LCA. La raccolta dei dati è la parte più impegnativa dell'esecuzione di un LCA. A seconda del tempo e delle risorse, i dati mancanti possono essere raccolti o stimati in diversi modi. Esistono due tipi di dati utili da distinguere:
- I dati in primo piano sono dati specializzati che descrivono un particolare sistema di produzione o sistema di prodotto, necessari per la modellazione del sistema.
- Dati di base: i database dei fattori di emissione e la letteratura contengono dati di base relativi alla produzione di materiali generici, all'energia, ai trasporti e alla gestione dei rifiuti.
Inventario del ciclo di vita (LCI)
I database LCI dei fattori di emissione rappresentano l'impatto ambientale dei prodotti per unità funzionale e materiali durante i loro cicli di vita. I database contengono informazioni sui materiali e l'energia utilizzati nella produzione dei prodotti e sui rifiuti generati durante il loro utilizzo e smaltimento. Queste informazioni possono valutare l'impatto ambientale di prodotti e materiali in ogni fase del ciclo di vita, dall'estrazione delle materie prime allo smaltimento finale. I database LCI possono anche confrontare l'impatto ambientale di diversi prodotti e materiali e identificare opportunità per ridurre il loro impatto ambientale.
Esempi di database LCI:
- database ecoinvent: il database ecoinvent è il database LCI più importante al mondo, con ampia copertura per i processi specifici per paese nelle nazioni industrializzate. Il database include anche una lunga procedura classificata come China-Data o Global Data. Fornisce dati di processo dettagliati per centinaia di processi, consentendo agli utenti di prendere decisioni consapevoli in merito all'impatto ambientale delle loro scelte.
- IDEA for Environmental Analysis (IDEA): IDEA è il database LCA leader del settore in Giappone. Comprende la maggior parte delle operazioni economiche di produzione delle aziende giapponesi. Include circa 3,800 processi basati sulla Japan Standard Commodity Classification. Di recente, il database è cresciuto in popolarità ed è ora accessibile con vari strumenti LCA (SimaPro e openLCA).
I database IDEA ed ecoinvent includono rispettivamente 3,800 processi e 18,000 attività. Il secondo, ampiamente utilizzato, viene spesso aggiornato con nuovi approcci. Va notato che i database LCI più popolari, come ecoinvent e GaBi Professional, nonché le loro estensioni di database, includono varie tecniche specifiche per paese, tra cui quelle del Giappone.
Definizione delle quattro fasi dell'LCA
Le quattro fasi iterative dell'LCA
Fase 1: Definizione dell'obiettivo e dell'ambito
Lo studio LCA è delineato nella definizione di obiettivo e ambito, e vengono descritti gli obiettivi e l'ambito dell'indagine. Durante questa fase vengono determinati diversi aspetti critici: la funzione del sistema, l'unità funzionale su cui si baseranno emissioni ed estrazioni e i confini del sistema. Vengono discussi sia lo scenario di base che le opzioni.
Fase 2: Analisi dell'inventario
Le emissioni nocive nell'aria, nell'acqua e nel suolo e le estrazioni di materie prime rinnovabili e non rinnovabili vengono quantificate nello studio dell'inventario. Qui vengono anche decise le risorse necessarie al funzionamento del sistema.
Fase 3: Valutazione dell'impatto
Tra le fasi della valutazione d'impatto vi sono:
- Definizione di categorie di impatto, indicatori di categoria e fattori di caratterizzazione.
- Valutazione delle conseguenze ambientali (riscaldamento globale, tossicità per l'uomo, ecotossicità, uso delle risorse, ecc.)
- Classificazione delle emissioni che contribuiscono a ciascuna categoria di impatto ambientale. La caratterizzazione dell'end-point pondera e aggrega le emissioni in categorie di impatto in base al loro mid-point.
- La caratterizzazione del danno combina le categorie di impatto per creare categorie di danno (danno alla salute umana, alla qualità dell'ecosistema, alle risorse, ecc.).
- È possibile eseguire un ulteriore passaggio di normalizzazione per dimostrare il contributo del prodotto esaminato come frazione dell'impatto globale in una particolare categoria.
- Infine, una ponderazione basata sulla società potrebbe essere applicata alla valutazione dell'impatto per tenere conto dell'importanza relativa, o del danno. Quattro. Interpretazione I risultati acquisiti vengono analizzati e le incertezze vengono esaminate. Gli studi di sensibilità e la propagazione dell'incertezza possono identificare i parametri principali e le alternative di miglioramento. Un'analisi critica valuta l'impatto dei limiti e delle ipotesi specificati. Infine, le ripercussioni ambientali potrebbero essere soppesate rispetto alle conseguenze economiche o sociali.
Fase 4: Interpretazione
L'interpretazione è dove i risultati vengono interpretati e le incertezze vengono valutate. Un'analisi critica valuta l'impatto dei limiti e delle ipotesi specificati utilizzando studi di sensibilità e analisi dell'incertezza (simulazione Monte Carlo) per identificare i parametri principali e le alternative di miglioramento. Infine, le conseguenze ambientali potrebbero essere soppesate rispetto alle ripercussioni economiche o sociali.
Livelli di valutazione
Ci sono tre livelli di valutazione all'interno di un confine di sistema in uno studio LCA e all'interno del suo set di dati di un particolare processo. Dipende dal tipo di set di dati, che si tratti di un processo unitario "gate to gate", di un processo "aggregato" o persino di un processo "aggregato dalla culla alla tomba" che determina cosa è incluso nel set di dati.
- Da cancello a cancello: tutte le operazioni aziendali o legate al sito, a partire dall'acquisizione o dall'approvvigionamento dei materiali e proseguendo con tutti i processi di produzione in loco fino alle fasi finali prima di lasciare i cancelli del sito.
- Dalla culla al cancello: tutte le operazioni, dall'estrazione delle risorse fino alle fasi finali prima di uscire dai cancelli del sito, comprese tutte le fasi di produzione di energia e precursori e la produzione in loco.
- Dal cancello alla tomba: questo livello estende le operazioni dal livello del cancello allo smaltimento finale.
- Dalla culla alla tomba (l'intero ciclo di vita): dalla culla al cancello esteso attraverso l'utilizzo, la manutenzione e il fine vita (smaltimento, riciclaggio e riutilizzo) di un prodotto.
Livelli di valutazione in uno studio LCA
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