sfondo
La raccolta dei dati è uno dei passaggi più critici nell' processo di valutazione del ciclo di vita. LCA è una valutazione approfondita degli impatti ambientali di un sistema o di un prodotto. Richiede un esame completo del ciclo di vita completo di un sistema, dall'estrazione delle materie prime alla produzione, all'uso e allo smaltimento. I dati di ogni fase del ciclo di vita devono essere raccolti per completare un'accurata LCA.
I confini del sistema devono essere identificati come fase iniziale per LCA raccolta dati. Le fasi del ciclo di vita da includere nella valutazione sono determinate dai confini del sistema nella fase di definizione dell'obiettivo e dell'ambito dell'LCA. La raccolta dati può iniziare dopo che i limiti sono stati impostati.
Molte altre fonti di informazioni possono essere utilizzate per raccogliere dati, tra cui registri aziendali, database governativi, relazioni di settore, ricerche accademiche e sondaggi pubblici. Tutte le informazioni devono essere accurate, affidabili e aggiornate. Devono essere raccolti dati su emissioni, rifiuti, uso dell'acqua, materiali ed energia. Devono essere inclusi anche dati sulla quantità e qualità dei materiali utilizzati per creare il prodotto o il sistema.
Dopo aver raccolto i dati, è necessario esaminarli per individuare gli elementi chiave e le procedure più significative. ambientale impatti. Grazie a questa conoscenza, sarà possibile trovare soluzioni per ridurre gli impatti ambientali negativi del sistema o del prodotto.
Raccolta dati per LCA potrebbe richiedere molto tempo ed essere difficile eseguire una valutazione completa e accurata. Per garantire la validità dei risultati della valutazione, è necessario prestare molta attenzione all'affidabilità e alla correttezza dei dati ottenuti.
Dati di background vs. dati in primo piano
I dati del Life Cycle Inventory (LCI) sono chiamati dati di background. I dati sono quelli che otteniamo da un fornitore di database LCI, spesso database commerciali che potremmo acquistare. Contiene un database che rappresenta i fattori di emissione di molti processi in diversi settori. Ad esempio, l'anidride carbonica emessa durante la produzione di 1 kg di acciaio può essere uno dei fattori di emissione. Quanta anidride carbonica viene rilasciata durante la produzione di 1 km di alluminio? Il metano (CH4) viene rilasciato quando 1 chilogrammo viene smaltito in una discarica sanitaria e così via.
Laddove i dati in primo piano sono i dati che incarnano o descrivono il sistema in fase di studio o modellazione tecnica, gli esempi includono dati secondari, dati ottenuti da simulazione, calcolo, lavoro di viaggio sul campo, letteratura, attività di produzione, operazioni o esperimenti chimici. I dati in primo piano dalla gestione dei rifiuti sono un esempio: ad esempio, se un sistema di gestione dei rifiuti viene studiato o modellato. Quindi, i dati in primo piano comprendono la composizione dei rifiuti. Ad esempio, le proporzioni di carta, plastica e rifiuti metallici, ecc., una percentuale di trattamento della proporzione di incenerimento e la proporzione di incenerimento di rifiuti di carta e plastica. Le proporzioni di carta, plastica e legno da macero saranno smaltite in discarica. Dati sulle distanze che i veicoli devono percorrere dal luogo di raccolta dei rifiuti allo smaltimento finale. La benzina richiesta da ciascun veicolo per la raccolta e lo smaltimento o il trattamento dei rifiuti.
In sintesi: Dati in primo piano descrive il sistema tecnicamente, mentre i dati di base descrive il sistema dal punto di vista ambientale con fattori di emissione che possono essere ottenuti da database. La figura seguente mostra la differenza tra entrambi i tipi di dati.
Come decidere e trovare la parte superiore del corpo? Database LCI per il tuo progetto.
La differenza tra dati di background e dati in primo piano in un modello LCA
Esempio: produzione di dimetilsolfato (DMS) da triossido di zolfo
Il dimetil solfato è una molecola chimica con formula (CH3)2SO4. È un liquido incolore e volatile con un odore pungente. Viene utilizzato principalmente come agente metilante nella sintesi organica e la sua tossicità lo rende una sostanza chimica moderatamente pericolosa. Consiste nella produzione di molti prodotti, tra cui medicinali, coloranti, polimeri e additivi alimentari. Viene anche utilizzato come insetticida, erbicida e defoliante.
Il dimetilsolfato ((CH3O)2SO2) viene prodotto industrialmente mediante la reazione di dimetiletere con triossido di zolfo. La reazione viene effettuata in tubi verticali di alluminio o acciaio inossidabile raffreddati ad acqua ed è un processo continuo. Il modello ha preso in considerazione l'eliminazione di dimetilsolfato mediante distillazione sotto vuoto su solfato di sodio anidro in dimetilsolfato di grado tecnico.
Il sistema di base dell'energia elettrica e termica: L'energia (e l'energia termica come sottoprodotto) utilizzata è adattata alle esigenze di ogni nazione unica. La modellazione specifica per paese è realizzata a più livelli. Le singole centrali elettriche in funzione sono simulate utilizzando l'attuale sistema nazionale. Sono incluse le perdite nette e l'energia importata. In secondo luogo, vengono modellate le emissioni e l'efficienza nazionali delle centrali elettriche. In terzo luogo, viene considerata la fornitura di carburante specifica per paese (proporzione di risorse consumate tramite importazione e fornitura locale), così come le caratteristiche specifiche per paese (ad esempio, elementi e contenuti energetici). In quarto luogo, le procedure di importazione, trasporto, estrazione mineraria ed esplorazione per la catena di fornitura dei vettori energetici sono personalizzate in base alle circostanze uniche di ogni paese produttore di energia.
Steam: La fornitura di vapore è simulata in base alle condizioni del paese in termini di efficienza tecnologica e vettori energetici utilizzati. Carbone, petrolio greggio e gas naturale necessari per generare vapore sono modellati in base alle circostanze di importazione uniche.
Un modello parametrizzato per raffineria specifico per paese rappresenta prodotti di raffineria come gasolio, benzina, gas, oli combustibili, oli essenziali e residui come il bitume. Il modello di raffineria riflette lo standard nazionale nelle procedure di raffineria (ad esempio, livello di inquinamento, consumo energetico interno) e l'esclusivo spettro di output del prodotto specifico per paese, che potrebbe variare significativamente tra i paesi. I prodotti di raffineria utilizzati dimostrano l'utilizzo delle risorse specifico per paese. Ancora una volta, l'offerta di petrolio greggio è modellata in base alla situazione del petrolio greggio specifica per paese e alle caratteristiche delle risorse.
Tutti questi processi menzionati rappresentano i dati di primo piano che dovrebbero essere raccolti; in questo esempio, potrebbero provenire da (1) lavoro sperimentale chimico di laboratorio, (2) simulazione di processo con un software di simulazione chimica come Aspen Plus, (2) o dai dati dell'impianto stesso se è già stabilito (costruito e in funzione). Vedere la figura sottostante per una dimostrazione del sistema LCA modellato in questo esempio di solfato di dimetile ((CH3O)2SO2).
Il modello LCA del dimetil solfato ((CH3O)2SO2)
Un analista LCA richiede le due forme di dati con la produzione di dimetil solfato (DMS) dal modello LCA di anidride solforica sopra riportato. Le informazioni di primo piano e di sfondo (dati LCI). I dati in primo piano sono quelli necessari per spiegare tecnicamente il modello, come l'alimentazione chimica utilizzata nelle reazioni chimiche che producono dimetil etere da metanolo, anidride solforica, solfato di sodio e acqua deionizzata. E questo può essere misurato in unità di moli all'ora e tradotto in chilogrammi all'ora. Inoltre, la quantità di energia del gas naturale necessaria è espressa in MJ all'ora. Sono necessari anche dati in MJ/ora per il mix della rete elettrica. Queste statistiche del mix della rete offrono informazioni sulla composizione del mix della rete elettrica nella nazione/paese in cui la tecnica viene studiata o sviluppata. Per realizzare una rete con una capacità di 3.7 MJ, questa può contenere una percentuale di carbone, una percentuale di gas naturale, una percentuale di olio combustibile pesante, una percentuale di energia nucleare, una percentuale di fonti energetiche rinnovabili tra cui energia eolica, solare e idroelettrica, ecc. e una percentuale di rifiuti.
La quantità di trattamento delle acque reflue è necessaria per l'output. Tuttavia, è necessario anche il dimetilsolfato (DMS). L'intera produzione è determinata da un esperimento chimico, una simulazione chimica, come quella trovata in Pioppo più, o i dati di produzione dell'impianto possono anche essere questa quantità, che può essere considerata come un'unità funzionale di 1 chilogrammo di produzione di dimetilsolfato (DMS). Questi sono casi in cui potrebbero essere richiesti dati di primo piano. Un analista LCA deve utilizzare un database LCA con fattori di emissione per centinaia di emissioni da ogni input e output di processo nel grafico soprastante per ottenere i dati di background. Ad esempio, emissioni di metalli pesanti e gli altri 6 gas serra. Emissioni di BOD, emissioni di BCD e così via.
Come scegliere un database di inventario del ciclo di vita (LCI) appropriato per il tuo progetto
Innanzitutto, ricorda che a volte è necessario più di un database, in particolare per grandi progetti LCA. A volte potresti dover unire dati da più database. La seconda cosa da tenere a mente è che, a volte, potresti sempre imbatterti in un problema. Un problema con lacune nei dati o una carenza di dati quando i dati necessari per una particolare procedura sono assenti. Ad esempio, questo è tipico nell'industria chimica. La modellazione matematica combinata con metodi di stima dei dati è un modo per affrontare il problema delle lacune nei dati. Oppure utilizzando modelli obsoleti che possono stimare i fatti attuali. Un'altra strategia è quella di simulare il processo oggetto di ricerca con dati proxy utilizzando un processo con proprietà fisiche e chimiche comparabili al processo esaminato con i dati mancanti.
Crea un diagramma di flusso che mostri i confini del sistema del tuo studio di caso e tutti gli input e gli output correnti nei processi come primo passo per identificare il database di cui hai bisogno per il tuo progetto. Questo ti aiuta a ottenere la tua comprensione dei processi nel tuo sistema e dei seguenti requisiti del database. Segue il secondo. La seconda raccomandazione in questo articolo è di esplorare i repository dei database LC che ti consentono di cercare simultaneamente tra molti database, inclusi i due siti Web elencati di seguito.
- La piattaforma GLAD: https://www.globallcadataaccess.org
- La piattaforma openLCA Nexus: https://nexus.openlca.org
In secondo luogo, devi sapere quali database sono disponibili sul mercato, sia per uso a pagamento che non a pagamento. Dovresti anche essere a conoscenza dei tipi di database LCI utilizzati nella tua attività/settore, che si tratti di industria tessile, edile, chimica, tessile o elettronica.
L'ambito di sistema del tuo studio di caso è spesso il fattore decisivo quando si sceglie un database di approvazione. Quali sono i limiti del sistema? Quali procedure rientrano e quali no? Tutte queste informazioni sono fondamentali per capire quale database è richiesto e determinare se le operazioni sono gate-to-gate, gate-to-grave, cradle-to-grave o cradle-to-gate.
Utilizzare un programma LCA è la strategia alternativa. Ad esempio, il database ecoinvent è uno degli 8 con il SimaPro programma. Il database è uno dei più noti poiché include molti set di dati e abbraccia vari settori. Se si utilizza il Programma GaBi, avrai accesso a circa 20 database che dovrai acquistare separatamente. Software GaBi ha, tuttavia, un database proprio. Il database dei processi di molti settori è noto come database professionale. L'utilizzo del software openLCA è l'altra scelta. Non è necessaria una licenza per utilizzare il openLCA Programma LCA, disponibile gratuitamente. Tuttavia, è necessario acquistare il database del progetto. Cercare processi già stabiliti su Sito web openLCA Nexus è una tecnica preziosa. Visualizza i processi presenti nel database correlato. Un altro punto da ricordare è che i dati LCI sono specifici per paese, quindi dovresti considerare la regione o il paese in cui stai conducendo lo studio..
Infine, capire quale database LCI è necessario per un progetto specifico in un'attività specifica si sviluppa nel tempo man mano che uno specialista LCA acquisisce esperienza sia nel suo settore che nei database disponibili. In generale, più progetti LCA completi, più familiarità acquisirai con i database correnti, come effettuare ricerche in essi e dove cercarli.
Non esiste una linea guida fissa per selezionare il database migliore per il tuo progetto. Sarebbe utile se mescolassi una varietà di talenti e competenze. Di conseguenza, dovresti fare la tua ricerca sui database attuali, sia gratuitamente che a pagamento. Tuttavia, le capacità e i consigli che devi conoscere e sviluppare sono riassunti in questo articolo.
Non esiste una linea guida fissa per selezionare il database migliore per il tuo progetto. Sarebbe utile se mescolassi una varietà di talenti e competenze. Di conseguenza, dovresti fare la tua ricerca sui database attuali, sia gratuitamente che a pagamento. Tuttavia, le capacità e i consigli che devi conoscere e sviluppare sono riassunti in questo articolo.
