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Hintergrund
Die Datenerfassung ist einer der wichtigsten Schritte in der Prozess der Lebenszyklusbewertung. Ökobilanz ist eine gründliche Bewertung der Umweltauswirkungen eines Systems oder Produkts. Es erfordert eine umfassende Betrachtung des kompletten Lebenszyklus einer Anlage, von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung, Nutzung bis hin zur Entsorgung. Daten aus jedem Schritt des Lebenszyklus müssen gesammelt werden, um eine genaue Ökobilanz zu erstellen.
Die Systemgrenzen müssen als erste Stufe für identifiziert werden Ökobilanz Datenerfassung. Welche Phasen des Lebenszyklus in die Bewertung einbezogen werden sollen, wird durch Systemgrenzen in der Phase der Ziel- und Scope-Definition der LCA bestimmt. Das Sammeln von Daten kann beginnen, nachdem die Grenzwerte festgelegt wurden.
Viele andere Informationsquellen können zum Sammeln von Daten verwendet werden, einschließlich Geschäftsunterlagen, Regierungsdatenbanken, Branchenberichte, wissenschaftliche Forschung und öffentliche Umfragen. Alle Informationen müssen korrekt, vertrauenswürdig und aktuell sein. Daten zu Emissionen, Abfall, Wasserverbrauch, Materialien und Energie sollten erhoben werden. Daten über die Menge und Qualität der Materialien, die zur Herstellung des Produkts oder Systems verwendet wurden, sollten ebenfalls enthalten sein.
Nachdem die Daten gesammelt wurden, sollten sie untersucht werden, um die Schlüsselelemente und Verfahren mit den größten Umweltauswirkungen zu lokalisieren. Mit diesem Wissen ist es möglich, Lösungen zu finden, um die negativen Umweltauswirkungen des Systems oder Produkts zu verringern.
Datenerhebung für Ökobilanz kann zeitaufwändig und schwierig sein, eine gründliche und genaue Bewertung durchzuführen. Um die Gültigkeit der Bewertungsergebnisse zu gewährleisten, muss sorgfältig auf die Zuverlässigkeit und Richtigkeit der gewonnenen Daten geachtet werden.
Hintergrunddaten vs. Vordergrunddaten
Life Cycle Inventory (LCI)-Daten werden als Hintergrunddaten bezeichnet. Die Daten sind das, was wir von einem LCI-Datenbankanbieter erhalten, häufig kommerzielle Datenbank(en), die wir möglicherweise erwerben. Es enthält eine Datenbank, die die Emissionsfaktoren vieler Prozesse in mehreren Branchen darstellt. Beispielsweise kann das bei der Herstellung von 1 kg Stahl emittierte Kohlendioxid einer der Emissionsfaktoren sein. Wie viel Stickstoffdioxid wird bei der Herstellung von 1 km Aluminium freigesetzt? Methan (CH4) wird freigesetzt, wenn 1 Kilogramm auf einer geordneten Deponie entsorgt wird, und so weiter.
Wo die Vordergrunddaten die Daten sind, die das zu untersuchende oder modellierende System verkörpern oder beschreiben, umfassen Beispiele sekundäre Daten, Daten, die aus Simulationen, Berechnungen, Exkursionsarbeiten, Literatur, Produktionsaktivitäten, Operationen oder chemischen Experimenten gewonnen wurden. Ein Beispiel sind die Vordergrunddaten aus der Abfallwirtschaft: Zum Beispiel, wenn ein Abfallwirtschaftssystem untersucht oder modelliert wird. Dann umfassen die Vordergrunddaten die Abfallzusammensetzung. Zum Beispiel die Anteile des Papier-, Kunststoff- und Metallabfalls usw., der Anteil der Verbrennung und der Anteil der Papier- und Kunststoffabfallverbrennung einer Behandlung. Die Altpapier-, Kunststoff- und Holzanteile werden auf Deponien entsorgt. Angaben zu den Entfernungen, die Fahrzeuge vom Ort der Trachetsammlung bis zur Endlagerung zurücklegen müssen. Das Benzin, das jedes Fahrzeug für die Abfallsammlung und -entsorgung oder -behandlung benötigt.
In Summe: Vordergrunddaten beschreibt das System technisch, während Hintergrunddaten beschreibt das System ökologisch mit Emissionsfaktoren, die aus Datenbanken entnommen werden können. Die folgende Abbildung zeigt den Unterschied zwischen beiden Datentypen.
Wie entscheide ich mich und finde den Oberkörper? LCI-Datenbank für Ihr Projekt.
Der Unterschied zwischen Hintergrunddaten und Vordergrunddaten in einem LCA-Modell
Beispiel: Herstellung von Dimethylsulfat (DMS) aus Schwefeltrioxid
Dimethylsulfat ist ein chemisches Molekül mit der Formel (CH3)2SO4. Es ist eine farblose, flüchtige Flüssigkeit mit einem stechenden Gestank. Es wird hauptsächlich als Methylierungsmittel in der organischen Synthese verwendet, und seine Toxizität macht es zu einer mäßig gefährlichen Chemikalie. Es stellt viele Produkte her, darunter Medikamente, Farben, Polymere und Lebensmittelzusatzstoffe. Es wird auch als Insektizid, Herbizid und Entlaubungsmittel verwendet.
Dimethylsulfat ((CH3O)2SO2) wird industriell durch die Reaktion von Dimethylether mit Schwefeltrioxid hergestellt. Die Reaktion wird in wassergekühlten, senkrechten Aluminium- oder Edelstahlrohren durchgeführt und ist ein kontinuierlicher Prozess. Das Modell berücksichtigte die Eliminierung von Dimethylether durch Vakuumdestillation über wasserfreiem Natriumsulfat in technischem Dimethylsulfat.
Das Hintergrundsystem von Strom und Wärmekraft: Die verwendete Energie (und Wärmeenergie als Nebenprodukt) ist auf die Bedürfnisse jeder einzelnen Nation zugeschnitten. Die länderspezifische Modellierung erfolgt auf vielen Ebenen. Die einzelnen in Betrieb befindlichen Kraftwerke werden mit dem bestehenden nationalen System simuliert. Nettoverluste und importierter Strom sind enthalten. Zweitens werden die nationalen Emissionen und der Wirkungsgrad der Kraftwerke modelliert. Drittens werden die länderspezifische Brennstoffversorgung (Anteil des Ressourcenverbrauchs durch Import und lokale Versorgung) sowie länderspezifische Besonderheiten (z. B. Element- und Energiegehalte) betrachtet. Viertens werden die Import-, Transport-, Bergbau- und Explorationsverfahren für die Energieträger-Lieferkette an die einzigartigen Umstände jedes Strom produzierenden Landes angepasst.
Dampf: Die Dampfversorgung wird entsprechend dem Zustand des Landes hinsichtlich technologischer Effizienz und eingesetzter Energieträger simuliert. Kohle, Rohöl und Erdgas, die zur Dampferzeugung benötigt werden, werden basierend auf den einzigartigen Importumständen modelliert.
Ein länderspezifisches, raffinerieparametrisiertes Modell repräsentiert Raffinerieprodukte wie Diesel, Benzin, Gase, Heizöle, ätherische Öle und Reststoffe wie Bitumen. Das Raffineriemodell spiegelt den nationalen Standard in Raffinerieverfahren (z. B. Verschmutzungsgrad, interner Energieverbrauch) und das einzigartige länderspezifische Produktoutputspektrum wider, das von Land zu Land erheblich variieren kann. Die eingesetzten Raffinerieprodukte zeigen den länderspezifischen Ressourcenverbrauch. Auch hier wird das Rohölangebot anhand der länderspezifischen Rohölsituation und der Beschaffenheit der Ressourcen modelliert.
Alle diese erwähnten Prozesse stellten die Vordergrunddaten dar, die gesammelt werden sollten; in diesem Beispiel könnte es sich um (1) chemische experimentelle Laborarbeit, (2) Prozesssimulation mit a handeln chemische Simulationssoftware wie Aspen Plus, (2) oder aus den Anlagendaten selbst, wenn sie bereits errichtet (errichtet und in Betrieb) ist. Siehe die folgende Abbildung für eine Demonstration des LCA-Systems, das in diesem Beispiel von Dimethylsulfat ((CH3O)2SO2) modelliert wird.
Das LCA-Modell von Dimethylsulfat ((CH3O)2SO2)
Ein LCA-Analyst benötigt die zwei Formen der Daten mit der Dimethylsulfat (DMS)-Produktion aus dem oben angegebenen LCA-Modell von Schwefeltrioxid. Die Vordergrund- und Hintergrundinformationen (LCI-Daten). Die Daten im Vordergrund sind diejenigen, die zur technischen Erklärung des Modells benötigt werden, wie z. B. die chemische Beschickung, die in den chemischen Reaktionen verwendet wird, die Dimethylether aus Methanol, Schwefeltrioxid, Natriumsulfat und entionisiertem Wasser erzeugen. Und dies kann in Einheiten von Mol pro Stunde gemessen und in Kilogramm pro Stunde umgerechnet werden. Außerdem wird die benötigte Menge an Erdgasenergie in MJ pro Stunde angegeben. Daten in MJ/Stunde für den Stromnetzmix werden ebenfalls benötigt. Diese Grid-Mix-Statistiken bieten Informationen über die Zusammensetzung des elektrischen Grid-Mix in der Nation/dem Land, in dem die Technik erforscht oder entwickelt wird. Um einen Netzmix mit einer Kapazität von 3,7 MJ aufzubauen, kann dieser einen Anteil an Kohle, einen Anteil an Erdgas, einen Anteil an Schweröl, einen Anteil an Kernenergie, einen Anteil an erneuerbaren Energiequellen einschließlich Wind, Sonne, und Wasserkraft usw. und einen Anteil an Abfall.
Die Menge der Abwasserbehandlung ist für den Output notwendig. Dimethylsulfat (DMS) wird jedoch weiterhin benötigt. Die gesamte Produktion bestimmt durch ein chemisches Experiment, chemische Simulation, wie sie in gefunden wird Espe Plus, oder Pflanzenproduktionsdaten kann auch diese Menge sein, die als funktionelle Einheit von 1 Kilogramm Dimethylsulfat (DMS)-Produktion angesehen werden kann. Dies sind Fälle, in denen Vordergrunddaten erforderlich sein können. Ein LCA-Analyst muss eine LCA-Datenbank mit Emissionsfaktoren für Hunderte von Emissionen aus jedem Prozesseingang und -ausgang in der obigen Grafik verwenden, um die Hintergrunddaten zu erhalten. Zum Beispiel Schwermetallemissionen und die anderen 6 Treibhausgase. BSB-Emissionen, BCD-Emissionen und so weiter.
So wählen Sie eine geeignete Life Cycle Inventory (LCI)-Datenbank für Ihr Projekt aus
Denken Sie zunächst daran, dass manchmal mehr als eine Datenbank erforderlich ist, insbesondere bei großen LCA-Projekten. Manchmal müssen Sie Daten aus mehreren Datenbanken zusammenführen. Die zweite Sache, die Sie bedenken sollten, ist, dass Sie manchmal immer auf ein Problem stoßen können. Ein Problem mit Datenlücken oder Datenknappheit, wenn die für ein bestimmtes Verfahren erforderlichen Daten fehlen. Typisch ist dies beispielsweise in der chemischen Industrie. Mathematische Modellierung in Kombination mit Datenschätzungsmethoden ist eine Möglichkeit, das Datenlückenproblem anzugehen. Oder indem veraltete Modelle verwendet werden, die möglicherweise aktuelle Fakten schätzen. Eine andere Strategie besteht darin, den zu untersuchenden Prozess mit Proxydaten zu simulieren, indem ein Prozess mit vergleichbaren physikalischen und chemischen Eigenschaften wie der mit den fehlenden Daten untersuchte Prozess verwendet wird.
Erstellen Sie als ersten Schritt zur Identifizierung der für Ihr Projekt erforderlichen Datenbank ein Flussdiagramm, das die Systemgrenzen Ihrer Fallstudie und alle aktuellen Eingaben und Ausgaben für Prozesse zeigt. Dies hilft dabei, Ihr Verständnis der Prozesse in Ihrem System und der folgenden Datenbankanforderungen zu erlangen. Der zweite folgt. Die zweite Empfehlung in diesem Artikel lautet, die Repositories der LC-Datenbanken zu durchsuchen, mit denen Sie gleichzeitig in vielen Datenbanken suchen können, einschließlich der beiden unten aufgeführten Websites.
- Die GLAD-Plattform: https://www.globallcadataaccess.org
- Die openLCA Nexus-Plattform: https://nexus.openlca.org
Zweitens müssen Sie wissen, welche Datenbanken auf dem Markt verfügbar sind, ob für die kostenpflichtige oder die unbezahlte Nutzung. Sie sollten sich auch der Arten von LCI-Datenbanken bewusst sein, die in Ihrem Unternehmen/Ihrer Branche verwendet werden, sei es in der Textil-, Bau-, Chemie-, Textil- oder Elektronikindustrie.
Der Systemumfang Ihres Fallbeispiels ist oft ausschlaggebend für die Auswahl einer Zulassungsdatenbank. Wo liegen die Grenzen des Systems? Welche Verfahren fallen darunter und nicht? All diese Informationen sind entscheidend, um herauszufinden, welche Datenbank erforderlich ist, und um festzustellen, ob die Operationen vom Tor zum Tor, vom Tor zum Grab, von der Wiege zum Grab oder von der Wiege zum Tor erfolgen.
Die Verwendung eines LCA-Programms ist die alternative Strategie. Die ecoinvent-Datenbank ist beispielsweise eine der 8 mit der SimaPro Programm. Die Datenbank ist eine der bekanntesten, da sie viele Datensätze umfasst und verschiedene Sektoren umfasst. Wenn Sie die verwenden GaBi-Programm, haben Sie Zugriff auf rund 20 Datenbanken, die Sie separat kaufen müssen. GaBi-Software verfügt jedoch über eine eigene Datenbank. Die Datenbank von Prozessen aus vielen Branchen wird als Fachdatenbank bezeichnet. Die Verwendung von openLCA-Software ist die andere Wahl. Für die Nutzung ist keine Lizenz erforderlich openLCA LCA-Programm, das kostenlos verfügbar ist. Die Datenbank(en) Ihres Projekts müssen jedoch erworben werden. Suche nach bereits etablierten Prozessen auf der openLCA Nexus-Website ist eine wertvolle Technik. Dies zeigt die Prozesse an, die in der zugehörigen Datenbank vorhanden sind. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass LCI-Daten länderspezifisch sind, Sie sollten also die Region oder das Land berücksichtigen, in dem Sie die Studie durchführen.
Schließlich entwickelt sich die Frage, welche LCI-Datenbank für ein bestimmtes Projekt in einem bestimmten Unternehmen erforderlich ist, im Laufe der Zeit, wenn ein LCA-Spezialist Fachwissen sowohl in seiner Branche als auch in den verfügbaren Datenbanken ansammelt. Im Allgemeinen gilt: Je mehr LCA-Projekte Sie abschließen, desto vertrauter werden Sie mit den aktuellen Datenbanken, wie Sie darin suchen und wo Sie danach suchen können.
Es gibt keine festgelegte Richtlinie für die Auswahl der besten Datenbank für Ihr Projekt. Es wäre hilfreich, wenn Sie eine Vielzahl von Talenten und Fachkenntnissen mischen würden. Recherchieren Sie daher kostenlos oder kostenpflichtig in den aktuellen Datenbanken. Die Fähigkeiten und Ratschläge, die Sie kennen und entwickeln müssen, sind jedoch in diesem Artikel zusammengefasst.
Es gibt keine festgelegte Richtlinie für die Auswahl der besten Datenbank für Ihr Projekt. Es wäre hilfreich, wenn Sie eine Vielzahl von Talenten und Fachkenntnissen mischen würden. Recherchieren Sie daher kostenlos oder kostenpflichtig in den aktuellen Datenbanken. Die Fähigkeiten und Ratschläge, die Sie kennen und entwickeln müssen, sind jedoch in diesem Artikel zusammengefasst.
Life Cycle Inventory (LCI) Datenberatungsdienst
Schulung zur Lebenszyklusanalyse (LCA).
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