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Valutazione del ciclo di vita: una guida introduttiva

Sommario

Sfondo

Dove 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 migliori pratiche devono essere scelte tenendo conto dei costi, dell'impatto ambientale e dei vincoli economici.

Il Valutazione del ciclo di vita (LCA) è uno strumento decisionale che aiuta a scegliere e ottimizzare le soluzioni tecnologiche oi prodotti disponibili per soddisfare questa domanda. La domanda non è come risolvere un caso particolare di tight money. 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 modificate di più. Dal punto di vista della sostenibilità, l'LCA è molto critico. Questo perché comprende il ciclo di vita di un prodotto o servizio. Ciò impedisce che i miglioramenti locali siano gli unici a spostare l'effetto ambientale 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'elemento, cosa che non era il caso delle precedenti valutazioni ambientali.

Le attività pratiche che riducono al minimo i danni ambientali devono essere intraprese dopo le indagini. Pertanto, affinché un trasloco sia efficace, devono essere soddisfatti alcuni prerequisiti:

  • Le attività pratiche che riducono al minimo i danni ambientali devono essere intraprese dopo le indagini.
  • Valutazione degli impatti ambientali, che può anche migliorare le cose. Perché un'azione sia efficace.

 

Che cos'è la valutazione del ciclo di vita (LCA)?

Il concetto di LCA

Il concetto di LCA

L'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. L'LCA è un potente strumento che determina in che modo diversi prodotti e procedure influiscono sull'ambiente. Viene utilizzato per capire in che modo automobili, edifici e sistemi alimentari influiscono sull'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 realizzazione, all'utilizzo e allo smaltimento.

L'LCA è un processo complesso e un campo dettagliato viene spesso utilizzato per confrontare gli impatti ambientali di prodotti e servizi. Può essere utilizzato a vari livelli, dal locale al globale.

Possono essere utilizzati 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 una LCA possono dire ai decisori quanto sono diverse le opzioni sostenibili e aiutarli a scegliere quella più sostenibile. LCA considera quanto segue:

  • Estrazione delle materie prime.
  • Produzione del prodotto.
  • Uso del prodotto.
  • Trasporti e consumo di energia.
  • Gestione dei rifiuti.

Che cos'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 commerciali sostenibili.
  • Può aiutare a sviluppare tecnologie, prodotti e sistemi più ecologici.
  • Può aiutare a comprendere l'impatto del cambiamento climatico sull'ambiente e sulla salute e valutare gli approcci per combatterlo.
  • Può aiutare a confrontare diversi prodotti, tecnologie o scenari futuri con uno di base (ad esempio, la situazione attuale).
  • Contribuire a migliorare le prestazioni ambientali delle tecnologie.
  • Rispondi alle grandi domande riguardanti l'ambiente e la sostenibilità, soprattutto se integrato con altri metodi di valutazione della sostenibilità.
  • Può aiutare a identificare i punti deboli di prodotti, tecnologie e servizi.
  • Per i vantaggi per i consumatori: l'LCA può aiutare i consumatori a prendere decisioni informate sui prodotti che acquistano.

Che cos'è la valutazione del ciclo di vita (LCA)?

L'LCA è un modo analitico per capire come un prodotto influisca sull'ambiente in ogni fase della sua vita, dalla culla alla tomba. L'LCA può aiutare a rendere un prodotto o un processo meno dannoso per l'ambiente e 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 ad esempio:

  1. Estrazione e produzione di risorse.
  2. Uso e fine vita.
  3. Trasporto e distribuzione.
  4. Impatti ambientali fuori sede (es. emissioni nell'aria e nell'acqua, rifiuti solidi).

Un LCA può aiutare a determinare in che modo un prodotto influisce sull'ambiente e quale design è il migliore per l'ambiente. Un'analisi LCA viene eseguita da un analista appositamente formato che raccoglie i 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 fatto con il calcolo manuale anche se è un processo che richiede tempo. Spesso, l'utilizzo del software LCA può accelerare notevolmente il processo di conduzione degli LCA. L'analista quindi esamina come ogni fase del ciclo di vita del prodotto influisca sull'ambiente e attribuisca a ciascun peso. Il peso si basa su come la fase influisce sull'ambiente e quanto quella fase aggiunge all'effetto complessivo del prodotto sull'ambiente. L'output di una LCA include il profilo ambientale di un prodotto e le raccomandazioni per la riduzione dell'impatto ambientale.

Tipo di studi LCA

Tipo di studi LCA

  1. Screening LCA: L'LCA di screening può stimare quanto sia ecologico un prodotto, un servizio o un processo di produzione. Un database LCI (Lifecycle Inventory), che include migliaia di processi e settori, può stimare le prestazioni ambientali complessive di un prodotto, servizio o 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 particolare prodotto influenzerà positivamente o negativamente il profilo ambientale dell'azienda. Questa LCA aiuta a determinare il carico ambientale complessivo, il prodotto, il servizio o la tecnologia di un sistema.
  2. LCA del prodotto: Il prodotto LCA esamina le prestazioni ambientali di prodotti e tecnologie dall'ideazione allo smaltimento. Ogni aspetto del suo ciclo produttivo è coperto dall'estrazione allo smaltimento invece di essere smaltito in modo improprio. Ciò può portare a problemi come l'inquinamento causato dal conferimento in discarica, dall'incenerimento o dallo smaltimento di rifiuti pericolosi.
  3. 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 di studio LCA comune 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 i percorsi di sviluppo).

 

LCA vs. Valutazione di Impatto Ambientale (VIA)

Il confronto tra LCA e VIA su scale temporali e geografiche complementari dimostra la complementarità dei due strumenti. Un LCA valuta un prodotto o servizio dalla sua estrazione (culla) al suo fine vita (tomba), se necessario, su scala globale. Allo stesso tempo, una VIA esamina una singola posizione. Le VIA site-specific considerano variabili specifiche del luogo, come il numero di persone che vivono nelle vicinanze, la distanza tra il sito e i quartieri residenziali e la presenza di particolari ecosistemi.

Valutazione del ciclo di vita e valutazione dell'impatto ambientale

Conclusione

L'LCA è uno strumento prezioso che determina in che modo i prodotti influiscono sull'ambiente e dove possono essere migliorati. L'LCA può aiutare le aziende a ridurre l'impatto ambientale dei loro prodotti e 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 influire negativamente sull'ambiente se non eseguito in modo responsabile. Petrolio e gas vengono estratti perforando il terreno e pompando il carburante fuori dal terreno. Questo può essere fatto utilizzando metodi tradizionali o fracking, che utilizza acqua ad alta pressione per rompere la roccia e rilasciare energia. L'estrazione mineraria comporta la rimozione della terra sopra i depositi di carbone. La trivellazione consiste nell'estrazione del carbone dal suolo mediante un trapano gigante.

I metalli vengono in genere estratti attraverso l'estrazione mineraria. In questo processo, la terra viene rimossa 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 fatto in modo responsabile. L'estrazione di materie prime rappresenta una significativa percentuale negativa 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 effettua una 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 chiamata "tomba". Allo stesso tempo, lo smaltimento finale di un prodotto generato da materie prime è chiamato fase “tomba” o End-of-Life (EoL) o semplicemente fase di gestione dei rifiuti.

Le fasi della LCA

Un LCA è un elenco e un'analisi degli effetti ambientali di un prodotto o servizio durante l'intero ciclo di vita. LCA cerca di trovare e misurare l'impatto ambientale di un prodotto o servizio dalla "culla alla tomba". Ciò include ottenere le materie prime, realizzare il prodotto, confezionarlo, distribuirlo, usarlo e buttarlo via. L'LCA viene utilizzato da oltre trent'anni per determinare in che modo prodotti e servizi influiscono sull'ambiente. L'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) ha rilasciato standard relativi all'LCA negli anni '90. L'LCA è diventata una parte consolidata della valutazione del prodotto e dell'ambiente. Poiché l'LCA è uno strumento di valutazione ambientale, può essere utilizzato in qualsiasi fase dello sviluppo del prodotto. L'LCA può essere utilizzato per:

  • Valutare l'impatto ambientale di prodotti e servizi.
  • Identificare e misurare i benefici e i costi ecologici di prodotti e servizi.
  • Valutazione delle prestazioni ambientali di prodotti e servizi.
  • Identificare gli aspetti ecologici vitali di prodotti e servizi.
  • Supportare il processo decisionale su prodotti e servizi.
  • Le quattro fasi principali di una 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 con un'unità di riferimento di 1 kg). Oppure per stimare l'impatto di 1 kg, quindi moltiplicandolo per la quantità totale di produzione, 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 individuati nella fase di inventario. E, infine, l'interpretazione e la comunicazione dei risultati. Di seguito sono riportati i passaggi generali per lo svolgimento di LCA:

  • Stabilire i confini (ambito) dello studio.
  • Seleziona il prodotto o servizio da valutare.
  • Identificare e caratterizzare le categorie di impatto ambientale.
  • Sviluppare una metodologia per la stima degli impatti ecologici.
  • Stimare gli impatti ambientali.
  • La fase di valutazione dell'impatto di un LCA prevede generalmente questi passaggi:
  • Valutare gli effetti ambientali del prodotto o servizio.
  • Identificare e misurare i benefici e i costi ecologici di prodotti e servizi.
  • Valutazione delle prestazioni ambientali di prodotti e servizi.
  • Identificare gli aspetti ecologici vitali di prodotti e servizi.
  • Supportare il processo decisionale su prodotti e servizi.
  • L'interpretazione e la comunicazione della fase dei risultati di una LCA prevede generalmente questi passaggi:
  • Preparazione di un rapporto LCA.
  • Comunicare i risultati della 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 di punto intermedio. Pochi, come l'approccio ReCiPe, danno una valutazione a livello di End-Point. Temi ambientali end-point come il potenziale di riscaldamento globale (GWP), il potenziale di tossicità umana (HTP), il potenziale di acidificazione (AP), l'esaurimento energetico, il potenziale di eutrofizzazione (EP), l'esaurimento dello strato di ozono (OLD) e altri sono spesso aggregati in danni categorie come Danno alla salute, Danno all'ecosistema e Danno alle risorse naturali (11+ temi ambientali sono aggregati in tre principali indicatori ecologici). La scelta di un approccio LCIA appropriato è in genere difficile. Uno studio della letteratura su rapporti 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 un esempio dei temi ambientali spesso valutati con LCA.
  • Deplezione di elementi abiotici (ADE): 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 di fossili (ADF): L'ADF (espresso in MJ) si riferisce 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 SO2. Di conseguenza, rappresenta la massima quantità di acidificazione che un materiale può indurre.
  • EP: Espresso in chilogrammi, l'equivalente del fosforo è la possibilità che i fertilizzanti fertilizzino eccessivamente l'acqua e il suolo.
  • Potenziale di ecotossicità acquatica d'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 come kg di CO2-Eq) è noto come il 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 di ecotossicità terrestre (TETP): il TETP (espresso in kg di DCB-Eq) si riferisce agli impatti delle sostanze chimiche pericolose sugli ecosistemi terrestri.

Dati LCA

Nonostante i numerosi dati secondari, alcuni processi o materiali spesso non sono disponibili nei database LCA. La raccolta dei dati è la parte più impegnativa dell'esecuzione di una LCA. A seconda del tuo tempo e delle tue risorse, i dati mancanti possono essere raccolti o stimati in diversi modi. Esistono due tipi di dati utili per distinguere:

  • I dati in primo piano sono dati specializzati che descrivono un particolare sistema di produzione o sistema di prodotto necessario 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 tutto il loro ciclo di vita. Le banche dati contengono informazioni sui materiali e sull'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 le opportunità per ridurne l'impatto ambientale.

Esempi di database LCI:

  • database ecoinvent: il database ecoinvent è il database LCI più importante al mondo, con un'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 informate sull'effetto 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 dell'azienda giapponese. Comprende circa 3.800 processi basati sulla classificazione standard delle materie prime del Giappone. Recentemente, 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 popolari come ecoinvent e GaBi Professional, così come le loro estensioni di database, includono varie tecniche specifiche per paese, comprese quelle giapponesi.

Definizione delle Quattro Fasi LCA

Le quattro fasi iterative dell'LCA

Fase 1: definizione dell'obiettivo e dell'ambito

Lo studio LCA è delineato nella definizione dell'obiettivo e dell'ambito e vengono descritti gli obiettivi e l'ambito dell'indagine. In questa fase vengono determinati diversi aspetti critici: la funzione del sistema, l'unità funzionale su cui si baseranno le emissioni e le estrazioni ei confini del sistema. Vengono discussi sia lo scenario di base che le opzioni.

Fase 2: Analisi dell'inventario

Nello studio di inventario vengono quantificate le emissioni nocive nell'aria, nell'acqua e nel suolo e le estrazioni di materie prime rinnovabili e non. Qui vengono decise anche le risorse necessarie per il 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 umana, ecotossicità, uso delle risorse, ecc.)
  • Classificazione delle emissioni che contribuiscono a ciascuna categoria di impatto ambientale. La caratterizzazione del punto finale pesa e aggrega le emissioni in categorie di impatto in base al punto medio.
  • La caratterizzazione dei danni combina le categorie di impatto per creare categorie di danni (danni alla salute umana, qualità dell'ecosistema, risorse, ecc.).
  • Un'ulteriore fase di normalizzazione può essere eseguita per dimostrare il contributo del prodotto esaminato come frazione dell'impatto globale in una particolare categoria.
  • Infine, una ponderazione su base sociale potrebbe essere applicata alla valutazione dell'impatto per tenere conto dell'importanza relativa o del danno. Quattro. Interpretazione Si analizzano i risultati acquisiti e si esaminano le incertezze. 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 vengono interpretati i risultati e vengono valutate le incertezze. Un'analisi critica valuta l'impatto dei limiti e delle ipotesi specificati utilizzando studi di sensitività e analisi di 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

Esistono 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, se si tratta di un processo unitario "gate to gate", un processo "aggregato" o anche un processo "aggregato dalla culla alla tomba" che determina cosa è incluso nel set di dati.

  • Gate to Gate: tutte le operazioni relative all'azienda o al sito che iniziano con l'acquisizione o l'approvvigionamento di materiale e continuano attraverso 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 dell'uscita dai cancelli del sito, comprese tutte le fasi di produzione di energia e precursori e la produzione in loco.
  • Cancello alla tomba: questo livello espande le operazioni dal livello del cancello allo smaltimento finale.
  • Cradle to the grave (l'intero ciclo di vita): Cradle-to-Gate esteso attraverso l'utilizzo, la manutenzione e l'EoL (smaltimento, riciclaggio e riutilizzo) di un prodotto.

Livelli di valutazione in uno studio LCA

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