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Valutazione del ciclo di vita Dati di base vs. Dati in primo piano e come selezionare il database LCI più appropriato

Sommario

Sfondo

La raccolta dei dati è una delle fasi più critiche del 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 dell'intero ciclo di vita di un sistema, dall'estrazione delle materie prime attraverso la produzione, l'utilizzo e lo smaltimento. I dati di ogni fase del ciclo di vita devono essere raccolti per completare un LCA accurato.

 

I confini del sistema devono essere identificati come la fase iniziale per LCA raccolta di dati. Quali fasi del ciclo di vita dovrebbero essere incluse nella valutazione sono determinate dai confini del sistema nella fase di definizione dell'obiettivo e dell'ambito dell'LCA. La raccolta dei dati può iniziare dopo che i limiti sono stati fissati.

 

Molte altre fonti di informazioni possono essere utilizzate per raccogliere dati, inclusi documenti aziendali, database governativi, rapporti di settore, ricerche accademiche e sondaggi pubblici. Tutte le informazioni devono essere accurate, affidabili e aggiornate. Dovrebbero essere raccolti dati su emissioni, rifiuti, uso di acqua, materiali ed energia. Dovrebbero essere inclusi anche i dati sulla quantità e la qualità dei materiali utilizzati per creare il prodotto o il sistema.

 

Dopo che i dati sono stati raccolti, dovrebbero essere esaminati per individuare gli elementi chiave e le procedure con gli impatti ambientali più significativi. Con questa conoscenza, sarà possibile trovare soluzioni per ridurre gli impatti ambientali negativi del sistema o del prodotto.

 

Raccolta dati per LCA può essere dispendioso in termini di tempo e impegnativo eseguire una valutazione completa e accurata. Per garantire la validità dei risultati della valutazione, deve essere prestata attenta considerazione all'attendibilità e alla correttezza dei dati ottenuti.

 

Dati in background e dati in primo piano

I dati dell'inventario del ciclo di vita (LCI) sono chiamati dati di background. I dati sono ciò che otteniamo da un fornitore di database LCI, spesso database commerciali che possiamo 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. Quanto biossido di azoto viene rilasciato 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 tecnicamente il sistema oggetto di studio o di modellazione, gli esempi includono dati secondari, dati ottenuti da simulazione, calcolo, lavoro sul campo, letteratura, attività di produzione, operazioni o esperimenti chimici. I dati in primo piano della gestione dei rifiuti sono un esempio: ad esempio, se si sta studiando o modellando un sistema di gestione dei rifiuti. Quindi, i dati in primo piano comprendono la composizione dei rifiuti. Ad esempio, le proporzioni dei rifiuti di carta, plastica e metallo, ecc., % di un trattamento della proporzione di incenerimento e la proporzione di incenerimento di rifiuti di carta e plastica. Le proporzioni di carta straccia, plastica e legno saranno smaltite nelle discariche. Dati sulle distanze che i veicoli devono percorrere dal luogo di raccolta della trachea allo smaltimento finale. La benzina necessaria a ciascun veicolo per la raccolta e lo smaltimento o il trattamento dei rifiuti.

 

In sintesi: Dati in primo piano descrive tecnicamente il sistema, mentre i dati in background descrive il sistema dal punto di vista ambientale con fattori di emissione ricavabili da banche dati. La figura seguente mostra la differenza tra i due tipi di dati.

Come decidere e trovare la parte superiore del corpo? Database LCI per il tuo progetto.

 

La differenza tra dati in background e dati in primo piano in un modello LCA

 

Esempio: produzione di solfato dimetilico (DMS) dal triossido di zolfo

  • Il dimetilsolfato è una molecola chimica con la 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. Produce molti prodotti, inclusi farmaci, colori, polimeri e additivi alimentari. È anche utilizzato come insetticida, erbicida e defogliante.

 

  • Il dimetilsolfato ((CH3O)2SO2) viene prodotto industrialmente dalla reazione del dimetiletere con il triossido di zolfo. La reazione viene condotta in tubi verticali di alluminio o acciaio inossidabile raffreddati ad acqua ed è un processo continuo. Il modello considerava l'eliminazione dell'etere dimetilico mediante distillazione sotto vuoto su solfato di sodio anidro in dimetilsolfato tecnico.

 

  • Il sistema di fondo di energia elettrica e termica: La potenza (e l'energia termica come sottoprodotto) utilizzata è adattata alle esigenze di ogni singola nazione. La modellazione specifica per paese viene realizzata su molti livelli. Le singole centrali in esercizio sono simulate utilizzando l'attuale sistema nazionale. Sono incluse le perdite nette e la potenza importata. In secondo luogo, vengono modellate le emissioni nazionali e l'efficienza delle centrali elettriche. In terzo luogo, viene considerata la fornitura di combustibile specifica del paese (percentuale di risorse consumate attraverso l'importazione e l'approvvigionamento locale), così come le caratteristiche specifiche del paese (ad esempio, contenuto di elementi e di energia). In quarto luogo, le procedure di importazione, trasporto, estrazione mineraria ed esplorazione per la catena di approvvigionamento dei vettori energetici sono personalizzate in base alle circostanze uniche di ciascun paese produttore di energia.

 

  • Vapore: La fornitura di vapore viene simulata in funzione della condizione del Paese in termini di efficienza tecnologica e vettori energetici utilizzati. Il carbone, il petrolio greggio e il gas naturale necessari per generare vapore sono modellati in base alle circostanze uniche di importazione.

 

  • Un modello di raffineria parametrizzato specifico per paese rappresenta prodotti di raffineria come diesel, benzina, gas, oli combustibili, oli essenziali e residui come il bitume. Il modello di raffineria riflette lo standard nazionale nelle procedure di raffinazione (ad es. livello di inquinamento, consumo interno di energia) e lo spettro di output del prodotto specifico per paese, che può variare notevolmente da paese a paese. I prodotti di raffineria utilizzati dimostrano l'utilizzo delle risorse specifico del paese. Ancora una volta, l'offerta di greggio è modellata sulla base della situazione del greggio specifica del paese e delle caratteristiche delle risorse.

 

  • Tutti questi processi menzionati rappresentavano i dati di primo piano che dovevano essere raccolti; in questo esempio, potrebbe provenire da (1) lavoro sperimentale chimico di laboratorio, (2) simulazione di processo con a software di simulazione chimica come Aspen Plus, (2) o dai dati dell'impianto stesso se è già stabilito (costruito ed è in funzione). Vedere la figura seguente per una dimostrazione del sistema LCA modellato in questo esempio di dimetilsolfato ((CH3O)2SO2).

 

Il modello LCA del dimetilsolfato ((CH3O)2SO2)

 

Un analista LCA richiede le due forme dei dati con la produzione di solfato dimetilico (DMS) dal modello LCA del triossido di zolfo sopra indicato. Le informazioni di primo piano e di background (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 dimetiletere da metanolo, triossido di zolfo, solfato di sodio e acqua deionizzata. E questo può essere misurato in unità Mole all'ora e tradotto in chilogrammi all'ora. Inoltre, la quantità di energia da gas naturale necessaria è espressa in MJ per ora. Sono necessari anche i dati in MJ/ora per il mix di rete elettrica. Queste statistiche sul mix di rete offrono informazioni sulla composizione del mix di rete elettrica nella nazione/paese in cui la tecnica viene studiata o sviluppata. Per costruire un mix di rete con una capacità di 3,7 MJ, questo 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 eolico, solare, e idroelettrica, ecc., e una percentuale di rifiuti.

 

La quantità di trattamento delle acque reflue è necessaria per l'uscita. Tuttavia, è necessario anche il dimetilsolfato (DMS). L'intera produzione determinata da un esperimento chimico, simulazione chimica, come quella trovata in Aspen Plus, oppure i dati di produzione vegetale 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 in primo piano. Un analista LCA deve utilizzare un database LCA con fattori di emissione per centinaia di emissioni da ciascun input e output di processo nel grafico sopra per ottenere i dati di base. Ad esempio, le emissioni di metalli pesanti e gli altri 6 gas serra. Emissioni BOD, emissioni BCD e così via.

 

Come scegliere un database LCI (Life Cycle Inventory) appropriato per il tuo progetto

Innanzitutto, ricorda che a volte è richiesto più di un database, in particolare per i grandi progetti LCA. A volte potrebbe essere necessario unire i dati di diversi database. La seconda cosa da tenere a mente è che, a volte, potresti sempre incappare 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 i metodi di stima dei dati è un modo per affrontare il problema del gap di dati. O utilizzando modelli obsoleti che possono stimare i fatti attuali. Un'altra strategia consiste nel simulare il processo in esame con dati proxy utilizzando un processo con proprietà fisiche e chimiche paragonabili al processo in esame con i dati mancanti.

 

Crea un diagramma di flusso che mostri i confini del sistema del tuo case study e tutti gli input e gli output correnti per i processi come primo passo per identificare il database necessario per il tuo progetto. Questo 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 quella di sfogliare i repository di database LC che consente di cercare contemporaneamente tra molti database, inclusi i due siti Web elencati di seguito.

 

 

In secondo luogo, è necessario sapere quali database sono disponibili sul mercato, a pagamento o gratuiti. Dovresti anche essere a conoscenza dei tipi di database LCI utilizzati nella tua azienda/industria, sia nell'industria tessile, edilizia, chimica, tessile o elettronica.

 

Il ecoinventare e GaBi database, così come le loro espansioni, che ammontano a circa 20 database, sono tra i principali fornitori di database. Ciò include diverse attività, tra cui la produzione di plastica, prodotti chimici, materiali da costruzione ed elettronica.

 

L'ambito di sistema del tuo case study è spesso il fattore decisivo nella scelta di un database di approvazione. Quali sono i limiti del sistema? Quali procedure rientrano e 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.

 

L'utilizzo di 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 usi il Programma GaBi, avrai accesso a circa 20 database che dovrai acquistare separatamente. Software GaBi ha, tuttavia, un proprio database. Il database dei processi di molti settori è noto come database professionale. Usare il software openLCA è l'altra scelta. Non è necessaria una licenza per utilizzare il openLCA programma LCA, disponibile gratuitamente. Tuttavia, i database del tuo progetto devono essere acquistati. Ricerca di processi già consolidati sul sito web openLCA Nexus è una tecnica preziosa. Visualizza i processi presenti nel relativo database. 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 particolare progetto in un'azienda 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 completate, maggiore sarà la familiarità con i database attuali, come cercarli e dove cercarli.

 

Non esiste una linea guida fissa per selezionare il miglior database per il tuo progetto. Sarebbe utile se mescolassi una varietà di talenti e competenze. Di conseguenza, dovresti fare la tua ricerca sui database attuali, gratuitamente oa 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 miglior database per il tuo progetto. Sarebbe utile se mescolassi una varietà di talenti e competenze. Di conseguenza, dovresti fare la tua ricerca sui database attuali, gratuitamente oa pagamento. Tuttavia, le capacità e i consigli che devi conoscere e sviluppare sono riassunti in questo articolo.

 

Servizio di consulenza sui dati dell'inventario del ciclo di vita (LCI).

Formazione sulla valutazione del ciclo di vita (LCA).

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