Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az életciklus elemzésről Benkő Tamás, Mizsey Péter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kémiai és Környezeti Folyamatmérnök i Tanszék Hungary.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az életciklus elemzésről Benkő Tamás, Mizsey Péter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kémiai és Környezeti Folyamatmérnök i Tanszék Hungary."— Előadás másolata:

1 Az életciklus elemzésről Benkő Tamás, Mizsey Péter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kémiai és Környezeti Folyamatmérnök i Tanszék Hungary Budapest, Budafoki 8.

2 Áttekintés Problémafelvetés Az életciklus elemzés metodológiája Esettanulmány: PET palack vs. üveg További esettanulmányok 2 Az előadásban szereplő ábrák csak és tartalom csak oktatási célból készült és csak arra használható. Copyright © Tamás Benkő or feltüntetett forrás.

3 Visszatekintés ’60-as évek: környezettudatos (vegy)ipar szükségességének felismerése ◦ fenntarthatóság Környezetkárosítás becslésének igénye ◦ Számos koncepció és eszköz  Koncepciók: green chemistry, industrial ecology, etc.  eszközök: environmental risk assessment, cost benefit analysis, eco-labelling, etc. 3

4 Visszatekintés Life cycle thinking ◦ from cradle to grave – bölcsőtől a sírig ◦ from cradle to cradle – bölcsőtől a bölcsőig Igény jelenezett egységes(ített) környezetkárosítást becslő eljárásra ◦ LCA: life cycle assessment  Életciklus elemzés  Életciklus analízis  Életciklus (hatás)becslés ◦ Az egyetlen szabványosított eljárás 4

5 LCA Termékek/eljárások teljes élettartalma alatt jelentkező környezeti hatásainak numerikus becslése ISO: International Standards Organisation ◦ ISO szabványsorozat A szabvány az LCA-t négy lépésre osztja: ◦ Goal and Scope definition – Cél és rendszerhatárok definiálása ◦ Inventory analysis - Leltárelemzés ◦ Impact assessment - Hatásbecslés ◦ Interpretation - Értékelés 5

6 LCA 6

7 Cél és rendszerhatárok Az LCA tanulmány elkészítéséhez szükséges információk definiálása, megnevezése ◦ Az esettanulmány célja ◦ Functional unit - Funkció(s) egység  A tanulmány referenciaegysége – a környezeti kárbecslést eredményét erre az egységre vonatkoztatjuk  Például:  1 nm fal lefestéséhez szükséges festék előállítása okozta környezeti kár  Egy autó által 100 km távolság megtétele során okozott környezeti kár ◦ Rendszerhatárok definiálása:  Határvonal meghúzása „termékrendszer” és „környezet” között  Folyamatábra 7

8 Cél és rendszerhatárok - folyamatábra - 8

9 Cél és rendszerhatárok Szükséges adatok ◦ Anyag és energiaáramok = leltár  Leltár = inventory  (LCI) ◦ Környezeti hatáskategóriák  Emberi egészség  Légzőszervi megbetegedések  Karcinogén hatások, stb  Ökoszisztéma  savasodás  öko-toxicitás  klímaváltozás  Nyersanyagok fogyása LCA panel !! 9

10 Leltárelemzés A rendszerhatárt átlépő (be- és kilépő) anyag és energiaáramok összegyűjtése, táblázatba rendezése Vonatkoztatás a referencia egységre 10

11 Hatáselemzés Az LCI-ben lévő adatok környezetre gyakorolt hatásának becslése Lépései ◦ Classification / osztályozás ◦ Characterisation / jellemzés ◦ Normalisation / normalizálás (opcionális) ◦ Weighting / súlyozás (opcionális) 11

12 Hatásbecslés Environmental relevance Category endpoint(s)Damages to vegetation Category indicator Proton release to nature[H+] LCI results[kg NO2, SO2, …] Impact category:Acidification 12 Classification Characterisation Normalization, weighting

13 Impact Assessment 13 Jolliet et al. (2003), IMPACT A new life cycle impact assessment methodology. IntJLCA 8, pp

14 Értékelés Az eredmények értékelése és összevetése a kitűzött célokkal ◦ Legjelentősebb eredmények kiemelése ◦ Kiértékelés  completeness check – teljesség vizsgálat  sensitivity analysis – érzékenység vizsgálat  uncertainty analysis – bizonytalanság vizsgálat ◦ Következtetések és javaslatok ◦ LCA panel!! 14

15 PET vs. Üveg Példa: ásványvíz csomagolóanyaginak összehasonlítása ◦ Forrás: Sonnemann et al., Integrated Life-Cycle and Risk Assessment for Industrial Processes 15

16 Cél és rendszerhatárok Kérdés: melyik előnyösebb környezetvédelmi szempontból az ásványvíz fogyasztása a)Egy utas PET palackból b)Visszaváltható üvegből Functional unit: egy liter ásványvíz elfogyasztása kisüvegből. Vizsgált életút szakaszok: ◦ Palackgyártás ◦ Szállítás 16

17 Cél és rendszerhatárok Környezeti hatáskategória: greenhouse effect (GWP) - üvegházhatás Vizsgált szennyezők: CO 2 és CH 4 CO 2 ekvivalensben kifejezve 17 Compound GWP factor [gCO 2 eq. / g compound] CO 2 1 CH 4 62 N2ON2O156 HFCs3 500 –

18 Cél és rendszerhatárok: LCA modell 18 Production of packaging material Transport System boundary CO 2 CH 4 CO 2 CH 4

19 LCA modell - palackgyártás 19 ProductionPETGlass Bottle weight (g)20237 Bottle capacity (lit) Number of uses120 A PET-palackokat a palackozóban állítják elő (on-site) Az üvegpalackokat üveggyárban készítik (ex-site)

20 LCA modell - Szállítás 20 PET Glass X Empty bottles 16-t truck Bottles + water 16-t truck Bottles + water 16-t truck Bottles + water 3.5-t van Bottles + water 3.5-t van Empty bottles

21 LCA modell - Szállítás 21 TransportPETGlass Palackozó és nagykereskedés közötti távolság (km)50 Nagyker és kiskereskedés közötti távolság (km)20 Üveggyár és palackozó közötti távolság km 50 km 20 km

22 Leltárelemzés – Fajlagos kibocsátási adatok 22 EmissionsProductionTransport PET (1 kg) Glass (1 kg) 16-t truck (tkm) 3.5-t van (tkm) CO 2 (kg) x x CH 4 (kg)1.17x x x x10 -3 Source: Sonnemann et al., Integrated Life-Cycle and Risk Assessment for Industrial Processes, CRC Press 2004.

23 Leltárelemzés- Csomagolóanyag-gyártás 23 Emission due to packaging material- production (kg/1 lit of water) PETGlass CO 2 (kg)2.09x x10 -2 CH 4 (kg)7.09x x10 -4

24 Leltárelemzés- Szállítás - tkm 24 Emission due to transport of PET bottles (tkm/1 lit of water TrackTransported mass [ton] Distance [km] Index [tkm] Bottling plant  wholesaler 16-t truck 1.06x x10 -2 Wholesaler  retail trader 3.5-t van 1.06x x10 -2

25 Leltárelemzés Szállítás - kibocsátás 25 PET bottles (tkm/1 lit of water) Index [tkm] CO 2 [kg] CH 4 [kg] 16-t truck5.30x x x t van2.12x x x10 -5 Total:5.10x x10 -5

26 Leltárelemzés - Szállítás - tkm 26 Glass bottles (tkm/1 lit of water)Transported mass [ton] Distance [km] Index [tkm] Glassworks  bottling plant 16-t truck 4.74x x10 -3 Bottling plant  wholesaler 16-t truck 1.95x x10 -2 Wholesaler  retail trader 3.5-t van 1.95x x10 -2 wholesaler  retail trader 3.5-t van 9.48x x10 -2 bottling plant  wholesaler 16-t truck 9.48x x10 -2

27 Leltárelemzés - Szállítás - kibocsátás 27 Glass bottles (tkm/1 lit of water) Index [tkm] CO 2 [kg] CH 4 [kg] 16-t truck1.50x x x t van5.79x x x10 -4 Total:1.41x x10 -4

28 Hatásbecslés 28 A környezeti hatások becslése ◦ Üvegházhatású gázok kibocsátása

29 Értékelés 29

30 Értékelés 30

31 Értékelés 31

32 Interpretation 32 Uncertainty data ◦ Specific emission for  LC-stage: production+/- 1%  LC-stage: transport+/- 1%

33 33

34 Interpretation 34

35 Értékelés 35

36 Interpretation 36 Based on the available data ◦ Use of glass bottles is better (GWP is lower) ◦ CO2 is the most important pollutant ◦ In the PET bottle LC: production is the “hot- spot” ◦ In the glass LC: transport is the “hot-spot” ◦ Minimum number of uses: 8

37 Case study 01. Waste solvent treatment Printing company – huge amount of waste solvents Treatment options: 1.Energy utilization – incineration 2.Material recycling – recovery with distillation  Incineration on the site  Distillation on the site  with a classic, complicated method  with a novel, more effective method 3.Simultaneous incineration and recovery 37 Benko, T., Szanyi, A., Mizsey, P., Fonyo, Zs.: Environmental and economic comparison of waste solvent treatment options. Central European Journal of Chemistry, 4(1) –110.

38 Waste solvent treatment Aim of the study: ◦ Selection of the best treatment option from environmental viewpoint Method for environmental evaluation: ◦ Eco-indicator 99 Functional unit: ◦ Environmental impacts due to the waste solvent treatment during 1 hour. [Eco-indicator 99 points / hour] LCA model and unit process flowchart: next slide 38

39 Waste solvent treatment - LCA model of the waste solvent treatment - 39

40 Waste solvent treatment Data collection: ◦ Data acquisition from an existing (Swiss) incinerator  LCA-model development  Inputs and outputs of the incinerator as function of waste solvent mass flow and its heating value ◦ Precise chemical engineering modelling of distillation options  LCA-model dev.  Inputs and outputs of the distillery as function mass flow and composition of the waste solvent 40

41 Waste solvent treatment - Classic distillation and incineration - 41

42 Waste solvent treatment - Novel distillation and incineration - 42

43 Waste solvent treatment - interpretation - Based on the environmental evaluation ◦ Total recovery of the waste solvents (no incineration) with the novel distillation technique is the preferable option ◦ The older recovery technique is even a little bit worse than the incineration of the waste solvents. 43

44 Waste solvent treatment - environmental and economic analysis - Economic analysis of the treatment options related to 1 hour of operation 44 Total annual costs [1’000 USD/year] Environmental impacts [1’000 EI-99 points/year] Incineration 26’400 (100%)5’056 (100%) Recovery with the classic method 6’430 (25%)5’280 (104%) Recovery with the novel method 2’860 (11%)2’656 (53%)

45 Air pollution - Krakow Case study: investigation of the air pollution data of an industrialized Polish city Aim of the study: ◦ Identification of the largest air pollution sources in the city. Environmental evaluation method ◦ Eco-indicator 99 incl. environmental effects on Human health and Ecosystem Quality Functional unit ◦ Environmental impacts of the annual airborne emissions of the investigated city 45 Mizsey, P., Delgado, L., Benko, T.: Comparison of environmental impact and external cost assessment methods, Int J Life Cycle Assessessment :665–675.

46 Air pollution - Krakow Data sources ◦ Annual emission data  11 pollutants  10 sources ◦ NILU Polska (Norwegian Institute for Air Research – Polish daughter company)  Institut for Ecology of Industrial Areas 46

47 Air pollution - Krakow 47

48 Air pollution - Krakow 48

49 Air pollution – Krakow - Interpretation - Air pollutants causing the most environmental impacts in Krakow ◦ Particulate matters ◦ SOx ◦ NOx Most environmental effects on: ◦ Human Health Largest pollutant sources: ◦ District heating ◦ Road transport 49

50 Flue gas desulphurization Burning of fossil fuels  SO2 emission Different emission reduction techniques are available 1.Wet-limestone scrubbing (mostly applied) 2.Addition of dry-limestone to the combustion chamber 3.Regenerative SO2 removal applying CuO Aim of the study ◦ Comparison and ranking of different SO2 emission reduction techniques based on their environmental performances 50

51 Flue gas desulphurization Method for environmental evaluation ◦ Eco-indicator 99 Functional unit ◦ Environmental impacts due to the removal of 1 kg of S in form of SO2 from flue gas. Data sources ◦ Input/output model development for the three options 51

52 52

53 Az LCA alkalmazási területei Alternatívák összehasonlítása ◦ Helyettesítő terméke ◦ Feldolgozó, hulladékkezelő eljárások Hot-spot analízis Környezettudatos menedzsment, - döntéshozás Starégiaépítés !! LCA panel 53

54 54 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Az életciklus elemzésről Benkő Tamás, Mizsey Péter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kémiai és Környezeti Folyamatmérnök i Tanszék Hungary."

Hasonló előadás


Google Hirdetések