تقييم دورة الحياة

يعتبر تقييم دورة الحياة (LCA) ، المعروف أيضًا باسم تحليل دورة الحياة ، والتحليل التقويمي ، والتحليل من المهد إلى اللحد) تقنية لتقييم الآثار البيئية المرتبطة بجميع مراحل حياة المنتج من استخلاص المواد الخام من خلال معالجة المواد وتصنيعها والتوزيع والاستخدام والتصليح والصيانة والتخلص منها أو إعادة تدويرها. يستخدم المصممون هذه العملية للمساعدة في انتقاد منتجاتهم. يمكن لـ LCAs أن تساعد في تجنب النظرة الضيقة على الاهتمامات البيئية من خلال:

تجميع جرد من مدخلات الطاقة والمواد ذات الصلة والإطلاقات البيئية ؛
تقييم الآثار المحتملة المرتبطة بالمدخلات والإطلاقات المحددة ؛
تفسير النتائج للمساعدة في اتخاذ قرار أكثر استنارة.

الأهداف والغرض
يتمثل هدف LCA في مقارنة النطاق الكامل للآثار البيئية التي يتم تخصيصها للمنتجات والخدمات من خلال تحديد كمية المدخلات والمخرجات من تدفقات المواد وتقييم كيفية تأثير تدفق هذه المواد على البيئة. يتم استخدام هذه المعلومات لتحسين العمليات وسياسة الدعم وتوفير أساس سليم للقرارات المستنيرة.

يشير مصطلح “دورة الحياة” إلى فكرة أن التقييم العادل والشامل يتطلب تقييم إنتاج المواد الخام وتصنيعها وتوزيعها واستخدامها والتخلص منها ، بما في ذلك جميع خطوات النقل المتداخلة اللازمة أو الناجمة عن وجود المنتج.

هناك نوعان رئيسيان من LCA. تسعى المحاسبون المحترفون إلى إنشاء (أو تحديد) الأعباء المرتبطة بإنتاج واستخدام منتج ما ، أو مع خدمة أو عملية محددة ، في نقطة زمنية (عادة ما تكون الأخيرة). تسعى محاور تقارب الحسابات اللاحقة إلى تحديد العواقب البيئية لقرار ما أو تغيير مقترح في نظام قيد الدراسة (موجه نحو المستقبل) ، مما يعني أن الآثار السوقية والاقتصادية المترتبة على القرار قد يتعين أخذها في الاعتبار. ويجري تطوير نظام التواصل الاجتماعي الاجتماعي كنهج مختلف للتفكير في دورة الحياة بغرض تقييم الآثار الاجتماعية أو الآثار المحتملة. يجب اعتبار تقييم دورة الحياة الاجتماعية كنهج مكمل ل LCA البيئي.

تعتبر إجراءات تقييم دورة الحياة (LCA) جزءًا من معايير الإدارة البيئية ISO 14000: في ISO 14040: 2006 و 14044: 2006. (حلت الأيزو 14044 محل الإصدارات السابقة من ISO 14041 إلى ISO 14043.) ويمكن أن تمتثل تقييمات دورة حياة المنتج GHG أيضًا لمواصفات مثل PAS 2050 ومعيار دورة حياة ومكونات تقارير دورة بروتوكول GHG.

أربع مراحل رئيسية
وفقًا لمعايير ISO 14040 و 14044 ، يتم إجراء تقييم دورة الحياة في أربع مراحل متميزة كما هو موضح في الشكل الظاهر على اليمين. غالبًا ما تكون هذه المراحل مترابطة فيما بينها ، حيث ستفيد نتائج مرحلة واحدة في كيفية إكمال المراحل الأخرى.

الهدف والنطاق
يبدأ تقييم دورة الحياة ببيان صريح عن هدف الدراسة ونطاقها ، والذي يحدد سياق الدراسة ويشرح كيف وإلى من سيتم إبلاغ النتائج. هذه خطوة رئيسية وتتطلب معايير ISO أن يكون هدف ونطاق LCA واضحًا ومتسقًا مع التطبيق المقصود. تتضمن وثيقة الهدف والنطاق التفاصيل الفنية التي توجه العمل التالي:

الوحدة الوظيفية التي تحدد ما يتم دراسته بدقة ويحدد مقدار الخدمة التي يقدمها نظام المنتج ، مما يوفر إشارة يمكن ربط المدخلات والمخرجات بها. علاوة على ذلك ، تعد الوحدة الوظيفية أساسًا مهمًا لتمكين السلع البديلة أو الخدمات من المقارنة والتحليل. لذلك ، لشرح هذا النظام الوظيفي الذي يحتوي على المدخلات والعمليات والمخرجات يحتوي على وحدة وظيفية ، والتي تلبي وظيفة ، على سبيل المثال الطلاء يغطي الجدار ، مما يجعل وحدة وظيفية تبلغ 1 متر مربع مغطاة لمدة 10 سنوات. سيكون التدفق الوظيفي هو العناصر اللازمة لهذه الوظيفة ، لذلك سيكون هذا فرشاة ، وعلبة من الطلاء والطلاء نفسه.
حدود النظام هي تحديدات العمليات التي يجب تضمينها في تحليل نظام المنتج.
أي افتراضات وقيود ؛
أساليب التخصيص المستخدمة لتقسيم الحمل البيئي لعملية عندما تتشارك عدة منتجات أو وظائف في نفس العملية ؛ عادة ما يتم التعامل مع التخصيص في واحدة من ثلاث طرق: توسيع النظام ، والاستبدال والتقسيم. القيام بذلك ليس بالأمر السهل ، وقد تعطي الطرق المختلفة نتائج مختلفة
و

فئات التأثير المختارة على سبيل المثال السمية البشرية ، الضباب الدخاني ، الاحترار العالمي ، المغذيات.

جرد دورة الحياة
يتضمن تحليل دورة الحياة (LCI) إنشاء مخزون من التدفقات من وإلى الطبيعة لنظام منتج. تشمل تدفقات المخزون مدخلات المياه والطاقة والمواد الخام ، والإطلاقات في الهواء والأرض والمياه. لتطوير المخزون ، يتم إنشاء نموذج تدفق للنظام الفني باستخدام بيانات عن المدخلات والمخرجات. نموذج التدفق موضح بشكل نموذجي مع مخطط انسيابي يتضمن الأنشطة التي سيتم تقييمها في سلسلة التوريد ذات الصلة ويعطي صورة واضحة عن حدود النظام التقني. يتم جمع بيانات المدخلات والمخرجات اللازمة لبناء النموذج لجميع الأنشطة داخل حدود النظام ، بما في ذلك من سلسلة التوريد (يشار إليها باسم مدخلات من technosphere).

يجب أن تكون البيانات مرتبطة بالوحدة الوظيفية المحددة في تعريف الهدف والنطاق. يمكن تقديم البيانات في جداول ويمكن إجراء بعض التفسيرات بالفعل في هذه المرحلة. نتائج الجرد هي LCI الذي يوفر معلومات حول جميع المدخلات والمخرجات في شكل تدفق أولي من وإلى البيئة من جميع عمليات الوحدة المتضمنة في الدراسة.

يمكن أن يتدفق تدفقات المخزون بالمئات بناءً على حدود النظام. بالنسبة لـ LCAs للمنتج إما على المستوى العام (أي متوسطات الصناعة التمثيلية) أو المستوى الخاص بالعلامة التجارية ، يتم جمع البيانات عادة من خلال استبيانات استطلاع الرأي. على مستوى الصناعة ، يجب توخي الحذر لضمان إكمال الاستبيانات من قبل عينة تمثيلية من المنتجين ، والميل نحو الأفضل أو الأسوأ ، والتمثيل الكامل لأي اختلافات إقليمية بسبب استخدام الطاقة ، أو مصادر المواد أو عوامل أخرى. تغطي الاستبيانات المجموعة الكاملة من المدخلات والمخرجات ، وعادة ما تهدف إلى حساب 99 ٪ من كتلة المنتج ، و 99 ٪ من الطاقة المستخدمة في إنتاجه وأي تدفقات حساسة بيئياً ، حتى لو كانت تقع ضمن مستوى 1 ٪ من المدخلات.

ومن المجالات التي قد يكون من الصعب فيها الوصول إلى البيانات تدفق من المجال التقني. يتم تعريف “تكنوسفير” على نحو أكثر بساطة على أنه عالم اصطناعي. تعتبر هذه الموارد نظريًا قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100٪ نظرًا لكونها من الجيولوجيين كموارد ثانوية. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، الهدف الأساسي هو الإنقاذ. بالنسبة إلى شركة LCI ، فإن منتجات Technosphere (منتجات سلسلة التوريد) هي تلك المنتجات التي أنتجها الإنسان ، وللأسف ، فإن أولئك الذين يكملون استبيانًا حول عملية تستخدم منتجًا من صنع الإنسان كوسيلة لتحقيق غاية لن يكون بمقدورهم تحديد مقدار مدخلات معينة يستخدمونها. عادة ، لن يتمكنوا من الوصول إلى البيانات المتعلقة بالمدخلات والمخرجات لعمليات الإنتاج السابقة للمنتج. يجب على الكيان الذي يضطلع بـ LCA أن ينتقل بعد ذلك إلى مصادر ثانوية إذا لم يكن لديه تلك البيانات من دراساته السابقة. قواعد البيانات الوطنية أو مجموعات البيانات التي تأتي مع أدوات الممارس LCA ، أو التي يمكن الوصول إليها بسهولة ، هي المصادر المعتادة لتلك المعلومات. يجب عندئذ اتخاذ الحذر لضمان أن مصدر البيانات الثانوية يعكس بشكل صحيح الظروف الإقليمية أو الوطنية.

طرق LCI
عملية LCA
مدخلات الانتاج الاقتصادي
منهج هجين
تقييم تأثير دورة الحياة
يتبع تحليل المخزون تقييم الأثر. تهدف هذه المرحلة من LCA إلى تقييم أهمية التأثيرات البيئية المحتملة بناءً على نتائج تدفق LCI. يتكون تقييم تأثير دورة الحياة الكلاسيكية (LCIA) من العناصر الإلزامية التالية:

اختيار فئات التأثير ومؤشرات الفئة ونماذج التوصيف ؛
مرحلة التصنيف ، حيث يتم فرز معلمات المخزون وتخصيصها لفئات تأثير محددة ؛ و
قياس التأثير ، حيث يتم تصنيف تدفقات LCI المصنفة ، باستخدام واحدة من العديد من منهجيات LCIA الممكنة ، في وحدات التكافؤ المشتركة التي يتم جمعها بعد ذلك لتوفير إجمالي إجمالي لفئة التأثير.
في العديد من تقييمات دورة الحياة ، يختتم التوصيف تحليل LCIA ؛ هذا هو أيضا المرحلة الإلزامية الأخيرة وفقا ISO 14044: 2006. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الخطوات إلزامية LCIA المذكورة أعلاه ، يمكن إجراء عناصر اختيارية أخرى من LCIA – التطبيع ، والتجمع ، والترجيح – اعتمادًا على هدف ونطاق دراسة تقييم دورة الحياة. في التطبيع ، عادة ما تتم مقارنة نتائج فئات التأثير من الدراسة مع إجمالي التأثيرات في منطقة الاهتمام ، على سبيل المثال في الولايات المتحدة. يتكون التجميع من تصنيف فئات التأثير وربما ترتيبها. أثناء الترجيح ، تكون التأثيرات البيئية المختلفة مرجحة بالنسبة لبعضها البعض بحيث يمكن جمعها للحصول على رقم واحد للتأثير البيئي الكلي. تنصح الأيزو 14044: 2006 بشكل عام بعدم الترجيح ، مشيرة إلى أن “الترجيح ، لا يجوز استخدامه في دراسات تقييم دورة الحياة التي يقصد استخدامها في التأكيدات المقارنة التي يقصد الكشف عنها للجمهور”. غالبًا ما يتم تجاهل هذه النصيحة ، مما يؤدي إلى مقارنات يمكن أن تعكس درجة عالية من الذاتية نتيجة للترجيح.

يمكن أيضًا تصنيف تأثيرات دورة الحياة في إطار المراحل العديدة لتطوير وإنتاج واستخدام المنتج والتخلص منه. بشكل عام ، يمكن تقسيم هذه التأثيرات إلى “التأثيرات الأولى” ، وتأثيرات الاستخدام ، وتأثيرات نهاية العمر. وتشمل “الآثار الأولى” استخراج المواد الخام ، والتصنيع (تحويل المواد الخام إلى منتج) ، ونقل المنتج إلى السوق أو الموقع ، والبناء / التركيب ، وبداية الاستخدام أو الإشغال. تشمل تأثيرات الاستخدام التأثيرات المادية لتشغيل المنتج أو المرفق (مثل الطاقة والمياه وغيرها) والصيانة والتجديد والإصلاح (مطلوب لمواصلة استخدام المنتج أو المرفق). وتشمل تأثيرات نهاية العمر هدم ومعالجة النفايات أو المواد القابلة لإعادة التدوير.

ترجمة
التفسير دورة الحياة هو أسلوب منهجي لتحديد وقياس ومراجعة وتقييم المعلومات من نتائج مخزون دورة الحياة و / أو تقييم تأثير دورة الحياة. يتم تلخيص نتائج تحليل المخزون وتقييم الأثر خلال مرحلة التفسير. نتائج مرحلة التفسير هي مجموعة من الاستنتاجات والتوصيات للدراسة. وفقًا ISO 14040: 2006 ، يجب أن يشمل التفسير:

تحديد القضايا الهامة على أساس نتائج LCI ومراحل LCIA من LCA ؛
تقييم الدراسة مع الأخذ في الاعتبار فحوصات الاستيفاء والحساسية والاتساق ؛ و
الاستنتاجات والقيود والتوصيات.
يتمثل الهدف الرئيسي من تأويل تفسير دورة الحياة في تحديد مستوى الثقة في النتائج النهائية وإيصالها بطريقة عادلة وكاملة ودقيقة. تفسير نتائج اختبار دورة الحياة ليس بسيطًا مثل “3 أفضل من 2 ، لذا البديل A هو الخيار الأفضل”! يبدأ تفسير نتائج LCA بفهم دقة النتائج وضمان تحقيقها لهدف الدراسة. ويتم تحقيق ذلك من خلال تحديد عناصر البيانات التي تسهم بشكل كبير في كل فئة من فئات التأثير ، وتقييم حساسية عناصر البيانات الهامة هذه ، وتقييم مدى اكتمال الدراسة واتساقها ، واستخلاص النتائج والتوصيات بناءً على فهم واضح لكيفية إجراء تحليل دورة الحياة. وتم تطوير النتائج.

الاختبار المرجعي
وبصورة أكثر تحديدًا ، فإن أفضل بديل هو الخيار الذي يظهر به تقييم دورة الحياة (LCA) أنه سيكون له التأثير السلبي البيئي الأقل من اللحد إلى القبح على الأرض والبحر والموارد الجوية.

يستخدم LCA
بناءً على استقصاء لممارسي LCA تم إجراؤه في عام 2006 ، يتم استخدام LCA في الغالب لدعم إستراتيجية العمل (18٪) والبحث والتطوير (18٪) ، كمدخل لتصميم المنتج أو العملية (15٪) ، في التعليم (13٪) و وضع العلامات أو إعلانات المنتج (11٪). سيتم دمج LCA باستمرار في البيئة المبنية كأدوات مثل المبادئ التوجيهية لمشروع المباني الأوروبية ENSLIC للمباني أو تطويرها وتنفيذها ، والتي توفر إرشادات الممارسين حول طرق تنفيذ بيانات LCI في عملية التخطيط والتصميم.

تقوم الشركات الكبرى في جميع أنحاء العالم إما بإجراء تقييم دورة الحياة في دراسات المنزل أو التكليف ، بينما تدعم الحكومات تطوير قواعد البيانات الوطنية لدعم LCA. وتجدر الإشارة بوجه خاص إلى الاستخدام المتزايد لـ LCA لعلامات ISO من النوع الثالث التي تسمى “إعلانات المنتجات البيئية” ، والتي تعرف بأنها “بيانات بيئية كمية لمنتج يحتوي على فئات محددة مسبقًا من المعلمات بناءً على سلسلة معايير ISO 14040 ، ولكنها لا تستبعد معلومات بيئية إضافية “. توفر هذه التسميات المعتمدة على LCA المعتمدة من طرف ثالث أساسًا متزايد الأهمية لتقييم المزايا البيئية النسبية للمنتجات المنافسة. تلعب شهادة الطرف الثالث دورًا رئيسيًا في صناعة اليوم. يمكن أن تظهر الشهادة المستقلة التزام الشركة بمنتجات أكثر أمانا وبيئيا أكثر صداقة للعملاء والمنظمات غير الحكومية.

كما تضطلع LCA بأدوار رئيسية في تقييم الأثر البيئي ، وإدارة النفايات المتكاملة ودراسات التلوث. قامت دراسة حديثة بتقييم LCA لمصنع مقياس مختبر لإنتاج الهواء المخصب بالأكسجين إلى جانب تقييمه الاقتصادي في وجهة نظر التصميم الإيكولوجي الشمولية. كما تم استخدام تقنية تقييم دورة الحياة لتقييم التأثيرات البيئية لأنشطة صيانة وإصلاح وإصلاح الرصيف.

تحليل البيانات
تحليل دورة الحياة لا يعد سليما بقدر بياناته. لذلك ، من الأهمية بمكان أن تكون البيانات المستخدمة لإكمال تحليل دورة الحياة دقيقة وحديثة. عند مقارنة التحليلات المختلفة لدورة الحياة مع بعضها البعض ، من الأهمية بمكان أن تتوفر معادلة البيانات لكل من المنتجات أو العمليات المعنية. إذا كان هناك منتج واحد لديه توفر بيانات أكبر بكثير ، فلا يمكن مقارنته بمنتج آخر يحتوي على بيانات تفصيلية أقل.

ھﻧﺎك ﻧوﻋﺎن أﺳﺎﺳﯾﺎن ﻣن ﺑﯾﺎﻧﺎت LCA – ﺑﯾﺎﻧﺎت ﻋﻣﻟﯾﺔ اﻟوﺣدة وﺑﯾﺎﻧﺎت ﻣدﺧﻼت اﻹﻧﺗﺎج اﻟﺑﯾﺋﻲ (EIO) ، ﺣﯾث ﺗﺳﺗﻧد ھذه اﻷﺧﯾرة إﻟﯽ ﺑﯾﺎﻧﺎت اﻟﻣدﺧﻼت واﻟﻣﺧرﺟﺎت اﻟوطﻧﯾﺔ. تستمد بيانات عملية الوحدة من الدراسات الاستقصائية المباشرة للشركات أو المصانع المنتجة للمنتج ذي الاهتمام ، والتي تتم على مستوى عملية الوحدة المحددة بواسطة حدود النظام للدراسة.

صلاحية البيانات هي مصدر قلق مستمر لتحليلات دورة الحياة. نتيجة للعولمة والوتيرة السريعة للبحث والتطوير ، يتم باستمرار إدخال المواد الجديدة وأساليب التصنيع إلى السوق. هذا يجعل من المهم جداً وصعب جداً استخدام معلومات محدّثة عند تنفيذ LCA. إذا كانت استنتاجات LCA صالحة ، يجب أن تكون البيانات حديثة ؛ ومع ذلك ، تستغرق عملية تجميع البيانات الوقت. في حالة عدم خضوع المنتج والعمليات المرتبطة به لعمليات مراجعة كبيرة منذ جمع بيانات تقييم دورة الحياة الأخيرة ، فإن صلاحية البيانات لا تمثل مشكلة. ومع ذلك ، يمكن إعادة تصميم الإلكترونيات الاستهلاكية مثل الهواتف المحمولة في كثير من الأحيان كل 9 إلى 12 شهرا ، مما يخلق الحاجة إلى جمع البيانات المستمر.

تتكون دورة الحياة التي يتم النظر فيها عادةً من عدد من المراحل بما في ذلك: استخراج المواد ومعالجتها وتصنيعها واستخدام المنتج والتخلص من المنتج. إذا أمكن تحديد أكثر هذه المراحل ضررًا بيئيًا ، يمكن عندئذ تقليل التأثير على البيئة بفعالية من خلال التركيز على إجراء تغييرات لتلك المرحلة المعينة. على سبيل المثال ، تكون مرحلة الحياة الأكثر كثافة في استخدام الطاقة لطائرة أو سيارة أثناء الاستخدام بسبب استهلاك الوقود. واحدة من أكثر الطرق فعالية لزيادة كفاءة استهلاك الوقود هي تقليل وزن السيارة ، وبالتالي ، يمكن لمصنّعي السيارات والطائرات تقليل الأثر البيئي بطريقة كبيرة عن طريق استبدال المواد الثقيلة بمواد أخف مثل الألومنيوم أو العناصر المقواة بألياف الكربون. يجب أن يكون التخفيض خلال مرحلة الاستخدام أكثر من كافٍ لموازنة تكلفة المواد الخام أو تكلفة التصنيع الإضافية.

مصادر البيانات هي قواعد بيانات كبيرة عادة ، وليس من المناسب مقارنة خيارين إذا تم استخدام مصادر بيانات مختلفة لمصدر البيانات. مصادر البيانات تشمل:

سوكا
EuGeos ‘15804-IA
NEEDS
ecoinvent
PSILCA
ESU العالم للأغذية
غابي
ELCD
LC-Inventories.ch
النقاط الاجتماعية الاجتماعية
ProBas
bioenergiedat
Agribalyse
USDA
Ökobaudat
الزراعية البصمة
أرشيف شامل للبيانات البيئية (CEDA)
يمكن بعد ذلك إجراء الحسابات للتأثير يدويًا ، ولكن من المعتاد تبسيط العملية باستخدام البرامج. يمكن أن يتراوح هذا من جدول بيانات بسيط ، حيث يقوم المستخدم بإدخال البيانات يدويًا إلى برنامج آلي بالكامل ، حيث لا يكون المستخدم على دراية ببيانات المصدر.

المتغيرات

المهد إلى اللحد
من المهد إلى اللحد هو تقييم دورة الحياة الكاملة من استخراج الموارد (‘cradle’) لاستخدام مرحلة الطور والتخلص منه (‘القبر’). على سبيل المثال ، تقوم الأشجار بإنتاج الورق ، الذي يمكن إعادة تدويره إلى عزل السليلوز المنخفض الطاقة (الألياف المركبة) ، ثم يستخدم كجهاز لتوفير الطاقة في سقف المنزل لمدة 40 عامًا ، مما يوفر 2000 مرة من طاقة الوقود الأحفوري المستخدمة في إنتاجه. بعد 40 عاما يتم استبدال ألياف السليلوز ويتم التخلص من الألياف القديمة ، وربما حرقها. يتم اعتبار جميع المدخلات والمخرجات لجميع مراحل دورة الحياة.

من المهد إلى بوابة
من مهد إلى بوابة هو تقييم دورة حياة المنتج الجزئي من استخراج الموارد (مهد) إلى بوابة المصنع (أي قبل نقلها إلى المستهلك). يتم حذف مرحلة الاستخدام وطور التخلص من المنتج في هذه الحالة. في بعض الأحيان ، تعد تقييمات “من منطلق إلى بوابة” أساسًا لإعلانات المنتجات البيئية (EPD) التي يطلق عليها عناوين EDP الخاصة بالأعمال. يجمع أحد الاستخدامات المهمة لنهج المهد إلى البوابة جرد دورة الحياة (LCI) باستخدام cradle-to-gate. يسمح هذا لـ LCA بجمع كل التأثيرات التي تؤدي إلى شراء الموارد من قبل المنشأة. ويمكنهم بعد ذلك إضافة الخطوات التي ينطوي عليها نقلهم إلى عملية التصنيع والتصنيع من أجل إنتاج قيم المهد إلى البوابة لمنتجاتهم بسهولة أكبر.

إنتاج من مهد إلى مهد أو حلقة مغلقة
انظر أيضًا: تصميم Cradle to Cradle
إن المهد إلى المهد هو نوع معين من تقييم المهد إلى اللحد ، حيث تكون خطوة التخلص من نهاية العمر للمنتج عملية إعادة تدوير. وهي طريقة تستخدم لتقليل التأثير البيئي للمنتجات من خلال استخدام ممارسات الإنتاج والتشغيل والتخلص المستدامة ، وتهدف إلى دمج المسؤولية الاجتماعية في تطوير المنتجات. من عملية إعادة التدوير ، تنشأ منتجات جديدة متطابقة (على سبيل المثال ، رصف الأسفلت من رصف الأسفلت المهملة ، والزجاجات الزجاجية من الزجاجات المجمعة) ، أو منتجات مختلفة (على سبيل المثال ، عزل الصوف الزجاجي من الزجاجات المجمعة).

ويمثل تخصيص العبء على المنتجات في نظم الإنتاج المفتوحة حلقة تحديات كبيرة بالنسبة لـ LCA. وقد اقترحت أساليب مختلفة ، مثل نهج عبء تجنب للتعامل مع القضايا المعنية.

بوابة إلى بوابة
بوابة إلى بوابة هي LCA جزئية تبحث في عملية القيمة المضافة واحدة فقط في سلسلة الإنتاج بأكملها. كما يمكن ربط وحدات البوابة إلى البوابة فيما بعد في سلسلة الإنتاج المناسبة لتشكيل تقييم كامل من المهد إلى البوابة.

حسنا إلى عجلة
والعجلة الجيدة هي LCA المحددة المستخدمة في وقود النقل والمركبات. غالبًا ما يتم تقسيم التحليل إلى مراحل بعنوان “well-to-station” أو “well-to-tank” و “station-to-wheel” أو “tank-to-wheel” أو “plug-to-wheel” “. المرحلة الأولى ، التي تشتمل على المواد الخام أو إنتاج الوقود ومعالجته وتوصيل الوقود أو نقل الطاقة ، وتسمى مرحلة “المنبع” ، في حين أن المرحلة التي تتعامل مع تشغيل المركبات نفسها تسمى أحيانًا مرحلة “المصب”. يستخدم تحليل للعجلات بشكل شائع لتقييم إجمالي استهلاك الطاقة ، أو كفاءة تحويل الطاقة وتأثير الانبعاثات من السفن البحرية والطائرات والمركبات الآلية ، بما في ذلك بصمة الكربون الخاصة بها ، والوقود المستخدم في كل من وسائط النقل هذه. تحليل WtW مفيد لتعكس مختلف الكفاءات والانبعاثات من تكنولوجيات الطاقة والوقود في كل من مراحل المنبع والمصب ، وإعطاء صورة أكثر اكتمالا للانبعاثات الحقيقية.

يحتوي المتغير ذو العجلتين على مدخل كبير على نموذج تم تطويره من قبل مختبر أرغون الوطني. تم تطوير غازات الاحتباس الحراري ، والانبعاثات الخاضعة للوائح ، واستخدام الطاقة في نموذج النقل (GREET) لتقييم آثار الوقود الجديد وتقنيات المركبات. يقوم هذا النموذج بتقييم تأثيرات استخدام الوقود باستخدام تقييم للعجلة إلى العجلات بينما يتم استخدام منهج تقليدي من المهد إلى اللحد لتحديد التأثيرات من المركبة نفسها. يشير النموذج إلى استخدام الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري وستة ملوثات إضافية: المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) وأول أكسيد الكربون (CO) وأكسيد النيتروجين (NOx) والجسيمات ذات الحجم الأصغر من 10 ميكرومتر (PM10) والجسيمات ذات الحجم أصغر من 2.5 ميكرومتر (PM2.5) ، وأكاسيد الكبريت (SOx).

ﻳﻤﻜﻦ أن ﺗﺨﺘﻠﻒ اﻟﻘﻴﻢ اﻟﻜﻤﻴﺔ ﻻﻧﺒﻌﺎﺛﺎت ﻏﺎزات اﻻﺣﺘﺒﺎس اﻟﺤﺮاري اﻟﻤﺤﺴﻮﺑﺔ ﻣﻊ WTW أو ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ LCA ، ﺣﻴﺚ ﻳﻨﻈﺮ LCA ﻓﻲ ﻣﺰﻳﺪ ﻣﻦ ﻣﺼﺎدر اﻻﻧﺒﻌﺎﺛﺎت. على سبيل المثال ، أثناء تقييم انبعاثات غازات الدفيئة من سيارة كهربائية للبطارية بالمقارنة مع مركبة محرك احتراق داخلي تقليدي ، يكتشف WTW (الذي يحسب فقط غازات الدفيئة لتصنيع الوقود) أن السيارة الكهربائية يمكنها توفير 50-60٪ من الغازات الدفيئة في حين أن طريقة LCA-WTW الهجين ، مع الأخذ بعين الاعتبار أيضًا GHG نظرًا لتصنيع البطارية ونهايتها ، تعطي انبعاثات GHG انخفاضًا بنسبة 10-13٪ مقارنةً بـ WTW.

تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات الاقتصادية
تتضمن المدخلات والمخرجات الاقتصادية LCA (EIOLCA) استخدام البيانات المجمعة على مستوى القطاع حول مقدار الأثر البيئي الذي يمكن أن يعزى إلى كل قطاع من قطاعات الاقتصاد ومقدار كل مشتريات القطاع من القطاعات الأخرى. يمكن أن يفسر مثل هذا التحليل السلاسل الطويلة (على سبيل المثال ، يتطلب بناء سيارة الطاقة ، ولكن إنتاج الطاقة يتطلب مركبات ، وبناء هذه المركبات يتطلب طاقة ، وما إلى ذلك) ، الأمر الذي يخفف نوعًا ما مشكلة تحديد نطاق العملية LCA ؛ ومع ذلك ، يعتمد EIOLCA على المعدلات على مستوى القطاع والتي قد تكون أو لا تمثل المجموعة الفرعية المحددة للقطاع ذات الصلة بمنتج معين وبالتالي فهي غير مناسبة لتقييم التأثيرات البيئية للمنتجات. بالإضافة إلى ذلك فإن ترجمة الكميات الاقتصادية إلى تأثيرات بيئية لم يتم التحقق منها.

LCA القائم على أساس إيكولوجي
على الرغم من أن LCA التقليدي يستخدم العديد من الأساليب والاستراتيجيات نفسها مثل Eco-LCA ، إلا أن الأخير يأخذ في الاعتبار نطاقًا أوسع بكثير من التأثيرات البيئية. وقد صُمم لتوفير دليل للإدارة الحكيمة للأنشطة البشرية من خلال فهم التأثيرات المباشرة وغير المباشرة على الموارد الإيكولوجية والنظم الإيكولوجية المحيطة. تم تطوير Eco-LCA من قبل مركز جامعة ولاية أوهايو من أجل الصمود ، وهي منهجية تأخذ بعين الاعتبار كمياً تنظيم الخدمات ودعمها خلال دورة حياة السلع والمنتجات الاقتصادية. في هذا النهج يتم تصنيف الخدمات في أربع مجموعات رئيسية هي: الدعم والتنظيم والتزويد والخدمات الثقافية.

Exergy أساس LCA
إن إكزيمة النظام هي أقصى عمل مفيد ممكن خلال عملية تجعل النظام في حالة توازن مع خزان حرارة. الجدار ينص بوضوح على العلاقة بين تحليل الإجهاد ومحاسبة الموارد. يؤدي هذا الحدس الذي أكده ديوولف وسكوبا إلى المحاسبة الاقتصادية الخارجية وإلى الطرق المخصصة خصيصًا لـ LCA مثل مدخلات المواد الفعالة لكل وحدة خدمة (EMIPS). يتم تحديد مفهوم مدخلات المواد لكل وحدة خدمة (MIPS) من حيث القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، مما يسمح بحساب كل من المدخلات من الموارد ومخرجات الخدمة في شروط exergy. تم إعداد هذا المدخلات المذهلة لكل وحدة خدمة (EMIPS) لتكنولوجيا النقل. ولا تأخذ الخدمة في الاعتبار الكتلة الكلية التي يتعين نقلها والمسافة الكلية فحسب ، بل أيضا الكتلة لكل وسيلة نقل ووقت التسليم.

تحليل دورة حياة الطاقة
تحليل طاقة دورة الحياة (LCEA) هو منهج يتم فيه حساب جميع مدخلات الطاقة في المنتج ، وليس فقط مدخلات الطاقة المباشرة أثناء التصنيع ، ولكن أيضًا جميع مدخلات الطاقة اللازمة لإنتاج المكونات والمواد والخدمات اللازمة لعملية التصنيع. كان المصطلح السابق للنهج هو تحليل الطاقة.

مع LCEA ، يتم إنشاء إجمالي مدخلات طاقة دورة الحياة.

إنتاج الطاقة
من المعترف به أن الكثير من الطاقة تُفقد في إنتاج سلع الطاقة ذاتها ، مثل الطاقة النووية أو الكهرباء الفولتية الضوئية أو المنتجات البترولية عالية الجودة. محتوى الطاقة الصافي هو محتوى الطاقة للمنتج مطروحًا منها كمية الطاقة المستخدمة أثناء الاستخراج والتحويل ، بشكل مباشر أو غير مباشر. ادعت نتيجة مبكرة مثيرة للجدل من LCEA أن تصنيع الخلايا الشمسية يتطلب طاقة أكبر مما يمكن استرداده في استخدام الخلايا الشمسية. تم دحض النتيجة. مفهوم آخر جديد يتدفق من تقييمات دورة الحياة هو أكل لحوم البشر. يشير مصطلح “أكل لحوم البشر” إلى تأثير ينجم عنه النمو السريع لصناعة بكثافة الطاقة بأكملها ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى استخدام الطاقة (أو تفكيك) طاقة محطات الطاقة الحالية. وهكذا أثناء النمو السريع ، لا تنتج الصناعة ككل طاقة لأن الطاقة الجديدة تستخدم لتغذية الطاقة المتجسدة لمحطات الطاقة المستقبلية. وقد تم العمل في المملكة المتحدة لتحديد دورة حياة الطاقة (إلى جانب تأثيرات LCA الكاملة) لعدد من التقنيات المتجددة.

استعادة الطاقة
إذا تم حرق المواد أثناء عملية التخلص ، يمكن تسخير الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء الحرق واستخدامها لإنتاج الكهرباء. وهذا يوفر مصدر طاقة منخفض التأثير ، خاصة عند مقارنته بالفحم والغاز الطبيعي بينما ينتج الترميد المزيد من انبعاثات غازات الدفيئة عن مدافن النفايات ، فإن محطات النفايات مجهزة بشكل جيد بالفلترات للحد من هذا التأثير السلبي. وجدت دراسة حديثة تقارن استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الدفيئة من دفن النفايات (بدون استعادة الطاقة) ضد الترميد (مع استرداد الطاقة) أن الحرق متفوق في جميع الحالات باستثناء عندما يتم استرداد غاز المكب لإنتاج الكهرباء.

نقد
كما قيل إن كفاءة الطاقة ليست سوى اعتبار واحد في تحديد أي عملية بديلة لتوظيفها ، وأنه لا ينبغي رفعها إلى المعيار الوحيد لتحديد القبول البيئي. على سبيل المثال ، لا يأخذ تحليل الطاقة البسيط في الحسبان تجديد تدفقات الطاقة أو سمية منتجات النفايات ؛ يمكن أن يساعد دمج تقنيات LCA الديناميكية لتقنيات الطاقة المتجددة (باستخدام تحليلات الحساسية لإسقاط التحسينات المستقبلية في الأنظمة المتجددة ونصيبها من شبكة الطاقة) في تخفيف هذا الانتقاد.

في السنوات الأخيرة ، بدأت المؤلفات حول تقييم دورة حياة تكنولوجيا الطاقة تعكس التفاعلات بين الشبكة الكهربائية الحالية وتكنولوجيا الطاقة المستقبلية. ركزت بعض الأبحاث على دورة حياة الطاقة ، بينما ركز البعض الآخر على ثاني أكسيد الكربون (CO2) وغازات الدفيئة الأخرى. والنقد الأساسي الذي تقدمه هذه المصادر هو أنه عند الأخذ في الاعتبار تكنولوجيا الطاقة ، يجب أخذ الطبيعة المتنامية لشبكة الطاقة في الاعتبار. إذا لم يتم ذلك ، فإن فئة معينة من تكنولوجيا الطاقة قد تصدر كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون على مدى عمرها مما تخففه.

مشكلة لا تستطيع طريقة تحليل الطاقة حلها هي أن أشكال الطاقة المختلفة (الحرارة ، الكهرباء ، الطاقة الكيميائية ، الخ) لها جودة وقيمة مختلفة حتى في العلوم الطبيعية ، كنتيجة للقوانين الرئيسية للديناميكا الحرارية. إن المقياس الحراري الديناميكي لجودة الطاقة هو قوة غريبة. طبقًا للقانون الأول للديناميكا الحرارية ، يجب أن تحسب جميع مدخلات الطاقة بوزن متساوٍ ، بينما بموجب القانون الثاني يجب أن تُحسب أشكال الطاقة المختلفة بقيم مختلفة.

يتم حل التعارض بإحدى الطرق التالية:

يتم تجاهل فرق القيمة بين مدخلات الطاقة ،
يتم تعيين نسبة قيمة بشكل تعسفي (على سبيل المثال ، قيمة الجول للكهرباء تعادل 2.6 مرة من جول الحرارة أو مدخلات الوقود) ،
يستكمل التحليل بتحليل التكاليف الاقتصادية (النقدية) ،
يمكن أن يكون الإجهاد بدلاً من الطاقة هو المقياس المستخدم لتحليل دورة الحياة.

الانتقادات
تقييم دورة الحياة هو أداة قوية لتحليل الجوانب القابلة للقياس للأنظمة القابلة للقياس الكمي. ومع ذلك ، لا يمكن اختزال كل عامل إلى رقم وإدخاله في نموذج. حدود النظام الجامدة تجعل المحاسبة للتغيرات في النظام صعبة. ويشار أحيانا إلى هذا النقد الانتقائي لتفكير الأنظمة. يمكن أن تساهم دقة وتوافر البيانات أيضًا في عدم الدقة. على سبيل المثال ، قد تستند البيانات من العمليات العامة إلى متوسطات أو عينات غير تمثيلية أو نتائج قديمة. بالإضافة إلى ذلك ، تفتقر الآثار الاجتماعية للمنتجات بشكل عام إلى اختبارات دورة الحياة. غالبًا ما يستخدم تحليل دورة الحياة المقارن لتحديد عملية أو منتج أفضل للاستخدام. ومع ذلك ، وبسبب جوانب مثل اختلاف حدود النظام ، ومعلومات إحصائية مختلفة ، واستخدامات مختلفة للمنتج ، وما إلى ذلك ، يمكن بسهولة أن تتأثر هذه الدراسات لصالح منتج أو عملية واحدة على أخرى في دراسة واحدة والعكس في دراسة أخرى تعتمد على معايير مختلفة و البيانات المختلفة المتاحة. هناك مبادئ توجيهية للمساعدة في تقليل مثل هذه الصراعات في النتائج ولكن لا تزال الطريقة توفر الكثير من الفرص للباحث لتحديد ما هو مهم ، وكيف يتم تصنيع المنتج عادة ، وكيف يتم استخدامها عادة.

وجدت مراجعة متعمقة لـ 13 دراسة لـ LCA من منتجات الأخشاب والورق عدم اتساق في الأساليب والافتراضات المستخدمة لتتبع الكربون خلال دورة حياة المنتج. تم استخدام مجموعة واسعة من الأساليب والافتراضات ، مما أدى إلى استنتاجات مختلفة وربما محتملة – لا سيما فيما يتعلق بتنحية الكربون وتوليد الميثان في مدافن النفايات ومع محاسبة الكربون خلال نمو الغابات واستخدام المنتج.

تبسيط LCA
تتضمن هذه العملية ثلاث خطوات. أولاً ، ينبغي اختيار طريقة مناسبة للجمع بين الدقة الكافية وعبء التكلفة المقبول من أجل توجيه عملية صنع القرار. في الواقع ، في عملية LCA ، بالإضافة إلى تبسيط LCA ، وعادة ما يتم النظر في الفحص البيئي وكامل LCA كذلك. ومع ذلك ، لا يمكن أن يقدم التقرير السابق سوى تفاصيل محدودة ، أما النوع الأخير الذي يحتوي على معلومات أكثر تفصيلاً فهو أكثر تكلفة. ثانياً ، ينبغي اختيار مقياس وحيد للتوتر. يتضمن مخرجات LCA النموذجية استهلاك الموارد واستهلاك الطاقة واستهلاك المياه وانبعاث ثاني أكسيد الكربون والمخلفات السامة وغير ذلك. يتم استخدام أحد هذه المخرجات كعامل رئيسي للقياس في تبسيط LCA. وكثيرا ما يعتبر استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون “مؤشرات عملية”. أخيراً ، يتم استخدام الضغط المحدد في الخطوة 2 كمعيار لتقييم مرحلة الحياة بشكل منفصل وتحديد المرحلة الأكثر ضرراً. على سبيل المثال ، بالنسبة لسيارة عائلية ، يمكن استخدام استهلاك الطاقة كعامل إجهاد وحيد لتقييم كل مرحلة من مراحل الحياة. تظهر النتيجة أن المرحلة الأكثر كثافة في استخدام الطاقة بالنسبة لسيارة عائلية هي مرحلة الاستخدام.

يلعب تقييم دورة الحياة للمواد المهندسة في الخدمة دورًا مهمًا في توفير الطاقة والحفاظ على الموارد وتوفير المليارات عن طريق منع الفشل المبكر للمكونات الهندسية المهمة في الماكينة أو المعدات. تستخدم بيانات تقييم دورة الحياة للمواد السطحية المهندسة لتحسين دورة حياة المكون المصمم هندسيا. تحسين دورة الحياة للآلات والمعدات الصناعية بما في ذلك التصنيع وتوليد الطاقة والنقل ، وما إلى ذلك يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة والاستدامة وإلغاء الارتفاع في درجات الحرارة العالمية. التخفيض المقدر في انبعاثات الكربون البشرية المنشأ هو 10٪ كحد أدنى من الانبعاثات العالمية.