Valutazione del ciclo di vita

La valutazione del ciclo di vita (LCA, nota anche come analisi del ciclo di vita, ecobalance e analisi dalla culla alla tomba) è una tecnica per valutare gli impatti ambientali associati a tutte le fasi della vita di un prodotto dall’estrazione delle materie prime alla lavorazione dei materiali, produzione , distribuzione, uso, riparazione e manutenzione, smaltimento o riciclaggio. I progettisti utilizzano questo processo per aiutare a criticare i loro prodotti. Le LCA possono aiutare a evitare una visione ristretta dei problemi ambientali:

Compilare un inventario di importanti input di energia e materiali e rilasci ambientali;
Valutare i potenziali impatti associati agli input e ai rilasci identificati;
Interpretazione dei risultati per aiutare a prendere una decisione più informata.

Obiettivi e scopo
L’obiettivo della LCA è confrontare l’intera gamma di effetti ambientali assegnabili a prodotti e servizi quantificando tutti gli input e gli output dei flussi di materiali e valutando come questi flussi di materiali influenzano l’ambiente. Queste informazioni vengono utilizzate per migliorare processi, politiche di supporto e fornire una base solida per decisioni informate.

Il termine ciclo di vita si riferisce alla nozione secondo cui una valutazione corretta e olistica richiede la valutazione della produzione, della produzione, della distribuzione, dell’uso e dello smaltimento delle materie prime, compresi tutti i passaggi di trasporto necessari o causati dall’esistenza del prodotto.

Esistono due tipi principali di LCA. Le LCA attribuzionali cercano di stabilire (o attribuire) gli oneri associati alla produzione e all’utilizzo di un prodotto, o con un servizio o processo specifico, in un determinato momento (tipicamente il recente passato). Le LCA consequenziali cercano di identificare le conseguenze ambientali di una decisione o una modifica proposta in un sistema oggetto di studio (orientato al futuro), il che significa che le implicazioni di mercato e economiche di una decisione potrebbero dover essere prese in considerazione. LCA sociale è in fase di sviluppo come approccio diverso al pensiero del ciclo di vita inteso a valutare le implicazioni sociali o gli impatti potenziali. LCA sociale dovrebbe essere considerato come un approccio complementare alla LCA ambientale.

Le procedure di valutazione del ciclo di vita (LCA) fanno parte degli standard di gestione ambientale ISO 14000: in ISO 14040: 2006 e 14044: 2006. (ISO 14044 ha sostituito le versioni precedenti di ISO 14041 a ISO 14043.) Le valutazioni del ciclo di vita del prodotto GHG possono anche essere conformi a specifiche come PAS 2050 e il Protocollo sullo stato di validità e reporting del ciclo di vita del protocollo GHG.

Quattro fasi principali
Secondo gli standard ISO 14040 e 14044, una valutazione del ciclo di vita viene effettuata in quattro fasi distinte, come illustrato nella figura a destra. Le fasi sono spesso interdipendenti in quanto i risultati di una fase informeranno su come sono completate le altre fasi.

Obiettivo e scopo
Una LCA inizia con una dichiarazione esplicita dell’obiettivo e dello scopo dello studio, che definisce il contesto dello studio e spiega come e a chi i risultati devono essere comunicati. Questo è un passo fondamentale e gli standard ISO richiedono che l’obiettivo e lo scopo di una LCA siano chiaramente definiti e coerenti con l’applicazione prevista. Il documento obiettivo e ambito include quindi dettagli tecnici che guidano il lavoro successivo:

l’unità funzionale, che definisce cosa si sta studiando precisamente e quantifica il servizio fornito dal sistema di prodotto, fornendo un riferimento a cui gli input e gli output possono essere correlati. Inoltre, l’unità funzionale è una base importante che consente di confrontare e analizzare beni o servizi alternativi. Quindi, per spiegare questo un sistema funzionale che è input, processi e uscite contiene un’unità funzionale, che svolge una funzione, ad esempio la vernice copre un muro, rendendo funzionale un’unità di 1 m² coperta per 10 anni. Il flusso funzionale sarebbe gli elementi necessari per quella funzione, quindi questo sarebbe un pennello, un barattolo di vernice e la vernice stessa.
i confini del sistema; che sono delimitazioni di quali processi dovrebbero essere inclusi nell’analisi di un sistema di prodotto.
eventuali ipotesi e limitazioni;
i metodi di allocazione utilizzati per partizionare il carico ambientale di un processo quando diversi prodotti o funzioni condividono lo stesso processo; l’allocazione viene comunemente affrontata in tre modi: espansione del sistema, sostituzione e partizione. Fare questo non è facile e diversi metodi possono dare risultati diversi
e

le categorie di impatto scelte per esempio tossicità umana, smog, riscaldamento globale, eutrofizzazione.

Inventario del ciclo di vita
L’analisi di Life Cycle Inventory (LCI) prevede la creazione di un inventario dei flussi da e verso la natura per un sistema di prodotto. I flussi di inventario includono input di acqua, energia e materie prime e emissioni nell’aria, nella terra e nell’acqua. Per sviluppare l’inventario, un modello di flusso del sistema tecnico viene costruito utilizzando i dati sugli input e output. Il modello di flusso viene in genere illustrato con un diagramma di flusso che include le attività che verranno valutate nella catena di approvvigionamento pertinente e fornisce un quadro chiaro dei confini del sistema tecnico. I dati di input e output necessari per la costruzione del modello sono raccolti per tutte le attività all’interno del confine del sistema, anche dalla catena di approvvigionamento (chiamate input dalla tecnosfera).

I dati devono essere correlati all’unità funzionale definita nella definizione dell’obiettivo e dell’ambito. I dati possono essere presentati in tabelle e alcune interpretazioni possono essere fatte già in questa fase. I risultati dell’inventario sono un LCI che fornisce informazioni su tutti gli input e gli output sotto forma di flusso elementare verso e dall’ambiente da tutti i processi unitari coinvolti nello studio.

I flussi di inventario possono essere numerati in centinaia a seconda del limite del sistema. Per gli LCA dei prodotti a livello generico (ossia le medie del settore rappresentativo) o di livello specifico del marchio, tali dati vengono generalmente raccolti tramite questionari di indagine. A livello di settore, occorre prestare attenzione per garantire che i questionari siano compilati da un campione rappresentativo di produttori, non incline né al meglio né al peggio, e rappresentando appieno le differenze regionali dovute all’uso di energia, all’approvvigionamento di materiali o ad altri fattori. I questionari coprono l’intera gamma di input e output, in genere mirano a rappresentare il 99% della massa di un prodotto, il 99% dell’energia utilizzata nella sua produzione e qualsiasi flusso sensibile all’ambiente, anche se rientrano nel livello dell’1% di ingressi.

Un’area in cui è probabile che l’accesso ai dati sia difficile sono i flussi dalla tecnosfera. La tecnosfera è più semplicemente definita come il mondo creato dall’uomo. Considerati dai geologi come risorse secondarie, queste risorse sono teoricamente riciclabili al 100%; tuttavia, in senso pratico, l’obiettivo principale è il salvataggio. Per un LCI, questi prodotti della tecnosfera (prodotti della catena di fornitura) sono quelli prodotti dall’uomo e sfortunatamente quelli che completano un questionario su un processo che utilizza un prodotto creato dall’uomo come mezzo per un fine non saranno in grado di specificare quanto di un dato input che usano. In genere, non avranno accesso ai dati relativi a input e output per i precedenti processi di produzione del prodotto. L’entità che intraprende la LCA deve quindi rivolgersi a fonti secondarie se non dispone già di tali dati dai propri studi precedenti. I database nazionali o i set di dati forniti con gli strumenti LCA-professionisti o che possono essere facilmente accessibili, sono le solite fonti per tali informazioni. Occorre quindi prestare attenzione per garantire che la fonte di dati secondaria rispecchi correttamente le condizioni regionali o nazionali.

Metodi LCI
Processo LCA
Uscita economica LCA
Approccio ibrido
Valutazione dell’impatto sul ciclo di vita
L’analisi dell’inventario è seguita dalla valutazione d’impatto. Questa fase dell’LCA è finalizzata a valutare l’importanza dei potenziali impatti ambientali sulla base dei risultati del flusso LCI. La valutazione d’impatto del ciclo di vita classico (LCIA) comprende i seguenti elementi obbligatori:

selezione di categorie di impatto, indicatori di categoria e modelli di caratterizzazione;
la fase di classificazione, in cui i parametri di inventario sono ordinati e assegnati a specifiche categorie di impatto; e
misurazione dell’impatto, in cui i flussi di LCI classificati sono caratterizzati, utilizzando una delle tante possibili metodologie LCIA, in unità di equivalenza comuni che vengono quindi sommate per fornire un totale di categorie di impatto complessivo.
In molti LCA, la caratterizzazione conclude l’analisi LCIA; questa è anche l’ultima fase obbligatoria secondo ISO 14044: 2006. Tuttavia, oltre alle fasi LCIA obbligatorie sopra elencate, possono essere condotti altri elementi LCIA opzionali – normalizzazione, raggruppamento e ponderazione – a seconda dell’obiettivo e dello scopo dello studio LCA. Nella normalizzazione, i risultati delle categorie di impatto dallo studio sono solitamente confrontati con gli impatti totali nella regione di interesse, ad esempio gli Stati Uniti. Il raggruppamento consiste nell’ordinamento e, eventualmente, nella classificazione delle categorie di impatto. Durante la ponderazione, i diversi impatti ambientali sono ponderati l’uno rispetto all’altro in modo che possano essere sommati per ottenere un unico numero per l’impatto ambientale totale. La norma ISO 14044: 2006 in generale sconsiglia la ponderazione, affermando che “la ponderazione non deve essere utilizzata negli studi LCA destinati a essere utilizzati in asserzioni comparative destinate a essere divulgate al pubblico”. Questo consiglio è spesso ignorato, risultante in confronti che possono riflettere un alto grado di soggettività a causa della ponderazione.

Gli impatti del ciclo di vita possono anche essere suddivisi in diverse fasi dello sviluppo, produzione, uso e smaltimento di un prodotto. In generale, questi impatti possono essere suddivisi in “Primi impatti”, uso di impatti e impatti sulla fine della vita. I “primi impatti” includono l’estrazione di materie prime, la produzione (conversione di materie prime in un prodotto), il trasporto del prodotto in un mercato o sito, la costruzione / installazione e l’inizio dell’uso o occupazione. Gli impatti sull’uso comprendono gli impatti fisici del funzionamento del prodotto o della struttura (come energia, acqua, ecc.), La manutenzione, la ristrutturazione e le riparazioni (necessario per continuare a utilizzare il prodotto o la struttura). Gli impatti di fine vita comprendono la demolizione e il trattamento di rifiuti o materiali riciclabili.

Interpretazione
L’Interpretazione del ciclo di vita è una tecnica sistematica per identificare, quantificare, controllare e valutare le informazioni dai risultati dell’inventario del ciclo di vita e / o dalla valutazione dell’impatto del ciclo di vita. I risultati dell’analisi dell’inventario e della valutazione dell’impatto sono riassunti durante la fase di interpretazione. L’esito della fase di interpretazione è un insieme di conclusioni e raccomandazioni per lo studio. Secondo la norma ISO 14040: 2006, l’interpretazione dovrebbe includere:

identificazione di questioni significative sulla base dei risultati delle fasi LCI e LCIA di un LCA;
valutazione dello studio considerando i controlli di completezza, sensibilità e coerenza; e
conclusioni, limitazioni e raccomandazioni.
Uno degli obiettivi chiave dell’interpretazione del ciclo di vita è determinare il livello di confidenza nei risultati finali e comunicarli in modo equo, completo e accurato. Interpretare i risultati di una LCA non è così semplice come “3 è meglio di 2, quindi l’alternativa A è la scelta migliore”! Interpretare i risultati di una LCA inizia con la comprensione dell’accuratezza dei risultati e assicurando che raggiungano l’obiettivo dello studio. Ciò si ottiene identificando gli elementi di dati che contribuiscono in modo significativo a ciascuna categoria di impatto, valutando la sensibilità di questi elementi di dati significativi, valutando la completezza e la coerenza dello studio e tracciando conclusioni e raccomandazioni basate su una chiara comprensione di come è stata condotta la LCA e i risultati sono stati sviluppati.

Test di riferimento
Più specificamente, l’alternativa migliore è quella che l’LCA mostra di avere l’impatto negativo sull’ambiente, da una parte all’altra, da terra a mare, e risorse aeree.

Usi LCA
Sulla base di un’indagine condotta dagli operatori LCA nel 2006, la LCA è utilizzata principalmente per supportare la strategia aziendale (18%) e R & S (18%), come input per progettazione di prodotti o processi (15%), istruzione (13%) e etichettatura o dichiarazioni di prodotto (11%). La LCA sarà continuamente integrata nell’ambiente costruito come strumenti come le linee guida del progetto di costruzione europea ENSLIC per edifici o sviluppati e implementati, che forniscono agli operatori indicazioni sui metodi per implementare i dati LCI nel processo di pianificazione e progettazione.

Le grandi aziende di tutto il mondo stanno intraprendendo studi LCA in house o commissioning, mentre i governi supportano lo sviluppo di database nazionali per supportare LCA. Di particolare rilievo è l’uso crescente di LCA per etichette ISO Tipo III denominate Dichiarazioni ambientali di prodotto, definite come “dati ambientali quantificati per un prodotto con categorie predefinite di parametri basati sulla serie di standard ISO 14040, ma non escludendo ulteriori informazioni ambientali “. Queste etichette certificate LCA di terze parti forniscono una base sempre più importante per la valutazione dei relativi meriti ambientali dei prodotti concorrenti. La certificazione di terze parti svolge un ruolo importante nell’industria di oggi. La certificazione indipendente può mostrare la dedizione di un’azienda a prodotti più sicuri e rispettosi dell’ambiente per clienti e ONG.

LCA ha anche ruoli importanti nella valutazione dell’impatto ambientale, nella gestione integrata dei rifiuti e negli studi sull’inquinamento. Uno studio recente ha valutato l’LCA di un impianto su scala di laboratorio per la produzione di aria arricchita di ossigeno, abbinato alla sua valutazione economica in una prospettiva olistica di eco-design. LCA è stata anche utilizzata per valutare gli impatti ambientali delle attività di manutenzione, riparazione e riabilitazione della pavimentazione.

Analisi dei dati
Un’analisi del ciclo di vita è valida solo quanto i suoi dati; pertanto, è fondamentale che i dati utilizzati per il completamento di un’analisi del ciclo di vita siano accurati e attuali. Confrontando le diverse analisi del ciclo di vita l’una con l’altra, è fondamentale che siano disponibili dati equivalenti per entrambi i prodotti o processi in questione. Se un prodotto ha una disponibilità di dati molto più elevata, non può essere semplicemente paragonato a un altro prodotto che ha dati meno dettagliati.

Esistono due tipi base di dati LCA: dati di processo unitario e dati di input-output ambientali (EIO), laddove questi ultimi si basano su dati di input-output economici nazionali. I dati di processo unitario derivano da indagini dirette di aziende o impianti che producono il prodotto di interesse, effettuati a un livello di processo unitario definito dai confini del sistema per lo studio.

La validità dei dati è una preoccupazione costante per le analisi del ciclo di vita. A causa della globalizzazione e del rapido ritmo di ricerca e sviluppo, nuovi materiali e metodi di produzione vengono continuamente introdotti sul mercato. Ciò rende molto importante e molto difficile l’uso di informazioni aggiornate durante l’esecuzione di una LCA. Se le conclusioni di una LCA devono essere valide, i dati devono essere recenti; tuttavia, il processo di raccolta dei dati richiede tempo. Se un prodotto e i relativi processi non sono stati sottoposti a revisioni significative da quando sono stati raccolti gli ultimi dati LCA, la validità dei dati non è un problema. Tuttavia, l’elettronica di consumo come i telefoni cellulari può essere ridisegnata ogni 9-12 mesi, creando la necessità di una raccolta continua dei dati.

Il ciclo di vita considerato di solito consiste in una serie di fasi, tra cui: estrazione dei materiali, lavorazione e produzione, utilizzo del prodotto e smaltimento del prodotto. Se è possibile determinare il più dannoso dal punto di vista ambientale di questi stadi, l’impatto sull’ambiente può essere ridotto in modo efficace concentrandosi sulle modifiche apportate a quella particolare fase. Ad esempio, la fase di vita ad alta intensità energetica di un aereo o di un’auto è durante l’uso a causa del consumo di carburante. Uno dei modi più efficaci per aumentare l’efficienza del carburante è quello di ridurre il peso del veicolo, e quindi i produttori di auto e aerei possono ridurre l’impatto ambientale in modo significativo sostituendo materiali più pesanti con altri più leggeri come elementi rinforzati in fibra di alluminio o di carbonio. La riduzione durante la fase di utilizzo dovrebbe essere più che sufficiente per bilanciare ulteriori materie prime o costi di produzione.

Le origini dati sono in genere grandi database, non è opportuno confrontare due opzioni se sono state utilizzate origini dati diverse per l’origine dei dati. Le origini dati includono:

soca
EuGeos 15804-IA
ESIGENZE
ecoinvent
PSILCA
ESU World Food
GaBi
ELCD
LC-Inventories.ch
Hotspot sociali
ProBas
bioenergiedat
Agribalyse
USDA
Ökobaudat
Agri-footprint
Archivio completo di dati ambientali (CEDA)
I calcoli per l’impatto possono quindi essere fatti a mano, ma è più usuale semplificare il processo usando il software. Questo può variare da un foglio di calcolo semplice, in cui l’utente inserisce manualmente i dati in un programma completamente automatizzato, in cui l’utente non è a conoscenza dei dati di origine.

varianti

Cradle-to-tomba
Cradle-to-grave è la valutazione completa del ciclo di vita dall’estrazione delle risorse (“culla”) per utilizzare la fase di fase e smaltimento (“grave”). Ad esempio, gli alberi producono carta, che può essere riciclata in isolamento a base di cellulosa (carta fibrata) a bassa energia, quindi utilizzata come dispositivo di risparmio energetico nel soffitto di una casa per 40 anni, risparmiando 2.000 volte l’energia fossile utilizzata nella sua produzione. Dopo 40 anni le fibre di cellulosa vengono sostituite e le vecchie fibre vengono smaltite, eventualmente incenerite. Tutti gli ingressi e le uscite sono considerati per tutte le fasi del ciclo di vita.

Culla-to-gate
Cradle-to-gate è una valutazione di un ciclo di vita parziale del prodotto dall’estrazione delle risorse (culla) al cancello della fabbrica (vale a dire, prima che venga trasportato al consumatore). In questo caso, la fase di utilizzo e la fase di smaltimento del prodotto sono omesse. Le valutazioni dalla culla alla porta sono talvolta alla base delle dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD) definite EDP business-to-business. Uno degli usi significativi dell’approccio dalla culla alla porta compila l’inventario del ciclo di vita (LCI) usando la culla alla porta. Ciò consente alla LCA di raccogliere tutti gli impatti che portano alle risorse acquistate dalla struttura. Possono quindi aggiungere i passaggi coinvolti nel loro trasporto per piantare e produrre processi per produrre più facilmente i loro valori da culla a porta per i loro prodotti.

Produzione da culla a culla o a ciclo chiuso
Vedi anche: Cradle to Cradle Design
La culla alla culla è un tipo specifico di valutazione dalla culla alla tomba, in cui la fase di smaltimento al termine del ciclo di vita del prodotto è un processo di riciclaggio. È un metodo utilizzato per minimizzare l’impatto ambientale dei prodotti impiegando pratiche di produzione, gestione e smaltimento sostenibili e mira a incorporare la responsabilità sociale nello sviluppo del prodotto. Dal processo di riciclaggio si originano prodotti nuovi e identici (ad esempio, pavimentazione di asfalto dalla pavimentazione di asfalto dismessa, bottiglie di vetro da bottiglie di vetro raccolte) o prodotti diversi (ad esempio isolamento di lana di vetro da bottiglie di vetro raccolte).

L’allocazione degli oneri per i prodotti nei sistemi di produzione a ciclo aperto presenta notevoli sfide per la LCA. Vari metodi, come l’approccio basato sul carico evitato, sono stati proposti per affrontare le questioni in questione.

Gate-to-gate
Gate-to-gate è una LCA parziale che considera solo un processo a valore aggiunto nell’intera catena di produzione. I moduli gate-to-gate possono anche essere successivamente collegati nella loro catena di produzione appropriata per formare una valutazione completa dalla culla alla porta.

Well-to-wheel
Well-to-wheel è la specifica LCA utilizzata per carburanti e veicoli da trasporto. L’analisi è spesso suddivisa in fasi intitolate “well-to-station”, “well-to-tank” e “station-to-wheel” o “tank-to-wheel” o “plug-to-wheel” “. La prima fase, che incorpora la materia prima o la produzione e la lavorazione del combustibile e l’erogazione del combustibile o la trasmissione di energia, è definita fase “a monte”, mentre la fase che si occupa dell’operazione stessa viene talvolta definita fase “a valle”. L’analisi well-to-wheel viene comunemente utilizzata per valutare il consumo totale di energia, l’efficienza di conversione energetica e l’impatto delle emissioni delle navi, degli aerei e dei veicoli a motore, compresa la loro impronta di carbonio e i combustibili utilizzati in ciascuno di questi modi di trasporto. L’analisi del WtW è utile per riflettere le diverse efficienze ed emissioni di tecnologie energetiche e combustibili sia a monte che a valle, fornendo un quadro più completo delle emissioni reali.

La variante well-to-wheel ha un input significativo su un modello sviluppato dal Laboratorio Nazionale Argonne. Il gas a effetto serra, le emissioni regolamentate e il modello di utilizzo dell’energia nei trasporti (GREET) è stato sviluppato per valutare l’impatto dei nuovi carburanti e delle tecnologie dei veicoli. Il modello valuta gli impatti del consumo di carburante utilizzando una valutazione dal pozzo alla ruota, mentre un approccio tradizionale dalla culla alla tomba viene utilizzato per determinare gli impatti dal veicolo stesso. Il modello riporta l’uso di energia, le emissioni di gas serra e sei ulteriori inquinanti: composti organici volatili (COV), monossido di carbonio (CO), ossido di azoto (NOx), particelle con dimensioni inferiori a 10 micrometri (PM10), particelle con dimensioni inferiore a 2,5 micrometri (PM2,5) e ossidi di zolfo (SOx).

I valori quantitativi delle emissioni di gas a effetto serra calcolate con il WTW o con il metodo LCA possono essere diversi, poiché l’LCA sta considerando ulteriori fonti di emissione. Ad esempio, mentre valuta le emissioni di gas serra di un veicolo elettrico a batteria rispetto a un veicolo convenzionale a combustione interna, il WTW (che conta solo il gas serra per produrre i carburanti) scopre che un veicolo elettrico può risparmiare il 50-60% di gas serra , mentre un metodo ibrido LCA-WTW, considerando anche il GHG a causa della produzione e del fine vita della batteria, riduce le emissioni di gas serra del 10-13% in meno rispetto al WTW.

Valutazione del ciclo di vita di input-output economico
L’input-output economico LCA (EIOLCA) implica l’uso di dati aggregati a livello di settore su quanto l’impatto ambientale può essere attribuito a ciascun settore dell’economia e su quanto ciascun settore acquista da altri settori. Tale analisi può tener conto di lunghe catene (ad esempio, costruire un’automobile richiede energia, ma produrre energia richiede veicoli e la costruzione di quei veicoli richiede energia, ecc.), Il che allevia in qualche modo il problema dell’ambito del processo LCA; tuttavia, EIOLCA si basa su medie a livello di settore che possono o non possono essere rappresentative del sottoinsieme specifico del settore relativo a un particolare prodotto e pertanto non è adatto per valutare gli impatti ambientali dei prodotti. Inoltre, la traduzione di quantità economiche in impatti ambientali non è convalidata.

LCA a base ecologica
Mentre un LCA convenzionale utilizza molti degli stessi approcci e strategie di un Eco-LCA, quest’ultimo considera una gamma molto più ampia di impatti ecologici. È stato progettato per fornire una guida per una gestione oculata delle attività umane comprendendo gli impatti diretti e indiretti sulle risorse ecologiche e sugli ecosistemi circostanti. Sviluppato da Ohio State University Center per la resilienza, Eco-LCA è una metodologia che prende in considerazione quantitativamente la regolamentazione e il supporto dei servizi durante il ciclo di vita di beni e prodotti economici. In questo approccio i servizi sono suddivisi in quattro gruppi principali: servizi di supporto, regolazione, fornitura e servizi culturali.

LCA basata sull’esergia
L’esistenza di un sistema è il massimo lavoro utile possibile durante un processo che porta il sistema in equilibrio con un serbatoio di calore. Wall afferma chiaramente la relazione tra analisi exergia e contabilità delle risorse. Questa intuizione confermata da DeWulf e Sciubba ha portato alla contabilità economico-economica e ai metodi specificamente dedicati alla LCA, come l’input di materiali di ricerca per unità di servizio (EMIPS). Il concetto di input materiale per unità di servizio (MIPS) è quantificato in termini della seconda legge della termodinamica, consentendo il calcolo dell’ingresso di risorse e dell’erogazione di servizi in termini di exergia. Questo input di materiale didattico per unità di servizio (EMIPS) è stato elaborato per la tecnologia dei trasporti. Il servizio tiene conto non solo della massa totale da trasportare e della distanza totale, ma anche della massa per singolo trasporto e del tempo di consegna.

Analisi energetica del ciclo di vita
L’analisi dell’energia del ciclo di vita (LCEA) è un approccio in cui vengono presi in considerazione tutti gli input energetici di un prodotto, non solo gli input di energia diretti durante la produzione, ma anche tutti gli input di energia necessari per produrre componenti, materiali e servizi necessari per il processo di produzione. Un precedente termine per l’approccio era l’analisi energetica.

Con LCEA viene stabilito l’input energetico totale del ciclo di vita.

Produzione di energia
Si riconosce che molta energia viene persa nella produzione di beni energetici stessi, come l’energia nucleare, l’elettricità fotovoltaica o i prodotti petroliferi di alta qualità. Il contenuto energetico netto è il contenuto energetico del prodotto meno l’input di energia utilizzato durante l’estrazione e la conversione, direttamente o indirettamente. Un controverso primo risultato di LCEA ha affermato che la produzione di celle solari richiede più energia di quella che può essere recuperata utilizzando la cella solare. Il risultato è stato confutato. Un altro nuovo concetto che scaturisce dalle valutazioni del ciclo di vita è il cannibalismo energetico. Energia Il cannibalismo si riferisce a un effetto in cui la rapida crescita di un’intera industria ad alta intensità energetica crea un bisogno di energia che utilizza (o cannibalizza) l’energia delle centrali elettriche esistenti. Pertanto, durante la rapida crescita, l’industria nel suo complesso non produce energia perché viene utilizzata una nuova energia per alimentare l’energia incarnata delle future centrali elettriche. Nel Regno Unito sono stati intrapresi lavori per determinare l’impatto sull’energia del ciclo di vita (insieme all’LCA completo) di un certo numero di tecnologie rinnovabili.

Recupero di energia
Se i materiali vengono inceneriti durante il processo di smaltimento, l’energia rilasciata durante la combustione può essere imbrigliata e utilizzata per la produzione di elettricità. Ciò fornisce una fonte di energia a basso impatto, soprattutto se confrontato con carbone e gas naturale. Mentre l’incenerimento produce più emissioni di gas serra rispetto alla messa in discarica, gli impianti di smaltimento sono ben dotati di filtri per ridurre al minimo questo impatto negativo. Un recente studio che ha confrontato il consumo di energia e le emissioni di gas a effetto serra (senza recupero di energia) contro l’incenerimento (con recupero di energia) ha trovato l’incenerimento superiore in tutti i casi tranne quando il gas di discarica viene recuperato per la produzione di elettricità.

Critica
È stato anche sostenuto che l’efficienza energetica è solo una considerazione nel decidere quale processo alternativo utilizzare, e che non dovrebbe essere elevato all’unico criterio per determinare l’accettabilità ambientale. Ad esempio, l’analisi semplice dell’energia non tiene conto della rinnovabilità dei flussi di energia o della tossicità dei prodotti di scarto ;. Incorporare gli LCA dinamici delle tecnologie di energia rinnovabile (utilizzando analisi di sensitività per progettare i futuri miglioramenti nei sistemi rinnovabili e la loro quota della rete elettrica) può contribuire a mitigare questa critica.

Negli ultimi anni, la letteratura sulla valutazione del ciclo di vita della tecnologia energetica ha iniziato a riflettere le interazioni tra l’attuale rete elettrica e la tecnologia energetica futura. Alcuni articoli si sono concentrati sul ciclo di vita dell’energia, mentre altri si sono concentrati sul biossido di carbonio (CO2) e altri gas a effetto serra. La critica essenziale fornita da queste fonti è che quando si considera la tecnologia energetica, la natura crescente della rete elettrica deve essere presa in considerazione. Se ciò non viene fatto, una determinata classe di tecnologia energetica può emettere più CO2 nel corso della sua vita di quanto non ne mitighi.

Un problema che il metodo di analisi dell’energia non può risolvere è che le diverse forme di energia (calore, elettricità, energia chimica ecc.) Hanno qualità e valore diversi anche nelle scienze naturali, come conseguenza delle due principali leggi della termodinamica. Una misura termodinamica della qualità dell’energia è l’exergia. Secondo la prima legge della termodinamica, tutti gli input di energia dovrebbero essere considerati con lo stesso peso, mentre dalla seconda legge le diverse forme di energia dovrebbero essere rappresentate da valori diversi.

Il conflitto è risolto in uno di questi modi:

la differenza di valore tra gli input di energia viene ignorata,
un rapporto di valore è assegnato arbitrariamente (ad es., un joule di elettricità è 2,6 volte più prezioso di un joule di calore o di carburante),
l’analisi è completata dall’analisi economica (monetaria) dei costi,
l’exergia anziché l’energia può essere la metrica utilizzata per l’analisi del ciclo di vita.

critiche
La valutazione del ciclo di vita è un potente strumento per analizzare gli aspetti commensurabili dei sistemi quantificabili. Non tutti i fattori, tuttavia, possono essere ridotti a un numero e inseriti in un modello. I confini rigidi del sistema rendono difficile tenere conto dei cambiamenti nel sistema. Questo è a volte indicato come la critica al pensiero sistemico. L’accuratezza e la disponibilità dei dati possono anche contribuire alla inesattezza. Ad esempio, i dati dei processi generici possono essere basati su medie, campionamento non rappresentativo o risultati obsoleti. Inoltre, le implicazioni sociali dei prodotti sono generalmente carenti nelle LCA. L’analisi comparativa del ciclo di vita viene spesso utilizzata per determinare un processo o un prodotto migliore da utilizzare. Tuttavia, a causa di aspetti come i diversi confini del sistema, diverse informazioni statistiche, usi diversi del prodotto, ecc., Questi studi possono facilmente essere influenzati a favore di un prodotto o processo rispetto a un altro in uno studio e l’opposto in un altro studio basato su parametri variabili e diversi dati disponibili. Ci sono linee guida per aiutare a ridurre tali conflitti nei risultati, ma il metodo offre ancora molto spazio per il ricercatore per decidere cosa è importante, come viene tipicamente prodotto e come viene tipicamente utilizzato.

Una revisione approfondita di 13 studi LCA di prodotti in legno e carta ha riscontrato una mancanza di coerenza nei metodi e nelle ipotesi utilizzate per tracciare il carbonio durante il ciclo di vita del prodotto. È stata utilizzata un’ampia varietà di metodi e ipotesi, che hanno portato a conclusioni diverse e potenzialmente contrarie, in particolare per quanto riguarda il sequestro del carbonio e la generazione di metano nelle discariche e con la contabilizzazione del carbonio durante la crescita delle foreste e l’uso del prodotto.

Razionalizza la LCA
Questo processo include tre passaggi. In primo luogo, dovrebbe essere selezionato un metodo appropriato per combinare un’accuratezza adeguata con un onere di costo accettabile al fine di guidare il processo decisionale. In realtà, nel processo LCA, oltre a semplificare la LCA, sono considerati di solito anche Eco-screening e LCA completi. Tuttavia, il primo potrebbe fornire solo dettagli limitati e quest’ultimo con informazioni più dettagliate è più costoso. In secondo luogo, dovrebbe essere selezionata una singola misura di stress. L’output LCA tipico include il consumo di risorse, il consumo di energia, il consumo di acqua, l’emissione di CO2, i residui tossici e così via. Una di queste uscite è utilizzata come il principale fattore da misurare nella LCA razionalizzata. Il consumo di energia e le emissioni di CO2 sono spesso considerati come “indicatori pratici”. Infine, lo stress selezionato nella fase 2 viene utilizzato come standard per valutare separatamente la fase della vita e identificare la fase più dannosa. Ad esempio, per un’auto di famiglia, il consumo di energia potrebbe essere utilizzato come singolo fattore di stress per valutare ciascuna fase della vita. Il risultato mostra che la fase più intensa di energia per un’auto di famiglia è la fase di utilizzo.

Life Cycle Assessment of Engineered Material in Service plays a significant role in saving energy, conserving resources and saving billions by preventing premature failure of critical engineered component in a machine or equipment. LCA data of surface engineered materials are used to improve life cycle of the engineered component. Life cycle improvement of industrial machineries and equipments including, manufacturing, power generation, transportations, etc. leads to improvement in energy efficiency, sustainability and negating global temperature rise. Estimated reduction in anthropogenic carbon emission is minimum 10% of the global emission.