Экологический анализ жизненного цикла продукции доклад

Обновлено: 02.07.2024

Сегодня метод Оценки жизненного цикла, ОЦЖ (рус.) или Life-Cycle Assessment, LCA (англ.), является одним из ведущих инструментов экологического менеджмента в Европейском союзе, основанный на серии ISO-стандартов и предназначенный для оценки эколого-экономических, социальных аспектов и воздействий на окружающую среду в системах производства продукции и утилизации отходов. Целью проведенной авторами исследовательской работы было изучение потенциальных областей, в которых возможно применение этого метода оценки. Авторами проведен анализ универсального метода оценки жизненного цикла в отношении его исторических аспектов развития в Европейском Союзе, потенциальных областей применения и использования на основе современных программных продуктов. Дана характеристика основным этапам проведения оценки жизненного цикла и показана возможность применения метода для систем управления отходами в природоохранном секторе России. В результате литературного анализа можно заключить, что одним из новых направлений применения ОЖЦ является сравнение различных систем управления отходами или разработка новой стратегии управления отходами. В случае анализа системы управления отходами, ОЖЦ принимается в качестве основы для сравнения экологической эффективности различных вариантов обращения с отходами и принятия стратегических решений в этой области. Авторы делают вывод что, метод ОЖЦ заслуживает пристального внимания со стороны российского природоохранного сектора, так как метод ОЖЦ является важным аналитическим средством для обоснования выбора между разными технологиями, сценариями, обладающим надежностью, достоверностью получаемых результатов.


1. ГОСТ Р ИСО 1440-2010. Экологический менеджмент. Оценка Жизненного Цикла. Принципы и структура / Национальный стандарт Российской Федерации. - М. : Стандартинформ, 2010.

3. Damgaard A. Life-cycle-assessment of the historical development of air pollution control and energy recovery in waste incineration // Waste Management. - 2010. - № 30. - P. 1244-1250.

4. Guinée J.B., Gorrée M., Heijungs R. Handbook on Life Cycle Assessment. Operational Guide to the ISO Standards. - Kluwer Academic Publishers, 2002. - 692 pp.

5. Horne R., Verghese K., Grant T. Life cycle assessment: principles, practice and prospects - CSIRO Publishing, Melbourne, 2009. - 173 рр.

6. ISO (2006a): Environmental management - life cycle assessment - principles and framework. ISO 14040. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.

7. ISO (2006b): Environmental management - life cycle assessment - requirements and guidelines. ISO 14044. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.

8. Klöpffer W., Grahl B. Ökobilanz (LCA): Ein Leitfaden für Ausbildung und Beruf. - WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009. - 426 pp.

9. McDougall F., White P., Franke M., Hindle P. Integrate Solid Waste Management: A Life Cycle Inventory, 2nd Edition. - Blackwell Science Ltd., 2001. - 198 pp.

Сегодня метод Оценки жизненного цикла, ОЦЖ (рус.) или Life-Cycle Assessment, LCA (англ.) - один из ведущих инструментов экологического менеджмента в Европейском союзе, основанный на серии ISO-стандартов и предназначенный для оценки эколого-экономических, социальных аспектов и воздействий на окружающую среду в системах производства продукции и утилизации отходов. Универсальный в своем роде метод ОЖЦ используют практически во всех отраслях промышленности, в частности в машиностроении, строительстве, электронике, традиционной и альтернативной энергетике, производстве полимеров, продуктов питания, дизайне продукции и утилизации отходов.

Целью проведенной авторами исследовательской работы было изучение потенциальных областей, в которых возможно применение одного из инструментов экологического менеджмента - метода оценки жизненного цикла (ОЖЦ).

ОЦЖ является относительно молодым методом, но не настолько юным, каким его многие представляют. Подходы и размышления о жизненных циклах можно найти в старых литературных источниках. Так, например, шотландский экономист и биолог Патрик Геддес (Patrick Geddes) еще в 80-е гг. XIX столетия разработал процесс, который по-праву можно считать предшественником инвентаризации. Его исследования лежало в области энергоснабжения при добыче каменного угля [3].

В течение последних десяти лет из-за быстрого развития вычислительной техники и создания обширных баз данных интерес к ОЖЦ еще более возрос. Все больше государственных организаций, компаний и научно-исследовательских учреждений применяет ОЖЦ в процессах принятия решений и для разработки планов развития производства как отдельных продуктов, так и целых секторов экономики. Основные программные продукты на европейском рынке, которые завоевали признание:

  • SimaPro - Голландия;
  • GABi, UMBERTO - Германия;
  • EASEWASTE - Дания;
  • Ecoinvent v2,3 - Швейцария.

Однако с появлением множества методологий и программных продуктов проведения ОЖЦ возникали проблемы при сравнении результатов анализов разных исследований, так как до последнего времени еще не существовало общей методологии, критериев оценки и равноценных источников информации. Именно поэтому был разработан Международный Стандарт ИСО 14040-14043, который унифицировал методологию ОЖЦ и предоставил возможность для сравнения результатов разных анализов [4].

Оценка жизненного цикла - это процесс оценки экологических воздействий, связанных с продуктом, процессом или другим действием путем определения и количественного вычисления:

  • объемов потребленной энергии, материальных ресурсов и выбросов в окружающую среду;
  • количественной и качественной оценки их воздействия на окружающую среду;
  • определения и оценки возможностей для улучшения экологического состояния системы.

ОЖЦ является итеративным методом - то есть все работы выполняются параллельно с непрерывным анализом полученных результатов и корректировкой предыдущих этапов. Итеративный подход в рамках системы и между этапами обеспечивает всесторонность и последовательность исследования и представления результатов. Принципы, содержание, требования этапов проведения ОЖЦ регламентируются стандартами ISO [6; 7].

Согласно ISO 14040 оценка жизненного цикла состоит из четырех этапов.

1. Определение цели и области применения (ISO 14041).

При определении цели и области применения следует установить цель исследования и границы изучаемой системы (временные и пространственные), описать используемые источники данных, а также методы, применяемые для оценки экологических воздействий, и обосновать их выбор. Однако на следующих этапах может возникнуть необходимость пересмотреть и скорректировать принятые параметры, например сузить границы или круг рассматриваемых экологических воздействий при недостатке информации.

2. Инвентаризационный анализ жизненного цикла (ISO 14041).

Инвентаризационный анализ жизненного цикла (life cycle inventory analysis) представляет собой наиболее длительный и затратный этап, на котором собираются данные о входных и выходных потоках материи и энергии, вовлеченных в производство. Для их учета производственная система подразделяется на отдельные модули, исходя из стадий жизненного цикла продукции (добыча сырья, получение полуфабрикатов, изготовление, реализация, использование, утилизация продукта). Помимо этого, в пределах некоторых стадий, особо сложных в технологическом плане, могут быть выделены модули, соответствующие единичным производственным процессам. К примеру, при производстве упаковочной полиэтиленовой пленки из полуфабриката (гранулированного полиэтилена низкой плотности) целесообразно выделить следующие модули: расплавка гранул, экструзия, охлаждение и упаковка пленки. Важным при проведении инвентаризационного анализа является учет всех сопутствующих жизненному циклу продукции транспортных перевозок как между отдельными этапами жизненного цикла (например, от поставщика сырья до производителя), так и в их пределах (например, в цехах предприятия).

3. Оценка воздействия на протяжении жизненного цикла (ISO 14042).

Оценка воздействия на протяжении жизненного цикла (life cycle impact assessment), т.е. оценка значимости потенциальных воздействий на окружающую среду, проводится по результатам инвентаризационного анализа и является методологически самым сложным и потому самым спорным этапом ОЖЦ.

В данной фазе ОЖЦ в первую очередь важно упорядочить зафиксированные на предыдущем этапе экологические воздействия по так называемым категориям воздействий (потребление минеральных ресурсов и энергии, образование токсичных отходов, разрушение озонового слоя стратосферы, парниковый эффект, снижение биологического разнообразия, ущерб здоровью человека и др.). В дальнейшем необходимо количественно охарактеризовать каждую из категорий и сопоставить эти разноплановые воздействия, чтобы ответить на вопрос, какое из них наносит наибольший ущерб окружающей природной среде (например, выбросы парниковых газов или эрозия почв). Для оценки воздействия разработан ряд методик (и соответствующих программных продуктов), ни одна из которых не является универсальной и не лишена субъективизма.

4. Интерпретация жизненного цикла (ISO 14043).

Задачей последнего этапа ОЖЦ интерпретации жизненного цикла (life cycle interpretation) является разработка рекомендаций по минимизации вредных воздействий на окружающую среду. Улучшение экологических характеристик продукции благодаря учету рекомендаций ОЖЦ в конечном итоге несет с собой множество экологических (например, снижение материало- и энергоемкости продукта) и экономических преимуществ (например, экономия средств на закупку сырья, повышение спроса со стороны экологически сознательного потребителя, улучшение экономического имиджа предприятия и др.).

Хотя процесс ОЖЦ состоит из четырех последовательных этапов, ОЖЦ является повторяющейся процедурой, в которой опыт, полученный на более позднем этапе, может служить в качестве обратной связи, ведущей к изменению одного или нескольких более ранних этапов процесса оценки.

Для каких целей используется ОЖЦ в Европе? Этот вопрос является одним из ключевых для мотивации любой организации, принимающей решение о фундаментальных переменах в производстве, дизайне продукта или управлении организацией. Основными причинами для проведения ОЖЦ для продукта или услуги являются:

  • желание организации собрать информацию об экологических воздействиях продукта или услуги с целью выявления возможностей для уменьшения их воздействия на окружающую среду;
  • разъяснение потребителям наилучших способов использования и конечной утилизации продукции;
  • сбор информации для поддержки и обеспечения экосертификатов (например, для получения знака экомаркировки).

Сегодня метод ОЖЦ находит все более широкое практическое применение в различных отраслях. Кроме прямого применения для оценки продукции, также ОЖЦ используется в более широком контексте для разработки сложных бизнес-стратегий, государственной политики, касающейся различных сторон жизни общества [8].

В последнее десятилетие исследования в области управления отходами с использованием методологии ОЖЦ играют все более важную роль при выборе наиболее приемлемых решений по их утилизации. В случае анализа системы управления отходами ОЖЦ принимается в качестве основы для сравнения экологической эффективности различных вариантов обращения с отходами и принятия стратегических решений в этой области. Ожидается, что в Европейском союзе в будущем ОЖЦ станет важным инструментом для всех аспектов системы управления отходами. К сожалению, очень часто при оценке жизненного цикла продукции отходам не уделяется достаточного внимания. Обычно ОЖЦ продукции фокусируется на производстве продукции, на стадии ее использования, а отходы зачастую остаются за границами системы, для которой рассчитывается воздействие на окружающую среду. В случае ОЖЦ отходов, наоборот, использованная продукция, которая уже закончила свою жизнь, является основной целью исследований [2].

Необходимо отметить, что системы, анализируемые в ОЖЦ управления отходами, как правило, имеют непростую структуру, поскольку обращение с отходами само по себе является сложной системой, которую трудно исследовать. Кроме того, в процессе оценки рассматриваются и другие связанные с ней системы, такие как производство энергии, производство продукции из вторичного сырья и т.д. В таблице 1 показано несколько различий, на которые необходимо обратить внимание при проведении оценки данных систем (табл. 1) [9].

Таблица 1 - Сравнение применения методов оценки жизненного цикла для продукции и для системы управления отходами

ПРОДУКЦИЯ

ОТХОДЫ

ОЖЦ может быть использована для оптимизации жизненного цикла конкретного продукта, обычно в рамках инфраструктуры системы (система производства энергии, транспортная система, система управления твердыми отходами)

ОЖЦ используется для оптимизации инфраструктуры систем для управления отходами

ОЖЦ была применена сначала для продукции (в 80-е годы)

ОЖЦ стала применяться позднее (в 90-е годы)

Функциональная единица определяется с точки зрения предназначения продукта. Например, стирка одежды или доставка определенного веса или объема продукта потребителю

Обычно функциональная единица имеет отношение к количеству образовавшихся отходов, как правило - 1 тонна на 1 жителя.

Границы системы включают добычу сырья, производство из него продукта, продажу продукта, использование продукта и его утилизацию.

Границы системы начинаются с того момента, когда материалы (продукты) становятся отходами. В систему включаются все стадии обработки отходов (начиная со сбора и транспортирования и заканчивая переработкой или захоронением). То есть до тех пор, пока материалы перестают входить в состав отходов, за счет эмиссий в атмосферу или в воду, превращения в инертные материалы на полигонах, или опять становятся полезным продуктом.

ОЖЦ применяется теми, кто может управлять разработкой продукта, его производством и рынком сбыта

ОЖЦ применяется теми, кто планирует систему управления твердыми отходами

В результате проведенного литературного анализа можно заключить, что одним из новых направлений применения ОЖЦ является сравнение различных систем управления отходами или разработка новой стратегии управления отходами. Несмотря на наличие нормативной базы (ГОСТ Р ИСО 14040-43), методология ОЖЦ в России пока не получила заметного развития и практического применения [1]. В настоящее время опубликованы результаты лишь отдельных российских исследований по применению ОЖЦ в промышленности - в области автомобильного и авиационного транспорта, строительных работ, производства упаковочных материалов, сельскохозяйственной продукции, управления отходами. Метод ОЖЦ заслуживает пристального внимания со стороны российского природоохранного сектора, так как является важным аналитическим средством для обоснования выбора между разными технологиями, сценариями, обладающим надежностью, достоверностью получаемых результатов.

Общие принципы анализа и оценки экологического жизненного цикла продукции (Life Cycle Assessment – LCA) не являются абсолютно новыми. Уже в 70-е гг. XX столетия аналогичные подходы применялись в развитых странах, например, по отношению к топливу с целью поиска его потребителями наиболее экономного варианта расхода энергетических ресурсов. Однако именно утверждение системного подхода к КЭМ, лежащего в основе всех международных стандартов, обусловило широкое распространение и практическое применение этих идей. Так, LCA предусмотрен серией стандартов ISO 14040 (14040-14043), которые, хотя и являются строго добровольными и не составляют предмет сертификации (в отличие от ISO 14001), играют важную роль в экологическом управлении.

На примере ОЭЖЦ хорошо видно, что каждая из экологических информационных систем предприятия (ЭИСП) и соответствующих инструментов имеют свое назначение и выполняют свои функции так, что именно в комплексе эти инструменты формируют информационные потоки, необходимые и достаточные для эффективного экологического управления. Выходя за пределы экологической оценки менеджериальной системы предприятия, включая предусмотренную EMAS оценку влияния на место размещения производства, ОЭЖЦ существенно дополняет информацию, получаемую в результате экологических аудиторских проверок. Оценка экологического жизненного цикла, будучи сконцентрирована на экологических воздействиях продукта (услуг), связанных со всеми этапами его изготовления, применения и утилизации, является важнейшим инструментом экологического менеджмента на стратегическом уровне, а также принятия решений в рамках стратегического маркетинга о разработке новой продукции (или ее существенном обновлении). Значение ОЭЖЦ особенно велико с точки зрения развития таких инновационных стратегий КЭМ, как стратегии циркулярности и кооперирования, давая напрямую возможность оценить экологические воздействия в рамках цепей поставок или индустриальных экологических систем. Данные ОЭЖЦ имеют важное значение для формирования открытой коммуникативной политики фирмы и утверждения этим ее конкурентных преимуществ.

Более конкретно, в соответствии со стандартом ISO 14040, сфера применения и назначение метода ОЭЖЦ заключаются в следующем:

- улучшение экологических аспектов продукции в различные моменты ее жизненного цикла;

- принятие решений в промышленных, государственных или негосударственных организациях (например, при стратегическом планировании, определении приоритетов, проектировании продукции или процесса);

- выбор соответствующих показателей экологической эффективности, включая методы измерений;

- маркетинг (например, при заявлении об экологическом иске, связанном с системой экологической маркировки или декларацией об экологической чистоте продукции).

Основными ступенями, в рамках которых анализируется экологический жизненный цикл продукта, являются следующие:

- процесс добычи полезных ископаемых;

- приобретение энергии и сырья;

- использование древесных ресурсов;

- использование воды и энергии;

- транспортировка и связанные с ней опасности для окружающей среды или неэффективности в использовании ресурсов;

- различные выбросы в окружающую природную среду в процессе производства продукта;

- производство опасных субстанций;

- опасности, которые могут возникнуть в процессе потребления конечного продукта;

- повторное использование, рециклирование и размещение отходов.

Как уже отмечалось, оценка экологического жизненного цикла может быть использована для сравнения экологических воздействий различных продуктов. В этом случае стадии ОЭЖЦ продукта таковы:

1. Определение отрезков экологического жизненного цикла продукта, на которых осуществляется наибольшее воздействие на ОПС, чтобы сделать возможным последующую оценку.

2. Оценка энергетических и материальных ресурсов, используемых для производства данного продукта, а также выбросов (сбросов и т. п.) и всех видов ущерба окружающей среде, которые были определены на стадии (1).

3. Оценка общего воздействия на окружающую среду и механизма этого воздействия в областях, определенных на стадиях (1) и (2).

4. Определение порядка и формулировка стратегии для улучшения каждой стадии экологического жизненного цикла продукта.

Можно видеть, что некоторые из перечисленных фаз отделены друг от друга в пространстве и во времени. И по отношению к каждой из фаз анализируются использованные сырье, материалы, энергия, а также учитывается воздействие на ОПС. Для проведения такой оценки необходимо получение исчерпывающей информации от предшествующих поставщиков. К примеру, при разливе минеральных вод необходима информация о материальных и энергетических затратах и выпуске связанных с производством бутылочных крышек. Поскольку на каждом отрезке жизненного цикла задействуются материалы и энергия (к примеру, клей для наклеивания этикеток), то для всех материалов, задействованных в производстве конечного продукта (бутылок с минеральной водой), должен быть выяснен их специфический жизненный цикл. Таким образом, компоненты каждого конечного продукта проходят через множество отдельных жизненных циклов, которые дают в совокупности древо жизненных циклов.

Матрица для фиксирования входных и выходных потоков в рамках ОЭЖЦ продукта

Нагрузка на окружающую среду

ного цикла продукта

Нормативного подразделения строк и столбцов не существует. Возможным является структурирование забора ресурсов по группам материалов и энергетическим носителям. Поступления в окружающую среду обычно подразделяются на такие формы, как: отходы (в том числе твердые бытовые отходы), сбросы сточных вод, выбросы различных веществ в атмосферный воздух и др. Внутри этих групп может проводиться дальнейшая детализация. Например, в случае выбросов в атмосферу – по типам основных загрязняющих веществ (SO2, CO2, NOx и т. д.); в случае стоков – также по группам основных загрязнителей. При этом могут применяться и суммарные индикаторы, используемые для оценки степени опасности сточных вод.

Данная матричная таблица (табл. 8.1) представляет интерес и с той точки зрения, что с ее помощью можно видеть взаимосвязь двух информационных инструментов КЭМ, а именно – экологических балансов (конкретно, входных и выходных балансов при производстве продукта) и оценки экологического жизненного цикла продукции.

- Использование площадей: вид и интенсивность использования.

- Застройка: вид и форма застройки, воздействие на застраиваемые земли.

- Землеройные работы: при строительстве производственных и административных зданий, при подсоединении к коммуникациям.

- Прочие долгосрочные негативные воздействия на ОПС (к примеру, загрязнение почвы солями тяжелых металлов).

Классический маркетинг трактует жизненный цикл продукции как период времени, в течение которого продукция обращается на рынке. Он представлен следующими этапами.

  1. Выход на рынок (внедрение).
  2. Рост.
  3. Зрелость.
  4. Спад.

На рис. 1 изображен жизненный цикл в виде графической зависимости объема продаж и прибыли от времени нахождения продукции на рынке.


Для производителя жизненный цикл продукции — совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей , или начиная с разработки концепции и проектирования продукции и заканчивая логистической поддержкой.

Для потребителя жизненный цикл продукции представлен следующими основными этапами.

  1. Покупка (приобретение).
  2. Использование и поддержка.
  3. Утилизация.

С точки зрения экологического менеджмента

В рамках данной статьи ЭЖЦП определен как последовательные и взаимосвязанные стадии продукционной системы, в которой каждому субъекту, участвующему в цепи, от добычи сырья для производства продукции до конечного ее размещения в окружающей среде принадлежит своя роль и ответственность.

Экологическое воздействие продукции не является результатом действия одного предприятия или одного потребителя в определенное время и на ограниченной территории. Скорее, это суммарный результат многочисленных взаимосвязанных решений большого количества людей и организаций в течение жизненного цикла продукции.

Жизненный цикл продукции — последовательные и взаимосвязанные стадии продукционной системы, начиная от процесса приобретения сырья или разработки природных ресурсов до конечной стадии — утилизации отходов.

Оценка жизненного цикла продукции — учет и оценка входных и выходных потоков материалов, веществ, энергии продукционной системы, ее воздействия на окружающую среду на всех стадиях жизненного цикла [1] .

Для принятия правильных управленческих решений, направленных на совершенствование хозяйственной деятельности, необходимо иметь четкое представление об экологическом воздействии, оказываемом продукцией на протяжении всего ее жизненного цикла. Это позволит еще на этапе разработки нового продукта оптимизировать количество потребляемых природных ресурсов на всех этапах жизненного цикла и снизить затраты на его переработку (см. рис. 2).


Читайте также: