Analýza životného cyklu LCA
Vplyv produktu na životné prostredie je determinovaný jeho materiálovým zložením, technológiami použitými na jeho výrobu, spôsobom použitia výrobku, jeho životnosťou a spôsobom likvidácie. V priebehu návrhu a vývoja produktu sa musí brať do úvahy pomerne veľké množstvo rozličných kritérií ako napr. potreby zákazníkov, funkčnosť, technické a bezpečnostné požiadavky atď. Z uvedeného je teda zrejmé, že environmentálne požiadavky kladené na produkt sú len jedným z mnohých kritérií, avšak rozhodne nie sú kritériom nepodstatným. V spojitosti so zohľadňovaním environmentálnych dopadov už v procese vývoja produktu sa totiž otvára nová dimenzia nielen v možnostiach ako sa s ním úspešne presadiť na trhu, ale súčasne sa zvyšuje potenciál na redukciu jednak nákladov, vyplývajúcich z úspory materiálov a energií, ako aj nákladov súvisiacich s odpadovým hospodárstvom a kontrolou emisií. Je však nutné zdôrazniť, že spomínané environmentálne dopady je nutné posudzovať komplexne t.j. počas celého životného cyklu produktu.
Obr. Životný cyklus produktu
Na stanovenie environmentálneho profilu produktu sa v súčasnosti najčastejšie používa metóda LCA. LCA poskytuje systémový rámec pre identifikáciu, analýzu a následnú redukciu negatívnych environmentálnych dopadov výrobku počas jeho celého životného cyklu.
Charakteristickou črtou metódy LCA je jej holistický (celostný) prístup. Tento jednak zabezpečuje, že sú monitorované kompletné materiálové a energetické toky, čo umožňuje identifikovať všetky negatívne dopady spojené s jednotlivými etapami životného cyklu posudzovaného produktu, ale súčasne zabraňuje posúvaniu problémov medzi týmito etapami. Napríklad, za účelom zníženia spotreby pohonných hmôt (redukcia čerpania neobnoviteľných zdrojov energie – nafty a množstva emisií počas prevádzky automobilu) navrhne konštruktér na výrobu karosérie automobilu miesto ocele hliník (zníženie hmotnosti automobilu). Problém však nevyriešil, ale len posunul do inej etapy životného cyklu automobilu, pretože výroba hliníka je energeticky omnoho náročnejšia ako výroba ocele. Komparatívny charakter metódy teda umožňuje rozhodnúť o zvolenom postupe až po porovnaní viacerých variantov riešenia.
Zmyslom posudzovania životného cyklu je určiť rozsah a veľkosť vplyvov výrobku na životné prostredie a následne podporiť preferovanie výrobku s dokázateľne nižším negatívnym vplyvom resp. zistiť miesta spôsobujúce negatívne dopady a snažiť sa navrhnúť riešenia vedúce k ich minimalizácií.
Predmetom posudzovania sú materiálové a energetické toky – vstupy a výstupy spojené s životným cyklom výrobku. Vstupy zahrňujú energiu, suroviny a materiály použité v jednotlivých etapách životného cyklu daného výrobku. Výstupmi môžu byť výrobky, vedľajšie produkty, odpady, emisie do ovzdušia a vody a energetické emisie (hluk, teplo, vibrácie a žiarenie). Do posudzovania sa zaraďujú aj vplyvy spôsobené dopravou spájajúcou jednotlivé procesy .
Rámcová štruktúra posudzovania životného cyklu pozostáva zo štyroch základných fáz:
- definovanie cieľa a predmetu,
- inventarizačná analýza,
- posudzovanie vplyvov,
- interpretácia.
Obr. Fázy LCA podľa STN EN ISO 14 040
Až 80% celkových environmentálnych dopadov výrobku je determinovaných v počiatočných fázach jeho vývoja. Pre koncepčnú fázu vývoja výrobku sú typické časté zmeny a z toho vyplýva požiadavka zminimalizovať čas potrebný na environmentálne hodnotenie jednotlivých koncepčných návrhov. Celý problém navyše komplikuje fakt, že pre nedostupnosť presných informácií o veľkosti, materiálovom zložení a konštrukcií navrhovaného výrobku nie je možné vykonať kompletnú kvantitatívnu analýzu.
Z uvedeného teda vyplýva, že prvou prekážkou pri implementácií LCA v procese vývoja výrobku je nedostupnosť údajov potrebných pre vykonanie inventarizačnej analýzy. Ďalšou bariérou je časová náročnosť LCA no a v neposlednom rade aj jej komplikovanosť a s ňou spojená cenová náročnosť súvisiaca napr. s outsourcingom environmentálnych expertov.
Vyššie spomenuté problémy podmienili vznik simplifikovaných foriem LCA (streamlined LCA). Aj keď sa simplifikácia dá uskutočniť mnohými spôsobmi, treba si uvedomiť jeden veľmi dôležitý fakt – „detailná“ LCA a simplifikovaná LCA nie sú v žiadnom prípade dva separátne prístupy ale body tvoriace určité kontinuálne spektrum. (Slovo detailná je zámerne uvedené v úvodzovkách, čím je dostatočne zdôraznená relatívnosť tohto pojmu v súvislosti s LCA.) Na jednej strane spektra sa nachádzajú komplikované LCA modely, ktoré podrobne popisujú všetky etapy životného cyklu posudzovaného výrobku a pri hodnotení environmentálnych vplyvov využívajú multimediálne modelovacie metódy. Na opačnej strane spektra stoja kvalitatívne modely založené na koncepte uvažovanie v rámci životného cyklu (life-cycle thinking), ktoré poskytujú skôr užitočné špecifické informácie postavené na relatívnych rozdieloch medzi možnými alternatívami než detailné kvantitatívne výsledky. Z hľadiska sofistikovanosti teda rozoznávame tri typy LCA, ktoré navzájom vytvárajú vyššie spomínané kontinuálne spektrum:
- detailný typ LCA,
- simplifikovaný typ LCA,
- koncepčný typ LCA.
Obr. Jednotlivé typy LCA z aspektu komplexnosti údajov, ceny a času
V procese návrhu a vývoja produktu našli v praxi svoje uplatnenie najmä nástroje, ktoré umožňujú dizajnérovi uskutočniť simplifikovaný typ LCA prostredníctvom vopred vypočítaných hodnôt – indikátorov/indexov. Názorným príkladom je softvérový nástroj ECO-it, ktorý je založený na princípe eko-indikátorov. Eko-indikátory sú bezrozmerné veličiny (ako jednotka sa používa značka Pt resp. mPt odvodená od slova point – bod), ktoré reflektujú environmentálny vplyv jednotlivých materiálov či procesov, pričom platí, že čím je hodnota vyššia, tým je environmentálny vplyv väčší. Softvér teda po tom, čo dizajnér namodeluje životný cyklus analyzovaného produktu a kvantifikuje použité materiály a procesy, vynásobí tieto množstvá príslušnými eko – indikátormi, ktoré sú uložené v pripojenej editovateľnej databáze. Dizajnér má takýmto spôsobom možnosť pomerne jednoducho a rýchlo získať prehľad o tom, ktorý materiál, proces či etapa životného cyklu spôsobuje najvýznamnejší environmentálny dopad.
Obr. Všeobecný postup pri výpočte hodnoty eko-indikátora
SimaPro, TEAMTM, GaBi a UMBERTO sú najpoužívanejšie softvérové balíky reprezentujúce skupinu nástrojov, ktoré užívateľovi dovoľujú vykonať detailnú LCA štúdiu. Tieto počítačové programy sa vyznačujú svojou rozsiahlou štruktúrou a ponúkajú tak užívateľovi široké spektrum možností pri modelovaní inventarizačných tokov, posudzovaní vplyvov ako aj interpretácií výsledkov. Komplexná databáza, modulárna štruktúra (umožňuje separátnu editáciu pri modelovaní), architektúra typu otvorený systém (umožňuje aktualizáciu) či užívateľsky prívetivé rozhranie (napr. zrozumiteľné dialógové okná, technológia ťahaj a pusť) sa v tejto skupine nástrojov považujú za štandardné vlastnosti. Vývoj uvedených softvérových balíkov napreduje ruka v ruke s vývojom samotnej metódy LCA, takže výsledkom je takmer každý rok nová verzia toho ktorého programu.
Príklad použitia metódy DIPO – OFFICE CRADLE
