Rola ekobilansowania - Klos.pdf - Ekobilansowanie Obiektów Technicznych - madziula0001

Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I P O Z N A İ S K I E J

Nr 6

2007

ZBIGNIEW KŁOS , J Ħ DRZEJ KASPRZAK

ROLA EKOBILANSOWANIA W KSZTAŁTOWANIU

MASZYN, URZ ġ DZE İ I SYSTEMÓW

W artykule zaprezentowano podstawowe zało Ň enia ekobilansowania, ujmowanego jako ocena

oddziaływania obiektów na Ļ rodowisko w cyklu ich istnienia. Przedstawiono główne podstawy

metodyczne prowadzenia analiz Ļ rodowiskowych, zdefiniowano ich zakres i scharakteryzowano

metody ekobilansowania. Omówiono główne zastosowania ekobilansów w odniesieniu do ju Ň

istniej Ģ cych obiektów oraz do obiektów w fazie projektowej. Wskazano równie Ň przykłady ekobi-

lansów obiektów technicznych oraz podano perspektywy rozwoju przedstawionej problematyki.

Słowa kluczowe : ekobilans, oddziaływanie Ļ rodowiskowe, maszyna pakuj Ģ ca, wodomierz,

system eksploatacyjny, system transportowy

1. WPROWADZENIE

Aby pogodzi ę konieczno Ļę ci Ģ głego rozwoju gospodarki z problemami

ochrony Ļ rodowiska, wprowadza si ħ współcze Ļ nie szereg uregulowa ı maj Ģ cych

na celu popraw ħ bie ŇĢ cej sytuacji. Aby te uregulowania były skuteczne, ko-

nieczne jest wprowadzenie ró Ň norodnych metod oceny (ewaluacji) oddziaływa ı

na Ļ rodowisko. Do tego celu słu Ň y szereg narz ħ dzi, okre Ļ lonych ogólnym mia-

nem „ekobilansowani”. Ekobilans jest działaniem maj Ģ cym na celu analiz ħ iden-

tyfikuj Ģ c Ģ cało Ļ ciowe oddziaływanie obiektu na Ļ rodowisko ze szczególnym

uwzgl ħ dnieniem słabych stron, z ich wnikliw Ģ ocen Ģ i ustaleniem Ļ rodków za-

radczych celem trwałego zmniejszenia obci ĢŇ enia Ļ rodowiska [5].

Pierwsze bilanse ekologiczne, powstałe na przełomie lat sze Ļę dziesi Ģ tych

i siedemdziesi Ģ tych XX w., stanowiły rozszerzenie metod wykorzystywanych do

analiz energetycznych. Uwzgl ħ dniały rodzaj i posta ę (aspekty) surowców oraz

obci ĢŇ e ı Ļ rodowiskowych zwi Ģ zanych z emisj Ģ zanieczyszcze ı , głównie do

wody i powietrza. W Stanach Zjednoczonych były to m.in. studia nad ocen Ģ

Ļ rodowiskowych kosztów implikacji stosowania alternatywnych Ņ ródeł energii

[11].

W tym samym czasie rozpocz ħ to prace nad okre Ļ leniem obci ĢŇ e ı Ļ rodowiska

odpadami pochodz Ģ cymi z przemysłu opakowaniowego. Analizy te najcz ħĻ ciej

były wykonywane na zlecenie poszczególnych przedsi ħ biorstw, a ich celem było

Budowa Maszyn i Zarz Ģ dzanie Produkcj Ģ

Z. Kłos, J. Kasprzak

poszukiwanie opakowa ı stanowi Ģ cych najmniejsze obci ĢŇ enie dla Ļ rodowiska.

W 1969 roku H. Teasley, zarz Ģ dzaj Ģ cy procesami pakowania w firmie Coca-

-Cola, pierwszy przedstawił schemat, który przyczynił si ħ do powstania proce-

dur analizowania cyklu Ň ycia. Sw Ģ koncepcj ħ zaprezentował w Midwest Rese-

arch Institute (MRI). Zwrócił on uwag ħ na potrzeb ħ okre Ļ lenia ilo Ļ ci energii

zu Ň ywanej i materiałów oraz na okre Ļ lenie Ļ rodowiskowych konsekwencji pod-

czas całego cyklu Ň ycia opakowania, pocz Ģ wszy od wydobycia materiałów do

pozbycia si ħ ich. Osobn Ģ i now Ģ wówczas spraw Ģ było zainteresowanie oddzia-

ływaniami Ļ rodowiskowymi w aspekcie energetycznym. W tym czasie jeszcze

nikt nie zwracał uwagi na zu Ň ycie energii, dopiero kryzys energetyczny sprawił,

Ň e ludzie zacz ħ li si ħ interesowa ę mo Ň liwo Ļ ciami oszcz ħ dno Ļ ci energii. Do roz-

woju koncepcji Teasleya, dotycz Ģ cej metodyki ekobilansów, przyczynili si ħ

nast ħ pnie W. Franklin i R. Hunt. Przedstawili oni metodyk ħ kwantyfikacji ( Re-

source and Environmental Profile Analysis REPA) [9]. Wyniki bada ı Coca-Coli

nie zostały nigdy opublikowane, ale firma wykorzystała je po 1970 roku jako

pomoc przy podejmowaniu decyzji dotycz Ģ cych opakowa ı [3].

Autorzy prac prowadzonych w latach siedemdziesi Ģ tych XX w. twierdzili

pocz Ģ tkowo, Ň e ze wzgl ħ du na du ŇĢ liczb ħ ró Ň nych, cz ħ sto nieporównywalnych

czynników oraz wielk Ģ ró Ň norodno Ļę opakowa ı , najbardziej miarodajna jest

ocena energetyczna. Jako jednostk ħ miary obci ĢŇ enia Ļ rodowiska proponowano

przyj Ģę zu Ň ycie energii – jedynego nieodzyskiwalnego składnika w całym pro-

cesie produkcji, u Ň ytkowania i ponownego przetwórstwa. Według R. Frankego,

było to spowodowane ówczesn Ģ skomplikowan Ģ sytuacj Ģ energetyczn Ģ . W la-

tach pó Ņ niejszych propozycje te spotkały si ħ z krytyk Ģ . Twierdzono, Ň e jest to

zbyt du Ň e uproszczenie i Ň e niezb ħ dne jest uwzgl ħ dnienie emisji substancji po-

woduj Ģ cych obci ĢŇ enie powietrza, wody oraz gleby [4].

W latach osiemdziesi Ģ tych nast Ģ pił dynamiczny rozwój prac naukowych w

tej dziedzinie. W USA prowadzono je w wielu o Ļ rodkach uniwersyteckich i

instytach, m.in.: Institute for Energy and Environmental Research w Waszyng-

tonie, Centre of Packaging Science and Engineering, Department of Packaging

Science i innych. W Europie szeroko zakrojone badania ekologiczne rozpocz ħ to

w Instytucie EMPA w Szwajcarii. Prace tego instytutu zapocz Ģ tkowały w wielu

krajach szereg studiów ekobilansowych, dotycz Ģ cych ró Ň nych materiałów opa-

kowaniowych i opakowa ı , np. w Niemczech prace pod nazw Ģ Produkt-Linien-

Analyse [13]. W kolejnych latach prace nad ekobilansami prowadziły tak Ň e takie

instytucje, jak: Centre of Enviromental Studies Uniwersytetu w Lejdzie (Holan-

dia), Ekobilan (Francja), Chalmers Industriteknik (Szwecja), Franklin Associates

i Battelle (USA) oraz Krüger AS (Dania) [8].

W 1990 roku po raz pierwszy pojawiło si ħ poj ħ cie Life Cycle Analysis

(LCA), u Ň yte w pracy kierowanej przez Society of Environmental Toxicology

and Chemistry (SETAC). W 1992 roku Franklin Associates przedstawiło meto-

dyk ħ LCA, która jest udoskonalana do dnia dzisiejszego. Do rozwoju metod

Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urz Ģ dze ı i systemów

ekobilansowania przyczyniło si ħ tak Ň e powstanie wielu programów komputero-

wych, które ułatwiaj Ģ gromadzenie i przetwarzanie danych [11].

Nale Ň y stwierdzi ę , Ň e współczesne bilanse ekologiczne pomagaj Ģ okre Ļ li ę

ilo Ļ ciowo zagro Ň enie dla Ļ rodowiska, wywołane przez ró Ň ne produkty, procesy i

działania. Problemy ekologiczne rozwa Ň a si ħ cało Ļ ciowo, z uwzgl ħ dnieniem

wszystkich faz Ň ycia produktów, tj. od pozyskania surowców i energii poprzez

wytworzenie i eksploatacj ħ a Ň do likwidacji, czyli usuni ħ cia pozostało Ļ ci i wy-

dzielonych substancji szkodliwych.

Najwi ħ kszy problem stanowi cz ħ sto niepełna wiedza o dokładnych rozmia-

rach ró Ň nego rodzaju uci ĢŇ liwo Ļ ci wyst ħ puj Ģ cych w otoczeniu naturalnym, jak

równie Ň trudno Ļ ci, na jakie napotyka si ħ przy porównywaniu ró Ň nych zagro Ň e ı

(np. zu Ň ycia energii, emisji Ļ cieków wodnych, hałasu). Ocenia si ħ , Ň e około 55%

ekobilansów dotyczy materiałów opakowaniowych, około 10% – produktów

przemysłu chemicznego oraz około 10% – produkcji energii i materiałów bu-

dowlanych [11].

2. IDEA I METODA EKOBILANSOWANIA

Przez poj ħ cie ekobilansowania rozumie si ħ sporz Ģ dzanie analizy cyklu ist-

nienia obiektów, opartej na zło Ň onym modelu obliczeniowym. Analiza taka

obejmuje kompleksowy przegl Ģ d oddziaływa ı Ļ rodowiskowych ró Ň nych proce-

sów w poszczególnych ich sferach i fazach (np. od wytwarzania do likwidacji

wyrobu). Podstawowe metody wykonywania ekobilansów scharakteryzowano w

pracy [10]. Przedstawiono w niej:

–

Ļ rodowiskowe oszacowanie cyklu istnienia,

–

analiz ħ cyklu Ň ycia produktu,

–

metod ħ ekopunktow Ģ ,

metod ħ sumarycznych nakładów Ļ rodowiskowych.

W celu wyboru optymalnej w danych warunkach metody ekobilansowej sto-

suje si ħ szereg kryteriów. Najcz ħĻ ciej spotykane kryteria zestawiono w tab. 1, a

analiz ħ przedstawionych wy Ň ej metod ekobilansowych według podanego zesta-

wu kryteriów w tab. 2.

–

metod ħ Feckera,

–

Z. Kłos, J. Kasprzak

Tabela 1

Kryteria wyboru oceny ekobilansowej

Criterias of the choice of environmental method

Kryterium

Opis

Zorientowanie na obiekt oceny

(wyrób, proces, działalno Ļę )

definiowanie jako przedmiotu bada ı Ļ rodowiskowych

konsekwencji wykorzystywania produktu, realizacji

procesu czy prowadzenia działalno Ļ ci

Kompleksowo Ļę

obj ħ cie analizy wszystkich sfer istnienia obiektu

i wszystkich oddziaływa ı

Wymierno Ļę

mo Ň liwo Ļę wyra Ň ania wyników za pomoc Ģ warto Ļ ci

liczbowych, co zwi ħ ksza obiektywizm oceny i ułatwia

interpretacj ħ

Obiektywizm

odtwarzalno Ļę i wiarygodno Ļę wyników

Uwzgl ħ dnienie problematyki

alokacji (przydzielenia)

mo Ň liwo Ļę dokonania alokacji oddziaływa ı

dla ró Ň nych:

–

sfer cyklu istnienia badanego obiektu

–

kategorii oddziaływa ı

–

obszarów w których wyst ħ puj Ģ

mo Ň liwo Ļę zastosowania w procesach legislacyjnych

jako narz ħ dzia weryfikuj Ģ cego

Podatno Ļę na standaryzacj ħ

Planowanie strategii i rozwoju

stosowalno Ļę jako narz ħ dzia wspomagaj Ģ cego decyzj ħ

podczas procesów planowania

Tabela 2

Spełnianie kryteriów dla poszczególnych metod

Criterias fulfilment by selected methods

Metoda

Kryterium (z tablicy 1)

ĺ rodowiskowa ocena

cyklu istnienia produktu

Analiza cyklu istnienia

+/-

Metoda ekobilansowania

według I. Feckera

+/-

Metoda ekopunktowa

+/-

Metoda sumarycznych

nakładów Ļ rodowisko-

wych

+ spełnia wymagania, Ҽ nie spełnia wymaga ı , +/ Ҽ cz ħĻ ciowo spełnia wymagania

Na podstawie tablic mo Ň na stwierdzi ę , Ň e metoda Ļ rodowiskowego oszaco-

wania cyklu Ň ycia (LCA − Environmental Life-Cycle Assessment ) pozwala naj-

pełniej okre Ļ li ę szkodliwo Ļę Ļ rodowiskow Ģ obiektów i jest najbardziej uniwer-

salna pod wzgl ħ dem mo Ň liwo Ļ ci zastosowa ı . Wykorzystuje si ħ j Ģ głównie do

okre Ļ lania oddziaływa ı Ļ rodowiskowych zwi Ģ zanych z takimi obiektami jak

Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urz Ģ dze ı i systemów

produkty. Mo Ň e by ę jednak stosowana do ekobilansowania ró Ň nego rodzaju

procesów i działalno Ļ ci. W analizach LCA uwzgl ħ dnia si ħ cały cykl istnienia

produktu, a wi ħ c procesy wydobywcze, wytwórcze, produkcyjne, transport i

dystrybucj ħ , etap u Ň ytkowania (eksploatacji) oraz recyrkulacj ħ , wł Ģ cznie ze

składowaniem odpadów. Takie podej Ļ cie do problemu oddziaływa ı jest wi ħ c

form Ģ kompleksowego bilansu Ļ rodowiskowego. Metoda LCA jest równie Ň na-

rz ħ dziem pomocnym w kształtowaniu Ļ rodowiskowego wizerunku obiektu przez

dostarczanie informacji, które mog Ģ by ę wykorzystywane w podejmowaniu

decyzji ju Ň na etapie konstruowania nowych lub modernizowania istniej Ģ cych

obiektów.

Metoda LCA składa si ħ z czterech etapów, podzielonych na mniejsze cz ħĻ ci

[6]. Główne etapy to:

1) definicja celu,

2) inwentaryzacja,

3) ocena oddziaływa ı ,

4) interpretacja.

3. ZASTOSOWANIA EKOBILANSÓW

3.1. Cele i adresaci analiz ekobilansowych

Analizy ekobilansowe mog Ģ by ę stosowane w ró Ň nych celach. Jednym z ich

wielu zastosowa ı jest wspieranie procesów decyzyjnych w nauce, technice i

gospodarce. Z punktu widzenia techniki znajomo Ļę ich wyników mo Ň e by ę po-

mocna w:

rozwoju maszyn i urz Ģ dze ı , w tym:

–

okre Ļ laniu mocnych i słabych stron obiektów,

–

ulepszaniu obiektów,

porównywaniu ró Ň nych maszyn i urz Ģ dze ı [12].

Istniej Ģ trzy zasadnicze grupy odbiorców, dla których przeznaczone s Ģ wyni-

ki analiz ekobilansowych [7]:

–

przedsi ħ biorstwa przemysłowe i handlowe,

organizacje pozarz Ģ dowe, takie jak stowarzyszenia konsumenckie i Ļ rodo-

wiskowe grupy nacisku.

Zwi Ģ zki mi ħ dzy celami i adresatami ekobilansowania pokazano na rys. 1.

Dla pierwszej grupy zainteresowanych badania ekobilansowe dotyczy ę mog Ģ

zarówno wyrobów, jak i bardziej ogólnych problemów, np. kształtowania scena-

riuszy post ħ powania, strategii gospodarowania odpadami lub projektowania

nowych rozwi Ģ za ı . Pojedyncze wyroby mog Ģ by ę za pomoc Ģ ekobilansów pro-

jektowane, ulepszane lub porównywane z innymi.

rz Ģ dy oraz władze lokalne,

–

Rola ekobilansowania - Klos.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: