Příklady využití konceptu životního cyklu LCA

Z Enviwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

V souvislosti se studiemi LCA je podstatné si uvědomit, že neposkytují jednoznačný jednoduchý výsledek. Nemůžeme například říci, že mixér má dopad na životní prostředí nějakých 52 jednotek a bude to znamenat, že má velký dopad a je třeba jej snížit. Studie LCA mají význam tehdy, když srovnáváme: ať už se jedná o srovnání celkových dopadů různých výrobků mezi sebou nebo o srovnání dopadů různých fází životního cyklu výrobku nebo o srovnání dopadů jednoho výrobku na různé kategorie dopadu.

Srovnáním dopadů v různých kategoriích dopadu lze předejít přesunutí dopadu pouze z jedné kategorie dopadu do jiné nebo z jednoho místa na jiné. Typickým příkladem přesouvání problému mezi kategoriemi a z místa na místo je například zavádění domácího vytápění elektrickými kotli místo kotlů na pevné palivo. Domácí kotle na uhlí znečišťují životní prostředí přímo v místě, kde kotlem vytápíme, a mají výrazný dopad na vznik smogové situace v důsledku emisí SO2 a prachových částic. Výměnou kotle na pevná paliva za kotel elektrický jsme snížili znečištění v místě bydliště, ovšem v České republice je stále velká část elektrické energie vyráběná v uhelných elektrárnách. Výroba elektrické energie v uhelných elektrárnách je spojena s vysokou produkcí skleníkových plynů, takovouto výměnou kotle tak nedosáhneme snížení dopadu na kategorii globální oteplování, ale především dosáhneme přesunu znečištění z místa bydliště do místa, kde je elektrárna. Významnou výhodou tohoto přesunu je jednak užití technologií na odstranění znečišťujících látek a jednak skutečnost, že k tomuto znečištění nedochází v hustě obydlených oblastech. Dopady na zdraví člověka jsou tak významně sníženy, přestože k redukci emisí skleníkových plynů téměř nedochází.

LCA příklady fáze životního cyklu

Životní cyklus každého produktu má čtyři hlavní stadia - získávání surovin, výroba produktu, užívání produktu a jeho odstranění. Každý výrobek má v každém stadiu různý dopad, některé výrobky jsou náročné ve fázi získávání surovin, jiné zase třeba ve fázi užívání.

Příklady – spotřební zboží

Jednorázový plastový obal má nejvyšší dopad ve fázi získávání surovin, je zapotřebí velké množství primárních neobnovitelných surovin, které se nevracejí, a vzniká velké množství odpadu, které je potřeba odstranit. V porovnání s fází získávání surovin a fází odstranění odpadů má výroba a užívání dopad minimální.

Oproti tomu třeba notebook nebo papírové výrobky mají velmi náročnou fázi výroby (vysoká spotřeba energií, používané chemikálie, vznikající odpadní vody při výrobě). Pak v případě elektroniky má poměrně vysoký dopad odstranění produktu, ale již dochází k velké míře zpětného odběru a recyklace materiálů.

Notebook graf.png

Jiným případem jsou dlouhodobé produkty, které na svůj provoz spotřebovávají velké množství energie, jako jsou například automobily nebo budovy. U těchto produktů stále nejvýraznější bude fáze užívání, ačkoliv dopad výroby a odstranění odpadů není zanedbatelný.

Posledním příkladem jsou produkty se specifickým způsobem odstranění odpadu. Takovým produktem jsou například jednorázové pleny. Nejsou výrazně náročné na získávání surovin, dopad jejich výroby není nijak významný v porovnání s náročností jejich odstranění, ve fázi užívání spotřebitelem také nemají významný dopad. Ale je velmi náročné jejich odstranění poté, co se dostanou do odpadu.

Doprava

Často zapomínáme na důležitý faktor životního cyklu každého výrobku, kterým je doprava. Doprava hraje významnou roli ve všech fázích životního cyklu výrobku, ve fázi výroby se jedná o dopravu surovin a pak i doprava vznikajících odpadů k jejich odstranění, následně je třeba dopravit produkty k distributorovi a pak ke spotřebiteli, nakonec, když produkt doslouží, je potřeba jej dopravit k odstranění. Doprava má velmi významný dopad na životní prostředí.

Pokud se například budu rozhodovat, zda pro svůj výrobek budu chtít používat české suroviny nebo americké, je zapotřebí vzít úvahu dopad na životní prostředí dopravy surovin z USA. V případě dopravy jen jedné várky surovin o hmotnosti 10 t z USA bude dopad na životní prostředí 20-60x větší než při volbě surovin z České republiky[VJPP3] .

Každá LCA analýza poskytne výsledek rozdělený na dopad na různé kategorie dopadu, jak bylo zmíněno výše, výsledek pak vypadá asi jako v následující tabulce:

Kategorie dopadu Jednotka Výrobek USA Výrobek CZ
Úbytek fosilních paliv MJ 1507,22 67,27
Změna klimatu kg CO2 eq 106,22 4,75
Úbytek ozónové vrstvy kg CFC-11 eq 1,39 10-6 9,70 10-9
Toxicita kg 1,4-DB eq 9,40 0,33
Vodní ekotoxicita kg 1,4-DB eq 1,11 10+0 2,01 10-2
Terestriální ekotoxicita[VJPP4] kg 1,4-DB eq 6,59 10-2 2,64 10-3
Fotochemická oxidace kg C2H4 eq 3,55 10-2 1,46 10-3
Acidifikace[VJPP5] kg SO2 eq 6,48 10-1 2,37 10-2
Eutrofizace kg PO4--- eq 1,31 10-1 5,53 10-3


Z toho je možné odvodit především to, že například doprava 10 t suroviny z USA má 22x vyšší dopad na úbytek fosilních paliv či globální oteplování, než pokud bychom dovezli surovinu z České republiky. Ale například na úbytek ozónové vrstvy má výrobek dopravený z USA dopad až 143x vyšší. Jednoznačně v tomto případě z těchto výsledků můžeme říct, že výrobek z USA dovezený do ČR má vždy vyšší dopad na životní prostředí z důvodu dlouhé dopravy. Ale výsledky v jednotlivých kategoriích dopadu jsou v různých jednotkách a nelze říci, že nejvíce tato výroba ovlivňuje kategorii dopadu úbytek fosilních paliv, protože má nejvyšší hodnotu. Pro zjištění, která kategorie je nejvíce zasažená danou výrobou a také pro možnost srovnání celkového dopadu se používá normalizace. Kdy dochází k přepočítání výsledků na bezrozměrná čísla na základě mezinárodně uznaných a určených koeficientů vypočítaných z mezinárodního dlouholetého měření.

Na příklad normalizovaných výsledků se můžeme podívat v následující tabulce, díky převodu na bezrozměrná čísla, můžeme výsledky i sečíst a udat celkový dopad na životní prostředí jednoho a druhého výrobku.

Kategorie dopadu Výrobek USA Výrobek CZ
Úbytek fosilních paliv 4,79 10-11 2,14 10-12
Globální oteplování 2,11 10-11 9,45 10-13
Úbytek ozónové vrstvy 1,56 10-14 1,09 10-16
Toxicita 1,21 10-12 4,29 10-14
Vodní ekotoxicita 2,15 10-12 3,88 10-14
Terestriální ekotoxicita 1,36 10-12 5,44 10-14
Fotochemická oxidace 4,19 10-12 1,73 10-13
Acidifikace 2,30 10-11 8,40 10-13
Eutrofizace 9,93 10-12 4,19 10-13
SUMA 1,11 10-10 4,65 10-12

Ovšem pozor, tento výsledek je užitečný jen v případě přímého srovnání těchto dvou výrobků, nelze vzít normalizovaný výsledek z úplně jiné studie naprosto odlišného výrobku a říct, že je jeden lepší než druhý. (Konkrétněji mám například k dispozici studii na srovnání dvou různých počítačů a zjistím, že počítač od firmy A má nižší dopad na životní prostředí, než počítač od firmy B. Pak vypracuji nebo najdu studii na dopad na životní prostředí televize a zjistím její výsledky. Nelze pak říci např. televize má nižší dopad na životní prostředí než počítač. Abychom mohli toto říct, museli bychom se ujistit, že veškeré podmínky pro vypracování studie byly stejné. Že byly zahrnuty nebo vynechány stejné parametry. Že byla studie provedena ve stejném softwaru a tak podobně.)

Normalizované výsledky lze rovněž uvést do společného grafu, když nemají žádné jednotky, takže se můžeme podívat na výsledky i v grafu níže.

Na graficky znázorněných normalizovaných výsledcích je pěkně vidět, že nejvýrazněji jsou zasaženy kategorie dopadu úbytek fosilních paliv, globální oteplování, acidifikace a eutrofizace, ostatní kategorie dopadu v porovnání se zasažením těchto čtyř kategorií jsou zasaženy minimálně. Z toho lze vyvodit důsledek pro dopravu v tom smyslu, že v oblasti dopravy má nejvýznamnější smysl se zabývat změnou zdroje energie a ne například snahou snížit v palivu obsah látek, které poškozují ozonovou vrstvu.

Pro nás obecně z celkových výsledků vyplývá, že se máme snažit omezit dopravu ze vzdálených zemí, jelikož například celkový dopad dopravy výrobku z USA má 24x vyšší dopad na životní prostředí než doprava výrobku po České republice.

Obdobně je třeba myslet na dopravu například při nákupu potravin, které si můžeme koupit z České republiky. Zdaleka ne u všech výrobků je možné zakoupit vyrobené v ČR nebo v okolí, ale u potravin je možné obvykle vybrat ty, které k nám cestovaly nejkratší vzdálenost. Obecně samozřejmě platí, že čím delší cestu k nám musí výrobek ujet, tím větší je jeho dopad na životní prostředí. Často u nás v obchodech nalezneme například zeleninu ze Španělska. Proto uvádíme ještě jeden příklad na dopravu, a to porovnání dovozu z úrodné jižní Moravy do Prahy a ze Španělska. Při nákupu zeleniny a ovoce můžeme namítat, že ale v zimě je těžké sehnat zeleninu a ovoce českého původu, což je samozřejmě pravda, ale lze upřednostnit nákup sezónního nám přirozeného ovoce či zeleniny.

Zde si již uvedeme jen názorné normalizované výsledky. Ze kterých je krásně v tabulce níže vidět, že doprava ze Španělska má vyšší dopad na všechny kategorie dopadu. V tabulce je pěkně znázorněné, že celkový dopad dopravy ze Španělska na životní prostředí je 8,5x vyšší než doprava například z Jižní Moravy do Prahy.

Kategorie dopadu Výrobek Španělsko Výrobek Jižní Morava
Úbytek fosilních paliv 1,73 10-11 2,05 10-12
Globální oteplování 7,64 10-12 9,03 10-13
Úbytek ozónové vrstvy 8,78 10-16 1,04 10-16
Toxicita 3,47 10-13 4,10 10-14
Vodní ekotoxicita 3,14 10-13 3,71 10-14
Terestriální ekotoxicita 4,40 10-13 5,20 10-14
Fotochemická oxidace 1,39 10-12 1,65 10-13
Acidifikace 6,79 10-12 8,03 10-13
Eutrofizace 3,39 10-12 4,00 10-13
SUMA 3,76 10-11 4,45 10-12[VJPP6]

Ohledně nákupu zeleniny a ovoce je také nezbytné zmínit, že k jejich distribuci a nákupu je využíváno zbytečné množství obalových materiálů. Každá okurka je zabalena do svého plastového obalu[VJPP7] , 6 rajčat je pohromadě zabaleno do plastového obalu a veškeré ovoce i zeleninu si každý z nás dává do mikrotenového sáčku. Přitom zcela jednoduše můžeme dát přednost rajčatům, která nejsou zabalená v plastu, když nepůjdou zabalená rajčata na odbyt, tak můžeme způsobit změnu a prodejci budou upřednostňovat nákup zeleniny bez obalu. Podobně můžeme postupovat s mikrotenovými sáčky, například není žádný důvod k tomu si dávat pomeranče či banány do sáčku, v poslední době také není neobvyklé, že si ovoce zeleninu nebo i pečivo nabereme do vlastního plátěného pytlíčku, který si přineseme do obchodu společně s nákupní taškou.

Když zmiňujeme nákupní tašky, tak na VŠCHT byla zpracována veřejně dostupná LCA studie na objednávku od MŽP. Pokusíme se zde shrnout některé hlavní výsledky studie, která je celá dostupná zde: https://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/news_181228_tasky/$FILE/LCA%20-%20studie%20final.pdf.

V obchodech v poslední době vídáme jako ekologickou variantu plastové nákupní tašky („igelitky“) tašku papírovou. Ovšem z LCA studie provedené na VŠCHT vyplývá, že obyčejná tenká plastová taška (vyrobená z HDPE) má dopad na životní prostředí srovnatelný jako taška papírová. Nejvyšší dopad má pevná plastová taška (vyrobená z LDPE) a nejnižší textilní polyesterová taška.

Dalším důležitým závěrem studie je, že opětovné užití jednorázových tašek vede ke snížení environmentálních dopadů jejich životních cyklů a při pětinásobném použití tenkých igelitek a papírových tašek se dopad sníží natolik, že se až vyrovná dopadu tašky polyesterové.

Je tedy především důležité si vzpomenout a nosit si na nákup vlastní tašku a nekupovat si pokaždé novou a ideálně se vyhýbat pevným plastovým taškám. [JW8] [VJPP9]

Podobné ponaučení si můžeme vzít i pro případ nakupování ovoce, zeleniny, pečiva a jejich dávání do jednorázových sáčků. Nezáleží tolik na materiálu obalu, ale především na jeho životnosti, nejdůležitější je, nosit si vlastní sáček a do něj si zeleninu, ovoce či pečivo uložit a využívat jej co nejdéle.

Další důkladnou studií zveřejněnou Ministerstvem životního prostředí (MŽP) je LCA studie nápojových obalů. V této studii byly porovnávány nápojové kartony, vratné skleněné obaly, nevratné skleněné obaly, velké PET, malé PET a hliníkové plechovky.

Studie uvedla několik významných závěrů:

  • vratné skleněné obaly jsou z environmentálního hlediska příznivější než nevratné skleněné obaly, přičemž se zde v případě vratných obalů zároveň projevuje efekt vyššího objemu obalu,
  • životní cyklus hliníkových plechovek spotřebovává nejvíce energie, má vysokou spotřebu neobnovitelných surovin (ropa, bauxit) a je nejvyšším producentem nebezpečného odpadu,
  • nejvyšší spotřeba vody je spojena s životním cyklem nevratných skelněných obalů,
  • největší množství pevného odpadu je vyprodukováno v rámci životního cyklu nápojových kartonů,
  • nejnižší potenciální dopad v posuzovaných kategoriích dopadu patří nápojovým kartonům[VJPP10] , relativně nízký potenciální dopad v posuzovaných kategoriích dopadu mají rovněž vratné skleněné obaly.

Z hlediska spotřeby energie je pořadí obalů následující (v pořadí od nejnižší spotřeby k nejvyšší):

1.      nápojové kartony

2.      vratné skleněné obaly

3.      PET velké

4.      PET malé

5.      nevratné skleněné obaly

6.      hliníkové plechovky

Pořadí obalů v dopadu na kategorii globální oteplování je následující (od nejnižšího po nejvyšší):

1.      nápojové kartony

2.      vratné skleněné obaly

3.      PET velké

4.      PET malé

5.      hliníkové plechovky

6.      nevratné skleněné obaly

Významná kategorie je rovněž produkce nebezpečných odpadů. Pořadí (od nejnižší produkce, k nejvyšší) je následující:

1.      PET velké

2.      PET malé

3.      nápojové kartony

4.      vratné sklo

5.      nevratné skleněné obaly

6.      hliníkové plechovky

Bydlení

V následujícím příkladu budou uvedeny výsledky studie na různé druhy bydlení. Byly srovnávány tři typy pasivních domů s nízkoenergetickým domem, starým cihlovým domem a bytem v panelovém domě. Ve studii byly srovnány jednak dopady stavby daného druhu bydlení a energií potřebných na provoz domu po dobu 50 let. Bylo zjištěno několik významných údajů. Při stavbě domu bychom měli myslet na to, jak velký dům skutečně potřebujeme. Jelikož čím větší dům budeme mít, tím větší má spotřebu energií při provozu.

Vezmeme-li si příklad dvou pasivních domů (Pasivní dům A o podlahové ploše 177 m2 a Pasivní dům B o podlahové ploše 102 m2) a porovnáme jejich celkové dopady na životní prostředí (v normalizovaných hodnotách[VJPP11] ). Vychází dopad pasivního domu A téměř 3x vyšší než pasivního domu B, ale přepočítáme- li jejich dopad na životní prostředí na 1 m2 plochy domu, tak se jejich celkové dopady na životní prostředí liší pouze 1,5x.

Dalším poznatkem je, že velmi záleží na použitých materiálech. Pasivní dům A je postaven z cihel a má velké množství oken (výroba skla má velmi vysoké dopady na životní prostředí), zatímco pasivní dům B je postaven převážně ze dřeva a tím, že je malý má i méně oken.[VJPP12]


[VJPP1]Jak doplnil níže J. Weinzettel, dochází spíš k přesunu, nikoli zvýšení, domácí kotle CO2 produkují také a pravděpodobně ještě trochu víc, vzhledem k stáří a nižší účinnosti.

[VJPP2]Bylo by vhodné uvést, co grafy znamenají, jaká je škála na ose Y, aspoň ilustrativně, i když to nebudou žádné konkrétní jednotky.

[VJPP3]Počítáno s lodní dopravou?

[VJPP4]Spíš „Pozemní“ nebo nějaký jiný termín. Možná by bylo vhodné vysvětlit rozdíl mezi toxicitou a dvěma druhy ekotoxicity.

[VJPP5]Vysvětlit acidifikaci, eutorfizaci a fotochemickou oxidaci?

[VJPP6]Ta tabulka říká, že dopady české zeleniny jsou ve všech kategoriích nižší než španělské? Úplně ve všech, včetně hnojiv, potenciálního vytápění skleníků (což není třeba v létě), pesticidů atd.? To se mi skoro nechce věřit? Bylo by dobré uvést, o jakou zeleninu se jedná nebo něco víc k tomu příkladu.

[VJPP7]Nedávno jsem o tom četl. Výrobci uvádějí, že tím se výrazně prodlužuje životnost okurek, mnohem méně se jich během transportu a prodeje vyhodí, takže to má i velké pozitivní dopady.

[JW8]Pro laiky je toto nepoužitelné, protože nejsou vysvětleny ty materiály (LDPE, polyester, …). Navíc, myslel jsem si, že igelitka má výrazně nižší dopad než taška papírová (viz dánská studie) a výsledky Vládi, který říká, že se papír musí 7krát recyklovat, aby se výsledky vyrovnaly polyesteru. Tento příklad bych použil na zdůraznění kontextu životního cyklu a možnosti využít tšku vícekrát. Tam, kde dojde k vytřídění plastu a jeho recyklaci nebo spálení bude mít taška jiný dopad, než v oblastech, kde skončí na skládce nebo v moři.

[VJPP9]Mám pocit, že dánská studie počítala s tím, že se všechny odpady, včetně té igelitky, spalují a vyrábí se z nich teplo či elektřina. Pak to vychází dobře, pokud by se počítalo se skládkováním (typické pro Česko), může to být podle mě horší.

[VJPP10]Není to protimluv s ohledem na bod výše?

[VJPP11]Vysvětlit, co jsou normalizované hodnoty.

[VJPP12]Informace o materiálech musí předcházet výsledkům. Jinak se čtenář diví, proč tak velké rozdíly.