ГОСТ Р ИСО 14045-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Экологический менеджмент. Оценка экологической эффективности продукционных систем. Принципы, требования и руководящие указания
Приложение B
(справочное)
ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
B.1 Общие положения
В этих примерах иллюстрируется процедура оценки экологической эффективности. Обоснование выбора и использованных методов не установлены в настоящем стандарте. Приведенные примеры не предназначаются для использования в утверждениях сравнительной экологической эффективности: скорее эта процедура направлена на способ, с помощью которого оценки выполняются и представляются.
B.2 Пример оценки экологической эффективности, примененный к изделиям электроники в соответствии с руководящими указаниями для японской электронной промышленности
B.2.1 Общая информация
Восемь крупных японских компаний электронной аппаратуры по своей инициативе договорились разработать руководящие указания по оценке экологической эффективности, чтобы подготовить рациональные показатели в качестве эффективного средства связи между изготовителями и потребителями [1].
В 2006 г. метод анализа экологической эффективности был разработан для формирования экологических показателей кондиционеров воздуха, холодильников, ламп и осветительной аппаратуры. В качестве негативного воздействия на окружающую среду. Определялись выделения газов, вызывающих парниковый эффект (ПГ) в течение жизненного цикла продукции. Затем в марте 2009 г. (после добавления в список моечной/сушильной машины и персонального компьютера) Японским Форумом по Экологической Эффективности Японской Ассоциации Охраны Окружающей Среды (JEMAI), руководящие указания были установлены.
Эти руководящие указания формулируют методы вычисления и другие детали относительно оценки экологической эффективности шести продукционных систем и "Фактора-X" (который выражает относительный уровень улучшения экологической эффективности в простых численных величинах), и предусматривают единообразные показатели экологической эффективности, которые могут помочь потребителю выбрать и купить на рынке экологически более благоприятные изделия.
Пример оценки экологической эффективности для электрических ламп в составе "Руководящих указаний по стандартизации Показателей Экологической Эффективности для Изделий Электроники, версии 2.1", опубликованных JEMAI [2], приведен ниже.
B.2.2 Определение цели и области применения
B.2.2.1 Определение цели
Назначение оценки экологической эффективности: | Содействовать переходу от изделия обычного типа [лампы накаливания (Изделия A)] к альтернативному изделию [грушевидной флуоресцентной лампе (Изделию B)] путем определения разницы экологических эффективностей между этими двумя изделиями |
Целевая аудитория: | Покупатель и каждый, кто интересуется вопросами энергоэффективности |
Целевое использование результатов: | Вычисление "Фактора-X" (отношения показателя экологической эффективности Изделия B к такому же показателю Изделия A) и предъявление результатов потребителям |
B.2.2.2 Определение области применения
1) Продукционная система, которая оценивается
Наименование: | Изделие A: лампа накаливания, тип 60 (54 ватт) Изделие B: грушевидная флуоресцентная лампа, тип 60 (10 ватт) Эти два изделия производятся одной и той же компанией |
Масштаб производства: | Изделие A и Изделие B: большое количество |
Местоположение стадий жизненного цикла: | Производство: Изделие A, Япония; Изделие B, Индонезия Использование инертных и удаления опасных отходов (т.е. их ликвидация): Изделие A и Изделие B, Япония |
Время стадий жизненного цикла: | Производство: Изделие A и Изделие B, модель 2008 Использование: Изделие A, 2008; Изделие B, 2008 - 2014 (5,5 часов в день) Ликвидация отходов: Изделие A, 2008; Изделие B, 2014 |
Главные привлеченные заинтересованные стороны: | Потребитель |
2) Функция и функциональная единица
Функцией продукционной системы является освещение. Причина такого выбора состоит в том, что освещение является главной характеристикой ламп и интуитивно так понимается большинством потребителей.
Функциональная единица определяется как освещение одним и тем же световым потоком в течение 1 000 часов использования лампы.
3) Граница системы
Включаются стадии жизненного цикла изделия, также приобретение материалов, производство деталей, изготовление ламп, упаковка, распространение и использование ламп.
При определении ценности продукционной системы выбирается стадия использования лампы для представления о ценности этой продукционной системы потребителям.
4) Выделения парниковых газов во внешние системы
Выделения парниковых газов в окружающую среду не производятся.
5) Метод экологической оценки и типы негативных воздействий на окружающую среду
Обычная оценка жизненного цикла выполняется в соответствии с ИСО 14040 и ИСО 14044.
Выделения парниковых газов (ПГ) в течение жизненного цикла лампы выбираются для упрощения оценки негативного воздействия на окружающую среду этих изделий из-за значительного их влияния на глобальное потепление и большого интереса к ним со стороны потребителей.
Показатель экологического воздействия количественно определяется при использовании общего объема выделений парниковых газов (ПГ) в течение жизненного цикла в соответствии с функциональной единицей.
Другие категории воздействия в течение жизненного цикла (например, возникающие из-за ртути и ультрафиолетовых лучей (УЛ), а также из-за электромагнитного излучения от флуоресцентных ламп) исключаются из исследования. При проверке значимости их воздействия оказались малыми по сравнению с выделениями парниковых газов (ПГ).
6) Метод оценки ценности и тип ценности продукционной системы
Оценивается функциональная ценность для потребителей, а физическое количество используется для выражения функциональной ценности.
Яркость каждой продукционной системы на протяжении всего срока службы лампы выбирается в качестве функциональной ценности.
Показатель ценности продукционной системы, который представляет собой функциональную ценность, количественно определяется с использованием общей величины освещенности в течение жизненного цикла лампы, т.е. яркости, умноженной на срок эксплуатации, при расчете которого используется сценарий потребления, исходя из средних и постоянных режимов. Затем показатель нормализуется в соответствии с функциональной единицей.
7) Выбор показателя(ей) экологической эффективности
В данном примере показатель экологической эффективности определяется как "показатель ценности продукционной системы, деленный на показатель негативного экологического воздействия".
8) Интерпретация, которая должна использоваться
Для предполагаемого использования результатов необходимы следующие аспекты интерпретации данных:
- определение значимых информационных данных;
- определение того, какие аспекты полноты и сопоставимости данных рассматриваются;
- формулировка выводов, ограничений и рекомендаций;
- сравнение результатов экологической эффективности.
9) Ограничения
В экологической оценке результаты изучения ИАЖЦ или ОВЖЦ, за исключением выделения парниковых газов (ПГ) в течение жизненного цикла лампы, не рассматриваются при формировании показателя негативного воздействия на окружающую среду.
При оценке ценности продукционной системы функциональные ценности, кроме яркости в течение жизненного цикла лампы, не рассматриваются при формировании показателя ценности продукционной системы.
10) Отчетность и обнародование результатов
Следует предоставить соответствующее резюме. Результаты расчета Фактора-X следует представлять в декларациях на изделие. Полный отчет может быть помещен в Интернет.
B.2.3 Экологическая оценка
Была проведена оценка жизненного цикла лампы в соответствии с ИСО 14040 и ИСО 14044 с использованием метода анализа процесса, основанного на Базе данных JEMAI-LCA1.10, для каждого изделия.
Рассматривались только те материалы и детали, которые содержатся в готовой продукции. Предполагалось внутрирегиональное распространение ламп на "1000 км путем использования 4-х грузовиков". На этапе изготовления ламп собирались и использовались первичные и усредненные данные. При использовании принималось "номинальное потребление электроэнергии" на всем протяжении жизненного цикла изделия, так что в расчетах пренебрегали изменением мощности в течение всей вышеупомянутой продолжительности работы. Сроки службы составили: 13000 часов для Изделия B и 1000 часов для Изделия A.
В результате оценки было обнаружено, что 98% или большее количество выделений парникового газа в течение жизненного цикла выбрасывалось на этапах использования обоих изделий. Другие негативные воздействия давали почти такие же результаты.
Общее количество выделений парникового газа в течение жизненного цикла представлялось в единицах измерения [эквивалент кг CO2] для формирования показателя негативного воздействия на окружающую среду.
Общее количество выделений парникового газа в течение жизненного цикла для Изделия B было существенно больше, чем выделения Изделия A из-за более продолжительного срока эксплуатации. Однако поскольку показатель для Изделия B должен рассчитываться в соответствии с функциональной единицей, его численная величина в данном исследовании становится меньше, чем такая же величина Изделия A.
Показатели двух изделий были вычислены следующим образом:
- показатель негативного воздействия на окружающую среду Изделия A = 2,32 E+01 [кг-CO2e];
- показатель негативного воздействия на окружающую среду Изделия B = 4,66 E+00 [кг-CO2e].
B.2.4 Оценка ценности продукционной системы
Чтобы сформировать показатель ценности продукционной системы, который математически базируется на ее усредненных и постоянных условиях, освещенность в течение жизненного цикла была определена как "весь световой поток (единица измерения: люмен)", умноженный на "продолжительность пригодности лампы для использования по назначению (единица измерения: час)" согласно руководящим указаниям японской электронной промышленности [2].
Метод измерения "всего светового потока" предусматривается в следующем японском промышленном стандарте: JIS C7801 [15].
Уменьшение "всего светового потока" в течение той же продолжительности пригодности для работы по назначению, как и при экологической оценке, не учитывалось.
Продолжительность пригодности каждого изделия для работы по назначению определялась по его "номинальному сроку службы".
"Номинальный срок службы" Изделия B составляет 13 000 часов вместо 1 000 часов Изделия A.
Общие количества освещенности в течение жизненного цикла ламп для двух продукционных систем существенно различаются. Однако поскольку показатель для Изделия B должен быть нормализован в соответствии с функциональной единицей, его численная величина в данном исследовании становится такой же, как и для Изделия A.
Показатели двух изделий были вычислены следующим образом:
- Показатели ценности продукционных систем Изделий A и B = 8,10 E+05 [люмен·час].
B.2.5 Количественное выражение экологической эффективности
Показатель экологической эффективности рассчитывается путем деления показателя ценности продукционной системы на показатель негативного воздействия на окружающую среду для каждого изделия в единицах измерения [люмен час/кг-CO2e].
Показатели двух изделий вычислены следующим образом:
- показатель экологической эффективности Изделия A = 3,49 E+04 [люмен час/кг-CO2e];
- показатель экологической эффективности Изделия B = 1,74 E+05 [люмен час/кг-CO2e].
B.2.6 Проверка чувствительности и анализ неопределенности
В данном примере проверка чувствительности и анализ неопределенности не производились.
B.2.7 Интерпретация
Фактор-X, отношение показателя экологической эффективности Изделия B к показателю Изделия A, используется для выяснения разницы экологических эффективностей между двумя оцениваемыми изделиями.
Результат Фактора-X (показателя экологической эффективности Изделия B показатель экологической эффективности Изделия A) составил 4,98. Это означает, что показатель экологической эффективности Изделия B (грушевидной флуоресцентной лампы) примерно в 5 раз выше, чем показатель Изделия A (лампы накаливания).
Уменьшение мощности для освещения и продление срока службы вносят значительный вклад в повышение экологической эффективности, поскольку выделение парниковых газов, происходящее из-за потребления электроэнергии на этапе использования, является решающим для оценки и сравнения результатов экологической оценки.
Поскольку было сделано несколько допущений и упрощений при экологической оценке и оценке ценности продукционной системы, данное заключение следует понимать с учетом ряда ограничений. Например, если были приняты другие функциональные ценности и показатели, ориентированные на другие аспекты, оценка экологической эффективности могла иметь другие результаты.
B.2.8 Обсуждение
На рисунке B.1 показаны пути развития изделия. Когда существующее изделие находится в точке "исходный продукт", его экологическая эффективность (EE = P/E) определяется как 1. Продвижение влево и вверх повышает экологическую эффективность объекта развития. Если целью является "экологическая эффективность (EE) > 2", область A является целью, а область B оказывается лучшей только в экологическом смысле. Область C показывает, что изделие постоянно развивается в направлении области A.
Условные обозначения
E - негативное воздействие на окружающую среду
P - ценность продукционной системы
1 - Новые изделия
2 - Исходное изделие
X - уменьшение негативного воздействия на окружающую среду
Y - улучшение функции изделия
Рисунок B.1 - Пути развития изделия
Поскольку могут отслеживаться разные пути реализации технологических достижений, то это иногда влечет за собой понижение значимости экологических характеристик при достижении цели. Область D является плохой областью из-за более высокого негативного воздействия на окружающую среду, но прохождение этой области может стать неизбежным шагом в направлении цели, поскольку компанией осваивается наилучшая из существующих и экономических доступных технологий. В этом контексте, когда ценность продукционной системы увеличивается гораздо быстрее, чем понижение негативного воздействия на окружающую среду, экологическая эффективность может регистрироваться как "улучшение" в последовательности этапов развития изделия.
B.3 Пример оценки экологической эффективности, основанный на методе комплексной оценки
B.3.1 Общие положения
При использовании матрицы QFD (Структурирования Функции Качества) при оценке ценности продукционной системы определяются различные характеристики изделий на основе индивидуальных предпочтений. При этом может учитываться не только основная функция, но также отдельные свойства изделия. Поэтому стратегия бизнеса при разработке улучшенных изделий может сказываться на оценке ценности продукционной системы. Для промышленности полезно применять этот подход при разработке и улучшении изделия. Ниже представлен для рассмотрения пример оценки экологической эффективности бытового пылесоса.
В данном примере вводится метод оценки при количественном определении функциональной ценности, основанный на QFD, а общие экологические характеристики были оценены методом ОВЖЦ.
B.3.2 Определение цели и области применения
B.3.2.1 Определение цели
Назначение оценки экологической эффективности: | Содействовать распространению нового изделия путем оценки его экологической эффективности, сравниваемой с оценкой устаревшего изделия. |
Предназначенная аудитория: | Клиенты бизнеса. |
Предназначенное использование результатов: | Вычисление "Фактора-X" (отношения показателя экологической эффективности Изделия B к такому же показателю Изделия A) и предъявление результатов потребителям. |
B.3.2.2 Определение области применения
1) Оцениваемая продукционная система
Наименование: | Изделие A: бытовой пылесос с бумажным пылесборником Изделие B: бытовой пылесос вихревого типа Оба изделия производятся одной и той же компанией. |
Масштаб производства: | Производство: Изделие A и Изделие B, большое количество |
Местоположение стадий жизненного цикла: | Производство: Изделие A и Изделие B, Япония Использование инертных и удаление опасных отходов: Изделие A и Изделие B, Япония |
Время реализации стадий жизненного цикла: | Производство: Изделие A, модель 2000; Изделие B, модель 2003 Использование инертных и удаление опасных отходов: Изделие A, 2000 - 2006, Изделие B; 2003 - 2009 |
Главные привлеченные заинтересованные стороны: | Потребитель |
2) Функция и функциональная единица
Функция продукционной системы определяется как ее очищающая способность поверхности комфортабельным образом. Эта функция выбрана потому, что высокая очищающая способность поверхности вместе с простотой и удобством использования выражают первичные характеристики пылесоса.
Функциональная единица определяется как один пылесос для каждой продукционной системы в течение полного жизненного цикла (7 лет).
3) Граница системы
Включаются стадии жизненного цикла изделия, такие как приобретение материалов, производство деталей, изготовление изделий, распространение, использование и завершающая стадия (ликвидация отходов) жизненного цикла.
При определении ценности продукционной системы выбирается стадия использования пылесоса для представления ценности этой продукционной системы потребителям.
4) Выделения парниковых газов во внешние системы
Выделение парниковых газов в окружающую среду не производятся.
5) Метод экологической оценки и типы негативных воздействий на окружающую среду
При инвентаризационном анализе жизненного цикла (ИАЖЦ) CO2, SOX, NOX, HFC, PFC, SF6, COD, суммарный азот (N), суммарный фосфор (P), отходы, сырая нефть, природный газ, известняк и дерево рассматриваются как первичные потоки. Гибридный метод, основанный на анализе вход - выход (IOA), применяется для количественного определения этих первичных потоков [1].
При оценке негативных воздействий жизненного цикла (ОВЖЦ), рассматриваются глобальное потепление, окисление среды, заболачивание, загрязнение воздуха и истощение ресурсов. Другие категории воздействия, такие как качество воздуха и недостаток воды в помещении в данном исследовании исключаются. Показатели категории и модели для определения параметров основываются на методе LIME [2], который является одним из типов конечной точки метода ОВЖЦ, разработанного Национальным Проектом в Японии.
Сверх того, в методе LIME применяется способ взвешивания для оценки общих экологических характеристик. Весовой коэффициент в методе LIME разработан с помощью проверенного на практике статистического метода, учитывающего репрезентативность, полноту и совместимость [2].
Результат взвешивания используется как показатель негативного воздействия на окружающую среду.
6) Метод оценки ценности и тип ценности продукционной системы
Оценивается функциональная ценность для потребителей: она определяется как характеристика каждой продукционной системы по условиям удобной чистке поверхности на протяжении всего срока службы пылесоса.
Для того, чтобы выразить эксплуатационные качества пылесоса, несколько характеристик изделия объединяются в один показатель, отражающий предпочтения потребителей, полученные при изучении рынка на основе опросов потребителей об их потребностях и/или при проведении интервью с ними [3].
Объединенный единственный показатель используется как показатель ценности продукционной системы.
7) Выбор показателя(ей) экологической эффективности
В данном примере показатель экологической эффективности определяется как "показатель ценности продукционной системы, деленный на показатель негативного воздействия на окружающую среду".
8) Интерпретация, которая должна использоваться
Для предполагаемого использования результатов необходимы следующие аспекты интерпретации данных:
- определение значимых информационных данных;
- определение того, какие сопоставимости данных рассматриваются аспекты полноты;
- формулировка выводов, ограничений и рекомендаций;
- сравнение результатов экологической эффективности.
9) Ограничения
В экологической оценке результаты зависят от условий гибридного метода [1] и метода LIME [2].
Результаты оценки ценности продукционной системы находятся с помощью метода [3] и ограниченного набора характеристик качества пылесоса.
10) Отчетность и обнародование результатов
Следует предоставить соответствующее резюме. Фактор-X (отношение показателя экологической эффективности Изделия B к такому же показателю Изделия A) сопоставляется с декларацией об исключении утверждения по сравнительной экологической эффективности. Полный отчет может быть помещен в Интернет.
Коэффициент ценности продукционной системы и коэффициент уменьшения негативного воздействия на окружающую среду представляют на графике так, чтобы можно было наглядно представить себе общее направление развития изделия и вклад обоих показателей в повышение экологической эффективности.
B.3.3 Экологическая оценка
Гибридный метод, основанный на IOA [2] использован как основополагающая информация при анализе ИАЖЦ.
Учитывались материалы и детали, использованные в конечных изделиях, а также бумажные мешки, израсходованные на этапе использования при работе пылесоса. Однако для бытового пылесоса вихревого типа бумажный пылевой мешок не требуется, поскольку пыль пылесоса непосредственно поступает в мусоросборник. На стадии изготовления учитывались средние данные о потреблении энергии. Предполагалось внутрирегиональное распространение пылесосов на "20 км двумя грузовиками и на 330 км 4-мя грузовиками". На завершающей стадии жизненного цикла отслужившие изделия в виде отходов поступали в систему восстановления материалов после утилизации, в которой железо, медь, алюминий и несколько видов пластика повторно использовались, а опасные материалы сжигались и/или хоронились.
При применении метода LIME вычислялись общие негативные воздействия на окружающую среду таким образом, чтобы исключить взаимовлияние между категориями воздействия. Результаты ИАЖЦ суммировались в одном показателе в денежном выражении (в японских иенах) для формирования обобщенного показателя негативного воздействия на окружающую среду.
Показатели для двух изделий были следующими:
- показатель негативного воздействия на окружающую среду Изделия A = 326,5 [японских иен];
- показатель негативного воздействия на окружающую среду Изделия B = 318,9 [японских иен].
B.3.4 Оценка ценности продукционной системы
Эксплуатационные качества изделий для выражения их функциональной ценности были определены на основе присущей им очищающей способности, а количественно они определялись путем сравнения различных характеристик качества в присущих им единицах измерения.
В начале были соотнесены требования потребителей с характеристиками качества изделии в матрице QFD (Quality Function Deployment/Структурирования Функции Качества), как показано в таблице B.1. Требования потребителей и данные об их важности были получены при изучении рынка. При подготовке матрицы QFD были установлены относительно важные с точки зрения удовлетворения запросов потребителей характеристики.
Таблица B.1
Матрица TQFD для пылесоса.
Примечание - Полную таблицу можно найти в [3].
Характеристики качества
Требования потребителей | Важность | Отсос пыли [Вт] | Вес корпуса [кг] | Общий вес [кг] | Число оборотов щетки в мин [об/мин] | Степень блеска [времена] | Шум [децибел] | Уникальные фильтры [число] |
Чистый выпуск (воздуха) | 3 |
|
|
|
|
|
| 9 |
Способность подбирать мусор | 9 | 9 |
|
| 3 | 1 |
|
|
Бесшумность | 3 |
|
|
| 1 |
| 9 |
|
Способность избавляться от пыли | 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Способность очищать в узком пространстве | 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Производительность при очистке пола | 9 | 3 |
|
| 9 | 9 |
|
|
Легкость управлении корпусом | 3 |
| 3 |
|
|
|
|
|
Способность очищать углы вдоль стен | 9 |
|
|
|
|
|
|
|
Способность очищать потолок и др. | 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Легкость управления | 3 |
| 9 | 9 |
|
|
|
|
Сильное всасывание пыли | 9 | 9 |
|
|
|
| 9 |
|
Легкая щетка | 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Различные дополнительные устройства | 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Относительная важность (%) |
| 16,8 | 3,2 | 2,4 | 9,8 | 8,0 | 9,6 | 2,4 |
Взаимосвязи: 9: Сильная взаимосвязь 3: Средняя взаимосвязь 1: Низкая взаимосвязь | ||||||||
В соответствии с методом, предложенным Кобаяши (Kobayashi, Y.) и др. (2005) [3], показатели улучшения характеристик качества были подсчитаны путем нормализации на основе максимальных фактических данных между двумя изделиями, как показано в таблице B.2. Затем, эксплуатационные качества были количественно определены как взвешенные средние показатели улучшения функционирования при формировании показателя ценности продукционной системы.
Показатели для двух изделий были следующими:
- показатель ценности продукционной системы Изделия A = 0,74 [- (произвольная единица измерения)];
- показатель ценности продукционной системы Изделия B = 0,96 [- (произвольная единица измерения)].
Таблица B.2
Сводка функциональной ценности пылесоса
(Оцениваемые изделия отличны от приведенных в [3].)
Характеристики качества | Важность | Фактические данные | Направление | Нормализация | ||
% | Изделие A | Изделие B | Изделие A | Изделие B | ||
Отсос пыли [Вт] | 16,8 | 570,0 | 560,0 | t | 1,00 | 0,98 |
Вес корпуса [кг] | 3,2 | 3,7 | 3,6 | i | 0,97 | 1,00 |
Общий вес [кг] | 2,4 | 5,3 | 5,2 |
| 0,3 | 1,00 |
Число оборотов щетки в мин [об/мин] | 9,8 | 4200,0 | 6000,0 | t | 0,70 | 1,00 |
Степень блеска [времена] | 8,0 | 10,0 | 2,2 | l | 0,22 | 1,00 |
Шум [децибел] | 9,6 | 55,0 | 59,0 | l | 1,00 | 0,93 |
Уникальные фильтры [число] | 2,4 | 4,0 | 3,0 | t | 1,00 | 0,75 |
|
|
| Взвешенное среднее | 0,74 | 0,96 | |
B.3.5 Количественное выражение экологической эффективности
Показатель экологической эффективности был вычислен путем деления показателя ценности продукционной системы (на всем протяжении ее срока службы) на показатель негативного воздействия на окружающую среду для каждого изделия (в единицах измерения "японская иена").
Показатели для двух изделий были следующими:
- показатель экологической эффективности Изделия A = 0,015 8 [-/японская иена];
- показатель экологической эффективности Изделия B = 0,021 1 [-/японская иена].
B.3.6 Проверка чувствительности и анализ неопределенности
В данном примере проверка чувствительности и анализ неопределенности не производились.
B.3.7 Интерпретация
Отношение показателя экологической эффективности Изделия B к показателю Изделия A используется, чтобы показать разницу экологических эффективностей между двумя оцениваемыми изделиями.
Фактор-X = 1,33 (показатель экологической эффективности Изделия B/показателю экологической эффективности Изделия A).
Это означает, что показатель экологической эффективности Изделия B (бытовой пылесос вихревого типа) примерно в 1,3 раза больше, чем показатель Изделия A (бытовой пылесос с бумажным пылесборником).
Кроме того, коэффициент уменьшения негативного воздействия на окружающую среду и коэффициент ценности продукционной системы оба нанесены на рисунке B.2, чтобы прояснить стратегию развития оцениваемых изделий. Фактор-X может быть получен путем перемножения друг на друга коэффициента ценности продукционной системы и коэффициента уменьшения негативного воздействия на окружающую среду.
Коэффициент уменьшения негативного воздействия на окружающую среду = 1,02 (Показатель воздействия на окружающую среду Изделия A/Показатель воздействия на окружающую среду Изделия B).
Коэффициент ценности продукционной системы = 1,30 (Коэффициент ценности продукционной системы Изделия B/Коэффициент ценности продукционной системы Изделия A).
В качестве результата экологической оценки можно констатировать, что негативные воздействия на окружающую среду на стадии использования составляют примерно 75% от воздействия в течение всего жизненного цикла для обоих изделий. Выделения CO2 и SOX, которые получаются, главным образом, из-за потребления электроэнергии на этапе использования, являются определяющими в общих результатах. Из-за повышенного потребления электроэнергии Изделием B, его потенциал в глобальном потеплении оказался хуже. Однако показатель истощения ресурсов повышен, поскольку вес Изделия B оказался меньше и ему не требуются бумажные мешки для сбора пыли. В результате, исходя из перспективы всего срока службы, показатель негативного воздействия на окружающую среду Изделия B оказался больше, чем показатель Изделия A. Уменьшение негативного воздействия на окружающую среду как на стадии использования, так и на стадии производства, может обеспечить возможность дополнительного улучшения экологической эффективности в будущем.
Коэффициент ценности продукционной системы вносит главный вклад в Фактор-X. Хотя Изделие B имеет как лучшие, так и худшие характеристики по отношению к Изделию A, способность очищать поверхности вдоль стен и полы у него улучшена. В соответствии с требованиями потребителей в структурированной функции (матрице) QFD, не только мощность всасывания, но такие дополнительные характеристики как повышенная возможность чистки полов, по всей линии стен и др., могут представлять повышенную ценность для потребителей.
В экологической оценке приводится несколько предположений в ОВЖЦ, например, расстояния транспортирования и сценарий завершающей стадии жизненного цикла. Результаты зависят от этих условий, а выводы должны осмысливаться при применении данных ИАЖЦ и метода ОВЖЦ.
При оценке ценности продукционной системы предпочтения потребителей, полученные при обследовании рынка в Японии, как ожидается, будут разными в различных регионах, и могут меняться с течением времени в зависимости от состояния рынка, ситуации с конкурентами, укладов жизни и др.
Для промышленности чрезвычайно полезно использовать оценку экологической эффективности в качестве внутреннего средства управления в компании. Хотя важно тщательно анализировать взаимовлияние между категориями негативного воздействия на окружающую среду в контексте практики применения ОЖЦ, результаты определения и формирования показателей экологической эффективности зависят от стратегии бизнеса каждой компании.
Данный пример предназначен для того, чтобы обратить внимание на взаимосвязь между негативным воздействием на окружающую среду и функциональной ценностью, а не на взаимовлияния в экологической оценке. С точки зрения совместимости с взвешенной функциональной ценностью все негативные воздействия на окружающую среду были просуммированы в один количественный показатель на основе усовершенствованной ОВЖЦ. В этом смысле показатель экологической эффективности в данном примере применяется при проектировании схемы развития изделия, как показано на рисунке B.2.
Обозначения:
X - коэффициент ценности продукционной системы
Y - коэффициент уменьшения негативного воздействия на окружающую среду
1 - Изделие A
2 - Изделие B
3 - фактор 4
Рисунок B.2 - График Фактора-X
B.4 Применение оценки экологической эффективности, основанной на комплексном подходе
B.4.1 Общая информация
Нефтехимическая компания в Мексике провела анализ экологической эффективности для оценки двух вариантов технологии при увеличении производства этиленового завода. Этилен - это сырье для олефина, используемого для ряда нефтепродуктов. Он может соединяться с другими углеводородами, такими как бензол для выработки этилбензола, стирола и других олефинов, полезных при получении полимеров, таких как различные типы полиэтилена.
B.4.2 Определение цели и области применения
B.4.2.1 Определение цели
Целевая аудитория: | Внутренние специалисты, принимающие решения. |
Назначение оценки экологической эффективности: | Представление коэффициента, который выражает относительный уровень усовершенствования в экологической эффективности в простом числовом виде (отношение показателя экологической эффективности Варианта A к показателю Варианта B). |
Целевое использование результатов: | В связи с увеличением установленной производительности с 600000 т до 900000 т этилена на Нефтехимическом Комплексе в штате Морелос, Мексика, два варианта технологического усовершенствования были оценены при использовании анализа экологической эффективности: |
Вариант A: Модернизация двух крекинг-печей, две новые холодильные установки на участке охлаждения и замена башни, в которой удаляется метан (природный газ), небольшие изменения в компрессии. | |
Вариант B: Модернизация двух крекинг-печей, новая холодильная установка на участке охлаждения и замена башни, в которой удаляется метан (природный газ), и установка нового компрессора. |
B.4.2.2 Определение области применения
1) Продукционная система, которая оценивается
Наименование: | Система производства этилена |
Масштаб производства: | От 600000 т до 900000 т в год |
Местоположение стадий жизненного цикла: | Мексика |
Время: | Производство: Изделие A, модель 2000; Изделие B, модель 2003 |
2) Функция и функциональная единица
Производство этилена, который используется как сырье для полиэтилена, мономера винилхлорида, этиленоксида, стирола, ацетальдегида.
Функциональной единицей является 1 т произведенного этилена.
3) Граница системы
Продукционная система начинается с извлечения сырьевого материала и заканчивается, когда этилен становится сырьем для других процессов. Другие стадии жизненного цикла исключаются, так как они не изменяют общих выводов данного исследования.
4) Выделения парниковых газов во внешние системы
Не существует особых смежных систем окружающей среды, в которые производятся выделения.
5) Метод экологической оценки и типы негативных воздействий на окружающую среду
Негативные воздействия на окружающую среду рассчитывались с использованием экологического индикатора 99 (H) [1] метода оценки воздействия в течение жизненного цикла, учитывающего три конечных объекта категории воздействия: здоровье человека, качество экосистем и ресурсы.
Воздействия нормализовались по отношению к базовому варианту.
6) Метод оценки ценности и тип ценности продукционной системы
Ценность продукционной системы базируется на функциональной ценности дневного производства этилена.
7) Выбор показателя(ей) экологической эффективности
В данном примере показатель экологической эффективности определяется как "показатель ценности продукционной системы, деленный на показатель негативного воздействия на окружающую среду".
Показатель экологической эффективности вычисляется по формуле (B.1), а фактор - по формуле (B.2) следующим образом:
(B.1)
(B.2)
8) Интерпретация
Чтобы произвести выбор между вариантами A и B, экологическую эффективность этих вариантов необходимо сравнить с экологической эффективностью действующего завода.
9) Ограничения
В экологической оценке в вычислениях исключаются:
- строительство, инфраструктура и капитальное оборудование;
- рабочая сила и труд.
В вычислениях также исключаются материалы, используемые в незначительных количествах, а также вещества, по которым нет достаточных данных.
10) Отчетность и обнародование результатов
Следует подготовить внутренний отчет.
B.4.3 Экологическая оценка
Была проведена экологическая оценка производства этилена с использованием оценки жизненного цикла в соответствии с ИСО 14040:2006 и ИСО 14044:2006, и экологического индикатора 99 (H) [1] метода оценки воздействия в течение жизненного цикла.
На рисунке B.3 показаны категории воздействия, оцененные для вариантов A и B по отношению к текущей работе завода по производству этилена.
Условные обозначения:
A - базовое производство этилена 600
B - расширенное производство этилена 900
C - новый отжиг этилена
Рисунок B.3 - Результаты по категориям уменьшения
негативных воздействий
Были проанализированы шесть категорий негативных воздействий для оценки преимуществ и недостатков работы в проверяемых вариантах. Эти категории были нормализованы. Как показано на рисунке B.4, два варианта оценивались относительно текущих негативных воздействий завода.
Условные обозначения:
1 - канцерогены
2 - изменение климата
3 - экологическая токсичность
4 - закисление/заболачивание
5 - минералы
6 - ископаемое топливо
A - базовое производство этилена 600
B - расширенное производство этилена 900
C - новые печи для этилена
Рисунок B.4 - Шесть категорий негативных воздействий
для различных вариантов и нормализованные значения
В таблице B.3 показано улучшение в категориях конечных объектов оказывающих негативные воздействия. В трех категориях уменьшились негативные воздействия. Эти данные рассматриваются в проекте как воздействие на окружающую среду при расчете экологической эффективности.
Таблица B.3
Сравнение трех категорий конечных объектов, оказывающих
негативное воздействия
| Здоровье человека (экологические объекты) | Качество экосистем (экологические объекты) | Ресурсы (экологические объекты) |
Действующий завод | 74,7 | 7,2 | 497,0 |
Расширенное производство этилена 900 (Вариант A) | 41,8 | 5,4 | 341,4 |
Новые печи для этилена (Вариант B) | 40,6 | 5,3 | 332,0 |
Улучшения (%) | < 44 Вариант A < 45 Вариант B | < 25 (Вариант A) < 26 (Вариант B) | < 31 (Вариант A) < 33 (Вариант B) |
B.4.4 Оценка ценности продукционной системы
Ценность продукционной системы для действующего завода составляет 1 800 т этилена в день (текущая производительность), а для вариантов A и B 2702 т этилена в день (планируемая производительность).
Все случаи рассчитываются на основе одинакового количества дней непрерывной работы в году.
B.4.5 Количественные выражения экологической эффективности
Данные, использованные для расчета результатов экологической эффективности, показаны в таблице B.4.
Таблица B.4
Данные, использованные при расчете результатов
экологической эффективности
| Действующий завод | Новое расширение (Вариант A) | Новые печи (Вариант B) |
Производительность (т/день) | 1800 | 2702 | 2702 |
Экологические объекты ОЖЦ <a> | 437,9 | 288,6 | 280,5 |
<a> Экологические объекты рассчитываются в соответствии со ссылкой [1]. | |||
Экологическая эффективность = Ценность продукта/негативное экологическое воздействие на окружающую среду
B.4.6 Проверка чувствительности и анализ неопределенности
В данном примере проверка чувствительности и анализ неопределенности не производились.
B.4.7 Интерпретация
При сравнении двух вариантов по отношению к действующему заводу наблюдается существенное улучшение в экологических характеристиках.
В итоге Вариант B имеет наивысшую экологическую эффективность.
B.5 Применение оценки экологической эффективности
B.5.1 Общая информация
Оценка экологической эффективности при производстве хелатообразующих агентов первоначально была опубликована Бореном. (Boren) и др. (2009 г.), но корректируется здесь, чтобы соответствовать формату настоящего стандарта.
B.5.2 Определение цели и области применения
B.5.2.1 Определение цели
Назначение оценки экологической эффективности: | При оценивании различных образующихся хелатообразующих агентов с экологической и финансовой точек зрения оценка экологической эффективности была проведена для европейских условий. |
Целевая аудитория: | Первоначально разработчики продукта, но также покупатели. |
Целевое использование результатов: | Целевое использование состоит в разработке продукта и передаче его характеристик в компанию - заказчика. |
B.5.2.2 Определение области применения
1) Продукционная система, которая оценивается
Наименование: | Хелатообразующие агенты, изготовленные в четырех различных процессах; продукты A, B, C и D |
Масштаб производства: | Промышленный масштаб |
Местоположение стадий жизненного цикла: | Производство: Европа; использование и ликвидация отходов: Европа |
Время реализации стадий жизненного цикла: | Производство: 2007; использование: 2007; ликвидация отходов: 2007 |
Главные привлеченные заинтересованные стороны: | Разработчики продукта, покупатели |
2) Функция и функциональная единица
Хелатообразующие агенты широко используются в моющих и чистящих средствах для повышения моющей способности.
В данном исследовании хелатообразующие агенты сравнивались на равновесной основе, чтобы сделать исследование независимым от точных количеств, используемых во многих рецептах моющих средств. Функциональной единицей является 1 т хелатообразующего агента.
3) Граница системы
Продукционная система включает потоки, относящиеся к извлечению сырьевого материала, обработке сырьевого материала, изготовлению, использованию, техническому обслуживанию, возвращению в оборот/повторному использованию, ликвидации отходов и транспортированию (рисунок B.5). Продукционная система исключает функцию различных рецептов моющего средства, поскольку, как предполагается, они одинаковы для альтернатив A, B, C и D.
Рисунок B.5 - Граница системы
Критерий отсечения: правило 1%
4) Выделения парниковых газов во внешние системы
Учитываются в соответствии с экономической выгодой.
5) Метод экологической оценки и типы негативных воздействий на окружающую среду
Представляются первичные потоки, как показано в таблице B.5.
Таблица B.5
Первичные оцениваемые потоки
Энергия (МДж/FU) |
|
|
|
| Уголь Нефть Газ Гидроэнергия Ядерная энергия Бурый уголь Восстановленный/другие Биомасса | Выделения в воду (мг/FU) <*> | COD BOD N-tot NH4-N P-tot AOX HM HC SO42- Cl- |
Ресурсы (кг/FU) | Каменный уголь Нефть Природный газ Бурый уголь Поваренная соль | Отходы (кг/FU) <*> | Бытовые отходы Химические отходы Строительные отходы Пустая порода |
| Сера Фосфор Железо Известь Боксит Песок |
|
|
Выбросы в воздух (мг/FU) | CO2 SOx NOx CH4 NM-VOC CFCs NH3 N2O HCl | Использование земли (м2/FU) | Лес Пастбище, пар, биологическое с/х. Обычное с/х Законсервированное с/х Дороги, пути, канавы |
<*> FU - функциональная единица (1 т хелатообразующего агента). | |||
Категориями негативного воздействия, которые рассматривались в оценке экологической эффективности и применялись к различным хелатообразующим агентам, были: потребление энергии первичных источников, истощение ресурсов, использование земли, выбросы, токсичность для человека и риск (в отношении гигиены труда и несчастных случаев). Категория воздействия "выбросы" подразделяется далее на другие категории воздействия (см. таблицу B.6).
Таблица B.6
Категории негативного воздействия и весовые коэффициенты
Категория негативного воздействия | Социальный коэффициент S % | Коэффициент значимости R % | Общий весовой коэффициента
% |
Использование ресурсов | 20 | 4 | 11 |
Использование энергии первичных источников Primary energy use | 20 | 5 | 13 |
Использование площади | 10 | 0,3 | 2 |
Потенциал токсичности | 20 | 20 | 20 |
Потенциал риска | 10 | 10 | 10 |
Выбросы | 20 | 61 | 44 |
Водные выбросы <b> | 35 | 95 | 78 |
Твердые отходы | 15 | - | - |
Загрязнение воздуха | 50 | 5 | 22 |
Потенциал глобального потепления (GWP) | 50 | 69 | 68 |
Потенциал образования фотохимического озона (POCP) | 20 | 8 | 15 |
Потенциал разрушения озонового слоя potential (ODP) | 20 | - | - |
Потенциал окисления (AP) | 10 | 23 | 17 |
<a> Геометрическое среднее S и R. <b> Данная категория воздействия включает потенциал заболачивания веществами, выпускаемыми в водный объект - приемник. | |||
Использованные методы оценки негативных воздействий детализируются у Сэйлинга [Saling] и др. (2002) [11]
В последующем процессе взвешивания результаты категории воздействия агрегируются в один показатель (показания) общей негативной нагрузки на окружающую среду. В приведенном методе оценки экологической эффективности вес, который выражает важность для экологии данной категории воздействия по отношению к другим категориям для конкретного региона, присваивается каждой категории воздействия. Эти весовые коэффициенты являются специфическими для категории воздействия "коэффициентами значимости" и "социальными коэффициентами". Европейские коэффициенты значимости и социальные коэффициенты см. в таблице B.6. Для вычисления реального коэффициента значимости результат альтернативы с наивысшим негативным воздействием в этой категории нормализуется по общей нагрузке той же категории в конкретном регионе. Этот шаг дает возможность определить относительную значимость результатов различных категорий воздействия. Социальные коэффициенты выражают важность каждой категории по отношению к другим категориям воздействия, воспринимаемым группой людей (см. таблицу B.6). Социальные коэффициенты основываются на опросах в том же регионе, так как выбираются для коэффициентов значимости. Социальные коэффициенты были получены через опрос населения (Кайчерер/Kicherer, 2005). Более подробную информацию по методологии взвешивания и последующем объединении экологических и экономических данных, приведенных ниже, см. в Сэйлинга (Saling) и др. (2002) [11] и Кайчерер (Kicherer) и др. (2007) [9].
6) Ценность продукционной системы
В данном исследовании ценность продукционной системы определялась с использованием метода Стоимости с учетом Стоимости жизненного цикла/Life Cycle Costing (СЖЦ) (Бенгтссон/Bengtsson и Сиборг/Sjbborg, 2004 [7]); затраты, связанные с воздействиями на окружающую среду, не охватываются СЖЦ, поскольку по определению, внешние расходы производятся обществом и отражают негативные воздействия на окружающую среду изучаемой системы (Руденауэр/Rudenauer и др., 2005 [10]). Эти негативные воздействия рассматриваются ОЖЦ в экологической оценке.
Ценностью продукционной системы для потребителя с учетом равновесной основы является экономия затрат на хелатообразующий агент для изготовителя моющих средств.
В использованном методе оценки экологической эффективности общие затраты изучаемых альтернатив нормализовались относительно валового внутреннего продукта того же региона, который рассматривался в экологической оценке.
7) Выбор показателей экологической эффективности
Метод выбора показателей экологической эффективности включает взвешивание негативных воздействий на окружающую среду и производимых затрат, что приводит к двумерной диаграмме (см. рисунок B.6). Метод выбора показателей экологической эффективности учитывает вклад негативных воздействий на окружающую среду изучаемых альтернатив в общее негативное воздействие на окружающую среду в некотором регионе. Таким же образом затраты изучаемых альтернатив сравниваются с валовым внутренним продуктом того же региона. Следовательно, это - шаг нормализации, создающий два условия, которые передают значимость экологического и финансового воздействий. Если воздействие на окружающую среду больше, например, дополнительный вес будет добавляться в экологические характеристики изучаемых альтернатив, то оси на диаграмме поворачиваются так, чтобы альтернатива, которая имеет наименьшее экологическое воздействие и лучший финансовый показатель, находилась в верхнем правом углу. Эта альтернатива называется альтернативой с наибольшей экологической эффективностью и поэтому является предпочтительной с точки зрения экологической эффективности.
Условные обозначения:
X - ценность продукционной системы
Y - негативное воздействие на окружающую среду (нормализованное)
1 - высокая экологическая эффективность
2 - низкая экологическая эффективность
3 - продукт/Процесс 1
4 - продукт/Процесс 2
a - Низкая.
b - Высокая.
Рисунок B.6 - Диаграмма экологической эффективности
8) Интерпретация, которая должна использоваться
Два процесса следует оценить и провести проверку чувствительности для оценки значимости разницы в негативном воздействии на окружающую среду и в стоимости с учетом срока службы.
9) Отчетность и обнародование результатов
Следует подготовить внутренний отчет.
B.5.3 Экологическая оценка
Результаты оценки негативных воздействий показаны в таблице B.7.
B.5.4 Оценка ценности продукционной системы
Нормализованные снижения затрат, которые были получены, показаны на рисунке B.8.
B.5.5 Интерпретация
B.5.5.1 Общая информация
Результаты оценки экологической эффективности различных хелатообразующих агентов.
Результаты по категориям воздействия для 1 т хелатообразующего агента для различных альтернатив представлены в таблице B.7.
Таблица B.7
Результаты по характеристикам/категориям воздействия для 1 т
изучаемых хелатообразующих агентов <a>
Категории негативного воздействия | A | |||
A | B | C | D | |
Использование энергии первичных источников [ГДж] | 71 | 83 | 77 | 20 |
Использование ресурсов [эквивалент тонне сырой нефти] | 1,2 | 1,4 | 1,3 | 1,3 |
Использование площади [м2 год] | 358 | 3 | 3 | 1 |
Потенциал токсичности [безразмерный] | 0,09 | 0,34 | 1 | 0,11 |
Потенциал риска [безразмерный] | 0,58 | 1 | 0,89 | 0,18 |
Потенциал глобального потепления [эквивалент тонне CO2] | 5,1 | 5,7 | 5,5 | 2,7 |
Потенциал образования фотохимического озона [эквивалент кг C2H4] | 1,0 | 1,1 | 1,0 | 0,4 |
Потенциал разрушения озонового слоя [эквивалент кг CFC/хлорированных и фторированных углеводородов 11] | - | - | - | - |
Потенциал окисления [эквивалент кг SO2] | 17 | 15 | 12 | 15 |
Отходы [кг] | - | - | - | - |
Водные сбросы [1000 м3] | 0,6 | 6 | 0,2 | 27 |
<a> Пункты, закрашенные серым цветом, образуют выбросы. | ||||
Из представленных результатов видно, что необходимо учитывать взаимовлияния между различными видами негативных воздействий на окружающую среду, чтобы составить список приоритетов различных хелатообразующих агентов, исходя из целостной экологической перспективы. Это взаимовлияние оценивается с помощью шага взвешивания. Весовые коэффициенты, которые были использованы при сведении результатов по категориям воздействия в один показатель, обозначающий общую экологическую нагрузку различных альтернатив, приведены в таблице B.6 и характеризуют европейские условия.
Результат взвешивания показан на гистограмме и в таблице на рисунке B.7. В них приведены взвешенные значения для каждой категории воздействия и каждого хелатообразующего агента. Верх каждого столбца означает общие и окончательные экологические результаты, которые объединялись с экономическими данными при полной оценке экологической эффективности.
B.5.5.2 Взвешенные негативные воздействия на окружающую среду
|
| A | B | C | D |
| Использование площади | 0,02 | 0,0002 | 0,0002 | 0,0001 |
| Потенциал риска | 0,06 | 0,10 | 0,09 | 0,02 |
| Потенциал токсичности | 0,02 | 0,07 | 0,20 | 0,02 |
| Водные сбросы | 0,0009 | 0,08 | 0,003 | 0,38 |
| AP | 0,02 | 0,02 | 0,01 | 0,02 |
| POCP | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,006 |
| GWP | 0,07 | 0,08 | 0,07 | 0,04 |
| Использование энергии | 0,11 | 0,13 | 0,12 | 0,03 |
| Использование ресурсов | 0,09 | 0,11 | 0,10 | 0,10 |
Рисунок B.7 - Взвешенные значения для различных категорий
негативного воздействия хелатообразующих агентов
Сокращения: AP - Потенциал кислования; POCP - Потенциал образования фотохимического озона; GWP - Потенциал глобального потепления.
Результат данного изучения показывает, что продукционная система для хелатообразующего агента A имеет самое низкое общее негативное воздействие на окружающую среду. Альтернатива A эффективна во всех важных аспектах по сравнению с другими альтернативами главным образом потому, что она базируется на возобновляемом сырье и легко биоразложима. Другим преимуществом альтернатив A и C является то, что они (в отличие от D и B) не дают каких-либо сбросов фосфора в воду и поэтому потенциал заболачивания A несущественен. Наиболее значительным негативным воздействием хелатообразующих агентов являются их водные сбросы в соответствии с использованной методологией взвешивания. Это происходит вследствие того, что большая часть заболачивания вызывается использованием фосфора в детергентах. Более 60% негативного воздействия на окружающую среду хелатообразующего агента D происходит вследствие заболачивания: эта категория воздействия данного хелатообразующего агента выше всего негативного воздействия на окружающую среду от агента A.
Что касается потенциала токсичности, показатели альтернативы A намного лучше, чем у альтернативы C. Для C существует ограниченное доказательство его канцерогенного воздействия. По этим причинам можно сделать вывод, что на основе равной массы альтернатива A является наиболее экологически предпочтительной продукционной системой. Проверка чувствительности также показала, что этот результат является устойчивым по отношению к региону (континенту), который выбирается для взвешивания.
Общий результат, включая финансовые аспекты, представлен на рисунке B.8.
Условные обозначения:
X - ценность продукционной системы
Y - негативное воздействие на окружающую среду (нормализованное)
A - Продукт A
B - Продукт B
C - Продукт C
D - Продукт D
a - Низкая.
b - Высокая.
Рисунок B.8 - Диаграмма экологической эффективности
Подписаться на обновления