Метод оценки жизненного цикла как инструмент снижения воздействия отходов на окружающую среду, Метод оценки жизненного в управлении отходами - Методы управления отходами горного производства

Метод оценки жизненного в управлении отходами

Концепция ОЖЦ как инструмента экологического менеджмента

Оценка жизненного цикла может быть определена, как метод, изучающий экологические аспекты и потенциальное воздействие продукции или процесса в течение всего его жизненного цикла, начиная с добычи сырьевых материалов, процессов производства, до окончательного размещения в окружающей среде [10, 11]. На рисунке 2.1 показана общая система жизненного цикла продукции. Результаты ОЖЦ носят экологический характер и выражают воздействие жизненного цикла всей системы или отдельных его стадий. На рисунке 2.2 изображена схематически концепция проведения оценки жизненного цикла в виде системы с входными потоками: природные ресурсы и энергия и выходными потоками: эмиссии, продукция. Комплексный интегральный подход к проведению ОЖЦ обеспечивает учет и оценку всех эмиссий и воздействий на окружающую среду продукции и процессов на протяжении всего периода их существования в техносфере. Этот широкий охват области анализа гарантирует включение в оценку как прямых, так и косвенных воздействий продукции на окружающую среду [43].

Рисунок 2.1- Концепция оценки жизненного цикла продукции [44]

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. 19-го столетия, разработал процесс, который, по-праву, можно считать предшественником инвентаризации. Его исследование лежало в области энергоснабжения при добыче каменного угля.

Рисунок 2.2- Схематическая система жизненного цикла [45]

В 20-м столетии оценка жизненного цикла появилась в США в 60-70-х гг. Так, в 1969 году компания Кока-кола профинансировала одно из самых первых исследований ОЖЦ, проведенных в НИИ Мидвест (США) с целью сравнения различных видов упаковочных материалов по двум экологическим параметрам - производство отходов и истощение природных ресурсов. НИИ использовал методологию названную анализом ресурсов и экологического профиля (REPA - Resource and Environmental Profile Analysis). Позже, в 1974 году тем же НИИ был разработан проект по сравнению нескольких видов упаковки, профинансированный Агентством по Охране Окружающей Среды, США. Именно эти два проекта стали классическим последовательным примером применения методологии ОЖЦ в конкретной компании. Подобные исследования в настоящее время называются, главным образом, материальным балансом.

В Европе первые исследования оценки жизненного цикла были проведены в 1972 г. для молочной упаковки ученым В. Обербахер (В. Oberbacher) в институте "Battelle-Institut" во Франкфурте на Майне. Значительный вклад в развитие методологии оценки жизненного цикла также внес в 1978 году профессор Мюллер-Венк (Mьller-Wenk, Universitдt St.-Gallen, Institut fьr Цkonomie und Цkologie) из университета Сант-Галлена, институт экономики и экологии (Швейцария), который впервые разработал успешно применявшуюся на практике концепцию учета всех экологических воздействий, оказываемых одним предприятием. Претерпевшая дальнейшее развитие данная концепция до сих пор используется для оценки воздействия предприятий, так и для оценки упаковочных материалов и упаковки.

Расцвет применения метода пришелся на 1980-е годы. В это время на основе среднестатистических значений был создан банк данных по наиболее часто исследуемым продуктам (например, упаковочным, строительным материалам) и производственным процессам (например, различным способам выработки энергии). Помимо этого был разработан ряд фундаментальных теорий оценки воздействия жизненного цикла, например, метод "пунктов загрязнения окружающей среды", модель "критических объемов загрязнения". По всему миру было проведено несколько сотен практических исследований.

Знаменательным событием этого периода в 1984 году стало исследование Швейцарской Федеральной Лаборатории по Тестированию Материалов, (EMPA) и Швейцарского федерального агентства по охране окружающей среде (BUS) по вопросам, экологических параметров упаковки "Ecological report of packaging material". Термин "Оценка жизненного цикла" (Life cycle assessment) был впервые использован в этом исследовании, заменив синонимичное "Экобалансы" (Цkobilanz). Это исследование значительно повлияло на дальнейшее развитие методологии оценки жизненного цикла, особенно в немецко-говорящих странах и, как результат, привело к закреплению термина Оценка жизненного цикла [46].

С конца 80-х гг в сфере проведения ОЖЦ наметился переход от изолированного рассмотрения отдельных экологических аспектов к интегральному рассмотрению производственных и продукционных систем и их взаимодействия с окружающей средой. Наряду с анализом воздействия на окружающую среду энергетических и материальных выбросов, в оценку включаются учет образования отходов, материалоемкость производственных процессов, воздействие на здоровье человека и состояние ресурсов. Помимо этого, после проведения Международной конференции по охране окружающей среды в 1992 г. в Рио-де-Жанейро было выдвинуто требование дополнить экологические вопросы социальными и экономическими аспектами [58]. После формулирования понятия "устойчивое развитие" на этой же конференции, методология оценки жизненного цикла получила новый импульс для развития и использования в качестве инструмента, позволяющего провести всестороннюю оценку процессов и продукции с целью выявления ее вклада в сохранение качества окружающей среды для будущих поколений.

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. При этом для обеспечения всеобщего признания результатов оценки жизненного цикла, повышения их качества и прозрачности, обеспечения сравнимости результатов различных анализов и ограничения возможности манипуляции была выработана оптимальная структура проведения ОЖЦ. Основные требования к ее проведению изложены в принятых в 1997 международных стандартах ИСО 14040. В России метод ОЖЦ приобрел известность только в конце 1990-х гг. с введением в действие этих стандартов (ГОСТы РИСО 14040-14043) [57, 65, 66]

Сегодня Оценка жизненного цикла является одним из ведущих инструментов экологического менеджмента, перспективным методом улучшения экологических аспектов продукции и сравнения альтернатив [57].

Cтадии проведения ОЖЦ

Оценка жизненного цикла проводится в четыре этапа, каждый из которых играет важную роль в оценке:

А) фаза определения цели и области применения; Б) фаза инвентаризационного анализа; В) фаза оценки воздействия; Г) фаза интерпретации

На рисунке 2.3 представлена структура оценки жизненного цикла продукции.

ОЖЦ является итеративным методом [57]. Все 4 фазы взаимосвязаны, отдельные этапы ОЖЦ используют результаты других этапов. Итеративный подход в рамках системы и между этапами обеспечивает всесторонность и последовательность исследования и представления результатов, а также возможность вернуться на предыдущую стадию и сделать поправки в зависимости от получаемых результатов.

Принципы, содержание, требования этапов проведения ОЖЦ регламентируются стандартами РИСО 14040-14043.

Определение цели проведения ОЖЦ состоит в формулировании задач намечаемого исследования, причин его проведения, возможностей применения полученных результатов. Область применения ОЖЦ, также определяемая на первой стадии и включающая определение границ исследуемой системы и уровень детализации, зависит от объекта и назначения целей исследования. Глубина и широта ОЖЦ могут значительно меняться в зависимости от целей конкретной оценки. Ключевым элементом в определении области применения ОЖЦ является выбор объекта исследования - функциональной единицы. Функциональная единица представляет собой единицу продукта или услуги, воздействие которой будет оцениваться и сравниваться. Первоочередной задачей функциональной единицы является обеспечение наличия сравнительного образца, к которому относятся входные и выходные потоки и чаще всего выражается в количестве продукта или при оценке услуг в количестве материалов, необходимых для обеспечения данной услуги. При рассмотрении систем управления отходами функциональной единицей служит определенное количество отходов определенного состава в течение установленного срока функционирования системы при заданных условиях [57].

Инвентаризационный анализ жизненного цикла (ИАЖЦ) - вторая стадия ОЖЦ. Она представляет инвентаризацию входных/выходных потоков изучаемой системы и предполагает сбор данных, необходимых для достижения целей определенного исследования. Данные, включающие сведения о величине потребляемой энергии и материалов, количестве загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду, образовании отходов определяются для каждого процесса на протяжении всего жизненного цикла исследуемой функциональной единицы.

Рисунок 2.3- Стадии ОЖЦ [57]

Оценка воздействия жизненного цикла (ОВЖЦ) - третья стадия ОЖЦ. Цель ОВЖЦ - оценка значимости потенциальных воздействий исследуемой системы на окружающую среду на основе данных инвентаризационного анализа [57]. Оценка воздействия жизненного цикла является методологически самым сложным этапом ОЖЦ. Сложность ОВЖЦ заключается в необходимости сравнения между собой разноплановых экологических воздействий, что требует обобщения инвентаризованных потоков веществ или энергии со схожими экологическими воздействиями в категории воздействия [57]. ОЖЦ состоит из 4 элементов:

- Первый элемент - это определение категории воздействия (изменение климата; токсичность для человека; образование фотооксидантов; закисление; эвтрофикация и др.), которые наиболее полно отражают воздействие анализируемой системы в соответствии с целями оценки. - Второй элемент - классификация, включающая распределение результатов инвентаризационного анализа по различным категориям воздействия, вклад в влияние которого они вносят. Например, выбросы СО2, СН4 и N2О относятся к категории "изменение климата", а углеводороды С2Н4, С2Н6 учитываются в категории "образование фотоооксидантов". - Третий элемент - характеризация - включает расчет воздействия каждого загрязняющего вещества, относящегося к определенной категории воздействия. Например, вклад различных парниковых газов, как СО2, СН4 и N2О в "изменение климата" рассчитывается с помощью наиболее часто применяемого индикатора - потенциал глобального потепления и выражается в эквивалентах СО2, то есть в относительных единицах, отражающих, какое количество определенного вещества будет оказывать такое же влияние как единица углекислого газа. - Четвертый элемент - нормализация рассчитанных значений категории воздействия по отношению к имеющейся справочной информации относительно существующей нагрузки на окружающую среду в данном регионе или в целом по стране. Нормализация позволяет оценить вклад негативного воздействия исследуемой системы в существующую нагрузку на окружающую среду и провести сравнение интенсивности разноплановых категорий воздействия. Таким образом, результаты нормализации выявляют относительно "важные" категории воздействия для определенного исследования в определенном регионе в зависимости от сложившейся экологической обстановки. - Пятый элемент - взвешивание, заключающееся в оценке значимости каждой категории воздействия для объединения значений категорий в единую величину, отражающую экологическую характеристику исследуемой системы. Взвешивание позволяет облегчить сравнение альтернативных систем, которое проводится на основании одного значения экологической характеристики. Однако, взвешивание носит субъективный характер, что приводит к потере части информации и ее упрощению [47].

Согласно ГОСТ РИСО 14040-2010 два последних элемента являются необязательными при проведении ОЖЦ.

Для проведения ОВЖЦ разработано более десятка методологических подходов [30]. Наиболее часто применяемыми методами для ОВЖЦ являются метод "Эко-индикаторы 99" и "Оценка жизненного цикла - Практическое руководство к стандартам ИСО 2001" (СМL 2001) [59]. В то время как метод "Эко-индикаторы 99" является методом оценки, ориентированным на конечное воздействие, СМL 2001 оценивает причины конечного результата во избежание дополнительных неопределенностей. Метод "Эко-индикаторы 99" рассматривает 3 категории риска: здоровье человека, качество окружающей среды и природные ресурсы [48]. Оценка методом СМL 2001 заканчивается на расчете категорий воздействия. В методике СМL 2001 расчет категории воздействия производится посредством суммирования масс выбрасываемых субстанций т с учетом соответствующего характеризующего фактора Фi по формуле [49]:

Интерпретация жизненного цикла - конечная стадия ОЖЦ, в рамках которой результаты ИАЖЦ и (или) ОВЖЦ суммируются и рассматриваются в качестве основы для выводов, рекомендаций и принятия решений в соответствии с определенными целями и областью распространения. Этап интерпретации может включать в себя итеративный процесс пересмотра и обновления области исследования ОЖЦ, а также характера и качества данных, собранных в соответствии с установленной целью. Результаты интерпретации жизненного цикла должны отражать результаты оценивания [57]. Для проверки достоверности полученных результатов и оценки качества данных на данном этапе рекомендуется проведение критического анализа. Критический анализ является процессом верификации соответствия ОЖЦ требованиям методологии, данным, интерпретации, отчетности и установленным принципам [57], с учетом влияния принятых допущений, неопределенностей в исследовании.

Метод оценки жизненного в управлении отходами

Похожие статьи