Sfondo

La valutazione del ciclo di vita (LCA) è uno strumento per misurare il consumo della fonte energetica e l'impatto ambientale di un prodotto, di una produzione artigianale. Lo strumento misurerà dalla raccolta delle materie prime alla produzione, al trasporto, all’utilizzo e infine allo smaltimento finale. LCA viene fondata negli anni '70.

l La Società di Tossicologia e Chimica Ambientale (SETAC) definisce SETAC come un metodo per valutare l'impatto di prodotti, produzione e azioni sull'ambiente valutando l'utilizzo di materie prime, il consumo di energia e il rilascio di rifiuti.

l Nel 1997, l'ISO ha pubblicato la serie ISO 14000 e ha definito l'LCA come la compilazione e la valutazione degli input, degli output e dei potenziali impatti ambientali di un sistema di prodotto durante tutto il suo ciclo di vita. L’impatto ambientale comprende l’utilizzo delle risorse, la salute umana e l’ecologia. La norma ISO 14040 definisce i principi e la struttura, mentre la norma ISO 14044 definisce i requisiti e le linee guida.

La valutazione LCA si compone di 4 fasi:

1) obiettivo e ambito. Riguarda lo scopo della ricerca, i confini del sistema, quale unità si sceglie di utilizzare e i requisiti relativi ai dati.

2) Analisi dell'inventario. Ciò comporta la raccolta e lo smaltimento dei dati.

3) Valutazione dell'impatto. Si tratta di analizzare gli elementi che influiscono sull'ambiente.

4) Interpretazione. Questo per concludere la valutazione e analizzare il risultato.

Obiettivo e ambito

Obiettivo di studio

L’obiettivo dello studio è il punto di partenza dell’LCA. Questo serve per valutare meglio le prestazioni di un sistema e aiuta anche a dimostrare la compatibilità ambientale di un sistema in modo da richiedere la certificazione verde.

Confini del sistema

I confini del sistema dovrebbero contenere le seguenti fasi del ciclo di vita e la relativa procedura (di seguito sono riportati i limiti del sistema del prodotto batteria)

Questo è il cosiddetto “dalla culla alla tomba”. Culla significa l'inizio, che si riferisce all'ottenimento delle materie prime. Grave significa fine, che si riferisce alla rottamazione e al riciclaggio.

Unità funzionale

L'unità funzionale è lo standard di calcolo per l'input e l'output durante il ciclo di vita di un sistema. Normalmente ci sono due unità funzionali. Uno è la massa (unità: kg), l'altro è l'energia elettrica (unità: kWh). Se adottiamo l'energia come unità, allora questa energia viene definita come l'energia totale fornita da un sistema di batterie nel suo ciclo di vita. L'energia totale viene calcolata moltiplicando i tempi del ciclo e l'energia di ciascun ciclo.

Qualità dei dati

In uno studio LCA, la qualità dei dati influisce sul risultato della LCA. Pertanto dovremmo dare evidenza e spiegazione ai dati che abbiamo adottato durante lo studio.

Valutazione dell'inventario

L’inventario del ciclo di vita (LCI) è la base dell’LCA. Dobbiamo quantificare le risorse necessarie per il ciclo di vita dei prodotti, il consumo di energia e le emissioni. Le risorse qui includono l'estrazione, la lavorazione, la vendita dei prodotti, l'utilizzo, il trasporto, lo stoccaggio, la rottamazione e il riciclaggio, l'intero ciclo di vita. L'energia comprende il consumo di elettricità, prodotti chimici ed energia solare. Le emissioni includono inquinamento, calore e radiazioni.

(1) Stabilire un modello di sistema di prodotto basato sui confini del sistema definiti in termini di obiettivo e ambito.

(2) Raccogliere dati rilevanti, come il materiale in ciascuna procedura, il consumo di energia, il trasporto, le emissioni e il database a monte.

(3) Calcolare le emissioni in base all'unità funzionale.

Valutazione dell'impatto

La valutazione dell'impatto del ciclo di vita (LCIA) viene condotta sulla base dell'analisi dell'inventario. LCIA include categorie di impatto, parametri, caratterizzazione del modello, categorizzazione dei risultati, calcolo dei parametri di categoria (caratterizzazione e standardizzazione).

Le categorie di valutazione dell'impatto LCA includono:

• Valore potenziale del consumo di risorse abiotiche e valore potenziale del consumo di combustibili fossili. Il consumo di risorse abiotiche è rilevante per la raffinazione del minerale in un input del sistema. L'unità è kg Sb eq. Il consumo abiotico di combustibili fossili è legato al potere calorifico. L'unità è MJ.
• Valore del riscaldamento globale. Il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) ha sviluppato un modello caratterizzato per calcolare i fattori caratterizzati. I fattori caratterizzati rappresentano il potenziale di riscaldamento globale per 100 anni. L'unità è kgCO₂eq.
• Valore potenziale di riduzione della sfera di ozono. Questo modello è sviluppato dalla Global Meteorological Organization. Definisce il potenziale di riduzione dell'ozono di diversi gas. L'unità è kg CFC-11 eq.
• Ozono fotochimico. L'unità è kg C₂H₂eq.
• Acidificazione. Rappresenta il potenziale di emissione misurando SO₂di ogni chilogrammo di emissione. L'unità è kg SO₂eq.
• Eutrofizzazione. L'unità è kg PO₄eq.
• Interpretazione
• L’interpretazione è l’ultima fase dell’LCA. Combinando obiettivo e ambito, analisi dell'inventario e valutazione dell'impatto, possiamo avere una valutazione completa di un prodotto e scoprire la misurazione per migliorare la produzione o le emissioni del ciclo di vita. Ad esempio, possiamo promuovere la produzione di materie prime, modificare la selezione delle materie prime, promuovere la lavorazione del prodotto, modificare il tipo di energia, ottimizzare le attrezzature per il riciclaggio, ecc.

Conclusione

• Ci sono troppi tipi di dati coinvolti nella LCA. La qualità e l'integrità dei dati avranno una grande influenza sul risultato. Se riusciamo a costruire una piattaforma di tracciamento dei dati, in cui possiamo acquisire inventari come componenti chiave e produzione, e formare un database di base del riciclaggio, ridurremo notevolmente la difficoltà della certificazione dell’impronta di carbonio.
• Per ridurre le emissioni di carbonio, esistono le seguenti misure: 1. Innovare il sistema dei materiali delle batterie per migliorare la densità energetica e la durata del ciclo. Ciò ridurrà le emissioni di carbonio. 2. Rispetto alla batteria agli ioni di litio, la batteria agli ioni di sodio ha un impatto minore sull'ambiente. 3. La batteria solida ha emissioni di carbonio inferiori rispetto alla batteria agli ioni di litio durante la produzione. 4. Il riciclaggio dei materiali e la riproduzione possono anche migliorare l’inquinamento e ridurre le emissioni di carbonio.