Bakgrunn

Livssyklusvurdering (LCA) er et verktøy for å måle forbruk av energikilde og miljøpåvirkning av et produkt, produksjonsfartøy. Verktøyet vil måle fra innsamling av råvarer til produksjon, transport, bruk og til slutt til sluttavhending. LCA er grunnlagt siden 1970-tallet.

l Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) definerer SETAC som en metode for å vurdere hvordan produkter, produksjon og handlinger påvirker miljøet ved å evaluere råvarebruk, energiforbruk og avfallsutslipp.

l I 1997 utstedte ISO ISO 14000-serien, og definerte LCA som sammenstilling og evaluering av input, output og potensielle miljøpåvirkninger av et produktsystem gjennom hele livssyklusen. Miljøpåvirkningen inkluderer ressursbruk, menneskers helse og økologi. ISO 14040 definerer prinsippet og rammeverket, og ISO 14044 definerer krav og veiledning.

LCA-evaluering inneholder 4 faser:

1) mål og omfang. Dette handler om formålet med forskning, systemets grenser, hvilken enhet som er valgt å bruke, og kravet til data.

2) Lageranalyse. Dette innebærer innsamling og avhending av data.

3) Konsekvensutredning. Dette er for å analysere elementene som påvirker miljøet.

4) Tolkning. Dette for å avslutte vurderingen og analysere resultatet.

Mål og omfang

Målet med studiet

Målet med studiet er utgangspunktet for LCA. Dette er for å bedre evaluere ytelsen til et system, og det bidrar også til å bevise at et system er miljøvennlig for å søke om grønn sertifisering.

Systemgrenser

Systemgrenser bør inneholde følgende livssyklusfaser og relevant prosedyre (nedenfor er systemgrensene for batteriproduktet)

Dette er såkalt vugge-til-grav. Cradle betyr starten, som refererer til innhenting av råvarer. Grav betyr slutten, som refererer til skroting og resirkulering.

Funksjonsenhet

Funksjonsenhet er standarden for beregning for input og output under livssyklusen til et system. Normalt er det to funksjonsenheter. Den ene er masse (enhet: kg), den andre er elektrisk energi (enhet: kWh). Hvis vi bruker energi som enhet, er denne energien definert som den totale energien som leveres av et batterisystem i dets livssyklus. Den totale energien beregnes ved å multiplisere syklustider og energien til hver syklus.

Datakvalitet

I en LCA-studie har kvaliteten på data innvirkning på resultatet av LCA. Derfor bør vi gi en uttalelse og forklaring til dataene vi tok i bruk under studien.

Lagervurdering

Life Cycle Inventory (LCI) er grunnlaget for LCA. Vi må kvantifisere ressurser som trengs for produktenes livssyklus, forbruk av energi og utslipp. Ressurser her inkluderer gruvedrift, prosessering, produktsalg, bruk, transport, lagring, skroting og resirkulering, hele livssyklusen. Energien inkluderer forbruk av elektrisitet, kjemi og solenergi. Utslipp inkluderer forurensning, varme og stråling.

(1) Etablere en produktsystemmodell basert på systemgrenser som er definert i mål og omfang.

(2) Samle inn relevante data, som materiale i hver prosedyre, energiforbruk, transport, utslipp og oppstrømsdatabasen.

(3) Beregn utslipp i henhold til funksjonsenhet.

Konsekvensutredning

Livssykluskonsekvensvurdering (LCIA) er utført basert på inventaranalyse. LCIA inkluderer påvirkningskategorier, parameter, karakteriser modell, resultatkategorisering, kategoriparameterberegning (karakteriser og standardiser).

LCA-konsekvensvurderingskategorier inkluderer:

• Abiotiske ressurser forbruk potensiell verdi og fossilt brensel forbruk potensiell verdi. Forbruket av abiotiske ressurser er relevant for malmforedling i en systeminngang. Enheten er kg Sb ekv. Det abiotiske forbruket av fossilt brensel er relatert til varmeverdien. Enheten er MJ.
• Global oppvarmingsverdi. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) utviklet en karakterisert modell for å beregne karakteriserte faktorer. De karakteriserte faktorene representerer globalt oppvarmingspotensial i 100 år. Enheten er kg CO₂ekv.
• Potensialverdi for utarming av ozonkulen. Denne modellen er utviklet av Global Meteorological Organization. Den definerer potensialet for ozonnedbrytning av forskjellige gasser. Enheten er kg CFC-11 ekv.
• Fotokjemisk ozon. Enheten er kg C₂H₂ekv.
• Forsuring. Det representerer utslippspotensial ved å måle SO₂av hvert kilo utslipp. Enheten er kg SO₂ekv.
• Eutrofiering. Enheten er kg PO₄ekv.
• Tolkning
• Tolking er den siste fasen av LCA. Ved å kombinere mål og omfang, lageranalyse og konsekvensvurdering kan vi ha en omfattende evaluering av et produkt, og finne ut målingen for å forbedre produksjonen eller livssyklusutslippet. Vi kan for eksempel fremme råvareproduksjon, endre råvarevalg, fremme produktforedling, endre energitype, optimalisere gjenvinningsutstyr m.m.

Konklusjon

• Det er for mange typer data involvert i LCA. Kvaliteten og integriteten til data vil ha stor innflytelse på resultatet. Hvis vi kan bygge opp en datasporingsplattform, der vi kan hente inventar som nøkkelkomponenter og produksjon, og danne en grunnleggende database for resirkulering, vil det i stor grad redusere vanskeligheten med karbonfotavtrykksertifisering.
• For å redusere karbonutslipp er det tiltak som følger: 1. Nyskaper batterimaterialsystem for å øke energitettheten og sykluslevetiden. Dette vil redusere karbonutslipp. 2. Sammenlignet med litium-ion-batterier har natrium-ion-batteri lavere innvirkning på miljøet. 3. Solid batteri har lavere karbonutslipp enn litium-ion batteri under produksjon. 4. Resirkulering av materialer og reproduksjon kan også forbedre forurensning og redusere karbonutslipp.