A. Fogalomtár a modulhoz
1. Makroszintű elemzések
1.4. Az életciklus-elemzés alapjai
A termékek környezeti szempontú értékelési módszerei közül a legelfogadottabb az életciklus-elemzés (angolul Life Cycle Assessment – LCA). A módszer első kiterjedt gyakorlati alkalmazása az eldobható, újrahasznosítható palackok és a visszaváltható üvegek összehasonlítása volt. Az életciklus-elemzés alapelveit és módszertanát az ISO 14040 és 14044 nemzetközi szabványsorozat rögzíti az alábbiak szerint.
Az életciklus-elemzés a termékekkel kapcsolatos környezeti tényezőket és potenciális hatásokat értékelő módszer, mely
• Leltárt készít a termékkel kapcsolatos folyamotok rendszerének bemenetéről és kimenetéről
• Kiértékeli a bemenetekkel és kimenetekkel kapcsolatos potenciális környezeti hatásokat
• Értelmezi a hatásfelmérés és a leltár eredményeit
Az életciklus-elemzés az alábbi területeken nyújthat segítséget:
• A termék életciklusának különböző pontjain a környezeti tényezőkkel kapcsolatos javítási lehetőségek feltárásában
• A stratégiatervezésben, a prioritások kijelölésében, a termékek, a folyamatok tervezésében, újratervezésében, tehát a döntéshozatalban
• A környezeti teljesítés mérési módszerének kiválasztásában, a valóban fontos jellemzők azonosításában
• A marketingben, például a termékre vonatkozó környezeti nyilatkozatok megfogalmazásában
• Összességében minden érdekelt fél (gyártó, kereskedő, felhasználó, ellenőrző hatóság) számára a termék környezeti hatásinak megértésében
Az életciklus-elemzés fő jellemzői a következők:
• Módszeresen és rendszeresen foglalkozik a termék-rendszerek környezeti tényezőivel, az anyagbeszerzéstől a hulladékkezelésig
• Részletezési mélysége és időkerete széles határok között változhat a céloktól és tárgykörtől függően
• Dokumentált módon határozzák meg a felhasznált adatok forrásait, így feltétlenül ellenőrzött tényeken alapulnak
• Rugalmasan kezelhető, vagyis lehetővé teszi a technika fejlődésének beépítését
• Alkalmazható kis- és középvállalatok számára is
• Nem jelent akadályt a gyártók számára
• Nem egyetlen, mindenható módszer szerint készül
Az életciklus-elemzés tehát segít összehasonlítani az egyes termékeket, folyamatokat, hogy azok közül a valóban környezetbarátot tudjuk kiválasztani.
Az életciklus-elemzés szakaszai a következők:
Az elemzés céljának és a vizsgált rendszer határainak meghatározása
Az elemzés megkezdése előtt egyértelműen meg kell határozni a tervezett felhasználást, felsorolni azokat az okokat, melyek a tanulmány elkészítést indokolják, valamint az elemzés célközönségét. Más megközelítés szükséges, ha az életciklus-elemzés tudományos körök számára készül, vagy ha egy vállalat vezetőinek döntését akarják vele segíteni, illetve megint másra van szükség, ha az elemzés célja mondjuk a potenciális vásárlók meggyőzése egy termék környezetbarát, biztonságos voltáról.
Az elemzés tárgykörének meghatározása
Az MSZ EN ISO 14040:1998 szabvány pontosan meghatározza azokat a pontokat, melyeket számításba kell venni az elemzés tárgykörének meghatározásakor. Ezek a pontok a következők:
• A termékrendszerek funkciói, illetve összehasonlító tanulmányok esetén maguk a rendszerek
• A funkcionális egységek
• A tanulmányozandó termékrendszer(ek)
• A hozzárendelési eljárások
• A hatások típusai, a hatások értékelésének módszere, az alkalmazott értékelési mód
• Az adatokkal szemben támasztott követelmények
• A feltételezések
• Korlátozások
• A kiinduló adatok minőségi követelményei
• A kritikai átvizsgálás szükségességét és típusát
• Az igényelt jelentés típusát, alakját Leltárelemzés készítése
A hatások meghatározásához figyelembe kell venni az életciklusok fázisait. Ezek közül az alábbiakat célszerű kiemelni:
• A gyártási vagy szolgáltatási sorrendben a be- és kimeneteket
• Az elosztást, szállítást
• Az energia felhasználást, termelést (üzemanyag, villamos, hőenergia)
• Termékek felhasználása, állagmegőrzése
• A folyamatok hulladékai, a termék megsemmisítése
• A használt termékek feldolgozása (újrafeldolgozás, újrahasznosítás, energianyerés)
• Segédanyagok előállítása
• Termelő berendezések gyártása, karbantartása, leszerelése
Célszerű a rendszert folyamatábrán bemutatni, az egyes modulokra pedig részletes leírást készíteni. A gyakorlatban az életciklus-elemzés elképzelhetetlen jól áttekinthető, részletes folyamatábra nélkül. A folyamatot alkotó egyes modulok leírásánál ki kell térni arra, hol kezdődik az adott modul, milyen műveleteket, átalakításokat végeznek ebben a fázisban, illetve hol van az adott modul vége.
Hatások értékelése, eredmények értékelemzése
A hatások értékelése és az eredmények értékelemzése az életciklus-elemzés azon szakasza, amelynek célja annak kiderítése és értékelése, hogy mekkora a mértéke és jelentősége a vizsgált rendszer környezeti hatásának.
Az életciklus-elemzés hatásértékelő folyamata során a leltárban meghatározott környezeti terhelések hatását számszerűsítik. Az értékelés a kapott leltáradatok hatáskategóriához rendelésével, osztályozásával és jellemzésével valósítható meg. Ennek eredményeképp minden környezeti kategória esetén egy számmal tudjuk kifejezni a vizsgált életciklus hatását.
A környezeti hatásokat normalizálni és súlyozni is lehet, hogy egyetlen környezeti indexszel ki tudjuk fejezni a környezeti hatást. A normalizálás a hatások relatív nagyságának jobb megértését segítő módszer. A termékek életciklusára számított valamennyi hatást viszonyítja az erre az osztályra vonatkozó teljes hatás ismeretéhez (pl.
a környezeti hatások európai átlagához). A normalizálási technikák az életciklus-elemzésre alkalmazott módszerektől függően eltérőek. A hatáskategóriák egymás közötti súlyozásánál használt faktorok környezeti hatáskategóriánként és országonként is eltérnek.
Az életciklus-elemzés minden be- és kimenetet (nyersanyag- és energiafelhasználás, emissziók, hulladékok) számszerűsít, majd a vizsgált funkcionális egységre, például 1 kg építőanyagra, vagy 1 m2 falszerkezetre vonatkoztatja. Az elemzés lényege, hogy a termék teljes élettartamát és minden hatást figyelembe vesz a
„bölcsőtől a sírig”, ezzel kiküszöböli a problémák áthárítását az egyik életszakaszból, földrajzi helyről vagy környezeti közegből a másikba.
A termékhez kötődő emissziókat és egyéb környezeti hatásokat hatáskategóriákba vagy környezeti problémákhoz sorolja (CML-módszer). Ilyen például a klímaváltozás, a savasodás, az ózonréteg vékonyodása vagy a nyári szmog. A különböző üvegházhatású gázok globális felmelegedési potenciálját a CO2-hoz viszonyítva határozzák meg. A metán az üvegházhatás szempontjából például a CO2-nál 21-szer erősebb hatású gáz, így 1 kg metán 21 kg CO2-egyenértéknek felel meg.
A hatáskategóriák három területre oszthatók: az erőforrások vagy energia használata, a környezeti problémák és az emberi egészségre vagy az ökoszisztémára veszélyes toxikus anyagok kibocsátása. A termék környezetre gyakorolt hatása a különböző hatáskategóriákban kapott eredményekkel jellemezhető. Mivel azonban sok
hatáskategória létezik, a termékek összehasonlítása korántsem egyszerű. Sokszor az a cél, hogy a
„környezetbarátságot” minél kevesebb, lehetőleg egy számmal lehessen jellemezni, a súlyozás vagy átlagolás azonban mindenképpen szubjektív elemeket visz az elemzésbe. Például az úgynevezett „ökológiai lábnyom”
módszerek minden környezeti hatást területegységben fejeznek ki, ami könnyen értelmezhető és szemléletes.
1.5. A leckéhez kapcsolódó esettanulmányok
2.1.a-1 esettanulmány
1.5.1. Életciklus-elemzés az építészeti tervezésben
Mire is jó az életciklus-elemzés épületek esetén? A főbb alkalmazási lehetőségek a környezeti szempontú optimalizálásban, a legnagyobb környezeti terhelést okozó „hotspotok” kimutatásában és alternatívák összehasonlításában rejlik. Vigyázni kell azonban, hogy nehogy „körtét hasonlítsunk össze almával”: ha 1kg fát hasonlítunk össze 1kg téglával vagy 1kg hőszigetelő anyaggal, könnyen téves következtetésekre juthatunk. Az építőanyagokat mindig rendszerben kell vizsgálni, ami jelenthet például 1 m2 falszerkezetet vagy még inkább egy teljes épületet. Így már figyelembe lehet venni az anyagok sűrűségét, az épületszerkezeti kialakítást, a karbantartási igényt, a szerkezet hőveszteségét, a valószínű bontási és hulladékkezelési eljárást stb. Az életciklus-elemzés segíthet az építési rendszer és az ablakok kiválasztásában vagy például a hőszigetelés típusának és optimális vastagságának meghatározásában.
A 2.1.4.1. ábra példaként a hőszigetelő égetettkerámia-rendszerrel épített átlagos lakóépületek egy évre és 1m2 padlófelületre vetített halmozott energiaigényét és az életciklus-szakaszok arányát mutatja. Kétszintes családi házak esetén a teljes energiaigény 12%-a a határoló szerkezetek létesítése, karbantartása és bontása; 37% a határoló szerkezetekhez kötődő fűtési energiaigény (hőveszteségek mínusz a szoláris nyereségek), 12% az egyéb, belső szerkezetek építése stb., és 39% az egyéb, elsősorban a használótól függő épületgépészeti rendszerek energiafogyasztása (szellőzési veszteséget fedező fűtés, használati meleg víz, világítás). Bár az üzemeltetési energiaigény dominál, a létesítéshez szükséges energiaigény is jelentős. Az épület méretének növekedésével az 1m2-re vetített energiaigény csökken, hiszen fajlagosan kisebbek a hőveszteségek. A használótól függő tételek azonban szinte nem változnak, így arányaiban fontosabbak lesznek, akár a teljes igény feléért is felelhetnek.
2.1.4.1. ábra Forrás: ÉMI
Az életciklus-elemzést különböző szoftverek segítik, gyakran azonban még így sem egyszerű egy megbízható értékelés elvégzése. Az Európai Unió által támogatott ENSLIC projekt (Energy Saving through Promotion of Life Cycle Assessment in Building) célja az LCA alkalmazásának elősegítése és terjesztése az építészeti
tervezésben. Ennek érdekében egyszerűsített módszert dolgoztak ki, amelyet építészek bevonásával esettanulmányokon igazolnak. A magyar partner az ÉMI Kht.
1.5.2. Teljes életciklus az épületenergetikai szabályozásban?
A jelenlegi, EU-direktíva alapján készített magyar épületenergetikai szabályozás követelményrendszere háromszintű, az épületnek mindhárom szintet teljesítenie kell:
A legalsó szint a szerkezetek hőátbocsátási tényezőjének szintje (U). A hőátbocsátási tényező alatt itt a szerkezet átlagos hőátbocsátási tényezője értendő (pl. acélbetétetekkel átszúrt hőszigetelés, favázas fal, ablak esetén).
A második szint az épület fajlagos hőveszteség-tényezőjének szintje (q), amely minden, az épületre jellemző adatot tartalmaz, de csak ezeket. A fajlagos hőveszteség-tényező a transzmissziós veszteségek és a hasznosított sugárzási nyereségek összege 1K hőmérsékletkülönbség esetén és 1 m3 fűtött térfogatra vetítve (W/m3K). A transzmissziós veszteség az épülethatároló szerkezetek hőátbocsátási tényezőjének és területének szorzatösszegéből és a csatlakozásoknál, csomópontoknál fellépő hőhídveszteségből tevődik össze.
A legfelső, harmadik szint az összesített energetikai jellemző (Ep) szintje. Ez az épületet és az épületben lévő épületgépészetet együtt jellemzi: az épület primerenergiában kifejezett összfogyasztása, amely tartalmazza a fűtés, használatimelegvíz-ellátás, szellőztetés, hűtés és világítás energiaigényét, illetve a rendszerveszteségeket és a berendezések önfogyasztását (ventilátorok, szivattyúk). Az összesített energetikai jellemzőből az épület saját rendszerei által – például napelemmel, napkollektorral vagy kogenerációval – termelt energia levonható. A követelményérték padlófelületre és évre vonatkozik (kWh/m2a). Mind a fajlagos hőveszteség-tényező, mind az összesített energetikai jellemző követelményértéke az épület lehűlő felület/fűtött térfogat arányának (A/V) függvényében van megadva.
A szabályozás sokkal komplexebb szemléletű, mint elődje, hiszen a teljes épületgépészeti rendszer energiaigényét is figyelembe veszi. Nem foglalkozik azonban az életciklus többi szakaszával – az építéssel, karbantartással, felújítással és bontással. A 2.1.4.2. ábra egyirányú bővítésre mutat példát: a második és harmadik szabályozási szint közé beilleszthető lenne egy olyan szint, ami csak magához az épülethez, a határoló szerkezetekhez kötődő energiaigényt tartalmazná, de az életciklus minden szakaszát figyelembe venné. Így a létesítési, esetleg a karbantartási és bontási energiaigény egy évre és 1m2 padlófelületre vetített hányadát, valamint a fajlagos hőveszteség-tényezőből számított primer fűtési energiaigényt. Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy az üzemeltetési energiaigény optimalizálása helyett a teljes életciklusra vetített energiaigény minimalizálására törekedjünk. Az alacsony létesítési energiaigényű természetes építőanyagok így előnyhöz jutnak, de persze csak akkor, ha az épületszerkezet hőszigetelési szempontból is megfelelő. Meglévő, rossz hőszigetelésű épületeink esetében természetesen a fűtési energiaigény leszorítása a legfontosabb feladat, az életciklus-szemlélet azonban egyre fontosabbá válik, ahogy az energiatudatos építészet, az alacsony energiaigényű vagy a passzívházak irányába mozdulunk.
2.1.4.2. ábra Forrás: ÉMI