LCA Raport PDF

Preview

Summary

LCA cykl życia systemów - raport na zaliczenie przedmiotu...

Description

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wydział Przyrodniczo-Technologiczny Kierunek: Odnawialne Źródła Energii i Gospodarka Odpadami

Analiza LCA dachówek

Prowadzący: Data oddania:

Ocena:

Wykonali:

1.

Opis produktu

a)

Ceramika jest szeroko stosowana jako materiał budowlany i oszacowano,

że gdy uwzględni się wszystkie rodzaje ceramiki, stanowią one około 50% materiałów w istniejących budynkach na całym świecie. Produkcja takich materiałów, przetwarzania surowców, potrzebnych do wykonania ceramicznych elementów, formowanie i transport, nieuchronnie zużywa zasoby naturalne, materiały i energię oraz generuje różnego rodzaju oddziaływania na środowisko. Informacje na temat wpływu poszczególnych materiałów pomagają architektom i inżynierom w dążeniu do zrównoważonego rozwoju. Wybór odpowiednich materiałów budowlanych, aby zminimalizować wpływ na środowisko, jest jednym z kluczowych działań, które poszczególni specjaliści mogą podjąć w celu osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju. Do tej pory podjęto szereg prób

ilościowego

określenia

takich

oddziaływań

różnych

materiałów

budowlanych. Ceramika jest szczególnie interesująca pod względem wpływu materiałów budowlanych na środowisko. Produkcja wyrobów ceramicznych wykorzystuje bardzo energochłonne procesy, a także szereg substancji chemicznych, generując znaczną ilość odpadów i zanieczyszczeń. Biorąc powyższe pod uwagę, konieczne jest zbadanie wpływu na środowisko ceramicznych materiałów budowlanych. b)

Maszyny wykorzystywane przy procesie:  Młyn kulowy – 92 kW, wydajność: 15 Mg/h  Suszarka pyłowa – 117,5 kW, wydajność: 3 Mg/h  Wypalarka – 0,98 Mg/h, 1120ºC, LPG  Wypalarka glazury – 1,4 Mg/h, 990ºC, LPG 3

c)

Skład dachówki ceramicznej w przeliczeniu na każdy 1 Mg

Główne składniki dachówki

Masa składnika [kg]

Glina Pyrofyllit Kamień ceramiczny Wapień

426,11 338,51 87,61 87,51

Główne składniki glazury

Masa składnika [kg]

Fryt Kaolin Skaleń Cyrkon Tlenek glinu

84,96 5,66 12,68 0,16 0,22

d)

Bilans energetyczny procesu Proces

Transport Przygotowanie głównych składników Przygotowanie glazury

Energia elektryczna [kWh] brak zużycia

59,79

168,12

49,01

9 794

18,35

36,42

brak zużycia

1 493

2,8

brak zużycia

300

0,56

brak zużycia

0

0

78,15

3 804

7,13

brak zużycia

75

0,14

87,61

4 471

8,38

brak zużycia

1 523 53 369

2,85 100

Ciepło [MJ]

876,14

195 18,07

Formowanie

32,64

Suszenie

brak zużycia

Wypalanie

20,15

Glazurowanie

8,14

Wypalanie glazury Pakowanie

brak zużycia

Suma [MJ] 31 909

Paliwo [L]

45,03 brak zużycia SUMA

brak zużycia brak zużycia brak zużycia brak zużycia brak zużycia 41,82

4

%

e)

Założenia:  Transport na odległość 100 km;  Baza danych nie zawierała gliny, dlatego wybrano Kaolin jako główny składnik;

 LPG – 46,3 MJ/kg;  Olej opałowy – 38,3 MJ/kg;  Diesel – 36,42 MJ/kg;



1 kWh – 9.2 MJ;



W wariancie alternatywnym: a. Zamiana źródła prądu z elektryczności z mieszanych źródeł nieodnawialnych na elektryczność z fotowoltaiki b. Zamiana potrzebnego ciepła z LPG na ciepło z Biogazu c. Zamiana transportu ciężarówkami (diesel) na pociągi towarowe (elektryczność)

5

System oceny – LCIA CML 2015

A.

Global Warming Potential [kg CO2]

otential [kg CO2-Equiv.]

Global Warming Potential [kg CO2-Equiv.]

2.

GWP 100 years 307,2 256,0 204,8 153,6 102,4 51,2 0,0 To tal

DE: Electri ci... GLO: Truc k-... Rest DE: Electri ci... DE: Kaol in ts GLO: Truck-...

Wariant pierwotny

GWP 100 years 179,2 153,6 128,0 102,4

Wariant pierwotny

Wariant alternatywny

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu produkcji

i

użytkowania

dachówek

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu produkcji

i

użytkowania

dachówek

ceramicznych na globalne ocieplenie wskazuje,

ceramicznych na globalne ocieplenie wskazuje,

że najbardziej negatywny wpływ ma wydobycie

że najbardziej negatywny wpływ ma wydobycie

kopalin

kopalin,

i

zużycie

prądu

elektrycznego

pochodzącego z różnych źródeł:

zużycie

pochodzącego

z

prądu

elektrycznego

fotowoltaiki

poprawiło

znacznie wpływ procesu na GWP: 

Zużycie energii elektrycznej – 122

kgCO2



Zużycie energii elektrycznej – 15,9

kgCO2  

Wydobycie kopalin – 162 kgCO2 Transport – 5,34 kgCO2



Wydobycie kopalin – 162 kgCO2

B.

Acidification Potential [kg SO2]

Acidification Potential [kg SO2-Equiv.]

AP ,4

,3

,2

,1

Acidification Potential [kg SO2-Equiv.]

To tal

DE: Electricity .. . GLO: Truck-tra... Rest DE: Electricity ... DE: Kaolin ts GLO: Truck-tra...

Wariant pierwotny

AP

,2

,1

To tal

DE: Electric it... DE: Kaolin ts Rest DE: Diesel m... DE: Electric it... GLO: Tr uck-t...

7

Wariant alternatywny

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu produkcji i

użytkowania

dachówek

ceramicznych

na

zakwaszenie dla wariantu alternatywnego wskazuje, że elektryczność przestała mieć największy wpływ na poziom tego potencjału z uwagi na użycie energii ze źródeł odnawialnych w postaci fotowoltaiki: Zużycie energii elek. – 0,064 kg SO 2



Wydobycie kopalin – 0,127 kg SO2



Transport – 0,0432 kg SO2



SUMARYCZNIE – 0,244 kg SO2

Eutrophication Potential [kg Phosphate]

Eutrophication Potential [kg Phosphate-Equiv

Eutrophication Potential [kg Phosphate-Equiv.]

C.



EP

To tal

DE: Electricity ... GLO: Truck-trai... Rest DE: Electricity ... DE: Kaolin ts GLO: Truck-trai...

Wariant pierwotny

EP

To tal

DE: Electricity... DE: Kaolin ts Rest DE: Diesel mi... DE: Electricity... GLO: Truck-tr...

8

Wariant alternatywny

potencjalnego

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu

wpływu produkcji i użytkowania dachówek

produkcji i użytkowania dachówek ceramicznych

ceramicznych

na

Wykres

dotyczący na

eutrofizację

środowiska

eutrofizację

środowiska

alternatywnego

zużycie elektryczności pochodzącej z różnych

negatywny wpływ ma wydobycie kopalin, zużycie

źródeł i wydobycie kopalin, mniej znaczący

prądu

jest udział transportu:

fotowoltaiki obniżyło wpływ na EP procesu:

Zużycie energii elektrycznej – 0,0302

Wydobycie

uwagi

na

użycie

phosphate; kopalin

–

0,0235

kg



Wydobycie

kopalin

–

0,0235

kg

phosphate;

phosphate; 

Transport – 0,0114 kg phosphate;



SUMARYCZNIE

–

0 0744

kg



Transport – 0,0114 kg phosphate;



SUMARYCZNIE – 0 0413 kg phosphate;

Ozone Layer Depletion Potential [kg R11] Ozone Layer Depletion Potential [kg R11-Equiv.]

D.

z

najbardziej

Zużycie energii elektrycznej – 0,00511 kg



kg phosphate; 

elektrycznego

że

wariantu

wskazuje, że najbardziej negatywny wpływ ma



wskazuje,

dla

ODP, steady state

1,6e-10 1,4e-10 1,2e-10 1,0e-10 0,8e-10 0,6e-10 0,4e-10 0,2e-10 0,0e-10 To tal

DE: Electric it... DE: Elec tric it... DE: Electric i t... DE: Elec tric it... DE: Kaolin ts

9

Res t

Wariant pierwotny

zone Layer Depletion Potential [kg R11-Equ

ODP, steady state 1,2e-10 1,0e-10 0,8e-10 0,6e-10 0,4e-10 0,2e-10 0,0e-10 To tal

DE: Electr... DE: Electr... DE: Kaoli... DE: Diese... DE: Electr... DE: Electr... Rest

Wariant alternatywny

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu Wykres

dotyczący

potencjalnego

produkcji

i

użytkowania

dachówek

wpływu produkcji i użytkowania dachówek

ceramicznych na zanikanie warstwy ozonowej

ceramicznych na zanikanie warstwy ozonowej

dla wariantu alternatywnego wskazuje, że

wskazuje, że najbardziej negatywny wpływ ma

najbardziej negatywny wpływ ma zużycie

zużycie elektryczności pochodzącej z różnych

elektryczności pochodzącej

źródeł, które przewyższa wydobycie kopalin

jednak użycie odnawialnego źródła energii

ok. czterokrotnie:

pozwoliło obniżyć wpływ na ODP o prawie

Zużycie energii elektrycznej – 1,39e-





Zużycie energii elektrycznej – 0,868e-

10 kg R11

Wydobycie kopalin – 0,257e-10 kg

R11

E.

fotowoltaiki,

połowę

10 kg R11 

z



Wydobycie kopalin – 0,257e-10 kg R11



SUMARYCZNIE – 1,21e-10 kg R11

Abiotic Depletion Fossil [MJ] ADP fossil

Abiotic Depletion fossil [MJ]

3 686,4 3 276,8 2 867,2 2 457,6 2 048,0 1 638,4 1 228,8 819,2 409,6 0,0 To tal

DE: Electric it... DE: Dies el mi... DE: Electric it... DE: Dies el mi... DE: Kaolin ts

10

Rest

Wariant pierwotny

Abiotic Depletion fossil [MJ]

ADP fossil 2 457,6 2 048,0 1 638,4 1 228,8 819,2 409,6 0,0 To tal

Wykres

DE: Electric... DE: Electric... Rest DE: Diesel ... DE: Electric... DE: Kaolin ts

dotyczący

Wariant alternatywny

potencjalnego

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu

wpływu produkcji i użytkowania dachówek

produkcji i użytkowania dachówek ceramicznych

ceramicznych na zubożenie abiotyczne kopalin

na zubożenie abiotyczne kopalin dla wariantu

wskazuje, że najbardziej negatywny wpływ ma

alternatywnego

wydobycie kopalin potrzebnych do produkcji

negatywny

dachówek i zużycie energii elektrycznej,

potrzebnych do produkcji dachówek, energia

jednak jest niespełna o połowę niższy:

elektryczna z fotowoltaiki marginalny wpływ na

wskazuje,

wpływ

ma

że

najbardziej

wydobycie

kopalin

ADP: 

Wydobycie kopalin – 2,5E003 MJ



Zużycie

energii

elektrycznej

1,18E003 MJ SUMARYCZNIE – 3,92E003 MJ



F.



Wydobycie kopalin – 2,5E003 MJ



Zużycie energii elektrycznej –184 MJ



SUMARYCZNIE – 2,78E003MJ

–

Human Toxicity Potential [kg DCB]

Human Toxicity Potential [kg DCB-Equiv.]

HT P inf. 16 14,4 12,8 11,2 9,6 8 6,4 4,8 3,2 1,6

To tal

DE: Elec tric ity... DE: Dies el mi... DE: Elec tric ity... DE: Dies el mi... DE: Kaol in ts

11

Res t

Wariant pierwotny

Human Toxicity Potential [kg DCB-Equiv.]

HTP inf. 22,4 19,2 16 12,8 9,6 6,4 3,2

To tal

DE: Electrici... DE: Kaolin ts Rest DE: Diesel ... DE: Electrici... GLO: Truck-...

Wariant alternatywny

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu

Wykres dotyczący potencjalnego wpływu dachówek

produkcji i użytkowania dachówek ceramicznych

ceramicznych na potencjał toksyczności dla

na potencjał toksyczności dla ludzi dla wariantu

ludzi wskazuje, że najbardziej negatywny

alternatywnego

wpływ ma wydobycie kopalin potrzebnych do

negatywny

produkcji

elektrycznej, wydobycie kopalin potrzebnych do

produkcji

i

użytkowania

dachówek

i

zużycie

energii

elektrycznej, jednak jest niespełna o połowę

wskazuje,

wpływ

ma

że

najbardziej

zużycie

energii

produkcji dachówek

niższy: 

Wydobycie kopalin – 10,5 kg DCB



Zużycie energii elektrycznej –11,7 kg

Wydobycie kopalin – 10,5 kg DCB



Zużycie energii elektrycznej – 5,01 kg



DCB

DCB

3.

Emisje do środowiska

Rodzaj emisji

Emisja

Kierunek emisji

Wariant pierwotny

Emissions to fresh water

[kg] Wariant alternatywny

Other emissions to fresh water (mainly turbined water)

3,34E005

9,81E004

Radioactive emissions to fresh water [Radium (Ra226)]

1,19E004

2,7E003

Inorganic emissions to fresh water

2,05

0,91

12

Deposited goods

Emissions to sea water

Inne SUMA Radioactive waste Overburden Spoil Tailings Waste Inne SUMA Cooling water to sea Inne SUMA Inorganic emissions to air

Emissions to air

Śladowe ilości 3,46E005 0,17 1,06E003 2,07 1,13 2,36 Śladowe ilości 1,07E003 314 Śladowe ilości 315 CO2 - 288 water (evapotraspiration) 3,1E003 water vapour - 698 Exhaust - 1,44E003

Śladowe ilości 1,01E005 0,0376 320 0 0 0 Śladowe ilości 320

173 686 305 863

Other emissions to air

unused primary energy from solar energy 328

Inne SUMA

Śladowe ilości 5,9E003

Śladowe ilości 6,64E003

Inne

Śladowe ilości

Śladowe ilości

SUMA EMISJI

3,53E005

1,08E005

4,59E003

4. Wnioski  Największy wpływ na środowisko w wariancie pierwotnym, okazało się mieć zużycie prądu elektrycznego, który w bardzo dużym stopniu pochodził ze źródeł nieodnawialnych, natomiast w wariancie alternatywnym przodowało wydobycie kopalin; 

Użycie odnawialnych źródeł energii – fotowoltaika i biogaz - pozwoliło

obniżyć znacznie prawie każdy z potencjalnych wpływów na środowisko 

Marginalny wpływ w przeliczeniu na 1 Mg dachówek ma transport, który

został ustalony na 100km;

13



Największe emisje odnotowano dla:

- Other emissions to fresh water (mainly turbined water) - Radioactive emissions to fresh water [Radium (Ra226)] -Inorganic emissions to air (w tym CO2); 

Proces produkcji dachówek wymaga głębszego przeanalizowania

stosowanych procesów z uwagi na fakt, że jest on bardzo emisyjny. Wytwarza wiele szkodliwych substancji i w skali globalnej ma bardzo duży wpływ na ocieplenie klimatu, poszerzanie się dziury ozonowej i degradacje środowiska naturalnego.

14

15...