พื้นหลัง

การประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) เป็นเครื่องมือในการวัดการใช้แหล่งพลังงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์และงานฝีมือการผลิต เครื่องมือนี้จะวัดตั้งแต่การรวบรวมวัตถุดิบไปจนถึงการผลิต การขนส่ง การใช้งาน และสุดท้ายคือการกำจัดทิ้งในที่สุด LCA ก่อตั้งขึ้นตั้งแต่ปี 1970

สมาคมพิษวิทยาและเคมีสิ่งแวดล้อม (SETAC) กำหนดให้ SETAC เป็นวิธีการประเมินว่าผลิตภัณฑ์ การผลิต และการดำเนินการมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร โดยประเมินการใช้วัตถุดิบ การใช้พลังงาน และการปล่อยของเสีย

ในปี พ.ศ. 2540 ISO ได้ออกชุด ISO 14000 และกำหนดให้ LCA เป็นการรวบรวมและประเมินปัจจัยนำเข้า ผลผลิต และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นของระบบผลิตภัณฑ์ตลอดวงจรชีวิต ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ได้แก่ การใช้ทรัพยากร สุขภาพของมนุษย์ และระบบนิเวศ ISO 14040 กำหนดหลักการและกรอบการทำงาน และ ISO 14044 กำหนดข้อกำหนดและแนวทาง

การประเมิน LCA ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน:

1) เป้าหมายและขอบเขต นี่เป็นเรื่องเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของการวิจัย ขอบเขตของระบบ เลือกหน่วยที่จะใช้ และข้อกำหนดด้านข้อมูล

2) การวิเคราะห์สินค้าคงคลัง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการรวบรวมและการกำจัดข้อมูล

3) การประเมินผลกระทบ เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

4) การตีความ เพื่อสรุปผลการประเมินและวิเคราะห์ผล

เป้าหมายและขอบเขต

เป้าหมายของการศึกษา

เป้าหมายของการศึกษาคือจุดเริ่มต้นของ LCA นี่เป็นการประเมินประสิทธิภาพของระบบได้ดีขึ้น และยังช่วยพิสูจน์ว่าระบบเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อยื่นขอใบรับรองสีเขียวอีกด้วย

ขอบเขตของระบบ

ขอบเขตของระบบควรมีระยะวงจรชีวิตต่อไปนี้และขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง (ด้านล่างคือขอบเขตระบบของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่)

นี้เรียกว่าเปลถึงหลุมฝังศพ Cradle หมายถึง จุดเริ่มต้น ซึ่งหมายถึง การได้มาซึ่งวัตถุดิบ Grave หมายถึงจุดสิ้นสุด ซึ่งหมายถึงการทิ้งขยะและการรีไซเคิล

หน่วยฟังก์ชั่น

หน่วยฟังก์ชันเป็นมาตรฐานในการคำนวณอินพุตและเอาท์พุตระหว่างวงจรชีวิตของระบบ โดยปกติจะมีหน่วยฟังก์ชันสองหน่วย อันหนึ่งคือมวล (หน่วย: กิโลกรัม) อีกอันคือพลังงานไฟฟ้า (หน่วย: kWh) หากเรารับพลังงานเป็นหน่วย พลังงานนี้จะถูกกำหนดให้เป็นพลังงานทั้งหมดที่ระบบแบตเตอรี่ให้มาในวงจรชีวิตของมัน พลังงานทั้งหมดคำนวณโดยการคูณรอบเวลาและพลังงานของแต่ละรอบ

คุณภาพของข้อมูล

ในการศึกษา LCA คุณภาพของข้อมูลจะส่งผลต่อผลลัพธ์ของ LCA ดังนั้นเราจึงควรให้คำชี้แจงและคำอธิบายเกี่ยวกับข้อมูลที่เรานำมาใช้ในระหว่างการศึกษา

การประเมินสินค้าคงคลัง

Life Cycle Inventory (LCI) เป็นพื้นฐานของ LCA เราจำเป็นต้องวัดปริมาณทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ การใช้พลังงาน และการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ทรัพยากรที่นี่รวมถึงการขุด การแปรรูป การขายผลิตภัณฑ์ การใช้ การขนส่ง การจัดเก็บ การแยกของเสีย และการรีไซเคิล ตลอดวงจรชีวิต พลังงานรวมถึงการใช้พลังงานไฟฟ้า เคมี และพลังงานแสงอาทิตย์ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกรวมถึงมลภาวะ ความร้อน และการแผ่รังสี

(1) สร้างแบบจำลองระบบผลิตภัณฑ์ตามขอบเขตของระบบที่กำหนดไว้ในเป้าหมายและขอบเขต

(2) รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เช่น วัสดุในแต่ละขั้นตอน การใช้พลังงาน การขนส่ง การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และฐานข้อมูลต้นทาง

(3) คำนวณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามหน่วยฟังก์ชัน

การประเมินผลกระทบ

การประเมินผลกระทบต่อวงจรชีวิต (LCIA) ดำเนินการตามการวิเคราะห์สินค้าคงคลัง LCIA ประกอบด้วยหมวดหมู่ผลกระทบ พารามิเตอร์ โมเดลการกำหนดลักษณะ การจัดหมวดหมู่ผลลัพธ์ การคำนวณพารามิเตอร์หมวดหมู่ (กำหนดลักษณะและมาตรฐาน)

หมวดหมู่การประเมินผลกระทบของ LCA ประกอบด้วย:

• มูลค่าศักยภาพการใช้ทรัพยากรชีวภาพและมูลค่าศักยภาพการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล การใช้ทรัพยากรชีวภาพเกี่ยวข้องกับการปรับแต่งแร่ในระบบอินพุต มีหน่วยเป็น กิโลกรัม Sb eq การบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบไม่ใช้ชีวิตมีความสัมพันธ์กับค่าความร้อน หน่วยเป็นเอ็มเจ
• คุณค่าภาวะโลกร้อน คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ได้พัฒนาแบบจำลองลักษณะเฉพาะเพื่อคำนวณปัจจัยเชิงลักษณะเฉพาะ ปัจจัยที่โดดเด่นแสดงถึงศักยภาพของภาวะโลกร้อนในรอบ 100 ปี มีหน่วยเป็น กิโลกรัม CO₂สมการ
• ค่าศักยภาพการพร่องของโอโซนทรงกลม โมเดลนี้ได้รับการพัฒนาโดยองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก โดยจะกำหนดศักยภาพในการทำลายโอโซนของก๊าซต่างๆ มีหน่วยเป็น กก. CFC-11 เท่ากับ
• โอโซนโฟโตเคมีคอล มีหน่วยเป็น กิโลกรัม C₂H₂สมการ
• การทำให้เป็นกรด แสดงถึงศักยภาพในการปล่อยก๊าซโดยการวัด SO₂ของการปล่อยก๊าซแต่ละกิโลกรัม มีหน่วยเป็น กิโลกรัม SO₂สมการ
• ยูโทรฟิเคชัน มีหน่วยเป็น กิโลกรัม PO₄สมการ
• การตีความ
• การตีความเป็นระยะสุดท้ายของ LCA เมื่อรวมเป้าหมายและขอบเขต การวิเคราะห์สินค้าคงคลัง และการประเมินผลกระทบเข้าด้วยกัน เราจะสามารถประเมินผลิตภัณฑ์ได้อย่างครอบคลุม และค้นหาการวัดเพื่อปรับปรุงการผลิตหรือการปล่อยก๊าซตลอดอายุการใช้งาน ตัวอย่างเช่น เราสามารถส่งเสริมการผลิตวัตถุดิบ เปลี่ยนแปลงการเลือกวัตถุดิบ ส่งเสริมการแปรรูปผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนประเภทพลังงาน เพิ่มประสิทธิภาพอุปกรณ์รีไซเคิล เป็นต้น

บทสรุป

• มีข้อมูลหลายประเภทที่เกี่ยวข้องกับ LCA มากเกินไป คุณภาพและความสมบูรณ์ของข้อมูลจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลลัพธ์ หากเราสามารถสร้างแพลตฟอร์มการติดตามข้อมูล ซึ่งเราสามารถดึงสินค้าคงคลัง เช่น ส่วนประกอบหลักและการผลิต และสร้างฐานข้อมูลพื้นฐานของการรีไซเคิล จะช่วยลดความยุ่งยากในการรับรองการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมาก
• เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน มีมาตรการดังนี้ 1. คิดค้นระบบวัสดุแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและอายุการใช้งาน ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน 2. เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า 3. แบตเตอรี่แข็งมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระหว่างการผลิต 4. วัสดุรีไซเคิลและการผลิตซ้ำยังสามารถปรับปรุงมลพิษและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้อีกด้วย