A teljes életciklus-elemzés
Mi az a teljes életciklus elemzés?
Egy termék környezetre gyakorolt hatásának mérlegelésekor ma már nem elegendő csupán annak használat közbeni energiafogyasztását vizsgálni. Valós képet csak akkor kaphatunk, ha figyelembe vesszük annak teljes életciklusát - a nyersanyag-kitermeléstől kezdve a gyártáson és használaton át egészen a hulladékká válásig.
Ebben segít a teljes életciklus elemzés [Life Cycle Assessment (LCA)], egy olyan összetett számítási modell, amely számszerűsíti egy termék környezetre gyakorolt hatásait annak teljes életútja során. Az LCA célja az, hogy átfogó képet adjon arról, hogy például az előállítás mennyiben járul hozzá az üvegházhatású gázok kibocsátásához, a vízszennyezéshez, vagy az általános erőforrás-kimerítéshez.
Az teljes életciklus elemzést elsősorban környezeti döntéstámogatásra használják, mivel segít azonosítani, hogy egy termék mely életszakaszában keletkezik a legnagyobb környezeti terhelés, így lehetőséget ad a célzott beavatkozásra és optimalizálásra. Alkalmazzák többek között termékfejlesztés során, környezetbarát technológiák összehasonlítására, vagy éppen jogszabályi megfelelés és fenntarthatósági jelentések elkészítésekor.
Az életciklus elemzés főbb lépései
Az életciklus-elemzés során az alábbi főbb szakaszokat szükséges megvizsgálni:
1. Nyersanyag-kitermelés: Ebben a szakaszban azt vizsgálják, hogy a termék előállításához szükséges nyersanyagok kitermelése milyen környezeti terheléssel jár. Ide tartozik például a bányászati tevékenységek vagy a fakitermelés környezeti hatásainak vizsgálata.
2. Gyártás és feldolgozás: A kitermelt nyersanyagok feldolgozása és a végtermék előállítása szintén jelentős környezeti terheléssel jár. Az energiafelhasználás, az károsanyag-kibocsátás, a keletkező hulladék és szennyvíz mennyisége mind-mind fontos tényezők, amelyeket ebben a szakaszban figyelembe kell venni.
3. Szállítás és elosztás: A legyártott termék a gyártási helyszíntől a felhasználókig történő elszállítása is jelentős energiafelhasználással és károsanyag-kibocsátással jár. Az életciklus elemzés során figyelembe kell venni a szállítási módokat és a megtett távolságokat is.
4. Felhasználás: A termék teljes életútjának egyik legfontosabb szakasza, különösen, ha hosszú távú és/vagy energiaigényes használatról van szó, például háztartási gépek, járművek, vagy napelemes rendszerek esetén. E szakasz elemzése során mérlegelni kell az energia- és a további anyagszükségletet, valamint a karbantartási és javítási igényeket is.
5. Életciklus végi kezelés: A termék élettartamának végén történő kezelése is jelentős környezeti hatással járhat, függően attól, hogy „egyszerű” megsemmisítésről vagy újrahasznosításról van szó. Az életciklus elemzés ebben a szakaszban azt vizsgálja, milyen mértékben lehet a terméket vagy annak bizonyos részeit újrahasznosítani, illetve milyen környezeti terheléssel jár annak ártalmatlanítása.
Egy napelem panel életciklusának elemzése
Példaként nézzük meg, hogy a fent említett lépések mit is takarnak egy napelem panel életciklusának vizsgálatakor:
Nyersanyag-kitermelés: A napelem egyik fő alapanyaga a szilícium (Si), amelyet kvarchomokból nyernek ki. A kvarchomok kitermelése igen energiaigényes bányászati folyamat, amely jelentős környezeti átalakítással, por- és zajszennyezéssel jár. A napelem panelhez ezen kívül alumíniumra (keret), üvegre (védőbevonat), valamint kisebb mennyiségben ritkaföldfémekre is szükség van, mint például az ezüst, a gallium vagy az irídium. Ezek kitermelése szintén környezetkárosító következményekkel jár.
Gyártás és feldolgozás: A szilícium homokból történő kinyerése, majd monokristályos vagy polikristályos cellákká való alakítása is rendkívül energiaigényes folyamat. A cellák modulokká történő összeállítása szintén további jelentős energiafelhasználással jár, amelyet jellemzően fosszilis energiaforrásokból fedeznek.
Szállítás és elosztás: A kész napelem paneleket gyakran több ezer kilométer távolságra - például Kínából Európába - szállítják, jellemzően tengeri úton, majd közúton juttatják el a végfelhasználóhoz. Noha a tengeri szállítás fajlagosan viszonylag hatékony, mégis jelentős szén-dioxid (CO₂) kibocsátással jár.
Használat: A napelemek élettartama átlagosan 25-30 év, ezalatt az idő alatt folyamatosan tiszta, megújuló forrásból származó energiát termelnek, sok esetben a többszörösét annak, mint amennyi az előállításukhoz kellett. Használatuk során gyakorlatilag nincs közvetlen károsanyag-kibocsátás, ugyanakkor a rendszeres karbantartás - például a tisztítás vagy egyes részegységek cseréje - csekély mértékben, de mégis növeli az energia- és anyagfelhasználást.
Életciklus végi kezelés: A hasznos élettartam végén a napelem panelek jelentős része elvileg újrahasznosítható, különösen az alumíniumkeret, az üveg, és részben a szilícium. A probléma azonban az, hogy a jelenlegi újrahasznosítási infrastruktúra még nem mindenhol képes hatékonyan kezelni a panelekből származó hulladékot, így azok gyakran hulladéklerakóban végzik.
Bár a napelemgyártás kezdeti szakaszai jelentős környezeti terheléssel járnak, a panelek több évtizednyi használat során bőven visszatérítik a „befektetett” energiát. Ezért, ha a teljes életciklust vesszük figyelembe, akkor a napelemek ökológiai lábnyoma lényegesen kisebb, mint a fosszilis alapú energiatermelésé.
A digitalizáció és a mesterséges intelligencia (AI) fejlődésével a teljes életciklus elemzés egyre gyorsabbá és pontosabbá válik, így lehetőség nyílik arra, hogy a vállalatok a környezeti szempontokat már a tervezési fázisban beépítsék a döntéseikbe. Az LCA-ban rejlő lehetőségeket azonban csak akkor tudjuk teljes mértékben kihasználni, ha a körforgásos gazdaság modellt, vagyis az újrahasznosítást, megfelelő módon a gyakorlatba is át tudjuk ültetni.
