Bakgrund

Livscykelanalys (LCA) är ett verktyg för att mäta förbrukningen av energikälla och miljöpåverkan från en produkt, produktionshantverk. Verktyget kommer att mäta från råvaruinsamling till produktion, transport, användning och så småningom till slutligt omhändertagande. LCA är grundat sedan 1970-talet.

l Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) definierar SETAC som en metod för att bedöma hur produkter, produktion och åtgärder påverkar miljön genom att utvärdera råvaruanvändning, energiförbrukning och avfallsutsläpp.

l 1997 utfärdade ISO ISO 14000-serien och definierade LCA som sammanställning och utvärdering av indata, utdata och potentiella miljöpåverkan från ett produktsystem under hela dess livscykel. Miljöpåverkan inkluderar resursanvändning, människors hälsa och ekologi. ISO 14040 definierar principen och ramverket, och ISO 14044 definierar krav och vägledning.

LCA-utvärderingen innehåller 4 faser:

1) mål och omfattning. Det handlar om syftet med forskningen, systemets gränser, vilken enhet som väljs att använda och kravet på data.

2) Lageranalys. Detta innebär datainsamling och bortskaffande.

3) Konsekvensanalys. Detta för att analysera de faktorer som påverkar miljön.

4) Tolkning. Detta för att avsluta bedömningen och analysera resultatet.

Mål och omfattning

Målet med studien

Målet med studien är startpunkten för LCA. Detta för att bättre utvärdera ett systems prestanda, och det hjälper också till att bevisa att ett system är miljövänligt för att kunna ansöka om grön certifiering.

Systemgränser

Systemgränser bör innehålla följande livscykelfaser och relevant procedur (nedan är systemgränserna för batteriprodukten)

Detta är så kallad vagga-till-grav. Vagga betyder starten, vilket syftar på att få råvaror. Grav betyder slutet, vilket syftar på skrotning och återvinning.

Funktionsenhet

Funktionsenhet är standarden för beräkning av input och output under ett systems livscykel. Normalt finns det två funktionsenheter. Den ena är massa (enhet: kg), den andra är elektrisk energi (enhet: kWh). Om vi ​​använder energi som enhet, så definieras denna energi som den totala energi som ett batterisystem tillhandahåller under dess livscykel. Den totala energin beräknas genom att multiplicera cykeltiderna och energin för varje cykel.

Datakvalitet

I en LCA-studie påverkar kvaliteten på data resultatet av LCA. Därför bör vi ge ett uttalande och förklaring till de data vi antog under studien.

Inventeringsbedömning

Livscykelinventering (LCI) är basen för LCA. Vi måste kvantifiera resurser som behövs för produkternas livscykel, energiförbrukning och utsläpp. Resurser här inkluderar gruvdrift, bearbetning, försäljning av produkter, användning, transport, lagring, skrotning och återvinning, hela livscykeln. Energin inkluderar förbrukning av el, kemi och solenergi. Utsläpp inkluderar föroreningar, värme och strålning.

(1) Etablera en produktsystemmodell baserad på systemgränser som är definierade i mål och omfattning.

(2) Samla in relevant data, som material i varje procedur, energiförbrukning, transport, utsläpp och uppströmsdatabasen.

(3) Beräkna emission enligt funktionsenhet.

Konsekvensbedömning

Livscykelkonsekvensbedömning (LCIA) genomförs baserat på inventeringsanalys. LCIA inkluderar effektkategorier, parameter, karakterisera modell, resultatkategorisera, kategoriparameterberäkning (karakterisera och standardisera).

LCA-konsekvensbedömningskategorier inkluderar:

• Potentiellt värde för förbrukning av abiotiska resurser och potentiellt värde för förbrukning av fossila bränslen. Förbrukningen av abiotiska resurser är relevant för malmförädling i en systeminsats. Enheten är kg Sb ekv. Den abiotiska förbrukningen av fossilt bränsle är relaterad till värmevärdet. Enheten är MJ.
• Värdet för global uppvärmning. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) utvecklade en karakteriserad modell för att beräkna karakteriserade faktorer. De karakteriserade faktorerna representerar global uppvärmningspotential under 100 år. Enheten är kg CO₂ekv.
• Ozonsfärens utarmningspotentialvärde. Denna modell är utvecklad av Global Meteorological Organization. Den definierar potentialen för ozonnedbrytning av olika gaser. Enheten är kg CFC-11 ekv.
• Fotokemiskt ozon. Enheten är kg C₂H₂ekv.
• Försurning. Den representerar emissionspotential genom att mäta SO₂av varje kilogram utsläpp. Enheten är kg SO₂ekv.
• Eutrofiering. Enheten är kg PO₄ekv.
• Tolkning
• Tolkning är den sista fasen av LCA. Genom att kombinera mål och omfattning, lageranalys och konsekvensbedömning kan vi göra en omfattande utvärdering av en produkt och ta reda på mätningen för att förbättra produktionen eller livscykelemissionen. Vi kan till exempel främja råvaruproduktion, ändra råvaruval, främja produktbearbetning, ändra energislag, optimera återvinningsutrustning m.m.

Slutsats

• Det finns för många typer av data involverade i LCA. Datans kvalitet och integritet kommer att ha stor inverkan på resultatet. Om vi ​​kan bygga upp en dataspårningsplattform, där vi kan ta tag i lager som nyckelkomponenter och produktion, och bilda en grundläggande databas för återvinning, kommer det att avsevärt minska svårigheten att certifiera koldioxidavtryck.
• För att minska koldioxidutsläppen finns följande åtgärder: 1. Innovera batterimaterialsystem för att förbättra energitätheten och livslängden. Detta kommer att minska koldioxidutsläppen. 2. Jämfört med litiumjonbatterier har natriumjonbatterier lägre inverkan på miljön. 3. Solid batteri har lägre koldioxidutsläpp än litiumjonbatteri under produktion. 4. Återvinning av material och reproduktion kan också förbättra föroreningarna och minska koldioxidutsläppen.