خلفية

يعد تقييم دورة الحياة (LCA) أداة لقياس استهلاك مصدر الطاقة والأثر البيئي للمنتج أو حرفة الإنتاج. ستقوم الأداة بالقياس بدءًا من جمع المواد الخام وحتى الإنتاج والنقل والاستخدام وفي النهاية التخلص النهائي. تأسست LCA منذ السبعينيات.

l تُعرّف جمعية علم السموم والكيمياء البيئية (SETAC) SETAC بأنها طريقة لتقييم كيفية تأثير المنتجات والإنتاج والإجراءات على البيئة من خلال تقييم استخدام المواد الخام واستهلاك الطاقة وإطلاق النفايات.

ل في عام 1997، أصدرت ISO سلسلة ISO 14000، وعرّفت LCA بأنها تجميع وتقييم المدخلات والمخرجات والتأثيرات البيئية المحتملة لنظام المنتج طوال دورة حياته. يشمل التأثير البيئي استخدام الموارد وصحة الإنسان والبيئة. يحدد ISO 14040 المبدأ والإطار، ويحدد ISO 14044 المتطلبات والإرشادات.

يحتوي تقييم LCA على 4 مراحل:

1) الهدف والنطاق. يتعلق الأمر بغرض البحث، وحدود النظام، والوحدة التي تم اختيار استخدامها، والمتطلبات المتعلقة بالبيانات.

2) تحليل المخزون. وهذا ينطوي على جمع البيانات والتخلص منها.

3) تقييم الأثر. وذلك لتحليل العناصر التي تؤثر على البيئة.

4) التفسير. هذا هو اختتام التقييم وتحليل النتيجة.

الهدف والنطاق

الهدف من الدراسة

الهدف من الدراسة هو نقطة البداية لـ LCA. يهدف هذا إلى تقييم أداء النظام بشكل أفضل، كما أنه يساعد على إثبات أن النظام صديق للبيئة من أجل التقدم بطلب للحصول على الشهادة الخضراء.

حدود النظام

يجب أن تحتوي حدود النظام على مراحل دورة الحياة التالية والإجراءات ذات الصلة (توجد أدناه حدود النظام الخاصة بمنتج البطارية)

وهذا ما يسمى المهد إلى اللحد. المهد يعني البداية التي تشير إلى الحصول على المواد الخام. القبر يعني النهاية، وهو ما يشير إلى التخريد وإعادة التدوير.

وحدة الوظيفة

وحدة الوظيفة هي معيار حساب المدخلات والمخرجات خلال دورة حياة النظام. عادة هناك وحدتان وظيفيتان. أحدهما هو الكتلة (الوحدة: كجم)، والآخر هو الطاقة الكهربائية (الوحدة: كيلوواط ساعة). إذا اعتمدنا الطاقة كوحدة، فسيتم تعريف هذه الطاقة على أنها إجمالي الطاقة التي يوفرها نظام البطارية في دورة حياتها. يتم حساب الطاقة الإجمالية بضرب أوقات الدورات وطاقة كل دورة.

جودة البيانات

في دراسة LCA، تؤثر جودة البيانات على نتيجة LCA. ولذلك ينبغي علينا تقديم بيان وتفسير للبيانات التي اعتمدناها خلال الدراسة.

تقييم المخزون

جرد دورة الحياة (LCI) هو أساس LCA. نحن بحاجة إلى تحديد الموارد اللازمة لدورة حياة المنتجات، واستهلاك الطاقة، والانبعاثات. تشمل الموارد هنا التعدين والمعالجة وبيع المنتجات والاستخدام والنقل والتخزين والتخريد وإعادة التدوير، ودورة الحياة بأكملها. تشمل الطاقة استهلاك الكهرباء والكيمياء والطاقة الشمسية. تشمل الانبعاثات التلوث والحرارة والإشعاع.

(1) إنشاء نموذج نظام منتج يعتمد على حدود النظام المحددة في الهدف والنطاق.

(2) جمع البيانات ذات الصلة، مثل المواد في كل إجراء، واستهلاك الطاقة، والنقل، والانبعاثات، وقاعدة البيانات الأولية.

(3) حساب الانبعاثات وفقا لوحدة الوظيفة.

تقييم التأثير

يتم إجراء تقييم تأثير دورة الحياة (LCIA) بناءً على تحليل المخزون. يتضمن LCIA فئات التأثير، والمعلمة، ونموذج التوصيف، وتصنيف النتائج، وحساب معلمة الفئة (التوصيف والتوحيد).

تشمل فئات تقييم تأثير LCA ما يلي:

• القيمة المحتملة لاستهلاك الموارد غير الحيوية والقيمة المحتملة لاستهلاك الوقود الأحفوري. يرتبط استهلاك الموارد غير الحيوية بتنقية الخام في مدخلات النظام. الوحدة كجم Sb مكافئ. يرتبط الاستهلاك غير الحيوي للوقود الأحفوري بالقيمة الحرارية. الوحدة هي MJ.
• قيمة الاحتباس الحراري. قامت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) بتطوير نموذج مميز لحساب العوامل المميزة. تمثل العوامل المميزة إمكانية الاحتباس الحراري لمدة 100 عام. الوحدة هي كجم CO₂مكافئ.
• القيمة المحتملة لاستنفاد مجال الأوزون. تم تطوير هذا النموذج من قبل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية. وهو يحدد إمكانية استنفاد الأوزون للغازات المختلفة. الوحدة هي كجم مكافئ CFC-11.
• الأوزون الكيميائي الضوئي. الوحدة كجم ج₂H₂مكافئ.
• تحمض. إنه يمثل إمكانات الانبعاثات عن طريق قياس ثاني أكسيد الكبريت₂لكل كيلوغرام من الانبعاثات. الوحدة كجم SO₂مكافئ.
• التخثث. الوحدة هي كجم PO₄مكافئ.
• تفسير
• التفسير هو المرحلة الأخيرة من LCA. من خلال الجمع بين الهدف والنطاق، وتحليل المخزون وتقييم التأثير، يمكننا إجراء تقييم شامل للمنتج، ومعرفة القياس لتحسين الإنتاج أو انبعاث دورة الحياة. على سبيل المثال، يمكننا تعزيز إنتاج المواد الخام، وتغيير اختيار المواد الخام، وتعزيز معالجة المنتجات، وتغيير نوع الطاقة، وتحسين معدات إعادة التدوير، وما إلى ذلك.

خاتمة

• هناك أنواع كثيرة جدًا من البيانات المتضمنة في LCA. سيكون لجودة البيانات وسلامتها تأثير كبير على النتيجة. إذا تمكنا من إنشاء منصة لتتبع البيانات، حيث يمكننا الحصول على المخزون مثل المكونات الرئيسية والإنتاج، وتشكيل قاعدة بيانات أساسية لإعادة التدوير، فسوف يقلل ذلك بشكل كبير من صعوبة شهادة البصمة الكربونية.
• لتقليل انبعاث الكربون، هناك إجراءات على النحو التالي: 1. ابتكار نظام مواد البطارية لتعزيز كثافة الطاقة وعمر الدورة. وهذا سوف يقلل من انبعاث الكربون. 2. بالمقارنة مع بطارية أيون الليثيوم، فإن بطارية أيون الصوديوم لها تأثير أقل على البيئة. 3. البطارية الصلبة لديها انبعاث كربون أقل من بطارية الليثيوم أيون أثناء الإنتاج. 4. يمكن أن تؤدي إعادة تدوير المواد وإعادة إنتاجها أيضًا إلى تحسين التلوث وتقليل انبعاثات الكربون.