Baggrund

Livscyklusvurdering (LCA) er et værktøj til at måle forbruget af energikilde og miljøpåvirkningen af ​​et produkt, et produktionshåndværk. Værktøjet vil måle fra råvareindsamling til produktion, transport, brug og i sidste ende til endelig bortskaffelse. LCA er grundlagt siden 1970'erne.

l Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) definerer SETAC som en metode til at vurdere, hvordan produkter, produktion og handlinger påvirker miljøet ved at evaluere råvareforbrug, energiforbrug og affaldsfrigivelse.

l I 1997 udstedte ISO ISO 14000-serien og definerede LCA som kompilering og evaluering af input, output og de potentielle miljøpåvirkninger af et produktsystem gennem dets livscyklus. Miljøpåvirkningen omfatter ressourceforbrug, menneskers sundhed og økologi. ISO 14040 definerer princippet og rammerne, og ISO 14044 definerer krav og vejledning.

LCA-evaluering indeholder 4 faser:

1) mål og omfang. Det handler om formålet med forskning, systemets grænser, hvilken enhed der er valgt at bruge, og kravet til data.

2) Lageranalyse. Dette involverer dataindsamling og bortskaffelse.

3) Konsekvensanalyse. Dette er for at analysere de elementer, der påvirker miljøet.

4) Fortolkning. Dette er for at afslutte vurderingen og analysere resultatet.

Mål og omfang

Målet med studiet

Målet med studiet er udgangspunktet for LCA. Dette er for bedre at kunne evaluere et systems ydeevne, og det hjælper også med at bevise, at et system er miljøvenligt, så man kan ansøge om grøn certificering.

Systemgrænser

Systemgrænser bør indeholde følgende livscyklusfaser og relevant procedure (nedenfor er systemgrænserne for batteriproduktet)

Dette er såkaldt vugge-til-grav. Vugge betyder starten, som refererer til opnåelse af råvarer. Grav betyder slutningen, som henviser til skrotning og genbrug.

Funktionsenhed

Funktionsenhed er standarden for beregning af input og output i løbet af et systems levetid. Normalt er der to funktionsenheder. Den ene er masse (enhed: kg), den anden er elektrisk energi (enhed: kWh). Hvis vi bruger energi som enhed, så er denne energi defineret som den samlede energi, som et batterisystem leverer i dets livscyklus. Den samlede energi beregnes ved at gange cyklustider og energien for hver cyklus.

Datakvalitet

I en LCA-undersøgelse har kvaliteten af ​​data indflydelse på resultatet af LCA. Derfor bør vi give en redegørelse og forklaring til de data, vi har vedtaget under undersøgelsen.

Beholdningsvurdering

Life Cycle Inventory (LCI) er grundlaget for LCA. Vi er nødt til at kvantificere de nødvendige ressourcer til produkternes livscyklus, forbruget af energi og emissionen. Ressourcer her omfatter minedrift, forarbejdning, salg af produkter, brug, transport, opbevaring, skrotning og genbrug, hele livscyklussen. Energien omfatter forbrug af el, kemi og solenergi. Emission omfatter forurening, varme og stråling.

(1) Etabler en produktsystemmodel baseret på systemgrænser, der er defineret i mål og omfang.

(2) Indsaml relevante data, såsom materiale i hver procedure, energiforbrug, transport, emission og upstream-databasen.

(3) Beregn emission i henhold til funktionsenhed.

Konsekvensanalyse

Livscykluspåvirkningsvurdering (LCIA) udføres baseret på opgørelsesanalyse. LCIA inkluderer påvirkningskategorier, parameter, karakteriser model, resultatkategorisering, kategoriparameterberegning (karakteriser og standardiser).

LCA-konsekvensvurderingskategorier omfatter:

• Potentielle værdi for forbrug af abiotiske ressourcer og potentiale for forbrug af fossile brændstoffer. Forbruget af abiotiske ressourcer er relevant for malmforædling i et systeminput. Enheden er kg Sb eq. Det abiotiske forbrug af fossilt brændsel er relateret til varmeværdien. Enheden er MJ.
• Global opvarmningsværdi. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) udviklede en karakteriseret model til at beregne karakteriserede faktorer. De karakteriserede faktorer repræsenterer globalt opvarmningspotentiale i 100 år. Enheden er kg CO₂lign.
• Ozonkuglens udtømningspotentiale værdi. Denne model er udviklet af Global Meteorological Organisation. Det definerer potentialet for ozonnedbrydning af forskellige gasser. Enheden er kg CFC-11 ækv.
• Fotokemisk ozon. Enheden er kg C₂H₂lign.
• Forsuring. Det repræsenterer emissionspotentiale ved at måle SO₂af hvert kilogram emission. Enheden er kg SO₂lign.
• Eutrofiering. Enheden er kg PO₄lign.
• Fortolkning
• Tolkning er den sidste fase af LCA. Ved at kombinere mål og omfang, lageranalyse og konsekvensanalyse kan vi få en omfattende evaluering af et produkt og finde ud af målingen for at forbedre produktionen eller livscyklusemissionen. Vi kan fx fremme råvareproduktion, ændre råvarevalg, fremme produktforarbejdning, ændre energitype, optimere genbrugsudstyr mv.

Konklusion

• Der er for mange slags data involveret i LCA. Kvaliteten og integriteten af ​​data vil have stor indflydelse på resultatet. Hvis vi kan opbygge en datasporingsplatform, hvor vi kan få fat i lager som nøglekomponenter og produktion, og danne en grundlæggende database for genbrug, vil det i høj grad mindske vanskeligheden ved certificering af CO2-fodaftryk.
• For at mindske kulstofemissionen er der følgende foranstaltninger: 1. Forny batterimaterialesystem for at forbedre energitætheden og cykluslevetiden. Dette vil reducere kulstofemissionen. 2. Sammenlignet med lithium-ion-batterier har natrium-ion-batteri mindre indflydelse på miljøet. 3. Solid batteri har lavere kulstofemission end lithium-ion batteri under produktion. 4. Genbrug af materialer og genproduktion kan også forbedre forureningen og sænke kulstofemissionen.