Оценка жизненного цикла в управлении отходами (стр. 3 )

Рис. 2.4. Границы ОЖЦ в управлении отходами [52]

Для повышения прозрачности ОЖЦ и облегчения установления границ продукционной системы принято рассматривать систему жизненного цикла отходов как состоящую из 2 частей. Сама система управления отходами рассматривается в качестве системы «переднего плана», а все процессы, имеющие отношение к этой системе включаются в так называемую систему «заднего плана», что обеспечивает получение полной картины жизненного цикла. В системе «переднего плана» учитываются все виды деятельности самой системы управления отходами, включая сбор, транспортировку, сортировку, сжигание, переработку, полигонное захоронение, компостирование и др. Потребление ресурсов и эмиссии, сопровождающие процессы системы «переднего плана» называются прямыми воздействиями. Все остальные процессы, не связанные напрямую с системой управления отходами относятся к системе «заднего плана». Так, например, транспортировка переработанного материала от мусоросортировочного комплекса на предприятие по его использованию будет относиться к процессам системы «заднего плана». Потребление ресурсов и эмиссии, производящиеся процессами системы «заднего плана» называются косвенными воздействиями. Количество ресурсов и эмиссий, которые сохраняются за счет использования отходов относятся к предотвращенному воздействию или «кредитам». Полное воздействие рассчитывается как: прямое воздействие + косвенное воздействие – предотвращенное воздействие = общее воздействие [54]. Таким образом, результаты оценки воздействия могут получиться отрицательными.

Определение функциональной единицы. Функциональная единица (functional unit) ‒ количественно выраженная результативность системы жизненного цикла продукции, используемая в качестве единицы сравнения [57]. Поскольку ОЖЦ разрабатывалась изначально как средство оценки экологичности продукции, сложностей с определением функциональной единицы не возникало. Для исследований продукции функциональной единицей является установленное количество данного продукта. Выбор функциональной единицы для систем управления отходами более проблематичен и связано это с несколькими аспектами. Во – первых, система управления отходами, часто выполняет не одну функцию. Интегрированная система, например, может наряду с удалением отходов являться производителем электроэнергии, тепла или вторичного сырья, в зависимости от вида утилизируемых отходов и используемых технологий. Тем не менее, основной функцией любой системы управления отходами остается удаление отходов, производимых в конкретной географической точке в соответствии с требованиями и нуждами общества. Поэтому основной функциональной единицей при проведении ОЖЦ системы управления отходами является определенное количество отходов определенного состава на конкретной территории [43]. Наиболее часто функциональной единицей служит 1 тонна отходов. Этот подход к выбору функциональной единицы обладает одним недостатком: на состав и количество отходов может оказать существенное влияние тип и организация самой системы управления отходами и, в частности, предусмотренные мероприятия по предотвращению и снижению образования отходов, что особенно важно при оценке альтернативных сценариев [54]. Построение динамичной модели системы управления отходами может стать решением этой проблемы, однако, подобные методологические исследования еще не проводились. В качестве функциональной единицы может быть выбрано любое количество отходов. Таким образом, для каждого исследования по ОЖЦ систем управления отходами должно быть четко определено: количество и состав отходов; регион и период времени, в течение которого состав отходов не меняется [54].

Распределение воздействий. Введение дополнительных функциональных единиц поднимает вопрос о распределении рассчитанных воздействий по рассматриваемым функциональным единицам для того, чтобы обеспечить сравнимость различных систем и продукции. Распределения можно избежать за счет расширения продукционной системы
с включением всех процессов для всех функций, но это ведет к усложнению системы и трудоемко для применения. Дополнительными функциями интегрированных систем управления отходами, как было сказано, может быть производство электроэнергии, тепла и вторичного сырья (пластика, металла, бумаги). В случае с производством электроэнергии получаемый результат идентичен результату с использованием природных ресурсов, то есть отходы полностью заменяют первичное сырье. Проблема распределения здесь решается за счет введения «кредитов» за ресурсы, материалы, эмиссии, которые удалось сохранить в результате использования отходов. Основная идея этого подхода заключается в том, что отходы как источник энергии, сокращают расход первичных ресурсов для производства этой же энергии и тем самым предотвращают образование эмиссии, сопровождающих этот процесс. Распределение воздействий для учета полученного из отходов вторичного сырья основано на таком же подходе. В случаях, когда вторичное сырье используется как равноценная замена первичного, то есть при производстве той же продукции, отходы, которой были переработаны, сохраненное количество ресурсов и предотвращенное количество выбросов, сбросов загрязняющих веществ, образующихся в результате всех производственных процессов по получению продукции на основе исходного сырья, включаются в анализ жизненного цикла исследуемой системы в виде предотвращенного воздействия. В случаях, когда качество и другие объективные причины не позволяют использовать вторичное сырье в производстве исходной продукции, данный материал может находить применение в других производственных сферах. В зависимости от вида заменяемого материала величина предотвращенного воздействия на окружающую среду может различаться. При проведении ОЖЦ здесь необходимо решить, включать ли все варианты использования переработанного материала, или же сделать упор на одно наиболее важное применение, или же сфокусироваться на выборе нескольких наиболее значимых способов [43]. В большинстве анализов по ОЖЦ для не допущения усложнения продукционной системы выбирается один вариант использования вторичного сырья, что обеспечивает сравнимость результатов оценки различных исследований. Зачастую включить все возможные варианты с применением сырья из отходов в оценку практически неосуществимо.

Временной аспект. При оценке жизненного цикла систем управления отходами также сложно определить временные границы продукционной системы. В первую очередь, это касается полигонов захоронения отходов, которые являются обязательным элементом любой схемы утилизации отходов. Все процессы обращения с отходами сопровождаются
образованием неутилизируемых остатков, единственным способом удаления которых является захоронение на полигонах. Например, при сжигании отходов образуются зола и шлаки, а при сортировке – некондиционные фракции. Полигоны продолжают оставаться источниками эмиссий в окружающую среду очень длительное время, пока идет разложение полигонного материала. Рассчитать точную продолжительность процессов в теле полигона, являющихся причиной эмиссий очень сложно. Поэтому при проведении ОЖЦ можно либо лишь субъективно не учитывать эмиссии после определенного периода времени, или рассматривать полигон, как абсолютно стабилизировавшуюся систему после прошествия рассчитанных условных лет, не включая в расчеты все эмиссии до окончательной ассимиляции в окружающей среде полигонного материала [43].

Углеродный баланс. Следующим вопросом, относящимся к ОЖЦ систем управления отходами является учет углеродного баланса, а именно выбросов углекислого газа, относящихся к биогенным источникам. Данный вопрос приобрел за последние годы очень важное значение в связи с повышением внимания мировой общественности к проблемам изменения климата и принятием Киотского протокола. Спорным моментом здесь является, решение вопроса, вносит ли вклад в изменение климата CO2 биогенных источников. Биогенные материалы (например древесина) – это неисчерпаемый источник энергии, который во время своего роста поглощает то количество углекислого газа, который и выделяется при сжигании или разложении биомассы [43]. Или же можно допустить, что биотические ресурсы, например то же дерево, достигая определенного возраста погибает и медленно разлагается в окружающей среде, выделяя углекислый газ. Поскольку ОЖЦ систем управления отходами исключает все процессы, связанные с производством продукции и образованием отходов, количество поглощенного СO2 растущей биомассой не учитывается. Поэтому считается, что СO2 биогенных источников оказывает нулевое воздействие, является нейтральным. Но вместе с тем, это допущение вызывает ряд серьезных последствий, оказывающих значимое влияние на результаты ОЖЦ [53], искажая их или усложняя проведение оценки. Например, рассмотрим, как учитывается выделение углекислого газа при сжигании отходов и их захоронении. При сжигании биотических ресурсов практически 100 % углерода выделяется в виде углекислого газа. В инвентаризации выбросов это количество СO2 , как было сказано выше, не учитывается. При захоронении отходов около 70 % биологического материала разлагается и в течение короткого периода времени углерод выбрасывается в виде СO2 и СН4. При этом выбросы СO2 не учитываются, а СН4 участвует в дальнейших расчетах оказываемого воздействия. Для снижения влияния этого момента на результаты допускается, что потенциал глобального потепления СН4, соответствующий эквивалентному количеству СO2, необходимо вычесть из общего потенциала глобального потепления полигона отходов [53], считается, что 30 % углерода остается в теле полигона. Количество углерода, остающееся в теле полигона, является связанным углеродом, и учет его положительного действия возможен только за счет введения «отрицательных эмиссии» [43]. В методологической литературе предлагается несколько вариантов решения этой проблемы. Первый вариант, включить в инвентаризацию подробное моделирование процессов, в которых происходит поглощение углекислого газа. Поэтому общий баланс газа уже включает количество потребленного газа и источник его происхождения (биотический, абиотический) не имеет значения. Этот подход является правильным и позволяет избежать ошибок, но отличается трудоемкостью. Второй более простой подход – это учет отрицательных выбросов углекислого газа в качестве связанного углерода [53].