배경

수명주기 평가(LCA)는 에너지원 소비와 제품, 생산 선박의 환경 영향을 측정하는 도구입니다. 이 도구는 원자재 수집부터 생산, 운송, 사용, 최종 폐기까지 측정합니다. LCA는 1970년대부터 설립되었습니다.

l 환경독성화학학회(SETAC)는 SETAC을 원자재 사용, 에너지 소비 및 폐기물 방출을 평가하여 제품, 생산 및 활동이 환경에 미치는 영향을 평가하는 방법으로 정의합니다.

l 1997년 ISO는 ISO 14000 시리즈를 발행하고 LCA를 수명주기 전반에 걸쳐 제품 시스템의 입력, 출력 및 잠재적인 환경 영향을 편집하고 평가하는 것으로 정의했습니다. 환경에 미치는 영향에는 자원 사용, 인간 건강 및 생태가 포함됩니다. ISO 14040은 원칙과 프레임워크를 정의하고 ISO 14044는 요구 사항과 지침을 정의합니다.

LCA 평가에는 4단계가 포함됩니다.

1) 목표와 범위. 이는 연구 목적, 시스템 경계, 사용하기 위해 선택한 단위 및 데이터 요구 사항에 관한 것입니다.

2) 재고 분석. 여기에는 데이터 수집 및 폐기가 포함됩니다.

3) 영향 평가. 환경에 영향을 미치는 요소를 분석하는 것입니다.

4) 해석. 이는 평가를 마무리하고 결과를 분석하는 것입니다.

목표와 범위

학습 목표

공부의 목표는 LCA의 출발점이다. 이는 시스템의 성능을 보다 잘 평가하기 위함이며, 시스템의 친환경성을 입증하여 녹색인증을 신청하는데도 도움이 됩니다.

시스템 경계

시스템 경계에는 다음과 같은 수명 주기 단계 및 관련 절차가 포함되어야 합니다. (아래는 배터리 제품의 시스템 경계입니다.)

이것을 요람에서 무덤까지라고 합니다. 요람은 시작, 즉 원료를 얻는 것을 의미합니다. 무덤은 끝이라는 뜻으로 폐기, 재활용을 뜻합니다.

기능 단위

함수 단위는 시스템의 수명 주기 동안의 입력과 출력을 계산하는 기준입니다. 일반적으로 두 가지 기능 유닛이 있습니다. 하나는 질량(단위:kg)이고, 다른 하나는 전기에너지(단위:kWh)입니다. 에너지를 단위로 채택하면 이 에너지는 배터리 시스템이 수명 주기 동안 제공하는 총 에너지로 정의됩니다. 총 에너지는 사이클 시간과 각 사이클의 에너지를 곱하여 계산됩니다.

데이터 품질

LCA 연구에서는 데이터 품질이 LCA 결과에 영향을 미칩니다. 그러므로 우리는 연구 중에 채택한 데이터에 대한 진술과 설명을 제공해야 합니다.

재고 평가

LCI(Life Cycle Inventory)는 LCA의 기반입니다. 제품의 수명주기, 에너지 소비, 배출에 필요한 자원을 정량화해야 합니다. 여기에 있는 리소스에는 채굴, 가공, 제품 판매, 사용, 운송, 보관, 폐기 및 재활용 등 전체 수명주기가 포함됩니다. 에너지에는 전기, 화학 및 태양 에너지 소비가 포함됩니다. 배출에는 오염, 열 및 방사선이 포함됩니다.

(1) 목표와 범위에서 정의된 시스템 경계를 기반으로 제품 시스템 모델을 수립합니다.

(2) 각 절차의 자재, 에너지 소비, 운송, 배출 및 업스트림 데이터베이스와 같은 관련 데이터를 수집합니다.

(3) 기능단위에 따라 방출량을 계산한다.

영향 평가

전과정영향평가(LCIA)는 인벤토리 분석을 기반으로 수행됩니다. LCIA에는 영향 범주, 매개변수, 모델 특성화, 결과 분류, 범주 매개변수 계산(특성화 및 표준화)이 포함됩니다.

LCA 영향 평가 범주는 다음과 같습니다.

• 비생물적 자원 소비 잠재 가치와 화석 연료 소비 잠재 가치. 비생물적 자원의 소비는 시스템 투입의 광석 정제와 관련이 있습니다. 단위는 kg Sb eq입니다. 화석 연료의 비생물적 소비는 열가치와 관련이 있습니다. 단위는 MJ입니다.
• 지구 온난화 가치. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)는 특성화된 요인을 계산하기 위해 특성화된 모델을 개발했습니다. 특성화된 요인은 100년 동안의 지구 온난화 가능성을 나타냅니다. 단위는 kgCO입니다.₂방정식.
• 오존권 고갈 잠재값. 이 모델은 Global Meteorological Organization에서 개발되었습니다. 이는 다양한 가스의 오존층 파괴 가능성을 정의합니다. 단위는 kg CFC-11 eq입니다.
• 광화학 오존. 단위는 kg·C입니다.₂H₂방정식.
• 산성화. SO를 측정하여 방출 전위를 나타냅니다.₂각 킬로그램의 배출. 단위는 kg SO입니다.₂방정식.
• 부영양화. 단위는 kg PO입니다.₄방정식.
• 해석
• 해석은 LCA의 마지막 단계입니다. 목표와 범위, 재고 분석 및 영향 평가를 결합하여 제품에 대한 종합적인 평가를 실시하고 생산 또는 전과정 배출을 개선하기 위한 측정 방법을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 원자재 생산 촉진, 원자재 선택 변경, 제품 가공 촉진, 에너지 유형 변경, 재활용 장비 최적화 등을 수행할 수 있습니다.

결론

• LCA에는 너무 많은 종류의 데이터가 포함되어 있습니다. 데이터의 품질과 무결성은 결과에 큰 영향을 미칩니다. 핵심 부품, 생산품 등 재고를 파악하고 재활용에 대한 기본 데이터베이스를 구축할 수 있는 데이터 추적 플랫폼을 구축할 수 있다면 탄소발자국 인증의 난이도가 크게 낮아질 것입니다.
• 탄소 배출을 줄이기 위해 다음과 같은 조치가 있습니다. 1. 배터리 소재 시스템을 혁신하여 에너지 밀도와 사이클 수명을 향상시킵니다. 그러면 탄소 배출이 줄어들 것입니다. 2. 나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리에 비해 환경에 미치는 영향이 적습니다. 3. 고체 배터리는 생산 과정에서 리튬 이온 배터리보다 탄소 배출량이 적습니다. 4. 재료를 재활용하고 재생산하면 오염을 개선하고 탄소 배출을 줄일 수도 있습니다.