Čištění odpadních vod, sanace kontaminovaných půd z pohledu metody LCA. Vladimír Kočí VŠCHT Praha

Transkript

1 Čištění odpadních vod, sanace kontaminovaných půd z pohledu metody LCA Vladimír Kočí VŠCHT Praha

2 Hodnocení environmentálních dopadů - zastaralý přístup Suroviny Zpracování Výroba Spotřeba Odstranění 2

3 Hodnocení environmentálních dopadů - moderní přístup Suroviny Zpracování Výroba Spotřeba Odstranění 3

4 Fáze LCA ČSN EN ISO a Definice cílů a rozsahu Inventarizační analýza Interpretace Hodnocení dopadů 4

5 Definice cílů a rozsahu Co s čím porovnáváme - za jakým účelem - pro koho jsou výsledky určeny Funkce funkční jednotka referenční tok výrobky (např. barvy Primalex); konečná potřeba (např. překrytí 20 m 2 zdi po dobu 10 let); konkrétní služba (např. odstranění odpadu, vyčištění kontaminace na požadovaný limit) Hranice systému časové, geografické, technologické Omezení platnosti studie Metodiky hodnocení environmentálních dopadů 5

6 Inventarizace Inventarizační analýza Vytvoření modelu produktového systému Identifikace všech zúčastněných procesů Identifikace elementárních toků (intervencí do prostředí, např. emisí škodlivých látek) Sběr dat z provozů Maticové výpočty vyčíslení hodnot množství elementárních toků ve vztahu k referenčnímu toku 6

7 Charakterizace Hodnocení dopadů Výstupy z inventarizace CO 2 N 2 O CH 4 CFC NO x Atd. Klasifikace Globální oteplování Ozónová díra Acidifikace Atd. Charakterizace CO 2 -eq. g CFC mol H + Atd. Případně normalizace, eventuelně vážení 7

8 Normalizace Hodnocení dopadů Normalizace výsledků indikátorů kategorií dopadu Sečtení výsledků indikátorů různých kategorií dopadu Acidifikace, Eutrofizace Umožňuje porovnávat dané systémy s ohledem na veškeré jejich environmentální dopady (nikoli jen například na globální oteplování) 8

9 LCA - Summa Summarum Inventarizace od kolébky do hrobu Vstupy a výstupy vztaženy k funkci produktu Vyjádřeno jako kategorie dopadu 9

10 ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD 10

11 Výstupy charakterizačního modelu CML 2001 Výsledek indikátoru kategorie dopadu Abiotické suroviny (ADP) [kg Sb- eq] Acidifikace (AP) [kg SO 2 - eq] Eutrofizace (EP) [kg PO eq] Ekotoxicita sladkovodní (FAETP inf.) [kg DCBeq] Globální oteplování (GWP 100) [kg CO 2 - eq] Humánní toxicita (HTP inf.) [kg DCB- eq] Úbytek stratosférického ozónu (ODP inf.) [kg CFC11- eq] Tvorba fotooxidantů (POCP) [kg C 2 H 4 - eq] Ekotoxicita terestrická (TETP inf.) [kg DCB- eq] Pozn.: * Hodnota je korigovaná o vstupy CO 2 -eq Odpadní voda Provoz ČOV Vyčištěná voda * ,

12 Normalizované výsledky indikátorů kategorií dopadu metodiky LCIA CML Normalizace byla provedena pro Evropu 25+3 Výsledek indikátoru kategorie dopadu Odpadní voda Provoz ČOV Vyčištěná voda Abiotické suroviny (ADP) 0 2,17E-07 0 Acidifikace (AP) 0 9,86E-07 0 Eutrofizace (EP) 5,75E-06 1,31E-08 3,62E-07 Ekotoxicita sladkovodní (FAETP inf.) 0 1,76E-09 6,27E-09 Globální oteplování (GWP 100) 0 1,36E-07 * 0 Humánní toxicita (HTP inf.) 0 6,16E-09 2,64E-10 Úbytek stratosférického ozónu (ODP inf.) 0 1,19E-08 0 Tvorba fotooxidantů (POCP) 0 3,07E-07 0 Ekotoxicita terestrická (TETP inf.) 0 1,41E-08 1,50E-08 Suma normalizovaných výsledků 5,75E-06 1,69E-06 3,84E-07 % původních environmentálních dopadů Účinnost snížení dopadů se započtením provozu ČOV 64 % Pozn.: * Hodnota je korigovaná o vstupy CO 2 -eq 12

13 Srovnání účinnosti jiných ČOV Kralupy Kamenný Most Stochov nad Vltavou CML ,96 52,13 73,14 Účinnost čistícího procesu [ %] Kamenný Most Stochov Kralupy nad Vltavou P celk. 95,62 85,74 93,72 N celk. 61,25 86,45 78,52 N-NH4 88,68 99,11 80,70 N-anorg. 61,19 83,44 73,59 CHSK 96,89 96,45 91,80 BSK5 98,97 98,93 97,46 NL 97,64 98,26 97,97 průměr 85,75 92,62 87,68 Účinnost odstraňování sledovaných parametrů [%] 13

14 ODSTRAŇOVÁNÍ KONTAMINACE 14

15 Normalizovaný výsledkek midpointového indikátoru kategorie dopadu, CML 2001 Scénář - srovnání environmentální zátěže kontaminované lokality a provozu dekontaminace pro zemědělsky využívanou půdu 7,28E-12 3,64E-12 1,82E-12 9,09E-13 4,55E-13 2,27E-13 1,14E-13 5,68E-14 2,84E-14 1,42E-14 7,11E-15 3,55E-15 1,78E-15 8,88E-16 4,44E-16 Suroviny Acidifikace Eutrofizace Sladkovodní ekotoxicita Globální oteplování Humánní toxicita Ozónová díra Vznik fotooxidantů Půdní ekotoxicita Suma dopadů - dekontaminace Sladkovodní ekotoxicita - kontaminace Humánní toxicita - kontaminace Půdní ekotoxicita - kontaminace Suma dopadů - kontaminace 2,22E-16 1,11E-16 5,55E-17 0,11 MJ + 0,0023 kg 0,55 MJ + 0,0115 kg 1,1 MJ + 0,023 kg 2,2 MJ + 0,46 kg 11 MJ + 0,23 kg 15

16 Normalizovaný výsledek midpointového indikátoru kategorie dopadu, CML 2001 Scénář 2 - srovnání environmentální zátěže kontaminované lokality a provozu dekontaminace pro průmyslovou půdu 7,28E-12 3,64E-12 1,82E-12 9,09E-13 4,55E-13 2,27E-13 1,14E-13 5,68E-14 2,84E-14 1,42E-14 7,11E-15 3,55E-15 1,78E-15 8,88E-16 4,44E-16 Suroviny Acidifikace Eutrofizace Sladkovodní ekotoxicita Globální oteplování Humánní toxicita Ozónová díra Vznik fotooxidantů Půdní ekotoxicita Suma dopadů - dekontaminace Sladkovodní ekotoxicita - kontaminace Humánní toxicita - kontaminace Půdní ekotoxicita - kontaminace Suma dopadů - kontaminace 2,22E-16 1,11E-16 5,55E-17 0,11 MJ + 0,0023 kg 0,55 MJ + 0,0115 kg 1,1 MJ + 0,023 kg 2,2 MJ + 0,46 kg 11 MJ + 0,23 kg 16

17 MOŽNOSTI APLIKACE LCA V ODPADOVÉM HOSPODÁŘSTVÍ 17

18 Funkce odstranění odpadu Integrovaný systém OH Hlavní technologie skládka, spalovna, MBÚ Koncept IS OH IS se zvolenou hlavní technologií plus sběr, třídění a svoz odpadu 18

19 Globální oteplování 20/20 vs.30/ CML Dec. 07, Global Warming Potential (GWP 100 years) [kg CO2-Equiv.] MBU aer 5 MBU mnz 5 MBU spolsp 5 SKL 5 SKL KG 5 SPA 5 SPA Pop 19

20 Koncepty IS suma normalizovaných výsledků indikátorů kategorií dopadu 1,50E-07 1,00E-07 5,00E-08 0,00E+00-5,00E-08-2,89E-08 8,99E-08-5,79E-08 3 Suma normalizovaných výsledků indikátorů kategorií dopadu CML 4 Suma normalizovaných výsledků indikátorů kategorií dopadu CML 5 Suma normalizovaných výsledků indikátorů kategorií dopadu CML -4,18E-08-1,00E-07-1,20E-07-1,04E-07-1,50E-07-1,68E-07-2,00E-07 MBU aer MBU mnz MBU spolsp SKL SKL KG SPA SPA Pop 20

21 5 MBU aer T0 5 MBU aer -50% 5 MBU aer -25% 5 MBU aer 5 MBU aer +25% 5 MBU aer +50% 5 MBU mnz T0 5 MBU mnz T-50% 5 MBU mnz T-25% 5 MBU mnz 5 MBU mnz T+25% 5 MBU mnz T+50% 5 MBU spolsp T0 5 MBU spolsp T-50% 5 MBU spolsp T-25% 5 MBU spolsp 5 MBU spolsp T+25% 5 MBU spolsp T+50% 5 SKL T0 5 SKL T-50% 5 SKL T-25% 5 SKL 5 SKL T+25% 5 SKL T+50% 5 SKL KG T0 5 SKL KG T-50% 5 SKL KG T-25% 5 SKL KG 5 SKL KG T+25% 5 SKL KG T+50% 5 SPA T0 5 SPA T-50% 5 SPA T-25% 5 SPA 5 SPA T+25% 5 SPA T+50% 5 SPA Pop T0 5 SPA Pop T-50% 5 SPA Pop T-25% 5 SPA Pop 5 SPA Pop T+25% 5 SPA Pop T+50% Vliv scénářů dopravy 1,50E-07 1,00E-07 Suma normalizovaných výsledků indikátorů kategorií dopadu CML (bez toxicit) 5,00E-08 0,00E+00-5,00E-08-1,00E-07-1,50E-07-2,00E-07 21

22 % Spalování(pl,m,b) Spalování (pl,m) Spalování (pl,g,m,b) Spalování (pl,g,m) Spalování (pl,g,b) Spalování (pl,g) Spalování (pl,b) Spalování (pl) Spalování (p,pl,m,b) Spalování (p,pl,m) Spalování (p,pl,g,m,b) Spalování (p,pl,g,m) Spalování (p,pl,g,b) Spalování (p,pl,g) Spalování (p,pl,b) Spalování (p,pl) Spalování (p,m,b) Spalování (p,m) Spalování (p,g,m,b) Spalování (p,g,m) Spalování (p,g,b) Spalování (p,g) Spalování (p,b) Spalování (p) Spalování (m,b) Spalování (m) Spalování (g,m,b) Spalování (g,m) Spalování (g,b) Spalování (g) Spalování (b) Spalování (0) Výsledky optimalizace koncept spalovna 22

23 Ohnisko pro hodnocení metodou LCA Nalézt nástroj hodnocení environmentálního benefitu provozu technologií. Identifikovat možné případy přenášení problému z místa na místo. Nalézt nástroj hodnocení účinnosti provozu nejen s ohledem na koncentrace vypouštěných látek. Ekonomika Životní prostředí Společnost 23

24 Různé technologie různý monitoring Různé technologie jsou monitorovány co se vstupů a výstupů týče různě některé látky jsou monitorovány pouze u některých technologií Různé legislativní požadavky různá praxe => obtížné modelování za účelem srovnání 24

25 Závěr Ne každý technologický zásah představuje přínos pro životní prostředí a lidské zdraví a to i v případě, že došlo k výraznému snížení množství kontaminantů. Energetická a palivová náročnost může představovat významné kritérium pro volbu technologického postupu či logistického uspořádání (emise uvolněné během provozu). LCA ukazuje cestu jak analyzovat problém dopadů lidských aktivit na životní prostředí a umožňuje porovnávat různé varianty. 25