Життєвий цикл продукту та оцінювання енергетичних витрат

Abstract

Життєвий цикл розглядає кожен продукт чи сервісну систему в межах поняття "від колиски до могили". Метод оцінки життєвого циклу продукту є одним з сучасних підходів оцінки тиску на природу. При виконанні оцінки життєвого циклу враховують всі вхідні та вихідні потоки. Потоки зазвичай групують на матеріальні та енергетичні потоки. Матеріальні потоки – це витрата сировини на різних етапах життєвого циклу продукту. Енергетичні потоки – це витрати енергоресурсів на різних стадіях життєвого циклу чи оцінка вхідних та вихідних потоків в енергетичних одиницях. Виявлення та оцінка енергетичних потоків є невід’ємною частиною методів оцінки впливу життєвого циклу. Найбільші витрати енергетичних ресурсів протягом життєвого циклу відбуваються на етапі виробництва продукту. Тому ми пропонуємо оцінювати енергетичні потоки саме на етапі виготовлення продукту. При аналізі потоків вони поділяються на найменші одиничні потоки. Для інвентаризації одиничних енергетичних потоків пропонуємо використати так звану повну енергоємність продукту. Повна енергоємність продукту враховує витрати енергоносіїв, які були використані при видобутку сировини та виготовленні продукту, враховує енергоємність основних виробничих фондів, енергоємність відтворення робочої сили під час виробництва продукту, а також енергоємність заходів, які пов’язані з охороною навколишнього середовища в процесі виробництва. Для оцінки енергоємності охорони навколишнього середовища, енергоресурсів та вихідної продукції, сировини і матеріалів запропоновано три відповідних безрозмірних індексних показника. На основі вище наведених індексних показників розраховуємо узагальнений індекс енергоємності продукції як узагальнену функцію бажаності Гарінгтона. Отримане значення індексу енергоємності продукції за допомогою функції бажаності Гарінгтона переводимо до стандартної безрозмірної шкали бажаності від 0 до 1 і отримуємо унітарний індекс виробничої енергоємності продукційної системи. В рамках концепції оцінки життєвого циклу продукту запропонована нами методика визначення рівня виробничої енергоємності дозволяє врахувати більшість основних одиничних енергетичних потоків на етапі виробництва продукту. Отриманий унітарний індекс дозволить порівнювати різні продукційні системи за рівнем їх енергоефективності, та за допомогою аналізу одиничних енергетичних потоків дозволить проводити оптимізацію виробництва та знаходити ланки потенційно придатні для зменшення рівня енерговитрат.The life cycle examines each product or service system within the concept of "cradle-to-grave". The method of assessing the product life cycle is one of the modern approaches to assessing the pressure on nature. When performing the life cycle assessment, all incoming and outgoing flows are considered. Flows are usually grouped into material and energy streams. Material flows are the consumption of raw materials at different stages of the product’s lifecycle. Energy streams are the costs of energy resources at different stages of the life cycle or the estimation of input and output flows in energy units. Detection and estimation of energy flows is an integral part of the methods for assessing the life cycle impact. The largest expenditures of energy resources during the life cycle occur at the stage of product manufacturing. Therefore, we propose to estimate energy flows exactly at the stage of manufacturing the product. In the analysis of flows, they are divided into the smallest single streams. To inventory single energy flows, we suggest usi ng the so-called total energy consumption of the product. The total energy consumption of the product takes into account the costs of energy carriers used in the extraction of raw materials and the manufacturing of the product, takes into account the energy intensity of the main productive assets, the energy intensity of the reproduction of labor during the manufacturing of the product, as well as the energy intensity of measures related to env ironmental protection in the product system. To assess the energy intensity of environmental protection, energy resources and output products, raw materials and materials, three relevant dimensionless indexes are proposed. Based on the above index values, we calculate the generalized index of energy intensity of the product as a generalized Harrington desirability function. The obtained value of the index of energy intensity of products using the function of the desirability of Harrington is converted to the standard dimensionless scale of desirability from 0 to 1 and we obtain a unitary index of industrial energy intensity of a product. In the framework of the concept of product life cycle assessment, the method for determining the level of industrial energy consumption allows us to consider most of the main unit energy flows at the product manufacturing stage. The obtained unitary index will allow comparing different product systems by their level of energy efficiency, and by analyzing individual energy flows, it will allow optimizing of product and finding links potentially suitable for reducing energy consumption.