Life Cycle Modelling. Deel IV: Analyse van bestaande LCA s. December 3, TA Life Cycle Modelling and Economic Evaluation

Transcriptie

1 Life Cycle Modelling Deel IV: Analyse van bestaande LCA s December 3, 2013 TA Life Cycle Modelling and Economic Evaluation 1 Dr. ir. E.J.L. Chappin Faculty of Technology, Policy and Management Energy &Industry Section

2 Programma vandaag Bestaande LCA s December 3,

3 Case: Aluminiumproductie Gebaseerd op: "An LCA study of a primary aluminum supply chain" Reginald B.H. Tan, Hsien H. Khoo Artikel is onderdeel van de literatuur van het vak Eén van de klassieke LCA cases in de literatuur 3 December

4 Case: Aluminiumproductie: Systeemafbakening Functionele eenheid: productie van 1 ton aluminium Systeemafbakening: Van bauxiet tot eindproduct Raffinaderij smeltoven metaalgieter Cradle to Gate, consumentgebruik/afvalverwerking wordt niet meegenomen 3 December

5 Case: Aluminiumproductie: Doelbepaling Hoofddoel is product/procesinnovatie: Bepalen van de milieuwinst die kan worden behaald met een aantal nieuwe strategieën. Demonsteren van de bruikbaarheid van LCA voor het meten van de milieuimpact van een gedefinieerd systeem. Kwantitatief onderbouwen van de haalbare milieuverbeteringen binnen de aluminium supply chain. Geven van inzicht in de aluminium supply chain en de milieuimpact in de belangrijkste productiestappen. 3 December

6 Case: Aluminiumproductie: Reikwijdte Het systeem begint met het mijnen van bauxiet, eindigt met aluminium blokken als product. De belangrijkste processen: raffineren, smelten en metaalgieten. Elektriciteitsproductie en de verschillende transportmodaliteiten wordt meegenomen. 3 December

7 Case: Aluminiumproductie: Procesinnovatie Betere technologie reduceert geproduceerde red mut. Het slim kiezen van volgorde binnenkomende orders. Inlassen van vaste pauzes bij de smelter Technische verbetering aan de smelter ( better process control for the Hall-Héroult process ) Schonere kolencentrale 3 December

8 Case: Aluminiumproductie: Scenario s 1) Basis: conventionele operatie van de raffinaderij, smelter en Al-gieterij 2) 20% reductie van metaalschrapen bij het gieten 3) Ook: implementatie van duurzamere smelter.the (3.37% reductie of afgewezen materiaal en 4.0% efficiencyverbetering) 4) Ook: 50% reductie van red mud van de raffinaderij. Ook: Toepassen can clean coal technology bij de elektriciteitscentrale (reduction of 20% greenhouse emissions). Problemen bij deze definitie van scenario s? 3 December

9 Case: Aluminiumproductie: Inventarisatie Belangrijkste grondstoffen: bauxiet en kolen. Afval: Red mud van de raffinaderij Vast afval van de smeltoven Verliezen van de metaalgieter. Emissies: non-methane volatile organic compounts (NMVOC), CO, CO 2, NO x, SO 2, N 2 O, VOC, particulates 3 December

10 3 December

11 3 December

12 3 December

13 3 December

14 Case: Aluminiumproductie: Selectie milieuproblemen Broeikaspotentieel (global warming potential, GWP) Verzuring (acidification) Human Toxicity for Air, HTA Grondstoffen Afval Normalisatie: meestal op basis van jaarlijkse uitstoot van een land 3 December

15 Case: Aluminiumproductie: Impact 3 December

16 Case: Aluminiumproductie: Bevindingen Grondstoffen/afval Grote reductie scenario 4 (33%) komt door voorkomen van red mud Transport wordt niet genoemd Broeikasgassen Grote reductie (22%) komt van lagere CO 2 uitstoot door verminderde energievraag Directe CO 2 van gieten is niet significant Transportband is de enige relevante transportmodaliteit, en heeft maar een klein overall effect. December 3,

17 Case: Aluminiumproductie: Bevindingen Verzuring Maar een kleine winst behaal (<5%) Belangrijkste bron is SO 2 van de kolencentrale en de rest van de keten Transport is verwaarloosbaar Luchtvervuiling Maar een kleine winst behaald (<6%) Bijdragen van kolencentrale, de raffinaderij en de smelter Transport is verwaarloosbaar. December 3,

18 Case: Aluminiumproductie: Impact na normalisering 3 December

19 Case: Aluminiumproductie: Conclusies The LCA results helped to pinpoint several tangible strategies to improve the environmental life cycle of primary aluminiu, from mining to its final production. The alteration of any process [ ] can add up to significant improvements. 3 December

20 Case: Hummer vs. Prius Gebaseerd op: Hauenstein et al. Checking Dust to Dust s Assumptions about the Prius and the Hummer: Fact-checking using the GREET life cycle model underlines the deep divide between the Dust to Dust study and all previous scientific work. Onderdeel van de literatuur voor dit vak 3 December Foto s: energielabela.files.wordpress.com;

21 Case: Hummer vs. Prius Aanname Een Hummer gaat langer mee dan een Prius Hummer is een typische 1e auto van gezin Prius: Een typische 2e auto van een gezin. 1 st, 2 nd generatie wordt bijna vervangen, competitie nieuwe ontwerpen drukt de prijs Ongestandaardiseerde onderdelen Hummer km Prius km 3 December

22 Case: Hummer vs. Prius Reflectie Is het wel een LCA? De constructiefase is berekend in $ van bouwkosten, inclusief onderliggende infrastructuur voor werknemers Geen toekenning voor energiekosten, alleen voor het maken van de auto. Geen energiebron meegenomen Kolen vs. aardgas vs. nucleair 3 December

23 Case: Hummer vs. Prius "The direct cost to manufacture each of the models listed is between 35 and 40 percent of the dollar figure. For example, the Chevrolet Aveo manufacturing cost that Chevrolet or General Motors has to bear is $1,312 per vehicle. The total manufacturing cost is $3,116 including worker transportation patterns, infrastructure support (such as roads), fuel for worker vehicles and scores of other energy consuming components." 3 December

24 Studieadvies (1) Gebruik de slides als basis De focus in de slides bepaalt de focus van het vak Doe de oefeningen die aan het eind van elk college staan. Bestudeer het leesmateriaal (let op de focus in de slides) Oefen het tentamen van vorig jaar (staat online) 3 December

25 Studieadvies (2) Tentamen is opgebouwd in drie lagen: Kennis van de terminologie Reproductie van kennis en herkenning Toepassing van de stof op het domein Vertalen van de stof naar een toepassing Inzicht in de stof Reflectie op de stof De koppeling tussen Life Cycle Modeling en Economic Evaluation kunnen leggen. December 3,