ΛΟΓΙΣΜΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ (Εco Tools) ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ Γ. Μαρτινόπουλος 1 M. Ekhrawat 2, Γ. Τσιλιγκιρίδης 1,. Τσιπάς 2 1 Εργαστήριο Κατασκευής Συσκευών ιεργασιών, 2 Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας Τµήµα Μηχανολόγων Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, ΑΠΘ Τ.Κ. 541 24, Θεσσαλονίκη, e-mail: tsil@eng.auth.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία γίνεται µια ιστορική αναδροµή στην δηµιουργία της τεχνικής της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής και στο ενδιαφέρον που εµφανίζει στις µέρες µας καθώς και στους λόγους που οδήγησαν στην δηµιουργία των λογισµικών εργαλείων που αναφέρονται ως Eco Tools. Τα υπάρχοντα λογισµικά εργαλεία κατηγοριοποιούνται ανάλογα µε τον σκοπό που εξυπηρετούν, την εφαρµοζόµενη µεθοδολογία τους αλλά και το στάδιο της παραγωγικής διαδικασίας στο οποίο µπορούν να χρησιµοποιηθούν. Τέλος γίνεται αναφορά στο ιδιαίτερο ενδιαφέρον που εµφανίζουν τα Eco-Tools για τις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τις τελευταίες δεκαετίες, το πρόβληµα της ρύπανσης του περιβάλλοντος έχει απασχολήσει πολλές κυβερνήσεις, οργανισµούς και βιοµηχανίες. Για τον λόγο αυτό γίνεται προσπάθεια για µεγαλύτερη ανάπτυξη των «πράσινων» τεχνολογιών στη βιοµηχανία µε την στροφή από τις παραδοσιακές µορφές ενέργειας στις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Ένα µεγάλο βήµα στην προσπάθεια για µείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις παραγωγικές διαδικασίες είναι η ανάπτυξη των περιβαλλοντικών συστηµάτων αξιολόγησης. Το βασικότερο εργαλείο αξιολόγησης είναι η Ανάλυση Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) η οποία αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 70. Στην αρχική αυτή περίοδο, οι µελέτες γινόντουσαν σε ένα µικρό αριθµό χωρών και συγκεκριµένα στις Ηνωµένες Πολιτείες, στη Μεγάλη Βρετανία και στη Σουηδία. Παράλληλα η περιορισµένη χρήση της ΑΚΖ από τις µεγάλες επιχειρήσεις και για λόγους καθαρά εµπορικούς, είχε σαν συνέπεια τα αποτελέσµατα της ανάλυσης να διαφέρουν σηµαντικά ακόµα και όταν επρόκειτο για ίδια προϊόντα. Σαν αποτέλεσµα η µέθοδος δεν µπορούσε να γίνει εφαρµόσιµο αναλυτικό εργαλείο ευρείας αποδοχής. Από το 1990 και µετά έγιναν αρκετές αλλαγές. Βασικότερη αλλαγή ήταν ο συντονισµός µεταξύ της SETAC (Society of Environmental Toxicology and Applied Chemistry) και των ειδικών στην ΑΚΖ, ο οποίος οδήγησε στην εναρµόνιση της χρησιµοποιούµενης µεθοδολογίας. Από τα µέσα της δεκαετίας του 90 ο ISO έχει επίσηµα την ευθύνη της τυποποίησης της µεθοδολογίας σύµφωνα µε τα πρότυπα ISO 14040/1997, ISO 14041/1998, ISO 14042/2000 και ISO 14043/2000. Η ΑΚΖ είναι σήµερα η πλέον διαδεδοµένη τεχνική που χρησιµοποιείται ως αναλυτικό εργαλείο για την αποτίµηση των περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων που προκαλεί ένα υλικό, µια κατεργασία ή µια χρήση, καθ όλη τη διάρκεια ζωής ενός προϊόντος.
Ταυτόχρονα είναι µια διαδικασία, που συνδυάζει την ταυτοποίηση και την ποσοτικοποίηση των χρησιµοποιηµένων υλικών και της καταναλισκόµενης ενέργειας µε την περιβαλλοντική επιβάρυνση σε όλα τα στάδια της διάρκειας ζωής των προϊόντων. Η σηµασία της ΑΚΖ οφείλεται στο υψηλό επίπεδο ανάλυσης, το οποίο σε συνδυασµό µε την ανάπτυξη κατάλληλου λογισµικού και τη δηµιουργία βάσεων δεδοµένων, κάνει τις µεθόδους επίλυσης πιο σύνθετες. Η ΑΚΖ απαιτεί ένα µεγάλο αριθµό δεδοµένων για υλικά, συστατικά, προϊόντα, διαδικασίες κατασκευής, χρήση ενέργειας, όπως επίσης και για την επιβάρυνση του περιβάλλοντος, σε κάθε επιµέρους διαδικασία παραγωγής. Το πλήθος των απαιτούµενων δεδοµένων για κάθε στάδιο της παραγωγικής διαδικασίας αλλά και για την χρήση ενός προϊόντος περιγράφεται σχηµατικά στο Σχήµα 1. Το γεγονός αυτό καθιστά την διαδικασία συλλογής και οργάνωσης των πληροφοριών και των δεδοµένων εξαιρετικά χρονοβόρα και µε υψηλό κόστος. παραγωγής Σχεδιασµός Παραγωγή ενέργειας * Πρώτες ύλες * Κατασκευή τµηµάτων * Συναρµολόγηση * Συσκευασία Χρήση Ενέργεια και πρώτες ύλες µεταφοράς αποκοµιδής Υγρά απόβλητα,στερέα απόβλητα, Αέριες εκποµπές CFC Καταστροφή όζοντος Pb Βαρέα µέταλλα Cd Καρκινογένεση Θανατηφόρα κρούσµατα PAH Dust VOC DDT Θερινό νέφος Χειµερινό νέφος Μικροβιοκτόνα Βλάβη της υγείας Υποκειµενική αξιολόγηση βλάβης CO 2 SO 2 Φαινόµενο θερµοκηπίου Βλάβη του οικοσυστήµατος NO X P Οξείνιση Ευτροφισµός Επιβάρυνση Επίδραση Βλάβη Αξιολόγηση Σχήµα 1: ιάγραµµα ροής ενός προϊόντος και των επιπτώσεων της παραγωγικής του διαδικασίας στο περιβάλλον κατά την διάρκεια του κύκλου ζωής του
Ο τεράστιος αριθµός δεδοµένων που χρειάζεται να επεξεργαστεί και να αποθηκεύσει ένας Η/Υ κατά την ΑΚΖ ενός προϊόντος, οδήγησε αρκετά ερευνητικά κέντρα και εταιρίες στην ανάπτυξη λογισµικού και βάσεων δεδοµένων για την διευκόλυνση της ΑΚΖ. Τα εργαλεία αυτά ονοµάζονται Eco-Tools. Τα περισσότερα από αυτά χρησιµοποιούνται από την βιοµηχανία, τα πανεπιστήµια και τα ερευνητικά κέντρα, στην προσπάθεια να ελαττωθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις και να ελαχιστοποιηθεί η χρήση υλικών και ενέργειας κατά την παραγωγή των διάφορων προϊόντων. Όλα τα λογισµικά εργαλεία στηρίζονται ουσιαστικά στην ίδια αρχή λειτουργίας παρόλο που εµφανίζουν µεταξύ τους διαφορές, όπως στον τρόπο διάθεσης των δεδοµένων, στην προέλευση των δεδοµένων, στην ευκαµψία των χρησιµοποιούµενων βάσεων δεδοµένων, στην ποιότητα του περιβάλλοντος εργασίας που προσφέρουν στον χρήστη, στο χρησιµοποιούµενο µοντέλο του κύκλου ζωής και στον τρόπο εκτίµησής του. Οι παραπάνω διαφοροποιήσεις έχουν σαν αποτέλεσµα ένα πλήθος εργαλείων µε διαφορετικά ονόµατα. Ο αριθµός των εργαλείων αυξάνεται συνεχώς µε την εµφάνιση καινούργιων ονοµάτων αν και πολλά από αυτά τα εργαλεία δεν είναι ακόµα διαθέσιµα στο εµπόριο. Ο µεγάλος αυτός αριθµός προκαλεί σύγχυση όταν θέλουµε να επιλέξουµε το καταλληλότερο εργαλείο για να επιτύχουµε το επιδιωκόµενο στόχο, η οποία επιτείνετε από το γεγονός ότι δεν υπάρχει συγκεκριµένη τυποποίηση στην κατηγοριοποίηση των εργαλείων, η οποία γίνεται µε βάση τις απαιτήσεις του χρήστη και τον σκοπό της µελέτης του. Σκοπός της µελέτης µας είναι ο διαχωρισµός των εργαλείων σε κατηγορίες, ανάλογα µε τα στάδια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος όπως φαίνεται στο Σχήµα 2. Σχεδιασµός παραγωγής Πρώτες ύλες Κατασκευή τµηµάτων Συναρµολόγηση Συσκευασία µεταφοράς Χρήση ανακύκλωσης αποκοµιδής Σχήµα 2: Στάδια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος
2. ECO-TOOLS Life Cycle Assessment / Inventory Tools (LCA/LCI): Εργαλεία που χρησιµοποιούνται για την ανάλυση των ήδη υπαρχόντων προϊόντων και διαδικασιών παραγωγής µε σκοπό τη βελτίωση της περιβαλλοντικής τους συµπεριφοράς. Σύµφωνα µε την SETAC η ανάλυση κύκλου ζωής αποτελείται από τρία στάδια. Πρώτο στάδιο είναι η αντικειµενική ποσοτικοποίηση των εισαγόµενων και εξαγόµενων πρώτων υλών, προϊόντων, απορριµµάτων, ενέργειας κτλ κατά την διάρκεια ζωής ενός προϊόντος ή µιας παραγωγικής διαδικασίας. Το δεύτερο στάδιο αποτελείται από µια τεχνικά ποιοτική και ποσοτική διαδικασία χαρακτηρισµού και αποτίµησης των αποτελεσµάτων των περιβαλλοντικών επιπτώσεων οι οποίες προσδιορίζονται στα συστατικά µέρη των προϊόντων. Τέλος το τρίτο στάδιο περιλαµβάνει την συστηµατική αξιολόγηση των αναγκών και των δυνατοτήτων για µείωση της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης η οποία οφείλεται στην κατασκευή και λειτουργία ενός προϊόντος ή µιας διαδικασίας καθ όλη την διάρκεια (κύκλο) ζωής του. Η περιβαλλοντική επιβάρυνση ενός προϊόντος µπορεί να περιγραφεί µε αρκετούς διαφορετικούς τρόπους, αλλά συνήθως περιγράφεται από τον υπολογισµό των επιπτώσεων του προϊόντος στο περιβάλλον µε βάση τα αποτελέσµατα ή τα παραγόµενα παραπροϊόντα που δηµιουργούνται σε κάποια ή κάποιες από τις φάσεις του κύκλου ζωής ενός προϊόντος. Improvement Tools: Εργαλεία που χρησιµοποιούνται για τη βελτίωση της µεθοδολογίας σχεδιασµού. Τα εργαλεία που χρησιµοποιούνται για τη βελτίωση της µεθοδολογίας σχεδιασµού αποτελούν µια βελτιωµένη έκδοση των εργαλείων της ΑΚΖ. Στα σηµεία όπου τα εργαλεία της ΑΚΖ δεν συµπεριλαµβάνουν την ανάλυση για πιθανές βελτιώσεις, τα εργαλεία αυτής της κατηγορίας δίνουν την δυνατότητα για τις βελτιώσεις που αναφέρονται από την SETAC. Για να µπορέσουν να εισέλθουν βελτιώσεις στην διαδικασία σχεδιασµού το πρόγραµµα πρέπει να δίνει στον χρήστη την δυνατότητα επέµβασης σε όλα τα στάδια του σχεδιασµού καθώς οι βελτιώσεις είναι δύσκολο να επιτευχθούν στα τελευταία στάδια της διαδικασίας. Για τον λόγο αυτό τα προγράµµατα συµβουλεύουν τον χρήστη για τα σηµεία στα οποία πρέπει να βελτιώσει τον σχεδιασµό του προϊόντος καθώς και τρόπους για να επιτύχει την βελτίωση. Pollution - Waste Prevention Tools: Εργαλεία που χρησιµοποιούνται για την σύγκριση υλικών και διαδικασιών και παρέχουν την δυνατότητα επιλογής διάφορων επιπέδων επιβάρυνσης του περιβάλλοντος. Ως πρόληψη της ρύπανσης ορίζεται κάθε πρακτική η οποία µειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις αλλά και τις επιπτώσεις στην δηµόσια υγεία από οποιοδήποτε ρύπο ελευθερώνεται στο περιβάλλον πριν την ανακύκλωση ή την αποκοµιδή. Design For X Tools (DFX): Εργαλεία που παρέχουν µια µεθοδολογία που εστιάζει σε ένα στάδιο του κύκλου ζωής ή σε ένα συγκεκριµένο αριθµό βελτιώσεων µιας παραγωγικής φάσης του προϊόντος, όπως ο σχεδιασµός για την συναρµολόγηση ή την αποσυναρµολόγηση. Τα εργαλεία που περιλαµβάνονται στην κατηγορία αυτή µπορούν να διακριθούν στις εξής οµάδες: 1. Σχεδιασµός για την συναρµολόγηση (Design For Assembly): Τα εργαλεία που χρησιµοποιούνται στον σχεδιασµό για συναρµολόγηση έχουν ως βασικό στόχο
την βελτίωση του σχεδιασµού ενός προϊόντος και της παραγωγικής του διαδικασίας. Η περιβαλλοντική πλευρά στα εργαλεία αυτής της κατηγορίας είναι πολύ µικρή καθώς απευθύνονται περισσότερο στην παραγωγική διαδικασία. Παρόλα αυτά όµως παρέχουν την δυνατότητα σύγκρισης µεταξύ οικονοµικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων που µπορεί να επιφέρουν αλλαγές στον σχεδιασµό. 2. Σχεδιασµός για την διάρκεια χρήσης του προϊόντος (Design For Life): Τα εργαλεία που χρησιµοποιούνται στον σχεδιασµό για τη διάρκεια χρήσης του προϊόντος κατευθύνονται κυρίως προς τη βελτίωση της συµπεριφοράς του προϊόντος κατά τη διάρκεια χρήσης του, είτε µειώνοντας τις επιπτώσεις του στο περιβάλλον, είτε αυξάνοντας την διάρκεια ζωής του. Με τον τρόπο αυτό η χρήση των εργαλείων αυτής της κατηγορίας οδηγεί στην δηµιουργία ανθεκτικότερων και µακροβιότερων προϊόντων. 3. Σχεδιασµός για την αποσυναρµολόγηση (Design For Disassembly): Καθώς τα εργαλεία των δύο προηγούµενων οµάδων στόχευαν στα δυο πρώτα στάδια της ζωής ενός προϊόντος, έτσι τα εργαλεία του σχεδιασµού για την αποσυναρµολόγηση εστιάζουν στο τέλος της ζωής του προϊόντος και στην αποκοµιδή του. Στο στάδιο αυτό στοχεύουν να βελτιώσουν την αξιοποίηση του προϊόντος διευκολύνοντας την επαναχρησιµοποίηση συγκεκριµένων συστατικών στοιχείων και υλικών και ει δυνατόν σε παραπέρα χρήση ολόκληρου του προϊόντος, δίνοντάς του έτσι µια δεύτερη ζωή. Η χρήση των εργαλείων των παραπάνω κατηγοριών σε σχέση µε τα στάδια ζωής ενός προϊόντος ή µιας διαδικασίας παρατίθενται στον Πίνακα 1. ΠΙΝΑΚΑΣ 1: υνατή χρήση των διαφόρων κατηγοριών Eco-Tools σε κάθε στάδιο του κύκλου ζωής ενός προϊόντος Στάδια LCI/LCA Tools Improvement Tools PP/WP Tools Σχεδιασµός Παραγωγή Μεταφορά DFX Tools DFA DFI DFD Χρήσης Αποκοµιδή LCI/LCA: Life Cycle Inventory, Life Cycle Assessment PP/WP: Pollution prevention, Waste Prevention DFA: Design for Assembly DFL: Design for Life DFD: Design for Disassembly : Χρησιµοποιούνται, : Στοχεύουν
3. ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ( LCA/LCI Tools) Η µεθοδολογία που χρησιµοποιείτε σε όλα τα εργαλεία ΑΚΖ και για οποιοδήποτε προϊόν έχει οριοθετηθεί από τον οργανισµό SETAC. Σύµφωνα µε αυτή την οριοθέτηση, τα εργαλεία εκτιµούν τις περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις που συνδέονται µε κάποιο προϊόν, διεργασία ή δραστηριότητα, προσδιορίζοντας και ποσοτικοποιώντας την ενέργεια και τα υλικά που χρησιµοποιούνται, καθώς και τα απόβλητα που απελευθερώνονται στο περιβάλλον. Στη συνέχεια εκτιµώνται οι επιπτώσεις από την χρήση ενέργειας και υλικών καθώς και των αποβλήτων και αναγνωρίζονται οι δυνατότητες βελτιώσεων. Με λίγα λόγια τα εργαλεία αυτά µετατρέπουν τα αποτελέσµατα της παραγωγής και χρήσης ενός προϊόντος σε ένα κατανοητό και συγκρίσιµο δείκτη επιβάρυνσης του περιβάλλοντος. Η µεγαλύτερη διαφορά µεταξύ των διάφορων υπαρχόντων εργαλείων είναι ο τρόπος µε τον οποίο µετατρέπουν τα άµεσα αποτελέσµατα σε αποτελέσµατα µεγάλης χρονικής διάρκειας και σε µερικές περιπτώσεις σε τιµές επιβάρυνσης ή ζηµίας. Καθώς η διαδικασία αυτή είναι υποκειµενική αφού οι περισσότεροι οργανισµοί έχουν τα δικά τους κριτήρια για την επίδραση κάποιων διεργασιών στο περιβάλλον προκύπτουν αποτελέσµατα τα οποία διαφέρουν αρκετά µεταξύ τους. Επιπλέον υπάρχουν διαφορές στον τρόπο µε τον οποίο µερικά παραπροϊόντα και προϊόντα υπολογίζονται από τα διάφορα προγράµµατα καθώς δεν λαµβάνουν όλα τους υπόψη τον συνολικό κύκλο ζωής, για παράδειγµα µερικά προγράµµατα δεν λαµβάνουν υπόψη τους την ενέργεια που χρησιµοποιήθηκε κατά την εξόρυξη των πρώτων υλών. Με άλλα λόγια, τα όρια που θέτει το κάθε πρόγραµµα µπορεί να διαφέρουν αρκετά από ένα άλλο. Για να µπορέσουµε να υπολογίσουµε τις εκποµπές των ρύπων και τα απόβλητα κατά την διάρκεια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος είναι απαραίτητη η ύπαρξη πληροφοριών σχετικά µε τις παραγωγικές διαδικασίες, τα υλικά και την ενέργεια που χρησιµοποιήθηκαν. Για τον λόγο αυτό είναι απαραίτητη η ύπαρξη µιας µεγάλης βάσης δεδοµένων η οποία περιέχει τις απαραίτητες πληροφορίες. Επειδή είναι πολύ δύσκολο να δηµιουργηθεί µια βάση δεδοµένων µε όλες τις απαιτούµενες πληροφορίες τα περισσότερα προγράµµατα δίνουν την δυνατότητα προσθήκης πληροφοριών στην υπάρχουσα βάση δεδοµένων. Μερικοί προµηθευτές παρέχουν µια βάση δεδοµένων η οποία καλύπτει τον χρήστη υποθέτοντας ότι ο χρήστης έχει µια πιο πλήρη βάση δεδοµένων µε τα υλικά, τις διεργασίες και άλλες πληροφορίες, οι οποίες στη συνέχεια θα µεταφραστούν σε κάποια κατάλληλη µορφή προσφέροντας έτσι ακριβέστερες πληροφορίες. Βασικός παράγοντας είναι η ποιότητα των διατιθέµενων βάσεων δεδοµένων καθώς διαφορετικές πληροφορίες για υλικά και διεργασίες µπορούν να επιφέρουν διαφορετικά αποτελέσµατα για τις επιπτώσεις ενός προϊόντος. Το πλήθος των δεδοµένων που πρέπει να διαθέτει ένα πρόγραµµα της ΑΚΖ γίνεται κατανοητό στο Σχήµα 3, όπου διακρίνεται ένας αντιπροσωπευτικός πίνακας δεδοµένων ενός προγράµµατος LCA/LCI. Στο δεξιό µέρος του πίνακα παρατίθεται µια σειρά πληροφοριών για τις φυσικές και χηµικές ιδιότητες του µελετούµενου υλικού καθώς και το κόστος του. Στο άνω αριστερό τµήµα παρατίθεται η περιβαλλοντική επιβάρυνση που προκαλεί η εξόρυξη και παραγωγή 1kg του υλικού, ενώ στο κάτω αριστερά τµήµα αναφέρονται οι τεχνολογίες και οι παραγωγικές διαδικασίες στις οποίες µπορεί να χρησιµοποιηθεί.
Σχήµα 3: Ενδεικτικός Πίνακας Πληροφοριών ενός προγράµµατος LCA/LCI Ο κύριος διαχωρισµός των προγραµµάτων που αναφέρονται στην ανάλυση κύκλου ζωής στηρίζεται στον τρόπο χρήσης τους αλλά και στο µέγεθος της βάσης δεδοµένων τους, την ειδίκευση που αυτή παρέχει αλλά και το κόστος κτήσης τους.. Έτσι διακρίνουµε προγράµµατα που απευθύνονται σε επίπεδο πρώτων υλών όπως είναι τα SimaPro, Idemat, TEAM, KCL-ECO, Boustead και προγράµµατα που απευθύνονται σε επίπεδο συστατικών (Α υλών, ενδιάµεσων τµηµάτων κλπ) και διεργασιών όπως τα LISA, ECO-QUANTUM, EQUER και ATHENA. Με την χρήση αυτών των προγραµµάτων καταφέρνουµε να αποτιµήσουµε την επίδραση ενός προϊόντος στο περιβάλλον δίνοντας έτσι την δυνατότητα στους σχεδιαστές και κατασκευαστές να δουν ποιο τµήµα του προϊόντος τους έχει την µεγαλύτερη επίδραση (επιβάρυνση). Με την πληροφορία αυτή είναι δυνατό να εντοπίσουµε τα πιο σηµαντικά προβλήµατα καθώς και την περίοδο της ζωής του προϊόντος στην οποία τα προβλήµατα εµφανίζονται. 4. ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΤΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ (IMPROVEMENT TOOLS) Τα εργαλεία αυτής της κατηγορίας χρησιµοποιούνται για την βελτίωση του σχεδιασµού, δεν έχουν αναπτυχθεί όµως στον ίδιο βαθµό µε τα εργαλεία της προηγούµενης. Αν θέλουµε να βελτιώσουµε την παραγωγική διαδικασία, τα εργαλεία της κατηγορίας αυτής θα πρέπει να είναι αλληλεπιδράσιµα σε όλα τα στάδια του σχεδιασµού, καθώς οι βελτιώσεις δεν µπορούν να επιτευχθούν µε µετατροπές στα τελευταία στάδια του σχεδιασµού. Αυτό απαιτεί µια προσέγγιση η οποία παρέχει στον χρήστη συµβουλές για το που πρέπει και µπορεί να βελτιώσει τον σχεδιασµό του.
Τα προγράµµατα της κατηγορίας αυτής εξετάζουν ολόκληρη την διαδικασία σχεδιασµού καθώς και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που έχει αυτή µε αποτέλεσµα να είναι σε θέση να προσφέρουν πληροφορίες για εναλλακτικές πρώτες ύλες, παραγωγικές διαδικασίες, πηγές ενέργειας, τρόπους µεταφοράς αλλά και τρόπους επαναχρησιµοποίησης, ανακύκλωσης και απόρριψης οι οποίες έχουν χαµηλότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο. Για να είναι σε θέση να ανταποκριθούν στον ρόλο τους τα προγράµµατα αυτά έχουν βάσεις δεδοµένων οι οποίες είναι εκτεταµένες και έχουν την δυνατότητα προσθήκης νέων δεδοµένων από τους χρήστες τους. Στην κατηγορία αυτή τα πιο διαδεδοµένα προγράµµατα είναι το EIME και το EcoDesign Tool. 5. ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΠΡΟΛΗΨΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΒΑΡΥΝΣΗΣ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ (POLLUTION - WASTE PREVENTION TOOLS) Τα εργαλεία αυτής της κατηγορίας εξετάζουν την µείωση των αποβλήτων και απορριµµάτων από διάφορες παραγωγικές διαδικασίες και ενέργειες. Τα περισσότερα από τα εργαλεία χρησιµοποιούν µεθόδους οι οποίες σχετίζονται µε την υποχρεωτική συµµόρφωση µε κάποια όρια εκποµπών αέριων και λοιπών ρύπων (µε βάση διεθνή ή εθνικά όρια) κατά την διάρκεια της παραγωγής από την απόκτηση των πρώτων υλών µέχρι το τελικό προϊόν να φτάσει στον χρήστη. Αυτό το επιτυγχάνουν χρησιµοποιώντας λίστες µε υλικά αλλά και µε τις µέγιστες επιτρεπόµενες τιµές εκποµπών ρύπων. Αν και τα περισσότερα από τα εργαλεία αυτής της κατηγορίας σχετίζονται πολύ µε τα εργαλεία της ανάλυσης κύκλου ζωής, καθώς προσφέρουν βάσεις δεδοµένων µε υλικά και τις µέγιστες τιµές εκποµπών µε βάση την νοµοθεσία οι οποίες στην συνέχεια µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την σύγκριση µε τα παραγόµενα προϊόντα και έτσι να αντικατασταθούν τα υλικά που υπερβαίνουν τις ανώτατες τιµές, κάποια άλλα, σχετίζονται άµεσα µε προγράµµατα υπολογισµού κόστους και για τον λόγο αυτό δίνουν τα αποτελέσµατα τους σε οικονοµικά µεγέθη τα οποία αντιπροσωπεύουν το κόστος της πρόληψης της ρύπανσης. Τα περισσότερα εργαλεία αυτής της κατηγορίας απευθύνονται αλλά και χρησιµοποιούνται στις Ηνωµένες Πολιτείες της Αµερικής. εν υπάρχουν πολλές πληροφορίες σχετικά µε τις βάσεις δεδοµένων των κατηγοριών αυτών, αλλά συνήθως είναι εκτενείς παρόλο που περιορίζονται συνήθως σε υλικά και ανώτατα όρια εκποµπών ρύπων. Τα πιο διαδεδοµένα εργαλεία είναι τα Aware, Ecotox, Precosis, CAGE, SAGE, και CPAS. 6. DFX TOOLS Τα εργαλεία της κατηγορίας αυτής έχουν αρκετές οµοιότητες µε τα εργαλεία ανάλυσης κύκλου ζωής καθώς και αυτά περιέχουν µια βάση δεδοµένων µε τις καταναλώσεις και τις εκποµπές κατά την διάρκεια ενός µέρους του κύκλου ζωής ενός προϊόντος ή µιας διαδικασίας. Όµως η βάση δεδοµένων σε αυτήν την περίπτωση περιορίζεται στην περιοχή ειδίκευσης του εργαλείου και για αυτό παρέχονται επιπλέον πληροφορίες για την βελτίωση της περιοχής αυτής.
Πολλές φορές µερικά εργαλεία στοχεύουν σε περισσότερες από µια περιοχές και µπορούν για παράδειγµα να χρησιµοποιούνται για την βελτίωση των ιδιοτήτων ενός προϊόντος τόσο στο στάδιο τις συναρµολόγησης όσο και στο στάδιο της αποσυναρµολόγησης. Στην περίπτωση αυτή στο εργαλείο πρέπει να προµηθεύσουµε διαφορετικές πληροφορίες οι οποίες σχετίζονται µε τον κατασκευαστικό σχεδιασµό του, στις µεθόδους κατασκευής και στα χρησιµοποιούµενα υλικά. Αν και τα εργαλεία αυτής της κατηγορίας έχουν σχέση µε τα εργαλεία της ανάλυσης κύκλου ζωής, οι βάσεις δεδοµένων τους είναι αρκετά διαφορετικές καθώς υπάρχει µεγαλύτερη ειδίκευση σε συγκεκριµένες περιοχές όπως στις συνδετικές και παραγωγικές διαδικασίες. Σε µερικές περιπτώσεις µεγάλη σηµασία παίζει και η πάροδος του χρόνου και για αυτό απαιτούνται από τον χρήστη περισσότερες λεπτοµέρειες της παραγωγικής διαδικασίας του προϊόντος. Τα πιο διαδεδοµένα εργαλεία αυτής της κατηγορίας είναι τα DFE, DFA and DFM Software Tools και PRICE M and HL για τον σχεδιασµό συναρµολόγησης, τα DFS και LASeR για τον σχεδιασµό για την διάρκεια χρήσης του προϊόντος και τα Ametide, DFR-Recy, EUROMAT και ReStar. 7. ECO-TOOLS ΚΑΙ ΑΠΕ Η διεθνής προσπάθεια για την προστασία και αποκατάσταση του ατµοσφαιρικού περιβάλλοντος περιλαµβάνει σοβαρές επεµβάσεις τόσο στις παραγωγικές διαδικασίες, όσο και στο ενεργειακό σύστηµα µεταξύ των οποίων είναι και η αξιοποίηση των Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Παρά το γεγονός ότι οι ΑΠΕ αποτελούν «καθαρές» µορφές ενέργειας, αέριοι ρύποι εκπέµπονται κατά την διάρκεια κατασκευής των απαραίτητων συστηµάτων για την εκµετάλλευσή τους, κατά την διάρκεια παραγωγής όλων των απαραίτητων υλικών, αλλά και παραγωγής των σχετικών πρώτων υλών. Εποµένως η ολοκληρωµένη εκτίµηση της τεχνολογίας των ΑΠΕ, απαιτεί την αποτίµηση των έµµεσων περιβαλλοντικών επιπτώσεων που δηµιουργούνται και την ανάλυση των ηλιακών, αιολικών κ.α. συστηµάτων µε βάση ολόκληρο τον κύκλο ζωής τους, όπως περιγράφηκε παραπάνω. Με τη σειρά της η ΑΚΖ διατυπώνει προϋποθέσεις για την αποφυγή περιβαλλοντικών επιπτώσεων, πού συνδέονται µε το σύνολο των εισόδων και εξόδων των ενεργειακών ισοζυγιών και των ισοζυγίων µάζας που χρησιµοποιούνται κατά την παραγωγική διαδικασία και κατά την διάρκεια ζωής ενός εξαρτήµατος. Με την χρήση των Eco- Tools είναι δυνατή η δηµιουργία µίας γενικής εποπτείας για την περιβαλλοντική θέση των ΑΠΕ και τον προσδιορισµό σηµείων αναφοράς µεγάλης σηµασίας, που θα µας εφοδιάζουν µε πληροφορίες για την επιβάρυνση του περιβάλλοντος από τα συστήµατα που χρησιµοποιούν κατά την διάρκεια ζωής τους. Οι πληροφορίες αυτές µπορούν να χρησιµοποιηθούν: Για τον καθορισµό των κύριων επιπτώσεων στο περιβάλλον. Για την σύγκριση των συστηµάτων ανάλογα µε τις επιπτώσεις στο περιβάλλον και την εξάντληση των φυσικών πόρων. Για τον καθορισµό του προτιµότερου είδος από περιβαλλοντική άποψη. Για την ανάπτυξη οδηγιών σχεδιασµού µε περιβαλλοντικά κριτήρια.
Τα αποτελέσµατα της αποτίµησης µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την δηµιουργία βάσεων δεδοµένων για ηλιακά, αιολικά και άλλα συστήµατα, και µελλοντικά για την ανάπτυξη κανονισµών περιβαλλοντικής σήµανσης στο ελληνικό χώρο. Μια έρευνα στην διεθνή και εγχώρια βιβλιογραφία έδειξε ότι ήδη τα Eco-Tools έχουν βρει πρακτική ή θεωρητική εφαρµογή στις ΑΠΕ είτε σε γενικό επίπεδο [2], είτε σε επιµέρους ΑΠΕ, όπως ηλιακή ενέργεια [3,4], αιολική ενέργεια [5,6] και βιοµάζα [7,8,9]. 8. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από την ανάλυση που προηγήθηκε καταλήγουµε στο συµπέρασµα ότι η χρήση των εργαλείων Eco-Tools σε οποιαδήποτε παραγωγική διαδικασία µπορεί να επιφέρει βελτίωση των παραγόµενων προϊόντων τόσο ως προς την ποιότητα τους, µέσω της επιλογής των καταλληλότερων πρώτων υλών, αλλά ταυτόχρονα να µειώσει τις επιπτώσεις της παραγωγής και χρήσης τους στο περιβάλλον. Άλλωστε το ενδιαφέρον από περιβαλλοντική άποψη για όλα τα στάδια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος αυξάνεται συνεχώς, ήδη η περιβαλλοντική σήµανση είναι γεγονός για πολλά και διαφορετικά προϊόντα, ενώ παράλληλα έχουν αναπτυχθεί γενικές οδηγίες και πρότυπα για συστήµατα περιβαλλοντικής διαχείρισης, όπως το ISO 14000. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Dean M. Menke, Gary A. Davis, Evaluation of Life-Cycle Assessment Tools, Hazard Waste Branch Environment Canada, August 1996 2. D.A. Sarigiannis, G. Triacchini, Meso-scale life-cycle impact assessment of novel technology policies: The case of Renewable energy, p.145-171, Journal of Hazardous Materials 78, 2000 3. M. Werder, A. Steinfeld, Life cycle assessment of the conventional and solar thermal production of zinc and synthesis gas, p.395-409, Energy 25, 2000 4. K. Kato, T. Hibino, K. Komoto, S. Ihara, S. Yamamoto, H. Fujihara, A life-cycle analysis on thin-film CdS/CdTe PV modules, p.279-287, Solar energy Materials and Solar cells 67, 2001 5. M. Lenzen, J. Munksgaard, Energy and CO 2 life-cycle analyses of wind turbines Review and applications, p.339-362, Renewable Energy 26, 2002 6. L. Schleisner, Life cycle assessment of a wind farm and related externalities, p.279-288, Renewable Energy 20, 2000 7. G. Forsberg, Biomass energy transport: Analysis of bioenergy transport chains using life cycle inventory method, p.17-30, Biomass and Bioenergy 19, 2000 8. Α. Rafaschieri, M. Rapaccini, G. Manfrida, Life cycle Assessment of electricity production from poplar energy crops compared with conventional fossil fuels, p.1477-1493, Energy Conversion and Management 40, 1999 9. Α. Nikolaou, G. Kavadakis, C. Panoutsou, Comparative life cycle assessment of bioenery and fossil energy systems in Greece, p.361-368, 7 th International Conference on Environmental Science and Technology, Syros 2001 10. Nils de Caluwe, Eco-Tools manual A comprehensive review of Design for Environment tools, Design for the Environment Research Group, Manchester, July 1997