CH NGă1 .ăT NG QUAN
2.1 .T ngăquanăph ngăphápăđánhăgiáăvòngăđ is np hm (LCA)
2.1.1. Khái ni m v LCA
Vòng đ i s n ph m là các giai đo n liên ti p và liên quan v i nhau c a m t h
th ng s n ph m, t thu th p ho c t o ra các nguyên li u thô t các ngu n tài nguyên
thiên nhiên đ n th i b cu i cùng (B Khoa h c và Công ngh , 2011). Hi n nay có
nhi u ph ng pháp đánh giá tác đ ng môi tr ng khác nhau, chúng b sung cho nhau
và bao g m các khía c nh khác nhau. Ph ng pháp đánh giá vòng đ i (LCA - Life Cycle Assessment) là m t ph ng pháp đánh giá tác đ ng môi tr ng đ c phát tri n t n m 1970 (Jeroen B. Guinée et al., 2011), là m t uá trình đánh giá các nh h ng c a m t s n ph m tác đ ng lên mơi tr ng trong tồn b vịng đ i c a nó (t lúc sinh ra đ n khi ch t đi), b t đ u t vi c khai thác nguyên li u thô; s n xu t, v n chuy n và phân ph i; s d ng, tái s d ng, b o trì, tái ch và th i b cu i cùng (O’Neill, T.J., 2003).
Trong ISO 14044:2011, đánh giá vòng đ i s n ph m là ph ng pháp “Thu th p và đánh giá đ u vào, đ u ra và các tác đ ng môi tr ng ti m n c a m t h th ng s n ph m trong su t vòng đ i c a nó” (B Khoa h c và Cơng ngh , 2011).
LCA giúp mơ hình hóa các dịng v t ch t, n ng l ng và ngu n tài nguyên, ch t th i r n và khí th i c a tồn b h th ng. Giúp ác đ nh đ c các v n đ môi tr ng c n kh c ph c trong h th ng, ác đnh kh n ng c i thi n môi tr ng khi th c hi n b t kì s thay đ i, c i ti n nào. LCA giúp các nhà qu n lỦ đánh giá các v n đ ô nhiêm m t cách toàn di n. Ngoài ra, v i vi c s d ng ph ng pháp đ nh l ng, LCA c ng
cung c p m t s s khách uan đ ra quy t đ nh, lo i b b t tính c m tính.
LCA là cơng c có th s d ng đ đánh giá tác đ ng môi tr ng c a nhi u quá trình khác nhau c a s n ph m. Trên th gi i, LCA đư đ c s d ng r ng rãi đ đánh
giá các ph ng pháp u n lý, x lý ch t th i r n, t đó đ a ra ph ng pháp ít tác đ ng
môi tr ng nh t và hi u qu nh t.
Tùy thu c vào m c đích nghiên c u s có các ph m vi, bi n th c a đánh giá vòng đ i nh sau (Murali Krishna et al., 2017):
- Cradle to Grave: đ c hi u là t lúc sinh ra đ n khi ch t đi. Là trình đánh
giá tồn b vòng đ i t khai thác tài nguyên đ n giai đo n s d ng và giai
- Cradle to Gate: đ c hi u là t lúc sinh ra đ n m t quá trình ch bi n nào đó. Là vi c đánh giá m t ph n vòng đ i c a s n ph m t khi khai thác tài nguyên
đ n c ng nhà máy s n xu t thành ph m (t c là tr c khi nó đ c v n chuy n
đ n tay ng i tiêu dùng). Giai đo n s d ng và giai đo n th i b s n ph m
đ c b ua trong tr ng h p này.
- Cradle to cradle: đ c hi u là t lúc sinh ra đ n khi tái ch thành s n ph m
m i. Là uá trình đánh giá t lúc khai thác tài nguyên đ n khi s n ph m sau
quá trình s d ng đ c tái ch thành s n ph m m i.
- Gate to gate: đ c hi u là t quá trình ch bi n này đ n quá trình ch bi n
khác. Là ph ng pháp LCA m t ph n, ch xem xét m t uá trình gia t ng giá
tr trong toàn b chu i s n xu t. M i mơdun “Gate to Gate” có th đ c liên
k t t ng ng trong chu i s n xu t đ t o thành m t đánh giá hoàn ch nh
“Cradle to Gate” (Jim nez-Gonzaslez, C. et al., 2000).
Các bi n th này đ c th hi n c th thông qua m t vòng đ i đ n gi n c a l p
cao su nh hình sau:
Hình 2.1. Các bi n th c a LCA
2.1.2. Khuôn kh LCA
LCA đ c th c hi n b ng cách đ nh l ng n ng l ng và v t li u đ c s d ng, ch t th i th i ra môi tr ng và đánh giá các tác đ ng môi tr ng ti m n c a n ng l ng, v t li u và ch t th i đó (Jim nez-Gonzaslez, C. et al., 2000), bao g m b n giai
đo n c b n: (1) ác đ nh m c tiêu và ph m vi, (2) phân tích ki m kê, (3) đánh giá tác
đ ng và (4) di n gi i k t qu .
ISO 14044:2011 mô t b n giai đo n c a LCA nh sau (B Khoa h c và Công ngh , 2011):
Ngu n: B Khoa h c và Cơng ngh , 2009 Hình 2.2. Khn kh đánh giá vòng đ i
Giai đo n 1: Xác đ nh m c tiêu và ph m vi
M c tiêu và ph m vi ph i đ c ác đnh rõ ngay t đ u. Mô t các ch c n ng,
các đ c tính ho t đ ng c a h th ng s n ph m, đ n v ch c n ng đ chu n hóa (theo ý
ngh a tốn h c) d li u đ u vào và đ u ra, ranh gi i h th ng, các lo i tác đ ng môi
tr ng liên quan, phân đ nh dòng d li u đ u vào/ đ u ra, c ng nh các gi đ nh và h n ch c b n.
Khi ác đ nh m c tiêu c a m t LCA, các h ng m c sau đây c n đ c nêu rõ
ràng: Vi c s d ng d ki n; Nh ng lỦ do đ ti n hành nghiên c u; Ng i s d ng d ki n (là nh ng ng i d ki n truy n đ t k t qu nghiên c u cho h ); Các k t qu có
đ c d ki n công khai v i công chúng hay không.
Ph m vi c a nghiên c u mô t các l a ch n, gi đnh và h n ch c a ph ng
pháp lu n quan tr ng nh t.
Các khái ni m liên uan đ c đ nh ngh a nh sau:
n v ch c n ng (functional unit): c tính đ nh l ng c a m t h th ng s n ph m đ s d ng nh m t đ n v chu n. n v ch c n ng c n đ c ác đnh rõ và có th đo l ng đ c.
Ranh gi i h th ng (system boundary): Ranh gi i h th ng ác đ nh các quá trình
đ n v nào s đ c đ a vào trong ph m vi LCA. S l a ch n ranh gi i c a h th ng
c n nh t quán v i m c tiêu c a nghiên c u. Các tiêu chí đ c s d ng trong quá trình thi t l p ranh gi i h th ng c n đ c ác đnh và gi i thích. C n đ a ra các uy t đnh
nh ng uá trình đ n v nào s đ c đ a vào nghiên c u và m c đ chi ti t mà các quá
trình đ n v này c n nghiên c u. Ch đ c phép xóa b các giai đo n đánh giá vòng
đ i, các uá trình, đ u vào ho c đ u ra n u không làm thay đ i đáng k đ n các k t
vòng đ i, các uá trình, đ u vào ho c đ u ra đ u c n đ c nêu rõ và đ c gi i thích.
S d ng l u đ uá trình đ miêu t h th ng, ch rõ các đ n v quá trình và m i quan
h t ng tác c a chúng. T ng trình đ n v ph i đ c mơ t t đ u đ ác đ nh:
- Quá trình đ n v b t đ u t đâu, t v m t ti p nh n nguyên li u ho c các s n
ph m th c p;
- B n ch t c a các chuy n đ i và ho t đ ng x y ra nh m t ph n c a quá trình
đ n v; và
- Quá trình đ n v k t thúc đâu, t v m t đi m đ n c a các s n ph m th
c p ho c thành ph m.
Giai đo n 2: Phân tích ki m kê vịng đ i (LCI)
Phân tích ki m kê vịng đ i (LCI - Life Cycle Inventory): nh l ng các y u t
đ u vào và đ u ra quan tr ng v m t môi tr ng trên ranh gi i đư ác đ nh c a h
th ng s n ph m. Nh v y, LCI là b n ki m kê đ nh l ng c a t t c các đ u vào đi t
mơi tr ng bên ngồi, qua ranh gi i h th ng vào h th ng, k t h p v i t t c các đ u
ra đi t h th ng qua ranh gi i và vào môi tr ng xung quanh.
ây là giai đo n khó kh n nh t c a LCA. Trên th c t , vi c thu th p d li u LCI có th t n kém, m t th i gian và th ng d n đ n các nghiên c u LCA đ c th c hi n
không đ y đ ho c b b d vì d li u LCI khơng nh t quán. M t LCA t t đòi h i các
LCI là t p h p m t lo t các b d li u quy trình riêng bi t cho các quy trình riêng l ho c các nhóm quy trình. Sau đó đ c t p h p l i v i nhau đ hoàn thành m t LCI hoàn ch nh.
Các d li u có th đ c phân lo i theo các nhóm chính sau:
- u vào n ng l ng, đ u vào nguyên li u thô, đ u vào ph tr , các đ u vào
v t ch t khác;
- S n ph m, đ ng s n ph m và ch t th i;
- Phát th i vào khơng khí, n c và đ t
Ngu n: B Khoa h c và Công ngh , 2011 Hình 2.3. Quy trình đ c đ n gi n hóa đ phân tích ki m kê
Giai đo n 3: ánh giá tác đ ng c a vòng đ i (LCIA)
ánh giá tác đ ng c a vòng đ i (LCIA - Life Cycle Impact Assessment) là giai
đo n đánh giá vòng đ i nh m m c đích hi u và đánh giá m c đ , t m quan tr ng c a
tác đ ng môi tr ng ti m n c a m t h th ng s n ph m.
LCIA là giai đo n th ba c a LCA đ c mô t trong ISO 14040:2009. M c đích
c a nó là ác đ nh Ủ ngh a môi tr ng ti m n ng c a d li u LCI b ng cách tách chúng
ra thành các lo i tác đ ng mơi tr ng. Sau đó, các lo i tác đ ng này đ c mơ hình hóa
đ phát tri n thành m t ch s nh t ng đ ng đ axit c a m a a it. u ra c a LCIA bao g m m t danh sách các ch s này, nó khơng cung c p m t đánh giá v tác
đ ng môi tr ng th c t mà là m t giá tr gi đnh, d a trên các gi thuy t đ c áp
d ng trong LCI.
Tác đ ng môi tr ng th c t x y ra trong b t k h th ng nh t đ nh nào s ph
thu c vào nhi u bi n s ch a bi t, ch ng h n nh vi c phát th i có x y ra trong th c t hay không và n u có thì n ng đ nào và trong đi u ki n đ a ph ng nào. Vì v y, LCIA t p trung vào so sánh t ng đ i c a toàn b h th ng liên uan đ n vi c s d ng tài nguyên và t i l ng phát th i - nó khơng đo l ng ho c d đoán các tác đ ng ho c r i ro th c t liên uan đ n các tác đ ng đó.
Giai đo n LCIA c n đ a vào các y u t b t bu c sau đây:
- L a ch n các lo i tác đ ng, ch th c a lo i tác đ ng và mơ hình đ c tính
- Ch đ nh các k t qu c a LCI cho các lo i tác đ ng đư ch n l a
- Tính tốn các k t qu ch th c a lo i tác đ ng (đ c tính hóa)
L a ch n các lo iătácăđ ng, ch th c a lo iătácăđ ngăvƠămơăhìnhăđ c tính
Các u c u khi l a ch n các lo i tác đ ng, ch th c a lo i tác đ ng và các mơ hình đ c tính:
- L a ch n các lo i tác đ ng, ch th c a lo i tác đ ng và các mơ hình đ c tính c n đ c lý gi i và nh t quán v i m c tiêu và ph m vi c a LCA. Các
lo i tác đ ng c n ph n ánh m t t p h p các v n đ mơi tr ng tồn di n
liên uan đ n h th ng s n ph m đang đ c nghiên c u, có t đ n m c
tiêu và ph m vi c a LCA. C n mô t c ch môi tr ng và mơ hình đ c tính liên k t các k t qu c a LCI v i ch th c a lo i tác đ ng.
- Mơ hình đ c tính ph n ánh c ch môi tr ng b ng vi c mô t m i quan h
gi a các k t qu c a LCI, ch th c a lo i tác đ ng và trong m t s tr ng h p, c các đi m k t thúc c a lo i tác đ ng. Mơ hình đ c tính đ c dùng đ
d n xu t ra các y u t đ c tính. C ch môi tr ng là t ng c a các q trình
mơi tr ng liên uan đ n đ c tr ng c a các tác đ ng.
- Các lo i tác đ ng, ch th c a lo i tác đ ng và các mơ hình đ c tính ph i
đ c qu c t ch p nh n.
- Các lo i tác đ ng c n th hi n các tác đ ng t p h p c a các đ u vào và đ u ra c a h th ng s n ph m lên các đi m k t thúc c a lo i tác đ ng thông qua các ch th c a lo i tác đ ng.
- Các giá tr l a ch n và gi thi t đ c l p ra trong quá trình ch n l c các lo i
tác đ ng, ch th c a lo i tác đ ng và các mơ hình đ c tính c n đ c t i
thi u hóa.
- Mơ hình đ c tính cho t ng ch th c a lo i tác đ ng ph i đ c th m đ nh
tính đúng đ n v m t khoa h c và k thu t, trên c ch môi tr ng ác đnh
rõ r t và quan sát theo kinh nghi m;
- Các ch th c a lo i tác đ ng c n liên quan v m t mơi tr ng.
Hình 2.4 minh h a khái ni m v các lo i tác đ ng d a trên m t c ch môi
Ngu n: B Khoa h c và Cơng ngh , 2011 Hình 2.4. Minh h a lo i tác đ ng d a trên m t c ch môi tr ng
Ch đnh k t qu c a LCI cho các lo i tácăđ ngăđ c ch n
Phân chia k t qu c a LCI cho các lo i tác đ ng đ c ch n c n ph i xem xét các
đi m sau đây, tr khi m c tiêu và ph m vi có yêu c u khác:
a) Ch đ nh các k t qu LCI dành riêng cho m t lo i tác đ ng
b) Xác đ nh các k t qu LCI mà có liên uan đ n nhi u h n m t lo i tác đ ng,
bao g m:
- Phân bi t gi a các c ch song song (ví d SO2 đ c chia ra thành t ng ph n gi a lo i tác đ ng đ i v i s c kh e con ng i và axit hóa); và
- Phân chia cho các c ch n i ti p (ví d NO có th đ c phân lo i đ góp
ph n vào c quá trình hình thành t ng ơzơn và q trình axit hóa). Tính tốn các k t qu ch th c a lo iătácăđ ngă(đ c tính hóa)
Tính tốn các k t qu c a ch th (đ c tính hóa) liên uan đ n s chuy n đ i các k t qu c a LCI thành các đ n v thông d ng chung và t p h p l i các k t qu đư
chuy n đ i trong cùng lo i tác đ ng. S chuy n đ i này s d ng các y u t đ c tính. Thành qu c a s tính tốn này là k t qu ch th b ng s .
N u k t qu phân tích ki m kê vòng đ i s n ph m (k t qu LCI) không s n dùng ho c n u ch t l ng d li u không đáp ng đ cho LCIA đ đ t đ c m c tiêu và ph m vi nghiên c u, thì c n thu th p d li u l p đi l p l i ho c đi u ch nh m c tiêu và ph m vi nghiên c u.
Tính h u d ng c a các k t qu ch th đ i v i m t m c tiêu và ph m vi đư cho là
tùy thu c vào đ chính ác, tính đúng đ n và đ c tr ng c a mơ hình đ c tính và y u t
đ c tính, s l ng và lo i c a các gi thi t đ n gi n hóa và giá tr l a ch n đ c dùng
trong mơ hình đ c tính đ i v i ch th lo i tác đ ng c ng thay đ i gi a các lo i tác
đ ng và có th tùy thu c vào vùng đa lý. S trao đ i th ng hi n h u gi a tính đ n
gi n và tính chính xác c a mơ hình đ c tính. S bi n đ ng trong ch t l ng c a các ch th lo i tác đ ng trong các lo i tác đ ng có th làm nh h ng đ n đ chính xác t ng