Analizą objęto niemal całe cykle życia pomostów, wyłączając etap pozyskania surowców. Na rys. 3 przedstawiono ogólny schemat modelu LCIA ujmujący analizowane etapy cyklu życia pomostu. Każdy z prostokątów prezentuje proces jednostkowy, mający swoje wejścia (surowce, materiały, energia) oraz wyjścia (emisje, odpady). Procesy jednostkowe znajdują się na podobnym, dość szczegółowym, poziomie analizy, chociaż w niektórych przypadkach można wyróżnić procesy bardziej zagregowane (np. utrzymanie i naprawy). W przypadku, gdy pomiędzy procesami zachodzi transport w analizie LCIA uwzględniono wpływ elementów wejściowych (zużycie paliwa) oraz wyjściowych (emisje spalin), związanych z transportem. Analizę rozpoczęto od produkcji podstawowych materiałów, uwzględniając kolejno produkcję półfabrykatów, wytworzenie i wbudowanie konstrukcji, okres użytkowania oraz końcowego zagospodarowania. Uwzględniono efekty wejść i wyjść związane z etapami dystrybucji (transportu) pomiędzy poszczególnymi fazami oraz stosowne przepływy energetyczne. W ocenie cyklu życia uwzględniono również zakłócenia w normalnym ruchu pojazdów, związane z tymczasową organizacją ruchu oraz naprawy i/lub modernizacje podczas reinwestycji w pomost.

W przypadku pomostów modelowanie cyklu życia jest nieco utrudnione z uwagi na jego długość (60 lat). Wpływ zdarzeń budowlanych w dalekiej przyszłości może być jedynie szacowany. Również parametry opisujące ruch drogowy i jego zakłócenia także są obarczone dużym stopniem niepewności. Dodatkową niepewność stanowi w modelu zastosowanie nowych materiałów (stopy aluminium), gdzie empiryczna wiedza na temat ich zachowania się w przyszłości nie jest jeszcze dostatecznie zweryfikowana [15]. Podstawowe procesy w poszczególnych etapach cyklu życia, uwzględnione w analizie każdego pomostu, przedstawiono w tablicy 1.

Ze względu na porównawczy charakter analizy LCA nie przeprowadzano szczegółowej analizy zbioru wejść i wyjść dla każdego z badanych wariantów pomostów. Informacje dotyczące wszystkich procesów i materiałów zostały pobrane z baz danych zawartych w programie ECO-it. Dane dotyczące strumieni odniesienia zaczerpnięto z materiałowych baz danych dostępnych w Internecie, od wykonawców robót mostowych, z dokumentacji technicznych oraz publikacji opisujących różne warianty modernizacji mostu [6], [7], [8], [9]. Dane energetyczne w fazie użytkowania otrzymano od wykonawcy robót mostowych, specjalizującego się w robotach utrzymaniowych. Odległości transportu przyjęto przy założeniu następujących miejsc pozyskania materiałów i realizacji procesów: stal zbrojeniowa - Ostrowiec Św., cement - Ożarów, kruszywo - Dolny Śląsk, ruda żelaza - Ukraina, węgiel - Śląsk, boksyty - Rosja, produkcja betonu - Tarnobrzeg, produkcja stali - Kraków, produkcja wlewków aluminium - Konin, walcowanie stali - Śląsk, produkcja kształtowników aluminiowych - Kęty, wytworzenie konstrukcji metalowej - Grybów, loco budowa - Nagnajów, utylizacja betonu z rozbiórki - Tarnobrzeg, złom stalowy - Śląsk, recykling aluminium - Konin, składowanie odpadów - Tarnobrzeg. Wielkości obciążeń środowiskowych związane z tymczasową organizacją ruchu (korki – zwiększone zużycie paliwa, zwiększona emisja do powietrza) obliczono na podstawie SDR drogi krajowej nr 9 oraz pomiarów własnych na objeździe tymczasowym modernizowanego mostu w Nagnajowie.

Jako bazową procedurę obliczeniową wybrano metodę ekowskaźnika 99 (ang. Eco-Indicator 99) opartą na metodologii punktów końcowych mechanizmu środowiskowego. Wyboru metody ekowskaźnika 99 jako podstawowego narzędzia obliczeń dokonano ze względu na fakt, że jest to metoda bardzo znana i popularna oraz kompleksowa – posiadająca szerokie spektrum zastosowań, bardzo dobrze opisana w piśmiennictwie, reprezentująca stosunkowo nowy, lecz przyszłościowy kierunek rozwoju metodologii LCA oraz umożliwiająca uzyskanie wyników na maksymalnym poziomie agregacji, tj. w postaci pojedynczej wartości ekowskaźnika [16], [17].

Obliczając ekowskaźniki dla poszczególnych procesów, uwzględniano wszystkie składowe. W odniesieniu do wytwarzanych materiałów brano pod uwagę cykl od wydobycia surowców do gotowego materiału. Wskaźniki odnosiły się do l kg materiału. W przypadku procesów produkcyjnych uwzględniano emisje z procesów wraz z emisjami powstałymi z wykorzystania energii. Wskaźniki odnosiły się do jednostki wyrobu uzyskanego w wyniku procesu, np. l m2 lub l kg. W odniesieniu do procesów transportu uwzględniono wpływ emisji związanej z pozyskaniem i produkcją paliw oraz ze zużyciem paliwa w transporcie. Za jednostkę funkcjonalną przyjęto transport masy l,03 kg na odległość l km (l tkm). Analogiczne obliczenia wykonano w odniesieniu do wydobycia surowców energetycznych, przetwarzania i wydobycia energii. W procesach energetycznych wskaźniki odnosiły się do jednostek energii, np. kWh, kJ.

Program komputerowy ECO-it jest stosunkowo prostym narzędziem, wspomagającym proces ekoprojektowania z wykorzystaniem metody ekowskaźnika. Po wprowadzeniu danych otrzymuje się wynik obliczeń obciążeń środowiskowych, w postaci jednego zagregowanego ekowskaźnika (lub ekowskaźników dla poszczególnych kategorii szkód), który może być prezentowany na specjalnych wykresach dla każdej fazy cyklu życia analizowanego systemu. Baza danych może zostać uzupełniona za pomocą specjalnego programu ECO-edit. Wykorzystanie specjalistycznego programu komputerowego pozwala na zautomatyzowanie etapów klasyfikowania i charakteryzowania LCA. Przypisanie wyników analizy zbiorów do poszczególnych kategorii wpływu dokonuje się automatycznie, na podstawie wykazów substancji przynależnych danym metodom obliczeniowym i zawartych w bazach danych.

Tomasz Siwowski
Politechnika Rzeszowska

Literatura:
[1] SIWOWSKI T., Propozycja zastosowania zasad zrównoważonego rozwoju w modernizacji mostu. Drogi i Mosty. 2008, Vol. 7, No.3, s.55-91.
[2] PN-EN ISO 14040:2000. Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Zasady i struktura.
[3] PN-EN ISO 14041:2002. Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Określenie celu i zakresu oraz analiza zbioru.
[4] PN ISO 14042:2002. Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Ocena wpływu cyklu życia.
[5] PN ISO 14043:2002. Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Interpretacja cyklu życia.
[6] SIWOWSKI T., KUSEK T., Sposoby modernizacji kratowych przęseł mostów drogowych. Materiały Konferencji Naukowo - Technicznej pn. “Mosty w drodze do XXI wieku”. Jurata, Politechnika Gdańska, 1997, s.731 - 741.
[7] SIWOWSKI T., PIEKIEŁEK M., Studium modernizacji mostu przez Wisłę w Nagnajowie z wykorzystaniem pomostu aluminiowego. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria: Budownictwo i Inżynieria Środowiska. 2004, zeszyt 36 (208), s.135-150.
[8] SIWOWSKI T., Pomosty drogowe. Magazyn Autostrady. Część I, 2006, nr 10, wydanie specjalne – jesień 2006, pn.: Mosty – konstrukcja, wyposażenie, utrzymanie, s. 30-38. Część II, 2006, nr 11, s. 67-72.
[9] SIWOWSKI T., STOKŁOSA R., Wzmocnienie stalowych przęseł kratownicowego mostu drogowego. Materiały Seminarium Wrocławskie Dni Mostowe pn.: „Mosty stalowe. Projektowanie, technologie budowy, badania, utrzymanie”. Wrocław, Politechnika Wrocławska,  2008, s. 441-452.
[10] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 3 sierpnia 2000 r. nr 63 poz. 735).
[11] SIWOWSKI T., Wykorzystanie pomostów aluminiowych do modernizacji mostów. Inżynieria i Budownictwo. 2002, Vol.LIX, nr 3-4, s.154-159.
[12] COOPER J.S., Specyfying functional units and reference flows for comparable alternatives. The International Journal of Life Cycle Assessment. 2003, Vol.8, No. 6, s.337-349.
[13] Life cycle assessment of aluminium: Inventory data for the worldwide primary aluminium industry. International Aluminium Institute. London, 2003.
[14] Sustainability of the European aluminium industry. European Aluminium Association. Brussels, 2006.
[15] SIWOWSKI T., Drogowe mosty aluminiowe – wczoraj, dziś i jutro. Drogi i Mosty. 2005, Vol.4, No.1, s.39-74.
[16] ADAMCZYK W., Ekologia wyrobów. Warszawa, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, 2004.
[17] DREYER L.C., NIEMANN A.L., HAUSCHILD M.Z., Comparison of three different LCIA methods: EDIP97, CML2001 and Eco-Indicator 99. Does it matter which one you choose? International Journal of Life Cycle Assessment. 2003, Vol.8, No.4, s.191-200.

Tweet