ROLA EKOBILANSOWANIA W KSZTAŁTOWANIU MASZYN, URZĄDZEŃ I SYSTEMÓW

Transkrypt

1 Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I P O Z N AŃSKIEJ Nr 6 Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją 2007 ZBIGNIEW KŁOS, JĘDRZEJ KASPRZAK ROLA EKOBILANSOWANIA W KSZTAŁTOWANIU MASZYN, URZĄDZEŃ I SYSTEMÓW W artykule zaprezentowano podstawowe założenia ekobilansowania, ujmowanego jako ocena oddziaływania obiektów na środowisko w cyklu ich istnienia. Przedstawiono główne podstawy metodyczne prowadzenia analiz środowiskowych, zdefiniowano ich zakres i scharakteryzowano metody ekobilansowania. Omówiono główne zastosowania ekobilansów w odniesieniu do już istniejących obiektów oraz do obiektów w fazie projektowej. Wskazano również przykłady ekobilansów obiektów technicznych oraz podano perspektywy rozwoju przedstawionej problematyki. Słowa kluczowe: ekobilans, oddziaływanie środowiskowe, maszyna pakująca, wodomierz, system eksploatacyjny, system transportowy 1. WPROWADZENIE Aby pogodzić konieczność ciągłego rozwoju gospodarki z problemami ochrony środowiska, wprowadza się współcześnie szereg uregulowań mających na celu poprawę bieżącej sytuacji. Aby te uregulowania były skuteczne, konieczne jest wprowadzenie różnorodnych metod oceny (ewaluacji) oddziaływań na środowisko. Do tego celu służy szereg narzędzi, określonych ogólnym mianem ekobilansowani. Ekobilans jest działaniem mającym na celu analizę identyfikującą całościowe oddziaływanie obiektu na środowisko ze szczególnym uwzględnieniem słabych stron, z ich wnikliwą oceną i ustaleniem środków zaradczych celem trwałego zmniejszenia obciążenia środowiska [5]. Pierwsze bilanse ekologiczne, powstałe na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX w., stanowiły rozszerzenie metod wykorzystywanych do analiz energetycznych. Uwzględniały rodzaj i postać (aspekty) surowców oraz obciążeń środowiskowych związanych z emisją zanieczyszczeń, głównie do wody i powietrza. W Stanach Zjednoczonych były to m.in. studia nad oceną środowiskowych kosztów implikacji stosowania alternatywnych źródeł energii [11]. W tym samym czasie rozpoczęto prace nad określeniem obciążeń środowiska odpadami pochodzącymi z przemysłu opakowaniowego. Analizy te najczęściej były wykonywane na zlecenie poszczególnych przedsiębiorstw, a ich celem było

2 78 Z. Kłos, J. Kasprzak poszukiwanie opakowań stanowiących najmniejsze obciążenie dla środowiska. W 1969 roku H. Teasley, zarządzający procesami pakowania w firmie Coca- -Cola, pierwszy przedstawił schemat, który przyczynił się do powstania procedur analizowania cyklu życia. Swą koncepcję zaprezentował w Midwest Research Institute (MRI). Zwrócił on uwagę na potrzebę określenia ilości energii zużywanej i materiałów oraz na określenie środowiskowych konsekwencji podczas całego cyklu życia opakowania, począwszy od wydobycia materiałów do pozbycia się ich. Osobną i nową wówczas sprawą było zainteresowanie oddziaływaniami środowiskowymi w aspekcie energetycznym. W tym czasie jeszcze nikt nie zwracał uwagi na zużycie energii, dopiero kryzys energetyczny sprawił, że ludzie zaczęli się interesować możliwościami oszczędności energii. Do rozwoju koncepcji Teasleya, dotyczącej metodyki ekobilansów, przyczynili się następnie W. Franklin i R. Hunt. Przedstawili oni metodykę kwantyfikacji (Resource and Environmental Profile Analysis REPA) [9]. Wyniki badań Coca-Coli nie zostały nigdy opublikowane, ale firma wykorzystała je po 1970 roku jako pomoc przy podejmowaniu decyzji dotyczących opakowań [3]. Autorzy prac prowadzonych w latach siedemdziesiątych XX w. twierdzili początkowo, że ze względu na dużą liczbę różnych, często nieporównywalnych czynników oraz wielką różnorodność opakowań, najbardziej miarodajna jest ocena energetyczna. Jako jednostkę miary obciążenia środowiska proponowano przyjąć zużycie energii jedynego nieodzyskiwalnego składnika w całym procesie produkcji, użytkowania i ponownego przetwórstwa. Według R. Frankego, było to spowodowane ówczesną skomplikowaną sytuacją energetyczną. W latach późniejszych propozycje te spotkały się z krytyką. Twierdzono, że jest to zbyt duże uproszczenie i że niezbędne jest uwzględnienie emisji substancji powodujących obciążenie powietrza, wody oraz gleby [4]. W latach osiemdziesiątych nastąpił dynamiczny rozwój prac naukowych w tej dziedzinie. W USA prowadzono je w wielu ośrodkach uniwersyteckich i instytach, m.in.: Institute for Energy and Environmental Research w Waszyngtonie, Centre of Packaging Science and Engineering, Department of Packaging Science i innych. W Europie szeroko zakrojone badania ekologiczne rozpoczęto w Instytucie EMPA w Szwajcarii. Prace tego instytutu zapoczątkowały w wielu krajach szereg studiów ekobilansowych, dotyczących różnych materiałów opakowaniowych i opakowań, np. w Niemczech prace pod nazwą Produkt-Linien- Analyse [13]. W kolejnych latach prace nad ekobilansami prowadziły także takie instytucje, jak: Centre of Enviromental Studies Uniwersytetu w Lejdzie (Holandia), Ekobilan (Francja), Chalmers Industriteknik (Szwecja), Franklin Associates i Battelle (USA) oraz Krüger AS (Dania) [8]. W 1990 roku po raz pierwszy pojawiło się pojęcie Life Cycle Analysis (LCA), użyte w pracy kierowanej przez Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC). W 1992 roku Franklin Associates przedstawiło metodykę LCA, która jest udoskonalana do dnia dzisiejszego. Do rozwoju metod

3 Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urządzeń i systemów 79 ekobilansowania przyczyniło się także powstanie wielu programów komputerowych, które ułatwiają gromadzenie i przetwarzanie danych [11]. Należy stwierdzić, że współczesne bilanse ekologiczne pomagają określić ilościowo zagrożenie dla środowiska, wywołane przez różne produkty, procesy i działania. Problemy ekologiczne rozważa się całościowo, z uwzględnieniem wszystkich faz życia produktów, tj. od pozyskania surowców i energii poprzez wytworzenie i eksploatację aż do likwidacji, czyli usunięcia pozostałości i wydzielonych substancji szkodliwych. Największy problem stanowi często niepełna wiedza o dokładnych rozmiarach różnego rodzaju uciążliwości występujących w otoczeniu naturalnym, jak również trudności, na jakie napotyka się przy porównywaniu różnych zagrożeń (np. zużycia energii, emisji ścieków wodnych, hałasu). Ocenia się, że około 55% ekobilansów dotyczy materiałów opakowaniowych, około 10% produktów przemysłu chemicznego oraz około 10% produkcji energii i materiałów budowlanych [11]. 2. IDEA I METODA EKOBILANSOWANIA Przez pojęcie ekobilansowania rozumie się sporządzanie analizy cyklu istnienia obiektów, opartej na złożonym modelu obliczeniowym. Analiza taka obejmuje kompleksowy przegląd oddziaływań środowiskowych różnych procesów w poszczególnych ich sferach i fazach (np. od wytwarzania do likwidacji wyrobu). Podstawowe metody wykonywania ekobilansów scharakteryzowano w pracy [10]. Przedstawiono w niej: środowiskowe oszacowanie cyklu istnienia, metodę Feckera, analizę cyklu życia produktu, metodę ekopunktową, metodę sumarycznych nakładów środowiskowych. W celu wyboru optymalnej w danych warunkach metody ekobilansowej stosuje się szereg kryteriów. Najczęściej spotykane kryteria zestawiono w tab. 1, a analizę przedstawionych wyżej metod ekobilansowych według podanego zestawu kryteriów w tab. 2.

4 80 Z. Kłos, J. Kasprzak Kryteria wyboru oceny ekobilansowej Criterias of the choice of environmental method Tabela 1 Kryterium 1. Zorientowanie na obiekt oceny (wyrób, proces, działalność) 2. Kompleksowość 3. Wymierność Opis definiowanie jako przedmiotu badań środowiskowych konsekwencji wykorzystywania produktu, realizacji procesu czy prowadzenia działalności objęcie analizy wszystkich sfer istnienia obiektu i wszystkich oddziaływań możliwość wyrażania wyników za pomocą wartości liczbowych, co zwiększa obiektywizm oceny i ułatwia interpretację 4. Obiektywizm odtwarzalność i wiarygodność wyników możliwość dokonania alokacji oddziaływań dla różnych: 5. Uwzględnienie problematyki sfer cyklu istnienia badanego obiektu alokacji (przydzielenia) kategorii oddziaływań obszarów w których występują 6. Podatność na standaryzację 7. Planowanie strategii i rozwoju możliwość zastosowania w procesach legislacyjnych jako narzędzia weryfikującego stosowalność jako narzędzia wspomagającego decyzję podczas procesów planowania Spełnianie kryteriów dla poszczególnych metod Criterias fulfilment by selected methods Tabela 2 Metoda Kryterium (z tablicy 1) Środowiskowa ocena cyklu istnienia produktu Analiza cyklu istnienia +/ /- Metoda ekobilansowania według I. Feckera +/ Metoda ekopunktowa +/ Metoda sumarycznych nakładów środowiskowych spełnia wymagania, nie spełnia wymagań, +/ częściowo spełnia wymagania Na podstawie tablic można stwierdzić, że metoda środowiskowego oszacowania cyklu życia (LCA Environmental Life-Cycle Assessment) pozwala najpełniej określić szkodliwość środowiskową obiektów i jest najbardziej uniwersalna pod względem możliwości zastosowań. Wykorzystuje się ją głównie do określania oddziaływań środowiskowych związanych z takimi obiektami jak

5 Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urządzeń i systemów 81 produkty. Może być jednak stosowana do ekobilansowania różnego rodzaju procesów i działalności. W analizach LCA uwzględnia się cały cykl istnienia produktu, a więc procesy wydobywcze, wytwórcze, produkcyjne, transport i dystrybucję, etap użytkowania (eksploatacji) oraz recyrkulację, włącznie ze składowaniem odpadów. Takie podejście do problemu oddziaływań jest więc formą kompleksowego bilansu środowiskowego. Metoda LCA jest również narzędziem pomocnym w kształtowaniu środowiskowego wizerunku obiektu przez dostarczanie informacji, które mogą być wykorzystywane w podejmowaniu decyzji już na etapie konstruowania nowych lub modernizowania istniejących obiektów. Metoda LCA składa się z czterech etapów, podzielonych na mniejsze części [6]. Główne etapy to: 1) definicja celu, 2) inwentaryzacja, 3) ocena oddziaływań, 4) interpretacja. 3. ZASTOSOWANIA EKOBILANSÓW 3.1. Cele i adresaci analiz ekobilansowych Analizy ekobilansowe mogą być stosowane w różnych celach. Jednym z ich wielu zastosowań jest wspieranie procesów decyzyjnych w nauce, technice i gospodarce. Z punktu widzenia techniki znajomość ich wyników może być pomocna w: 1) rozwoju maszyn i urządzeń, w tym: określaniu mocnych i słabych stron obiektów, ulepszaniu obiektów, 2) porównywaniu różnych maszyn i urządzeń [12]. Istnieją trzy zasadnicze grupy odbiorców, dla których przeznaczone są wyniki analiz ekobilansowych [7]: przedsiębiorstwa przemysłowe i handlowe, rządy oraz władze lokalne, organizacje pozarządowe, takie jak stowarzyszenia konsumenckie i środowiskowe grupy nacisku. Związki między celami i adresatami ekobilansowania pokazano na rys. 1. Dla pierwszej grupy zainteresowanych badania ekobilansowe dotyczyć mogą zarówno wyrobów, jak i bardziej ogólnych problemów, np. kształtowania scenariuszy postępowania, strategii gospodarowania odpadami lub projektowania nowych rozwiązań. Pojedyncze wyroby mogą być za pomocą ekobilansów projektowane, ulepszane lub porównywane z innymi.

6 82 Z. Kłos, J. Kasprzak Rys. 1. Cele i adresaci analiz ekobilansowych [7] Fig. 1. Goals and addressees of ecobalancing analyses [7] Istotnym wyróżnikiem zastosowań ekobilansów jest miejsce ich przeznaczenia. Przedsiębiorstwa często wykorzystują analizy ekobilansowe na etapie projektowania i ulepszania swoich wyrobów oraz przy określaniu ogólnych strategii rozwojowych. Opracowania w tym zakresie są na ogół przeznaczone tylko do użytku wewnętrznego, dotyczącego bezpośrednio poprawy procesów produkcyjnych, bądź do różnego rodzaju auditów. Wykonywanie ekobilansów z zamiarem późniejszego udostępniania wyników związane jest z koniecznością stosowania się do ścisłych wymogów z zakresu doboru danych i podporządkowywania się założeniom metodyki postępowania Stosowanie ekobilansów w przemyśle i przedsiębiorstwach handlowych Zainteresowanie wielu przedsiębiorstw analizami ekobilansowymi wiąże się z nakładanym na nie szerokim zakresem odpowiedzialności. W coraz większej liczbie państw spotyka się pogląd, że producent wyrobu odpowiada nie tylko za jego stan w fazie użytkowania, ale również za to co dzieje się z nim potem. W wielu przypadkach producenci zobligowani są poprzez odpowiednie regulacje prawne do odbioru zużytych produktów lub opakowań. Producenci z krajów członkowskich Unii Europejskiej zostali zobowiązani m.in. dyrektywą WEEE (dotyczącą zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego) do przejęcia na

7 Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urządzeń i systemów 83 siebie odpowiedzialności za likwidację sprzętu elektronicznego [1]. Podobne uregulowania obowiązują w odniesieniu do samochodów wycofanych z eksploatacji. Główne zastosowania ekobilansów w przemyśle i handlu dotyczą: poprawy produktu (ze środowiskowego punktu widzenia), procesów projektowania, badań inwentaryzacyjnych, kształtowania polityki przedsiębiorstwa, informowania, negocjacji, tworzenia strategii marketingowej. Ulepszanie produktów jest obecnie szczególnym celem prowadzenia ekobilansów w przedsiębiorstwach. Zwłaszcza w dużych zakładach produkcyjnych są komórki (zespoły analityków), w których wykonywane są analizy ekobilansowe produkowanych wyrobów. Głównym tego powodem jest ciągła dążność do poprawiania szeroko rozumianej jakości produktów. Na podstawie uzyskiwanych wyników zawsze poszukuje się możliwości poprawienia stanu bieżącego, nawet jeśli celem podejmowanych działań jest jedynie porównanie podobnych wyrobów lub systemów ich produkcji. Jak już wspomniano, przedsiębiorstwa, które poczyniły postępy w zakresie ulepszania swoich produktów pod względem środowiskowym, wnioski z badań w tym zakresie zachowują zazwyczaj w tajemnicy. Z udoskonalaniem wyrobów związane jest w pewnym stopniu również wykorzystywanie ekobilansów do oceniania różnych alternatywnych projektów. Czasami różnica pomiędzy istniejącymi już wariantami produktu a nowym modelem może być nieznaczna. Trzeba sobie jednak zdawać sprawę z tego, że rozwiązywanie pewnych problemów na etapie projektowania dotyczy już początków istnienia wyrobu. W tych obszarach możemy mieć bowiem do czynienia z dużą swobodą w wyborze rodzaju stosowanego materiału, koncepcji wyrobu itd. Ekobilanse produktów odgrywają ważną rolę, gdyż dostarczają przedsiębiorstwom danych o rozmiarach oddziaływań związanych z ich wytwarzaniem. Tworzone na ich podstawie analizy o charakterze inwentaryzacji mają kilka zastosowań wewnątrzzakładowych. Służą one do [2]: porównywania nakładów i efektów środowiskowych występujących podczas wytwarzania alternatywnych produktów, poszczególnych procesów lub tylko pojedynczych operacji, tworzenia baz danych o zapotrzebowaniu na zasoby naturalne i energię oraz o ilościach emitowanych substancji, identyfikowania tych obszarów całego cyklu istnienia lub pojedynczego procesu, w których można zredukować ilości niezbędnych zasobów, pobieranej energii oraz wszelkiego rodzaju emitowanych substancji. Analizy ekobilansowe znajdują zastosowania o charakterze strategicznym w kształtowaniu polityki przedsiębiorstw. Przykładem może tu być planowanie

8 84 Z. Kłos, J. Kasprzak działań z zakresu doboru materiałów i wykorzystywania odpadów. Należy jednak dodać, że do takich celów można dążyć dopiero po wykonaniu serii analiz ekobilansowych wyrobów substytucyjnych. Celowość ekobilansów może być również ściśle określona, gdy chce się uzyskać odpowiedź na konkretne pytanie, np.: czy opłacalne jest zastosowanie pewnych innowacyjnych materiałów? Z podobnymi zastosowaniami związana jest kolejna możliwość wykorzystywania ekobilansów: ich wyniki mogą być argumentem przetargowym w negocjacjach, zwłaszcza kiedy przedsiębiorstwa wymagają od swoich dostawców towarów mniej niebezpiecznych dla środowiska. Ekobilans może być również narzędziem pomocnym przy rozmowach z władzami lokalnymi lub rządem, gdy przedsiębiorstwa starają się udokumentować wysiłki zmierzające do minimalizacji szkodliwości środowiskowej swoich wyrobów i starają się o środki na ich dofinansowanie Stosowanie ekobilansów w administracji i przez organizacje pozarządowe Ekobilanse znajdują szereg zastosowań w obszarach związanych bezpośrednio z produktem. Mogą one być wykorzystywane przez rządy i władze lokalne w działaniach zmierzających do [7]: etykietowania wyrobów, certyfikacji wyrobów, określania opłat za czasowe wykorzystywanie dóbr naturalnych, opodatkowywania i subsydiowania działalności gospodarczej, wyznaczania kierunków działań politycznych (gospodarowania energią i odpadami, polityki opakowaniowej). W zakresie etykietowania normalną praktyką jest, że rezultaty ekobilansów,dla kilku reprezentatywnych wyrobów z jednej grupy są wykorzystywane do określania listy kryteriów, na podstawie których przyznaje się podobnym produktom znaki środowiskowe. W niektórych krajach działania tego typu są już mocno rozpowszechnione. Istnieją próby zharmonizowania metodyki postępowania w tym zakresie, tak aby przyznawane znaki środowiskowe mogły mieć charakter międzynarodowy (np. w obszarze krajów Unii Europejskiej). Certyfikacji podlegają zazwyczaj wszystkie określone w przepisach nowe wyroby, zanim jeszcze pojawią się na rynku. Świadectwa otrzymują te, które spełniają ściśle określone wymagania.

9 Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urządzeń i systemów PRZYKŁADOWE ANALIZY EKOBILANSOWE Wśród obiektów analiz ekobilansowych dotychczas przeprowadzonych w Instytucie Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych Politechniki Poznańskiej są m.in.: aparatura pomiarowa (wodomierze), maszyny (silniki spalinowe, pakowarki i rozlewaczki pracujące w przemyśle spożywczym) oraz systemy techniczne (systemy eksploatacyjne i transportowe). Ocenie poddano osiem typów wodomierzy produkowanych przez poznańskie przedsiębiorstwo PoWo- Gaz SA oraz siedem typów maszyn pakujących oferowanych przez dwóch różnych producentów z Wielkopolski. Analizy systemów miały ogólny charakter i dotyczyły oszacowania oddziaływań eksploatacyjnych maszyn rozlewniczych oraz możliwości wykorzystania w polskich warunkach różnych systemów do transportu towarów. Rozważono zastosowanie transportu: samochodowego, kolejowego, lotniczego i morskiego. Zakres problemów rozpatrywanych w tych analizach oraz zagadnienia ujęte we wnioskach wskazano w tabeli 3. wskazanie optymalnych środowiskowo wodomierzy Zakres i ważniejsze rezultaty wykonanych analiz ekobilansowych Tabela 3 Obiekty analizy ekobilansowej wodomierze maszyny pakujące silniki spalinowe systemy transportowe wskazanie optymalnych identyfikacja poziomu identyfikacja poziomu środowiskowo rozwiązań oddziaływań środowiskowych oddziaływań środowi- pakowarek oraz zależności powstających skowych dla systemów pomiędzy ich wydajnością podczas produkcji i transportowych i wskaza- a poziomem zagospodarowania silnika nie optymalnego trans- oddziaływania na środowisko o zapłonie samoczynnym portu kolejowego określenie dominującego etapu cyklu istnienia (produkcja) opracowanie profili środowiskowych wodomierzy zalecenie unikania stosowania detali wykonanych z wybranych materiałów symulacja modernizacji konstrukcji wybranych wodomierzy określenie dominującego etapu cyklu istnienia (eksploatacja) opracowanie charakterystyki jakościowej i ilościowej oddziaływań zalecenie minimalizacji zapotrzebowania na energię elektryczną wskazanie zamienników materiałowych dla części, które niekorzystnie wpływają na środowisko wskazanie źródeł głównych oddziaływań na środowisko opracowanie charakterystyki środowiskowej (profile środowiskowe, współczynniki środowiskowe) analiza różnych wariantów zagospodarowania z zaleceniem unikania stosowania detali wykonanych z wybranych materiałów wskazanie możliwości redukcji oddziaływań środowiskowych poprzez wykorzystanie surowców wtórnych wskazanie źródeł głównych oddziaływań na środowisko opracowanie uproszczonych profili środowiskowych dla wybranych systemów określenie dominujących środowiskowo elementów systemu wskazanie potrzeb co do dalszych badań w zakresie analiz ekobilansowych systemów transportowych

10 86 Z. Kłos, J. Kasprzak 5. ZAKOŃCZENIE Tematyka zaprezentowana w artykule pozwala na wysnucie kilku wniosków o charakterze ogólnym: 1. Dotychczas rozwój maszyn i urządzeń miał na celu przede wszystkim poprawę ich walorów użytkowych oraz efektywności ekonomicznej. Obecnie jest on rozumiany szerzej, gdyż oprócz elementów technicznych i ekonomicznych rozważa się czynniki środowiskowe. 2. W krajach wysoko rozwiniętych zagrożenia związane ze wzrostem poziomu oddziaływań środowiskowych zaczęto dostrzegać znacznie wcześniej niż w Polsce. Dotyczy to również działań prewencyjnych, stąd popularność stosowania w praktyce metod ekobilansowych jest tam znacznie większa. 3. Pierwsze prace ekobilansowe w Polsce przeprowadzono w Instytucie Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych Politechniki Poznańskiej jeszcze w latach dziewięćdziesiątych XX w. (prace wstępne w drugiej połowie lat osiemdziesiątych). Dotyczyły one maszyn pakujących oraz systemów pakowania produktów spożywczych. 4. Metody i narzędzia komputerowe wykorzystywane w pracach ekobilansowych szybko się rozwijają. Dzięki temu wyniki analiz ekobilansowych dają pełniejszy obraz konsekwencji środowiskowych istnienia badanych obiektów. LITERATURA [1] Dyrektywa Nr 2002/96/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 stycznia 2003 r. w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE). [2] Encyklopedia techniki, Warszawa, Muza [3] Environmental Assessment of Products, ed. Bo Weidema, Helsinki, UETP-EEE [4] Franke R., Ökoprofile von Verpackungen was sollen und kommen sieleisten, Heidelberg, Institut für Energie und Umweltforschung, [5] Goedkoop M., Spriensma R. et al., The Eco-indicator 99. A damage oriented method for Life Cycle Assessment. Methodology report, PRé Consultants B.V., Netherlands [6] Guidelines for Life-Cycle Assessment, A Code of Practice, SETAC, Sesimbra, [7] Heijungs R., Huppes G., Udo de Haes H.A., LCA in Environmental Decision-Making, Paris, UNEP [8] Hunt R., Franklin W., LCA How It Come about, J of LCA, 1996, No 1. [9] Hunt R., Sellers J., Franklin W., Resource and Environmental Profile Analysis: A Life Cycle Environmental Assessment for Products and Procedures, Environmental Impact Assessment Review, [10] Kłos Z., Podstawy ekobilansowania w zagadnieniach budowy maszyn, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 1996, nr 4. [11] Kłos Z., Kasprzak J., Rola oddziaływań eksploatacyjnych w środowiskowej ocenie techniki spożywczej, materiały X Jubileuszowej Ogólnopolskiej Konferencji Żywienie Człowieka Inżynieria Maszyn, Bydgoszcz, ATR 2005.

11 Rola ekobilansowania w kształtowaniu maszyn, urządzeń i systemów 87 [12] Kurczewski P., Kłos Z., Kasprzak J., Możliwości ekologicznej oceny obiektów technicznych za pomocą metod ekobilansowych, VII Szkoła-Konferencja Metrologia wspomagana komputerowo, Waplewo [13] Radomski P., Zastosowanie oceny cyklu życia jako narzędzia decyzyjnego w prośrodowiskowym rozwoju maszyn i urządzeń przemysłu spożywczego, rozprawa doktorska. Politechnika Poznańska, Recenzent: dr hab. inż. Marek Morzyński, prof. nadzw. ECOBALANCING IN THE DEVELOPMENT OF THE MACHINES, APPLIANCES AND SYSTEMS S u m m a r y In the paper the basic assumptions of environmental assessment of the objects life cycle are presented. The main methodological bases of environmental analyses are also described, as well as their scope and main methods widely used. The principal ways of application of ecobalances in relation to existing and new objects are shown. In the paper the presentation of examples of technical objects ecobalancing analyses and general prospects of ecobalances are indicated. prof. dr hab. inż. Zbigniew KŁOS Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, Poznań, tel. (061) , zbigniew.klos@put.poznan.pl dr inż. Jędrzej KASPRZAK Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, Poznań, tel. (061) , jędrzej.kasprzak@put.poznan.pl

12 Bilans ekologiczny i zużycie surowców Informacje rzeczowe Bilans ekologiczny wskazuje korzyści dla środowiska W Bilansie ekologicznym papierów graficznych Urząd ds. Ochrony Środowiska dostarczył już w 2000 roku naukowych dowodów na to, iż używanie papieru z recyklingu przynosi korzyści dla środowiska. W jednych z najobszerniejszych badań środowiska sprawdzano, czy dla ekosystemów korzystne jest odzyskiwanie makulatury oraz jakie zalety oferuje papier z recyklingu w porównaniu do papieru z włókien pierwotnych. Najważniejsze wyniki: Użycie makulatury do wyrobu papieru graficznego - w przeciwieństwie do korzystania ze świeżych włókien z surowca, jakim jest drewno - przedstawia z punktu widzenia ekologii najlepszą alternatywę. Wyraźnie mniej obciążające dla środowiska jest odzyskiwanie makulatury od palenia jej, aby pozyskać energię. Wyrzucanie makulatury na wysypiska śmieci jest z punktu widzenia ochrony środowiska jednoznacznie najgorszym rozwiązaniem. Odzyskiwanie makulatury jest praktycznie we wszystkich kategoriach korzystniejsze. Dotyczy to ograniczonych kopalnych źródeł energii, efektu cieplarnianego, smogu w lecie, nadmiernego nawożenia i zwiększającego się zakwaszenia gleb oraz akwenów. Urząd Ochrony Środowiska doszedł do jasnego wniosku: Większe użycie makulatury oznacza lepszą ochronę środowiska. W biurach i urzędach dla potrzeb biurowych oraz do pisania, drukowania, kserowania i wysyłania faksów powinien być używany papier w stu procentach pozyskany z makulatury. Jest on przedkładany nad wybielany poprzez chlorowanie papier z włókien pierwotnych. EU: GRUNDTVIG PROGRAM PARTNERSKI UCZ SIĘ WIĘCEJ, BĄDŹ ŚWIADOMYM KONSUMENTEM,

13 Bilans ekologiczny pokazuje to w bezpośrednim porównaniu Zużycie kilograma papieru z recyklingu Ze wstępnej obróbki makulatury wraz z Deinking iem Woda litrów litrów Makulatura 1,1-1,3 kg - Drewno - 2,2-2,5 kg Energia 1-3 kwh 3-6 kwh ChZT g 5-50 g Zużycie kilograma papieru z włókien pierwotnych wraz z wytwarzaniem celulozy 1 chemiczne zużycie tlenu Jak wynika z zestawienia, papier z recyklingu ma w bilansie ekologicznym znacznie lepsze wyniki niż papier produkowany z pierwotnych włókien celulozowych. Ważnym czynnikiem, obok tych przekonywujących wartości jest fakt, iż do produkcji papieru z recyklingu nie potrzeba żadnego drzewa, co stanowi prawdziwy wkład w ochronę lasów na świecie. Krytycy twierdzą często, iż odzyskiwanie makulatury zużywa więcej wody niż produkcja papieru z włókien pierwotnych. Lecz mimo procesu deikingowania tak nazywane jest płukanie włókien w celu likwidacji farby drukarskiej z makulatury zużycie wody przy przeróbce makulatury, jak obrazuje to bilans, znacząco niższe. Zużycie surowców Ile drzew jest zużywane w ciągu roku w Niemczech do produkcji papieru? Drewno składa się w 40-45% z pożądanej celulozy. Z około 2,2 kg drewna można więc wyprodukować kilogram papieru, na tonę celulozy zużyte zostaną około 2,2 tony drewna. Co odpowiada około 5m 3 drewna. Wielkość i grubość drzew różni się znacznie od siebie. Także pozyskiwanie surowca z poszczególnych gatunków drzew jest różne. Dlatego by móc jednoznacznie wyobrazić sobie ilość zużywanego drewna do produkcji papieru niezbędne jest oszacowanie: Przeciętny świerk ze szwedzkiej trzebieży ma objętość 0,15m 3. Z tego można pozyskać około 67 kg świeżych włókien (substancja sucha). EU: GRUNDTVIG PROGRAM PARTNERSKI UCZ SIĘ WIĘCEJ, BĄDŹ ŚWIADOMYM KONSUMENTEM,

14 Ile świerków jest potrzebnych, aby pokryć roczne zużycie papieru jednej osoby w Niemczech? 256 kg papieru dzielone przez 67 kg równa się 3,8 świerku. Ile świerków w czysto rachunkowej analizie jest potrzebnych, aby pokryć zużycie roczne Niemców? 3,4 RAZY = świerków Jeśli drewno do produkcji papieru zużywanego w Niemczech miałoby rosnąć wyłącznie na terenie tego kraju, drzewa pokryłyby obszar Bawarii oraz Badenii i Württembergii. Cały obszar byłby obsadzony monokulturami lasu iglastego. Na pola, łąki i tereny zabudowane nie byłoby miejsca. Jak duży jest obszar Bawarii łącznie z Badenią i Württembergią? Bawaria: km2 (11,5 miliona mieszkańców) Badenia i Württembergia: km2 (10 milionów mieszkańców) Cele edukacyjne Wyjaśnienie oszczędności zasobów naturalnych podczas produkcji papieru z recyklingu Wskazanie zużycia zasobów naturalnych do produkcji papieru ze świeżych włókien celulozowych Wykład Uwagi odnośnie prezentacji/zadań Materiały Schemat bilansu ekologicznego przygotowanego przez Robin Wood EU: GRUNDTVIG PROGRAM PARTNERSKI UCZ SIĘ WIĘCEJ, BĄDŹ ŚWIADOMYM KONSUMENTEM,

15

16 Bilanse ekologiczne opakowań na przykładzie opakowań do kremów FORUM RECYKILNGU POLEKO 2004 Współczesne opakowania wytwarzane są z różnych materiałów i występują w różnych formach, wynikających z przeznaczenia i funkcji, jaką mają do spełnienia. W 1994 r. Unia Europejska przyjęła znaną dyrektywę dotyczącą opakowań i odpadów opakowaniowych, która ostatnio została zmodyfikowana. Dyrektywa ta obejmuje wszystkie obszary i aspekty związane z opakowaniami i odpadami z nich powstającymi. W art. 10 dyrektywy stwierdza się, że UE powinna popierać opracowanie norm zawierających kryteria i metodologie prowadzenia analizy cyklu życia (LCA) dla opakowań¹, czyli tzw. ekobilansów. Ekobilans jest instrumentem ochrony środowiska, służącym do oceny ekologicznej produktu, procesu lub firmy. Bilans ekologiczny produktu może być rozpatrywany na dwa sposoby. Pierwszy obejmuje media, z uwzględnieniem czynników wejściowych (input - nośniki energii, materiały, woda) oraz czynników wyjściowych (output - powietrze, ścieki, odpady, hałas), a drugi to cykl życia produktu obejmujący okres od wytworzenia, poprzez wykorzystanie i zużycie, aż do utylizacji (łącznie z uwzględnieniem możliwości recyklingu). Zgodnie z normami ISO serii 14040, ekobilans powinien obejmować następujące fazy: definicję celu i zakresu, bilans materiałowy (analiza wejść i wyjść), analizę oddziaływań oraz interpretację wyników 2,3. Bilanse ekologiczne są szeroko opracowywane dla branży opakowaniowej przez wiele ośrodków, na zlecenie producentów, dystrybutorów lub organizacji ekologicznych². Analiza porównawcza opakowań do kremów W niniejszym artykule przedstawione zostaną wyniki analizy porównawczej opakowań do kremów nawilżających dostępnych na polskim rynku. Badaniu zostały poddane cztery opakowania z różnych materiałów i o różnej objętości, a mianowicie: pudełko aluminiowe o objętości 250 ml do kremu Nivea, pudełko z polipropylenu (PP) o objętości 200 ml do kremu Kamill, pudełko z polistyrenu (PS) o objętości 50 ml do kremu Naj oraz słoik szklany o pojemności 50 ml z nakrętką z PS opakowany w kartonik do kremu Kolastyna. Jednostką funkcjonalną jest opakowanie o objętości 1000 ml. Zatem strumienie odniesienia dla poszczególnych opakowań wynoszą odpowiednio: 4, 5, 20 i 20. Analiza została przeprowadzona za pomocą programu SimaPro metodą Eco-indicator 99. Wszystkie dane niezbędne do przeprowadzenia obliczeń pochodzą z bazy danych systemu SimaPro, dlatego są one obarczone pewnym stopniem niepewności. Badanie opakowań do kremów pielęgnacyjnych przeprowadzono pod kątem takich kategorii wpływu, jak: obecność czynników rakotwórczych, zaburzenia oddechowe powodowane substancjami organicznymi, zaburzenia oddechowe powodowane substancjami nieorganicznymi, zmiana klimatu, niszczenie warstwy ozonowej, toksyczność, zakwaszenie, eutrofizacja, wykorzystanie powierzchni, wykorzystanie minerałów oraz wykorzystanie paliw kopalnych. Na wyniki wskaźników w danej kategorii wpływu składają się wyniki poszczególnych etapów wytwarzania danego opakowania. Każdy z materiałów użytych do produkcji oraz procesy uzyskiwania energii powodują określony wpływ na środowisko naturalne. Po dokonaniu cięć, czyli po odrzuceniu wyników o niższej wartości niż 0,10% uzyskane wyniki przedstawiono na rys. 1. Rys. 1. Wyniki kategorii wpływu dla poszczególnych opakowań

17 Wynika z niego, że dla opakowania do kremu Kamill (z polipropylenu) największy wskaźnik wpływu mają takie kategorie, jak: paliwa kopalne (77%) i zaburzenia oddechowe powodowane substancjami nieorganicznymi (16%). Wyniki pozostałych kategorii mają znikomy wpływ na oddziaływanie środowiskowe tego opakowania. W kategorii wpływu - wykorzystanie paliw kopalnych największy udział ma produkcja polipropylenu, która stanowi aż 97% całego wyniku w tej kategorii. Pozostałe 3% są udziałem produkcji folii aluminiowej. W kategorii wpływu - zaburzenia oddechowe powodowane przez substancje nieorganiczne produkcja PP stanowi 90%, natomiast produkcja folii aluminiowej 10% wyniku. Przy produkcji opakowania aluminiowego do kremu Nivea wpływ na środowisko naturalne rozkłada się na wiele kategorii. W kategorii wykorzystanie paliw kopalnych jest to 22,2 mpt, co stanowi 41% udziału w całkowitym wyniku. Kolejne, co do wielkości wskaźnika, są kategorie: zaburzenia oddechowe powodowane substancjami nieorganicznymi (28%) i zmiany klimatu (11%). Nie bez znaczenia pozostaje także wykorzystanie minerałów, terenu oraz czynnik rakotwórczy. Opakowanie do kremu Naj składa się z pudełka i nakrętki wykonanych z PS oraz z zabezpieczającej folii aluminiowej. W przypadku opakowań z PS największe znaczenie środowiskowe ma zużycie paliw kopalnych (216 mpt, czyli 78%). Natomiast 14% wpływu przypisuje się kategorii zaburzenia oddechowe u ludzi. Pozostałe wyniki należą do kategorii: zmiany klimatu, zakwaszenie, eutrofizacja i pozostałych. Proces produkcji PS zdominował wyniki zarówno w kategorii paliw kopalnych, jak i efektu oddechowego wywołanego substancjami nieorganicznymi, gdzie uzyskano wyniki na poziomie 99% i 98%. Udział produkcji aluminium wyniół 2%. Opakowanie kremu Kolastyna jest najbardziej zróżnicowane ze wszystkich badanych opakowań. Składa się ze słoiczka szklanego, nakrętki z PS z wkładką ze spienionego polietylenu, ochronnej folii aluminiowej a całość opakowana jest w pudełko tekturowe. Procentowy rozkład kategorii wpływu jest podobny jak przy innych opakowaniach. Również tutaj dominuje wykorzystanie paliw kopalnych (58%) a zaraz za nim zaburzenia oddechowe powodowane substancjami nieorganicznymi (21%). Na trzecim miejscu znalazła się toksyczność, osiągając 10% całkowitego udziału w wyniku końcowym. Produkcja szkła jest czynnikiem, który ma największy udział we wszystkich kategoriach wpływu. Wynika to z

18 ogromnej przewagi masowej pojemnika szklanego. Jednak w przypadku kategorii wpływu paliwa kopalne, gdzie produkcja szkła osiąga 56%, duże znaczenie ma także produkcja PS, o czym świadczy aż 29% ogólnego wyniku. Produkcja papieru, stosowanego jako opakowanie zewnętrzne, także nie pozostaje bez znaczenia w tej kategorii (13%). Jedyną kategorią wpływu niemal całkowicie zdominowaną przez proces produkcji szkła jest toksyczność. Jego udział w całkowitym wyniku wynosi aż 99%. Pozostały 1% należy do procesu produkcji papieru. Kategorie szkód W metodzie Ekowskaźnikow 99 kategorie wpływu o podobnym oddziaływaniu łączą się w trzy kategorie szkody: ludzkie zdrowie, jakość ekosystemu i zasoby. Do kategorii szkody ludzkie zdrowie należą: czynniki rakotwórcze, zaburzenia oddechowe powodowane substancjami organicznymi i nieorganicznymi, zmiany klimatu i niszczenie warstwy ozonowej. W skład jakości ekosystemu wchodzą: toksyczność, wykorzystanie terenu, eutrofizacja i zakwaszenie. Natomiast wykorzystanie minerałów i paliw kopalnych to składowe kategorii szkody - zasoby. Rysunek 2 przedstawia udział kategorii szkód związanych z poszczególnymi opakowaniami. Rys. 2. Kategorie szkody dla poszczególnych opakowań Dla wszystkich systemów opakowań największe szkody są ponoszone w kategorii zasoby. Na te wyniki wpływ ma zapewne wysokie zużycie paliw kopalnych używanych do produkcji wszystkich materiałów opakowaniowych. W przypadku opakowania z PS (Naj) wartość tej kategorii wynosi aż 216 mpt, podczas gdy dla ludzkiego zdrowia - 51,4 mpt, a dla jakości ekosystemu zaledwie 7,14 mpt. W kategorii jakość ekosystemu najwyższą wartość ma opakowanie złożone do kremu Kolastyna, którego głównym składnikiem jest szkło. Materiał ten wyróżnia się także w kategorii ludzkie zdrowie, osiągając największą wartość ze wszystkich opakowań. Opakowanie z PP (Kamill) największą wartość ma dla kategorii zasoby (32,9 mpt). Ten materiał opakowaniowy wykazuje najniższą wartość dla kategorii jakość ekosystemu. Opakowanie aluminiowe do kremu Nivea wykazuje zbliżone wartości w dwóch kategoriach: zasobów i zdrowia ludzkiego (26 i 24 mpt). Wnioski Wysoki udział opakowania do kremu Kolastyna w kategorii szkody jakość ekosystemu wynika z dużej liczby komponentów tego opakowania. Opakowanie to wykazuje również

19 największą toksyczność ekologiczną, co ma związek z produkcją szkła. Opakowanie aluminiowe wykazuje wpływy w największej ilości kategorii, co ma niewątpliwie związek ze skomplikowanym procesem produkcji samego aluminium. Zarówno pod względem kategorii wpływów, jak i kategorii szkody opakowania z tworzyw sztucznych (PP i PS) mają podobne wyniki, niższe od wyników dla opakowań z innych materiałów. Źródła 1. CEN Report Cr Packaging Report on criteria and methodologies for life cycle analysis of packaging. 2. Podsiadłowska A., Foltynowicz Z.: Ocena cyklu życia (Life Cycle Assessment LCA). [W:] Urbaniak W. (red.): Odpady i opakowania nowe regulacje i obowiązki. Wydawnictwo FORUM. Poznań Podsiadłowska A., Foltynowicz Z.: Ocena Cyklu Życia (LCA). Nowa metoda szacowania ekologicznych skutków działalności gospodarczej. Recykling 9/2002. Weronika Borowska dr inż. Anna Lewandowska dr hab. prof. Zenon Foltynowicz Wydział Towaroznawstwa Akademia Ekonomiczna, Poznań

20 Opakowania z tworzyw sztucznych - jak byłoby bez nich? Takie materiały jak drewno, szkło, papier i metale postrzegane są jako naturalne i przyjazne środowisku, ponieważ są ściśle związane z rozwojem ludzkości na przestrzeni tysiącleci. Epoka tworzyw sztucznych rozpoczęła się zaledwie przed pół wiekiem. Przez ten czas tworzywa stały się szczególnie widoczne w postaci opakowań, chociaż masowo stanowią tylko nieco więcej niż 1/5 masy wszystkich materiałów opakowaniowych. Jednak ze względu na fakt, że opakowania z tworzyw sztucznych są tak lekkie, ze stosunkowo małej ilości surowca, wytwarza się ponad 50% wszystkich opakowań (w przeliczeniu na sztuki). Może właśnie dlatego, że udział ten jest tak duży, tworzywa sztuczne, pomimo niewątpliwych zalet i osiągnięć, przez długi czas były w centrum wszystkich dyskusji o opakowaniach. Jak wynika z reprezentatywnych badań opinii publicznej ponad 80% populacji uważa jednak, że opakowania z tworzyw sztucznych są niezbędne do zachowania dzisiejszego standardu życia. Pakowanie bez tworzyw sztucznych? Opakowania z tworzyw sztucznych stały się tak powszechne, że trudno wyobrazić sobie bez nich współczesną rzeczywistość. Ich wartość często doceniamy dopiero w sytuacji, gdy ich zabraknie. Wśród wielu różnego typu badań dotyczących tworzyw sztucznych, prowadzonych w Europie, znalazł się ciekawy eksperyment, polegający na ocenie, jakie skutki dla gospodarki, człowieka i środowiska naturalnego będzie miało całkowite zastąpienie opakowań z tworzyw sztucznych innymi materiałami. Założono, że kubki z tworzyw sztucznych, opakowania foliowe, beczki, kanistry i wiadra, butelki i opakowania spienione oraz wszelkiego typu zamknięcia (wylewki, korki, zakrętki, dozowniki itp.) zostaną zastąpione przez funkcjonalne odpowiedniki z papieru, tektury, kartonu, szkła, białej blachy i stali, aluminium lub drewna. Wyniki tych badań były bardzo pouczające, choć nie tak oczywiste, jakby się mogło pierwotnie wydawać. Okazało się masa opakowania wzrosłaby czterokrotnie, zużycie energii do wyprodukowania jego - 1,5 rażą, a koszty produkcji byłyby prawie dwa razy większe. Wszystko to spowodowałoby w konsekwencji znaczny wzrost cen produktów. Z punktu widzenia obciążenia środowiska naturalnego istotne okazało się także to, że zastąpienie tworzyw w opakowaniach materiałami alternatywnymi spowodowałaby uwolnienie podwójnej ilości szkodliwych dla klimatu gazów cieplarnianych. Studium to pokazało również, że dla wielu wyrobów nie ma odpowiednich opakowań zamiennych. Co więcej, niektóre z nich nie mogłoby być -oferowane na rynku w swojej dotychczasowej formie. Przykładem mogą być dozowniki, puszki i kasety dla filmów, naboje atramentowe, opakowania tłoczone, wkładki do beczek, kontenery elastyczne z tkanin (bigbag), czy woreczki na sałatę lub porcjowane produkty surowe. Omawiane badania jasno pokazały, że opakowania z tworzyw sztucznych: - zmniejszają masę transportową, - przyczyniają się do oszczędności energii, - wpływają na obniżkę kosztów opakowań. 1

21 Uzasadnione wydaje się więc stwierdzenie, że odejście od opakowań z tworzyw sztucznych działałoby w kierunku przeciwnym ochronie środowiska naturalnego i byłoby tzw. "niedźwiedzią przysługą". Natomiast celowe stosowanie opakowań z tworzyw sztucznych może mieć pozytywny wpływ na zmniejszenie obciążenia środowiska naturalnego. Dla zobrazowania słuszności tych stwierdzeń warto przyjrzeć się kilku konkretnym przykładom. Niezastąpione folie Folie jednowarstwowe, produkowane w różnych grubościach (od kilku dziesiętnych do tysięcznych części milimetra) i przy stosunkowo niewielkich nakładach materiałowych spełniają najróżniejsze funkcje: od zabezpieczania ładunków do pakowania artykułów spożywczych (pieczywa, nabiału, słodyczy, produktów do głębokiego schładzania itd.). Na przykład przy próbie zastąpienia folii polietylenowych innymi materiałami, natychmiast widoczne są trudności, jakie powstałyby w przypadku produktów ciekłych lub wrażliwych na wilgoć. Takie rozwiązania zastępcze, jak worki papierowe dla cementu lub zaprawy czy opakowania kartonowe dla napojów, przy bliższym rozpoznaniu muszą być wyeliminowane. W tym przypadku potrzebna jest bowiem wewnętrzna warstwa folii z tworzywa sztucznego, zapewniająca szczelność. Dla zastosowań, w których jednak wyeliminowano by tworzywa sztuczne, masa opakowań wzrosłaby czterokrotnie, a koszty wytwarzania prawie trzykrotnie. Wielkości te są jeszcze większe w przypadku folii wielowarstwowej, stosowanej zwykle do produkcji opakowań o dobrych właściwościach barierowych, co ma duże znaczenie przy pakowaniu łatwo psujących się artykułów spożywczych (kiełbasa, sery, mięso) czy produktów aromatycznych (kawa, przyprawy). Masa opakowań alternatywnych, najczęściej puszek metalowych lub szklanych słoików, może wzrosnąć nawet 9-krotnie. Innym przykładem mogą być wspomniane wcześniej stojące woreczki, stosowane jako opakowania uzupełniające do środków piorących i czyszczących czy środków pielęgnacji ciała, które w porównaniu do sztywnych pojemników umożliwiają oszczędność do 50 % masy opakowania. Profil ekologiczny tworzyw sztucznych Przy obecnym stopniu rozwoju gospodarczego coraz bardziej powszechne staje się przekonanie, że wszystkim co wytwarzamy, obciążamy środowisko naturalne. Zużywamy energię i surowce, powietrze i wodę oraz wytwarzamy odpady. Dlatego podstawą współczesnej gospodarki powinien być zrównoważony rozwój (sustainable development), oznaczający zapewnienie wzrostu gospodarczego przy równoczesnym poszanowaniu środowiska naturalnego i oszczędnym wykorzystywaniu jego zasobów. Wśród wielu pytań pojawiających się w kontekście aspektów ekologicznych opakowań z tworzyw sztucznych są np. takie: W co najlepiej pakować mleko: w klejone kartony, szklane butelki czy butelki PET? Czy tworzywa sztuczne są bardziej ekologiczne niż papier opakowaniowy? Co daje bilans ekologiczny? Możliwość odpowiedzi na tego typu pytania daje sporządzenie tzw. profili ekologicznych materiałów lub produktów o porównywalnych funkcjach. Dla każdego produktu (począwszy od surowców) określa się zapotrzebowanie na energię zużywaną przy wytworzeniu, sposób i ilość emisji do powietrza i wód 2

22 oraz ilość powstających odpadów. Bilansy takie przeprowadzano już 20 lat temu, badając np. czy torby papierowe są bardziej ekologiczne niż torby z tworzyw sztucznych. Wynik był dla wielu zaskoczeniem: stosowanie toreb z tworzyw sztucznych, od wyprodukowania do utylizacji/recyklingu, obciąża środowisko naturalne nie więcej niż stosowanie toreb papierowych. Bilanse ekologiczne przemawiają za opakowaniami z tworzyw sztucznych Od tamtego czasu metodyka badań została znormalizowana na poziomie międzynarodowym i podlega obecnie ścisłym regulacjom. Ale i teraz bilansy ekologiczne dla tworzyw sztucznych są korzystne i pokazują, że opakowania z tworzyw sztucznych są bardzo dobrą alternatywą dla opakowań z innych materiałów. Badania takie pokazują również, jak mylne okazują się często obiegowe opinie. Po szczegółowej ocenie nierzadko widać, że opakowanie, które uważane było za godne zaufania i naturalne, obciąża środowisko bardziej, niż zwykle się sądzi. Na przykład: bilans ekologiczny dla opakowań czekolady pokazuje przewagę folii PP nad papierem i aluminium; okładziny opakowaniowe ze styropianu okazały się mniej obciążające środowisko, niż chroniące przed uderzeniami kształtki z tektury falistej lub tkanina (co jest zrozumiałe, ponieważ pianka opakowaniowa składa się w 98% z powietrza). Dynamiczny rozwój opakowań z tworzyw sztucznych był możliwy dzięki konsumentom, którzy codziennie wybierają produkty w opakowaniach z takich materiałów. Bilanse ekologiczne potwierdzają, że wybór ten jest prawidłowy, także ze względu na środowisko naturalne. Butelki do napojów Butelki PET do różnego rodzaju napojów cieszą się coraz większą popularnością, odnotowując stały wzrost ich zastosowania, co przynosi duże korzyści zarówno handlowcom, jak i użytkownikom. Przede wszystkim gwarantują przezroczystość - typową cechę szkła, ale w przeciwieństwie do tego materiału są nietłukące się i lekkie (1/10-1/20 ciężaru porównywalnych opakowań szklanych). W większości krajów europejskich dominują butelki jednorazowe. Wyjątek stanowią Niemcy, gdzie przyjęły się butelki PET wielokrotnego użytku, wypierając dużą część ciężkich, zwrotnych butelek szklanych. Kaucjonowane butelki po zwrocie do placówek handlowych zostają bezpośrednio posortowane i użyte jako pełnowartościowe wyroby. Tworzywo PET nadaje się do tego szczególnie dobrze, a bilanse ekologiczne są dla butelek PET korzystne. Czy wielokrotny użytek jest lepszy? Na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat systematycznie zmniejsza się udział opakowań wielokrotnego użytku na korzyść opakowań jednorazowych (przede wszystkim z tworzyw sztucznych). Ważne jest przy tym, aby były to opakowania z gwarancją recyklingu. Jednak ogólnie przeważa przekonanie, że opakowania wielokrotnego użytku są z zasady przyjazne dla środowiska, w przeciwieństwie do opakowań jednorazowych. I mimo, że tworzywa sztuczne uważane są za typowy materiał na opakowania jednorazowe, to należy pamiętać, że około 15 % wszystkich opakowań z tworzyw sztucznych znajdujących się w obrocie to opakowania wielokrotnego użytku. Przykład rynku niemieckiego dobrze pokazuje zastosowania butelek PET wielokrotnego użytku, ważących w stosunku do szklanych odpowiedników dziesięciokrotnie mniej. Stosuje się je tam nawet do mleka, wody mineralnej, soków czy piwa. W wielu przypadkach lekkie opakowania z tworzyw sztucznych są lepszą alternatywą nie tylko dla użytkowników, ale również dla środowiska naturalnego. Min. uznano, że ze względu na korzystny bilans ekologiczny jednorazowych woreczków foliowych z PE jako opakowań do mleka*, mogą być one uwzględnione przy obliczaniu udziału opakowań wielokrotnego użytku. Okazało się także, że 1,51 jednorazowe butelki PET posiadają taką samą wartość ekologiczną jak 0,71 butelki szklane wielokrotnego użytku. Znaczenie małych opakowań 3

23 Przy okazji kolejnych nowelizacji rozporządzeń związanych z opakowaniami przeprowadzono dyskusję nad niecelowością uznania małych opakowań z tworzyw sztucznych jako nieprzydatnych do odzysku. Badania o charakterze ekologicznym i socjodemograficznym, które wówczas przeprowadzono, wykazały, że z wielu powodów nie można zrezygnować z takich opakowań. Przyczyniają się one do eliminowania odpadów i mają inne zalety, istotne także z punktu widzenia ochrony środowiska. Na przykład jako opakowanie porcjowanych produktów zapobiegają psuciu się żywności, która pozostawiona byłaby do późniejszego spożycia w przypadku otwarcia większego opakowania. Ponadto zastąpienie małych opakowań przez większe jednostki opakowaniowe lub przez inne materiały miałoby znaczne negatywne skutki dla środowiska naturalnego i dla użytkowników. Przy zastąpieniu małych opakowań z tworzyw sztucznych takimi samymi z innych materiałów, masa opakowania wzrosłaby nawet trzy razy, co w konsekwencji istotnie zwiększyłoby zużycie energii. Obecnie, dzięki nowoczesnym, w pełni automatycznym liniom do sortowania lekkich opakowań pochodzących z selektywnej zbiórki odpadów, można oddzielać także małe opakowania i poddawać je wysokowartościowemu recyklingowi, co przyczynia się również do oszczędności deficytowych surowców. Ile ciężarówek ma przewieźć twój produkt? Kilkugramowa różnica w masie opakowania często decyduje o tym, ile ton produktu można załadować na jedną ciężarówkę. Kubek z polistyrenu na 150 gramów jogurtu waży z pokrywką z folii aluminiowej 5,5 g. W porównaniu z tym 85-gramowe opakowanie szklane dla takiej samej ilości jogurtu, również z pokrywką aluminiową, stanowi znacznie większe obciążenie. W transporcie oznacza to, że przy wykorzystaniu pełnej ładowności ciężarówki: - w przypadku jogurtu w plastikowym kubku opakowanie stanowi 3,5% przewożonej masy a 96,5% przypada na produkt właściwy; - w przypadku opakowań szklanych masa opakowania stanowi aż 36,2% całego ładunku. Innymi słowy oznacza to, że zamiast dwóch ciężarówek, załadowanych jogurtem w opakowaniach z tworzyw sztucznych, muszą być wyekspediowane trzy ciężarówki z jogurtem w opakowaniach szklanych. Inny przykład: Do zapakowania 500 g aromatycznej kawy potrzeba 17 g elastycznej folii wielowarstwowej, dla której 4

24 alternatywą są puszki z białej blachy o masie ok. 116 g lub 540 gramowe opakowania szklane. Przewaga folii jest wyraźnie widoczna już w przypadku transportu pustych opakowań do napełnienia. Transport do palarni pustych opakowań dla 400 tyś. t. kawy: - Folia wielowarstwowa 822 ciężarówki - Puszki ciężarówek - Opakowania szklane ciężarówek Mniejsze obciążenie środowiska naturalnego przez transport Zastąpienie wszystkich opakowań z tworzyw sztucznych wykonanymi z innych materiałów prowadziłoby do wielokrotnego powiększenia masy opakowań. Szacunkowe obliczenia pokazują, że pociągnęłoby to za sobą m.in. znacznie zwiększone zużycie paliw (18 mln l na transport tej dodatkowej masy) oraz zwiększoną emisję C02 (o ok. 40 mln kg). Czy można się było tego spodziewać? Opakowania z tworzyw sztucznych chronią klimat C02, produkt spalania wszystkich substancji, postrzegany jest jako główny sprawca tzw. efektu cieplarnianego. Wiele krajów, zwłaszcza uprzemysłowionych, zobowiązało się do redukcji emisji dwutlenku węgla z procesów spalania, co wiąże się także z oszczędnością energii. Zużycie energii do wytworzenia opakowań z materiałów alternatywnych w stosunku do tworzyw sztucznych byłoby o 50 % większe. W wyniku tego do atmosfery uwolnionych zostałoby dodatkowo około 5 mln t C02. Stosowanie więc opakowań z tworzyw sztucznych przyczynia się do redukcji ilości dwutlenku węgla w wielkości odpowiadającej spaleniu ok. 3 % ropy naftowej zużywanej w Niemczech. 5

25 Gdzie podziała się ropa naftowa? Chociaż tworzywa sztuczne wytwarzane są z ropy naftowej, produkcja ta pochłania stosunkowo małe ilości tego surowca. Np. w Niemczech jedynie niecałe 2 % ropy naftowej zużywane jest do produkcji opakowań z tworzyw sztucznych. Przeważająca część ropy naftowej- prawie 80% - spalana jest bezpośrednio przy pozyskiwaniu ciepła lub zamieniana na energię w przemyśle, w elektrowniach, a przede wszystkim w ruchu drogowym. Próba ograniczenia zużycia ropy naftowej przez zastosowanie innych materiałów opakowaniowych byłaby bezskuteczna. Potrzebne do tego zużycie energii byłoby co najmniej o 50 % większe (a przy uwzględnieniu zużycia paliw na potrzeby związanego z tym dodatkowego transportu, prawie dwa razy takie). Tworzywa sztuczne przyczyniają się w sposób aktywny do oszczędności energii i ropy naftowej. Równie ważna jest przy tym funkcjonalność tych opakowań, będąca źródłem dodatkowych oszczędności. Z całkowitej ilości energii potrzebnej do produkcji i transportu artykułów spożywczych jedynie 10% przypada na wyprodukowanie opakowań ochronnych. Wielkość ta jest swoistym ubezpieczeniem dla środowiska. Unika się przedwczesnego zepsucia i obciążenie środowiska odpadami. Środowisko naturalne i użytkownicy doceniają takie opakowania. Wyprodukowanie kubka do jogurtu z granulowanego polistyrenu pochłania tylko tyle energii, ile zużywa 100-watowa żarówka przez 90 s. Przyczyną tego jest niższa, w porównaniu z innymi materiałami opakowaniowymi, temperatura przetwórstwa, wynosząca mniej niż 200 C. To również dowodzi, że opakowania z tworzyw sztucznych mają pozytywny wkład w ochronę środowiska. System wielokrotnego użytku Posługując się przykładem Niemiec, które wśród krajów europejskich mają najlepiej rozwinięty system opakowań zwrotnych oraz recyklingu, widać, że działania takie mają sens i są korzystne ekonomicznie. Opakowania zwrotne stanowią już 15 % produkowanych w Niemczech opakowań z tworzyw sztucznych. Na przykład w obiegu jest ponad 200 min skrzynek na butelki i około 1 mld butelek PET wielokrotnego użytku do napojów. Użytkownik ma wybór. Może kupować mleko i jogurt w 6