Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Комплексное устойчивое управление отходами. Жилищно-коммунальное хозяйство: учебное пособие

Уланова О. В., Салхофер С. П., Вюнш К. ,

4.2.2.5. Использование компьютерного инструментария и баз данных

Системы управления отходами могут иметь дело с большим количеством материалов и химикатов, а также с разными видами энергии и производить разнообразные вторичные материалы и продукты энергетики. Поэтому существуют базы данных по экологическим процессам для наиболее распространенных процессов и материалов. В них содержится информация об экологическом обмене в расчете на функциональный выход процесса, например, на кВч выпускаемого электричества для электростанций, на кг (для большинства материалов), на кг–км или на м3–км для транспортных процессов и т.д. Пользователь данных сочетает эту информацию со знаниями о том, насколько система управления отходами зависит от данного процесса, например, кг полиэтилена используемого в производстве баков для сбора отходов.

Данные инвентаризации жизненного цикла (LCI) могут содержаться в базе данных без дополнительного функционала или в качестве программных инструментов, включающих собственные и внешние данные по LCI.

Примерами баз данных по LCI являются Ecoinvent 3.1, предоставленная Swiss Centrefor Life CycleInventories (http://www.ecoinvent.org/), и Europea Reference Life Cycle Data System ELCD, предоставленная JRC. При этом Ecoinvent 3.1 используется в различных программных инструментах, таких как GaBi и SimaPro. Она содержит около 2.800 наборов данных. Лицензирование платное. Обновление наборов данных выполняется каждые 1–2 года. ELCD содержит 440 наборов данных (на конец 2013 г.) о промышленных объектах, таких как химические и металлообрабатывающие заводы. Она также содержит данные по процессам производства энергии, транспортировки и утилизации. Наборы данных доступны бесплатно и их можно скачать, пройдя по ссылке http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/процессList.xhtml.

Различные базы данных имеют разное количество наборов данных, от нескольких сотен до более тысячи. Для полномасштабной ОЖЦ требуется как можно больше данных. Однако большее количество наборов данных в базе не обязательно означает хорошее качество данных. Качество данных можно определить по следующим характеристикам: местоположение, год, источник данных, сбор и подготовка данных (оценочные, отклоняющиеся, усредненные), полнота данных, технологическая и географическая репрезентативность. Базы данных вроде Ecoinvent, ELCD и GaBi-prof содержат подробные метаданные в соответствии с указанными характеристиками качества. Наборы данных Ecoinvent также хорошо задокументированы в специальных справочниках с информацией об источниках. В отличие от, например, баз данных GaBi, SimPro и GEMIS, у которых отсутствует детальная документация.

Существуют различные программные инструменты для поддержки моделирования систем, включая стадии инвентаризации и оценки воздействия. Эти инструменты часто упрощают доступ к наиболее важным базам данных по LCI и могут быть сосредоточены на специальных задачах, например, для полномасштабной ОЖЦ для методов скрининга или для упрощенной ОЖЦ. Полномасштабная ОЖЦ выполняется редко. Это слишком сложная задача, требующая временных затрат и поэтому дорогостоящая, так что малые и средние предприятия не могут ее себе позволить. По этой причине созданы альтернативные методологии инвентаризационного анализа, такие как упрощенная ОЖЦ или приблизительная ОЖЦ. Упрощенная ОЖЦ основана на более простой процедуре инвентаризационного анализа, постановке более узких задач и более узкой сфере применения. Приблизительная ОЖЦ объединяет продукты в группы с похожими экологическими и другими характеристиками и использует упрощенную методологию оценки воздействие. В табл. 4.4 представлен обзор некоторых наиболее часто используемых программных инструментов, включая базы данных.

В настоящее время наиболее часто используемые программные инструменты для ОЖЦ – это SimaPro, GaBi и Umberto.

SimaPro (www.simapro.com) – широко используемый инструмент для ОЖЦ. Он является простым в использовании, но при этом достаточно мощным для моделирования систем продуктов, в частности, использующих распределение между множественными выходящими процессами, предотвращенное производство продуктов в процессах переработки, комплексные сценарии обращения с отходами и т.д. Он включает анализ по методу Монте-Карло для количественной оценки неопределенности данных. SimaPro включает базу данных Ecoinvent и 8 других баз данных (например, US LCI, ELCD, LCAfood и др.).

Таблица 4.4

Специализированные программные средства для ОЖЦ (в алфавитном порядке) [17].
LCWE – Life Cycle Work Environment (внешние условия жизненного цикла);
LCC – Life Cycle Costing (оценка затрат в жизненном цикле)

GaBi (www.gabi-software.com/) – инструмент для ОЖЦ, используемый в промышленности, науке, образовании и консультировании. Он также дает возможность проводить обоснованную и детальную оценку затрат в изучаемой системе (life-cycle costing [LCC]) и использовать программное обеспечение в поддержке экологического менеджмента на месте и в схемах аудита (EMAS). Применяемые инструменты оценки затрат позволяют пользователю построить точные модели затрат на материалы/энергию, персонал и оборудование.

Umberto (http://www.umberto.de/en/) – инструмент, предназначенный для визуализации систем материальных и энергетических потоков. Данные взяты из внешних информационных систем или рассчитаны при помощи модели. Графический пользовательский интерфейс позволяет визуализировать даже сложные структуры: производственные объекты компании, цепи процессов или оценку жизненного цикла (ОЖЦ). Данный инструмент может оценивать потоки и запасы при помощи показателей эффективности. Возможно, масштабирование в единицах продукции или в единицах времени. Кроме того, можно показать и проанализировать экологические затраты системы. Также присутствуют специфические функции, например, учет и распределение затрат.

Больше инструментов для ОЖЦ можно найти на веб-сайте Europa, посвященном инструментам, сервисам и данным по ОЖЦ: http://lca.jrc. ec.europa.eu/lcainfohub/toolList.vm, а также на сайте EcoSMEs (http://www.ecosmes.net/cm/index-EP), посвященном программным средствам для ОЖЦ: http://www.ecosmes.net/cm/navContents?l=EN&navID=lcaSmes&subNavID=1&pagID=1.

Несколько программных инструментов разработаны специально для моделирования ОЖЦ и оптимизация систем управление отходами (например, EASETECH, ORWARE), подробности можно найти в [21].