Оценка жизненного цикла и устойчивость стали

Оценка жизненного цикла и устойчивость стали

Сталелитейная промышленность является второй по величине отраслью в мире после нефтегазовой. Сталь используется практически во всех секторах, начиная от строительства, упаковки, транспорта, энергетики и возобновляемых источников энергии. Использование стали встречается повсюду в современном обществе. Практически нет материалов или изделий, в производстве которых отсутствует или не принимала участия сталь.

Производство сырой стали увеличилось более чем вдвое за последние три десятилетия:производство в 2020 году составило 1 864 миллиона тонн, а в 2019 году — 1 869 миллионов тонн. Сталь продолжает оставаться основой и двигателем эволюции и прогресса общества. Это делает мир лучшим местом для жизни. Умные города будущего должны строиться на стали. Поскольку сталь можно бесконечно перерабатывать и использовать повторно, ее использование помогает снизить нагрузку на ресурсы Земли.

Высокий уровень производства стали неизбежно делает сталелитейный сектор более ответственным за воздействие на окружающую среду. Следовательно, необходимо проанализировать процессы сталелитейной промышленности, чтобы получить четкое представление об основных воздействиях на окружающую среду вместе с возможными решениями, связанными с внедрением парадигмы экономики замкнутого цикла.

Сталь обладает рядом свойств, которые необходимо учитывать в процессе принятия решений на этапе проектирования. Эти свойства включают (i) химические, металлургические и механические свойства, (ii) свойства коррозионной стойкости, (iii) свойства огнестойкости, (iv) возможность вторичной переработки, (v) длительный срок службы, (vi) требования к техническому обслуживанию, (vii) гигиенические требования, (viii) эстетика и (ix) влияние окружающей среды.

Стали могут быть переработаны без потери качества. Поскольку металлические связи восстанавливаются при повторном затвердевании, стали постоянно восстанавливают свои первоначальные эксплуатационные свойства, даже после многократного повторного использования. Это позволяет использовать их снова и снова для одного и того же приложения. Напротив, эксплуатационные характеристики большинства неметаллических материалов ухудшаются после переработки.

Как правило, стальные изделия, изготовленные по интегрированному маршруту, имеют возвращаемый технологический лом, ограниченный значением в диапазоне от 10 % до 20 %, тогда как стальные изделия в конце срока службы перерабатываются в диапазоне от 85 % до 95 %. Метод «переработанного содержимого» учитывает только экологические преимущества, реализованные сегодня, в отличие от метода «по окончании срока службы», который дополнительно учитывает будущие экологические преимущества, связанные с ломом, образующимся в конце срока службы. Для сталелитейной промышленности наиболее подходящим индикатором является «коэффициент вторичной переработки отходов», в то время как имеющиеся объемы лома с истекшим сроком службы недостаточны для удовлетворения существующего спроса. На рис. 1 показан жизненный цикл стали.

Рис. 1. Жизненный цикл стали

Производство первичной (первичной) стали обычно включает добычу и обогащение руды, выплавку и рафинирование для получения стали определенного химического состава с рядом доступных технологических маршрутов. На каждой стадии отделяются примеси и побочные продукты, а концентрация железа в конечном продукте увеличивается. Рафинирование стали до достаточной чистоты часто требует энергоемких и точно контролируемых стадий плавки, которые обычно основаны на использовании входных ископаемых видов топлива непосредственно в качестве восстановителя или косвенно для получения тепла и электричества. На производство чугуна и стали приходится значительный объем промышленных выбросов двуокиси углерода (CO2) в мире.

В области добычи и обогащения существуют процессы, которые заключаются в обработке руды в жидком растворе для концентрирования руды путем ее отделения от сопутствующих минералов. В некоторых процессах очень высокие температуры обычно не требуются, и обработка может происходить при высоких давлениях, что требует энергии для поддержания давления. Кроме того, более вероятно, что энергоемкость процессов добычи и обогащения со временем будет увеличиваться по мере того, как рудники переходят от руды с высоким содержанием к руде с более низким содержанием и при начале разработки более сложных месторождений. Потребление энергии можно снизить за счет повышения эффективности процесса.

Пирометаллургия включает обработку рудных концентратов при высоких температурах, чтобы отделить железо от связанных с ним минеральных компонентов. Это, в свою очередь, требует использования ископаемого топлива в нагревательных печах или электричества для питания печей. Кроме того, сталелитейная промышленность производит различные виды стальной продукции. Эти различные типы стальной продукции могут производиться на одном и том же сталелитейном заводе и с использованием одних и тех же основных производственных процессов. Каждый из этих продуктов требует различных способов обработки для производства продуктов, используемых конечными потребителями. На рис. 2 показаны принципы оценки жизненного цикла (LCA).

Рис. 2. Принцип оценки жизненного цикла

В настоящее время ученые-материаловеды и разработчики продуктов имеют в своем распоряжении все больше инструментов, которые позволяют им учитывать экологические последствия их выбора материалов, но в целом эти инструменты учитывают небольшое количество экологических конечных точек, и остается много пробелов в данных. Однако, учитывая ожидаемый рост мирового спроса на сталь в будущем и его важность в современных технологиях, важно, чтобы были доступны высоковоспроизводимые данные об экологических нагрузках производства стали, основанных на жизненном цикле, и чтобы последствия совместного производства нескольких сталей продукты понятны.

Деятельность человека, для развития которой требуются материалы и энергия, оказывает необратимое воздействие на экологические системы и окружающую среду, например, изменение климата, истощение природных ресурсов, образование отходов, загрязнение и т. д. Большинство этих воздействий имеют опасные последствия для здоровья и выживания человека, а большинство эти эффекты имеют долгосрочные результаты. В отчете Брундтланд, опубликованном в 1987 году, устойчивое развитие определяется как «развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». Подмножество устойчивого развития, которое развивалось во всем мире в течение почти 25-30 лет, играет очень важную роль застроенной среды.

Концепция устойчивого развития, определенная в отчете Брундтланд, представляет собой очень сложную и динамичную задачу, требующую участия самых разных секторов деятельности. Изменение климата и устойчивое использование природных ресурсов являются сегодня одними из основных вызовов для общества. Это ставит их на первое место в политической экологической повестке дня, где они, вероятно, останутся в обозримом будущем

Устойчивое развитие касается всего цикла производства продукта, то есть от приобретения сырья, планирования, проектирования, строительства и эксплуатации до его использования и обращения с отходами в конце срока службы. Это большая и важная задача для будущего сталелитейной промышленности. Сталелитейная промышленность предприняла ряд усилий, чтобы уменьшить свой углеродный след за счет увеличения возможности вторичной переработки и улучшения процессов.

В устойчивом развитии поощряется разработка методов, которые являются экономически и экологически безопасными. Производство и дистрибьюция материалов осуществляются с минимальными транспортными затратами. Также используются те материалы, которые доступны максимально близко.

Устойчивость стали состоит из трех компонентов, а именно (i) экологического, (ii) социального и (iii) экономического. Сталелитейная промышленность является высокоэффективной отраслью для улучшения социального, экономического и экологически устойчивого развития, и она становится высокоактивной отраслью как в развитые и развивающиеся страны. Промышленность нуждается в природных ресурсах земли для производства стали, которая используется для строительства искусственных сооружений, таких как здания, мосты и дороги, а также в продуктах, используемых в нашей повседневной жизни.

Анализ жизненного цикла стали проводится для определения воздействия на окружающую среду. Воздействие на окружающую среду определяется тремя аспектами:(i) производство стальной продукции, (ii) использование стальной продукции и (iii) переработка отработанных материалов. Воздействие на окружающую среду зависит от (i) использования природных ресурсов, (ii) рационального природопользования и (iii) предотвращения загрязнения воздуха, воды и земли отработанными газами, жидкостями и твердыми веществами.

Материалоэффективность стального изделия определяется тремя критериями, а именно (i) сокращение, (ii) повторное использование и (iii) переработка. Количество сырья для производства стали должно быть уменьшено за счет повышения эффективности процесса для сокращения выбросов CO2. После того, как срок службы стального изделия закончился, часть стали, содержащейся в изделии, может быть использована повторно без потери основных свойств стали. Это делает повторное использование стали очень важным. Сталь на 100 % подлежит вторичной переработке. Весь стальной лом повторно используется для производства свежей стали. Кроме того, побочные продукты, образующиеся при производстве стали, используются в различных отраслях промышленности, что снижает потребность в сырье в этих отраслях и, следовательно, способствует сохранению природных ресурсов.

Социальное влияние стали весьма существенно. На социальное воздействие влияют (i) уровень жизни, (ii) образование людей, (iii) сообщество и (iv) равные возможности для всех.

Устойчивый материал не наносит вреда людям, работающим над его производством или работающим с ним во время его использования, переработки и окончательной утилизации. Сталь не представляет опасности для человека ни при производстве, ни при использовании. По этим причинам сталь является основным материалом, используемым в нескольких приложениях. Безопасность, как и отсутствие травм и здоровое рабочее место сотрудников, является ключевым приоритетом для сталелитейной промышленности. Сталь также улучшает качество жизни, делая возможными технические достижения. Вот почему люди видят присутствие стали во всем, что они используют в своей повседневной жизни. На самом деле сегодня жизнь немыслима без стали.

Экономическая составляющая устойчивости стали очень важна. Факторы, влияющие на экономику, включают (i) стоимость производства, (ii) прибыль, (iii) экономию средств, (iv) экономический рост и (v) получение доходов от инвестиций в исследования и разработки.

Стоимость жизненного цикла (LCC) является важным критерием экономической составляющей устойчивости стали. LCC — это стоимость актива на протяжении всего его жизненного цикла при выполнении требований к производительности (ISO 15686-5). Это сумма всех затрат, связанных с продуктом, понесенных в течение жизненного цикла, который состоит из (i) концепции, (ii) производства/изготовления, (iii) его использования/эксплуатации и (iv) окончания срока службы. LCC — это математическая процедура, помогающая принимать инвестиционные решения и/или сравнивать различные варианты инвестирования. Сталь не дорогая, если принять во внимание стоимость жизненного цикла. Стоимость других материалов со временем существенно возрастает, в то время как стоимость стали обычно остается неизменной.

Помимо экологических, социальных и экономических аспектов устойчивого развития стали существуют три пересекающиеся области, такие как (i) экологически-социальная, (ii) социально-экономическая и (iii) экономико-экологическая. Экологически-социальная сфера включает в себя заботу об охране окружающей среды и природных ресурсов, поскольку они имеют как локальное, так и глобальное воздействие. Социально-экономическая сфера включает вопросы этики, справедливости, здоровья, безопасности и благополучия сотрудников. Экономико-экологическая область включает операционную эффективность, энергоэффективность и использование возобновляемых ресурсов. На рис. 3 показаны все компоненты устойчивости стали.

Рис. 3. Компоненты устойчивости стали

Ключом к устойчивости стали является признание того, что подход полного жизненного цикла является лучшим способом оценки воздействия продукта на окружающую среду. Следовательно, это также лучший способ помочь обществу принимать обоснованные решения об использовании материалов и их экономической важности. Сосредоточение внимания исключительно на одном аспекте жизненного цикла продукта, таком как производство материалов, искажает реальную картину, поскольку при этом можно игнорировать повышенное воздействие на другом этапе жизненного цикла, например на этапе использования.

Выбор наиболее подходящих материалов для любого применения зависит от рассмотрения ряда технических и экономических факторов, включая, например, функциональность, долговечность и стоимость. Еще одним и все более важным фактором для людей, определяющих материалы, в мире, где устойчивое развитие является ключевым вопросом, является связанная с этим экологическая эффективность применения материалов с точки зрения производства и производительности продукта.

Количественная оценка нагрузки на окружающую среду на каждом этапе жизненного цикла и взаимосвязанности систем производства стальной продукции необходима для моделирования глобальных изменений в технологиях, замещении материалов и критичности продуктов с точки зрения их уязвимости в цепочке поставок и риска поставок. Всестороннее понимание позволяет лучше управлять влиянием и преимуществами стальной продукции и осознанного рационального использования ресурсов.

Сталь — это очень прочный материал, используемый во многих областях. Как и все материалы, его производство и использование по-разному влияют на окружающую среду. Оценка общего воздействия продуктов на окружающую среду требует комплексного подхода, который рассматривает продукт на протяжении всего его жизненного цикла. Эта оценка известна как «оценка жизненного цикла (LCA)».

Оценка устойчивости проектов может быть проведена с помощью ряда инструментов, разработанных за последние несколько лет. Одной из наиболее полных и подробных методологий анализа, основанной на концепции жизненного цикла, является ОЖЦ. Он рассматривает весь жизненный цикл продукта или системы, от добычи сырья, производства материалов и потребности в энергии до использования и обработки в конце срока службы. Благодаря такому систематическому обзору выявляются и, возможно, избегаются экологические нагрузки. LCA может помочь в выявлении возможностей для улучшения экологических характеристик проектов на различных этапах их жизненного цикла. Целью ОЖЦ является создание полного экологического профиля продукта на протяжении всего его жизненного цикла, показывая результаты с помощью экологических показателей в более понятной форме.

Первые исследования концепции жизненного цикла были проведены в период с конца шестидесятых и начала семидесятых годов. Концепция жизненного цикла продуктов или функций была разработана в США в сфере государственных закупок. Но первое упоминание «жизненного цикла» с таким названием было в отчете об анализе жизненного цикла стоимости, подготовленном Новиком для RAND Corporation в 1959 году. В то время «анализ жизненного цикла» (еще не оценка) использовался для оценки стоимости. систем вооружений, включая закупку, использование и операции по окончании срока службы. Анализ жизненного цикла также использовался правительством в качестве инструмента для улучшения управления бюджетом.

В 1972 году Ян Бустед рассчитал общее потребление энергии при производстве различных типов контейнеров для напитков, включая стекло, пластик, сталь и алюминий, что делает его метод применимым к различным материалам. Общественный интерес возрос, и в то время проводились различные исследования жизненного цикла. В 1992 году Общество токсикологии и химии окружающей среды (SETAC) провело семинары по оценке жизненного цикла (LCA), один из которых был посвящен оценке воздействия на жизненный цикл, а другой — качеству данных.

В 1993 г. было опубликовано руководство «Оценка жизненного цикла:свод правил», также известное как «Библия LCA». В 1990-х годах LCA также изучался различными группами, которые опубликовали различные руководства, такие как голландское руководство по LCA, и страны Северной Европы, а именно шведские, финские, датские и норвежские авторы, опубликовали Руководство Северных стран по оценке жизненного цикла. Программа ООН по окружающей среде опубликовала «Оценку жизненного цикла:что такое и как это сделать». Европейское агентство по окружающей среде также опубликовало «Оценку жизненного цикла:руководство по подходам, опыту и источникам информации». «Продукты определяются как товары или услуги в исследовании LCA. LCA также иногда называют «подходом жизненного цикла», «анализом от колыбели до могилы» или «анализом жизненного цикла». Полное исследование «от колыбели до могилы» рассматривает производство от сырья (колыбель), через этап использования до конца срока службы (могила).

В ноябре 1993 года стандартизация LCA началась в ISO (Международная организация по стандартизации) с Подкомитетом SC 5 Технического комитета (TC 207) в Париже. Стандарт был основан на Своде практических правил, разработанном SETAC. В настоящее время ISO выпустила серию стандартов, известную как серия 14040, и технические отчеты по LCA. Эта серия стандартов ISO 14040 описывает подход и строгость, которых необходимо придерживаться при проведении ОЖЦ, включая необходимость критической проверки работы независимыми третьими сторонами.

Серия стандартов ISO 14000 включает ISO 14001 по системам экологического менеджмента. Серия стандартов ISO 14040 включает ISO 14040 с заголовком «Принципы и структура», ISO 14041 с заголовком «Определение цели и области применения и анализ инвентаризации», ISO 14042 с заголовком «Оценка воздействия жизненного цикла» (LCIA), ISO 14043 с заголовком «Интерпретация жизненного цикла», ISO 14040 с заголовком «Требования и рекомендации», ISO 14047 с заголовком «Примеры применения ISO 14042», ISO 14048 с заголовком «Формат документации данных» и ISO 14049 с заголовком «Примеры применения ISO 14041'. Согласно серии стандартов ISO 14040, LCA используется для разработки и улучшения продуктов, стратегического планирования, разработки государственной политики, маркетинга и других целей.

LCA — это инструмент для оценки экологических аспектов продукции на всех этапах ее жизненного цикла. LCA определяется в стандарте ISO 14040 как «сбор и оценка входных и выходных данных и потенциального воздействия на окружающую среду производственной системы на протяжении всего ее жизненного цикла». Жизненный цикл продукта включает в себя все процессы от приобретения сырья до производства и производства материалов до использования и окончательной утилизации, включая варианты восстановления. Любая транспортировка на этих этапах также должна учитываться,

LCA включает все этапы, включая транспортировку в производстве, а также этап эксплуатации товаров и услуг. В сравнительном исследовании ОЖЦ сравниваются не сами продукты, а функции этих продуктов. LCA использует целостный подход, который ставит воздействие на окружающую среду в последовательную структуру, где бы и когда бы оно ни происходило.

LCA в настоящее время является одним из наиболее широко признанных и используемых методов оценки устойчивости. Он основан на сборе и управлении данными о воздействии на окружающую среду, которые чаще всего берутся из доступных баз данных «инвентаризации жизненного цикла» (LCI). Методология LCA и данные LCI помогают отрасли (i) предоставлять информацию клиентам, а также их клиентам, (ii) понимать вклад стали в экологические характеристики производственных систем в различных приложениях, (iii) поддерживать оценку технологий ( бенчмаркинг, определение и приоритизация программ улучшения состояния окружающей среды), (iv) проводить оценку воздействия, чтобы уменьшить воздействие собственных процессов на окружающую среду, и тесно сотрудничать со своими клиентами, чтобы получить информацию об общем воздействии использования стали в продуктах. воздействие на окружающую среду в течение всего их жизненного цикла, и (v) повышение осведомленности общественности об экологических преимуществах использования стали в течение всего жизненного цикла и о том, где она может быть эффективна для улучшения экологических характеристик. LCA также играет жизненно важную роль в обеспечении организационных требований к отчетности об окружающей среде и выбросах парниковых газов, в поддержке маркетинга и продаж, а также в обеспечении соблюдения нормативных требований и добровольных инициатив, таких как экологические декларации продукции.

В настоящее время во всем мире существует понимание того, что дизайн продукта и поведение потребителей могут влиять на общие экологические характеристики и эффективность продукта. Организации, производящие продукты, уделяют больше внимания производству, использованию и окончанию срока службы, что становится все более важным фактором для разработчиков, определяющих материалы. LCA — это «целостный подход, основанный на надежной методологии преобразования научных данных в идеи путем количественной оценки воздействия продуктов на окружающую среду на протяжении всего их жизненного цикла».

Среди инструментов и методологий, доступных для оценки экологических, социальных и экономических характеристик материалов и потребительских товаров (включая их влияние на изменение климата и природные ресурсы), ОЖЦ обеспечивает комплексный подход, который учитывает потенциальное воздействие на всех этапах производства, продукта использование и окончание срока службы (повторное использование, переработка или утилизация). Он основан на надежной методологии и прозрачной отчетности и, следовательно, является важным инструментом, помогающим в разработке политики.

Первым шагом в попытке «замкнуть петлю» жизненных циклов продуктов за счет более широкого использования вторичной переработки и повторного использования является эффективный и систематический анализ с точки зрения окружающей среды таких систем продуктов с помощью LCA.

LCA — это инструмент, помогающий в количественном определении и оценке нагрузки на окружающую среду и воздействия, связанного с производственными системами и видами деятельности, начиная с добычи сырья в недрах земли и заканчивая окончанием срока службы и утилизацией отходов. Инструмент все чаще используется промышленностью, правительствами и экологическими группами для помощи в принятии решений по экологическим стратегиям и выбору материалов.

LCI — это структурированный, комплексный и стандартизированный на международном уровне метод. Он дает количественную оценку всех соответствующих выбросов и потребляемых ресурсов, а также связанных с ними воздействий на окружающую среду и здоровье людей и проблем с сокращением ресурсов, которые связаны со всем жизненным циклом продуктов. LCI является одним из этапов LCA. Данные LCI дают количественную оценку материала, энергии и выбросов, связанных с функциональной системой (например, производство 1 кг горячекатаного рулона). Эти данные LCI являются основой для полных LCA, включая LCIA, в более широких границах и полных жизненных циклах продукта. Кроме того, эти данные можно использовать для решения отдельных проблем, таких как углеродный след продуктов.

В различных базах данных LCI доступны важные данные исследований по широкому использованию энергии в течение жизненного цикла и более широкому воздействию сталей на окружающую среду. Сталь является основным составляющим материалом для широкого спектра рыночных приложений и продуктов, например, в автомобильной, строительной и упаковочной отраслях. Сталелитейная промышленность на очень раннем этапе осознала необходимость разработки надежной методологии для сбора данных LCI по всему миру для поддержки рынков и клиентов. Данные LCI сталелитейной промышленности Всемирной ассоциации производителей стали определяют количественные затраты «от колыбели до ворот» (использование ресурсов, энергия) и результаты (выбросы в окружающую среду) производства стали в результате (i) добычи ресурсов и использования переработанных материалов, (ii) производства. стальной продукции к воротам сталелитейного завода, и (iii) рекуперация и переработка стали по окончании срока службы.

Консорциум ULCOS (производство стали со сверхнизким содержанием углекислого газа), состоящий из европейских сталелитейных компаний, энергетических и инженерных партнеров, научно-исследовательских институтов и университетов, в настоящее время пытается разработать технологии для сокращения выбросов CO2 при производстве стали и использует LCA в качестве одной из своих основных экологических оценок. инструменты. На данный момент в рамках исследования было изучено более 80 технологий сокращения выбросов CO2, некоторые из них были включены в окончательный список, а в настоящее время проводится оценка, среди прочего, их экологических характеристик с использованием парадигмы жизненного цикла. В частности, LCI интегрированного классического маршрута производства стали был объединен с программным обеспечением для моделирования процессов для моделирования выбросов CO2 потенциально более устойчивых процессов с использованием новых технологий, восстановителей и методов улавливания и хранения CO2.

LCA позволяет оценить производственную систему с экологической точки зрения путем целостного рассмотрения всех этапов жизненного цикла продукта, начиная от добычи сырья и заканчивая окончательной утилизацией продукта. Обычно он используется в качестве инструмента для количественной оценки общесистемной (от колыбели до ворот или от колыбели до могилы) экологической нагрузки продуктов, услуг и технологий. Такой инструмент использовался в прошлом для оценки экологических характеристик систем стальных изделий.

Драйверы ОЖЦ поддерживаются «национальными добровольными руководящими принципами-принципами», поскольку они (i) предоставляют товары и услуги, которые способствуют устойчивости на протяжении всего их жизненного цикла, (ii) обеспечивают оптимальное использование ресурсов в течение жизненного цикла продукта от проектирования до утилизации, и (iii) гарантировать, что все, включая проектировщиков, производителей, участников производственно-сбытовой цепочки, клиентов и переработчиков, связаны между собой и способствуют устойчивому потреблению. LCA также помогает в «отчетности об ответственности бизнеса», поскольку он предоставляет отчеты о продуктах или услугах, дизайн которых включает социальные или экологические проблемы, риски и / или возможности, а также поскольку он предоставляет подробную информацию о сокращении во время поиска / производства / распространения и использования. потребителей в отношении использования ресурсов (энергии, воды, сырья и т. д.) на единицу продукции

Обычно исследование ОЖЦ начинается с определения цели и области применения в качестве первого этапа и переходит к этапу инвентаризационного анализа, продолжается к этапу оценки воздействия и, как последний этап, исследование заканчивается интерпретацией. LCA — это вычислительный (математический) процесс, в котором специалистам-практикам может потребоваться вернуться к другим этапам, таким как определение цели и объема работ. Взаимосвязь между этими этапами показана на рис. 4, на котором показана структура LCA, заимствованная из ISO 14040.

Рис. 4. Структура оценки жизненного цикла  

Жизненный цикл продукта моделируется как продуктовая система, выполняющая одну или несколько определенных функций. Продуктовая система определяется своей функцией и подразделяется на набор единичных процессов, связанных потоками. Единичные процессы включают в себя входы и выходы продуктовой системы и генерируют выходы для других процессов в результате своей деятельности. Система продуктов также может связывать другие системы продуктов по потокам продуктов.

Цель исследования LCA состоит в том, чтобы включить (i) предполагаемое применение и аудиторию исследования, (ii) причины для проведения исследования и (iii) намерены ли результаты исследования использоваться в сравнительных утверждениях и раскрываться для публика. Объем включает (i) определение системы продукта, (ii) функции и функциональные аспекты, (iii) границы системы единиц, (iv) процедуры распределения, (v) категории воздействия, (vi) требования к данным, (vii) предположения, ( viii) ограничения, (ix) требования к качеству исходных данных, (x) тип критического обзора и (xi) требуется ли какой-либо тип и формат отчета для исследования. Объем должен быть достаточным по широте, глубине и детализации для исследования. Граница системы определяет единичные процессы, которые должны быть включены в систему в соответствии с целью и определением объема исследования.

Основная цель функционального блока состоит в обеспечении эталонной системы, которая поддается измерению. Чтобы сделать это возможным и обеспечить сопоставимость результатов LCA, также необходимо определить эталонный поток. Эталонный поток означает количество продуктов, необходимых для выполнения функции. Например, при изучении окрашенной поверхности бесполезно сравнивать два разных типа краски с функциональной единицей одного литра краски. Это связано с тем, что два разных типа краски не дают одинаковых характеристик. Вместо этого в качестве функциональной единицы уместно определить «один квадратный метр окрашенной поверхности с определенной степенью покрытия и сроком службы 10 лет».

Фаза инвентаризационного анализа включает сбор и расчет соответствующих входных и выходных данных системы продукта. Инвентаризационный анализ представляет собой вычислительный процесс. Во время сбора данных и изучения системы могут возникнуть новые требования к данным или ограничения. Иногда требуется пересмотр цели или объема исследования. Примеры типов данных, которые необходимо собрать, включают в себя сырье, потребление энергии и выбросы в воздух и воду, выходы и т. д. На этом этапе, когда речь идет о системах, которые включают в себя ряд продуктов и систем рециркуляции, необходимо принять во внимание процедуры распределения. рассмотрение. Можно распределить входы и выходы для различных продуктов в соответствии с процедурой распределения. Этот этап является одним из самых трудоемких и дорогостоящих процессов в исследовании ОЖЦ. 

Этап оценки воздействия на жизненный цикл представляет собой относительный подход, основанный на функциональном блоке, который необходимо тщательно спланировать для реализации цели и объема исследования. Целью этого этапа является оценка потенциального воздействия продукта или услуги на окружающую среду в соответствии с результатами инвентаризационного анализа жизненного цикла в течение их жизненного цикла. Этап оценки воздействия включает два элемента, а именно (i) обязательный и (ii) необязательный. Обязательными элементами являются (i) выбор категорий воздействия, индикаторов категорий и моделей характеристик, и (ii) классификация и характеристика. Необязательными элементами являются нормализация, группировка, распределение веса и анализ качества данных.

Существует два основных метода оценки воздействия. Это проблемно-ориентированный метод (средние точки) и метод, ориентированный на повреждение (конечные точки). Метод средней точки включает воздействия на окружающую среду, такие как изменение климата, подкисление, эвтрофикация, потенциальное образование фотохимического озона и токсичность для человека. Метод конечных точек - это метод, ориентированный на ущерб, который классифицирует потоки по различным группам ущерба окружающей среде, таким как люди и ресурсы. Различные категории воздействия и их определения приведены на вкладке 1.

Вкладка 1. Общие категории воздействия, используемые в LCA
Категория воздействия	Определение
Глобальное потепление	Повышение средней температуры земли
Истощение полезных ископаемых и ископаемого топлива	Consumption of non-renewable energy or material resources
Photochemical oxidation (smog)	Emission of substances (VOCs, nitrogen oxides) to air
Human toxicity	Human exposure to an increased concentration of toxic substances in the environment
Ozone depletion	Increase of stratospheric ozone breakdown
Eutrophication	Increased concentration of chemical nutrients in water and on land
Water use	Consumption of water
Land use	Modification of land for various uses
Acidification	Emission of acidifying substances to air and water
Ecotoxicity	Emission of organic substances and chemicals to air, water and land
Note:LCA – Life cycle assessment, VOCs – Volatile organic compounds

Life cycle interpretation is the final phase of the LCA, in which the results of study is summarized and discussed. In this phase of LCA, the results of the inventory analysis and the impact assessment are evaluated together.  Life cycle interpretation reveals   conclusion which is to be consistent with the defined goal and scope and which offers suggestions.

Among the tools available to evaluate environmental performance, LCA provides a holistic approach to evaluate environmental performance by considering the potential impacts from all stages of manufacture, product use and end-of-life stages. This is referred to as the cradle-to-grave approach. LCA is well established as a sound environmental assessment tool which is easy to implement, and cost effective and produces affordable and beneficial solutions for material decision making and product design.

The use of LCA is becoming more widespread since it takes into account the environmental impacts of the manufacturing processes of a product, the extraction of the raw materials used by these processes, the use and maintenance of the product by the consumer, its end–of-life (reuse, recycling or disposal) as well as the various methods of transport occurring between every link of the chain. Presently, there is an increasing number of national or regional databases are available which cover major industrial sectors. Many manufacturing organizations have LCA departments and there are more and more LCA software packages are now available. It is also now a subject which is taught at universities.

In Europe, an environmental product declaration (EPD) is a standardized way of quantifying the environmental impact of a product or system following life cycle analysis. For a steelmaker, it is also strategically important to demonstrate this life-style approach (in terms of governments and policies) so that the long service-life, re-use and multi-recycling characteristics of steel are adequately appreciated and measured.

The LCA data can also be used for other purposes including (i) eco-design / design for recycling applications, (ii) benchmarking of specific products, (iii) procurement and supply chain decisions, (iv) inclusion in ‘Type I Ecolabel’ criteria for products, (v) inclusion in life cycle based ‘Type III environmental product declarations’ for specific products, and (vi) the analysis of specific indicators, e.g. carbon footprints or primary energy consumption.

Thinking in life cycles has an important advantage. With LCA, the whole lifespan of a product can be evaluated i.e. the production, use and disposal at the end of life. Environmental impacts occur along the entire supply chain i.e. at the production site itself as well as in the extraction of raw materials and their transport, and at power plants supplying the energy to the production site. Capturing both direct and indirect impacts can help to avoid shifting environmental burden from one life cycle stage to another. Environmental regulations which only regulate one phase (use) of a product’s life cycle can create unintended consequences, i.e. increased CO2 emissions.  Correct modelling of the recycling potential of steel products at the end-of-life phase is critical for our sector to compete with other materials and demonstrate the performance of steel solutions to meet the demand for ‘best in class’ sustainable uses.