Συγκριτική αξιολόγηση και ανάλυση κύκλου ζωής υλικών κατασκευής πλοίων στο σύνολο της εφοδιαστικής τους αλυσίδας

Abstract

Στις μέρες μας, είναι χαρακτηριστικό πως οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις του τομέα της ναυπηγικής, επηρεάζουν σε έναν σημαντικό βαθμό τόσο το περιβάλλον, όσο και την ανθρώπινη υγεία. Οι επιπτώσεις αυτές, προέρχονται κυρίως από τις φάσεις της κατασκευής, της συντήρησης και της ανακύκλωσης των πλοίων στο τέλος της ζωής τους. Για αυτόν τον λόγο, επιστήμονες αξιοποιήσαν το εργαλείο της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ), με βασικότερο στόχο την μελέτη διάφορων υλικών κατασκευής πλοίων, έτσι ώστε να εντοπίσουν ποια υλικά είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον. Ουσιαστικά, η ΑΚΖ αποτελεί εργαλείο, το οποίο αναπτύχθηκε με κυριότερο στόχο την απλοποίηση των υπολογισμών των περιβαλλοντικών επιπτώσεων διάφορων προϊόντων σε ολόκληρο τον κύκλο της ζωής τους. Τα υλικά που έχουν μελετηθεί κυρίως είναι ο χάλυβας, το αλουμίνιο, το ξύλο και ορισμένα σύνθετα υλικά. Στην παρούσα εργασία, αξιοποίηθηκε το εργαλείο αυτό, σε συνδυασμό με το Microsoft Excel και το λογισμικό ΑΚΖ SimaPro και μελετήθηκαν οι επιπτώσεις μιας χαλύβδινης γάστρας ενός πλοίου, σε ολόκληρο τον κύκλο της ζωής της. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκαν οι φάσεις της κατασκευής, της συντήρησης και της ανακύκλωσης της, ενώ οι επιμέρους διεργασίες που μελετήθηκαν, ήταν η παραγωγή, η κοπή, η συγκόλληση και η προστασία του χάλυβα και φυσικά οι μεταφορές του χάλυβα και των υλικών. Ως στόχοι της παρούσας εργασίας, ήταν ο υπολογισμός των εκπεμπόμενων ρύπων και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε κάθε στάδιο του κύκλου ζωής της χαλύβδινης γάστρας, ο προσδιορισμός των διαφορών που εμφανίζουν μεταξύ τους τα στάδια αυτά, των διαφορών που εμφανίζονται εάν αντί για χειροκίνητους υπολογισμούς των αποτελεσμάτων της ΑΚΖ, χρησιμοποιηθεί ένα λογισμικό ΑΚΖ και τέλος ο προσδιορισμός των διεργασιών που επιβάρυνουν περισσότερο το περιβάλλον. Όσον αφορά την πειραματική διαδικασία, στο Microsoft Excel ουσιαστικά δομήθηκε ένα εργαλείο υπολογισμών όλων των δεδομένων εισόδου και εξόδου της ΑΚΖ, με βάση ερευνητικά άρθρα κλπ. Ταυτόχρονα, όλοι οι αναγκαίοι συντελεστές για τους υπολογισμούς αυτούς αντλήθηκαν επίσης από ερευνητικά άρθρα, εργασίες κ.α. Στο SimaPro, όλες οι διεργασίες μαζί με όλους τους συντελεστές ήταν ενσωματωμένα μέσα στο λογισμικό και απλά δομήθηκαν τα επιθυμητά σενάρια. Με το πέρας της πειραματικής διαδικασίας, τα αποτελέσματα μεταξύ των 2 μεθόδων υπολογισμού εμφάνιζαν σημαντικές διαφορές, ειδικότερα κατά την φάση της αξιολόγησης των επιπτώσεων του κύκλου ζωής (AEKZ). Σε αυτήν, παρόλο που χρησιμοποιήθηκε η ίδια μεθοδολογία ΑΕΚΖ (ReCiPe 2016), παρατηρήθηκαν ποσοτικές διαφορές σε όλες τις κατηγορίες επιπτώσεων. Το SimaPro ουσιαστικά έδινε αποτελέσματα από 0,3 εώς και 8 φορές μεγαλύτερα από ότι το Excel, με μερικές εξαιρέσεις στην φάση της ανακύκλωσης. Κατά την κανονικοποίηση των αποτελεσμάτων και στα 2 λογισμικά, η πιο επιβαρυμένη κατηγορία επιπτώσεων, ήταν αυτή του σχηματισμού φωτοχημικού όζοντος (Οικοσυστήματα) και επομένως έγινε κατανοητό ότι ανάλογα με την μέθοδο υπολογισμού των αποτελεσμάτων, αλλάζαν και οι απαιτούμενοι πόροι που χρειάζονταν για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων. Παρόλα αυτά και με τα 2 λογισμικά, παρουσιάστηκε η διεργασία της παραγωγής του χάλυβα, ως η διαδικασία με τις μεγαλύτερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Ένα αποτέλεσμα, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε νέες μελέτες ΑΚΖ που θα αφορούν την αντικατάσταση του χάλυβα με κάποιο άλλο υλικό, όπως το αλουμίνιο, έτσι ώστε να μελετηθούν και να συγκριθούν μεταξύ τους τα υλικά, με βάση τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους.