{"id":1272,"date":"2023-01-26T12:47:42","date_gmt":"2023-01-26T09:47:42","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=1272"},"modified":"2023-01-26T13:58:57","modified_gmt":"2023-01-26T10:58:57","slug":"lca","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2023\/01\/26\/lca\/","title":{"rendered":"LCA ja 3D-tulostus \u2013 mit\u00e4 on LCA ja mihin sit\u00e4 tarvitaan?"},"content":{"rendered":"\n

T\u00e4m\u00e4 kirjoitus on julkaistu 2.12.2022 Savonia-artikkelina osoitteessa: https:\/\/www.savonia.fi\/artikkelit\/savonia-artikkeli-lca-ja-3d-tulostus-mita-on-lca-ja-mihin-sita-tarvitaan\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

3D-tulostusta robotilla (3DROBO) -hankkeessa tutkitaan 3D-tulostuksen ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisyytt\u00e4 erityisesti suurempien kappaleiden osalta elinkaarianalyysin ja esimerkiksi hiilijalanj\u00e4ljen m\u00e4\u00e4rityksen avulla. 3D-tulostus on kustannustehokas ja nopea tapa valmistaa erilaisia komponentteja sopivissa k\u00e4ytt\u00f6kohteissa, mutta voisiko se olla my\u00f6s ymp\u00e4rist\u00f6n kannalta kest\u00e4v\u00e4mpi tapa valmistaa ja kehitt\u00e4\u00e4 uusia tuotteita verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin. 3D-tulostuksessa materiaalia ja raaka-aineita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n l\u00e4ht\u00f6kohtaisesti v\u00e4hemm\u00e4n kuin perinteisiss\u00e4 valmistusmenetelmiss\u00e4, jolloin sen voidaan ajatella olevan periaatteessa ekologisempi tapa valmistaa kappaleita.<\/p>\n\n\n\n

T\u00e4m\u00e4n v\u00e4itteen todentamiseksi tarvitaan kuitenkin viel\u00e4 tarkempia laskelmia tuloksineen. Tuotteen ymp\u00e4rist\u00f6vaikutuksiin voidaan vaikuttaa eniten suunnitteluvaiheessa materiaalin laadun ja m\u00e4\u00e4r\u00e4n sek\u00e4 valmistusmenetelmien valinnalla. Elinkaariarviointia (LCA) k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n monimutkaisten arvoketjujen tutkimiseen ja niiden ymp\u00e4rist\u00f6vaikutusten selvitt\u00e4miseen. LCA on t\u00e4rke\u00e4 apuv\u00e4line p\u00e4\u00e4t\u00f6ksenteossa, jota poliittiset p\u00e4\u00e4tt\u00e4j\u00e4t, viranomaiset, yritykset ja tutkijat k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t ihmisen toiminnan aiheuttamien kriittisten ymp\u00e4rist\u00f6vaikutusten tunnistamiseen, mittaamiseen ja v\u00e4hent\u00e4mismahdollisuuksien selvitt\u00e4miseen (Suomen ymp\u00e4rist\u00f6keskus, 2022). T\u00e4ss\u00e4 artikkelissa avataan mit\u00e4 LCA eli elinkaarianalyysi tarkoittaa erityisesti tuotetasolla tarkasteltuna sek\u00e4 millaisia prosesseja se pit\u00e4\u00e4 sis\u00e4ll\u00e4\u00e4n.<\/p>\n\n\n\n

Elinkaarianalyysille vaatimukset ja suuntaviivat m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyv\u00e4t standardien pohjalta ISO 14040 ja ISO 14044, sek\u00e4 tuotekohtaisen hiilijalanj\u00e4ljen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miselle on olemassa standardi ISO 14067. Organisaatiotason hiilijalanj\u00e4lkilaskentaa ohjaa Green House Gas Protocol. Euroopan unionin NFR-direktiivi eli muun kuin taloudellisen tiedon raportoinnin direktiivi velvoittaa suuryrityksi\u00e4 raportoimaan scope 1- ja scope 2-luokkien p\u00e4\u00e4st\u00f6t, eli yrityksen omasta toiminnasta aiheutuvat suorat p\u00e4\u00e4st\u00f6t (scope 1) sek\u00e4 ep\u00e4suorat p\u00e4\u00e4st\u00f6t (scope 2), jotka syntyv\u00e4t ostoenergian tuotannossa. Lis\u00e4ksi raportoidaan scope 3 -luokan p\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 ja nykyisin on alettu puhua jo niin sanotuista scope 4 -luokasta, jossa m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n positiivisia ilmastovaikutuksia eli hiilik\u00e4denj\u00e4lke\u00e4. N\u00e4m\u00e4 scopet tulevat suoraan GHG-protokollasta eli Green House Gas Protocol:sta (kuva 1). Raportointivelvollisia NFR-direktiivin mukaan ovat kaikki yleisen edun kannalta merkitt\u00e4v\u00e4t yhteis\u00f6t, joilla on yli 500 ty\u00f6ntekij\u00e4\u00e4 ja joiden liikevaihto on yli 40 miljoonaa euroa tai tase yli 20 miljoonaa euroa. Suomen tasolla t\u00e4m\u00e4 on velvoittanut noin sataa yrityst\u00e4 vuodesta 2017 alkaen. Konkreettinen raportti NFR:n mukaisesti on yleens\u00e4 yritysten vastuullisuusraportti.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 1. Green House Gas Protocol mukaiset Scope 1-3 m\u00e4\u00e4rittelyt organisaatiotason p\u00e4\u00e4st\u00f6raportoinnissa. (P\u00e4\u00e4kaupunkiseudun Kierr\u00e4tyskeskus Oy)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Ensimm\u00e4iset yhteiset ohjeet LCA:n suorittamiseen ovat vuodelta 1993 \u201dGuidelines for Life-Cycle Assessment: A Code of Practise\u201d, mutta aiheesta on puhuttu ensimm\u00e4isen kerran jo 60-luvulla maailmalla energian ja raaka-aineiden riitt\u00e4vyyden yhteydess\u00e4. Elinkaarianalyysin ja hiilijalanj\u00e4ljen laskentaan on olemassa erilaisia ohjelmistoja ja ty\u00f6kaluja nykyp\u00e4iv\u00e4n\u00e4 varsin paljon joko itsen\u00e4isin\u00e4 ohjelminaan tai ohjelmistojen integroituina lis\u00e4osina. Tunnetuimpia ja pisimp\u00e4\u00e4n k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 olleita ovat ainakin GaBi ja Simapro sek\u00e4 ilmainen ohjelmisto openLCA. Jotta kokonaiskuvaa aiheesta kykenisi hahmottamaan, on hyv\u00e4 ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4 aiheeseen liittyvi\u00e4 k\u00e4sitteit\u00e4, prosessin vaiheita ja niiden v\u00e4lisi\u00e4 yhteyksi\u00e4, sek\u00e4 miten elinkaarianalyysin tuloksia voidaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4. LCA voidaan suorittaa niin sanotulla karkealla tasolla, jossa saadaan l\u00e4hinn\u00e4 laadullisia tuloksia esimerkiksi tuotesuunnittelun tueksi, josta esimerkkin\u00e4 Eco-indikaattorilaskelmat. Tarkemmalla tasolla syvemp\u00e4\u00e4 asiantuntemusta vaativaa elinkaariarviointia suoritetaan ISO-standardoinnin mukaisesti, jossa lopputuloksena on numeerista dataa. Elinkaariarviointi on mahdollista tehd\u00e4 suppeammassa muodossa, jossa tarkastellaan tuotteen tai palvelun elinkaaren osaa tai tarkastellaan vaikutusarviointivaiheessa vain vaikutusta ilmaston l\u00e4mpenemiseen, jolloin lasketaan hiilijalanj\u00e4lke\u00e4.<\/p>\n\n\n\n

LCA eli elinkaarianalyysin teoriaa<\/h2>\n\n\n\n

Standardin ISO 14040:2006 mukaan elinkaaresta puhuttaessa tarkoitetaan tuoteprosessin per\u00e4kk\u00e4isi\u00e4 tai vuorovaikutteisia vaiheita raaka-aineiden tuottamisesta luonnonvaroista aina loppusijoitukseen asti. Elinkaariarvioinnissa eli LCA:ssa koostetaan ja arvioidaan tuoteprosessin koko elinkaaren aikaisten sy\u00f6tteiden ja tuotteiden ymp\u00e4rist\u00f6vaikutuksia. Usein puhutaan my\u00f6s elinkaarin\u00e4k\u00f6kulmasta, jossa huomioidaan koko elinkaari kehdosta hautaan (cradle to grave). Elinkaariarviointiin liittyy olennaisesti elinkaariajattelu, jolla t\u00e4hd\u00e4t\u00e4\u00e4n tuotteen hallitsemiseen kokonaisuutena sen eri elinkaaren vaiheet huomioiden ymp\u00e4rist\u00f6vaikutusten selvitt\u00e4mist\u00e4, minimointia ja tuotekehityst\u00e4 sek\u00e4 kustannuss\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 ajatellen. Ymp\u00e4rist\u00f6vaikutukset LCA:ssa voivat olla paikallisia tai jopa maailmanlaajuisia.<\/p>\n\n\n\n

Standardin ISO 14040:2006 m\u00e4\u00e4rittelee elinkaariarvioinnille erilaisia periaatteita, jotka yhten\u00e4ist\u00e4v\u00e4t arvioinnin suorittamista ja lis\u00e4\u00e4v\u00e4t tulosten luotettavuutta. Yleens\u00e4 LCA:ssa puhutaan ymp\u00e4rist\u00f6painotuksesta sek\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n suhteellista l\u00e4hestymistapaa toiminnallisten yksik\u00f6iden yhteydess\u00e4, jolloin elinkaariarviointi koostuu toiminnallisen yksik\u00f6n ymp\u00e4rille eli kaikki analyysit tehd\u00e4\u00e4n suhteessa ko. yksikk\u00f6\u00f6n. Iteratiivisessa l\u00e4hestymistavassa elinkaariarvioinnin yksitt\u00e4iset vaiheet hy\u00f6dynt\u00e4v\u00e4t muiden vaiheiden tuloksia. Erityisen t\u00e4rke\u00e4\u00e4 LCA:ta tehdess\u00e4 on tulosten l\u00e4pin\u00e4kyvyys ja oikeanlainen tulkintatapa. P\u00e4\u00e4t\u00f6kset arvioinnissa tehd\u00e4\u00e4n luonnontieteiden perusteella eli noudatetaan tieteellisen l\u00e4hestymistavan ensisijaisuutta. My\u00f6s arvioinnin riitt\u00e4v\u00e4 kattavuus on olennainen osa tulosten luotettavuutta; laajassa ja syv\u00e4llisess\u00e4 LCA:ssa otetaan huomioon kaikki luontoon, resursseihin ja ihmisten terveyteen liittyv\u00e4t n\u00e4k\u00f6kohdat.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 2. Elinkaariarvioinnin p\u00e4\u00e4piirteet. (SFS-EN ISO 14040:2006, 24)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Kuvassa 2 on esitetty elinkaariarvioinnin p\u00e4\u00e4piirteet standardin pohjalta. Elinkaariarviointi prosessina alkaa aina tavoitteiden ja soveltamisalan m\u00e4\u00e4rittelyll\u00e4. T\u00e4ss\u00e4 vaiheessa m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n selvityksen tarkoitus, tulosten k\u00e4ytt\u00f6kohteet ja kohdeyleis\u00f6, tutkittava kohde, toiminnallinen yksikk\u00f6, vaikutusarvioinnin menetelm\u00e4t, l\u00e4ht\u00f6oletukset, laatuvaatimukset tietojen osalta, kriittisen arvioinnin k\u00e4ytt\u00f6, raportointitapa ja -vaatimukset sek\u00e4 erityisen t\u00e4rke\u00e4n\u00e4 osana arvioinnin rajaus. Arvioitavaa tuotetta k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n LCA:ssa omana tuotej\u00e4rjestelm\u00e4n\u00e4\u00e4n, joka jaetaan edelleen yksikk\u00f6prosesseihin ja joita yhdist\u00e4v\u00e4t energia- sek\u00e4 materiaalivirrat. Toiminnallisella yksik\u00f6ll\u00e4 tarkoitetaan vertailuyksikk\u00f6\u00e4, johon sy\u00f6te- ja tuotostiedot normalisoidaan eli voidaan puhua tarkasteltavan tuotej\u00e4rjestelm\u00e4n m\u00e4\u00e4r\u00e4llisest\u00e4 suorituskyvyst\u00e4. Toiminnallinen yksikk\u00f6 voi olla esimerkiksi yksi kilo (kg) muovia tai kuljetusmatka tonnikilometrein\u00e4 (tkm). LCA:n toista vaihetta kutsutaan inventaarioanalyysiksi (LCI), joka k\u00e4sitt\u00e4\u00e4 yksikk\u00f6prosessikohtaisen sy\u00f6te- ja tuotostietojen ker\u00e4\u00e4misen koko tarkasteltavasta tuotej\u00e4rjestelm\u00e4st\u00e4, kuten esimerkiksi energian, raaka-aineet, fysikaaliset sy\u00f6tteet, itse tuotteet, j\u00e4tteet, rinnakkaistuotteet tai sivuvirrat, p\u00e4\u00e4st\u00f6t ilmaan, veteen ja maaper\u00e4\u00e4n sek\u00e4 muut ensimm\u00e4isess\u00e4 arvioinnin vaiheessa m\u00e4\u00e4ritellyt tarkastelukohteet ja ymp\u00e4rist\u00f6n\u00e4k\u00f6kohdat.  Inventaarioanalyysin aikana tuotej\u00e4rjestelm\u00e4n sy\u00f6tteet ja muut tuotteet saadaan m\u00e4\u00e4r\u00e4lliseen muotoon laskennan menettelytapojen tarkentumisen avulla. Tiedonkeruu vaatii inventaarioanalyysissa syv\u00e4llisemp\u00e4\u00e4 yksikk\u00f6prosessien tuntemusta. Lis\u00e4ksi LCI pit\u00e4\u00e4 sis\u00e4ll\u00e4\u00e4n tietojen allokointia ja herkkyysanalyyseja.<\/p>\n\n\n\n

LCA:n kolmannessa vaiheessa eli vaikutusarvioinnissa (LCIA) tavoitteena on arvioida ymp\u00e4rist\u00f6vaikutusten merkitt\u00e4vyytt\u00e4 inventaarioanalyysin tulosten pohjalta (kuva 3). Inventaariotiedot yhdistet\u00e4\u00e4n valittuihin ymp\u00e4rist\u00f6vaikutusluokkiin ja vaikutusindikaattoreihin, joiden avulla pyrit\u00e4\u00e4n ymm\u00e4rt\u00e4m\u00e4\u00e4n vaikutuksia. Vaikutusten potentiaalia voidaan vertailla valinnaisesti k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 painotuksia. Vaikutusluokkia ovat esimerkiksi:<\/p>\n\n\n\n