Environmental performance of kettle production: product life cycle assessment

• Autorzy: Marcinkowski A. , Zych K.

Identyfikatory

DOI

10.1515/mspe-2017-0037

Warianty tytułu

PL

Efektywność środowiskowa produkcji czajników: ocena cyklu życia produktu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main objective of this paper is to compare the environmental impact caused by two different types of water boiling processes. The aim was achieved thanks to product life cycle assessment (LCA) conducted for stovetop and electric kettles. A literature review was carried out. A research model was worked out on the basis of data available in literature as well as additional experiments. In order to have a better opportunity to compare LCA results with reviewed literature, eco-indicator 99 assessment method was chosen. The functional unit included production, usage and waste disposal of each product (according to from cradle to grave approach) where the main function is boiling 3360 l of water during 4-year period of time. A very detailed life cycle inventory was carried out. The mass of components was determined with accuracy of three decimal places (0.001 g). The majority of environmental impact is caused by electricity or natural gas consumption during usage stage: 92% in case of the electric and kettle and 99% in case of stovetop one. Assembly stage contributed in 7% and 0.8% respectively. Uncertainty and sensitivity analyses took into consideration various waste scenario patterns as well as demand for transport. Environmental impact turned out to be strongly sensitive to a chosen pattern of energy delivery (electricity mix) which determined final comparison results. Basing on LCA results, some improvements of products were suggested. The boiling time optimization was pointed out for electric kettle's efficiency improvement. Obtained results can be used by manufacturers in order to improve their eco-effectiveness. Moreover, conclusions following the research part can influence the future choices of home appliances users.

PL

Głównym celem niniejszego artykułu jest porównanie wpływu na środowisko wywieranego przez dwa różne typy procesu gotowania wody. Cel ten został osiągnięty przez zastosowanie oceny cyklu życia produktu dla czajnika tradycyjnego i elektrycznego. Dokonano przeglądu literatury. Zastosowany model badawczy opracowano na podstawie danych dostępnych w literaturze oraz dodatkowych badań eksperymentalnych. Aby zapewnić możliwość pełniejszego porównania uzyskanych wyników LCA z wynikami literaturowymi, zastosowano metodę oceny ecoindicator 99. Przyjęta jednostka funkcyjna zawiera fazę produkcji, eksploatacji i utylizacji (zgodnie z podejściem „od kołyski do grobu”), gdzie główną funkcją jest zagotowanie 3360 l wody w ciągu czteroletniego okresu czasu. Dokonano bardzo szczegółowej inwentaryzacji LCI. Masa komponentów została wyznaczona z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku (0,001 g). Uzyskane wyniki pokazują, że wpływ na środowisko został zdominowany przez zużycie energii elektrycznej lub gazu ziemnego podczas fazy eksploatacji produktów: 92% w przypadku czajnika elektrycznego i 99% w przypadku tradycyjnego. Udział fazy produkcji wyniósł odpowiednio 7% i 0,8%. Wykonane analizy niepewności i wrażliwości uwzględniały różne modele scenariusza odpadowego, jak również skalę zapotrzebowania na transport. Wpływ na środowisko okazał się być silnie wrażliwy na wybrany koszyk energii elektrycznej (electricity mix), który zdeterminował wyniki ostatecznego porównania czajników. Opierając się na uzyskanych wynikach oceny cyklu życia zaproponowano pewne udoskonalenia produktów. Optymalizacja czasu gotowania została wskazana jako czynnik zwiększający efektywność czajnika. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane przez producentów w celu poprawy ich efektywności środowiskowej. Ponadto, wyciągnięte wnioski mogą mieć wpływ na przyszłe wybory użytkowników urządzeń gospodarstwa domowego.

Słowa kluczowe

EN

comparative analysis; eco-efficiency; environmental management; environmental performance; life cycle assessment; LCA; production; water boiling process

PL

ocena cyklu życia; LCA; produkcja; ekoefektywność; efektywność środowiskowa; zarządzanie środowiskowe; proces gotowania wody; analiza porównawcza

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Management Systems in Production Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4 (25)
• Strony: 255--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marcinkowski A.

• Lodz University of Technology, Faculty of Organization and Management ul. Piotrkowska 266, 90-924 Łódź, POLAND

autor

Zych K.

• Lodz University of Technology, Faculty of Organization and Management ul. Piotrkowska 266, 90-924 Łódź, POLAND

Bibliografia

• [1] A. Ayoub and C. Irusta, “Comparison between Electric Kettle and Stovetop Kettle, Life Cycle Assessment – Group LCA 2”, Ghent University, Ghent, Belgium, 2014.
• [2] V. Bhakar, A. Aashray, A.K. Digalwar and K.S. Sangwan, “Life Cycle Assessment of CRT, LCD and LED Monitors”, Procedia CIRP, vol. 29, pp. 432-437, 2015.
• [3] ISO 14040:2006 Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework, International Organization for Standardization, 2006.
• [4] ISO 14044:2006 Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and guidelines, International Organization for Standardization, 2006.
• [5] ISO 14004:2016 Environmental management systems – General guidelines on principles, systems and supporting, International Organization for Standardization, 2016.
• [6] ISO 14001:2015 Environmental management systems – Requirements with guidance for use, International Organization for Standardization, 2015.
• [7] R. Frischknecht and M. Stucki, “Scope-dependent modelling of electricity supply in life cycle assessments”, The Int. Journal of Life Cycle Assessment, vol. 15, no. 8, pp. 806-816, 2010.
• [8] Gizmo Highway Website. (2016, Sept. 4). The History of the Kettle [Online]. Available: http:// www.gizmohighway.com
• [9] K. Grzesik and K. Guca, “Screening Study of Life Cycle Assessment (LCA) of the Electric Kettle with SimaPro Software”, Geomatics and Environmental Engineering, vol. 5, no. 3, pp. 57-68, 2011.
• [10] T. Joseph, K. Baah, A. Jahanfar and B. Dubey, “A comparative life cycle assessment of conventional hand dryer and roll paper towel as hand drying methods”, Science of the Total Environment, vol. 515-516, pp. 109-117, 2015.
• [11] Kulinaria Website. (2017, April 23). Historia czajnika [Online]. Available: http://kulinaria.xn--wietna-dietamlc.pl
• [12] D.M. Murray, J. Liao, L. Stankovic and V. Stankovic, “Understanding usage patterns of electric kettle and energy saving potential”, Applied Energy, vol. 171, pp. 231-242, 2016.
• [13] Regulation (EC) No 1221/2009 of the European Parliament and of the Council of 25 November 2009 on the voluntary participation by organisations in a Community eco-management and audit scheme (EMAS), repealing Regulation (EC) No 761/2001 and Commission Decisions 2001/681/EC and 2006/193/EC, EEA Joint Committee, 2009.
• [14] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690), Ministerstwo Infrastruktury, 2002.
• [15] Swiss Centre for Life Cycle Inventories, The ecoinvent database 2.2, data included in SimaPro 7.3 software, 2011.
• [16] L. Wood. (2017, April 23). Global Household Appliances Market Worth 343.98 Billion USD by 2020 – Major Growth in China, India & Middle East – Research and Markets [Online]. Available: http:// www.businesswire.com/news/ home/20160510006126/en/Global-HouseholdAppliances-Market-Worth-343.98-Billion

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)