Analyze environmental imact from a process perspective with DES and LCA

Volvo Powertrain i Skövde tillverkar motorer och motorkomponenter som levereras till Volvokoncernens globala fabriker. Gjuteriet är en av flera produktionsprocesser i Skövde och är i dagsläget norra Europas största gjuteri. Här produceras över 100 000 gjutgods varje år i form av cylinderblock, cylinderhuvud och svänghjul. I gjuteriet och framförallt smältverket blir miljöpåverkan och miljökonsekvenser allt viktigare att ta hänsyn till. På sikt vill gjuteriet förbättra produktionsprocesserna ur ett miljöperspektiv och minimera miljöpåverkan. Syftet med examensarbetet är att identifiera fokusområden och parametrar som bidrar till potentiell miljöpåverkan med kombinationen av DES och LCA. Med syftet i åtanke och viljan att analysera miljöpåverkan ur ett processorienterat perspektiv byggdes en lämplig projektmetod fram. Med stöd av relevanta metoder, teoretisk referensram och litteraturstudie utvecklades projektmetoden. Examensarbetet fortlöpte genom att bygga upp en konceptuell modell som grundlade möjligheterna till datainsamling. Utifrån den konceptuella modellen och insamlade data påbörjades uppbyggnaden av simuleringsmodell. Simuleringsmodellen byggdes upp på ett användarvänligt tillvägagångsätt med en integrerad Excel-fil för att enkelt kunna justera indata. Huvudsyftet med simuleringsmodellen är att direkt kunna analysera miljöpåverkan i form av global uppvärmning, försurning och övergödning utifrån automatiskt genererade data. I simuleringsmodellen sammanställs data i en kvantifierad inventeringsanalys som sedan beräknas om med tillhörande potentiella miljöpåverkansfaktorer. En miljökonsekvensanalys sammanställs sedan automatiskt i simuleringsmodellen med möjligheten att exporteras till Excel-fil. I detta examensarbete presenteras analysresultatet över identifierade parametrar i en procentuell fördelning till varandra och i förhållande till vald funktionell enhet. Analysresultatet indikerar var eventuella insatser bör läggas och vidare analyser bör utföras. Resultatet visar att resurstillsatsen koks är en stor bidragande parameter till potentiell miljöpåverkan. Därför bör fokusinsatser och vidare analyser genomföras på koks och eventuella alternativa lösningar identifieras. Utöver miljökonsekvensanalysen genomfördes en jämförande elektricitetsanalys på ett historiskt och alternativt produktionsscenario i förhållande till den funktionella enheten. Analysen påvisar att det alternativa produktionsscenariot nyttjar 28%-enheter mindre elektricitet i förhållande till den funktionella enheten.Volvo Powertrain in Skövde manufactures engines and engine components for the Volvo Group's global factories. The foundry is one of the production facilities in Skövde and is the largest foundry in Northern Europe. Over 100 000 castings are produced every year in the form of cylinder blocks, cylinder heads and flywheels. In the foundry and especially the smelter, environmental impacts are becoming significant due to its large energy demand. In the long term, the foundry needs to improve production processes from to minimize its environmental impact. The purpose of the thesis work is to identify focus areas and parameters that contribute to potential environmental impacts with the combination of DES and LCA. An analysing methodology was developed based on a process-oriented perspective. Based on relevant methods, theoretical reference framework and literature study, the project was developed. The thesis work continued by building a conceptual model for data collection. Based on the conceptual model and collected data, the simulation model is developed on an integrated Excel file for easy interface of the input data. The main purpose of the simulation model is to estimate the environmental impacts in terms of global warming, acidification and eutrophication. Two data processes are performed in the simulation model. Firstly, the input data from the conceptual model is compiled into a quantified inventory analysis. Secondly, the quantified inventory results are further categorized into potential environmental impacts, thereafter the results of the assessed environmental impacts are compiled and export to Excel file. The analysis results are presented over identified parameters with regards to the defined functional unit. The results indicate that the usage of coke is the major contributor to potential environmental impact. Therefore, efforts and further analyses should be focus on the usage of coke and identifying alternative solutions. In addition to the environmental impact assessment, a comparative analysis was conducted on a historical and alternative production scenario. The analysis shows that the alternative production scenario utilizes 28% less electricity compared to the historical scenario