Penilaian siklus hidup dan keberlanjutan baja

Penilaian siklus hidup dan keberlanjutan baja

Industri baja merupakan industri terbesar kedua di dunia setelah industri minyak dan gas. Baja digunakan di hampir setiap sektor mulai dari bangunan dan konstruksi, pengemasan, industri transportasi, dan sektor listrik dan energi terbarukan. Penggunaan baja ditemukan di mana-mana di masyarakat saat ini. Praktis tidak ada bahan atau produk di mana baja tidak ada atau tidak berperan dalam produksinya.

Produksi Crude Steel meningkat lebih dari dua kali lipat, selama tiga dekade terakhir, dengan produksi 2020 sebesar 1.864 juta ton dan produksi 2019 sebesar 1.869 juta ton. Baja terus menjadi tulang punggung dan penggerak evolusi dan kemajuan masyarakat. Itu membuat dunia menjadi tempat yang lebih baik untuk ditinggali. Kota pintar masa depan harus dibangun di atas baja. Baja menjadi aset yang dapat didaur ulang dan digunakan kembali tanpa batas, penggunaannya membantu mengurangi beban sumber daya bumi.

Tingginya produksi baja mau tidak mau membuat sektor pembuatan baja lebih bertanggung jawab terhadap dampak lingkungannya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menganalisis proses industri baja untuk memberikan gambaran yang jelas tentang dampak lingkungan utama bersama dengan solusi yang mungkin melibatkan penerapan paradigma ekonomi sirkular.

Baja memiliki kombinasi sifat yang harus diperhitungkan dalam proses pengambilan keputusan pada keadaan desain. Sifat-sifat ini meliputi (i) sifat kimia, metalurgi, dan mekanik, (ii) sifat ketahanan korosi, (iii) sifat tahan api, (iv) dapat didaur ulang, (v) umur panjang (vi) persyaratan pemeliharaan, (vii) persyaratan higienis, (viii) estetika, dan (ix) pengaruh lingkungan.

Baja dapat didaur ulang tanpa kehilangan kualitas. Karena ikatan logam dipulihkan pada resolidifikasi, baja terus memulihkan sifat kinerja aslinya, bahkan setelah beberapa putaran daur ulang. Hal ini memungkinkan mereka untuk digunakan lagi dan lagi untuk aplikasi yang sama. Sebaliknya, karakteristik kinerja sebagian besar bahan non-logam menurun setelah didaur ulang.

Biasanya produk baja yang dibuat melalui rute terintegrasi memiliki kandungan sisa proses yang dikembalikan terbatas pada nilai berkisar antara 10% hingga 20% sedangkan produk baja pada akhir masa pakainya didaur ulang dengan kecepatan berkisar antara 85% hingga 95%. Metode 'konten daur ulang' hanya memasukkan manfaat lingkungan yang direalisasikan hari ini, berbeda dengan metode 'akhir masa pakai' yang juga memperhitungkan manfaat lingkungan masa depan yang muncul dari sisa yang dihasilkan pada akhir masa pakai. Untuk industri baja, 'tingkat daur ulang akhir masa pakai' adalah indikator yang paling tepat, sementara volume skrap akhir masa pakai yang tersedia tidak cukup untuk memenuhi permintaan saat ini. Gambar 1 menunjukkan siklus hidup baja.

Gbr 1 Siklus hidup baja

Produksi baja primer (perawan) biasanya mencakup penambangan dan pemekatan bijih, peleburan, dan pemurnian untuk mendapatkan baja dengan bahan kimia tertentu, dengan sejumlah rute pemrosesan yang tersedia. Di setiap tahap, pengotor dan produk sampingan dipisahkan dan konsentrasi besi dalam produk akhir meningkat. Pemurnian baja hingga kemurnian yang cukup seringkali membutuhkan tahap peleburan yang intensif energi dan dikontrol dengan tepat, yang biasanya didasarkan pada penggunaan input bahan bakar fosil secara langsung sebagai reduktor atau secara tidak langsung untuk panas dan listrik. Produksi besi dan baja menyumbang emisi karbon dioksida (CO2) industri global yang substansial.

Di daerah pertambangan dan benefisiasi, terdapat proses-proses yang terdiri dari pengolahan bijih dalam larutan cair menjadi bijih konsentrat dengan memisahkannya dari mineral ikutannya. Dalam beberapa proses, suhu yang sangat tinggi biasanya tidak diperlukan dan perlakuan dapat berlangsung pada tekanan tinggi yang membutuhkan energi untuk mempertahankan tekanan. Lebih lanjut, kemungkinan besar intensitas energi dari proses penambangan dan pemanfaatan akan meningkat seiring waktu karena tambang bergeser dari bijih berkadar tinggi ke bijih berkadar lebih rendah dan ketika mulai menambang deposit yang lebih kompleks. Konsumsi energi dapat ditingkatkan dengan meningkatkan efisiensi proses.

Piro-metalurgi melibatkan pengolahan konsentrat bijih pada suhu tinggi, untuk melepaskan besi dari konstituen mineral yang terkait. Ini, pada gilirannya, memerlukan penggunaan bahan bakar fosil dalam tungku pemanas atau listrik untuk menyalakan tungku. Selanjutnya, industri baja menghasilkan berbagai jenis produk baja. Berbagai jenis produk baja ini dapat dibuat di pabrik baja yang sama dan dari proses produksi utama yang sama. Masing-masing produk tersebut membutuhkan jalur pengolahan yang berbeda untuk menghasilkan produk yang digunakan oleh konsumen akhir. Gambar 2 menunjukkan prinsip penilaian siklus hidup (LCA).

Gbr 2 Prinsip penilaian siklus hidup

Ilmuwan material dan pengembang produk kini memiliki semakin banyak alat yang tersedia bagi mereka yang memungkinkan mereka mempertimbangkan implikasi lingkungan dari pilihan bahan mereka, tetapi secara umum alat ini mempertimbangkan sejumlah kecil titik akhir lingkungan, dan masih banyak kesenjangan data. Namun, mengingat peningkatan yang diharapkan dalam permintaan baja global di masa depan dan pentingnya dalam teknologi saat ini, penting bahwa data yang dapat direproduksi tinggi untuk beban lingkungan berbasis siklus hidup dari produksi baja tersedia dan implikasi dari produksi bersama beberapa baja produk dipahami dengan jelas.

Kegiatan manusia yang membutuhkan bahan dan energi untuk berkembang memiliki efek yang tidak dapat diubah pada sistem ekologi dan lingkungan seperti perubahan iklim, penipisan sumber daya alam, timbulan limbah, dan polusi dll. Sebagian besar dari dampak ini memiliki konsekuensi berbahaya bagi kesehatan dan kelangsungan hidup manusia dan sebagian besar efek ini memiliki hasil jangka panjang. Dalam laporan Brundtland yang diterbitkan pada tahun 1987, pembangunan berkelanjutan didefinisikan sebagai 'pembangunan yang memenuhi kebutuhan saat ini tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri'. Bagian dari pembangunan berkelanjutan yang telah berkembang di seluruh dunia selama hampir 25 tahun hingga 30 tahun, peran lingkungan binaan sangat penting.

Konsep pembangunan berkelanjutan, sebagaimana didefinisikan dalam laporan Brundtland, merupakan tantangan yang sangat kompleks dan dinamis yang menuntut kontribusi dari sektor kegiatan yang paling beragam. Perubahan iklim dan pemanfaatan sumber daya alam yang berkelanjutan merupakan salah satu tantangan utama bagi masyarakat saat ini. Ini menempatkan mereka di puncak agenda lingkungan politik, di mana mereka kemungkinan akan tetap ada di masa mendatang

Keberlanjutan menyangkut seluruh siklus produksi produk yaitu dari perolehan bahan baku, melalui perencanaan, desain, konstruksi dan operasi, hingga penggunaan dan pengelolaan limbah akhir masa pakainya. Ini merupakan tantangan besar dan penting bagi masa depan industri baja. Beberapa upaya telah dilakukan oleh industri baja untuk mengurangi jejak karbonnya dengan meningkatkan kemampuan daur ulang dan meningkatkan proses.

Dalam pembangunan berkelanjutan, ada dorongan untuk pengembangan metode yang sehat secara ekonomi dan lingkungan. Produksi dan distribusi bahan dilakukan dengan transportasi minimum. Juga, bahan-bahan yang digunakan tersedia sedekat mungkin.

Keberlanjutan baja terdiri dari tiga komponen yaitu (i) lingkungan, (ii) sosial, dan (iii) ekonomi. Industri baja merupakan industri yang sangat efektif untuk meningkatkan pembangunan berkelanjutan sosial, ekonomi dan lingkungan dan muncul sebagai industri yang sangat aktif di kedua negara maju dan negara berkembang. Industri membutuhkan sumber daya alam dari bumi untuk produksi baja yang digunakan untuk membangun struktur buatan manusia seperti gedung, jembatan, dan jalan serta produk yang digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari.

Analisis siklus hidup baja dilakukan untuk menentukan dampak lingkungan. Tiga aspek yang menentukan dampak lingkungan adalah (i) produksi produk baja, (ii) penggunaan produk baja, dan (iii) daur ulang bahan akhir masa pakai. Dampak lingkungan dipengaruhi oleh (i) pemanfaatan sumber daya alam, (ii) pengelolaan lingkungan, dan (iii) pencegahan pencemaran udara, air, dan tanah oleh limbah gas, cairan, dan padatan.

Efisiensi material produk baja ditentukan oleh tiga kriteria yaitu (i) reduce, (ii) reuse, dan (iii) recycle. Jumlah bahan baku untuk memproduksi baja harus dikurangi dengan meningkatkan efisiensi proses untuk pengurangan emisi CO2. Setelah masa pakai produk baja berakhir, sebagian kandungan baja dari produk dapat digunakan kembali tanpa kehilangan sifat dasar baja. Hal ini membuat penggunaan kembali baja menjadi sangat penting. Baja 100% dapat didaur ulang. Semua skrap baja digunakan kembali untuk membuat baja segar. Selanjutnya, produk sampingan yang dihasilkan selama produksi baja digunakan oleh berbagai industri dan ini mengurangi kebutuhan bahan baku di industri tersebut dan karenanya membantu dalam konservasi sumber daya alam.

Dampak sosial dari baja cukup besar. Dampak sosial dipengaruhi oleh (i) taraf hidup, (ii) pendidikan masyarakat, (iii) komunitas, dan (iv) kesempatan yang sama bagi semua orang.

Bahan yang berkelanjutan tidak membahayakan orang yang bekerja untuk memproduksinya, atau yang menanganinya selama penggunaan, daur ulang, dan pembuangan akhir. Baja tidak berbahaya bagi manusia baik selama produksi maupun penggunaannya. Untuk alasan ini, baja adalah bahan utama yang digunakan dalam beberapa aplikasi. Keselamatan, seperti tempat kerja karyawan yang bebas cedera dan sehat, merupakan prioritas utama bagi industri baja. Baja juga meningkatkan kualitas hidup dengan memungkinkan kemajuan teknis. Itulah sebabnya orang melihat keberadaan baja dalam segala hal yang mereka gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Faktanya, kehidupan saat ini tidak layak tanpa baja.

Komponen ekonomi dari keberlanjutan baja sangat penting. Faktor-faktor yang mempengaruhi ekonomi antara lain (i) biaya produksi, (ii) keuntungan, (iii) penghematan biaya, (iv) pertumbuhan ekonomi, dan (v) pendapatan untuk investasi adalah kegiatan penelitian dan pengembangan.

Life cycle cost (LCC) merupakan kriteria penting untuk komponen ekonomi keberlanjutan baja. LCC adalah biaya aset sepanjang siklus hidupnya, sekaligus memenuhi persyaratan kinerja (ISO 15686-5). Ini adalah jumlah semua biaya yang terkait dengan produk yang dikeluarkan selama siklus hidup yang terdiri dari (i) konsepsi, (ii) produksi / fabrikasi, (iii) penggunaan / operasinya, dan (iv) akhir masa pakai. LCC adalah prosedur matematis yang membantu membuat keputusan investasi dan/atau membandingkan pilihan investasi yang berbeda. Baja tidak mahal jika biaya siklus hidup diperhitungkan. Biaya bahan lain meningkat secara substansial dari waktu ke waktu sementara biaya baja biasanya tetap konstan.

Selain aspek lingkungan, sosial, dan ekonomi untuk keberlanjutan baja, ada tiga bidang yang tumpang tindih seperti (i) lingkungan-sosial, (ii) sosial-ekonomi, dan (iii) ekonomi-lingkungan. Wilayah lingkungan-sosial mencakup kepedulian terhadap pelestarian lingkungan, dan sumber daya alam karena memiliki efek lokal dan global. Bidang sosial-ekonomi mencakup kepedulian terhadap etika, keadilan, dan kesehatan, keselamatan, dan kesejahteraan karyawan. Bidang ekonomi-lingkungan meliputi efisiensi operasional, efisiensi energi, dan penggunaan sumber daya terbarukan. Gambar 3 menunjukkan semua komponen keberlanjutan baja.

Gbr 3 Komponen ketahanan baja

Kunci keberlanjutan baja adalah pengakuan bahwa pendekatan siklus hidup penuh adalah cara terbaik untuk menilai dampak terhadap lingkungan suatu produk. Oleh karena itu, ini juga merupakan cara terbaik untuk membantu masyarakat membuat keputusan berdasarkan informasi tentang penggunaan bahan dan kepentingan ekonominya. Berfokus hanya pada satu aspek kehidupan produk, seperti produksi material, mendistorsi gambaran nyata karena dapat mengabaikan peningkatan dampak selama fase siklus hidup lain, seperti fase penggunaan.

Memilih bahan yang paling tepat untuk aplikasi apa pun tergantung pada pertimbangan berbagai faktor teknis dan ekonomi termasuk, misalnya, fungsionalitas, daya tahan, dan biaya. Faktor selanjutnya dan semakin penting bagi orang-orang yang menentukan bahan, di dunia di mana pembangunan berkelanjutan merupakan isu utama, adalah kinerja lingkungan terkait aplikasi bahan dari perspektif manufaktur dan kinerja produk.

Mengukur beban lingkungan per tahap siklus hidup dan keterkaitan sistem produksi produk baja diperlukan dalam memodelkan perubahan global dalam teknologi, substitusi material, dan kekritisan produk dalam hal kerentanan rantai pasokan dan risiko pasokannya. Pemahaman yang komprehensif memungkinkan pengelolaan yang lebih baik dari dampak dan manfaat produk baja dan penggunaan sumber daya berkelanjutan yang terinformasi.

Baja adalah bahan yang sangat tahan lama yang digunakan dalam banyak aplikasi yang memenuhi syarat. Seperti semua bahan, produksi dan penggunaannya mempengaruhi lingkungan dengan berbagai cara. Menilai dampak lingkungan secara keseluruhan dari produk membutuhkan pendekatan terpadu yang mempertimbangkan produk selama seluruh siklus hidupnya. Penilaian ini dikenal sebagai 'penilaian siklus hidup (LCA)'.

Evaluasi keberlanjutan proyek dapat dilakukan dengan bantuan sejumlah alat yang telah dikembangkan selama beberapa tahun terakhir. Salah satu metodologi analisis yang paling lengkap dan rinci, berdasarkan konsep siklus hidup, adalah LCA. Ini mempertimbangkan seluruh siklus hidup suatu produk atau sistem, mulai dari ekstraksi bahan mentah, melalui produksi bahan dan kebutuhan energi, hingga penggunaan dan perawatan akhir masa pakai. Melalui tinjauan sistematis seperti itu, beban lingkungan diidentifikasi dan mungkin dihindari. LCA dapat membantu dalam mengidentifikasi peluang untuk meningkatkan kinerja lingkungan proyek di berbagai titik dalam siklus hidupnya. Tujuan LCA adalah untuk membuat profil lingkungan yang lengkap dari suatu produk selama seluruh siklus hidupnya, menunjukkan hasil dengan bantuan indikator lingkungan dengan cara yang lebih mudah dipahami.

Studi pertama tentang konsep siklus hidup dilakukan pada periode akhir tahun enam puluhan dan awal tahun tujuh puluhan. Konsep siklus hidup produk atau fungsi telah dikembangkan di AS dalam ranah pembelian publik. Namun penyebutan 'siklus hidup' pertama kali dengan nama ini adalah dalam sebuah laporan tentang analisis siklus hidup biaya yang disiapkan oleh Novick untuk RAND Corporation pada tahun 1959. Saat itu 'analisis siklus hidup' (belum penilaian) digunakan untuk biaya. sistem senjata termasuk pembelian, penggunaan, dan operasi akhir masa pakai. Analisis siklus hidup juga digunakan sebagai alat untuk meningkatkan pengelolaan anggaran oleh pemerintah.

Pada tahun 1972, penggunaan energi total dalam produksi berbagai jenis wadah minuman, termasuk kaca, plastik, baja, dan aluminium dihitung oleh Ian Boustead pada tahun 1979, yang membuat metodologinya dapat diterapkan pada berbagai bahan. Minat publik meningkat dan studi siklus hidup yang berbeda diadakan selama era itu. Pada tahun 1992, lokakarya penilaian siklus hidup (LCA) diadakan oleh Masyarakat Toksikologi dan Kimia Lingkungan (SETAC), salah satunya berfokus pada penilaian dampak siklus hidup dan kualitas data lainnya.

Pada tahun 1993, pedoman untuk 'Life-cycle Assessment:A Code of Practice' yang juga dikenal sebagai 'LCA Bible' diterbitkan. Pada tahun 1990-an, LCA juga dipelajari oleh berbagai kelompok yang menerbitkan berbagai pedoman seperti pedoman Belanda tentang LCA, dan negara-negara Nordik yaitu penulis Swedia, Finlandia, Denmark dan Norwegia, menerbitkan Nordic Guidelines on Life Cycle Assessment. Program Lingkungan PBB menerbitkan 'Penilaian Siklus Hidup:Apa dan Bagaimana Melakukannya'. Badan Lingkungan Eropa juga menerbitkan 'Life-cycle Assessment:A Guide to Approaches, Experiences and Information Sources'. 'Produk didefinisikan sebagai barang atau jasa dalam studi LCA. LCA juga kadang-kadang disebut 'pendekatan siklus hidup', 'analisis awal hingga akhir' atau 'analisis siklus hidup'. Studi lengkap dari awal hingga akhir melihat produksi dari bahan mentah (cradle), melalui fase penggunaan, hingga akhir masa pakai (grave).

Pada bulan November 1993, standardisasi LCA dimulai di ISO (The International Organization for Standardization) dengan Technical Committee (TC 207) Subcommittee SC 5 di Paris. Standar ini didasarkan pada Code of Practice yang dikembangkan oleh SETAC. Saat ini ISO telah mengeluarkan serangkaian standar yang disebut sebagai seri 14040 dan Laporan Teknis untuk LCA. Seri standar ISO 14040 ini menguraikan pendekatan dan ketelitian yang harus dipatuhi oleh latihan LCA, termasuk perlunya pihak ketiga yang independen untuk meninjau pekerjaan secara kritis.

Seri standar ISO 14000 termasuk ISO 14001 tentang Sistem Manajemen Lingkungan. Rangkaian standar ISO 14040 meliputi ISO 14040 dengan judul 'Principles and Framework', ISO 14041 dengan judul 'Goal and Scope Definition and Inventory Analysis', ISO 14042 dengan judul 'Life-cycle impact assessment' (LCIA), ISO 14043 dengan judul 'Life-cycle interpretasi', ISO 14040 dengan judul 'Persyaratan dan Pedoman', ISO 14047 dengan judul 'Contoh Penerapan ISO 14042', ISO 14048 dengan judul 'Format Dokumentasi Data', dan ISO14049 dengan judul 'Contoh Penerapan ISO 14041'. Menurut seri standar ISO 14040, LCA digunakan untuk pengembangan dan peningkatan produk, perencanaan strategis, pembuatan kebijakan publik, pemasaran, dan tujuan lainnya.

LCA adalah alat untuk mengevaluasi aspek lingkungan produk pada semua tahap dalam siklus hidupnya. LCA didefinisikan dalam standar ISO 14040 sebagai 'kompilasi dan evaluasi input, output, dan potensi dampak lingkungan dari sistem produk sepanjang siklus hidupnya'. Siklus hidup produk mencakup semua proses mulai dari perolehan bahan mentah melalui produksi dan pembuatan bahan hingga penggunaan dan pembuangan akhir termasuk opsi pemulihan. Setiap transportasi dalam fase ini juga harus diperhitungkan,

LCA mencakup semua fase termasuk transportasi dalam produksi dan juga fase operasional barang dan jasa. Dalam studi LCA komparatif, bukan produk itu sendiri yang akan dibandingkan tetapi juga fungsi dari produk-produk tersebut yang akan dimasukkan. LCA memiliki pendekatan holistik, yang menempatkan dampak lingkungan dalam kerangka kerja yang konsisten, di mana pun dan kapan pun mereka terjadi.

LCA saat ini adalah salah satu metode evaluasi keberlanjutan yang paling banyak diakui dan digunakan. Hal ini didasarkan pada pengumpulan dan pengelolaan data dampak lingkungan yang paling sering diambil dari database 'life cycle inventory (LCI)' yang tersedia. Metodologi LCA dan data LCI membantu industri untuk (i) memberikan informasi kepada pelanggan, serta pelanggan mereka, (ii) memahami kontribusi baja terhadap kinerja lingkungan sistem produk dalam aplikasi yang berbeda, (iii) mendukung penilaian teknologi ( benchmarking, penentuan dan prioritas program perbaikan lingkungan), (iv) melakukan penilaian dampak untuk mengurangi dampak dari prosesnya sendiri terhadap lingkungan dan bekerja sama dengan pelanggannya untuk mendapatkan pengetahuan tentang dampak total penggunaan baja pada produk pada lingkungan, selama siklus hidup lengkap mereka, dan (v) meningkatkan pengetahuan publik tentang siklus hidup manfaat lingkungan menggunakan baja dalam aplikasi dan di mana dapat efektif dalam meningkatkan kinerja lingkungan. LCA juga memainkan peran penting dalam persyaratan pelaporan lingkungan dan gas rumah kaca organisasi, dukungan pemasaran dan penjualan, dan memastikan kepatuhan terhadap peraturan dan inisiatif sukarela seperti deklarasi produk lingkungan.

Saat ini ada kesadaran di seluruh dunia bahwa desain produk dan perilaku konsumen dapat mempengaruhi kinerja lingkungan secara keseluruhan dan efisiensi suatu produk. Organisasi yang membuat produk lebih memperhatikan pembuatan, pemanfaatan, dan akhir masa pakai, yang merupakan faktor yang semakin penting bagi para desainer yang menentukan bahan. LCA adalah 'pendekatan holistik berdasarkan metodologi yang kuat untuk mengubah ilmu pengetahuan menjadi wawasan dengan penilaian kuantitatif dampak lingkungan dari produk, sepanjang siklus hidupnya'.

Di antara alat dan metodologi yang tersedia untuk mengevaluasi kinerja lingkungan, sosial, dan ekonomi bahan dan produk konsumen (termasuk dampaknya terhadap perubahan iklim dan sumber daya alam), LCA menyediakan pendekatan komprehensif yang mempertimbangkan dampak potensial dari semua tahap pembuatan, produk penggunaan dan akhir masa pakai (penggunaan kembali, daur ulang, atau pembuangan). Ini didasarkan pada metodologi yang baik dan pelaporan yang transparan dan karenanya merupakan alat yang penting untuk membantu pembuatan kebijakan.

Langkah pertama dalam mencoba 'menutup lingkaran' siklus hidup produk melalui daur ulang dan penggunaan kembali yang lebih besar adalah dengan menganalisis secara efektif dan sistematis, dalam istilah lingkungan, sistem produk tersebut melalui LCA.

LCA adalah alat untuk membantu kuantifikasi dan evaluasi beban dan dampak lingkungan yang terkait dengan sistem dan aktivitas produk mulai dari ekstraksi bahan mentah di bumi hingga akhir masa pakai dan pembuangan limbah. Alat ini semakin banyak digunakan oleh industri, pemerintah, dan kelompok lingkungan untuk membantu pengambilan keputusan untuk strategi terkait lingkungan dan pemilihan bahan.

LCI adalah metode terstruktur, komprehensif dan berstandar internasional. Ini mengukur semua emisi yang relevan dan sumber daya yang dikonsumsi dan dampak lingkungan dan kesehatan terkait dan masalah penghapusan sumber daya yang terkait dengan seluruh siklus hidup produk. LCI adalah salah satu fase dari LCA. Data LCI mengukur material, energi, dan emisi yang terkait dengan sistem fungsional (misalnya, pembuatan 1kg koil canai panas). Data LCI ini adalah dasar untuk LCA lengkap, termasuk LCIA, melintasi batas yang lebih luas dan siklus hidup produk yang lengkap. Selain itu, data ini dapat digunakan untuk mengatasi masalah tunggal seperti pencetakan karbon pada produk.

Data studi yang signifikan tentang penggunaan energi yang luas dalam siklus hidup dan dampak lingkungan yang lebih luas dari baja tersedia dari berbagai database LCI. Baja adalah bahan penyusun utama untuk berbagai aplikasi dan produk pasar, seperti di sektor otomotif, konstruksi, dan pengemasan. Industri baja menyadari, pada tahap yang sangat awal, kebutuhan untuk mengembangkan metodologi yang baik untuk mengumpulkan data LCI di seluruh dunia, untuk mendukung pasar dan pelanggan. Data LCI industri baja, Asosiasi Baja Dunia mengkuantifikasi input 'cradle to gate' (penggunaan sumber daya, energi) dan output (emisi lingkungan) produksi baja dari (i) ekstraksi sumber daya dan penggunaan bahan daur ulang, (ii) produksi produk baja ke gerbang pabrik baja, dan (iii) pemulihan dan daur ulang baja di akhir masa pakainya.

Konsorsium ULCOS (Ultra-Low Carbon dioxide Steelmaking), yang terdiri dari perusahaan pembuat baja Eropa, mitra energi dan teknik, lembaga penelitian dan universitas, saat ini mencoba mengembangkan teknologi untuk mengurangi emisi CO2 produksi baja dan menggunakan LCA sebagai salah satu evaluasi lingkungan utamanya. peralatan. Penelitian sejauh ini telah menyelidiki lebih dari 80 teknologi untuk pengurangan CO2 dan telah memilih beberapa di antaranya dan sekarang mengevaluasi, di antara aspek-aspek lain, karakteristik lingkungan mereka melalui penggunaan paradigma siklus hidup. Secara khusus, LCI dari rute pembuatan baja klasik terintegrasi telah digabungkan dengan perangkat lunak simulasi proses untuk memodelkan emisi CO2 dari proses yang berpotensi lebih berkelanjutan yang melibatkan teknologi, reduktor, dan metode baru untuk menangkap dan menyimpan CO2.

LCA memungkinkan sistem produk untuk dinilai dari sudut pandang lingkungan dengan mempertimbangkan secara holistik semua tahapan siklus hidup produk, mulai dari ekstraksi bahan mentah hingga pembuangan akhir produk. Biasanya digunakan sebagai alat untuk mengukur beban lingkungan produk, layanan, dan teknologi di seluruh sistem (cradle-to-gate atau cradle-to-grave). Alat seperti itu telah digunakan di masa lalu untuk mengevaluasi kinerja lingkungan dari sistem produk baja.

Penggerak LCA didukung oleh 'prinsip pedoman sukarela nasional' karena mereka (i) menyediakan barang dan jasa yang berkontribusi pada keberlanjutan sepanjang siklus hidupnya, (ii) memastikan penggunaan sumber daya yang optimal selama siklus hidup produk mulai dari desain hingga pembuangan, dan (iii) memastikan bahwa setiap orang seperti desainer, produsen, anggota rantai nilai, pelanggan, dan pendaur ulang terhubung dan mempromosikan konsumsi yang berkelanjutan. LCA juga membantu dalam 'pelaporan tanggung jawab bisnis' karena memberikan laporan tentang produk atau layanan yang desainnya telah memasukkan masalah, risiko, dan/atau peluang sosial atau lingkungan, dan karena memberikan perincian tentang pengurangan selama pengadaan/produksi/distribusi dan penggunaan oleh konsumen sehubungan dengan penggunaan sumber daya (energi, air, bahan mentah, dll.) per unit produk

Biasanya studi LCA dimulai dengan tujuan dan definisi ruang lingkup sebagai fase pertama dan berlanjut ke fase analisis inventaris, berlanjut ke fase penilaian dampak dan sebagai fase terakhir, studi berakhir dengan interpretasi. LCA adalah proses komputasi (matematis) di mana praktisi perlu kembali ke fase lain seperti definisi tujuan dan ruang lingkup. Hubungan antara fase-fase ini ditunjukkan pada Gambar 4 yang menunjukkan kerangka kerja LCA yang telah diadopsi dari ISO 14040.

Gambar 4 Kerangka penilaian siklus hidup  

Siklus hidup suatu produk dimodelkan sebagai sistem produk yang melakukan satu atau lebih fungsi yang ditentukan. Sebuah sistem produk didefinisikan dengan fungsinya dan dibagi menjadi satu set unit proses yang dihubungkan oleh arus. Unit proses mencakup input dan output dari sistem produk dan menghasilkan output untuk proses lain sebagai hasil dari aktivitasnya. Sistem produk juga dapat menghubungkan sistem produk lain dengan aliran produk.

Tujuan studi LCA adalah untuk memasukkan (i) aplikasi yang dimaksudkan dan audiens studi, (ii) alasan untuk melakukan studi, dan (iii) apakah hasil studi dimaksudkan untuk digunakan dalam asersi komparatif dan diungkapkan kepada masyarakat. Ruang lingkupnya meliputi (i) definisi sistem produk, (ii) fungsi dan aspek fungsional, (iii) batas sistem unit, (iv) prosedur alokasi, (v) kategori dampak, (vi) kebutuhan data, (vii) asumsi, ( viii) keterbatasan, (ix) persyaratan kualitas data awal, (x) jenis tinjauan kritis, dan (xi) apakah ada jenis dan format laporan yang diperlukan untuk penelitian. Ruang lingkup harus cukup dalam keluasan, kedalaman dan detail untuk penelitian. Batas sistem mendefinisikan unit proses yang akan dimasukkan ke dalam sistem sesuai dengan tujuan dan definisi ruang lingkup studi.

Tujuan utama unit fungsional adalah untuk menyediakan sistem referensi yang terukur. Untuk memungkinkan dan memastikan komparabilitas hasil LCA, aliran referensi juga perlu ditentukan. Aliran referensi berarti jumlah produk yang dibutuhkan untuk memenuhi fungsi tersebut. Misalnya, ketika sebuah permukaan yang dicat dipelajari maka tidak ada gunanya membandingkan dua jenis cat yang berbeda dengan satu unit fungsional satu liter lukisan. Ini karena dua jenis cat yang berbeda tidak memberikan kinerja yang sama. Alih-alih ini, lebih tepat untuk menentukan 'satu meter persegi permukaan yang dicat dengan tingkat pelapisan tertentu dan masa pakai 10 tahun' sebagai unit fungsional.

Tahap analisis persediaan melibatkan pengumpulan dan penghitungan data masukan dan keluaran yang relevan dari sistem produk. Analisis persediaan adalah proses komputasi. Sementara data sedang dikumpulkan dan lebih banyak dipelajari tentang sistem, maka dapat terjadi persyaratan atau batasan data baru. Terkadang diperlukan revisi dalam tujuan atau ruang lingkup penelitian. Contoh jenis data yang perlu dikumpulkan meliputi bahan mentah, masukan energi, dan emisi ke udara dan air, keluaran, dll. Dalam fase ini, berurusan dengan sistem yang melibatkan berbagai produk dan sistem daur ulang, prosedur alokasi harus dipertimbangkan pertimbangan. Dimungkinkan untuk mengalokasikan input dan output ke produk yang berbeda sesuai prosedur alokasi. Fase ini adalah salah satu proses yang paling memakan waktu dan mahal dalam studi LCA. 

Fase penilaian dampak siklus hidup adalah pendekatan relatif berdasarkan unit fungsional yang harus direncanakan dengan cermat untuk mengimplementasikan tujuan dan ruang lingkup studi. Tujuan dari fase ini adalah untuk mengevaluasi potensi dampak lingkungan dari produk atau jasa menurut hasil analisis persediaan siklus hidup pada siklus hidup mereka. Tahap penilaian dampak mencakup dua elemen yaitu (i) yang bersifat wajib, dan (ii) yang bersifat opsional. Elemen wajib adalah (i) pemilihan kategori dampak, indikator kategori dan model karakterisasi, dan (ii) klasifikasi dan karakterisasi. Elemen opsional adalah normalisasi, pengelompokan, alokasi bobot, dan analisis kualitas data.

Ada dua metode utama untuk penilaian dampak. Ini adalah metode berorientasi masalah (titik tengah) dan metode berorientasi kerusakan (titik akhir). Metode titik tengah melibatkan dampak lingkungan seperti perubahan iklim, pengasaman, eutrofikasi, potensi pembentukan ozon fotokimia, dan toksisitas manusia. Metode titik akhir adalah metode berorientasi kerusakan yang mengklasifikasikan aliran ke dalam berbagai kelompok kerusakan lingkungan seperti manusia, dan sumber daya. Berbagai kategori dampak dan definisinya diberikan di Tab 1.

Tab 1 Kategori dampak umum yang digunakan dalam LCA
Kategori Dampak	Definisi
Pemanasan global	Peningkatan suhu rata-rata bumi
Penipisan mineral dan bahan bakar fosil	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.