Asesmen Siklus Hidup Baja: Mendorong Pertumbuhan Industri Berkelanjutan

Asesmen Siklus Hidup dan Keberlanjutan Baja

Industri baja merupakan industri kedua terbesar di dunia setelah industri minyak dan gas. Baja digunakan dalam hampir semua sektor, mulai dari bangunan dan konstruksi, kemasan, transportasi, hingga sektors tenaga dan energi terbaru. Penggunaan baja ditemukan di mana saja dalam masyarakat modern. Praktis tidak ada bahan atau produk di mana baja tidak hadir atau tidak berperan dalam produksinya.

Produksi baja mentah telah lebih dari melipat ganda selama tiga dekade terakhir, dengan produksi tahun 2020 mencapai 1,864 milion ton dan tahun 2019 mencapai 1,869 milion ton. Baja terus menjadi tulang punggung dan penggerak evolusi serta kemajuan masyarakat. Baja membuat dunia menjadi tempat yang lebih baik untuk tinggal. Kota cerdas di masa depan akan dibangun di atas baja. Karena baja adalah aset yang dapat dikuliti dan digunakan kembali tanpa batas, penggunaannya membantu mengurangi beban terhadap sumber daya bumi.

Tingkat produksi baja yang tinggi secara tak terhindarkan membuat sektor pembuatan baja lebih bertanggung jawab terhadap dampak lingkungannya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menganalisis proses industri baja guna memberikan gambaran jelas tentang dampak lingkungan utama beserta solusi yang melibatkan implementasi paradigma ekonomi sirkular.

Baja memiliki kombinasi properti yang perlu dipertimbangkan dalam proses pengambilan keputusan pada tahap desain. Properti ini meliputi (i) properti kimia, metalurgi, dan mekanik, (ii) properti ketahanan korosi, (iii) properti ketahanan api, (iv) daur 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 saat meleleh kembali, baja terus memulihkan properti kinerja aslinya, bahkan setelah beberapa putaran daur ulang. Ini memungkinkan baja digunakan berulang kali untuk aplikasi yang sama. Sebaliknya, karakteristik kinerja sebagian besar bahan non-logam menurun setelah daur ulang.

Biasanya, produk baja yang dibuat melalui jalur terintegrasi memiliki konten limbah proses yang dikembalikan terbatas pada nilai antara 10% hingga 20%, sedangkan produk baja pada akhir usia didaur ulang dengan tingkat antara 85% hingga 95%. Metode 'konten daur ulang' hanya mencakup manfaat lingkungan yang terwujud saat ini, berbeda dengan metode 'akhir usia' yang juga mencakup manfaat lingkungan di masa depan yang timbul dari limbah yang dihasilkan pada akhir usia. Untuk industri baja, 'tingkat daur ulang akhir usia' adalah indikator yang paling sesuai, sementara volume limbah akhir usia yang tersedia tidak mencukupi untuk mencocokkan permintaan saat ini. Gambar 1 menunjukkan siklus hidup baja.

Gambar 1 Siklus hidup baja

Produksi baja primer (virgin) biasanya mencakup pertambangan dan pengolahan bijih, peleburan, dan pemurnian untuk mendapatkan baja dengan kimia yang ditentukan, dengan beberapa jalur proses yang tersedia. Pada setiap tahap, zat asing dan hasil samping dipisahkan, dan konsentrasi besi dalam produk akhir meningkat. Pemurnian baja hingga kekuatan cukup sering memerlukan tahap peleburan yang intensif energi dan dikendalikan dengan presisi, yang biasanya berdasarkan penggunaan bahan bakar fosil secara langsung sebagai redusen atau secara tidak langsung untuk panas dan listrik. Produksi besi dan baja mencakup emisi karbon dioksida (CO2) industri global yang besar.

Di area pertambangan dan pengayaan, ada proses yang terdiri dari pengolahan bijih dalam larutan cair untuk mengkonsentrasikan bijih dengan memisahkannya dari mineral yang terkait. Dalam beberapa proses, suhu sangat tinggi biasanya tidak diperlukan dan pengolahan dapat dilakukan pada tekanan tinggi yang membutuhkan energi untuk mempertahankan tekanan. Lebih lanjut, intensitas energi proses pertambangan dan pengayaan cenderung meningkat seiring waktu saat tambang beralih dari bijih kelas tinggi ke bijih kelas rendah dan saat mulai menambang endapan yang lebih kompleks. Konsumsi energi dapat ditingkatkan dengan meningkatkan efisiensi proses.

Piro metalurgi melibatkan pengolahan konsentrat bijih pada suhu tinggi untuk memisahkan besi dari konstituen mineral yang terkait. Ini, sebaliknya, memerlukan penggunaan bahan bakar fosil untuk memanaskan pemanas atau listrik untuk menggerakkan pemanas. Lebih lanjut, industri baja menghasilkan berbagai jenis produk baja. Berbagai jenis produk baja ini dapat dibuat di pabrik baja yang sama dan dari proses produksi primer yang sama. Setiap produk ini memerlukan jalur proses yang berbeda untuk produksi produk yang digunakan oleh konsumen akhir. Gambar 2 menunjukkan prinsip asesmen siklus hidup (LCA).

Gambar 2 Prinsip asesmen siklus hidup

Ilmuwan bahan dan pengembang produk sekarang memiliki sejumlah alat yang semakin banyak yang memungkinkan mereka untuk mempertimbangkan implikasi lingkungan dari pilihan bahan mereka, tetapi secara umum alat-alat ini mempertimbangkan sejumlah kecil titik akhir lingkungan, dan banyak celah data masih tersedia. Namun, mengingat peningkatan permintaan baja di masa depan yang diharapkan dan pentingnya baja dalam teknologi saat ini, penting agar data yang dapat direproduksi tentang beban lingkungan berdasarkan siklus hidup produksi baja tersedia dan implikasi koproduksi beberapa produk baja dipahami dengan jelas.

Aktivitas manusia yang memerlukan bahan dan energi untuk berkembang memiliki efek tidak dapat diubah pada sistem ekologis dan lingkungan, seperti perubahan iklim, kehabisan sumber daya alam, pembuangan limbah, dan polusi. Sebagian besar 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 masa depan untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri'. Subset dari pembangunan berkelanjutan yang telah berkembang di seluruh dunia selama hampir 25 hingga 30 tahun, peran lingkungan tertib sangat penting.

Konsep pembangunan berkelanjutan, sebagaimana didefinisikan dalam laporan Brundtland, adalah tantangan yang sangat kompleks dan dinamis yang menuntut kontribusi dari sektor aktivitas yang paling beragam. Perubahan iklim dan penggunaan sumber daya alam yang berkelanjutan berada di antara tantangan utama bagi masyarakat saat ini. Ini menempatkannya di paling atas agenda lingkungan politik, di mana mereka mungkin akan tetap berada untuk waktu yang dapat ditentukan di masa depan.

Keberlanjutan mencakup seluruh siklus produksi produk, yaitu mulai dari perolehan bahan bumi, melalui perencanaan, desain, konstruksi dan operasi, hingga penggunaan dan pengelolaan limbah akhir usia. Ini adalah tantangan besar dan penting untuk masa depan di industri baja. Beberapa upaya telah dilakukan oleh industri baja untuk mengurangi jejak karbonnya dengan meningkatkan daur ulang dan memperbaiki proses.

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

Keberlanjutan baja terdiri dari tiga komponen, yaitu (i) lingkungan, (ii) sosial, dan (iii) ekonomi. Industri baja adalah industri yang sangat efektif untuk meningkatkan pembangunan berkelanjutan sosial, ekonomi dan lingkungan dan muncul sebagai industri yang sangat aktif baik di negara berkembang maupun negara maju. Industri membutuhkan sumber daya alam dari bumi untuk produksi baja yang digunakan untuk membangun struktur buatan manusia seperti bangunan, jembatan, dan jalan serta dalam produk yang digunakan dalam kehidupan 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 usia. Dampak lingkungan dipengaruhi oleh (i) penggunaan sumber daya alam, (ii) manajemen lingkungan, dan (iii) pencegahan polusi udara, air, dan tanah oleh gas limbah, cairan, dan padat.

Efisiensi bahan produk baja ditentukan oleh tiga kriteria, yaitu (i) mengurangi, (ii) menggunakan kembali, dan (iii) daur ulang. Kuantitas bahan baku untuk produksi baja harus dikurangi dengan meningkatkan efisiensi proses untuk mengurangi emisi CO2. Setelah usia produk baja berakhir, sebagian konten baja dalam produk dapat digunakan kembali tanpa kehilangan properti dasar baja. Ini membuat penggunaan kembali baja sangat penting. Baja dapat didaur ulang sepenuhnya 100%. Semua limbah baja digunakan kembali dalam pembuatan baja segar. Lebih lanjut, hasil samping yang dihasilkan selama produksi baja digunakan oleh berbagai industri dan ini mengurangi kebutuhan bahan baku di industri tersebut dan membantu dalam konservasi sumber daya alam.

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

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

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

Biaya siklus hidup (LCC) adalah kriteria penting untuk komponen ekonomi keberlanjutan baja. LCC adalah biaya aset selama siklus hidupnya, sambil memenuhi persyaratan kinerja (ISO 15686-5). Ini adalah jumlah semua biaya terkait produk yang terjadi selama siklus hidup yang terdiri dari (i) konsepsi, (ii) produksi / fabrikasi, (iii) penggunaan / operasi, dan (iv) akhir usia. LCC adalah prosedur matematika yang membantu dalam pengambilan keputusan investasi dan / atau membandingkan opsi investasi yang berbeda. Baja tidak mahal jika biaya siklus hidup dipertimbangkan. Biaya bahan lain meningkat secara substansial seiring waktu sementara biaya baja biasanya tetap konstan.

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

Gambar 3 Komponen keberlanjutan baja

Kunci keberlanjutan baja adalah pengakuan bahwa pendekatan siklus hidup penuh adalah cara terbaik untuk menilai dampak produk terhadap lingkungan. Oleh karena itu, ini juga cara terbaik untuk membantu masyarakat membuat keputusan yang tepat tentang penggunaan bahan dan kepentingan ekonominya. Memfokuskan hanya pada satu aspek kehidupan produk, seperti produksi bahan, merusak gambar nyata karena dapat mengabaikan dampak yang meningkat selama tahap siklus hidup lain, seperti tahap penggunaan.

Memilih bahan yang paling sesuai untuk setiap aplikasi tergantung pada pertimbangan berbagai faktor teknis dan ekonomi termasuk, misalnya, fungsionalitas, daya tahan dan biaya. Faktor tambahan yang semakin penting bagi orang yang menentukan spesifikasi bahan, di dunia di mana pembangunan berkelanjutan adalah isu kunci, 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 pemodelan perubahan global dalam teknologi, substitusi bahan, dan kritikalitas produk dalam hal kerentanan rantai pasokan dan risiko pasokan. Pemahaman yang komprehensif memungkinkan pengelolaan dampak dan manfaat produk baja yang lebih baik dan penggunaan sumber daya berkelanjutan yang tepat.

Baja adalah bahan yang sangat awet yang digunakan dalam banyak aplikasi yang memenuhi syarat. Seperti semua bahan, produksi dan penggunaannya mempengaruhi lingkungan dengan banyak cara yang berbeda. Menilai dampak lingkungan keseluruhan produk membutuhkan pendekatan terpadu yang mempertimbangkan produk selama seluruh siklus hidupnya. Penilaian ini dikenal sebagai 'asesmen 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 produk atau sistem, mulai dari ekstraksi bahan bumi, melalui produksi bahan dan kebutuhan energi, hingga penggunaan dan pengolahan akhir usia. Melalui gambaran sistematis seperti ini, beban lingkungan diidentifikasi dan mungkin dapat dihindari. LCA dapat membantu dalam mengidentifikasi peluang untuk meningkatkan kinerja lingkungan proyek pada berbagai titik dalam siklus hidupnya. Tujuan LCA adalah untuk membuat profil lingkungan lengkap produk selama seluruh siklus hidupnya, dengan menunjukkan hasil dengan bantuan indikator lingkungan dengan cara yang lebih mudah dipahami.

Studi pertama tentang konsep siklus hidup dilakukan pada akhir tahun 60-an dan awal tahun 70-an. Konsep siklus hidup produk atau fungsi telah dikembangkan di Amerika Serikat dalam lingkup pembelian publik. Namun, pertama kalinya istilah 'siklus hidup' dengan nama ini disebut dalam laporan tentang analisis biaya siklus hidup yang disiapkan oleh Novick untuk RAND Corporation pada tahun 1959. Pada saat itu, 'analisis siklus hidup' (belum asesmen) digunakan untuk biaya sistem senjata termasuk pembelian, penggunaan, dan operasi akhir usia. Analisis siklus hidup juga digunakan sebagai alat untuk meningkatkan manajemen anggaran oleh pemerintah.

Pada tahun 1972, total penggunaan energi dalam produksi berbagai jenis wadah minuman, termasuk kaca, plastik, baja, dan aluminium, dihitung oleh Ian Boustead pada tahun 1979, yang menjadikan metodologinya dapat diterapkan pada berbagai bahan. Minat publik meningkat dan berbagai studi siklus hidup dilakukan selama era tersebut. Pada tahun 1992, bengkel asesmen siklus hidup (LCA) diadakan oleh Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC), salah satunya berfokus pada penilaian dampak siklus hidup dan yang lainnya pada kualitas data.

Pada tahun 1993, pedoman untuk 'Asesmen Siklus Hidup: Kode Praktik' yang juga dikenal sebagai 'Alkitab LCA' diterbitkan. Pada tahun 1990-an, LCA juga dipelajari oleh berbagai grup yang menerbitkan berbagai pedoman seperti pedoman Belanda tentang LCA, dan penulis negara Nordic yaitu Swedia, Finlandia, Denmark dan Norwegia, menerbitkan Pedoman Nordic tentang Asesmen Siklus Hidup. Program Lingkungan PBB menerbitkan 'Asesmen Siklus Hidup: Apa Itu dan Cara Melakukannya'. Badan Lingkungan Eropa juga menerbitkan 'Asesmen Siklus Hidup: Panduan untuk Pendekatan, Pengalaman dan Sumber Informasi'. 'Produk didefinisikan sebagai barang atau jasa dalam studi LCA. LCA juga kadang disebut 'pendekatan siklus hidup', 'analisis dari kerang ke kubur' atau 'analisis siklus hidup'. Studi lengkap dari kerang ke kubur memeriksa produksi dari bahan bumi (kerang), melalui tahap penggunaan, hingga akhir usia (kubur).

Pada November 1993, standarisasi LCA dimulai di ISO (Organisasi Internasional untuk Standarisasi) dengan Komite Teknis (TC 207) Subkomite SC 5 di Paris. Standar didasarkan pada Kode Praktik yang dikembangkan oleh SETAC. Saat ini ISO telah menerbitkan serangkaian standar yang disebut sebagai seri 14040 dan Laporan Teknis untuk LCA. Seri standar ISO 14040 ini menguraikan pendekatan dan ketelitian yang harus diikuti oleh latihan LCA, termasuk keperluan pihak ketiga independen untuk meninjau kritis pekerjaan.

Seri standar ISO 14000 mencakup ISO 14001 tentang Sistem Manajemen Lingkungan. Seri standar ISO 14040 mencakup ISO 14040 dengan judul 'Prinsip dan Kerangka', ISO 14041 dengan judul 'Definisi Tujuan dan Ruang Lingkup serta Analisis Inventaris', ISO 14042 dengan judul 'Penilaian Dampak Siklus Hidup' (LCIA), ISO 14043 dengan judul 'Interpretasi Siklus Hidup', ISO 14040 dengan judul 'Persyaratan dan Pedoman', ISO 14047 dengan judul 'Contoh Aplikasi ISO 14042', ISO 14048 dengan judul 'Format Dokumentasi Data', dan ISO14049 dengan judul 'Contoh Aplikasi ISO 14041'. Menurut seri standar ISO 14040, LCA digunakan untuk pengembangan dan perbaikan produk, perencanaan strategis, pembuatan kebijakan publik, pemasaran, dan tujuan lainnya.

LCA adalah alat untuk mengevaluasi aspek lingkungan produk pada semua tahap siklus hidupnya. LCA didefinisikan dalam standar ISO 14040 sebagai 'kumpulan dan evaluasi masukan, keluaran dan dampak lingkungan potensial sistem produk selama siklus hidupnya'. Siklus hidup produk mencakup semua proses mulai dari perolehan bahan bumi melalui produksi bahan dan manufaktur hingga penggunaan dan pembuangan akhir termasuk opsi pemulihan. Setiap transportasi dalam tahap-tahap ini juga harus diperhitungkan.

LCA mencakup semua fase termasuk transportasi dalam produksi dan juga fase operasional barang dan jasa. Dalam studi LCA komparatif, yang dibandingkan bukan hanya produk itu sendiri tetapi juga fungsi produk tersebut harus dimasukkan. LCA memiliki pendekatan holistik, yang menempatkan dampak lingkungan dalam kerangka 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. Ini didasarkan pada pengumpulan dan manajemen data dampak lingkungan yang paling sering diambil dari 'database inventaris siklus hidup (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 berbagai aplikasi, (iii) mendukung penilaian teknologi (benchmarking, penetapan dan prioritas program perbaikan lingkungan), (iv) melakukan penilaian dampak untuk mengurangi dampak prosesnya sendiri terhadap lingkungan dan bekerja sama erat dengan pelanggan untuk mendapatkan pengetahuan tentang dampak total penggunaan baja produk terhadap lingkungan, selama siklus hidupnya yang lengkap, dan (v) meningkatkan pengetahuan publik tentang manfaat lingkungan siklus hidup penggunaan baja dalam aplikasi dan di mana hal ini dapat efektif dalam meningkatkan kinerja lingkungan. LCA juga memainkan peran penting dalam persyaratan pelaporan lingkungan dan gas rumah kaca organisasi, dukungan pemasaran dan penjualan, serta memastikan kepatuhan terhadap peraturan dan inisiatif sukarela seperti deklarasi produk lingkungan.

Saat ini terdapat kesadaran di seluruh dunia bahwa desain produk dan perilaku konsumen dapat mempengaruhi kinerja lingkungan dan efisiensi keseluruhan produk. Organisasi yang membuat produk memberikan perhatian yang lebih besar pada manufaktur, utilizasi, dan akhir usia, yang merupakan faktor yang semakin penting bagi perancang yang menentukan spesifikasi bahan. LCA adalah 'pendekatan holistik berdasarkan metodologi yang kokoh untuk mengubah ilmu pengetahuan menjadi wawasan dengan penilaian kuantitatif dampak lingkungan produk, selama siklus hidupnya'.

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

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

LCA adalah alat untuk membantu dalam pengukuran dan evaluasi beban dan dampak lingkungan yang terkait dengan sistem produk dan aktivitas mulai dari ekstraksi bahan bumi di bumi hingga akhir usia 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 terstandarisasi internasional. Ini mengukur semua emisi yang relevan dan sumber daya yang dikonsumsi serta dampak lingkungan dan kesehatan terkait dan isu depleksi sumber daya yang terkait dengan seluruh siklus hidup produk. LCI adalah salah satu fase dari LCA. Data LCI mengukur bahan, energi, dan emisi yang terkait dengan sistem fungsional (misalnya, pembuatan 1 kg coil panas dilulurkan). Data LCI ini adalah dasar untuk LCA lengkap, termasuk LCIA, melintasi batasan yang lebih luas dan siklus hidup produk yang lengkap. Selain itu, data ini dapat digunakan untuk mengatasi masalah tunggal seperti pencitraan jejak karbon produk.

Data studi yang signifikan tentang penggunaan energi seluruh siklus hidup dan dampak lingkungan yang lebih luas dari baja tersedia dari berbagai database LCI. Baja adalah bahan konstituen utama untuk berbagai aplikasi dan produk pasar, seperti di sektors otomotif, konstruksi, dan kemasan. Industri baja sangat tempratinya mengakui kebutuhan untuk mengembangkan metodologi yang solid untuk mengumpulkan data LCI di seluruh dunia, untuk mendukung pasar dan pelanggan. Data LCI industri baja, Asosiasi Baja Dunia mengukur masukan (penggunaan sumber daya, energi) 'dari kerang ke gerbang' dan keluaran (emisi lingkungan) produksi baja dari (i) ekstraksi sumber daya dan penggunaan bahan daur ulang, (ii) produksi produk baja hingga gerbang pabrik baja, dan (iii) pemulihan dan daur ulang akhir usia baja.

Konsorsium ULCOS (Pembuatan Baja Ultra-Rendah Karbon Dioksida), yang terdiri dari perusahaan pembuatan baja Eropa, mitra energi dan rekayasa, institusi penelitian dan universitas, saat ini mencoba mengembangkan teknologi untuk mengurangi emisi CO2 produksi baja dan menggunakan LCA sebagai salah satu alat evaluasi lingkungan utamanya. Penelitian hingga saat ini telah menyelidiki lebih dari 80 teknologi untuk pengurangan CO2 dan telah mencoret beberapa di antaranya dan sekarang mengevaluasi, di antara aspek lainnya, karakteristik lingkungan mereka melalui penggunaan paradigma siklus hidup. Secara khusus, LCI dari jalur pembuatan baja klasik terintegrasi telah digabungkan dengan perangkat lunak simulasi proses untuk memodelkan emisi CO2 dari proses yang berpotensi lebih berkelanjutan yang melibatkan teknologi baru, redusen, dan metode untuk menangkap dan menyimpan CO2.

LCA memungkinkan sistem produk untuk dievaluasi dari sudut pandang lingkungan dengan mempertimbangkan secara holistik semua tahap siklus hidup produk, mulai dari ekstraksi bahan bumi hingga pembuangan akhir produk. Biasanya digunakan sebagai alat untuk mengukur beban lingkungan seluruh sistem (dari kerang ke gerbang atau dari kerang ke kubur) produk, jasa, dan teknologi. Alat seperti ini telah digunakan di masa lalu untuk mengevaluasi kinerja lingkungan sistem produk baja.

Pengemudi LCA didukung oleh 'pedoman sukarela nasional-prinsip' karena mereka (i) menyediakan barang dan jasa yang berkontribusi pada keberlanjutan selama siklus hidupnya, (ii) memastikan penggunaan sumber daya yang optimal selama siklus hidup produk dari desain hingga pembuangan, dan (iii) memastikan semua orang seperti perancang, produsen, anggota rantai nilai, pelanggan dan pendaur ulang terhubung dan mempromosikan konsumsi berkelanjutan. LCA juga membantu dalam 'pelaporan tanggung jawab bisnis' karena menyediakan laporan tentang produk atau jasa yang desainnya telah mengintegrasikan kekhawatiran sosial atau lingkungan, risiko dan / atau peluang dan karena menyediakan detail tentang pengurangan selama insourcing / produksi / distribusi dan penggunaan oleh konsumen terhadap penggunaan sumber daya (energi, air, bahan baku, dll.) per unit produk.

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

Gambar 4 Kerangka asesmen siklus hidup

Siklus hidup produk dimodelkan sebagai sistem produk yang melakukan satu atau lebih fungsi yang ditentukan. Sistem produk didefinisikan dengan fungsinya dan dibagi menjadi serangkaian proses unit yang terhubung oleh aliran. Proses unit mencakup masukan dan keluaran sistem produk dan menghasilkan keluaran untuk proses lain sebagai hasil dari aktivitasnya. Sistem produk juga dapat menghubungkan sistem produk lain dengan aliran produk.

Tujuan studi LCA adalah untuk mencakup (i) aplikasi yang dimaksud dan audiens studi, (ii) alasan untuk melakukan studi, dan (iii) apakah hasil studi dimaksudkan untuk digunakan dalam pernyataan komparatif dan diungkapkan kepada publik. Ruang lingkup mencakup (i) definisi sistem produk, (ii) fungsi dan aspek fungsional, (iii) batas sistem unit, (iv) prosedur alokasi, (v) kategori dampak, (vi) persyaratan 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 studi. Ruang lingkup harus cukup dalam lebar, kedalaman dan detail untuk studi. Batas sistem mendefinisikan proses unit yang harus dimasukkan dalam sistem sesuai dengan definisi tujuan dan ruang lingkup studi.

Tujuan utama unit fungsional adalah untuk menyediakan sistem referensi yang dapat diukur. Untuk memungkinkannya dan memastikan kesetaraan hasil LCA, aliran referensi juga perlu ditentukan. Aliran referensi berarti jumlah produk yang diperlukan untuk memenuhi fungsi. Misalnya, saat permukaan cat diteliti, tidak berguna untuk membandingkan dua jenis cat yang berbeda dengan unit fungsional satu liter cat. Ini karena dua jenis cat yang berbeda tidak memberikan kinerja yang sama. Sebaliknya, lebih sesuai untuk menentukan 'satu meter persegi permukaan cat dengan tingkat penutupan tertentu dan umur pakai 10 tahun' sebagai unit fungsional.

Fase analisis inventaris melibatkan pengumpulan dan perhitungan data masukan dan keluaran yang relevan dari sistem produk. Analisis inventaris adalah proses komputasi. Sementara data dikumpulkan dan lebih banyak dipelajari tentang sistem, maka dapat muncul persyaratan data atau keterbatasan baru. Kadang-kadang revisi diperlukan dalam tujuan atau ruang lingkup studi. Contoh jenis data yang perlu dikumpulkan termasuk bahan baku, masukan energi, dan emisi ke udara dan air, keluaran, dll. Dalam fase ini, menangani sistem yang melibatkan berbagai produk dan sistem daur ulang, prosedur alokasi harus dipertimbangkan. Memungkinkan untuk mengalokasikan masukan dan keluaran ke berbagai produk 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 hati-hati untuk melaksanakan tujuan dan ruang lingkup studi. Tujuan fase ini adalah untuk mengevaluasi dampak lingkungan potensial produk atau jasa berdasarkan hasil analisis inventaris siklus hidup pada siklus hidupnya. Fase penilaian dampak mencakup dua elemen yaitu (i) yang wajib, dan (ii) yang 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 (mid-point) dan metode berorientasi kerusakan (end points). Metode mid-point melibatkan dampak lingkungan seperti perubahan iklim, asidifikasi, eutrofikasi, potensi pembentukan ozon fotokimia, dan toksisitas manusia. Metode end points adalah metode berorientasi kerusakan yang mengklasifikasi aliran ke dalam berbagai grup kerusakan lingkungan seperti manusia, dan sumber daya. Berbagai kategori dampak dan definisinya diberikan dalam Tabel 1.

Tabel 1 Kategori dampak umum yang digunakan dalam LCA
Kategori Dampak	Definisi
Pemanasan global	Peningkatan suhu rata-rata bumi
Depleksi mineral dan bahan bakar fosil	Konsumsi sumber daya energi atau bahan non-terbarukan
Oxidasi fotokimia (smog)	Emisi zat (VOC, nitrogen oksida) ke udara
Toksisitas manusia	Paparan manusia terhadap konsentrasi zat beracun yang meningkat di lingkungan
Depleksi ozon	Peningkatan pemadatan ozon stratosfer
Eutrofikasi	Konsentrasi nutrien kimia yang meningkat di air dan darat
Penggunaan air	Konsumsi air
Penggunaan lahan	Modifikasi lahan untuk berbagai penggunaan
Asidifikasi	Emisi zat asidifikasi ke udara dan air
Ekotoksisitas	Emisi zat organik dan kimia ke udara, air dan darat

Catatan: LCA – Asesmen Siklus Hidup, VOC – Senyawa Organik Volatil

Interpretasi siklus hidup adalah fase akhir dari LCA, di mana hasil studi diringkas dan dibahas. Dalam fase LCA ini, hasil analisis inventaris dan penilaian dampak dievaluasi bersama-sama. Interpretasi siklus hidup mengungkapkan kesimpulan yang harus konsisten dengan tujuan dan ruang lingkup yang ditentukan dan yang menawarkan saran.

Di antara alat yang tersedia untuk mengevaluasi kinerja lingkungan, LCA menyediakan pendekatan holistik untuk mengevaluasi kinerja lingkungan dengan mempertimbangkan dampak potensial dari semua tahap manufaktur, penggunaan produk dan tahap akhir usia. Ini disebut sebagai pendekatan dari kerang ke kubur. LCA telah terbukti sebagai alat penilaian lingkungan yang solid yang mudah diterapkan, hemat biaya dan menghasilkan solusi yang terjangkau dan bermanfaat untuk pengambilan keputusan bahan dan desain produk.

Penggunaan LCA semakin luas karena mempertimbangkan dampak lingkungan proses manufaktur produk, ekstraksi bahan baku yang digunakan oleh proses ini, penggunaan dan pemeliharaan produk oleh konsumen, akhir usianya (penggunaan kembali, daur ulang atau pembuangan) serta berbagai metode transportasi yang terjadi di setiap elok rantai. Saat ini, terdapat sejumlah besar database nasional atau regional yang tersedia yang mencakup sektor industri utama. Banyak organisasi manufaktur memiliki departemen LCA dan semakin banyak paket perangkat lunak LCA yang tersedia saat ini. Ini juga sekarang merupakan mata kuliah yang diajarkan di universitas.

Di Eropa, deklarasi produk lingkungan (EPD) adalah cara standarisasi untuk mengukur dampak lingkungan produk atau sistem setelah analisis siklus hidup. Untuk produsen baja, juga secara strategis penting untuk mendemonstrasikan pendekatan gaya hidup ini (dalam hal pemerintah dan kebijakan) sehingga karakteristik umur pakai panjang, penggunaan kembali dan multi daur ulang baja dihargai dan diukur dengan baik.

Data LCA juga dapat digunakan untuk tujuan lain termasuk (i) aplikasi ekodesain / desain untuk daur ulang, (ii) benchmarking produk tertentu, (iii) keputusan procurement dan rantai pasokan, (iv) inklusi dalam kriteria 'Ekolabel Tipe I' untuk produk, (v) inklusi dalam 'deklarasi produk lingkungan Tipe III' berdasarkan siklus hidup untuk produk tertentu, dan (vi) analisis indikator spesifik, misalnya jejak karbon atau konsumsi energi primer.

Berpikir dalam siklus hidup memiliki keuntungan penting. Dengan LCA, seluruh masa pakai produk dapat dievaluasi, yaitu produksi, penggunaan dan pembuangan akhir usia. Dampak lingkungan terjadi sepanjang rantai pasokan, yaitu di lokasi produksi itu sendiri serta dalam ekstraksi bahan baku dan transportasinya, dan di pembangkit listrik yang menyuplai energi ke lokasi produksi. Menangkap dampak langsung dan tidak langsung dapat membantu menghindari perpindahan beban lingkungan dari satu tahap siklus hidup ke tahap lain. Peraturan lingkungan yang hanya mengatur satu fase (penggunaan) dari siklus hidup produk dapat menciptakan konsekuensi tidak disengaja, yaitu peningkatan emisi CO2. Pemodelan yang benar dari potensi daur ulang produk baja pada fase akhir usia sangat penting bagi sektornya untuk bersaing dengan bahan lain dan menunjukkan kinerja solusi baja untuk memenuhi permintaan penggunaan berkelanjutan 'terbaik dalam kelas'.