CC BY
7
УДК 330:504
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ВЕРФЕЙ: РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ
"ЗЕЛЕНОЙ" ЭФФЕКТИВНОСТИ
Д.И. Дженсон1, А. Г. Энтроп2, Дж.И.М. Хэлмен3
1,3Университет Твенте, факультет технической технологии, отдел управления строительством
и разработки, п/я 217, 7 500 ОДНИХ, Энсхеде, Нидерланды;
2Саксионский Университет прикладных наук, Школа бизнеса, строительства и технологий,
М.Х. Тромплаан 28, 7513 Энсхеде AB, Нидерланды
Рост экологических проблем, обусловленный регулированием и рыночными факторами, требует от судоходной отрасли снижения воздействия на окружающую среду. Несмотря на то, что на экологическое состояние судов внимание обращается уже давно, особенно на эффективное использование топлива, экологическим состоянием самих верфей, кажется, пренебрегли. Данная статья - первая попытка разработать надежный и значащий комплекс показателей экологической эффективности (ПЭЭ) для оценки работы эксплуатационной верфи, на совокупности которых можно создать систему оценки "зеленой" эффективности [Green Performance Framework (GPF)]. Принятое в работе определение "зеленой верфи" означает определение на эксплуатационной верфи трех качественных ПЭЭ и шести количественных ПЭЭ. Для установления необходимого базового уровня системы показателей оценки "зеленой" эффективности и соответствующих шкал измерения ПЭЭ с целью определения их весовых оценок были собраны данные на восьми эксплуатационных верфях.
Ключевые слова: зеленая верфь, оценка экологической эффективности, показатели экологической эффективности, система оценки зеленой эффективности.
ASSESSING THE SUSTAINABILITY OF SHIPYARDS: DEVELOPING THE GREEN PERFORMANCE FRAMEWORK (GPF)
D.I. Janson, A.G. Entrop, J.I.M. Halman
University of Twente, Faculty of Engineering Technology, Department of Construction Management and
Engineering, P.O. Box 217, 7500 AE, Enschede, The Netherlands;
Saxion University of Applied Sciences, School of Business, Building & Technology, M.H. Tromplaan 28,
7513 AB Enschede, the Netherlands
The increasing environmental concerns, driven by regulations and market factors, requires the shipping industry to reduce their impact on the environment. Although attention is being paid to the sustainability of ships, especially to efficient use of fossil fuels, the sustainability of shipyards seems to have been neglected. This paper is a first attempt to provide a reliable and meaningful set of Environmental Performance Indicators (EPIs) for assessing the performance of an operational shipyard, whereby the indicators are brought together in the Green Performance Framework (GPF). By defining what a Green Shipyard beholds and by acquiring insight in an operational shipyard, three qualitative EPIs and six quantitative EPIs are specified. In our next paper data collected from eight operational shipyards will provide a baseline performance level, enabling us to define appropriate measurement scales for the EPIs. The GPF is then tested and evaluated in a case study, assessing the environmental performance of three operational shipyards. The case results, highlighting aspects that have a high impact on the environment, are used as input for the formulation of a three step implementation strategy for the development of a Green Shipyard concept.
Keywords: Green Shipyard, Environmental performance assessment, Environmental Performance Indicators, Green Performance Framework
Введение
Судостроительная промышленность играет фундаментальную роль в обществе и мировой экономике, поддерживая действия международной торговли между географическими точками. Растущие экологические проблемы требуют установления норм и экономических стимулов для того, чтобы судостроительная
промышленность изменялась в направлении стабильной и экологически дружественной. Выполненное Международной морской организацией (1МО) в 2014 исследование, показывает, что судостроительная промышленность выделяет в окружающую среду приблизительно 2,6% всего глобального углекислого газа (СО2).
ff.H. (ir. D.I. Janson) of Twente, Faculty of Engineering Technology Faculty of Engineering Technology;
23»mpon A. r. (A.G. Entrop) - dr. ir. / PhD MSc University of Twente | UT • Program of Construction Management and Engineering (CME) +31 (0)53 489 5489;
XßMeH ff^.H.M. - Prof.dr.ir. Johannes (Joop) IM. Halman Telephone: +3153- 4893934 (UT) or +316 160 647 12 (mobile)
В настоящее время действуют различные факторы, толкающие судостроительную промышленность в сторону "зеленой" деятельности. К изменениям подталкивают обусловленные регулированием тенденции, такие как обязательство сократить производство парниковых газов (ПГ) на 20% к 2020 году (заключенное Европейским Советом 8 и 9 марта 2007 года) [1]. К изменениям подталкивают также рыночные тенденции, такие как повышение экологической осведомленности и растущий интерес к корпоративной социальной ответственности [2]. Поскольку наибольшее воздействие на окружающую среду происходит на этапе эксплуатации судна, то предыдущие исследования были сосредоточены на более эффективном и бережливом использовании традиционного (ископаемого) топлива для снижения воздействия судов на окружающую среду
[3].
Несмотря на то, что в настоящее время существует обширная литература, отражающая аспекты экологичности судов [4,5], особенно на этапе их эксплуатации [3], экологичности верфей уделялось небольшое внимание. При повышенном внимании к энергосбережению и эффективному использованию ископаемого топлива во время эксплуатации судов, другие пути предотвращения изменения климата, по-видимому, часто упускаются из виду [5]. Кроме того, реализация правил ЕС по энергосбережению на 20% к 2020 году [1] и сформулированная цель ИМО значительно сократить СО2 в судоходной отрасли [6], приводит к обязательству верфей улучшить свои экологические показатели. Таким образом, эта статья является одной из немногих, посвященных изучению экологических характеристик верфей.
Понимание экологического состояния существующих верфей может быть получено путем проведения их экологической оценки. Для оценки экологических показателей было разработано множество единичных методов, моделей, мер и показателей [7], которые сосредоточены на конкретной теме или на единичном случае [8]. Однако имеющиеся методы не могут быть непосредственно применены в судостроительной отрасли из-за сложности и разнообразия верфей [9] и поэтому требуют разработки новой адаптированной системы оценки.
Таким образом, цель настоящей статьи - начать заполнение имеющегося в литературе пробела путем разработки, тестирования и оценки методики, позволяющей проводить
оценку экологических показателей верфей. Цель здесь заключается не в предоставлении детальной оценки жизненного цикла (ЬСЛ) верфи, а в том, чтобы пролить свет на особенности эксплуатационной верфи, оказывающие наибольшее влияние на окружающую среду. Посредством теоретического определения зеленой верфи и выбора конкретных факторов с соответствующими ПЭЭ разрабатывается основа для ее оценки. Разработанная структура тестируется и оценивается путем проведения тематического исследования, а также собираются эмпирические доказательства факторов, оказывающих влияние на окружающую среду. Кроме того, в настоящем документе опытные данные используются в качестве исходных данных для разработки стратегии реализации концепции Зеленой Верфи, иллюстрирующей возможности и границы ее устойчивого развития.
2. Литературный обзор
Концепция устойчивого развития представляет собой попытку объединить растущую озабоченность по поводу целого ряда экологических проблем с социально-экономическими проблемами [10]. Многие из сегодняшних устойчивых изменений связаны с тремя отдельными, но взаимосвязанными аспектами окружающей среды, экономики и общества [10], где удовлетворение потребностей настоящего без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности является наиболее широко известным определением устойчивости [6]. Хотя определения "зеленый" и "устойчивость" часто используются взаимозаменяемыми, они могут интерпретироваться по-разному, и дебаты относительно единого определения зеленого все еще продолжаются [11]. Это исследование специально фокусируется на экологических показателях верфи, и поэтому связывает термин "зеленый" с экологическим измерением устойчивости.
2.1. Функционирование верфи
Верфь можно рассматривать как промышленное производство, где реализуются процессы проектирования, разработки, строительства, ремонта или демонтажа судна [3]. Валовой вход и выход процессов верфей визуализированы в диаграмме 1 (заимствованной от автомобильной промышленности [12]. В основном можно выделить три типа верфей: новые, ремонтно-конверсионные и верфи демон-
тажные [13]. Перечисленные типы верфей различаются по выполняемым операциям, в результате чего "новое строительство" обрабатывает значительное количество материала, "ремонт и конверсия" - это труд, ориентированный на выполняемую работу, а "демонтажные верфи" сосредоточены на демонтаже судов для повторного использования их материалов [14]. Каждая из этих верфей может быть разделена на компоненты, непосредственно связанные с производством и ремонтом, а также с модернизацией судна (например, сварка, резка и т. д.) или компоненты, косвенно связанные с произ-
водством судна (например, финансовый отдел, столовая и т. д.) [16]. Входные и выходные данные могут быть разделены на производственное и непроизводственное использование вторичных источников и остатков используемых материалов. Производственное использование относится к производственным процессам судна и непроизводственного использования объектов в качестве освещения, которые не могут непосредственно быть отнесены на счет определенного судна [5,16]. Новые судостроительные верфи структурно соответствуют процессам, указанным на рисунке 1.
Рисунок 1: Валовой вход и выход процессов на верфях (адаптированный из [12])
Вне сферы действия:
СМХ = Производственные выбросы (без СМ3,СМ4,СМ5)
СМ2 = Запасы токсичных химических веществ СМ3 = 33/50 химических веществ СМ4 = Большие объемы стойких токсичных веществ
СМ5 = Sara раздел II химические вещества Мх = Детали, компоненты, сырье РМХ = Выхлопная труба HC, NOx, CO РМ2 = Выбросы в результате испарения РМ3 = Выбросы CO2 в выхлопную трубу РМ5= переработанных материалов от продукта HHSM = Здоровье и безопасность человека
В рамках верфи:
Е; = Энергия
М1К = Переработанные материалы М2 = Вода
М2д = Рециркулированная вода М3 = Упаковочные отходы
М4 = Твердые отходы (за исключением упаковки) РМ4= переработанный материал от производственного процесса
На рисунке 2. приведена стандартная процедура, применяемая ремонтными и конверсионными верфями. В блок-схеме стандартной процедуры трудно разобраться из-за неструктурированного алгоритма работы и большого разнообразия процессов [14]. Демонтаж-ные площадки являются относительно новыми и находятся в стадии разработки, а потому оставлены за рамками данного исследования.
2.2. Определение зеленой верфи
Поскольку вопросы, связанные с экологическими показателями, являются сложными и далеко идущими, Данджелико и Понтрандоль-фо [11] в подходе к формулированию соответствующего определения зеленого объединили воздействие на окружающую среду, экологическую направленность и фазу жизненного цикла продукта. При этом выделяют три различных
типа воздействия на окружающую среду, для того чтобы считать продукт зеленым:
1 оказывает меньшее воздействие, чем обычные продукты;
2 оказывает нулевое воздействие;
3 вносит положительный вклад в окружающую среду [11].
В соответствии с теорией, объясненной в [11], чтобы прийти к экологически чистой верфи, воздействие на окружающую среду зеленой верфи в идеале должно быть нулевым. Экологическую направленность можно разделить на три категории, а именно материалы (вкл. воду), энергию и загрязнение, посредством выбросов и токсичных отходов [11]. Фаза
эксплуатационного жизненного цикла верфи воздействует на окружающую среду с помощью выполняемых операций, в результате чего можно провести различие между производственными процессами и строительными объектами. Чтобы охватить все компоненты экологической устойчивости, особенно связанные с различиями между новыми строительными и ремонтно-конверсионными верфями [14], основное внимание необходимо уделить нулевому воздействию как на категории энергии, так и на загрязнения. Связь между вводом и выводом эксплуатационной верфи визуализируется на рисунке 3.
Рисунок 2 - Производственные процессы на типичной производственной верфи (Song & Woo, 2013)
отходов
Рисунок 3 - Вход и выход рабочей зеленой верфи
Вход в производственный процесс верфи обеспечивается производственной энергией, непосредственно потребляемой в технологическом процессе и непроизводственной, используемой для нужд предприятия, не связанных непосредственно с технологическими операциями, обеспечивается также возобновляемыми и невозобновляемыми материалами.
Различают первичные и вторичные источники энергии. Первичные источники - это ресурсы, которые применяются без модификации их человеком, а вторичные получают путем трансформации первичных [15]. На действующей верфи как производственное (прямое), так и непроизводственное (косвенное) потребление энергии, обеспечивается путем
использования вторичных энергетических ресурсов [16]. Использование возобновляемых источников энергии снижает негативное воздействие ископаемых энергетических ресурсов и общие выбросы, образующиеся при производстве электроэнергии и дает возможность активно улучшать окружающую среду [17]. Как показано на рис. 3, в целях достижения нулевого воздействия, вход производственной и непроизводственной энергии должен быть произведен за счет возобновляемых ресурсов. Рассматривая экологические показатели энергетики с более широкой точки зрения, видим, что наиболее позитивный вклад в окружающую среду может быть внесен путем повышения энергоэффективности процессов и энергосбережения строительных объектов, что и будет способствовать достижению устойчивого развития [18].
Экологическое воздействие загрязнения, производимого на этапе эксплуатационного жизненного цикла верфи является характеристикой производственных процессов и систем и может быть измерено количеством образующихся отходов, поскольку отходы не добавляют никакой ценности производимому продукту [19]. Для того чтобы свести к минимуму воздействие отходов, необходимо использовать возобновляемые материалы для производственных процессов и систем [20].
Выход эксплуатационной верфи включает в себя различные виды отходов, разделенные на неполное преобразование материалов и ресурсов и неэффективное использование ресурсов [21]. Неполное преобразование материалов - это, по сути, потери, которые возникают от первичных производственных процессов вплоть до финишной обработки изделия, которые могут быть измерены в единицах массы. Для того чтобы улучшить воздействие на окружающую среду путем уменьшения произведенного загрязнения, можно по отношению к отходам применить 3-х шаговую иерархию "уменьшать, повторно использовать и рецирку-лировать" [22]. Неэффективное использование ресурсов, которые не применяются непосредственно в продукте, но необходимы для выполнения определенного производственного процесса, не может быть сведено к нулю. Здесь применима следующая стратегия "избегать, использовать возобновляемые источники и повышать эффективность" [20], в которой акцент на экологически чистых материалах в качестве входных данных способствует снижению воз-
действия на окружающую среду. Создание положительного воздействия на окружающую среду при использовании материалов невозможно на этапе эксплуатационного жизненного цикла, поэтому основной целью является устранение отрицательного воздействия на окружающую среду для обеих категорий отходов и компенсация созданного воздействия [11]. Так как суда не могут производиться из полностью экологически чистых материалов, то полученные неэкологичные отходы должны быть переработаны или повторно использованы для уменьшения вредного воздействия. Это и приводит к трем категориям отходов, показанным на рисунке 3.
Таким образом, экологическое воздействие верфи делится на энергопотребление и загрязнение, где загрязнение осуществляется вследствие неполной конверсии и неэффективного использования материалов. Верфь может быть признана абсолютно зеленой при достижении нулевого воздействия на окружающую среду как при использовании энергии, так и при воздействии загрязнений. Это приводит к следующему определению зеленой верфи: верфь считается зеленой, когда разработка, ремонт или преобразование судна, с использованием различных процессов и систем, оказывают нулевое воздействие на окружающую среду как при использовании энергии, так и при воздействии загрязнений.
В данном исследовательском проекте необходимо учитывать, что на этапе эксплуатационного жизненного цикла зеленая верфь рассматривается только как устойчивое производство судов и выполняемый ремонт. Сами применяемые при этом материалы не обязательно являются устойчивыми, поскольку такие элементы, как транспортировка и извлечение ресурсов, не учитываются при определении степени устойчивости. Достижение нулевого воздействия в последнем случае возможно только путем минимизации воздействия использования энергии и загрязнения окружающей среды, а также путем компенсации результирующего воздействия посредством позитивного вклада в окружающую среду [11].
2.3. Оценка результативности экологической деятельности
Экологическое состояние может оцениваться с помощью различных методов, моделей, мер и наборов показателей [7]. Термин "экологическая оценка" в основном известен
для оценки экологических последствий (как положительных, так и отрицательных) для плана, политики, программы или проекта. Стратегическая экологическая оценка (СЭО) известна как систематический процесс поддержки принятия решений для обеспечения эффективного учета экологических аспектов в политике, планах и программах, в результате чего оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) обычно применяется к более конкретным проектам [27].
Оценка воздействия на окружающую среду промышленного продукта "от колыбели до могилы" может быть выполнена путем выполнения оценки жизненного цикла [Life Cycle Assessment (LCA)] [9]. LCA является общепринятым аналитическим инструментом, который обеспечивает целостный экологический взгляд на продукт путем оценки воздействия и ресурсов, используемых на протяжении всего его жизненного цикла [23]. Примеры методов, разработанных для производственной (обрабатывающей) промышленности, часто включают подход LCA. Zamagni [25] разработал модель оценки устойчивости жизненного цикла, которая сочетает в себе LCA, стоимость жизненного цикла [Life Cycle Costing (LCC)] и социальную оценку жизненного цикла (Social LCA). Chong, в соавторстве [26] применил метрику устойчивости к предлагаемой системе показателей устойчивости для оценки систем отходов в энергетике.
Egilmez, в соавторстве [24] для оценки устойчивости производств в США реализует экономическую модель LCA ввхода-выхода и анализа охвата данных (DEA). Обе эти модели основаны на применении расчетного, измерительного или гибридного подхода и ориентированы на количественную оценку эффективности. Это требует ввода данных из базы данных либо актуального использования для оценки эксплуатационных качеств [27].
По мере растущего экологического сознания разрабатывались более точные методы оценки результативности экологической деятельности. Эти методы оценивают экологические показатели конкретного объекта, например, производительность производственного процесса или эксплуатационные качества здания [8]. Оценка эксплуатационных качеств экологического строительства стала одним из основных вопросов его устойчивости. [23]. Оценка экологической характеристики является мерой того, в какой степени здания могут влиять
на окружающую среду, чтобы их дизайн или эксплуатация могли быть изменены для минимизации вреда и улучшения удобств [27]. Примерами систем и инструментов экологической оценки в строительной отрасли являются BREEAM в Великобритании и LEED в США (Forsberg & Von Malmborg, 2004). Методы BREEAM, Green Star и LEED предполагают качественный подход к оценке производительности за счет того, что базовые данные применяются для разработки конкретного рейтинга производительности. При этом уровень объективности может различаться по категориям и методам, что приводит к случающимся время от времени дискуссиям [27].
Таким образом, методы оценки эффективности, основанные на одном примере, например, на одной технологии производства, одном строительном объекте или единичной операции [8], не могут быть непосредственно распространены на судостроительную промышленность. Как упоминалось в разделе 2.1, новые строительные площадки отличаются по нескольким аспектам от ремонтных и конверсионных площадок [13]. Объединение различных видов деятельности, начиная от простых ремонтных работ до строительства судов из материалов, в одну оценку является сложной задачей [9]. Различия в выполняемых работах, особенно на ремонтно-переоборудованном дворе, влияют на воздействие на окружающую среду. Судостроительная верфь с сокращенным производством может показаться более экологичной, однако на самом деле меры по улучшению экологических показателей [14] здесь не осуществлялись. Различное географическое положение - это вопрос, который необходимо учитывать в отношении различных законов и правил, экологических характеристик и условий труда [9]. Имеющиеся в настоящее время рамки оценки недостаточны для того, чтобы охватить сходства и взаимозависимости как новых зданий, так и ремонтных и конверсионных площадей. Для того чтобы охватить эту проблему и иметь возможность оценить экологические показатели эксплуатируемой верфи, требуется специально разработанная методика.
3. Проект и методология исследования
Теоретические понятия оценки экологических показателей и аспектов зеленой верфи используем при разработке структуры экологической оценки для соответствия этой оценке верфей, являющейся системой оценки "зелено-
го" производства (GPF). GPF должна предложить структуру экологических показателей и метрику экологической эффективности для оценки эффективности работы верфи [29]. Как полагают Ding [23] и Mwasha и соавт. [24], платформа будет включать в себя набор качественных, а также количественных показателей. Качественные показатели дают данные, которые могут быть агрегированы и проанализированы для описания и прогнозирования взаимосвязей, что позволяет получить представление об эффективности мер, принимаемых для улучшения экологических показателей. Качественные показатели сформулированы в соответствии со стандартом ISO 9004 [31]. Количественные показатели могут помочь объяснить установленные отношения путем нормализации работы верфей и интерпретировать контекстуальные различия в качестве [28]. Сочетая в себе как качественные, так и количественные показатели, можно оценить экологические показатели верфи.
GPF разрабатывается путем применения конкретного подхода, основанного на аналогичных конструкциях, используемых для других областей знаний. Во-первых, необходимо определить экологические приоритеты и цели для оценки экологических показателей верфи [24]. Для обеспечения действительно устойчивых улучшений для верфей важно, чтобы ПЭЭ соответствовали смыслу и принципам зеленого цвета. Во-вторых, экологические показатели, связанные с приоритетами и целями определены [24]. Адаптированный к автомобильной промышленности [12], вход и выход эксплуатационных верфей будут рассмотрены для выбора соответствующих экологических показателей. В-третьих, определены общие показатели эффективности, необходимые для оценки экологической эффективности судостроительных предприятий [29,30], которые измеряют экологический рейтинг на краткосрочной основе, но не указывают фактические показатели. Определенная экологическая цель и экологические показатели используются в качестве руководящих принципов для выбора соответствующих показателей эффективности, и выбор осуществляется на основе следующих критериев, а именно релевантности, сопоставимости, проверяемости, ясности и комплексности [30]. В-четвертых, общие показатели эффективности интегрированы в конкретные ПЭЭ для измерения и учета природоохранных усилий [30]. Эти общие показатели не являются самоочевидны-
ми с точки зрения экологических показателей верфи, и поэтому необходимо объединить эти показатели в ПЭЭ. Рекомендуется использовать управляемое число показателей в диапазоне от десяти до двадцати, гарантируя, что компания имеет релевантные, немногочисленные и простые показатели эффективности, связанные с ее экологическими целями [29]. На пятом и заключительном этапе все аспекты объединяются в GPF. Каждый ПЭЭ переводится в измеряемый базовый показатель с соответствующей шкалой измерения и весовым коэффициентом, что позволяет проводить сравнение между различными ярдами [28].
Отсутствие данных в литературе гарантирует, что необходимые входные данные для установления соответствующих шкал измерений отсутствуют, и поэтому требуется базовый уровень производительности. Для установления базового уровня характеристики, путем применения целенаправленного метода отбора проб, подразумевающего преднамеренный неслучайный выбор, были выбраны четырнадцать соответствующих верфей, различающихся разнообразием новых зданий, ремонтных и конверсионных площадок. В результате было отобрано восемь верфей, которые были готовы сотрудничать для установления базового уровня характеристики зеленого производства.
Более подробно тестирование и оценка GPF проведена путем оценки экологических показателей трех верфей. Для того, чтобы включить все соответствующие мероприятия в рамках верфи каждая из них имела различную организационную направленность. Индивидуальные полуструктурированные опросы, которые используются в данном исследовании, рассматривается как удобный способ сбора данных для качественного ПЭЭ. Опросы проводятся на месте, если двор легко доступен, и в противном случае проводятся с помощью конфе-ренцсвязи. Доступные места посещаются, чтобы разместить собранные данные в перспективе и понять процессы и системы, выполняемые на дворе.
3.1 Область исследования
Функция системы в этом исследовании является рабочая фаза верфи, в которой источники используются в качестве входа и стоки в качестве выхода [3,5]. Демонтаж верфей не входит в это исследование, поскольку они являются относительно новыми и все еще находятся в стадии разработки, и поэтому основное
внимание уделяется новым строительным, ремонтным и конверсионным верфям. Акцент на экологическом воздействии энергопотребления и загрязнения приводит к конкретным затратам и выходам энергии, твердых отходов и жидких отходов. Прямое загрязнение (выбросы) производственных процессов (т. е. во время сварки или окраски) не включаются, так как их относительный вклад в общее воздействие на окружающую среду относительно невелик. Это касается выбросов, шума, вибрации и т. д. Исследование сосредоточено на экологическом аспекте устойчивости. Объем исследования представлен на рисунке 4.
3.2 Сбор данных
Данные для установления базового уровня эффективности собираются путем от-
правки вопросника в отдел производства или охраны труда и окружающей среды (HSEQ), в зависимости от площадки. Департамент по контрактам Главного управления был готов начать первый контакт с верфями, с тем чтобы установить прямую связь с руководством верфей и гарантировать доступ к соответствующей информации. В вопроснике запрашиваются конкретные данные о пользователях, касающиеся используемой энергии и загрязнения, производимого на площадке, а дополнительные данные извлекаются из ранее представленных документов о потреблении площадки (т. е. выбросы СО2). В случае отсутствия данных по одной из двух тем по прямой электронной почте или по телефону задаются более конкретные вопросы.
Операционная верфь
Строительство Ремонт и реконструкция
Прямое / технологическое использование (вторичных) источников Косвенное использование (вторичных) источников
Объем исследования
Рисунок 4 - Визуализация объема данного исследования
Данные по каждой верфи в кейс-исследовании собираются с помощью двух опросов, проведенных с каждой верфью. Для того, чтобы получить широкое понимание эффективности каждого качественного ПЭЭ полуструктурированные вопросы следовали специально разработанному протоколу. Полуструктурированный опрос длился приблизительно 30 минут. Ответы были закодированы и фрагментированы в соответствии со шкалами измерения качественного ЭПП, обеспечивая последовательный подход к оценке экологических показателей. Количественные данные собирались путем изучения различных систем мониторинга, имеющихся на верфи (например, системы управления энергией, следы СО2 и т. д.), которые анализируются в рамках статистического и перекрестного анализа.
С целью оценки внутренней обоснованности и надежности ОРБ было проведено пять дополнительных интервью с внутренними и внешними экспертами в конкретных областях знаний (т. е. экспертами по энергетике, отходам и производству). Экспертные интервью важны для определения достоверности собранных данных и применимости разработанного ОРБ.
4. Разработка системы (СРЕ)
На основе анализа основных характеристик действующих верфей, заинтересованных в энергосбережении и защите окружающей среды, определены три качественные и шесть количественных ПЭЭ. Все ПЭЭ подразделяются на базовые, изменяющиеся в соответствии с самим ПЭЭ и эксплуатационные, соответствующие местному контексту. Базовые показатели состоят из различных общих показателей эф-
фективности, требующих ввода операционных показателей. Эксплуатационные показатели относятся к таким темам, как количество потребляемой электроэнергии (кВтч) или количество произведенных отходов (кг), в результате чего перевод на ПЭЭ нормализует данные и делает их сопоставимыми между верфями, различающимися по размеру, количеству производства и/или типу верфи [30;12]. В таблице 1 приведен список ПЭЭ с базовыми показателями, применяемыми для измерения эффективности.
4.1 Базовый уровень характеристики
Отсутствующая литература по экологическим параметрам судостроительных верфей требует формулировки базового уровня характеристики, с тем чтобы установить соответствующие шкалы измерений для каждого ПЭЭ. Базовый уровень характеристики можно определить с помощью эксплуатационных метрик и нормализованных пользовательских данных верфи, что позволяет получить представление об экологических показателях. Для установления базового уровня производительности используются входные данные восьми верфей, включая средний, минимальный и максимальный баллы по каждому базовому показателю (см. таблицу 2).
В таблице показана средняя производительность всех задействованных площадок с соответствующим минимальным и максимальным значением, а также указано количество площадок, участвующих в составлении баллов. Цель состояла в том, чтобы при разработке базового уровня эффективности использовать вклад одного контрольного года. Однако из-за ограниченности имеющихся данных требуется ввод данных за предыдущие годы.
Шкала измерения для каждого ПЭЭ основана на системе присуждения баллов, где определенный уровень производительности присуждается с определенной оценкой. Разработка согласованной шкалы измерений с нормализацией результатов облегчает получение более сопоставимых результатов оценки в различных регионах [23]. Национальный исследовательский совет (США) [12] сравнил действительные методы измерения производительности в других отраслях и представил четкие рекомендации для разработки полезной основы. Получение информации о баллах для ПЭЭ достигается путем сравнения результатов других отраслей и собранных данных для базового
уровня производительности. Качественные измеримые показатели включают различные уровни значимости, которые основаны на ISO 9004: 2009(E). Стандарт ИСО обеспечивает руководство при разработке метода самооценки и тем самым указывает на использование различных уровней значимости (стандартизация, 2009). Уровни значимости варьируются от одного до пяти, а именно от базового уровня (Уровень 1) до передовой практики (Уровень 5). Количественные измеряемые показатели включают десятибалльную шкалу измерения. Шкалы измерений устанавливаются с использованием среднего, минимального и максимального значения, определенного для базового уровня характеристики. Измерительные шкалы соответствуют экспоненциальному спаду, в результате чего коэффициент значимости зависит от установленного базового уровня характеристики, что указывает на более высокую разницу в характеристике между девятью и десятью баллами, чем одним и двумя баллами. Шкалы измерения ранжируются от низкой характеристики (1) до высокой характеристики (10).
4.2 Измерение и взвешивание
Общая характеристика верфи определяется путем определения соотношения между базовыми показателями. Даже если все баллы в рейтинговой системе одинаковы, применение различных весовых коэффициентов для каждого балла может изменить общий балл [23, 27]. Для расчета взвешенной суммы необходимо назначить индивидуальные весовые коэффициенты, указывающие на относительную значимость рассматриваемых показателей. Национальный исследовательский совет (США) [12] объясняет различные методы определения удельных весов для каждого ПЭЭ. Поскольку цель состоит в том, чтобы не делать различий между различными аспектами, а верфи отличаются по операциям, то для того, чтобы прийти к общему баллу показатели взвешиваются одинаково. Добавление оценки для каждого базового ЭПП приводит к общей оценке для обеих категорий: энергия и загрязнение. Взвешенная оценка ЭПП рассчитывается по следующему уравнению [12]:
Взвешенная оценка ПЭЭ = [оценка ПЭЭ ( % ) х весовой коэффициент ( % )] / 100.
Таблица 1 - Показатели результативности экологической деятельности (ПЭЭ) для системы оценки "зеленой" эффективности (GPF), адаптированные из различных источников [12; 30; 31]
Качественные ПЭЭ
Соответствует нормам Мониторинг законов, правил и разрешений в области энергетики/загрязнения Эти показатели изучают степень, в которой двор включает изменения, касающиеся законов, правил и разрешений на въезд во двор. Измерение проводится как для энергии, так и для загрязнения.
Осуществление законов, правил и разрешений в области энергетики/загрязнения
Стратегия и политика зеленого улучшения Процесс разработки стратегии и политики сокращения энергопотребления / загрязнения Эти показатели исследуют степень, в которой верфь организует все, что касается политики и стратегий сокращения энергопотребления / загрязнения. Особенно это касается формулирования стратегии, интерпретации стратегии, подхода к развертыванию и коммуникационных планов.
Уровень разработки стратегии и политики в области энергетики/сокращения загрязнения
Стратегия и политика сокращения энергопотребления/загрязнения
Энергетика / сокращение загрязнения стратегия, политика и планы коммуникации
Зеленая прозрачность производства Система мониторинга энергии / загрязнения Эти показатели исследуют степень, в которой верфь организует мониторинг и измерение своей собственной эффективности в отношении энергии и загрязнения. Дополнительный показатель включен в отношении аудита внешнего подрядчика по отходам.
Аудит эффективности использования энергии / загрязнения
Данные об эффективности использования энергии/загрязнения
Внешний аудит подрядчика по отходам
Количественные ПЭЭ
Потребление энергии Офисы (кВт ч / м2) Эти показатели исследуют потребление энергии на квадратный метр для четырех различных областей, включая офис, склад, доки и производство.
Склад (кВтч / м2)
Производственный цех (кВт ч / м2)
Доки (кВт ч / м2)
Энергетическая эффективность Процент энергоэффективности (%) Этот показатель эффективности сравнивает потребление энергии в производстве с общим потреблением энергии.
Источники энергии Процент возобновляемых источников энергии (%) Эти показатели эффективности измеряют влияние количества различных ресурсов, используемых на площадке, и количества производимой возобновляемой энергии.
Источник энергетического воздействия (%)
Фактор нагрузки на окружающую среду Всего металлолома (%) Коэффициент нагрузки на окружающую среду делит общее количество отходов (тонн) стали или алюминия на количество материала (тонн), используемого в течение года.
Всего лома алюминия (%)
Источник фракции отходов Источник образования отходов производства влияние (кг СО2 / корабль) Источник фракции отходов определяет воздействие на окружающую среду различных источников производимых отходов. Индикатор делает различие между типом верфей. Влияние воды определяется отдельно.
Источник влияния отходов на ремонт и реконструкцию (кг С02 экв/ремонт)
Производственные воздействия воды (кг СО2 / корабль)
Ремонт и преобразование воздействия воды (кг СО2 / ремонт)
Коэффициент переработки отходов Повторное использование отходов (%) Фактор обработки отходов рассматривает производительность обработки отходов, основанную на проценте отходов, повторно используемых, переработанных или сжигаемых (некоторые формы рекуперации энергии).
Утилизация отходов (%)
Рекуперация энергии (%)
Таблица 2 - Базовые уровни эффективности, указанные для каждого показателя результативности экологической деятельности (ПЭЭ)
ПЭЭ Субпоказатели Средняя характеристика Экстремальная характеристика № площадки (колличество площадок)
Потребление энергии Потребление центрами энергетики 164 кВт ч / м2 Max: 964 Min: 40 10 (4)
Склад 140 кВт ч / м2 Max: 445 Min: 38.9 5 (2)
Производственный цех 211 кВт ч / м2 Max: 331 Min: 67 10 (4)
Доки 61 кВт ч / м2 Max: 69 Min: 54 2 (1)
Энергетическая эффективность Процент энергоэффективности 58% Max: 86 Min: 18 10 (4)
Часть энергии Процент возобновляемых источников энергии 0% Max: 0 Min: 0 14 (6)
Источник энергетического воздействия 61% Max: 35 Min: 81 12 (6)
Фактор нагрузки на окружающую среду Процентная доля стального лома 11% Max: 27 Min: 2 9 (3)
Процент общего лома алюминия 26% Мах: 62 Min 4 8 (2)
Источник фракции отходов Источник образования отходов производства влияние 24,367 ке С02е/ корабль Max: 31,707 Min: 3,164 11 (5)
Источник ремонта и преобразования отходов 27,798 ке С02е/ ремонт Max: 11,666 Min: 402 3 (4)
Производственные воздействия воды 11,563 ке С02е/ корабль Max: 31,110 Min: 764 11 (5)
Ремонт & преобразование воздействие воды 297 ке С02е/ ремонт Max: 478 Min: 95 3 (4)
Коэффициент переработки отходов Повторное использование отходов нет данных
Утилизация отходов нет данных
Рекуперация энергии нет данных
Заключение
Разработана теоретическая часть исследования, посвященная разработке системы показателей измерения "зеленого» производства верфей. Продолжение исследования будет посвящено тому, как эта система применяется к существующим верфям. Результаты исследования позволят выявить факторы, которые оказывают наиболее значимое влияние на окружающую среду, а также использовать их в качестве исходных данных для разработки трехэтапной стратегии реализации концепции Зеленой Верфи.
Литература
1. Allwood, J. M., Ashby, M. F., Gutowski, T. G., & Worrell, E. (2011). Material efficiency: A white paper. Resources, Conservation and Recycling, 55(3), 362381.
2. Chabane, H. (2004). Design of a small shipyard facility layout optimised for production and repair. Paper presented at the Proceedings of Symposium International: Qualite et Maintenance au Service de l'Entreprise.
3. Chong, Y. T., Teo, K. M., & Tang, L. C. (2016). A lifecycle-based sustainability indicator framework for waste-to-energy systems and a proposed metric of sus-tainability. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 797-809.
4. Dangelico, R. M., & Pontrandolfo, P. (2010). From green product definitions and classifications to the Green Option Matrix. Journal of Cleaner Production, 18(16), 1608-1628.
5. Dincer, I., & Rosen, M. A. (1998). A worldwide perspective on energy, environment and sustainable development. International Journal of Energy Research, 22(15), 1305-1321.
6. Ding, G. K. (2008). Sustainable construction—The role of environmental assessment tools. Journal of environmental management, 86(3), 451-464.
7. Directive, E. E. (2012). Directive 2012/27/EU of the European Parliament and of the Council of 25 October 2012 on energy efficiency, amending Directives 2009/125/EC and 2010/30/EU and repealing Directives 2004/8/EC and 2006/32. Official Journal, 315, 1-56.
8. Downton, P. (2011). Building environmental performance assessment: Methods and tools. Environment Design Guide.
9. Ecorys, I. C., CE Delft. (2012). Green growth opportunities in the EU shipbuilding sector. 152.
10. Entrop, A., & Brouwers, H. (2010). Assessing the sustainability of buildings using a framework of triad approaches. Journal of Building Appraisal, 5(4), 293310.
11. Fischer, T. (2015). Environmental Assessment: Taylor & Francis Group.
12. Forsberg, A., & Von Malmborg, F. (2004). Tools for environmental assessment of the built environment. Building and environment, 39(2), 223-228.
13. Gilbert, P., Wilson, P., Walsh, C., & Hodgson, P. (2017). The role of material efficiency to reduce CO2 emissions during ship manufacture: A life cycle approach. Marine Policy, 75, 227-237.
14. Group, D. S. (2014). Sustainability report 2014.
15. Harish, C. R., & Sunil, S. K. (2015). Energy Consumption and Conservation in Shipbuilding. International Journal of Innovative Research and Development, 4(7).
16. Hopwood, B., Mellor, M., & O'Brien, G. (2005). Sustainable development: mapping different approaches. Sustainable development, 13(1), 38-52.
17. Horton, P., Koh, L., & Guang, V. S. (2015). An integrated theoretical framework to enhance resource efficiency, sustainability and human health in agri-food systems. Journal of Cleaner Production, 30, 164-169.
18. Issa, I. I., Pigosso, D. C., McAloone, T. C., & Ro-zenfeld, H. (2015). Leading product-related environmental performance indicators: A selection guide and database. Journal of Cleaner Production, 108, 321-330.
19. Ko, N., & Gantner, J. (2016). Local added value and environmental impacts of ship scrapping in the context of a ship's life cycle. Ocean Engineering.
20. Lam, J. S. L., & Lai, K.-h. (2015). Developing environmental sustainability by ANP-QFD approach: the case of shipping operations. Journal of Cleaner Production, 105, 275-284.
21. Midilli, A., Dincer, I., & Ay, M. (2006). Green energy strategies for sustainable development. Energy Policy, 34(18), 3623-3633.
22. Ministry of Environment, J. G. (2003). Environmental performance indicators guideline for oganizations. 65.
23. Misra, S. (2012). Sustainable Development And Ship Life Cycle. International Journal of Innovative Research and Development, 1(10), 112-120.
24. Mwasha, A., Williams, R. G., & Iwaro, J. (2011). Modeling the performance of residential building envelope: The role of sustainable energy performance indicators. Energy and buildings, 43(9), 2108-2117. Ngo, C., & Natowitz, J. (2016). Our energy future: resources, alternatives and the environment: John Wiley & Sons.
25. Paul, I., Bhole, G., & Chaudhari, J. (2014). A review on green manufacturing: It's important, methodology and its application. Procedia Materials Science, 6, 16441649.
26. Pulli, J., Heikkilä, J. & Kosomaa, L. (2013). Designing an environmental performance indicator for shipbuilding and ship dismantling. Report 185.
27. Schlüter, B. A., & Rosano, M. B. (2016). A holistic approach to energy efficiency assessment in plastic processing. Journal of Cleaner Production, 118, 19-28.
28. Singh, S., Olugu, E. U., & Musa, S. N. (2016). Development of sustainable manufacturing performance evaluation expert system for small and medium enterprises. Procedia CIRP, 40, 609-614.
29. Smith, T., Jalkanen, J., Anderson, B., Corbett, J., Faber, J., Hanayama, S., . . . Aldous, L. (2014). Third IMO Greenhouse Gas Study 2014. International Maritime Organization (IMO), London.
30. Song, Y. J., & Woo, J. H. (2013). New shipyard layout design for the preliminary phase & case study for the green field project. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 5(1), 132-146.
31. Sousa, I., & Wallace, D. (2006). Product classification to support approximate life-cycle assessment of design concepts. Technological Forecasting and Social Change, 73(3), 228-249.
32. Standardization, I. O. f. (2009). ISO 9004: 2009: Managing for the Sustained Success of an Organisation: A Quality Management Approach: International Organization for Standardization.
33. Weinberg, L. (2000). Industrial Environmental Performance Metrics: Challenges and Opportunities. National Academy of Engineering. 1999. National Academy Press, Washington, DC. 252 pp. Environmental Practice, 2(04), 319-321.
34. Zamagni, A. (2012). Life cycle sustainability assessment. The International Journal of Life Cycle Assessment, 17(4), 373-376.
35. Ziout, A., Azab, A., Altarazi, S., & ElMaraghy, W. (2013). Multi-criteria decision support for sustainability assessment of manufacturing system reuse. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 6(1), 59-69.
