Development of a tool for the Life Cycle Assessment of a Medium Voltage transformer for the distribution grid

Abstract

Mitigar y adaptarse al cambio climático es uno de los mayores retos a los que se va a enfrentar la humanidad. Dentro de las acciones de mitigación se encuentra la evolución hacia un sector energético más sostenible. En este proyecto se lleva a cabo un Análisis del Ciclo de Vida (ACV) de transformadores de 1980, 2022 y 2050, siguiendo el marco legislativo establecido por la Unión Europea (UE) para la integración de criterios ambientales en los procesos de compra. Los transformadores desempeñan un papel clave en la red eléctrica y con la electrificación de la economía, es necesario comprender y mejorar su impacto ambiental. A partir del ACV realizado de los tres transformadores se obtiene información sobre las etapas más significativas: fabricación y operación, así como las principales categorías de impacto: cambio climático, acidificación, uso de recursos - fósiles y uso de recursos - minerales y metales. Los transformadores han evolucionado en los últimos años, mejorando su desempeño ambiental. La información extraída del ACV es crucial para seguir tomando decisiones informadas que reduzcan los impactos ambientales del ciclo de vida del transformador. Este proyecto desarrolla una herramienta simplificada para integrar criterios ambientales en los procesos de compra. La interfaz de usuario es sencilla y permite desarrollar un ACV sin la necesidad de una experiencia extensa, promoviendo la compra verde de equipos y, por lo tanto, fomentando prácticas más sostenibles. Se realiza un ejemplo a través de la herramienta simplificada desarrollada con tres transformadores actuales de diferentes fabricantes que obtuvieron, mediante el ACV, una puntuación única de su desempeño ambiental para integrarla en la compra verde.

Tackling climate change is one of the greatest challenge humanity is going to face and it demands a transition towards a more sustainable energy sector. A Life Cycle Analysis (LCA) of transformers from 1980, 2022, and 2050 is conducted, following the established legislative framework within the European Union (EU) to integrate environmental criteria for green procurement. Transformers play a key role in the electrical grid, and as the economy increasingly embraces electrification, it becomes imperative to comprehend and improve their environmental impact. The performed LCA of the three transformers reveals the most significant stages: manufacturing and operation, as well as the major impact categories: climate change, acidification, resource use - fossil, and resource use - minerals and metals. Transformers have undergone advancements towards sustainability, resulting in a general reduction of their environmental impacts. The information extracted from LCA is crucial for continuing making informed decisions at the mitigating of environmental impacts related with life cycle of transformers. This project develops a simplified tool to integrate environmental criteria in purchasing processes. The user-friendly interface enables the development of LCA without the need of extensive expertise, promoting the consideration of environmental factors when making purchasing decisions and thereby fostering more sustainable practices. An example is performed through the simplified tool with three transformers from different manufacturers which obtained through the LCA a single score of their environmental performance to integrate in green procurement.