Life Cycle Modelling. Deel I: Introductie en achtergrond. November 18, TA Life Cycle Modelling and Economic Evaluation

Transcriptie

1 Life Cycle Modelling Deel I: Introductie en achtergrond November 18, 2013 TA Life Cycle Modelling and Economic Evaluation 1 Dr. ir. E.J.L. Chappin Faculty of Technology, Policy and Management Energy &Industry Section

2 Colleges LCA Maandag 18 november uur Maandag 25 november uur Maandag 2 december uur CITG 4.02 CITG 4.02 CITG 4.02 LCA 1 Introductie en achtergrond LCA 2 Opzet LCA 3 Uitvoering LCA 4 Bestaande LCA s November 18,

3 Programma vandaag Context LCA Systeemdenken Milieubeleid Tragedy of the Commons November 18,

4 Typische LCA-vragen Windmolen of biomassacentrale, welke is beter voor het milieu? Hoe kan aluminiumproductie worden verbeterd? Maakt het uit of hout komt van de oost- of westkant van Canada voor de productie van bio-elektriciteit? November 18,

5 LCA als tool Beslissen over technologie Moeten we dat nu wel doen? Is het wenselijk voor de investeerder: financieel, technisch, etc. de maatschappij: milieutechnisch, etc. de overheid: leveringszekerheid, etc. November 18,

6 Vakdoelen Life Cycle Modelling Kennisnemen van LCA terminologie Kennis van belangrijkste concepten en begrippen Kritisch een LCA kunnen analyseren Belangrijkste keuzes kunnen aanvallen/verdedigen Een LCA kunnen ontwerpen en uitvoeren LCA kunnen relateren aan methodes voor economic evaluation November 18,

7 Inhoud Vandaag: Context van een LCA Introductie LCA Later: Meer details over het uitvoeren van een LCA De terminologie, belangrijkste keuzes in LCA ontwerp November 18,

8 Wat ligt hier achter? Het nemen van beslissingen Hoe, Wat, Waarom? Management: zie bijvoorbeeld Henry Mintzberg November 18,

9 LCA definitie A systematic set of procedures for compiling and examining the inputs and outputs of materials and energy and the associated environmental impacts directly attributable to the functioning of a product or service system throughout its life cycle. Bron: ISO 14040:2006 Life cycle assessment principles and framework November 18,

10 De aarde als systeem Aarde open systeem voor energie gesloten systeem voor materie November 18,

11 Het systeem als cyclus November 18, Bron: RIVM

12 of als spiraal? November 18,

13 Milieu als bron en put voor menselijke activiteit November 18,

14 De levenscyclus: processen, milieu-ingrepen en -effecten November 18,

15 Stappen in een LCA November 18,

16 De impact van menselijke activiteit I = P * A * T Impact = Population * Affluence * Technology November 18, Ehrlich & Holdren (1971)

17 De Tragedy of the Commons Studie naar de ontwikkeling van rurale gebieden UK, in de middeleeuwen plaats van handeling: agrarische samenleving gewenst: duurzaam beheer van de dorpsmeent dorpsmeent ( The common ) = gebied voor gemeenschappelijk gebruik; in de UK: voor het weiden van vee (schapen) November 18, Hardin (1968)

18 De Tragedy of the Commons Resultaten: werkelijkheid: Gedrag: Elke boer afzonderlijk maximaliseert profijt van The Common door vergroting van zijn veestapel Ratio van elke individuele boer: de kleine overbegrazing door mijn vee heeft verwaarloosbaar effect op lange termijn zijn de gevolgen voor de Meent en de boerengemeenschap desastreus; Het vee van alle boeren samen zorgt voor forse overbegrazing De zgn. carrying capacity wordt overschreden De Meent gaat verloren: Dit is The Tragedy of The Commons November 18, Hardin (1968)

19 De Tragedy of the Commons Recente en huidige tragedies Naar analogie van The Commons Visserij haringstand Noordzee early warning recent (Nature, mei 2003): wereldwijde visstand is 10% van niveau; Ontbossing (regenwouden, oerbossen) 50-90% tropisch houtimport NL = illegale houtkap (WNF) De atmosfeer <-> klimaatproblemen November 18, Hardin (1968)

20 De Tragedy of the Commons En metalen / ertsen? Vergelijk met grasland, visserij, Peak oil? Hardin (1968): Ruin is the destination toward which all men rush, each pursuing his own best interest in a society that believes in the freedom of the commons. Injustice is preferable to total ruin. November 18, Hardin (1968)

21 Preventie van milieuproblemen (ex Tragedy of the Commons) Natuurwetenschappen: herkennen/verklaren van bedreigende veranderingen in ecosystemen, klimaatsysteem etc. Daarnaast drietal sociale functies nodig communicatie; o.a. ter voorkoming elkaar versterkende of stapelende milieu-effecten gedragsregels die samenspel bevorderen; nodig om collectieve lange termijn belangen zeker te kunnen stellen vs. korte-termijn individuele belangen legitieme sturende instantie; die gedragsregels formuleert en zorgt dat ze worden nageleeft (handhaving) November 18,

22 November 18,

23 Karakteristiek van milieuproblemen Beleidsaanduiding Milieuverontreiniging Uitputting van het milieu Aantasting van het milieu Probleem (voorbeeld) Emissies schadelijke stoffen Onttrekking grondwater Horizon, (water)bodem Systeemdenken Outputs, Inrichting systeem Inputs & Effectiviteit Systeemkeuze November 18,

24 Dimensies van milieuproblemen Ruimtelijke dimensie: locaal, regionaal, nationaal, fluviaal, globaal historische ontwikkeling: uitdijing van de ruimtelijke dimensie waarop problemen zich manifesteren / herkend worden bijv. Luchtverontreiniging: smog - zure regen - CO 2 discrepantie tussen ruimtelijke schaal van oorzaak en gevolg ten gevolge van cumulatieve en synergistische effecten cq. scheve verdeling bijv. Grondwateronttrekking - verdroging; uitputting fossiele grondstoffen - CO 2 ; houtkap en klimaat November 18,

25 Dimensies van milieuproblemen Tijds dimensie: tijd verstreken tussen aanleiding en manifesteren van schadelijke effecten bijv. Zure depositie gebufferde (water)systemen snelheid waarmee problemen zich kunnen verspreiden Tsjernobyl; Sandoz; Timisoara (Donau) naijleffect & doorwerking; aantasting of uitsluiting regeneratief vermogen biodiversiteit: uitsterven is definitief! Aantasting ozonlaag November 18,

26 Afwentelingsmechanismen Ruimte: probleem op grote schaal, oplossing op kleine schaal Tijd: maatregelen nu, effecten op lange termijn Gevolg: afwenteling of beleidsontwijking weg van minste fysieke weerstand: lucht >> water/bodem ge- of misbruik tijdsdimensie: lozing met effect op latere termijn ge- of misbruik ruimtedimensie: verhoging schoorstenen gebruik afschermingsmethode: damwanden, folies, depots gebruik fysisch-chemische dimensies: verdunning, neutraliseren etc. ge- of misbruik fysiologisch/psychologische dimensies, bijv. Gewenning aan geluidshinder (Schiphol) November 18,

27 Milieubeleid: grondwet Artikel 21: De zorg van de overheid is gericht op de bewoonbaarheid van het land en de bescherming en verbetering van het leefmilieu. November 18,

28 Milieubeleid Ontwikkeling Voor 1970 op deelgebieden Milieubeleid Internationaal: Rachel Carson s Silent Spring (1964) Rapport van de Club van Rome (1972) Torrey Canyon (1973) Vorming Ministerie van Volksgezondheid en Milieuhygiëne (1971) (nu Volksgezondheid, Welzijn en Sport) November 18,

29 Milieubeleid Ontwikkeling Jaren 70: vele nieuwe milieuwetten; fragmentering; uitdijing departement VoMil UrgentieNota Milieuhygiene (1972) signalering en optimisme opdeling van milieu in compartimenten lucht, water en bodem o.a. vervuiling oppervlaktewater, kernenergie. Europees milieuactieprogramme (1973) De vervuiler betaalt November 18,

30 Milieubeleid Ontwikkeling Jaren 80: inhoudelijke en procedurele integratie; Vorming Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (1982) 1993: Wet Milieubeheer (Wm); milieu-planstelsel: niet alleen voorschriften maar ook verplichting tot opstellen (beleids) plannen voor diverse overheden November 18,

31 Milieubeleid Nationaal Milieubeleids Plannen NMP (1989): Vervuiler betaalt. Duurzaamheid is hoofddoelstelling. Taakstellingen. NMP-Plus (1990): Aanscherping van de maatregelen. NMP-2 (1993): Uitvoering versterkt, convenanten NMP-3 (1998): Milieubeleid voor de komende vier jaar, scheppen van de voorwaarden voor een duurzame ontwikkeling nu en in de toekomst in vervolg op NMP-1 en -2. Ontkoppeling, CO 2, geluidshinder. November 18,

32 Milieubeleid Nationaal Milieubeleids Plannen NMP-4 (2001): Een wereld en een wil - werken aan duurzaamheid Doelstellingen voor Zeven hardnekkige milieuproblemen. Het NMP4 markeert de afsluiting van het afgelopen decennium en de in die periode verschenen milieubeleidsplannen. ( ) ( ) wordt een nieuwe beleidscyclus gestart, met een over meerdere decennia volgehouden pad van transitie naar duurzaamheid. Alleen zo zijn de uitdagingen op het gebied van de energiehuishouding en klimaat, de biodiversiteit en grondstoffenvoorziening en landbouw en voedselvoorziening te realiseren. November 18,

33 Milieubeleid Notitie Vaste waarden, nieuwe vormen (2002) NMP-4 blijft bestaan, maar de uitvoering aangepast. Toekomstagende milieu (2006) Moderene en zakelijke aanpask, waarbij kosten en baten nuchter worden afgewogen. Daarnaast: EU-Richtlijnen op veel gebieden Actueel: Emissiehandel Implementatie door Nat. Overheid November 18,

34 Milieubeleid Duurzame ontwikkeling voorziet in de behoeften van de huidige generatie zonder daarmee voor de toekomstige generaties de mogelijkheden in gevaar te brengen om ook in hun behoeften te voorzien. bij duurzame ontwikkeling gaat het niet alleen om milieu, maar ook oom economische en sociale belangen. VN Commissie Brundtland, World Commission on Environment & Development, Our common future. November 18, Brundtland (1987)

35 Gebruik LCA in milieubeleid: People, Profit, Planet? of? November 18, Maatschappelijk verantwoord ondernemen:

36 Environmental impact Eco-efficiency 0,2 Eco-Efficiency Alternative Systems 0,4 0,6 Alternative 1a 0,8 1,0 1,2 II I III IV Alternative 3 Alternative 1a Alternative 1b Alternative 2a Alternative 2b Alternative 3 Alternative 4a Alternative 4b 1,4 1,6 1,8 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Costs November 18,

37 Levenscyclusanalyse Een ander perspectief Levenscyclus Data-driven Gebaseerd op data Decision-support tool Helpt voor het nemen van beslissingen November 18,

38 Stappen in een LCA (1) Stap 1 Doelbepaling en Reikweidtedefinitie Waarover? Voor wie? Welke onderzoeksvraag? Functionele eenheid? November 18,

39 Stappen in een LCA (2) Stap 2 Inventarisatie Procesbomen? Dataverzameling? Allocatie? November 18,

40 Stappen in een LCA (3) Stap 3 Effectbeoordeling (of Impactanalyse) Hoe scoren de alternatieven? Classificatie? Normalisatie? November 18,

41 Stappen in een LCA (4) Stap 4 Interpretatie Wat betekenen de resultaten? Hoe gaan we verder? Wat kunnen we verbeteren? Gevolgen van aannames? November 18,

42 Literatuur Week 1: LCA methodologie Handbook on Life Cycle Assessment Chapter 1-5 Week 2: Artikelen case Tan et al: LCA study of a primary aluminum supply chain Hauenstein et al: Reflection on LCA study on Hummer vs Prius Kim et al: LCA Study of Color Computer Monitor Verplicht voor het tentamen November 18,

43 Literatuur Achtergrondmateriaal: Ehrlich and Holdren: Tragedy of the Commons Hardin: Impact of Population Growth Niet verplicht voor het tentamen November 18,

44 Colleges LCA Maandag 18 november uur Maandag 25 november uur Maandag 2 december uur CITG 4.02 CITG 4.02 CITG 4.02 LCA 1 Introductie en achtergrond LCA 2 Opzet LCA 3 Uitvoering LCA 4 Bestaande LCA s November 18,

45 Oefeningen (1) Context LCA 1. Noem vijf verschillende (typen) aspecten die belangrijk zijn bij beslissingen rondom mining & resource engineering. 2. Hoe verhoudt mining & resource engineering tot the Tradegy of the Commons? 3. Een bekende vergelijking is IPAT. Impact = Population * Affluenca * Technology Hoe verhoudt LCA zich met deze formule? Verklaar deze formule met systeemdenken. November 18,

46 Oefeningen (2) Context LCA 1. Wat zijn redenen voor het hebben van milieubeleid? Noem er twee en licht ze toe. 2. Op welke niveaus speelt de ontwikkeling van milieubeleid een rol? 3. Noem drie verschillende instrumenten voor milieubeleid en licht ze toe met een voorbeeld. November 18,

47 Oefeningen (3) Introductie LCA 1. Waar staat LCA voor? 2. Noem de vier stappen in een LCA en licht toe waarom ze nodig zijn voor een volledige LCA. 3. Voor wie kan een LCA interessant zijn? November 18,