10/05/2011 Levenscyclusanalyse (LCA) Product carbon footprint (PCF) VITO An Vercalsteren
Inhoud» Wat is een LCA algemene principes» Hoe is een LCA opgebouwd relatie met ISO Globale opbouw en aanpak Fase 1: bepalen van doel en reikwijdte Fase 2: Data inventarisatie (LCI) Fase 3: Impact analyse (LCIA) Fase 4: Interpretatie rapportering» Toepassingen en mogelijkheden» Aandachtspunten 10/05/2011 2
10/05/2011 Wat is een LCA algemene principes
Wat is een LCA algemene principes» Een LCA is een globale analyse van de milieulasten rechtstreeks of onrechtstreeks veroorzaakt door een product, materiaal, proces of meer algemeen- door een systeem over zijn ganse levensloop. Integrale milieu-impact Cradle-to-grave 10/05/2011 4
Wat is een LCA algemene principes Product levenscyclus energie ontginning materialen transport emissies naar water grondstoffen productie transport emissies naar lucht afval Milieu impact gebruik andere emissies transport naar afvalverwerking bijproducten afvalverwerking 10/05/2011 5
Wat is een LCA algemene principes» Definitie volgens ISO 14040/44: LCA is een techniek om de milieuaspecten van een product of systeem over de ganse levenscyclus in kaart te brengen door: Een inventaris op te stellen van de relevante inputs en outputs (grondstoffen, energie, afval en emissies) De potentiële milieu-impacten van deze input en outputs te evalueren De resultaten te interpreteren 10/05/2011 6
Wat is een LCA algemene principes» Basismethodiek: CML: Centrum voor Milieukunde Leiden SETAC: Society for Environmental Toxicology and Chemistry Code of Practice» ISO-standaarden: 14040: Environmental management LCA Principles and framework 14044: Environmental management LCA Requirements and guidelines Leidraad» ILCD Handbook 10/05/2011 7
10/05/2011 Hoe is een LCA opgebouwd relatie met ISO
Globale opbouw en aanpak LCA framework ISO 14040/44 Doel en scope bepaling Data inventarisatie Interpretatie Toepassingen: -Product ontwikkeling en verbetering -Strategisch plannen -Beleidstoepassingen -Marketing -Andere Impact analyse 10/05/2011 9
Fase 1: Doel en scope bepaling A. Doel en toepassing van de studie B. Onderwerp C. Reikwijdte (scope) D. Gegevensbronnen ISO 14040, par. 5.2 ISO 14044, par. 4.2 10/05/2011 10
Fase 1: Doel en scope bepaling Doel en toepassing Wie gebruikt de resultaten en waarvoor? Wat is de vooropgestelde toepassing van de LCA-studie? VERGELIJKENDE LCA» Alternatieve producten/systemen» Gemeenschappelijk items weglaten = stroomlijnen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Carcinogens Resp. organics Resp. inorganics Climate change Ozone layer Ecotoxicity Acid./ Eutr. Minerals Fossil fuels product A product B 10/05/2011 11 SPECIFIEKE LCA» Eén product/systeem» Gedetailleerde analyse van verschillende levensfasen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Carcinogens Resp. organics Resp. inorganics Climate change Ozone layer Ecotoxicity Acid./ Eutr. Minerals Fossil fuels afvalverwerking transport productieproces aanmaak grondstoffen
Fase 1: Doel en scope bepaling Onderwerp Wat zijn zinvol te vergelijken alternatieven? Wat is de functionele eenheid?» VERGELIJKINGSBASIS: functionele eenheid Definiëren van de functie(s) die het product/systeem vervult Vergelijkingsbasis voor alternatieven Definiëren van de eisen waaraan product moet voldoen + producteenheid Referentie voor alle in- en output gegevens Meetbaar 10/05/2011 12
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte Wat is de vereiste omvang en detailniveau van de studie, in overeenstemming met het vooropgestelde doel? SCOPE:» Systeembeschrijving (procesboom)» Systeemgrenzen processen emissies detail» Representativiteit geografisch tijdspanne technologie» Bepaling van milieu-impact categorieën» Noodzaak voor kritische review 10/05/2011 13
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte» Systeembeschrijving: Welke fasen uit de levenscyclus nemen we mee? Cradle-to gate Cradle-to-client Cradle-to-grave (cradle-to-cradle) 10/05/2011 14
Production of basic materials (PP, cardboard, PLA, PC) Transport to producer of cups Production of cups Packaging of cups Cradle-to-grave Transport to distributor Transport to event / consumer Storage at distributor Transport to event / consumer Serving beer and soft drinks Collection of reusable cups Collection of cups after event Cleaning of cups Transport to waste processing EOL scenario 10/05/2011 15
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte» Systeemgrenzen: Stroomlijnen voordelen beperkingen Infrastructuur Niet beschouwd in LCA: accidentele verontreinigingen personeel Einde leven: hoe omgaan met nuttige output? recyclage verbranding met energierecuperatie 10/05/2011 16
Production of basic materials (PP, cardboard, PLA, PC) Transport to producer of cups Production of cups Packaging of cups Cradle-to-grave Transport to distributor Transport to event / consumer Storage at distributor Transport to event / consumer X Stroomlijnen Serving beer and soft drinks Collection of reusable cups Collection of cups after event Cleaning of cups Transport to waste processing EOL scenario 10/05/2011 17
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte» Representativiteit: Geografisch: bedrijfsspecifiek regionaal nationaal Tijdspanne: heden toekomst Technologie 10/05/2011 18
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte» Keuze van milieu-impactcategorieën CML-2001 methode ReCiPe methode Abiotic depletion Climate change (Human health) Acidification Climate change (Ecosystem) Eutrophication Ozone depletion Global warming Terrestrial acidification Ozone layer depletion Freshwater eutrophication Human toxicity Marine eutrophication Freshwater aquatic ecotoxicity Human toxicity Marine aquatic ecotoxicity Photochemical oxydant formation Terrestrial ecotoxicity Particulate matter formation Land competition Terrestrial ecotoxicity Ionizing radiation Freshwater ecotoxicity Photochemical oxidation Marine ecotoxicity Ionizing radiation Agricultural land occupation Urban land occupation Natural land transformation Water depletion Metal depletion Fossil depletion Note: ISO does nt give any recommendations on specific environmental impact categories that should be included in an LCA, but states as follows (par. 4.4.2.2): Selection of impact categories shall be both justified and consistent with the goal and scope of the LCA; reflect a comprehensive set of environmental issues related to the product system being studied. 10/05/2011 19
Fase 1: Doel en scope bepaling Gegevensbronnen Welke gegevens zijn vereist en met welk niveau van detail?» Gegevens: Bron metingen literatuur berekeningen schattingen officiële aangiftes Datakwaliteit precisie volledigheid representativiteit Datavereisten afhankelijk van doelstelling studie 10/05/2011 20
Fase 1: Doel en scope bepaling» Kritische review: Doel: controle of studie voldoet aan ISO-normen inzake methodologie, inventarisatie en rapportage 2 types (ISO 14044, par. 6) by internal or external expert by panel of interested parties Vereist bij vergelijking van alternatieven die publiek gemaakt wordt 10/05/2011 21
Fase 2: Data inventarisatie» Doel: overzicht van alle milieu-interacties over volledige levenscyclus van systeem gerelateerd aan functionele eenheid» Taken: verfijnen procesbomen identificeren en kwantificeren van alle inputs: materiaalstromen en energiestromen outputs: afval en emissies naar lucht, water, bodem» ISO 14040, par. 5.3» ISO 14044, par. 4.3 10/05/2011 22
Fase 2: Data inventarisatie Product levenscyclus energie ontginning materialen transport emissies naar water grondstoffen productie transport emissies naar lucht afval Milieu impact gebruik andere emissies transport naar afvalverwerking bijproducten afvalverwerking 10/05/2011 23
Fase 2: Data inventarisatie» Aandachtspunten: tijdrovend iteratief kritische aspecten gegevenskwaliteit (keuze bronnen) systeemgrenzen allocatie 10/05/2011 24
Fase 2: Data inventarisatie» Gegevensbronnen: Primaire gegevens: specifieke procesdata bron bevraging industrie (bedrijf, sector) rapportageverplichtingen (IMJV,...) consumenten stakeholders recent, representatief, verifieerbaar Secundaire gegevens: literatuur minder recent, representatief en verifieerbaar 10/05/2011 25
Fase 2: Data inventarisatie» Allocatie: Probleem processen met meerdere in- en outputs processen die deel uitmaken van verschillende levenscycli Voorbeelden co-productie gemengde afvalstromen 10/05/2011 26
Fase 2: Data inventarisatie» Publiek beschikbare databanken: ILCD/ELCD (International/European Reference Life Cycle Data) Ecoprofiles Plastics Europe» Commerciële databanken: Ecoinvent 2.2: www.ecoinvent.ch GaBi-database: http://www.gabi-software.com/ DEAM-database: http://www.ecobilan.com/uk_deam.php 10/05/2011 27
Fase 3: Impact analyse» Doel: aggregeren van informatie uit inventarisatiefase kwantificeren en evalueren van omvang van potentiële milieu-impacten» Taken: check doelstelling studie (doel en scope bepaling) iteratief transparant!» Methode: conform ISO 14040, par.5.4 conform ISO 14044, par.4.4 10/05/2011 28
Fase 3: Impact analyse A) Classificatie & Karakterisatie B) Normalisatie C) Weging Classificatie: rangschikken van inventarisatiegegevens in de verschillende impactcategorieën CO 2 CH 4 Broeikaseffect... NO x SO 2... Verzuring 10/05/2011 29
Fase 3: Impact analyse A) Classificatie & Karakterisatie B) Normalisatie C) Weging Karakterisatie: kwantificeren en analyseren van de relaties tussen emissies, energie-, brandstof-en landgebruik enerzijds en impactcategorieën anderzijds op basis van wetenschappelijkekennis over milieuprocessen die plaatsvinden resultaat = MILIEUPROFIEL 10/05/2011 30
Fase 3: Impact analyse 100% Individueel milieuprofiel product A 80% 60% 40% 20% 0% Carcinogenen Resp. organische stoffen Resp. anorganische stoffen Broeikaseffect Afbraak ozonlaag Ecotoxiciteit Verzuring/vermesting Minerale grondstoffen Fossiele grondstoffen 1-Materialen 2-Hulpstoffen 3-Transport basis- en hulpstoffen 4-productieproces 10/05/2011 31 Relatieve bijdrage (%)
120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Fase 3: Impact analyse Vergelijkend milieuprofiel Minerals Acidification/ Eutrophication Ecotoxicity Ozone layer Climate change Resp. inorganics Resp. organics Carcinogens product A product B 10/05/2011 32 Fossil fuels Relative bijdrage (%)
Fase 3: Impact analyse A) Classificatie & Karakterisatie B) Normalisatie C) Weging» PROBLEEM met vorige figuur product A hoogste score voor broeikaseffect, maar laagste score voor uitputting fossiele brandstoffen geen eenduidige conclusie mogelijk» NORMALISATIE bijdrage van impactcategorieën relateren aan referentie bijdrage bv. impact veroorzaakt door 1 Europeaan per jaar alle impactcategorieën op gelijke noemer belang van bijdrage product levenscyclus 10/05/2011 33
0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 Fase 3: Impact analyse Genormaliseerd milieuprofiel Minerals Acidification/ Eutrophication Ecotoxicity Ozone layer Climate change Resp. inorganics Resp. organics Carcinogens product A product B 10/05/2011 34 Fossil fuels Genormaliseerde bijdrage
Fase 3: Impact analyse A) Classificatie & Karakterisatie B) Normalisatie C) Weging» PROBLEEM met vorige figuur relatief belang impactcategorieën -> hoe interpreteren?» WEGING Genormaliseerde effectscores afwegen t.o.v. elkaar Criterium: politieke & sociale waarden Methode: kwantitatief & kwalitatief Toepasbaarheid: niet eenduidig en niet altijd toegepast 10/05/2011 35
Fase 3: Impact analyse 0,7 Gewogen milieuprofiel Eco-Indicator waarde (Pt) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Carcinogens Resp. organics Resp. inorganics Climate change Ozone layer Ecotoxicity Acidification/ Eutrophication Minerals Fossil fuels 0,1 0 product A product B 10/05/2011 36
Fase 3: Impact analyse Samengevat» Classificatie: toewijzen van inventarisatiedata aan impactcategorieën» Karakterisatie: per impactcategorie verrekenen van gegevens tot 1 cijfer dat maat is voor bijdrage van product/systeem tot die bepaalde milieu-impactcategorie resultaat = milieuprofiel» Normalisatie: relateren t.o.v. referentie» Weging: afwegen en eventueel aggregeren van impactcategorieën subjectief ISO beperkingen 10/05/2011 37
» Subjectief omwille van: keuze impactcategorieën modellering Fase 3: Impact analyse Bedenkingen keuze impactanalyse methode weging CML 2001 Impact 2002+ ReCiPe andere TRANSPARANTE rapportage 10/05/2011 38
Fase 3: Impact analyse Eisen» Eisen voor vergelijkende LCA, publiek beschikbaar: ISO 14044, par.4.4.5 vergelijking op basis van individuele milieuimpactcategorieën NIET: gewogen milieuprofiel 10/05/2011 39
Fase 3: Impact analyse Methoden» Methoden voor impact analyse vooral classificatie en karakterisatie sommigen ook voor normalisatie en weging» Voorbeelden: ReCiPe Impact 2001+ CML 2001 UseTox 10/05/2011 40
Fase 3: Impact analyse Methoden ReCiPe CML-2001 Impact 2002 Climate change (Human health) Abiotic depletion Carcinogenics Climate change (Ecosystem) Acidification Non-carcinogenics Ozone depletion Eutrophication Respiratory organics Terrestrial acidification Global warming Respiratory inorganics Freshwater eutrophication Ozone layer depletion Ozone layer depletion Marine eutrophication Human toxicity Aquatic ecotoxicity Human toxicity Freshwater aquatic ecotoxicity Terrestrial ecotoxicity Photochemical oxydant formation Marine aquatic ecotoxicity Terrestrial acidification/nutrification Particulate matter formation Terrestrial ecotoxicity Land occupation Terrestrial ecotoxicity Land competition Aquatic acidification Freshwater ecotoxicity Ionizing radiation Aquatic eutrophication Marine ecotoxicity Photochemical oxidation Global warming Ionizing radiation Non-renewable energy Agricultural land occupation Mineral extraction Urban land occupation Natural land transformation Water depletion Metal depletion Fossil depletion 10/05/2011 41
» Software: Simapro: www.pre.nl GaBi: http://www.gabi-software.com/ Umberto (?) Fase 3: Impact analyse Fase 3: Impact analyse Methoden http://www.umberto.de/en/ 10/05/2011 42
Fase 4: Interpretatie en rapportage» Kritische evaluatie van het milieuprofiel identificatie van milieuknelpunten van het product identificatie van opportuniteiten voor verbetering conclusies uit vergelijking van alternatieven» Rekening houdend met: doel en scope van de studie beperkingen en aannames» Conclusies en aanbevelingen voor besluitvorming» Methodologisch nog weinig onderbouwd ISO 14040, par. 5.5 en par.6 ISO 14044, par. 4.5 10/05/2011 43
10/05/2011 Toepassingen en mogelijkheden van LCA
Wetgeving» geen verplichting, vrijwillig» Externe prikkels: Klantenvragen (B2B) productaansprakelijkheid ecolabels publieke opinie verplicht voor EPD aanvraag, maar dat is nog steeds op vrijwillige basis carbon footprint» Interne prikkels: Imago Marketing 10/05/2011 45
Milieuverklaringen Type III (EPD)» ISO FDIS 14025» EPD Environmental Product Declaration» kwantitatieve informatie over de milieu-impacten van producten over de ganse levenscyclus» LCA als basis = noodzakelijk!» verificatie door derde partij (EPD programma-houder)» PCR (product category rules) => opstellen voor bepaalde productgroepen» Voorbeelden: MRPI (NL) BRE Environmental profiles (UK) 10/05/2011 46
Toepassingen OP NIVEAU VAN ONDERNEMINGEN optimalisatie van bestaande producten en processen identificeren van knelpunten in de bedrijfsvoering (milieugericht productontwerp of ecodesign) aankoopbeleid: formuleren van milieueisen naar leveranciers informeren klanten, publiek (groene marketing) informeren van overheid (lobbying) Carbon footprint 10/05/2011 47
10/05/2011 Aandachtspunten bij het (laten) uitvoeren van een LCA
Aandachtspunten» Doel en scope bepaling duidelijk afbakenen stakeholders: noodzaak voor stakeholders betrokkenheid? welke stakeholders? aanspreken door opdrachtgever Wat gebeurt met resultaten van de studie? intern / extern beschikbaar marketing nood voor kritische review? type kritische review uitvoerder review 10/05/2011 49
Aandachtspunten» Data inventarisatie: vooral belangrijk bij vergelijkende LCA gelijkwaardige datasets voor alternatieven specifieke of generieke gegevens databronnen 10/05/2011 50
Aandachtspunten» Impact analyse: methode definiëren gevoeligheidsanalyses voor onzekere en meest relevante data indien weging: zo objectief mogelijk duidelijk onderbouwen NIET toegelaten bij publicatie van vergelijkende LCA van concurrerende producten, volgens ISO 10/05/2011 51
Aandachtspunten» Conclusies van een LCA: duidelijke vermelding van randvoorwaarden geen zwart/wit oordeel op niveau van milieu-impactcategorieën -> ISO 10/05/2011 52
Praktisch: Data inzameling» LCA studies voor bedrijven 1. Bedrijven leveren specifieke informatie over eigen activiteiten (energiegebruik, grondstoffen, chemicalieën, afval etc.) 2. Aanmoedigen belangrijke suppliers voor aanleveren van specifieke informatie 3. Gebruikscenario s van klanten in kaart brengen en optimaliseren 4. Uitvoerder studie zet verder generieke informatie in uit commerciële en publieke databanken 10/05/2011 53
Praktisch: Doorlooptijd» Afhankelijk van omvang project (typisch 4 tot 12 maanden)» Inventarisatie fase meest tijdrovend (3-6 maanden): 1. Interactief proces tussen opdrachtgever en uitvoerder 2. Afstemming beschikbare versus benodigde informatie 3. Iteratief proces : niet verliezen in details/speurtochten naar weinig bijdragende processen 10/05/2011 54
Praktisch: Kostprijs» Grotendeels bepaald door: 1. Complexiteit product/proces/systeem data verwerking 2. Databeschikbaarheid speurtocht naar nieuwe data 3. Aantal te vergelijken alternatieven 4. ISO conformiteit» Prijzen (excl. BTW) variëren tussen:» 10.000 Euro (eenvoudig product, milieudata beschikbaar, niet ISO-conforme rapportage)» 100.000 Euro (meerdere alternatieven, grotere procesbomen, ISO conformiteit) 10/05/2011 55
Nieuwe ontwikkelingen» EU JRC Ispra initiatief 1. Ontwikkeling geharmoniseerde publieke database op Europees (ELCD) en internationaal niveau (ILCD) 2. Guidelines ILCD Handbook» Toename van PCR (Product category rules) vooral in relatie tot Environmental Product Declarations» Hybride IO-LCA methodiek die gebruik maakt van economische input-output modellering» Uitbreiding met economische LCC (ISO standaard eco-efficiency) en guidelines voor Social LCA (UNEP) 10/05/2011 56
LCA: de oplossing voor alle kwalen?» Geen beslissingnemende tool, maar objectiverende beslissingsondersteunende tool voor bepaalde milieu-aspecten» Geeft inzicht in totale milieubelasting en meest bijdragende factoren» Brengt eventuele verschuiving van milieuproblemen onderling in kaart (trade off): bv. energiegebruik versus materialen uitputting» O.b.v. één case niet veralgemenen t.a.v. vergelijkbaarheid LCA, Carbon footprint,» LC denken: basis voor veel tools en belangrijke toegevoegde waarde 10/05/2011 57