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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
4
Wat is een LCA – algemene principes Product levenscyclus ontginning materialen
energie
emissies naar water transport
emissies naar lucht productie
grondstoffen
afval
transport gebruik
Milieu impact
andere emissies
transport naar afvalverwerking
bijproducten
afvalverwerking
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
7
10/05/2011
Hoe is een LCA opgebouwd – relatie met ISO
Globale opbouw en aanpak ISO 14040/44
LCA framework Doel en scope bepaling
Toepassingen:
Data inventarisatie
-Product ontwikkeling en verbetering -Strategisch plannen -Beleidstoepassingen -Marketing -Andere
Interpretatie
Impact analyse
10/05/2011 © 2010, VITO NV
9
Fase 1: Doel en scope bepaling A. B. C. D.
Doel en toepassing van de studie Onderwerp Reikwijdte (scope) Gegevensbronnen ISO 14040, par. 5.2 ISO 14044, par. 4.2
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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
SPECIFIEKE LCA
» Alternatieve producten/systemen » Gemeenschappelijk items weglaten = stroomlijnen
» Eén product/systeem » Gedetailleerde analyse van verschillende levensfasen
product A
afvalverwerking transport productieproces aanmaak grondstoffen
C
product B
ar es cino R p. ge es o p. rga ns C ino nic lim r s at gan e i c O ch s zo an n g Ec e la e ot y e Ac oxi r id city ./ E M utr Fo ine . ss ral il s fu el s
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
R
C ar ci no R es ge p. ns R o rg es an p. ic in s o C r lim ga ni at cs e ch a O zo nge ne Ec laye r ot ox Ac icit y id ./ Eu tr. M in Fo era ls ss il fu el s
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
10/05/2011 © 2010, VITO NV
11
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
14
Production of basic materials (PP, cardboard, PLA, PC)
Transport to producer of cups
Production of cups
Packaging of cups
Transport to distributor
Cradle-to-grave 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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
16
Production of basic materials (PP, cardboard, PLA, PC)
Transport to producer of cups
Production of cups
Packaging of cups
Transport to distributor
Cradle-to-grave
Storage at distributor Transport to event / consumer Transport to event / consumer
X
Serving beer and soft drinks
Collection of reusable cups
Collection of cups after event
Cleaning of cups
Transport to waste processing
Stroomlijnen
EOL scenario
10/05/2011 © 2010, VITO NV
17
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte » Representativiteit: • Geografisch: bedrijfsspecifiek regionaal nationaal
• Tijdspanne: heden toekomst
• Technologie
10/05/2011 © 2010, VITO NV
18
Fase 1: Doel en scope bepaling Reikwijdte » Keuze van milieu-impactcategorieën CML-2001 methode Abiotic depletion Acidification Eutrophication Global warming Ozone layer depletion Human toxicity Freshwater aquatic ecotoxicity Marine aquatic ecotoxicity Terrestrial ecotoxicity Land competition Ionizing radiation Photochemical oxidation
ReCiPe methode Climate change (Human health) Climate change (Ecosystem) Ozone depletion Terrestrial acidification Freshwater eutrophication Marine eutrophication Human toxicity Photochemical oxydant formation Particulate matter formation Terrestrial ecotoxicity Freshwater ecotoxicity 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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
22
Fase 2: Data inventarisatie Product levenscyclus ontginning materialen
energie
emissies naar water transport
emissies naar lucht productie
grondstoffen
afval
transport gebruik
Milieu impact
andere emissies
transport naar afvalverwerking
bijproducten
afvalverwerking
10/05/2011 © 2010, VITO NV
23
Fase 2: Data inventarisatie » Aandachtspunten: • tijdrovend • iteratief • kritische aspecten gegevenskwaliteit (keuze bronnen) systeemgrenzen allocatie
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
28
Fase 3: Impact analyse A) Classificatie & Karakterisatie B) Normalisatie C) Weging • Classificatie: – rangschikken van inventarisatiegegevens in de verschillende impactcategorieën CO22 CH44 Broeikaseffect ... ...
NOxx SO22
Verzuring
... ... 10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 wetenschappelijke kennis over milieuprocessen die plaatsvinden – resultaat = MILIEUPROFIEL 10/05/2011 © 2010, VITO NV
30
1-Materialen 2-Hulpstoffen
10/05/2011
© 2010, VITO NV
te it g/ ve rm M es in tin er al g e gr on ds Fo to ss f fe ie n le gr on ds to ffe n
Ve rz ur in
Ec ot ox ici
ar ci no es ge p. ne or n ga n i R sc es he p. st an of or fe ga n ni sc he st of fe n Br oe ik as ef fe Af ct br aa k oz on la ag R
C
Relatieve bijdrage (%)
Fase 3: Impact analyse Individueel milieuprofiel product A
100%
80%
60%
40%
20%
0%
3-Transport basis- en hulpstoffen 4-productieproces
31
Ac id if i
s
product A
10/05/2011
© 2010, VITO NV
la ye r
Ca rc in
og en s
Re sp .o rg an ics
an ics
ch an ge Re sp .i no rg
Cl im at e
O zo ne
Ec ot ox ici ty
M in er ca al tio s n/ Eu tro ph ic at io n
Fo ss il fu el
Relative bijdrage (%)
Fase 3: Impact analyse Vergelijkend milieuprofiel
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
product B
32
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 © 2010, VITO NV
33
Ac i di fic
lf ue ls
product A
10/05/2011
© 2010, VITO NV
C
ar ci n
ic s
og en
s
ni cs
rg an
e
la ye r ch an g
e
or ga
in o R es p.
R es p.
C lim at e
O zo n
Ec ot ox ici ty
M in at er io als n/ Eu t ro ph ic at io n
Fo ss i
Genormaliseerde bijdrage
Fase 3: Impact analyse Genormaliseerd milieuprofiel
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
product B
34
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 © 2010, VITO NV
35
Fase 3: Impact analyse Gewogen milieuprofiel
0,7
0,6
Eco-Indicator waarde (Pt)
Carcinogens Resp. organics
0,5
Resp. inorganics Climate change
0,4
Ozone layer Ecotoxicity
0,3
Acidification/ Eutrophication Minerals
0,2
Fossil fuels
0,1
0 product A
product B
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
37
Fase 3: Impact analyse Bedenkingen » Subjectief omwille van: • keuze impactcategorieën • modellering keuze impactanalyse methode CML 2001 Impact 2002+ ReCiPe andere • weging ⇒ TRANSPARANTE rapportage
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
41
Fase 3: Impact analyse Methoden » Software: • Simapro: www.pre.nl • GaBi: http://www.gabi-software.com/ • Umberto (?) http://www.umberto.de/en/
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
49
Aandachtspunten » Data inventarisatie: • vooral belangrijk bij vergelijkende LCA • gelijkwaardige datasets voor alternatieven • specifieke of generieke gegevens • databronnen
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
51
Aandachtspunten » Conclusies van een LCA: • duidelijke vermelding van randvoorwaarden • geen zwart/wit oordeel • op niveau van milieu-impactcategorieën -> ISO
10/05/2011 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
53
Praktisch: Doorlooptijd »
Afhankelijk van omvang project (typisch 4 tot 12 maanden)
»
Inventarisatie fase meest tijdrovend (3-6 maanden): 1. 2. 3.
Interactief proces tussen opdrachtgever en uitvoerder Afstemming beschikbare versus benodigde informatie Iteratief proces : niet verliezen in details/speurtochten naar weinig bijdragende processen
10/05/2011 © 2010, VITO NV
54
Praktisch: Kostprijs »
Grotendeels bepaald door: 1. 2. 3. 4.
Complexiteit product/proces/systeem data verwerking Databeschikbaarheid speurtocht naar nieuwe data Aantal te vergelijken alternatieven 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 © 2010, VITO NV
55
Nieuwe ontwikkelingen »
EU JRC Ispra initiatief 1. 2.
Ontwikkeling geharmoniseerde publieke database op Europees (ELCD) en internationaal niveau (ILCD) 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 © 2010, VITO NV
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 © 2010, VITO NV
57
