Marc-Andree Wolf

Methode zur Integration der Naturraum-Inanspruchnahme in Ökobilanzen

ZusammenfassungDie Einrichtung der Arbeitsgruppe „Land Use“ der SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) (SETAC 1999) und der COST Action E9 der Europäischen Gemeinschaft zeigt die Notwendigkeit der Integration von Naturrauminanspruchnahme in Ökobilanzen. Geeignet ist eine Methode, die in die komplexe Struktur von Prozeßnetzen der Ökobilanz mit unterschiedlichen Flächennutzungen, integriert werden kann. Es ist mehr als das Quantifizieren von Flächeneinheiten nötig, da es erforderlich ist, die Qualität des Naturraums vor, während und nach der Nutzung zu charakterisieren. Diese wird über den Erfüllungsgrad von Funktionen eines Landschaftshaushaltes beschrieben.Die Qualität eines genutzten Naturraums kann sich mit der Zeit ändern, d. h. die zeitliche Abhängigkeit der Funktionen ist abzubilden. Erkenntnisse der Geoökologie bezüglich Erosionswiderstand, Filterung, Pufferung, Stofftransformation, Abflußregulation, Grundwasserneubildung und -schutz, Immissionsschutz, Stabilität und biotischer Ertrag sind der Ausgangspunkt, der den Anforderungen der Ökobilanz angepaßt wird (Beschreibung unterschiedlicher Flächennutzungen im Lebenszyklus von Produkten, Quantifizierung über eindeutige und meßbare Parameter, Charakterisierung zu Umweltwirkungen und Überschaubarkeit des Erhebungsaufwandes von Daten) (Eyerer 1996). Die Funktionen werden über Parameter (z. B. Korngröße, KAK, pH-Wert, nFK, C/N-Wert, u. a.) quantifiziert. Vegetations- und Nutzungsinformationen werden berücksichtigt und aus Karten und Atlanten bzw. Boden-(BIS) und Geoinformationssystemen (GIS) fließen Informationen ein. Sind Detailinformationen der untersuchten Flächen vorhanden, können diese direkt in das Modell integriert und die Genauigkeit der Berechnung erhöht werden. Sind nur Einzelinformationen zu Flächennutzungen vorhanden, können durch Schlüsselparameter und Hintergrundinformationen Abschätzungen durchgeführt werden, um ein möglichst geschlossenes Bild der Flächeninanspruchnahme über den Lebenszyklus zu zeichnen. Somit ist es möglich auf die potentielle Qualität der Naturräume über die Zeit zu schließen, was auf einen Output (z. B. Ertrag, Ressource, Flächennutzen durch Infrastruktur) bezogen wird (SETAC 1993). Es ergibt sich die Einheit ([Quadratmeter · Jahre · Qualitätsdifferenz]/Nutzeneinheit). Ziel der Ökobilanz ist die Identifikation von potentiellen Umwelteinflüssen über den gesamten Lebenszyklus, so daß die Ermittlung der Naturrauminanspruchnahme von Ressourcenbereitstellung, Herstellung der Produkte, Nutzung der Produkte und Recycling eine wichtige Größe innerhalb der Wirkungsabschätzung (CML 1992) darstellt. Ist ein potentielles Umweltproblem in der Prozeßkette identifiziert, können zur genaueren Analyse Werkzeuge wie z. B. Risk Assessment oder Umweltverträglichkeitsprüfungen eingesetzt werden, die aufgrund ihrer lokalen Systemgrenzen und der teils sehr zeitaufwendigen Anwendung, nicht zur Analyse globaler Prozeßnetze eingesetzt werden können.SummaryThe formation of the Working Group “Land use” by SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) and of the COST Action E9 by the European Community is the manifestation of the necessity to integrate the impact category “Land Use” in LCAs. The requisite method should permit the integration of different land use activities into the complex structures of process networks of LCAs and should be able to reflect the various land uses in a satisfactory manner. More than merely the quantification of area units is required, as the quality of the used land has to be integrated as well as the temporal variations in quality. In this approach quality is described in terms of the performance of “natural” functions of the land before, during and after use.The quality of used land is subjected to variations in the course of time, i. e. the temporal relationships of functions should be represented. The modelled functions are erosion resistance, filtering and buffering, material transformation, rainwater drain-off, groundwater formation and groundwater protection, protection against immissions, stability and biotic output and should be adapted to the specifications of LCAs, i. e. description of different land uses within the life cycle of products, quantification via distinct and measurable parameters, characterisation of environmental effects and feasibility of data collation. Functions are quantified using measurable parameters e.g. granulation, cationic exchange capacity, pH value, C/N value. Boundary conditions based on information on e.g. vegetation and land uses shall be integrated and maps and electronic databases used for background information. Wherever detailed information about investigated areas is available, it should be directly used in the model to improve the accuracy of the results. If only some details about land uses are extant, assessments and estimates may be done based on key parameters and background information to obtain the most comprehensive possible idea of land use impacts. This would make it possible to assess the potential quality of land which shall be related to output (functional unit) e. g. limestone as output of a quarry and timber as output of a forest. The dimension of land use is [(squaremeter · year · quality difference) / functional unit]. The objective of LCA is to identify potential environmental effects for the entire life cycle, making the evaluation of land use such as the supply of resources, manufacturing of products, use of products and recycling an important factor in impact assessment. Once a potential environmental problem within the process network has been identified, other tools may be used such as Risk Assessment or EIA or geo-ecological methods which are usually too time consuming and limited to local systems to be used in the analysis of global process networks.

International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook: Review Schemes for Life Cycle Assessment

Quality and consistency of life cycle based decision support are essential in public policy and business context. Those can and should be supported by ‘critical review’ of underlying data and of life cycle assessment (LCA) studies themselves. A review can help avoiding errors, assuring that all options or method requirements have been appropriately taken into account, and increasing acceptance by stakeholders. The principle requirements for reviews are briefly addressed in the ISO 14040 series. While other LCA-based standards define some review requirements in more detail, information on how to conduct the review or what qualifications are required from reviewers is scarce. Building on these standards, more specific requirements and guidance on review are provided in the International Reference Life Cycle Data System (ILCD) handbook. Distinctions are made depending on the application context. Differentiations are made with respect to the intended audience, the complexity and broadness of the assessment, and the need of stakeholder involvement. In result, two different review types were identified (with/without stakeholder involvement). The handbook also provides minimum requirements for the qualification of reviewers. An upcoming document will provide more detail on scope (“what”) and the method (“how”) of review.

Method for integrating land use into life-cycle-assessments.

ZusammenfassungDie Einrichtung der Arbeitsgruppe „Land Use“ der SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) (SETAC 1999) und der COST Action E9 der Europäischen Gemeinschaft zeigt die Notwendigkeit der Integration von Naturrauminanspruchnahme in Ökobilanzen. Geeignet ist eine Methode, die in die komplexe Struktur von Prozeßnetzen der Ökobilanz mit unterschiedlichen Flächennutzungen, integriert werden kann. Es ist mehr als das Quantifizieren von Flächeneinheiten nötig, da es erforderlich ist, die Qualität des Naturraums vor, während und nach der Nutzung zu charakterisieren. Diese wird über den Erfüllungsgrad von Funktionen eines Landschaftshaushaltes beschrieben.Die Qualität eines genutzten Naturraums kann sich mit der Zeit ändern, d. h. die zeitliche Abhängigkeit der Funktionen ist abzubilden. Erkenntnisse der Geoökologie bezüglich Erosionswiderstand, Filterung, Pufferung, Stofftransformation, Abflußregulation, Grundwasserneubildung und -schutz, Immissionsschutz, Stabilität und biotischer Ertrag sind der Ausgangspunkt, der den Anforderungen der Ökobilanz angepaßt wird (Beschreibung unterschiedlicher Flächennutzungen im Lebenszyklus von Produkten, Quantifizierung über eindeutige und meßbare Parameter, Charakterisierung zu Umweltwirkungen und Überschaubarkeit des Erhebungsaufwandes von Daten) (Eyerer 1996). Die Funktionen werden über Parameter (z. B. Korngröße, KAK, pH-Wert, nFK, C/N-Wert, u. a.) quantifiziert. Vegetations- und Nutzungsinformationen werden berücksichtigt und aus Karten und Atlanten bzw. Boden-(BIS) und Geoinformationssystemen (GIS) fließen Informationen ein. Sind Detailinformationen der untersuchten Flächen vorhanden, können diese direkt in das Modell integriert und die Genauigkeit der Berechnung erhöht werden. Sind nur Einzelinformationen zu Flächennutzungen vorhanden, können durch Schlüsselparameter und Hintergrundinformationen Abschätzungen durchgeführt werden, um ein möglichst geschlossenes Bild der Flächeninanspruchnahme über den Lebenszyklus zu zeichnen. Somit ist es möglich auf die potentielle Qualität der Naturräume über die Zeit zu schließen, was auf einen Output (z. B. Ertrag, Ressource, Flächennutzen durch Infrastruktur) bezogen wird (SETAC 1993). Es ergibt sich die Einheit ([Quadratmeter · Jahre · Qualitätsdifferenz]/Nutzeneinheit). Ziel der Ökobilanz ist die Identifikation von potentiellen Umwelteinflüssen über den gesamten Lebenszyklus, so daß die Ermittlung der Naturrauminanspruchnahme von Ressourcenbereitstellung, Herstellung der Produkte, Nutzung der Produkte und Recycling eine wichtige Größe innerhalb der Wirkungsabschätzung (CML 1992) darstellt. Ist ein potentielles Umweltproblem in der Prozeßkette identifiziert, können zur genaueren Analyse Werkzeuge wie z. B. Risk Assessment oder Umweltverträglichkeitsprüfungen eingesetzt werden, die aufgrund ihrer lokalen Systemgrenzen und der teils sehr zeitaufwendigen Anwendung, nicht zur Analyse globaler Prozeßnetze eingesetzt werden können.SummaryThe formation of the Working Group “Land use” by SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) and of the COST Action E9 by the European Community is the manifestation of the necessity to integrate the impact category “Land Use” in LCAs. The requisite method should permit the integration of different land use activities into the complex structures of process networks of LCAs and should be able to reflect the various land uses in a satisfactory manner. More than merely the quantification of area units is required, as the quality of the used land has to be integrated as well as the temporal variations in quality. In this approach quality is described in terms of the performance of “natural” functions of the land before, during and after use.The quality of used land is subjected to variations in the course of time, i. e. the temporal relationships of functions should be represented. The modelled functions are erosion resistance, filtering and buffering, material transformation, rainwater drain-off, groundwater formation and groundwater protection, protection against immissions, stability and biotic output and should be adapted to the specifications of LCAs, i. e. description of different land uses within the life cycle of products, quantification via distinct and measurable parameters, characterisation of environmental effects and feasibility of data collation. Functions are quantified using measurable parameters e.g. granulation, cationic exchange capacity, pH value, C/N value. Boundary conditions based on information on e.g. vegetation and land uses shall be integrated and maps and electronic databases used for background information. Wherever detailed information about investigated areas is available, it should be directly used in the model to improve the accuracy of the results. If only some details about land uses are extant, assessments and estimates may be done based on key parameters and background information to obtain the most comprehensive possible idea of land use impacts. This would make it possible to assess the potential quality of land which shall be related to output (functional unit) e. g. limestone as output of a quarry and timber as output of a forest. The dimension of land use is [(squaremeter · year · quality difference) / functional unit]. The objective of LCA is to identify potential environmental effects for the entire life cycle, making the evaluation of land use such as the supply of resources, manufacturing of products, use of products and recycling an important factor in impact assessment. Once a potential environmental problem within the process network has been identified, other tools may be used such as Risk Assessment or EIA or geo-ecological methods which are usually too time consuming and limited to local systems to be used in the analysis of global process networks.

Assessing the Sustainability of Polymer Products

Sustainability of products is related to Life Cycle Thinking and Assessment. It is widely understood that environmentally preferable products cannot be simply defined by “Recyclable,” “natural,” “renewable resource based,” “biodegradable,” “chlorine free,” “reusable,” or “organic.” It is the product’s complete life cycle that must be environmentally preferable. Misconceptions still exist, particular on plastics. But looking closer there is no environmentally good or bad material, there are only good or bad applications of a material. This means consistent rules for sustainability assessment on a life cycle basis are important. Standard approaches already used in industry practice and can be complemented with further aspects. Tools are established, databases exist, and experts are have already formed networks. Further improving polymers for more sustainable products is hence a process that has already started, by consistently combining existing life cycle approaches, tools, and databases. Herein are summarized misconceptions, rules, standard approaches and needed additions, tools, databases, and experts related to the Sustainability of polymers.

From Sustainable Production to Sustainable Consumption

The objective of this chapter is to explain which secondary environmental consequences (often called rebound effects) life cycle assessment (LCA) and life cycle management (LCM) of products need to consider in addition to the conventional product LCA, and which roles different actors in society have in the context of environmentally sustainable consumption. The key issue is that any consumption decision affects the consumer’s household resources of available income, time, and space (volume, area), what leads to additional or reduced overall consumption, within the limits of further consumption constraints and cross-category effects. Exactly how any additional resources are used by the consumer strongly affects the overall consumption. Moreover, this chapter considers the consumption on person, on national and global level, with some focus on sustainable lifestyles, and concludes with recommendations on next steps towards better measurement and management of the environmental secondary consequences of consumption.

Methode zur Integration der Naturraum-Inanspruchnahme in Ökobilanzen@@@Method for integrating land use into life-cycle-assessment (LCA)

ZusammenfassungDie Einrichtung der Arbeitsgruppe „Land Use“ der SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) (SETAC 1999) und der COST Action E9 der Europäischen Gemeinschaft zeigt die Notwendigkeit der Integration von Naturrauminanspruchnahme in Ökobilanzen. Geeignet ist eine Methode, die in die komplexe Struktur von Prozeßnetzen der Ökobilanz mit unterschiedlichen Flächennutzungen, integriert werden kann. Es ist mehr als das Quantifizieren von Flächeneinheiten nötig, da es erforderlich ist, die Qualität des Naturraums vor, während und nach der Nutzung zu charakterisieren. Diese wird über den Erfüllungsgrad von Funktionen eines Landschaftshaushaltes beschrieben.Die Qualität eines genutzten Naturraums kann sich mit der Zeit ändern, d. h. die zeitliche Abhängigkeit der Funktionen ist abzubilden. Erkenntnisse der Geoökologie bezüglich Erosionswiderstand, Filterung, Pufferung, Stofftransformation, Abflußregulation, Grundwasserneubildung und -schutz, Immissionsschutz, Stabilität und biotischer Ertrag sind der Ausgangspunkt, der den Anforderungen der Ökobilanz angepaßt wird (Beschreibung unterschiedlicher Flächennutzungen im Lebenszyklus von Produkten, Quantifizierung über eindeutige und meßbare Parameter, Charakterisierung zu Umweltwirkungen und Überschaubarkeit des Erhebungsaufwandes von Daten) (Eyerer 1996). Die Funktionen werden über Parameter (z. B. Korngröße, KAK, pH-Wert, nFK, C/N-Wert, u. a.) quantifiziert. Vegetations- und Nutzungsinformationen werden berücksichtigt und aus Karten und Atlanten bzw. Boden-(BIS) und Geoinformationssystemen (GIS) fließen Informationen ein. Sind Detailinformationen der untersuchten Flächen vorhanden, können diese direkt in das Modell integriert und die Genauigkeit der Berechnung erhöht werden. Sind nur Einzelinformationen zu Flächennutzungen vorhanden, können durch Schlüsselparameter und Hintergrundinformationen Abschätzungen durchgeführt werden, um ein möglichst geschlossenes Bild der Flächeninanspruchnahme über den Lebenszyklus zu zeichnen. Somit ist es möglich auf die potentielle Qualität der Naturräume über die Zeit zu schließen, was auf einen Output (z. B. Ertrag, Ressource, Flächennutzen durch Infrastruktur) bezogen wird (SETAC 1993). Es ergibt sich die Einheit ([Quadratmeter · Jahre · Qualitätsdifferenz]/Nutzeneinheit). Ziel der Ökobilanz ist die Identifikation von potentiellen Umwelteinflüssen über den gesamten Lebenszyklus, so daß die Ermittlung der Naturrauminanspruchnahme von Ressourcenbereitstellung, Herstellung der Produkte, Nutzung der Produkte und Recycling eine wichtige Größe innerhalb der Wirkungsabschätzung (CML 1992) darstellt. Ist ein potentielles Umweltproblem in der Prozeßkette identifiziert, können zur genaueren Analyse Werkzeuge wie z. B. Risk Assessment oder Umweltverträglichkeitsprüfungen eingesetzt werden, die aufgrund ihrer lokalen Systemgrenzen und der teils sehr zeitaufwendigen Anwendung, nicht zur Analyse globaler Prozeßnetze eingesetzt werden können.SummaryThe formation of the Working Group “Land use” by SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry) and of the COST Action E9 by the European Community is the manifestation of the necessity to integrate the impact category “Land Use” in LCAs. The requisite method should permit the integration of different land use activities into the complex structures of process networks of LCAs and should be able to reflect the various land uses in a satisfactory manner. More than merely the quantification of area units is required, as the quality of the used land has to be integrated as well as the temporal variations in quality. In this approach quality is described in terms of the performance of “natural” functions of the land before, during and after use.The quality of used land is subjected to variations in the course of time, i. e. the temporal relationships of functions should be represented. The modelled functions are erosion resistance, filtering and buffering, material transformation, rainwater drain-off, groundwater formation and groundwater protection, protection against immissions, stability and biotic output and should be adapted to the specifications of LCAs, i. e. description of different land uses within the life cycle of products, quantification via distinct and measurable parameters, characterisation of environmental effects and feasibility of data collation. Functions are quantified using measurable parameters e.g. granulation, cationic exchange capacity, pH value, C/N value. Boundary conditions based on information on e.g. vegetation and land uses shall be integrated and maps and electronic databases used for background information. Wherever detailed information about investigated areas is available, it should be directly used in the model to improve the accuracy of the results. If only some details about land uses are extant, assessments and estimates may be done based on key parameters and background information to obtain the most comprehensive possible idea of land use impacts. This would make it possible to assess the potential quality of land which shall be related to output (functional unit) e. g. limestone as output of a quarry and timber as output of a forest. The dimension of land use is [(squaremeter · year · quality difference) / functional unit]. The objective of LCA is to identify potential environmental effects for the entire life cycle, making the evaluation of land use such as the supply of resources, manufacturing of products, use of products and recycling an important factor in impact assessment. Once a potential environmental problem within the process network has been identified, other tools may be used such as Risk Assessment or EIA or geo-ecological methods which are usually too time consuming and limited to local systems to be used in the analysis of global process networks.