Umweltbezogene Entscheidungsunterstützung - Vergleich von ...· J. Buchgeister Vergleich von Wirkungsabschätzungsmethoden

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  • KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

    Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse

    www.kit.edu

    J. Buchgeister

    Umweltbezogene Entscheidungsunterstützung - Vergleich von Wirkungsabschätzungsmethoden aus der Ökobilanzierung am Beispiel eines Energieumwandlungsprozesses

    NTA4 – Vierte Konferenz des Netzwerkes TA Der Systemblick auf Innovation – Technikfolgenabschätzung in der Technikgestaltung

    Berlin, 24. – 26. November 2010

  • J. Buchgeister Vergleich von Wirkungsabschätzungsmethoden aus der Ökobilanzierung am Beispiel eines E-Prozesses

    Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse

    2 25.11.2010

    Gliederung

    Einführung umweltbezogene Entscheidungsunterstützung

    Quantitative Abschätzung der Umweltauswirkungen im Rahmen der Ökobilanzierung - Generelles Vorgehen - Spezifische Methoden der Wirkungsabschätzung - Strukturelle Auswertung

    Fallbeispiel Energieumwandlungsprozess

    Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

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    Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse

    3 25.11.2010

    Umweltbezogene Entscheidungsunterstützung

    Quelle: Nasa 25. April 2010 Quelle: DPA 20. April 2010

    Kerndilemma menschlicher Produktion: sie regelt sich nicht selbst, wie natürliche Prozesse, sondern wird primär auf das Ergebnis (ein Produkt) und nicht den Umwelterhalt hingesteuert.

    In der Regel Neben- und Nachprodukte zur Folge, (Emissionen), die keinen Wert haben und die natürliche Umwelt belasten bzw. langfristig irreversibel Schäden herbeiführen.

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    4 25.11.2010

    Beispiel: Integrierte Klima- und Energiepolitik der Bundesrepublik (2006) zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen.

    Umweltbezogene Entscheidungsunterstützung

    Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB): Zertifizierung zum Erhalt des Gütesiegels sieht zur Einhaltung der Ökologischen Qualität für die Konstruktion und Nutzung des Gebäudes 5 Indikatoren aus der Ökobilanzierung vor.

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    5 25.11.2010

    Die Ökobilanz Von der Wiege ... über Produktion ... Nutzung ... Recycling ... zur Entsorgung

    [Quelle: Daimler Chrysler]

    Bewertung der Umweltauswirkungen über den gesamten Produktlebensweg

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    6 25.11.2010

    Die Ökobilanz – DIN EN ISO 14040 und 14044

    1. Festlegung des Ziels und

    Untersuchungs- rahmens

    2. Sachbilanz

    3. Wirkungs- abschätzung

    4. Auswertung

    Aufbau einer Ökobilanz

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    7 25.11.2010

    Umweltaspekte und Wirkungsbeziehungen

    Öko- sphäre

    Atmosphäre

    Hydrosphäre

    Lithosphäre

    Physikalische Beeinträchtigung

    Physikalische Beeinträchtigung

    Physikalische Beeinträchtigung

    Chemische Belastung

    Chemische Belastung

    Chemische Belastung

    Erosion

    Erschütterung Abwärme

    Flächennutzung und -umwandlung

    Altlasten

    Lärm

    Abwärme

    Troposphärische

    Stratosphärische

    Strahlung

    Abwärme

    Ökotoxische

    Akut toxische

    Wasserhaushalt

    Abschwemmung Abio. und Biot. Ressourcen

    Ionisierende

    Ultraviolette Sichtbare Elektro-

    magnetische

    Menschliches Empfinden,

    sozio- ökonomische

    Effekte

    Arbeitsplatzqualität

    Landschaftsbild, Kulturgut

    Gesamte Umwelt-

    belastung

    Stör- und Unfälle

    nach Hofstetter, P.; Braunschweig, A.: Bewertungsmethoden in Ökobilanzen – ein Überblick. Zeitschrift GAIA 3 (1994) Heft-Nr. 4, S. 227 – 236, oekom Verlag: 1995, Nr. 6 S. 395

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    8 25.11.2010

    Allgemeines Konzept der Wirkungskategorien

    nach Jolliet et al.: The LCIA Midpoint-Damage Framework .... Int. Journal of LCA 2004, Nr. 6 S. 395

    Darstellung der Wirkungspfade über Midpoint zum Endpoint

    4

    1

    2

    3

    Sachbilanz Ergebnisse

    Humantoxizität

    Unfälle

    Lärm

    Bildung von Photooxidantien

    Ozonzerstörung

    Klimaänderung

    Versauerung

    Eutrophierung

    Ökotoxizität

    Flächeninan - spruchnahme

    Zerstreuung von Spezies und Organismen

    Abiot. Ressour- cenzerstörung

    Biot. Ressour- cenzerstörung

    Sachbilanz Ergebnisse

    Midpoint Wirkkategorien

    Lärm

    Bildung von Photooxidantien

    Ozonzerstörung

    Klimaänderung

    Versauerung

    Eutrophierung

    Ökotoxizität

    Flächeninan - spruchnahme

    Zerstreuung von Spezies und Organismen

    Abiot. Ressour- cenzerstörung

    Biot. Ressour- cenzerstörung Beschreibarer funktionaler Zusammenhang

    Endpoint Kategorien=̂

    Umweltschadens- kategorien

    Menschliche Gesundheit

    Biotische & abiotische natürliche Umwelt

    Biotische & abiotische natürliche Ressourcen

    Biotische & abiotische Kulturlandschaft u.

    -gut

    Menschliche Gesundheit

    Biotische & abiotische natürliche Umwelt

    Biotische & abiotische natürliche Ressourcen

    Biotische & abiotische Kulturlandschaft u.

    -gut

  • J. Buchgeister Vergleich von Wirkungsabschätzungsmethoden aus der Ökobilanzierung am Beispiel eines E-Prozesses

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    9 25.11.2010

    Midpoint- und Endpoint-Wirkungskonzept – Beispiel Ozonzerstörung

    Sachbilanz- ergebnisse

    Midpoint

    Endpoint

    Ozonzerstörende Emission (FCKW)

    Troposphärische Ozonzerstörung

    Stratosphärische Ozonzerstörung

    Reduktion des Ozons

    Erhöhte UV-B Strahlung

    UV-B Strahlungs- aufnahme

    Haut Auge Boden- pflanzenKörper Plank-

    ton Pflan- zen

    Kunst- stoffe

    Mate- rialHolz

    Getrei- de

    Phyto- plankton

    Boden- vegetation

    Anthropogene Kulturlandschaft

    Natürliche Biotische Umwelt

    Menschliche Gesundheit

    Haut- krebs

    Grauer Star

    Immun- system

    Wirkindikator: Ozone Depletion Potential (ODP)

    [ ] [ ] 113

    3

    = CFC

    x x O

    O ODP

    δ δ

    Wirkungs- mechanismus 1

    Wirkungs- mechanismus 2

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    10 25.11.2010

    Wirkungsabschätzungsmethode – CML 2001

    Ozone formation index– ref. kg ethenOzone formation index - ref. kg ethen

    Substances toxic stress on humans – ref. kg 1,4- Dichlorobenzene

    Ozone depletion pot. ind. - ref. kg CFC11

    Global warming potential - ref. kg CO 2

    Substances toxic stress in air, water a. soil - ref. kg 1,4 Dichlorobenzene

    Nutrificationpotential index- ref. kg PO4

    H+- Potential index - ref. kg SO2

    Area index – ref. 1 m 2

    Resource depletion ind. - ref. kg Antimon

    Midpoint Cha- rakterisierung

    Minerals and fossil fuels Land Use Occupation Emissions - NOx, SOx, - PO4,

    - Pesticides

    - CO2, CH4 - HCFC

    - Particle Matter - Heavy metals

    - NMVOC

    Abiotic resource depletion

    Stratospheric ozone layer depletion

    Human toxicity

    Chemical Photooxidant formation

    Ecotoxicity - freshwater aquatic, marine aquatic, air and terrestrial

    Klassifizierung

    Competition of land

    Acidification

    Climate Change

    Eutrophication

    Gewichtung (je- de Kategorie =1)

    Kumulierte Umwelt- belastung

    [Jahr]

    Normierung jeder Kategorie

    Inventory Specific

    conribution

    in relation

    to total

    emissions

    of Western

    Europe

    per year

    (für Methoden- vergleich)

  • J. Buchgeister Vergleich von Wirkungsabschätzungsmethoden aus der Ökobilanzierung am Beispiel eines E-Prozesses

    Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse

    11 25.11.2010

    Wirkungsabschätzungsmethode – Eco-Indicator 99

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