Status for LCA i Danmark 2003 – Introduktion til det danske LCA metode og konsensusprojekt

2 Hvad er LCA

2.1 Hvad er LCA - kort fortalt

LCA betyder Life Cycle Assessment, som skal oversættes til livscyklusvurdering.

           LCA er et værktøj, som er rettet mod at besvare spørgsmålet:

Hvad er bedst (eller værst) set fra et miljøsynspunkt

LCA kan anvendes til at sammenligne produkter samt systemer og serviceydelser, som bygger på brug af forskellige produkter. Et produkt omfatter i denne sammenhæng både kemiske stoffer, materialer og egentlige industrielle produkter.

LCA kan også bruges til at analysere miljøpåvirkninger for produkter igennem hele produktets livscyklus, med henblik på at identificere de væsentlige miljøpåvirkninger og dermed bestemme, hvor skal der sættes ind for at forbedre produktets miljøegenskaber.

LCA er ikke en bestemt metode, men mere en betegnelse for en række metoder, der som fælles kendetegn har, at der er tale om en systematisk opgørelse og vurdering af miljøpåvirkninger gennem hele livsforløbet for et produkt. Formålet med at foretage denne opgørelse og vurdering er dybest set at gøre det muligt at inddrage miljøhensyn i beslutningsprocesser. LCA betegnes derfor ofte som et beslutningsstøtte værktøj, der giver information om produkters mulige miljøpåvirkninger.

           International definition
Den internationale definition på LCA, som angivet i ISO Standard nr. 14040,  lyder [Jerlang et al 2001]:

LCA is a technique for assessing the environmental aspects and potential impacts associated with a product, by

  • compiling an inventory of relevant inputs and outputs of a product system;
  • evaluating the potential environmental impacts associated with those inputs and outputs;
  • interpreting the results of the inventory analysis and impact assessment phases in relation to the objectives of the study.

LCA studies the environmental aspects and potential impacts throughout a product's life (i.e. cradle-to-grave) from raw materials acquisition through production, use and disposal. The general categories of environmental impacts needing consideration include resource use, human health, and ecological issues.

           Livsforløb
Det er karakteristisk for LCA, at vurderingen omfatter hele livsforløbet for et produkt på tværs af landegrænser, dvs. både:

  • Udvinding (af råmaterialer), herunder minedrift
  • Produktion (af  materialer og produkter)
  • Brug
  • Bortskaffelse, herunder genanvendelse, affaldsforbrænding, biologisk behandling og deponering samt nuværende og fremtidige emissioner fra sådanne anlæg

Når det er relevant at medtage hele livsforløbet, er det fordi, der sker påvirkning af miljøet hele vejen gennem livsforløbet. For forskellige produkter kan det dog være forskel på, hvor de vigtigste påvirkninger finder sted. For nogle produkter ligger de vigtigste påvirkninger således i udvindingsfasen. For andre produkter ligger påvirkningerne primært i produktions-, brugs- eller bortskaffelsesfasen.

           Miljøpåvirkninger (og dertil knyttede sundhedseffekter)
Principielt omfatter LCA alle væsentlige typer af miljøpåvirkninger. I skema 1 er angivet de miljøpåvirkninger, der kan blive taget i betragtning i LCA. I praksis begrænses LCA ofte til de miljøpåvirkninger, som kan kvantificeres med de nuværende metoder. Det korrekte er dog, at medtage alle miljøpåvirkninger i vurderingerne, selvom visse typer påvirkninger kun kan vurderes kvalitativt.

LCA er udviklet som et værktøj til at vurdere miljøpåvirkninger. Der er intet til hinder for, at sociale og etiske forhold m.m , fx. menneskerettigheder og børnearbejde, kan vurderes efter samme generelle principper som miljøpåvirkninger. Der er dog ikke udviklet alment accepterede metoder til at foretage disse vurderinger, og LCA betragtes af de fleste indtil videre som et værktøj, der alene handler om miljøpåvirkninger.

Arbejdsmiljø er en delvis undtagelse. Indtil nu har arbejdsmiljø typisk ikke været medtaget i LCA. I Danmark er grundholdningen, at arbejdsmiljø bør indgå i vurderingerne, i det mindste for at sikre, at gevinster mht. det ydre miljø ikke medfører forringelser af arbejdsmiljøet. Der henvises i øvrigt til afsnit 3.5.

           LCA-processen
Det arbejde der udføres i en LCA vil typisk omfatte:

1.      Formålet og afgrænsninger defineres

2.      Der indsamles data om relevante input og output for produktet gennem hele livsforløbet (input/output omfatter råmaterialer, emissioner og affald)

3.      De potentielle miljøpåvirkninger, der følger af disse input og output, opgøres (denne opgørelse kan inkludere normalisering og vægtning)

4.      Beregningsresultater fortolkes (vurdering af metodevalg, datamangel, afgrænsninger og usikkerheder etc. i forhold til opgavens formål)

Disse aktiviteter repræsenterer de typiske grundtrin i en enhver LCA. Afhængig bl.a. af formålet og konsekvenserne vil indsatsen dog kunne variere. En LCA kan være simpel og billig eller en LCA kan være kompliceret og dyr. Dette spørgsmål diskuteres nærmere i afsnit 2.3 og 4.

Skema 1
Miljøpåvirkninger (effektkategorier), der indgår eller kan indgå  i LCA.1)

Miljøeffekt Forklaring
Drivhuseffekten Opvarmning af atmosfæren pga. udledning af CO2 og andre gasser, der tilbageholder varmestråling, der ellers ville blive udledt til verdensrummet. Denne opvarmning kan medføre klimaændringer. Indgår i UMIP
Nedbrydning af ozonlaget i stratosfæren Ozonlaget i stratosfæren beskytter mod ultraviolet stråling fra solen. Udledning af svært nedbrydelige kulbrinter, som indeholder chlor eller brom, ødelægger ozonlaget. Derved øges den ultraviolette stråling med risiko for hudkræft, øjenskader og nedsat immunforsvar hos dyr og mennesker samt skader på planter. Indgår i UMIP.
Forsuring Udledning af forsurende forbindelser, bl.a. SO2 , NOx  og ammoniak angriber blade og nåle på træer og forsurer jordbunden og søer. Indgår i UMIP.
Eutrofiering Udledning af næringssalte, især fosfor og kvælstof, til søer og havet, fremmer algevækst. Når algerne dør, synker de til bunds og nedbrydes. Ved nedbrydningen bruges ilt og kraftig algevækst kan derfor medføre iltmangel i havet og søer,  hvilket medfører at fiskene dør. Udledning af kvælstofforbindelser til atmosfæren bidrager også til denne proces og medfører tillige, at næringsfattige biotoper på landjorden som heder og højmoser fortrænges. Indgår i UMIP.
Fotokemisk ozondannelse Udledning af organiske opløsningsmidler og uforbrændte organiske forbindelser til luften tæt ved jordoverfladen kan sammen med NOdanne ozon og andre reaktive iltforbindelser, som er giftige overfor over for mennesker, dyr og planter. Indgår i UMIP.
Giftighed overfor mennesker Mange kemiske stoffer og tungmetaller er giftige overfor mennesker, og påvirker mennesker via miljøet dvs. via luften, fødevarer, drikkevand etc. Indgår i UMIP.
Giftighed overfor miljøet Mange kemiske stoffer og tungmetaller er giftige overfor planter og dyr. Indgår i UMIP.
Forbrug af ikke-fornyelige ressourcer Mange af de materialer, fx. metaller, som vi bruger i hverdagen, udvindes fra koncentrerede forekomster i naturen. Disse forekomster genskabes ikke eller så langsomt, at det er uden praktisk betydning. Vores brug af materialerne betyder, at de enten forsvinder, fx. olie, eller spredes diffust i naturen, fx metaller. Vores brug betyder, at disse ressourcer på et tidspunkt er brugt op og dermed ikke er til rådighed for kommende generationer. Indgår i UMIP.
Affald til deponering Affald, som bliver deponeret, lægger beslag på plads, som kunne være brugt til andre formål. Det deponerede affald kan også blive langsomt nedbrudt til kemiske forbindelser, som kan udvaskes eller fordampe, og dermed påvirke miljøet. Denne type miljøeffekt kan i fremtiden blive erstattet af en beregning af de reelle miljøpåvirkninger, fx. arealanvendelse. Indgår i UMIP.
Arbejdsmiljø Den påvirkning , som mennesker udsættes for gennem deres arbejde. Omfatter både ulykker, forgiftning og nedslidning. Indgår i UMIP.
Arealanvendelse Alle aktiviteter lægger beslag på areal, som kunne være anvendt til andre formål - fx  som natur til rekreative formål . Denne type miljøeffekt indgår ikke i UMIP i dag, men er kvantificeret i andre LCA metoder og kan blive medtaget i UMIP i fremtiden
Støj, lugt og radioaktivitet Støj, lugt og radioaktivitet påvirker mennesker, dyr og til dels planter. Disse typer af miljøeffekter kan kun delvist kvantificeres og indgår typisk ikke i LCA i dag,  men kan blive medtaget i fremtiden
Energi I mange sammenhænge vil forbruget af energi være den altdominerende årsag til miljøeffekter som drivhuseffekten, forsuring og eutrofiering. I forenklet LCA regnes derfor ofte kun med energi.

 1)          Påvirkning af biodiversitet, dvs. den naturlige biologiske variation og biologiske ressourcer, er ikke medtaget som en selvstændig påvirkningskategori, da denne type påvirkning er en konsekvens af de fleste andre påvirkninger.

Det understreges, at der i en LCA foretages en lang række valg og vurderinger, som har betydning for det endelige resultat. Der er også usikkerheder forbundet med data og beregninger. Selve fortolkningen af beregningsresultater er derfor en meget vigtig del af LCA.

Da de relevante valg og vurderinger såvel som fortolkningen typisk er subjektive dvs. afhænger af den person, som foretager valget, vurderingen eller fortolkningen, vil der ofte være noget, som kan diskuteres. Derfor er det normalt vigtigt at foretage kvalitetssikring af LCA. Kvalitetssikring kaldes i LCA-terminologi normalt for kritisk gennemgang.

På trods af kvalitetssikring gælder, at miljø er et meget bredt fagfelt, som stadig er i udvikling. Nogle af de metoder og vurderingsprincipper, som anses for rigtige i dag, kan måske være forældede og blive anset for forkerte om 10 år. Om 10 år vil vi måske også erkende, at der er vigtige miljøpåvirkninger, som vi ikke tager højde for med de metoder, som bruges i dag. Reelt set er LCA et værktøj, som er i stadig udvikling. Denne udvikling vil forsætte i hvert fald i de næste 10-20 år.

Dette betyder, at resultatet af en LCA sjældent må opfattes som den endelige sandhed. Resultatet af en LCA bør som hovedregel opfattes som et kvalificeret skøn for sandheden og optimalt som det bedst mulige skøn udfra den viden, som vi har på det tidspunkt, hvor vurderingen blev foretaget.

Uanset dette er LCA et vigtigt værktøj allerede i dag. Ikke mindst, fordi LCA er det eneste værktøj, der kan give et nogenlunde troværdigt svar på spørgsmålet: Hvilket produkt eller system er bedst set ud fra et miljøsynspunkt?

2.2 Anvendelser for LCA

LCA er det naturlige værktøj for alle beslutningstagere, der har behov for at vælge mellem forskellige materialer, teknologier og produkter og ønsker at tage miljøhensyn i dette valg.

Udviklingen af LCA afspejler et stigende behov for på alle niveauer i samfundet for at tage miljøhensyn i beslutningsprocesser og vælge de miljømæssigt bedste løsninger. I mange sammenhænge indgår miljøhensyn i dag i beslutninger på linie med teknik og økonomi. Det er beslutningstagernes valg, hvilken vægt, der skal tillægges de enkelte parametre.

           Myndigheder
Myndigheder anvender LCA til samfundsmæssige handlingsplaner, som igen kan udmønte sig i lovgivning. LCA kan også danne grundlag for produktstandarder, afgifter og støtteordninger. Hertil kommer anvendelsen af LCA som grundlag for vejledninger i offentligt grønt indkøb og for miljømærkekriterier.

           Virksomheder
Virksomheder anvender især LCA til produktudvikling og procesudvikling herunder vurdering af investeringer i nye anlæg og driftsrutiner. Typisk vil LCA først blive brugt som et analytisk værktøj til at vurdere,  hvor der skal sættes ind (hot spots). Senere kan LCA blive brugt som et beslutningsværktøj til at bestemme, hvilke løsninger er de miljømæssigt bedste. Brugen af LCA spænder fra "her og nu" beslutninger til langsigtet taktisk eller strategisk planlægning, og kan være en integreret del af virksomheders miljøledelsessystem.

Hertil kommer markedsføring. I stigende grad spiller produkters miljøegenskaber ind som en konkurrenceparameter. I dag er dette tydeligst for produkttyper som emballage. Tendensen kan dog også ses for produkttyper, fx. elektronik, som ellers hovedsageligt sælges på de tekniske egenskaber.

Markedsføring dækker dels over offensiv markedsføring, hvor virksomheder sender budskabet, at deres produkter er miljømæssigt bedre end konkurrenternes. Heroverfor står den form for mere defensiv markedsføring, at virksomheder vil sikre sig, at deres produkter ikke kan "angribes", fx. på  grund af, at de indholder giftige stoffer, samt at virksomhederne i øvrigt ønsker at være forberedt og kunne svare igen, hvis konkurrenterne påstår at være miljømæssigt bedre. Hertil kommer miljøvaredeklarationer og anden form for miljøinformation til kunderne og andre interesserede.

           Andre brugere
Offentlige service- og anlægsvirksomheder anvender LCA i forbindelse med investeringer og systemvalg. Dette gælder indenfor både transport, affalds- og spildevandsbehandling. Vejledninger i miljørigtig projektering bygger på LCA-tankegang.

Hertil kommer fx forbrugerorganisationer og andre interesseorganisationer, som bl.a. kan bruge LCA i forbindelse med offentlig debat om samfundsspørgsmål.

           Miljø-økonomiske vurderinger
LCA bør være et integreret element i miljø-økonomiske vurderinger, idet LCA bruges til at klarlægge de miljømæssige konsekvenser af de forskellige valgmuligheder, mens de økonomiske beregninger kan betragtes som en særlig form for vægtning.

           I det omfang  Cost-Benefit Analyser (CBA) på miljøområdet ikke bygger på LCA, må påregnes, at resultatet af en CBA ikke nødvendigvis svarer til resultatet af en LCA, da de forudsætninger, der benyttes for vurderingerne, kan være forskellige.

           Hvad kan LCA ikke bruges til?
LCA er ikke fintmærkende nok til at stå alene når man skal bedømme konsekvensen af at indføre nye kemiske stoffer i produkter. Her bør suppleres med risiko vurdering (Risk Assessment), for at vurdere skæbnen for de pågældende produkter og stoffer i samfundet. I en række tilfælde er det hensigtsmæssigt inden en risikovurdering at vurdere omsætningen og transporter af de aktuelle stoffer i samfundet med massestrømsanalyse (Substance Flow Analysis)

           Det er herudover vigtigt at være opmærksom på, at med LCA beregnes de potentielle miljøpåvirkninger, hvilket ikke er det samme som de faktiske påvirkninger, da disse afhænger af forholdene det enkelte sted, fx af hvor meget udledningen af giftstoffer fortyndes og af den samlede belastning på de pågældende recipienter. Derfor kan LCA ikke erstatte miljøvurderinger for produktionsanlæg i henhold til miljøbeskyttelsesloven.  LCA kan dog bruges som argumentation overfor myndighederne for valg af bestemte teknologier.

           LCA kan heller ikke erstatte arbejdspladsvurderinger og andre former for arbejdsmiljøvurderinger i henhold til arbejdsmiljøloven (jf. afs. 3.5).

2.3 LCA-niveauer

LCA kan udføres på forskellige niveauer, som er afgørende forskellige med hensyn til indsats, grundighed og ofte også usikkerhed på resultatet.

Der er tradition for at skelne mellem i hvert fald følgende 3 niveauer, hvor indsatsen og grundigheden er kraftigt stigende fra niveau 1 til 3 (jf. fx [Jerlang et al 2001]):

Niveau 1
Livscyklustænkning

Niveau 2
Forenklet LCA

Niveau 3
Detaljeret LCA

Niveau 1 - livscyklustænkning kendes også som konceptuel LCA og dækker den type LCA, som primært er en kvalitativ vurdering af væsentlige miljøpåvirkninger i produkternes livscyklus baseret stort set på parat viden. Typisk vil livscyklustænkning udmøntes i tommelfingerregler såsom [Remmen & Münster, 2002]:

  • Nedsæt energi- og materialeforbruget i hele produktets livscyklus
  • Erstat miljøfarlige stoffer med mere miljøvenlige alternativer
  • Vælg materialer, som kan genanvendes
  • Design, så produktet eller dele heraf kan genanvendes
  • Gør produktet nemt at reparere

SWOT-LCA falder også ind under livscyklustænkning. SWOT er en systematisk kvalitativ vurdering af styrker (Strengths), svagheder (Weaknesses), muligheder (Opportunities) og trusler (Threats).

Niveau 2 - forenklet LCA betegnes til tider også som screenings LCA. Med denne type LCA forsøges at begrænse dataindsamlingen og dermed den samlede indsats. Der startes med en indledende screening, der har til formål at identificere de vigtigste miljøpåvirkninger i produktets livscyklus. Denne screening vil ofte være semi-kvantitativ. Baseret på resultatet af screeningen fokuseres det videre arbejde på de punkter, som vurderes at være de vigtigste. UMIP's MEKA-metode (se afs. 2.4) er et eksempel på en metode til forenklet LCA.

Niveau 3 - detaljeret LCA dækker den type LCA, hvor der opbygges en model i et EDB-program med alle de relevante data. Der er tale om en kvantitativ beregning af alle miljøpåvirkninger, som kan kvantificeres. En væsentlig fordel ved dette niveau er, at når først modellen er bygget op, er det nemt at gennemregne mange alternativer.

Fælles for alle niveauer er, at vurderingen tilstræber at omfatte alle dele af livscyklus og alle væsentlige miljøpåvirkninger. Forskellen mellem niveauerne består i den indsats, der investeres til beregninger og dataindsamling og dermed den detaljering, grundighed og nøjagtighed som opnås. Den nødvendige arbejdsindsats på de forskellige niveauer kan som tommelfingerregel sammenfattes til:

Niveau Betegnelse Arbejdsindsats
 (målestok)
1 Livscyklustænkning Timer
2 Forenklet LCA Dage
3 Detaljeret LCA Uger - måneder

I kap. 4 er vurderet til hvilke opgaver de enkelte niveauer er velegnede.

2.4 Vejledninger og værktøjer

Der findes i dag en meget lang række af vejledninger og værktøjer om LCA. I det følgende er kort præsenteret de vejledninger og værktøjer, der ud fra en dansk synsvinkel kan betegnes som de vigtigste.

ISO-standarder
De overordnede rammer for LCA er fastlagt i ISO-standarderne ISO 14040-43 [DS/EN ISO 14040, 1997 - 14043, 2000].  Disse standarder angiver retningslinier for de enkelte trin i LCA, men definerer ingen bestemte metoder og giver typisk ingen kontante eksempler på, hvordan de enkelte trin i LCA skal udføres.  Dansk Standard har dog også udgivet en kommenteret oversættelse af standarderne (jf. [Jerlang et al, 2001]), som indeholder en række eksempler til illustration af teksten.

At en LCA er udført, så den lever op til ISO-standarderne kan opfattes som en form for kvalitetsstempel. Af denne årsag er det relevant at kende standarderne.

UMIP-metoden
UMIP-metoden er det nærmeste, man kommer til en officiel dansk LCA  metode. Metoden er udviklet på Danmarks Tekniske Universitet støttet af Miljøstyrelsen og Dansk Industri. UMIP står for Udvikling af Miljøvenlige Industri Produkter. UMIP-metoden omfatter både en screeningsmetode, som er kendt som MEKA-metoden, og en detaljeret metode, som forudsætter brugen af EDB. Begge disse metoder er beskrevet i UMIP-håndbøgerne, som er udgivet på dansk i 1996  [Wenzel et al 1996; Hauschild 1996] og på engelsk i 1997-98 [Wenzel et al 1997; Hauschild & Wenzel 1998]. Samtidig med udgivelsen af den engelske version skete der på visse punkter en udvidelse og opdatering af datagrundlaget. I praksis omtales de 2 versioner som UMIP96 og UMIP97. Den detaljerede version af UMIP lever op til ISO-standarderne.

MEKA står for "Materialer, Energi, Kemikalier og Andet" og angiver de overskrifter, der bruges for vurderingskriterierne i denne metode. For materialer (synonym for ressourcer) og energi bruges typisk kvantitative beregninger, mens kemikalier og andet vurderes kvalitativt eller semi-kvantitativt afhængig af, hvor grundigt det gøres.

Andre danske LCA-håndbøger
Af andre danske LCA håndbøger skal nævnes:

  • Kom godt i gang med livscyklustankegangen
    Denne pjece [Remmen & Münster, 2002] beskriver miljøarbejdet på et virksomhedsplan med udgangspunkt i livscyklustankegangen og er på mange måder en god introduktion til den form for LCA, der kendes som livscyklustænkning.
  • Håndbog i miljøvurdering af produkter - en enkel metode
    Denne håndbog [Pommer et al, 2001] er udgivet af Miljøstyrelsen og kan opfattes som en lettilgængelig præsentation af UMIP-metoden. Håndbogen fokuserer på MEKA-metoden, men giver også mange gode råd i forhold til hele processen med at gennemføre en LCA. Håndbogen henvender sig til alle typer af brugere, både virksomheder og andre, og er herudover velegnet til undervisningsformål.
  • Green Networks håndbog i livscyklusvurdering
    Håndbogen [Green Network, 1999] er udviklet af Green Network i Vejle Amt. Håndbogen bygger på UMIP-metoden (hovedsageligt detaljeret niveau). Håndbogen henvender sig direkte til virksomheder og skal anvendes i sammenhæng med Green Networks manual for miljøredegørelser. Håndbøgerne kan opfattes som et eksempel på hvordan lokale miljømyndigheder kan søge at vejlede virksomheder.

SETAC-rapporter
SETAC står for Society of Environmental Toxicology and Chemistry og er et internationalt videnskabeligt selskab. SETAC er det vigtigste internationale forum for videnskabelig diskussion og konsensusskabelse på LCA-området. SETAC har gennem årene udgivet en række rapporter og vejledninger om LCA, som der ofte refereres til. SETAC og SETAC-rapporter er primært relevante for personer, som forsøger at følge med i den videnskabelige udvikling indenfor LCA.

Hollandske LCA-vejledninger
Også i Holland sker der løbende en væsentlig udvikling indenfor LCA. Den centrale håndbog  Environmental life cycle assessment fra 1992 [Heijungs et al 1992] er for nylig blevet opdateret. Den opdaterede udgave med titlen  Life cycle assessment - an operational guide to the ISO-standards
[Guinée et al 2001] kan være relevant for personer, som arbejder med LCA i en international sammenhæng.

EDB-værktøjer
Mange typer software beregnet for LCA er udviklet gennem de sidste 10 år. I rapporten [Jensen et al 1997] er givet et grundigt overblik. Det dominerende EDB-værktøj i Danmark har været UMIPtool, som blev solgt via Miljøstyrelsen. I forbindelse med, at det danske LCA center blev etableret i 2003, er det dog besluttet, at UMIP-tool ikke længere vil blive opdateret.

Udvikling og opdatering af EDB-værktøjer, der kan regne med UMIP-metoden vil fremover ske via det danske LCA-Center. Det forventes, at følgende EDB-værktøjer vil være godkendt til formidling af UMIP-metoden:

GaBi
GABI er det danske LCA-centers officielle samarbejdspartner og GaBi vil løbende blive opdateret, således at det dækker enhver væsentlig udvikling af UMIP-metoden. GaBi er især anvendt af store industrivirksomheder i Europa bl.a. den tyske bilindustri.

SimaPro
SimaPro er formentlig det mest vidtspredte EDB-program til LCA på verdensplan.

 



Version 1.0 Oktober 2007, © Miljøstyrelsen.