Wirkungskategorien Flashcards
Funktionen Wirkungsabschätzung
- Herstellung eines funktionalen Zusammenhangs zwischen den Daten der Sachbilanz und den Umweltauswirkungen
- Verdichtung der Ergebnisse → Interpretierbarkeit, Übersichtlichkeit
Grundsätze Wirkungsabschätzung
➢ WA liefert in Verbindung mit anderen Phasen der Ökobilanz eine das ganze System erfassende Sicht der umwelt- und ressourcenrelevanten Themen für ein oder mehrere Produktsysteme.
➢WA ordnet die Sachbilanzergebnisse Wirkungskategorien zu.
➢ WA unterscheidet sich von anderen Verfahren (z.B. Umweltverträglichkeitsprüfung, Risikobewertung), da sie einen relativen Ansatz darstellt, der auf einer funktionellen Einheit basiert
Bestandteile Wirkungsabschätzung
Verbindliche Bestandteile:
- Auswahl WK, WI und Modelle
- Einteilung von Sachbilanzergebnissen (Klassifizierung)
- Berechnung Wirkungsindikatorergebnisse (Charakterisierung) –> Charakterisierungsmodell und -faktoren
- Wirkungsindikatorenergebnisse (Wirkungsabschätzungsprofil)
Wahlweise Bestandteile:
- Normierung
- Ordnung
- Gewichtung
- Analyse Datenqualität
Sachbilanzergebnis
Die die Systemgrenze überschreitenden und aggregierten Flüsse sind die Basis für die Wirkungsabschätzung (z.B. Treibhausgase)
Wirkungskategorie
Klasse wichtiger Umweltthemen, in die die Sachbilanzergebnisse eingeteilt werden können (z.B. Klimaänderung, Versauerung)
Wirkungskategorieindikator:
Quantifizierbare, repräsentierende Darstellung einer Wirkungskategorie (z.B. Verstärkung Infrarotstrahlung)
Wirkungsendpunkt:
Attribut oder Aspekt der natürlichen Umwelt, der menschlichen Gesundheit oder der Ressourcen, der ein wichtiges Umweltthema identifiziert. (z.B. Korallenriff, Wald, Ernten)
Charakterisierungsfaktor:
Ein Faktor, der aus einem Modell abgeleitet wurde, das für die Umwandlung der zugeordneten Elementarflüsse in die gemeinsame Einheit des Wirkungsindikators angewendet wird. (Anm.: die gesamte Einheit erlaubt die Zusammenfassung in ein Wirkungsindikatorergebnis) (z.B. Erderwärmungspotenzial für jedes THG (kg Co2equ/kg Gas))
Umweltwirkungsmechanismus:
Ein System physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse für eine vorgegebene Wirkungskategorie, die die Sachbilanzergebnisse mit den Wirkungsindikatoren und den Wirkungsendpunkten verbindet. (z.B. Maß der Beziehungen zw. dem Wirkungsindikator und Wirkungsendpunkt)
Charakterisierungsmodell:
z.B. IPCC- Modell
Indikatorergebnis:
z.B. kg der CO2equ.
Mid-point:
Wirkungskategorien und ihre Charakterisierungsmodelle können in der „Mitte“ oder am „Ende“ der Ursache-Wirkungskette definiert werden
wissenschaftlich eher abgesichert, aber abstrakt: z.B. Treibhauspotential: CO2 -Äquivalente
End-point:
sehr unsicher, aber Wirkung als tatsächlicher Schaden z.B. Verlust menschlicher Gesundheit: disability adjusted life years (DALY)
Klassifizierung
➢ Ausgangspunkt ist die Input-Outputliste der Sachbilanz (Elementarflüsse)
➢ Theoretisch: Klassifizierung heißt, durch jede Substanz dieser Liste durchgehen und ermitteln, zu welcher Umweltwirkung sie beiträgt.
➢ Praktisch: Klassifizierung wird oft übergangen, da die Sachbilanzergebnisse mittels Ökobilanzsoftware direkt in Wirkungsindikatorergebnisse umgerechnet werden.
– direkte Charakterisierung
– Implizite Annahme, dass die Charakterisierungsmodelle die Klassifizierung korrekt und vollständig vorgenommen haben.
➢ Dies trifft aber selten zu, z.B. für die Wirkungskategorien zu Toxizität gibt es wegen fehlender Modellierungsdaten nur ein paar hundert Charakterisierungsfaktoren (dabei viele Pestizide), aber tausende potentiell toxisch relevanter Substanzen.
→ Sachbilanz immer checken, ob alle wesentlichen Emissionen charakterisiert werden.
Multiple Umweltwirkungen
Problematik: Die Klassifizierung ergibt drei Gruppen von Sachbilanzergebnissen:
1. Elementarflüsse, die zu keiner Umweltwirkung (Wirkungskategorie) beitragen. → „überflüssig“
2. Elementarflüsse, die zu genau einer Umweltwirkung (Wirkungskategorie) beitragen.
→ Charakterisierung eindeutig
3. Elementarflüsse, die zu mehreren Umweltwirkungen (Wirkungskategorien) beitragen.
→ Problematik der evtl. Doppelzählung
Lösungsansatz:
Unterscheidung zwischen parallelen und seriellen Wirkungsmechanismen.
- parallel: Es kann real nur eine Wirkung eintreten, z.B. SO2 kann toxisch auf den Mensch oder versauernd wirken. → Fluss wird zwischen den Wirkungskategorien aufgeteilt.
- seriell: Es können beide Wirkungen nacheinander eintreten, z.B. NOx kann erst als Katalysator zur Bildung bodennahen Ozons und dann zur Versauerung beitragen zugeordnet werden → Fluss wird in beiden Wirkungskategorien voll gezählt.
Global Warming Potential (GWP):
➢ Allgemein anerkannter Äquivalenzwert zur Aggregation von THG hängt von 2 Faktoren ab:
- Absorptionskraft (a i) der THG für Infrarot-Strahlung
- Verweildauer der THG in der Atmosphäre bezogen auf 1 kg CO2 und einen Zeitraum von 100 Jahren Das GWP von 1 kg der Substanz i wird relativ zum Gas CO2 angegeben, dessen GWP gleich 1 gesetzt wird (Shine, 1990):
Versauerungspotenzial (Acidification Potential AP):
➢ Wirkungsparameter für die Versauerung von Gewässern und Böden
➢ gibt die Fähigkeit von Stoffen an, Protonen direkt oder nach Reaktion mit Wasser abzuspalten, und zwar normiert auf Schwefeldioxid
➢ typische Substanzen bspw. Ammonika, Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff
Photochemical Oxidant (Ozone) Creation Potential:
➢ (POCP) beschreibt das O3 -Bildungspotential von 1 kg emittierten organischen Gases in der Troposphäre (kg O3/kg emittierte Substanz) relativ zu dem POCP von Ethen, das den Wert 1 zugewiesen bekommen hat.
➢ typische Substanzen bspw. Flüchtige Kohlenwasserstoffe
Stratosphärischer Ozonabbau:
➢ Abbau des stratosphärischen Ozons und folglich Abnahme der Ozonschicht auf Grund von FCKW-Emissionen
➢ Schutzgüter: Menschliche Gesundheit und Ökosystem
Humantoxizität:
➢ Schädigung der menschlichen Gesundheit durch Aufnahme von toxischen Stoffen (Unterteilung karzinogene & nicht karzinogene Wirkung)
➢ Schutzgut: Menschliche Gesundheit
Eutrophierung:
➢ Wirkungskategorie Eutrophierung: Anreicherung von Nährstoffen (v.a. Stickstoffverbindungen und Phosphate) in Gewässern und Böden (Unterscheidung terrestrisch & aquatisch)
➢ Schutzgut: Ökosystem
Landnutzung:
Landnutzung:
➢ Wirkungskategorie Landnutzung: Auswirkungen auf das Ökosystem durch umgewandeltes Land (Transformation) und Veränderungen in der Landnutzung (Okkupation) •
Abiotischer Ressourcenverbrauch (ADP) [
Abnahme der Ressourcenverfügbarkeit
CML 2002:
bildet Inputseite ab
➢ Empfohlene Methode für mineralische und fossile Ressourcenknappheit
Optionale Bestandteile
wenn keine eindeutige Aussage getroffen werden kann, soll dies die Entscheidungsfindung unterstützen Normierung, Ordnung, Gewichtung
Normierung
➢ Definition: Berechnung der Verhältnisse der Wirkungsindikatorergebnisse zu geeigneten Referenzwerten
➢ Ziel: Erleichterung des Verständnisses der Wirkungsindikatorergebnisse durch gleiche Dimension der Wirkungsindikatoren
➢ Referenzwerte: Kenngrößen für Wirkungsindikatoren für ein bestimmtes Gebiet (z.B. globale jährliche THG-Emission als GWP), pro Kopf der Bevölkerung eines Gebietes oder für ein Referenz-Szenario
➢ Normierung ist KEINE Gewichtung, d.h. ein höherer spezifischer Beitrag heißt nicht, dass diese Umweltwirkung am „wichtigsten“ ist.
➢ Normierung wird manchmal als „Pseudo-Gewichtung“ verwendet – das ist falsch → keine gestapelte Darstellung (außer bei expliziter Gleichgewichtung aller Wirkungen)
➢ Unterscheidung „Regionale“ Normierung – „Globale“ Normierung
Ordnung
Einordung/Gruppierung in Kategorien
Problem: Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für Entscheidungsträger in der Regel nicht eindeutig
Ziel:
- Verdichtung der Wirkungsabschätzungsergebnisse zu einem Ranking als Entscheidungshilfe
- Gewichtung zu einem Wert für veröffentlichte Vergleiche nach ISO verboten:
→ Ordnung als letzte Stufe eingeführt
➢ Ordnung ist die Einteilung von Wirkungskategorien in eine/mehrere Klassen und kann eine Einordnung und/oder Rangbildung einschließen.
➢ Ordnung ist ein optionaler Bestandteil mit zwei möglichen Verfahren:
- die Wirkungskategorien auf einer nominalen Skala zu ordnen (z. B. anhand von Charakteristika wie Inputs/Outputs oder globale, regionale und lokale räumliche Maßstäbe)
- die Wirkungskategorien in einer vorgegebenen Hierarchie einzuordnen (wie z. B. hohe, mittlere und niedrige Priorität).
➢ Rangbildung beruht auf Werthaltungen. Verschiedene Einzelpersonen, Organisationen und gesellschaftliche Gruppen können verschiedene Präferenzen haben verschiedene Kreise bei der Rangbildung gleicher oder normierter Indikatorwerte zu verschiedenen Ergebnissen gelangen.
Gewichtung
➢ Gewichtung ist ein optionaler Bestandteil mit zwei möglichen Verfahren:
- die Indikatorwerte/ die normierten Ergebnisse mit ausgewählten Gewichtungsfaktoren umzuwandeln
- diese umgewandelten Indikatorwerte/ normierten Ergebnisse über Wirkungskategorien hinweg zusammenzufassen
➢ Die Gewichtungsschritte beruhen auf Werthaltungen, nicht wissenschaftlich begründet.
➢ Gewichtung darf nicht in Ökobilanz-Studien angewendet werden, die für die Verwendung in zur Veröffentlichung vorgesehenen vergleichenden Aussagen bestimmt sind.
UBA-Methode
➢ Ausgangspunkt: Klassifizierung und Charakterisierung wurde durchgeführt Ordnungsschritt
Charakteristika der Methode:
1. Bewertung auf Grundlage des Vergleichs zweier Systeme
2. Orientierung an übergeordneten Schutzgütern Ökologische Schutzgüter: 1. Menschliche Gesundheit, 2. Struktur und Funktion von Ökosystemen, 3. Natürliche Ressourcen
3. Orientierung am bestehenden und angestrebten Gesundheits- und Umweltzustand
Priorisierung:
Eine Wirkungskategorie oder ein bestimmtes Wirkungsindikatorergebnis wird als umso umweltschädigender beurteilt, ihm wird eine umso höhere Priorität beigemessen
Rangbildung für ökologische Gefährdung und Distance to Target:
➢ mit A, B, C, D, E-Skala; für A=sehr groß, E=sehr gering den Wirkungskategorien zu ordnen
Rangbildung spezifischer Beitrag:
➢ Erfolgt abhängig von der konkreten Ökobilanzstudie
➢ Bestimmung des spezifischen Beitrags in den Schritten
CML-Methode 2001
„Klassische Midpoint-Methode“
+ Studienspezifische Wirkungskategorien (z.B. Lärm, Geruch…)
+ spezifische Wirkungsindikatoren und Charakterisierungsmodelle für einzelne Wirkungskategorien
Methode der ökologischen Knappheit – Ökofaktoren 2013
➢ aus der Schweiz, erstmals 1990, 2013 letzte Überarbeitung der Ökofaktoren
➢ nach “distance to target” Prinzip wie weit ist Umwelt von gewünschtem Zustand entfernt
➢ aktuelle Emissionswerte und schweizerischen internationalen Ziele spielen wesentliche Rolle für Bestimmung der Ökofaktoren
Problematisch: Anwendung der Methode in anderen Ländern Anpassung der Emissionsfaktoren für andere Länder
Eco-indicator 99
➢ Schadensbasierte Wirkungsabschätzungsmethode mit einem Singlescore-Ergebnis am Ende
➢ Betroffene Sphären: Techno-Sphäre (Lebensweg des Produktes), Öko-Sphäre (Modellierung Umweltschaden), „Werte“-Sphäre (Modellierung der Wichtigkeit des Schadens)
DALY
Das DALY Konzept wurde ursprünglich von WHO und World Bank für die Allokation von Gesundheitsausgaben entwickelt: abhängig vom Alter anhand Überlebensrate wie viele Lebensjahre verloren gehen
ReCiPe-Methode
➢ aktuelle Methode, wird am häufigsten verwendet
➢ Weiterentwicklung der CLM- und Eco-Indicator Methode
➢ verbindet Indikatoren auf midpoint- und endpoint- Level
- erhöht Flexibilität und Einheitlichkeit
- 18 midpoint Indikatoren mit unterschiedlicher Aussagekraft
- 3 endpoint Indikatoren (Areas of protection)
- Aufbauen auf dem midpoint Indikator wird der enpoint Indikator modelliert
- Indikator midpoint-level: Strahlungsantrieb
- Indikator endpoint-Level: DALY & PDF
- Generelle mipoint- endpoint Problematik besteht weiterhin (hohe Aussagekraft, hohe Unsicherheit, wissenschaftlich robust, abstrakte Indikatoren)
➢ Berücksichtigte Schutzgüter: menschliche Gesundheit, Ökosystem und Ressourcen
