Including biodiversity aspects in life cycle assessments - A case study of forest-based biofuel

Abstract

Analysing the environmental impact connected to biofuels has lately become more important due to the European Commission’s energy and climate target for 2020. These targets includes among others, 20 % reduction of greenhouse emissions and 20 % energy efficiency. One important solution for achieving this climate target is to increase the renewable fuel sector. In order to decide which biofuels that are of importance to focus on for further development is to use a life cycle assessment (LCA) to analyse the different environmental impacts caused by the biofuels life cycle. Biodiversity and ecosystem services are environmental categories that recently have become more of interest to include in environmental analysis assessments such as life cycle assessments.

Biodiversity involves the diversity of genes within species or ecosystem, diversity of species within ecosystems, and diversity among ecosystems with in an area. This underlies all ecological processes and therefore it is vital to be able to utilize ecosystem services. Including this concept in lifecycle assessments are very complicated and until recently few methodologies existed for enable this.

The largest biodiversity losses have been found to be caused by land use changes and for this reason has this been the main focus for including biodiversity in LCA. The aim of this thesis is therefore to investigate if and how it is possible to include biodiversity aspects in LCA, if not- what is needed to enable this or are alternative methods necessary? This were answered by conducting a case study for forest based DME where two different methodologies were tested.

From the literature and case study it was possible to draw some conclusions about the possibility for including biodiversity aspects in LCAs. First or all, most biodiversity indicators are based on species richness for a land use type compared to a reference. This is a very simplified measure of the whole biodiversity concept and may not say so much of the impact on the ecosystem by only analyse how many species that is lost in one taxonomic group as a proxy for the whole biodiversity. Moreover, it is very complicated to perform the calculations required for the characterizations factors. Against this background one can doubt how good this indicator is. What is needed is more research and data available to include more biodiversity indicators as well as more taxonomic groups and altered geographic locations in the characterization factors. In this way the current methodology be improved.

Popular Abstract (Swedish)

Inkludera biodiversitet i livscykelanalyser
- Hur fungerar det?

Biodiversitet är ett begrepp som innefattar mångfalden av arter, ekosystem och gener. Ju större mångfald desto bättre. Hur kan man koppla mångfald i naturen till produktion av olika biodrivmedel och varför är detta viktigt?

Att världens befolkning står för en stor utmaning att minska utsläppen av växthusgaser för att dämpa den globala uppvärmningen, är ett ämne som nog inte undgått någon de senaste decennierna. Växthusgaser släpps ut vid tillverkning av i princip alla produkter och en av de största klimatbovarna är transportsektorn. En övergång från fossila drivmedel till drivmedel tillverkade av förnyelsebara resurser (biodrivmedel) är därför en viktig del av att minska den globala uppvärmningen. För att försäkra oss om att rätt biodrivmedel satsas på, kan en livscykelanalys (LCA) användas för att beräkna biodrivmedlets miljöpåverkan under dess livscykel. Det vill säga hur stor miljöpåverkan produkten genererar från att man utvinner råmaterialet till att man återvinner produkten. Många olika typer av miljöpåverkanskategorier inkluderas i en LCA; växthusgaser, försurning, övergödning, energiåtgång bland annat, och under de senaste åren har behovet av att inkludera påverkan på biodiversitet blivit allt större.

Biodiversitet är dock ett komplicerat begrepp som innefattar mångfald av gener, arter och ekosystem. Hur kan man mäta detta och vad säger det egentligen? I examensarbetet testas två olika metoder för möjliggöra denna inkludering. Då förändring av markanvändning, så som att gå från skog till åker, har visat sig vara den största orsaken till biodiversitetsförlust, fokuserar metoderna för att inkludera biodiversitet i LCA på detta. Med markanvändning menas den mark som utnyttjas för att tillverka produkten, det kan vara den area som krävs för produktionsanläggningen, eller/och den area som krävs för att utvinna råmaterialet. Detta görs genom att ta reda på vad för typ av mark som används samt vilken area det är och under hur lång tid. För att kunna relatera detta till inverkan på biodiversiteten behövs en karakteriseringsfaktor för aktiviteten, och det är just metoder för att beräkna karakteriseringsfaktorer som undersöks i studien.

Den ena metoden som testas baseras på att mäta artantal av kärlväxter (örter, buskar och träd) för olika marktyper som relateras till en referens för att kunna utvärdera statusen på biodiversiteten för en viss markaktivitet. Finns det färre arter på en viss typ av mark i jämförelse till referensen indikerar detta en negativ inverkan på biodiversiteten. Denna metod visade sig vara känslig för vilken data man använde i beräkningarna. För att beräkningarna skall vara tillförlitliga måste samma datamängd användas i alla marktypsberäkningar, i annat fall kan resultaten bli väldigt motsägelsefulla. Den andra metoden som testades i studien var en metod som undersökte förutsättningarna för biodiversitet. Genom att titta på vad som är viktigt för biodiversiteten för en viss typ av mark och genom att titta på dessa parametrar, kan man beräkna statusen på biodiversiteten för en viss marktyp. För skogstypen i norra Sverige, som studien undersökte, visade sig mängden död ved vara en bra indikator för biodiversitet och avsaknaden av detta kan vara ett hot för biodiversiteten.

Varför är det viktigt att inkludera biodiversitet i produkters livscykelanalyser? Eftersom alla produkter tillverkas av olika naturresurser är vi beroende av att dessa även kommer att finnas i framtiden. Detta beroende kallas ekosystemtjänster, det vill säga tjänster som naturen tillhandahåller oss människor. Detta kan då vara till exempel biomassa, som kan användas för att tillverka biodrivmedel, matgrödor, och rent vatten. För att dessa tjänster från naturen skall fungera krävs det att biodiversiteten bevaras. Om det då är möjligt att inkludera detta i en LCA, kan man kvantifiera vilka produkter som är hållbara ur biodiversitetssynvinkel, och på så vis lättare tillverka produkter som inte äventyrar framtida generationers leverne.

Detta är en sammanfattning av examensarbetet ”Inkludering av biodiversitetsaspekter i livscykelanalyser – En fallstudie av skogsbaserat biodrivmedel” av Siri Willskytt (LTH 2015)

• author: Willskytt, Siri
• supervisor: Pål Börjesson
• organization: Environmental and Energy Systems Studies; Environmental Engineering (M.Sc.Eng.)
• course: FMI820 20142
• year: 2015
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: LCA, Biodiversity, Biofuels, Land use, Methodology, Forest
• report number: ISRN LUTFD2/TFEM--15/5102--SE + (1-99)
• ISSN: 1102-3651
• language: English
• id: 7373376
• date added to LUP: 2015-06-23 09:29:08
• date last changed: 2015-06-23 09:41:22