Bæredygtig. ldning. - anvendelse af livscyklusvurdering (LCA) ErhvervsPhD af Berit Godskesen. Samarbejde mellem HOFOR og DTU Miljø

Transkript

1 Bæredygtig indvinding og kalkfældning ldning - anvendelse af livscyklusvurdering (LCA) ErhvervsPhD af Berit Godskesen Samarbejde mellem HOFOR og DTU Miljø 2 problemstillinger: 1. kalkfældning 2. vandforsyningsteknologier

2 Motivation for miljøevaluering i forsyningen What is the problem? 2

3 Derfor miljøevaluering i forsyningen! Der er trusler mod vores blå og grønne økosystemer! Værktøjer til at evaluere problemerne kvantitativt: LCA og water footprinting er almindeligt anvendt i industrien men er relativt nye i forsyningenssektoren 3

4 LCA princippet i en LCA Bortskaffelse eller recirkulering - LCA resultat inddeles i kategorier som ifølge EDIP-metoden (environmental design of industrial Udvinding products) af er: råmaterialer - forsuring (SO 2(eq) ) - drivhuseffekt (CO 2(eq) ) Driftsfase Miljøpåvirkning = n Q ij * CF ij Etablering af system - næringsstofberigelse (NO 3(eq) ) - smogdannelse (C 2 H 6(eq) ) Produktion -normalisering af enhed bliver komponenter personækvivalent(pe) per 1 m 3 vand per årlige påvirkning fra en gennemsnits EU-borger -vægtning distance to political targets (PET, personal equivalent targeted) 4

5 Livscyklusvurdering (LCA) Oprindeligt udviklet til at opgøre et produkts miljøpåvirkning Anvendes mere og mere på systemer, fx vand Anvendes i højere grad til beslutningsstøtte i komparative studier Et internationalt bredt anerkendt værktøj til miljøpåvirkning Rio konventionen og mange andre definerer bæredygtighed ud fra de 3 dimensioner Miljø (fx CO 2, vandforbrug) Økonomi Samfund LCA anvendes til miljødelen 5

6 Livscyklusvurdering (LCA) 2 problemstillinger 1. LCA af central (på vandværkerne) kalkfældning af drikkevand 2. LCA af vandforsyningsteknologier, inkl. ferskvandspåvirkning 6

7 1. LCA af kalkfældning ldning af drikkevand Effekter på vandværker og i husholdninger af den reducerede hårdhed (Godskesen et al. (2012)) 7

8 1. LCA af kalkfældning ldning af drikkevand Miljøbesparelser ved blødgøring fra og fra 20-8 o dh Break even point - der hvor det miljømæssigt betaler sig (Godskesen et al. (2012)) 22 mg/l som CaCO 3 ~ 1,1 o dh 8

9 1. LCA af kalkfældning ldning af drikkevand Miljø afdækket af LCA Samfundsøkonomisk opgørelse Samfundet sparer 4,6 kr/m 3 Kundeefterspørgsel 9

10 2. LCA af vandforsyningsteknologier 4 alternative cases som opfylder EU s Vandrammedirektiv A0 Base case alternativ A3 Ny kildeplads +20km A2 Kompenserende foranstaltninger A1 Regn- & vejvandsopsamling A4 Afsaltning af havvand 10

11 2. LCA af vandforsyningsteknologier System boundaries System til indtag af vand, energi materialer, kemikalier, energi Energi, rør transport og spildevandsbehandling Groundwater, Rain or Sea water Water Intake Treatment Distribution and Distribution effects in the households Energy for transport and treatment of waste water Discharge to the sea

12 2. LCA af vandforsyningsteknologier Total miljøpåvirkning Grundvandsbaserede teknologier Men hvad med hårdhed? leveres samme produkt i alle cases? Hårdhed, mg/l as CaCO 3 ( o dh) A0, A2, A3: 362 (20 o dh) A1: 171 (10 o dh) (Godskesen et al. (accepted Water Research 2013)) A4: 108 (6 o dh) 12

13 2. LCA af vandforsyningsteknologier System boundaries + effekt af vandets hårdhed Groundwater, Rain or Sea water Water Intake Treatment Distribution and effects in the households Energy for transport and treatment of waste water Discharge to the sea

14 Inddragelse af effekter af vandets hårdhedh Reduceret hårdhed af regnvand og afsaltning: Miljøpåvirkning aftager: A1 35% A4 40% Total miljøpåvirkning (Godskesen et al. (accepted Water Research 2013)) 14

15 Sammenligning af centraliseret drikkevand med flaskevand Hvad er CO 2 -udledningen af centraliseret drikkevand? Centraliseret vandforsyning fra grundvand til hanen udleder gange mindre CO 2 end flaskevand Hvis vi havde centraliseret afsaltning af havvand, ville vi udlede gange mindre CO 2 Reference S ystem C ou n try of s tud y Jungblu th, B ottled water in non-returnable S witzerland P E T bottle N iccolu ci e t al., B ottled water in non-returnable Italy P E T bottle Gods kesen et al. (III ) C entralized drinking w ater supply, D enm ark groundw ater based Gods kesen et al. (III ) C entralized drinking w ater supply, desalination of seawater D enm ark, hypothetical k gc O 2-eq/L 1.8E-1 1.4E-1 1.9E-4 1.3E-3 15

16 2. LCA af vandforsyningsteknologier Hvad lærte l vi? LCA er velegnet til at foretage en miljøevaluering af vandsystemer, men vi skal huske at: Placere systemafgrænsninger velovervejet sådan at cases er sammenlignelige fx inddrage vandets hårdhed Standard LCA håndterer pt ikke påvirkning af grundvandsindvinding vi tog en eksisterende metode og videreudviklede den, ved at: 16

17 Hvad er påvirkningen p af ferskvandet? den nationale skala No stress in Denmark on a national scale (ref. Smathkin et al, 2004) Water stress indicator (WSI) WSI = WU/(WR-EWR) water use renewable water resource (wr) environmental water requirements (ewr) 17

18 Water stress indicator (WSI) Lokal skala gør g r en forskel Freshwater withdrawal impact FWI = i Q i * Cf local (Lévová & Hauschild, 2011) WR WU EWR = 65% of WR Stress

19 2. LCA af vandforsyningstekno. med FWI Agenda Why central softening? How? Is health affected? Rankordning af cases: Hvis vand er the new carbon så bør vi også fokusere på FWI / water footprinting Money & Environment does central softening A1, A4, A0, A2, A1, A3 make a difference? Questions to you and the presenters? Ikke-ferskvands ressourcer foretrækkes i forhold til grundvand når vi inkluderer FWI Afsaltning ændres fra sidst til 2. bedst 19 (Godskesen et al. (accepted Water Research 2013))

20 Konklusioner LCA er velegnet til miljøevaluering af systemer og er et anerkendt værktøj Problemstilling 1: LCA af central kalkfældning viste, at det er miljømæssigt set en god idé at fjerne kalk Problemstilling 2: at regnvandsopsamling og grundvandsindvindingen er en miljøvenlig måde at producere vand Ved inddragelse af ferskvandsindvindingens påvirkning i standard LCA en bliver teknologier, der ikke baseres på ferskvand favorable Perspektivering LCA vil blive almindeligt at anvende i industriers, herunder forsyningers, daglige drift Mere viden om ferskvandspåvirkning fx videreudvikle et water footprint 20

21 TAK Dem der støttede ErhvervsPhD en: HOFOR, DTU Miljø, Forsknings & Innovationsstyrelsen HOFOR-kollegaer for databidrag og inspiration Jer fordi I lyttede med 21