Wirkungsbilanz Vorlesung: Grundzüge “Ökologisches Systemdesign” Methodik Ökobilanz Wirkungsbilanz Teil 3: Beispiel für eine vollaggregierende Methode (ReCiPe) Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 1 Wirkungsbilanz Lernziele Lernziel Kennenlernen einer schadensbasierten Methode zur Wirkungsabschätzung Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 2 Wirkungsbilanz ReCiPe ReCiPe: Schadensbasierte Methode Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 3 Wirkungsbilanz Respiratorische Effekte Gesundheitsschäden durch PM10- und Ozonexposition Disability adjusted life years (DALY) Gesundheitlicher Schaden (DALY) Anzahl Fälle Schadensanalyse Luftkonzentrationen Intake Fractions Effect assessment • YLL: Statistiken (Sterblichkeit) der WHO • YLD: Schätzung des Schweregrads und der Krankheitsdauer Partikel VOC NOx ... Fate/exposure models Epidemiologische Studien Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 4 Wirkungsbilanz Ionisierende Strahlung Ionisierende Strahlung Disability adjusted life years (DALY) Sachbilanz Gesundheitlicher Schaden (DALY) Schadensanalyse Fälle Krebs (Anzahl und Art), Erbschäden Intake (Inhalation, Externe Strahlung, Nahrungsaufnahme) Effect assessment z.B. epidemiologische • YLL: Statistiken Studien (Sterblichkeit) der WHO • YLD: Schätzung des Schweregrads und der Krankheitsdauer Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD Radioaktive Emissionen (Bq) Fate/exposure assessment (z.B. Gaussianplume Modell für Luft, box model für Flüsse) 5 Wirkungsbilanz Karzinogene Effekte Modellierung der Wirkungspfade bis zum «Endpunkt» Beispiel Humantoxizität (Beispiel krebserregende Effekte) Disability adjusted life years (DALY) Welche Schäden? Gesundheitlicher Schaden (DALY) Welche Effekte? Krebsentstehung (Anzahl Fälle und Art) Schadensanalyse Wohin geht der Stoff? Welche Exposition? Wie viel emittiert? Intake (Inhalation, ingestion) Sachbilanz z.B. Schwermetalle Effect assessment Fate/exposure assessment Multimediamodell Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 6 Wirkungsbilanz Karzinogene Effekte Schätzung DALYs*: Verwendung von Statistiken über Überlebensraten sowie Krankheitsdauern Berechnung der verlorenen Lebensjahre (YLL) sowie der „years lived disabled (YLD)“. YLL und YLD ergeben zusammen die disability adjusted life years (DALYs). * Das DALY Konzept wurde ursprünglich von WHO und World Bank für die Allokation von Gesundheitsausgaben entwickelt. Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 7 Wirkungsbilanz Schadensanalyse Schätzung Years of Life Lost (YLL) Standard Lebenserwartungstabellen (Murray et al 1996) Alter 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Lebenserwartung 82 72 63 53 44 34 25 16 9 4 2 Anzahl Krebsfälle pro kg emittierte Substanz zusammen mit statistischer Information über Alter und Lebenserwartung ermöglicht Abschätzung von YLL Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 8 Wirkungsbilanz Schadensanalyse Quantifizierung der Years of Life Disabled (YLD) Behinderungsklasse Schweregrad Beispiele 1 0.00-0.02 Scheckhaut im Gesicht 2 0.02-0.12 schwere Halsentzündung, schwere Blutarmut 3 0.12-0.24 eingegipster radialer Knochenbruch, Unfruchtbarkeit, rheumatische Arthritis, Angina 4 0.24-0.36 Amputation unterhalb des Knies, Taubheit 5 0.36-0.50 Geistig leicht Zurückgebliebene, Down Syndrom 6 0.50-0.70 Starke Depressionen, Blindheit, Paraplegie 7 0.70-1.00 Aktive Psychose, Demenz, starke Migräne Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 9 Wirkungsbilanz Schadensanalyse karz. Effekte Berechnung der DALYs abhängig vom Alter TotalDALY ni (1 SRi ) YLLi ni YLDi i i n S D i i i i Total DALY: ni : SRi: Si: Di: DALYs pro kg emittierte Substanz Anzahl Krebsfälle pro Krebsart i Überlebensrate bezogen auf i Schweregrad pro Krebsart i Krankheitsdauer Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 10 Wirkungsbilanz Treibhauseffekt (ReCiPe) Quelle: ReCiPe Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 11 Wirkungsbilanz ReCiPe ReCiPe: Schadensbasierte Methode Normalisierung/ Gewichtung Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 12 Wirkungsbilanz LCIA: Normalisierung Normalisierung Bezug der Gesamtwirkungen auf ein ausgewähltes Referenzsystem (z.B. europäische Gesamtauswirkungen pro Person und Jahr) Zweck der Normalisierung: 1. Vorbereitender Schritt für die Gewichtung 2. Signifikanz des Umweltschadens 3. Fehlersuche NDFi = DFi / Ni NDFi: normalisierter Schadensfaktor für Schadensklasse i (z.B. menschliche Gesundheit) DFi : Schadensfaktor für i Ni: Gesamtschaden in Europa pro Person und Jahr Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 13 Wirkungsbilanz LCIA: Gewichtung Gewichtung H > 33% R < 33% E < 50% H>E>R 3 Ieco = ∑ NDFi * wi i=1 Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 14 W Wirkungsbilanz Gewichtung Relevanz der Gewichtung für den Produktevergleich WEQ = 100% WEQ Gewichtungsfaktor für Schäden am Oekosystem A=B WHH Gewichtungsfaktor für Schäden an der menschlichen Gesundheit WR Gewichtungsfaktor für Schäden an den Ressourcen WEQ + WHH + WR = 100% A besser als B HH = 100% A schlechter als B A bezüglich R schlechter als B, aber bezüglich H und E besser WR = 100% Quelle: Hofstetter 1998, Vorlesung R. Frischknecht Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 15 Wirkungsbilanz Gewichtung Quelle: Doka 2002 Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 16 Wirkungsbilanz Werthaltungen Egalitarist Individualist Hierarchist Kriterien Argumente Erfahrung Evidenz Managementstil Vorsorgend Anpassend Kontrollierend Haltung gegenüber Natur Achtsam Nichteinmischend Regulierend Risikohaltung Risikoaversiv Risikofreudig Risikoneutral Wahrnehmung der Zeit Langfristig dominiert Kurzfristig dominiert Balance zwischen kurz- und langfristig Wahrnehmung des Menschen Gut geboren, formbar Selbstsüchtig Sündig Wahrnehmung der Natur Vergänglich Gutartig Launisch, tolerant Quelle: Hofstetter 1998, Vorlesung R. Frischknecht Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 17 Wirkungsbilanz Werthaltungen Umsetzung Kulturtheorie Beispiel: Berücksichtigung krebserregender Substanzen: Gruppe Substanzeigenschaft 1 Krebserregend 2A Wahrscheinlich krebserregend 2B Möglicherweise krebserregend 3 Nicht klassifizierbar 4 Wahrscheinlich nicht krebserregend Egalitarist Individualist Hierarchist Quelle: Vorlesung R. Frischknecht Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 18 Wirkungsbilanz Gewichtung 100% 0% x 10% x 90% 20% 80% x 30% 70% x xx 40% x x xx x 60% x xx 50% x xx 50% 60% x x x 40% x x 70% x x x x xx x 30% xx 80% x 20% xx x 90% x 10% x He alt h Panel-Befragung Ec os yst em es urc so Re 100% 0% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Quelle: Mettier 1999 Human Health Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 19 Wirkungsbilanz Gewichtung Individualist wHH = 55% wEH = 25% wR = 20% Quelle: Mettier 1999 Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 20 Wirkungsbilanz Gewichtung Egalitarist wHH = 30% wEH = 50% wR = 20% Quelle: Mettier 1999 Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 21 Wirkungsbilanz Gewichtung Hierarchist wHH = 30% wEH = 40% wR = 30% Quelle: Mettier 1999 Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 22 Wirkungsbilanz Gewichtung Recipe - Gewichtung • Eigene Gewichtung über Gewichtungsdreieck ODER • 3 Wertehaltungen zur Auswahl (ermöglicht Sensitivitätsrechnungen) Grundzüge Ökologische Systemanalyse www.ifu.ethz.ch/ESD 23
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