Der Water Footprint: Abschätzung der ökologischen Wirkung der Wassernutzung bei der Ökobilanzierung

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1 Der Water Footprint: Abschätzung der ökologischen Wirkung der Wassernutzung bei der Ökobilanzierung Christian Remy Kompetenzzentrum Wasser Berlin 26. Berliner Wasserwerkstatt am 24. Juni

2 Inhalt des Vortrags Methodik und Aufbau einer Ökobilanz Wassernutzung in der Ökobilanz Inventarisierung Wirkungsabschätzung Der Water Footprint ein neuer Indikator? 2

3 Methodik der Ökobilanz Drei Dimensionen der Nachhaltigkeit: 1. Ökologisch 2. Ökonomisch 3. Sozial Ökobilanz = Abschätzung potentieller ökologischer Effekte eines Produkts/Systems über Emissionen + Ressourcenverbrauch Zweck: Erfassung aller wesentlichen Umwelteinwirkungen eines Produkts/Prozesses Vermeidung der Verlagerung von Umwelteinwirkungen in andere Problemfelder oder Lebenszyklusabschnitte Besonderheiten: Lebenszyklus-Ansatz ( von der Wiege bis zur Bahre ) Quantitativer Bezug auf funktionelle Einheit Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsanalyse Ökobilanz (LCA) Lebenszykluskosten (LCC) Soziale LCA (SLCA) 3

4 Aufbau einer Ökobilanz nach ISO 14040/44 Rahmen einer Ökobilanz Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens Sachbilanz (Inventar) Auswertung Water footprint? Wirkungsabschätzung + Kritische Prüfung durch externe Experten 4

5 Wassernutzung in der Ökobilanz Traditionell: Ökobilanz für Vergleich von Produkten Wassernutzung wurde früher nicht detailliert berücksichtigt: Methodik der Ökobilanz kommt aus Industrieländern ohne offensichtlichen Wassermangel Wasser wird nicht verbraucht, ist erneuerbar Große regionale Unterschiede in der Bedeutung Anpassungsfähigkeit von Industrieländern Heute: Wasserknappheit ist regional eine bedeutende ökologische und ökonomische Einschränkung Ökobilanzen in der (globalisierten) Landwirtschaft, Biokraftstoffe, Entwicklung von Methoden, die Wassernutzung und deren ökologische Wirkung in die Ökobilanz zu integrieren 5

6 Water footprint Methoden in Ökobilanzen Sachbilanz Wirkungsabschätzung Wasserinventare Midpoint Bewertung Endpoint (Schaden) Bewertung GaBi Ecoinvent Vince (2007) etc. EDIP, Ressourcen Exergy Methode der ökolog. Knappheit Brent et al. (2004) Mila i Canals et al. (2008) Bayart et al. (2009) Bayart et al. (2010) Motoshita et al. (2008) Motoshita et al. (2009) Van Zelm et al. (2009) Verones et al. (2010) Humbert and Maendly (2008) Pfister et al. (2009) Payet et al. (2010) Bouley et al. (2010) 6

7 Wasserinventare: Sachbilanz der Wassernutzung Inventar = Sachbilanz, Erfassung aller Inputs und Outputs Herzstück der Ökobilanz = meiste Arbeit! Datenquellen: Kernprozesse = eigene Messungen + Daten Hintergrundprozesse = Datenbanken Für Water footprint ist detaillierte Aufschlüsselung der Wassernutzung notwendig: BLAU + GRÜN + GRAU Direkt (durch Kernprozesse) Indirekt (z.b. durch Vorketten für Energie, Materialien, ) Informationen über Ort und Zeit der Nutzung Rückfluss ins System? Outputs an anderer Stelle? Nutzung im Gewässer (in-stream) oder Entnahme (off-stream) Qualitative Nutzung (= Verschmutzung, Erwärmung) oder verbrauchende Nutzung 7

8 Anforderungen an die Inventardaten Wirkungsabschätzung (midpoint) Wirkungsabschätzung (endpoint) Bewertungsmethode GaBi ecoinvent Global Water Tool Vince (2007) Virtuelles Wasser Water Footprint EDIP, Ressourcen Exergy Methode d. ökol. Knappheit Brent et al. (2004) Mila i Canals et al. (2008) Bayart et al. (2009) Motoshita et al. (2008) Motoshita et al. (2009) Van Zelm et al. (2009) Humbert & Maendly (2008) Pfister et al. (2009) In-/Output Wasserflüsse Anforderungen an die Inventardaten Geografische Differenzierung Wasserqualitätsdifferenzierung Gewässerdifferenzierung Sachbilanz 8

9 Probleme bei der Inventarisierung Zielkonflikt bei der Datenqualität: Präzision Aufwand Aufwand bei der Datenbeschaffung: Gleiche Qualität der Datensätze? Räumliche und zeitliche Auflösung? Verschiedene Indikatoren mit gleicher Datenqualität? Beispiel: Datenbank Ecoinvent 2009 (CH) Produkt: Warmwasser vom Solarkollektor Fehlende Informationen - Wo? (Land, Einzugsgebiet) - Wann? (Jahreszeit, Trocken-/Regenzeit) - Welche Nutzung? (Qualität, Quantität) - Rückfluss bzw. Output? 9

10 Zukünftige Inventarisierung der Wassernutzung Datenbanken werden ergänzt mit Informationen zur Wassernutzung Bei einfachen Produktsystemen: möglich Geografische Informationen: relativ einfach möglich Wassertyp (Art und Qualität): schwierig im nachhinein Inventar für Wassernutzung nach Bayart et al Hoher Aufwand, um Daten zur Wassernutzung in gleicher Qualität und Methodik für alle wichtigen Prozesse zu erheben Gefahr der Asymmetrie bei Ökobilanzen! 10

11 Wirkungsabschätzung über Indikatoren Indikatoren der Ökobilanz beschreiben potentielle ökologische Effekte ( potential impacts ) Charakterisierungsfaktoren stellen Relation zwischen den verschiedenen Emissionen her (Beispiel: Bestimmung des Carbon footprint in CO 2 -Äquivalenten) Modellierung der Wirkungen von Emissionen bzw. Ressourcenverbrauch: Emissionen + Ressourcenverbrauch Midpoint Indikatoren für Effekte Endpoint Wirkung auf Schutzgüter (Menschliche Gesundheit, Ökosysteme, Ressourcen) Charakterisierungsfaktoren für Wassernutzung? Schadensfaktoren für Wassernutzung? 11

12 Beispiel für Charakterisierungsfaktoren: Methode der ökologischen Knappheit (Schweiz) Wichtungsfaktor = (Wassernutzung / Kritischer Fluss)² Definition: Kritischer Fluss = mittlere Wasserknappheit Bedingung für mittlere Wasserknappheit: Nutzung = 20% der erneuerbaren Ressourcen Wichtungsfaktor = (Wassernutzung / 20% der erneuerbaren Ress.)² Daten: FAO 2005 (Aquastat Datenbank) 12

13 Beispiel: Schweizer Umweltbelastungspunkte für Spargel und Tomaten 13

14 Beispiel für Schadensfaktoren: Menschliche Gesundheit Methode: Eco-indicator 99 (Niederlande) Pfister et al 2009, EST 43 (11), Schadensfaktoren für menschliche Gesundheit über Unterernährung (+ mangelnde Hygiene, hier nicht erfasst) 14

15 Beispiel für Schadensfaktoren: Qualität der Ökosysteme Methode: Eco-indicator 99 (Niederlande) Schadensfaktoren für Ökosysteme über Artenvielfalt hier: Vielfalt von Gefäßpflanzen Pfister et al 2009, EST 43 (11),

16 Water Footprint: ein neuer Indikator? Wassernutzung betrifft Ressourcenverbrauch (Quantität) und Emissionen (Qualität) Quantitativer Ressourcen-Indikator existiert schon: Abiotischer Ressourcenverbrauch (Fossile Brennstoffe, Erze, und Wasser?) Nur für endliche Ressourcen (= nicht erneuerbar) Qualitative Indikatoren der Wasserverschmutzung existieren: Eutrophierung (N, P, CSB) Versauerung (NH 3, NO x, SO 2 ) Aquatische Ökotoxizität (Schwermetalle, ) Verwendung des Water Footprint als eigener Indikator? ACHTUNG: Nicht doppelt zählen!! (z.b. Grauwasser) 16

17 Vereinheitlichung der Water Footprint Methode Arbeitsgruppe der ISO zur Definition einer einheitlichen Methode für den Water Footprint als eigenständigen Indikator In Ökobilanzen: Vereinheitlichung durch UNEP/SETAC Life Cycle Initiative 1. Entwicklung eines methodischen Rahmens 2. Bewertung von Modellen zur Berechnung von Charakterisierungs- und Schadensfaktoren 3. Anwendung und Vergleich an Fallstudien und Empfehlungen für die praktische Umsetzung Leitung: A. Köhler (ETH Zürich) und E. Aoustin (Veolia Paris) 17

18 Zusammenfassung Wasserverbrauch wurde traditionell nicht genügend berücksichtigt in der Ökobilanz Inventardaten über aufgeschlüsselte Wassernutzung sind aufwändig zu erheben und noch nicht ausreichend verfügbar Regionalisierte Faktoren zur Wirkungsabschätzung werden entwickelt und sind schon verfügbar Integration des Water Footprint in bestehendes Indikatorensystem nicht doppelt zählen! Verschiedene Ansätze sind in der Entwicklung Standardisierung durch ISO Ökobilanzen: UNEP-SETAC Life Cycle Initiative 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 19