Greenhouse gas emission assessment using OmrådeLCA: Case study of the Zero Emission Neighbourhood Ydalir

Abstract

Det bygde miljø, relatert til bygninger og transport, er en stor bidragsyter til utslipp av klimagasser. Det er en økende interesse innen bærekrafts vurderinger på områdenivå. For å kunne vurdere klimaeffekten av ulike tiltak og valg ved utvikling av områder på en korrekt måte, er det viktig å ta hensyn til effekten bygningers beliggenhet har. Livssyklusanalyser (LCA) gir en egnet metode for slike vurderinger.

Denne studien har som mål å gjennomgå og forbedre LCA-verktøyet OmrådeLCA, laget av Asplan Viak. OmrådeLCA brukes til å vurdere klimagassutslipp fra områdeutvikling og sammenligner ulike utviklingsscenarier opp mot en referanse. Verktøyet tar sikte på å svare på spørsmålet: Hva er den beste utviklingsbanen for et gitt prosjekt med hensyn til å minimere klimaeffekten?

I arbeidet med å forbedre OmrådeLCA, samt validering av metodikk og resultater, har relevant litteratur og standarder blitt gjennomgått. En grundig undersøkelse av det metodiske rammeverket LCA er utført, samt beskrivelser av beregningsprinsipper, metodikk og tilnærmingen til forbedringer av den reviderte versjonen av OmrådeLCA. Videre har OmrådeLCA blitt brukt til å vurdere klimagassutslippene fra nullutslippsområdet Ydalir.

OmrådeLCA sin bruk av systemutvidelse er en funksjon som gjør OmrådeLCA forskjellig fra de fleste andre beregningsverktøy, og gjør verktøyet velegnet til å vurdere de samlede konsekvensene for utslipp fra områdeutvikling. Sammenlignet med den opprinnelige versjonen av OmrådeLCA, gir den reviderte versjonen mer transparente resultater og flere funksjoner og alternativer å velge blant.

I beregningene av klimagassutslippene fra Ydalir utgjør transport 64% av de totale klimagassutslippene, mens materialer og energibruk i drift bidrar til henholdsvis 35% og 2%. Sensitivitetsanalyser viser at valgene som gjøres, og data som brukes i modellering av transport, har de mest betydelige innvirkningene på de resulterende klimagassutslippene. Derfor er det viktig å gjennomføre en grundig analyse av faktorer som påvirker transport for å oppnå representative resultater ved bruk av OmrådeLCA, underbygget av det faktum at 64% av de totale klimagassutslippene kommer fra transport. Resultatene viser også at Ydalir vil møte betydelige utfordringer i målet om å bli et nullutslippsområde. Det må gjøres betydelige tiltak for å redusere klimagassutslippene, spesielt for transport.

Resultatene fra analysen av Ydalir med OmrådeLCA er sammenlignet med resultater fra samme case vurdert med et verktøy utviklet av NTNU. Dette verktøyet brukes vanligvis i en mye senere del av en planfase enn OmrådeLCA, og bruker prosjektspesifikke data i en mye større grad. Sammenligningen viser relativt små forskjeller i de beregnede resultatene. Denne lille variasjonen i beregnede resultater viser at OmrådeLCA kan gi rimelige estimater selv i en tidlig planfase. Ettersom det er i en tidlig del av planleggingsfasen beslutninger i et prosjekt har størst potensial for utslippsreduksjoner, er dette en stor fordel for OmrådeLCA som et verktøy for beslutningstaking.

The built environment, referring to buildings and transportation, is a major contributor to emissions of greenhouse gases (GHGs). There is increasing interest within the field of urban sustainability assessment regarding estimates on the neighbourhood scale. In order to correctly assess the climate change impacts of different measures and choices made in area development, it is essential to take the effects of building location into account. Life cycle assessment (LCA) provides a suitable methodology for such assessments.

This thesis aims at reviewing and improving the LCA tool OmrådeLCA, made by Asplan Viak. OmrådeLCA is used to assess GHG emissions from area development and compares different development scenarios with a reference scenario. The tool aims at answering the question: what is the best development path for a given project, with respect to minimising climate change impact?

In the effort of improving OmrådeLCA and validating its methodology and results, relevant literature and standards have been reviewed. A thorough examination of the methodological framework LCA has been carried out, as well as descriptions of calculation principles, methodology and approach of the improvements of the revised OmrådeLCA. Further, OmrådeLCA has been used to assess the GHG emissions from the Zero Emission Neighbourhood (ZEN) Ydalir.

OmrådeLCA’s system expansion approach is a feature that sets it apart from most other calculation tools and makes it well suited to assess the overall consequences for emissions from area development. Compared to the original version, the revised version of OmrådeLCA provides more features and calculation alternatives to choose among, in addition to presenting results in a more transparent way.

In the assessment of the GHG emissions from Ydalir, results show that transportation contributes to 64% of the total GHG emissions, while materials and operational energy use account for 35% and 2%, respectively. Sensitivity analyses emphasize that choices made, and data used in modelling of transportation, significantly impact resulting GHG emissions. Thus, conducting a thorough analysis of factors affecting transportation is vital for obtaining representative results when using OmrådeLCA, underscored by the fact that transportation constitutes to as much as 64% of GHG emissions for Ydalir. The results also show that Ydalir faces a substantial challenge in achieving its ambition of reaching the definition of zero emission used in this thesis. Considerable additional efforts to reduce GHG emissions need to be made, especially for transportation.

The results from the assessment of Ydalir using OmrådeLCA have been compared with results for the same case assessed with a tool developed by NTNU. NTNU’s tool is intended for a much later phase of a project than OmrådeLCA and uses project-specific data to a much greater extent. The comparison shows relatively small differences in the calculated results. This small degree of variation in calculated results demonstrates that OmrådeLCA can provide reasonable estimates even at an early phase. As decisions made in the early planning phases of a project have the highest potential for emission reductions, this is a great advantage for OmrådeLCA as a decision-making tool.