Using life cycle assessment to predict site-specific biodiversity impacts from the construction phase of future hydropower dams

Abstract

Vannkraft med reservoarlagring kan spille en nøkkelrolle i å redusere klimaendringene ved å tilby fornybar energi med lavt karbonavtrykk og energilagring til en verden med et raskt voksende strømbehov. Imidlertid kan utbyggingen av gjenværende magasinkraftverk potensielt ha store skadevirkninger med hensyn til tap av biologisk mangfold. Denne studien vurderer påvirkningen på biologisk mangfold fra byggematerialer til 743 potensielle fremtidige magasindemninger ved å anvende livssyklusanalyse. Bidraget til påvirkning på biologisk mangfold fra arealbruk, klimagassutslipp, vannbruk, forsuring, ferskvannseutrofiering og dannelse av fotokjemisk ozon ble estimert for to vanlige damtyper, nemlig gravitasjonsdemning og fyllingsdam. Resultatene viste liten forskjell i påvirkningene på biologisk mangfold fra de to damtypene. Arealbruk (okkupasjon og transformasjon) var den viktigste årsaken til påvirkning på biologisk mangfold, før klimagassutslipp på andreplass. Denne studien ble sammenlignet med studien av Dorber et al. (2020) som vurderte påvirkningene på biologisk mangfold fra driftsfasen for de samme vannkraftprosjektene. Påvirkningen på ferskvannsøkosystemer var vesentlig høyere fra driftsfasen, mens medianen av påvirkningen på landbasert biologisk mangfold var høyere fra konstruksjonsfasen. Korrelasjonen mellom konstruksjons- og driftspåvirkninger var svak, noe som tyder på at påvirkningen fra driftsfasen av vannkraftprosjekter er høye når konstruksjonspåvirkningen er lav og omvendt. Funnene i denne studien antyder at det vil være gunstig å inkludere påvirkninger på biologisk mangfold fra konstruksjonsfasen i beslutningsprosesser for fremtidig vannkraftutbygging.

Hydropower with reservoir storage can play a key role in mitigating climate change by providing renewable, low-carbon energy and energy storage capability to a world with a rapidly growing electricity demand. However, the deployment of remaining storage hydropower can potentially have large trade-offs with respect to biodiversity loss. This study assesses biodiversity impacts from construction materials of 743 potential future hydropower dams by applying the life cycle assessment methodology. Biodiversity impact contribution from land use, GHG-emissions, water use, acidification, freshwater eutrophication and photochemical ozone formation were estimated for two common dam types, namely concrete gravity and embankment dams. Results showed little difference in the biodiversity impacts from the two types. Land use (occupation and transformation) was the most important cause of biodiversity impact, before GHG-emissions in second place. This study was compared to the study of Dorber et al. (2020) which assessed the biodiversity impacts from the operation phase for the same hydropower projects. Aquatic biodiversity impact was substantially higher from the operation phase while median terrestrial impact was higher from the construction phase. The correlation between construction and operation impacts were weak which suggest that the operation impacts of hydropower projects are high when construction impacts are low and the other way around. The findings in this study suggest that it would be beneficial to include biodiversity impacts from the construction phase in decision-processes of future hydropower development.