Das Konzept Water Footprint - kompetenz-wasser.de · Das Konzept Water Footprint 3 Fachgebiet Sustainable Engineering • Technische Universität Berlin – Fakultät III – Prozesswissenschaften

Technische Universität BerlinInstitut für Technischen UmweltschutzFachgebiet Sustainable Engineering

Prof. Dr. Matthias FinkbeinerM.Sc. Markus Berger

Berlin, d. 24.06.10

- Das Konzept Water Footprint - Stand der Entwicklung und Fachdiskussion eines neuen

Umweltindikators

Das Konzept Water Footprint 2

Agenda

Water Footprint

• Einleitung

• Water Footprint Methoden

• Fallstudie


Fachgebiet Sustainable Engineering

• Technische Universität Berlin

– Fakultät III – Prozesswissenschaften

• Institut für Technischen Umweltschutz

– Fachgebiet Sustainable Engineering

• Ziele:

– Methoden und Tools zur “Messung” von Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit

– wissenschaftliche Lösungen für Nachhaltigkeit durch Technologie.

Kompetenz StakeholderPraxisbezug

Problemorientierung

ZielStellhebel


Toolbox of Sustainable Engineering

Anwendung

Forschung

LCSA

Öko-/Ressourcen-

effizienz

Ökobilanz

Carbon footprintWater footprint

„Life Cycle Thinking“

LCSA = Life CycleSustainability Assessment


ISO TC207 Life Cycle Assessment

ISO Chairman TC207/SC5 Life Cycle Assessment( Water Footprint Standard)

Chairman Advisory Committee TC207 since June 2008 in BogotaConvenor of the Chair´s Portfolio Task Group since Nairobi 2010


UNEP Member of International LC Panel

seit Dezember 2008

http://www.unep.org/


Blue Angel - Jury Umweltzeichen


Einleitung

• Wasser ist eine lebenswichtige nicht ersetzbare Ressource

• Nur 2,5 % der globalen Wasserreserven sind nutzbares Süßwasser, welches sehr

unterschiedlich verteilt ist

• Wasserknappheit in vielen Teilen der Welt führt zu verschiedenen Problemen:

– Unterernährung infolge fehlender

Beregnung in der Landwirtschaft

– Infektionskrankheiten infolge

unzureichender Trinkwasserqualität

– Schädigung des Ökosystems infolge

reduzierter Artenvielfalt

• Wasserbedarf wächst doppelt so schnell wie die Weltbevölkerung

Nachhaltiges Wassermanagement ist unbedingt notwendig!


Einleitung

• Der ‚Water Footprint‘ gibt die über den Lebensweg eines

Produktes genutzte Frischwassermenge an (und analysiert die

Konsequenzen dieser Wassernutzung)

• Es gibt verschiedene Water Footprint Methoden

– Eigenständige Water Footprint Methoden

– Water Footprint Methoden, die eine Analyse der Wassernutzung

in Ökobilanzen ermöglichen:

• Methoden zur Bilanzierung der Wassernutzung auf

Sachbilanzebene

• Methoden zur Beurteilung der aus Wassernutzung resultie-

renden Konsequenzen auf Wirkungsabschätzungsebene


Agenda

Water Footprint

• Einleitung

• Water Footprint Methoden

• Fallstudie


Eigenständige Methoden

Virtuelles Wasser

Water Footprint nach Hoekstra & Hung (2002)

Methoden aus Ökobilanz

Water Footprint Methoden

Wasser- inventare

Wirkungs- abschätzungs -methoden

GaBiecoinventVince (2007)etc.

EDIP, RessourcenExergyFrischknecht (2006)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)

Berger, M. & Finkbeiner, M.Water Footprinting: How to addresswater use in LCA? Sustainability 2010, 2(4)http://www.mdpi.com/2071-1050/2/4/919/


Virtuelles Wasser

• Virtuelles Wasser wird unterteilt in:

Blaues Wasser: Oberflächen- und Grundwasser

Verbrauch von blauem Wasser:

Verdunstung von Oberflächen- und Grundwasser

Grünes Wasser: Bodenfeuchtigkeit

Verbrauch von grünem Wasser:

Evapotranspiration von Regenwasser

Graues Wasser: durch Abwasser verschmutztes Wasser

Verbrauch von grauem Wasser:

Wassermenge die benötigt wird, um Abwasser soweit

zu verdünnen, das Grenzwerte eingehalten sind


Virtuelles Wasser

Quelle: http://www.waterfootprint.org


Virtuelles Wasser



Virtuelles Wasser



Water Footprint nach Hoekstra und Hung (2002)

• Der “Water Footprint” eines Produktes gleicht seinem

virtuellem Wasserverbrauch

• Zusätzlich werden Informationen bereitgestellt, wo

der Wasserverbrauch stattfindet

• Water Footprints können berechnet werden für:

– Produkte

– Firmen

– Nationen

http://www.waterfootprint.org

http://www.waterfootprint.org/


Water Footprint nach Hoekstra und Hung (2002)

• Kritikpunkte an Virtuellem Wasser & Water Footprint nach Hoekstra & Hung:

– Relevanz des grünem Wasserverbrauchs (Evapotranspiration Regenwasser) umstritten

– Verbrauch von grünem Wasser sollte im Vergleich zur natürlichen Evapotranspiration nicht landwirtschaftlich genutzter Flächen gesehen werden

– Verbrauch von grauem Wasser (Verdünnung von Abwasser) ist abhängig von den zugrunde gelegten Qualitätsstandards

– Blauer, grüner und grauer Wasserverbrauch werden meist addiert ohne das einzelne Beiträge ersichtlich sind Impliziert Gleichwertigkeit

– Angabe über die verbrauchte Wassermenge lässt noch keine Schlüsse über die daraus resultierenden Konsequenzen für Mensch und Natur zu

192 l/Glas (0,2l) 90 l/Glas (0,3l)

Ist Bier besserals Wein?

192 l/Glas (0,2l) 90 l/Glas (0,3l)

Ist Bier besserals Wein?


Water Footprint Methoden

• Um die Konsequenzen einer Wassernutzung für

Mensch und Natur abschätzen zu können, müssen

zusätzliche Faktoren berücksichtigt werden:

– Lokale Wasserknappheit am Ort der Wassernutzung

Konsequenzen einer Wassernutzung werden stark von der Knappheit beeinflusst

– Genutzte Gewässerart (Grund-, Oberflächenwasser, Bodenfeuchtigkeit, etc.)

Unterschiedliche Gewässer erfüllen unterschiedliche Funktionen

– Wasserqualität des genutzten Wassers

Unterschiedliche Wasserqualitäten ermögliche unterschiedliche Nutzungen

– Wohlstand am Ort der Wassernutzung

Reiche Länder können Wasserknappheit besser kompensieren als arme

Wirkungsabschätzungsmethoden in Ökobilanzen versuchen diese Faktoren (teilweise) zu berücksichtigen


Bayart et al. (2009)

• Methode zur Abschätzung von Konsequenzen für die menschliche Gesundheit

• Beinhaltet Inventarisierungs- und Wirkungsabschätzungsmodell

• Charakterisierungsfaktoren werden wie folgt berechnet:

ά

- Wasserknappheit, gemessen über WTA (withdrawal-to-availability) Quotienten

U - Anzahl der vom Wasser erfüllten Funktionen

Q - Qualitätsfaktor, Kennzahl wird über Energiebedarf ermittelt, der zur

Aufbereitung auf Trinkwasserqualität benötigt wird

CA - Kompensationsfähigkeit basierend auf sozio-ökonomischen Parametern

• Charakterisierungsfaktoren haben die Einheit ‚m³ Frischwasseräquivalent‘

)1( CAQUCF iiii −⋅⋅⋅=α

Regionder in kommen Wasservoreserneuerbar jährlichesRegioneiner in zung Wassernutjährliche

=WTA


Pfister et al. (2009)

• Methode bewertet aus Wasserverbrauch resultierende Schäden für 3 Schutz- objekte, indem gesamte Ursache-Wirkungsketten modelliert wird:

• Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich und ein Zusammenfassen der aus Wasserverbrauch resultierenden Schäden mit den durch Ressourcenverbrauch, Emissionen, Abfällen, etc. hervorgerufenen Schäden

Wasserverbrauch

Gesundheitsschäden durch Unterernährung

Gesundheit RessourcenÖkosystem

Single-Score

Fehlendes Wasser für Beregnung

Wasserverbrauch

Verlust von Artenvielfalt

Verlust von grünem Wasser

Wasserverbrauch > Erneuerungsrate

Aufzehrung natürlicher Frischwasserressourcen


Pfister et al. (2009)

• Endpoint Schadensbetrachtung für Schutzgüter „Menschliche Gesundheit“

– Berechnung regionaler Schadensfaktoren mithilfe von Regressionsanalysen


Wirkungsabschätzung des Wasserverbrauchs


Technische Universität BerlinInstitut für Technischen UmweltschutzFachgebiet Sustainable Engineering

[email protected]

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