Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2061
Main Title: Symmetric functional modeling in life cycle assessment
Translated Title: Symmetrisches Funktionelles Modellieren in der Ökobilanz
Author(s): Kougoulis, Ioannis-Stefan
Advisor(s): Fleischer, Günter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: In der Ökobilanz (engl. Life Cycle Assessment, LCA) werden die mit einem Produkt verbundenen Umweltaspekte und produktspezifischen potentiellen Umweltwirkungen im Verlauf des Produktlebenswegs von der Wiege bis zur Bahre abgeschätzt. Die Sachbilanz (engl. Life Cycle Inventory, LCI) ist der Teil der Ökobilanz, in dem der Produktlebensweg (LCI-system) modelliert wird. In der Modellierung des Produktlebenswegs bestimmen die Abschneidekriterien die Systemgrenzen. Die Abschneidekriterien beeinflussen die Daten-symmetrie des Produktsystems. Symmetrisch modellierte LCI-system gewährleisten eine hohe Aussagesicherheit der Ökobilanzergebnisse sowie auch die Vergleichbarkeit der untersuchten LCI-Systeme. In der gegenwärtigen Modellierung werden oft aggregierte Daten in der Form von fixierten Modulen benutzt. Die Anwendung von Modulen minimiert erheblich den Zeit- und Arbeitsaufwand der Ökobilanz-Studie und ermöglicht ihre Durchführbarkeit. Die Anwendung von fixierten Modulen führt allerdings auch zur Bildung von Datenasymmetrien, die zur Folge haben, dass die Endergebnisse verzerrt werden. Die symmetrische Modellierung des Produktsystems wurde gründlich untersucht, wenn verschiedene Abschneidekriterien verwendet wurden. Vorteile und mögliche Nachteile von Abschneidekriterien wurden festgestellt und neu entwickelte Versionen von den zuverlässigsten Abschneidekriterien entwickelt. Darüber hinaus ist die Modellierung des Produktsystems im Fall von komparativen Ökobilanzen (eng. comparative LCAs) auf eine solche Art und Weise weiterentwickelt, die die Datensymmetrie gewährleistet. Anhand von diesen theoretischen Untersuchungen wurde die Module-Funktionalität entwickelt, die durch die entwickelte RUN Modellierung umgesetzt wird. In dieser Modellierung können verschiedene Abschneidekriterien erfolgreich integriert werden, die anschließend auf das Modul Subsystem angewendet werden können. Dadurch werden Daten-Asymmetrien vermieden. So ist ein symmetrischer Anpassungsalgorithmus entstanden, der auch bei Datenbanken durchgeführt werden kann. Die manuelle Anwendung von Abschneidekriterien wird durch den Ökobilanzierer nun innerhalb der Datenbanken automatisiert betrieben. Die Durchführbarkeit der entwickelten multifunktionellen Module im Fall von verschiedenen Abschneidekriterien ist an der Fallstudie von Energieerzeugungsmodulen überprüft worden. An den multifunktionellen Modulen wird Datenasymmetriebildung verhindert. Daher übersteigt die durchschnittliche gesamte Performance, eingegeben in Umweltrelevanzreduzierung von den multifunktionellen Modulen im Vergleich zu den derzeitigen konventionellen Modulen 25%. Die empirische Untersuchung bestätigt alle theoretischen Überlegungen und betont die zwingende Notwendigkeit von symmetrischer Modellierung des Produktsystem. Gedruckte Version im Shaker Verlag [http://www.shaker.de/] erschienen.
Life Cycle Assessment (LCA) investigates the environmental performance of the life cycle of products from cradle-to-grave. In Life Cycle Inventory (LCI) phase of LCA the practitioner models the product system. Modeling of the product system (LCI-system) uses cut-off criteria, which determine the LCI-system’s boundaries. The cut-off criteria affect the data symmetry of the modeled LCI-system. Symmetrically modeled LCI-systems result in highly reliable final LCA findings and ensure the LCI-systems’ comparability. Current modeling practice often use fixed modules (aggregated data) due to the minimum required time and effort of an LCA. However, this results in the formation of asymmetrical data, which biases the final LCA outcome. The symmetric modeling of the product system was thoroughly investigated when different cut-off criteria were applied. The advantages and possible drawbacks of the cut-off criteria were detected and new developed versions were coined. Furthermore, the product system modeling in case of comparative LCAs was also further developed in a way that ensures the data symmetry. Based on these findings, module functionality was developed using the so-called RUN modeling. This encompassed successfully the proposed cut-off criteria, which when applied on module subsystem, prevents the formation of asymmetry data. Based on the RUN models, a module symmetric adjustment algorithm has been established which can be used also by databanks. The application of the cut-off criterion has now been shifted from the practitioner (manually) to the databank (automatically), which is quite advantageous. The easy operation of the developed multifunctional modules when different cut-off criteria are applied was verified in studying energy production modules. The overall performance of these multifunctional modules compared with the current available fixed modules showed an average reduction, due to data asymmetry prevention of the overall environmental score, which exceeds 25%. The empirical findings complement the theoretical considerations and stress the importance of symmetric modeling of the product system even further. Printed version available from Shaker Verlag: [http://www.shaker.de/]
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-18639
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2358
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2061
Exam Date: 20-Dec-2007
Issue Date: 13-Jan-2009
Date Available: 13-Jan-2009
DDC Class: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Subject(s): Ökobilanz
Abschneidekriterien
Systemgrenzen
Symmetrie
Produktlebensweg
LCA
cut-off criteria
system boundaries
symmetry
life cycle
Usage rights: Terms of German Copyright Law
ISBN: 978-3-8322-7249-4
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