Evaluation of water-related indicators in LCA : a water scarcity assessment of waste cooking oil based renewable hydrocarbons

Abstract

This master’s thesis evaluates different water-related indicators to increase understanding on how the selection of indicators affect the water scarcity assessment results. This study identifies global challenges to water and explains methodology of selected midpoint water-related indicators. The water scarcity assessment is done for waste cooking oil (WCO) based renewable hydrocarbon product’s Cradle-to-Gate life cycle, including AWARE, WAVE+, WSI, and Ecological Scarcity method indicators. The water indicator results are not comparable because they have different units, and methodology and scaling differences in characterization factors. Thus, in this study the comparison was made by calculating the corresponding results for fossil naphtha and comparing the results between indicators by using these fossil results as a reference. The comparison indicated that WCO-based renewable hydrocarbons fall within the midrange of fossil-based naphtha range when OECD+BRIC characterization factor is selected. In addition, this study showed that the contribution of individual life cycle inputs varied across selected indicators. For instance, chemicals input appeared to have the highest contribution in AWARE indicator, covering 80%, whilst in other selected indicators the contribution of chemicals is around 30-46%.

Tämä diplomityö arvioi erilaisia vesi-indikaattoreita parantaakseen ymmärrystä siitä kuinka indikaattorien valinta vaikuttaa vesiniukkuuden arvioinnin tuloksiin. Työssä tunnistetaan veden käyttöön ja vesistöihin kohdistuvia globaaleja haasteita ja selitetään valittujen keskipiste (midpoint) vesi-indikaattoreiden laskentamenetelmiä. Vesiniukkuuden arviointi tehdään käytetystä paistorasvasta (WCO) valmistettujen uusiutuvien hiilivetyjen kehdosta portille (Cradle-to-Gate) elinkaarelle, käyttäen AWARE, WAVE+, WSI ja Ecological Scarcity indikaattoreita. Vesi-indikaattorin tulokset eivät olleet vertailukelpoisia, koska niillä on erilaiset yksiköt, sekä metodologisia ja skaalauseroja karakterisointikertoimissa. Täten, tässä tutkimuksessa vertailu tehtiin laskemalla vastaavat tulokset fossiiliselle naftalle ja vertaamalla tuloksia indikaattoreiden välillä käyttämällä fossiilisia tuloksia referenssinä. Vertailutulokset osoittivat, että WCO-pohjaiset uusiutuvat hiilivedyt sijoittuvat keskelle fossiilisen naftan haarukkaa, kun valitaan OECD+BRIC-karakterisointikerroin. Tämä tutkimus osoittaa, että yksittäisten elinkaaren aikaisten syötteiden (life cycle inputs) osuus vaihtelee valituissa indikaattoreissa, esimerkiksi kemikaalien valmistus näyttää olevan suurin AWARE indikaattorissa, noin 80%, kun taas muissa indikaattoreissa kemikaalien osuus on noin 30–46%