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Erschienen in: The International Journal of Life Cycle Assessment 7/2015

01.07.2015 | LCA METHODOLOGY

Cumulative energy demand in LCA: the energy harvested approach

verfasst von: Rolf Frischknecht, Franziska Wyss, Sybille Büsser Knöpfel, Thomas Lützkendorf, Maria Balouktsi

Erschienen in: The International Journal of Life Cycle Assessment | Ausgabe 7/2015

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Abstract

Purpose

Environmental life cycle assessment (LCA) is today an important methodology to quantify the life cycle based environmental impacts of products, services or organisations. Since the very first LCA studies, the cumulative energy demand CED (also called ‘primary energy consumption’) has been one of the key indicators being addressed. Despite its popularity, there is no harmonised approach yet and the standards and guidelines define the cumulative energy demand differently. In this paper, an overview of existing and applied life cycle based energy indicators and a unifying approach to establish characterisation factors for the cumulative energy demand indicator are provided. The CED approaches are illustrated in a building’s LCA case study.

Methods

The five approaches are classified into two main concepts, namely the energy harvested and the energy harvestable concepts. The two concepts differ by the conversion efficiency of the energy collecting facility. A unifying ‘energy harvested’ approach is proposed based on four theses, which ensure consistent accounting among renewable and non renewable energy resources.

Results and discussion

The indicator proposed is compared to four other CED indicators, differing in the characterisation factors of fossil and biomass resources (upper or lower heating value), the characterisation factor of uranium and the characterisation factors of renewable energy resources (amount harvested or amount harvestable). The comparison of the five approaches is based on the cumulative energy demand of a newly constructed building of the city of Zürich covering the whole life cycle, including manufacturing and construction, replacement and use phase, and end of life.
The cumulative energy demand of the life cycle of the building differs between 336 MJ oil-eq/m2a (‘CED uranium low’) and 836 MJ oil-eq/m2a (‘CED energy statistics’). The main differences occur in the use phase. The main reason for the large differences in the results are the different concepts to determine the characterisation factors for renewable and nuclear energy resources.

Conclusions

The energy harvested approach ‘CED standard’ is a consistent approach, which quantifies the energy content of all different (renewable and non-renewable) energy resources. The ‘CED standard’ approach and the impact category indicator results computed with this approach reflect the safeguard subject ‘energy resources’ but not (no other) environmental impacts. The energy harvested approach proposed in this paper can readily be implemented in different contexts and applied to various data sets.

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Fußnoten
1
The maximum systematic deviation in fossil CED values between approaches using the higher and the lower heating value, respectively, is about 10 %.
 
3
www.​minergie.​ch, accessed on August 12, 2014.
 
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Metadaten
Titel
Cumulative energy demand in LCA: the energy harvested approach
verfasst von
Rolf Frischknecht
Franziska Wyss
Sybille Büsser Knöpfel
Thomas Lützkendorf
Maria Balouktsi
Publikationsdatum
01.07.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
The International Journal of Life Cycle Assessment / Ausgabe 7/2015
Print ISSN: 0948-3349
Elektronische ISSN: 1614-7502
DOI
https://doi.org/10.1007/s11367-015-0897-4

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