Challenges of an LCA based decision making framework – the case of EU sustainability criteria for biofuels

Abstract

The European Union (EU) has set a 10% target for renewable energy in transportation by 2020 in its Renewable Energy Directive (RED). The EU has also set sustainability criteria for biofuels, including a greenhouse gas (GHG) calculation method to study the emission saving gained by biofuels compared to fossil fuels. Only biofuels accepted by these criteria can contribute to the renewable energy targets and benefit from national support systems. The GHG calculation method is an application of life cycle assessment (LCA) framework, which is often used to study the environmental impacts of biofuels. This thesis aims to analyse how a tool based on LCA framework can support decision making on biofuels in policy context and what are the challenges encountered.

Even though LCA is a widely applied tool for evaluating the environmental im-pacts of products, several challenges remain – for example related to system boundary setting, allocation procedure, and parameter assumptions. In policy context, the needed simplifications of the LCA framework create an extra chal-lenge. The results of this study show that the current RED GHG assessment method cannot alone guarantee the climate change mitigation benefits due to biofuel use. Therefore, several suggestions to develop the RED GHG criteria are given. General clarification of the RED guidelines concerning the interpretation problems, appropriate data, and cut-off criteria is needed. The uncertainty of the GHG results needs to be acknowledged, as LCA always present only an estima-tion of the real world. Economic allocation could be used instead of energy allocation, in order to clarify the economic causality of the analysed systems as well as the double counting rule of the RED for waste and residue based feedstocks. An important addition to the current RED method is to recognize the significance of potential loss of ecosystem carbon stocks and additional carbon sequestration related to bioenergy chains. This can be done by including the land use reference system in bioenergy LCA. The RED sustainability criteria and the EU bioenergy policy should be further developed in order to guarantee the use of most climate beneficial bioenergy options.

Euroopan unioni (EU) on Uusiutuvan energian direktiivissään (RED) asettanut 10 %:n tavoitteen uusiutuvan energian käytölle liikennesektorilla vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen lisäksi EU on julkaissut biopolttoaineille kestävyyskriteereitä, joihin sisältyy kasvihuonekaasupäästöjen (khk-päästö) laskentamenetelmä biopolttoaineiden päästövähennyksen määrittämiseen fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Ainoastaan kestävyyskriteerit täyttävät biopolttoaineet lasketaan mukaan uusiutuvan energian tavoitteisiin ja voivat hyötyä kansallisista tukijärjestelmistä. Khk-päästöjen laskentamenetelmä perustuu elinkaariarviointiin (LCA), jota käytetään usein biopolttoaineiden kestävyyden määrittelyssä. Tässä väitöskirjassa tutkitaan, miten elinkaariarviointiin perustuva työkalu sopii biopolttoaineisiin liittyvään politiikkasidonnaiseen päätöksentekoon ja mitä haasteita arviointiin liittyy.

Vaikka elinkaariarviointia on käytetty laajasti tuotteiden ympäristövaikutusten arviointiin, menetelmään sisältyy edelleen haasteita liittyen esimerkiksi järjestel-märajaukseen, päästöjen allokointiin eri tuotteiden välillä sekä laskentaparametrien määrittelyyn. Kun elinkaariarviointia käytetään poliittisessa päätöksenteossa, tarvittavat yksinkertaistukset voivat lisätä menetelmään liittyviä haasteita. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, ettei RED:n khk-laskentamenetelmä yksin riitä biopolttoaineiden ilmastohyötyjen varmistamiseen. Työssä annetaan kriteeristölle useita kehitysehdotuksia. RED:n laskentaohjeistusta tulisi selkeyttää liittyen laskentamenetelmän tulkintaan, lähtötietojen hyväksyttävyyteen sekä niiltä vaadittavaan tarkkuustasoon. Khk-laskentaan liittyvät epävarmuudet tulisi tunnistaa ja huomioida, sillä elinkaariarviointi esittää aina vain arvion todellisuudesta. Hintaperusteisen allokaation soveltaminen energia-allokoinnin sijaan selkeyttäisi tuotteiden välisiä taloudellisia syy-seuraus suhteita sekä RED:n tuplalaskentasääntöä jäte- ja tähdepohjaisille raaka-aineille. Tärkeä lisäys RED:n khk-laskentaan olisi tunnistaa bioenergian tuotantoon liittyvät mahdolliset ekosysteemien hiilivarastojen vähenemät ja menetetty hiilensidonta. Nämä vaikutukset voidaan tunnistaa huomioimalla maankäytön vertailutilanne bioenergian elinkaariarvioinnissa. RED:n kestävyyskriteereitä ja EU bioenergiapolitiikkaa tulisi edelleen kehittää, jotta taattaisiin tehokkaimmin ilmastonmuutoksen hillintää tukevien bioenergiajärjestelmien käyttö.