Towards sustainable renewable energy production: Developing a Life Cycle Impact Assessment framework for biodiversity impacts

Produkter (f.eks. en datamaskin eller en t-skjorte) og prosesser (f.eks. elektrisitetsproduksjon) påvirker miljøet på flere måter igjennom deres livssyklus. Ambisjonen til livssyklusanalyse (LCA) er å fange og kvantifisere alle disse miljøpåvirkningene, spesielt med tanke på negative påvirkninger på menneskelig helse, økosystemer og abiotiske ressurser. LCA er et verktøy som blir benyttet til å sammenligne miljøpåvirkninger av forskjellige alternativer (f.eks. forskjellige produkter eller scenarioer). Imidlertid er nåværende LCA metodologier ufullstendige, da spesielt med tanke på økosystempåvirkninger og biologisk mangfold. Det er for eksempel ikke mulig å kvantifisere miljøpåvirkninger på biodiversitet fra fornybare energikilder som vind- og vannkraft. Samtidig er det kjent at endringer i vannføring og årstidene disse endringene blir utført på har stor påvirkning på biodiversiteten og økosystemet rundt vannkraftverket. Samtidig kan kollisjoner med rotorbladene på vindturbiner ha negative miljøpåvirkninger på økosystemet rundt en vindkraftverk. Vi har vist at dette er sant for vannkraft i vår første publikasjon fra prosjektet (Gracey og Verones, 2016, Laranjeiro et al. 2018). Prosjektets mål er derfor å utvikle metoder som gjør det mulig å kvantifisere påvirkningen på det biologiske mangfoldet fra (1) landbasert vindkraft og (2) vannkraft. Vi modellerer påvirkninger fra habitattap knyttet til vindkraft (for fugler). For dette utarbeider vi kart over habitater for grupper av arten, samt informasjon om plasseringen av vindkraftverk. Dette vil gjøre det mulig for oss å kvantifisere det potensielle tapet i habitat, samt kollisjonsrisikoen for forskjellige grupper av fugler. Vi har beregnet hvor mye land man taper ved utbygning av vannkraftreservoarene i Norge (Dorber et al. 2018) og jobber med å kvantifisere påvirkninger fra variasjon i vannføring for vannkraft (Dorber et al. 2019a). Vi utvider eksisterende modeller for landbruk fra LCA til også å omfatte landtransformasjon til reservoarområder (dvs. oversvømmelse av land, Dorber et al. 2018 og Dorber et al. 2019b) og bruker våre modeller til mer enn 2000 planlagte vannkraftdammer over hele verden. Mens alle er ansett som økonomisk levedyktige, er effektene på biologisk mangfold (fra landtransformasjon, vanntap og drivhusgassdannelse i reservoarer)svært forskjellige! Noen få dammer har mer enn 50% av aller påvirkninger og ville derfor ikke være bærekraftg med øye på biologisk mangfold.

We developed models to quantify potential impacts of hydropower and wind power generation. For hydropower we have four published and one submitted publication. After a review for identifying the most important hydropower related issues, we have developed several models. For Norway we have developed models to estimate the loss of land due to inundation due to damming and developed a model to estimate the net water consumption of these reservoirs. We have developed characterization factors for estimating the impact of future land loss on biodiversity, in order to be able to predict the impact of future hydropower reservoirs. This (submitted work) we have applied to 10'000 potential reservoir sites worldwide. For windpower we have also started with a review regarding the most pressing issues for birds and bats. Developing models to quantify Norwegian and global potential impacts has taken longer than anticipated, but is well underway now with two manuscripts ready for submission.

Life Cycle Assessment (LCA) is a method that is widely used for assessing the environmental impacts of processes and products throughout their life cycle. However, if assessing environmental impacts from renewable energy production, current LCA methodologies focus in most cases on greenhouse gas emissions, particulate matter emissions and energy accounting. While it is undisputed that renewable energy technologies perform favourably in terms of greenhouse gas emissions, this is not necessarily the case for impacts on biodiversity. Methods for accounting such impacts in LCA are up to now missing. It is the aim of our project to develop LCA methodologies for assessing (direct and indirect) impacts on biodiversity from (1) onshore wind power production, and (2) hydropower. Impacts that will potentially be covered include collision and habitat disturbance for wind power generation, as well as flooding, loss of connectivity, and changes in magnitude and timing of flows for hydropower. The development of such methodologies is planned to take place both at a local (Norway, plant-specific) and global level. Spatially explicit species distribution, such as geographical range areas from IUCN can be applied for different taxonomic groups (such as birds and bats for wind, etc.) on a global level in combination with species-area relationships, while even more detailed local data from the databases of NINA (http://www.nina.no/Kartogdata/Metadatabase.aspx) can be applied on a local scale. In order to test the developed methods, it is planned to apply them to Norwegian, site-specific case studies. On an international scale the developed approaches shall complement existing LCA methodologies, such as ReCiPe or LC-Impact.