2004 ekvall t. weidema b.p. int. j. life cycle assess

8/8/2019 2004 Ekvall T. Weidema B.P. Int. J. Life Cycle Assess

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LCA Me thodology Consequ ential Li fe Cycle Inventory Analysis

LCA M ethodologyI

System Boun daries and In pu t Data inCon sequential L ife Cy cle Inventory An alysisT o m a s E k v a l P * a n d B o P . W e i d e m a 21Energy Systems Techno logy Division, Chalm ers University of Technology, SE-412 96 G 6tebo rg, Sweden2 2 .-0 L C A c o n s u l ta n t s , Ama g e r to rv 3 , 2 , DK-1 1 6 0 Ko b e n h a v n K , De n m a rk* C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ([email protected])

D O h h t t p :/ / d x .d o i . o r e /1 0 . 1 0 6 5 / I c a 2 0 0 4 . 0 3 . 1 4 8A b s t r a c tGo a l , S c o p e a n d B a c k g r o u n d . A conseque ntial life cycle assess-ment (LCA) is des igned to genera te in form ation on the conse-quences o f decis ions. This p ape r includes a comprehensive pres-en ta t ion of the consequent ia l approach to sys tem boundaries ,allocation an d data selection. It is based on a text producedwith in the SETAC-Europe wo rk ing g roup on scenarios in LCA.For mos t o f the methodolog ica l p rob lems , we descr ibe idea lmeth odolo gical solutions as well as s implifications intended tomak e the method feas ible in p rac t ice .M e t h o d . We compile, sum ma rize and refine descriptions of con-sequential metho dology elements that have been presented in sepa-rate papers , in addition to methodological elements and generalconclusions tha t have n ot p reviously been published.Res ul t s and Conclus ions . A consequential LCA ideally includesactivities within and outside the life cycle that are affected by achange within the life cycle of the pro duct under investigation. Inm any cases this implies the use of margin al data and that alloca-tion is typically avoided through system expansion. The modelresulting fr om a consequential life cycle inventory (L CI) also in-cludes the alternative use of constrained prod uction factors aswell as the marg inal supply and dem and on affected markets. A sa result, the consequential LC I mode l does not resemble the tra-ditional L CI model, whe re the ma in m aterial flows are describedfrom ra w mate r ia l ex trac t ion to w as te management . Ins tead, i t i sa mo del of causal relationships originating at the decis ion at handor the decis ion-maker that the LC I is intended to inform.K e y w o r d s : Alloca tion; con sequential life cycle inventory analy-s is ; input da ta ; method ology; m ode l l ing ; sys tem boundaries

1 I n t r o d u c t i o n1 . 1 B a c k g r o u n dT h e l if e cy c le m o d e l d e v e l o p e d i n a l i fe c yc l e i n v e n t o r y a n a l y -s is ( L C I ) s h o u l d b e a n a p p r o p r i a t e d e s c r i p t i o n o f th e r e l-e v a n t p a r t s o f t h e t e c h n o l o g i c a l s y s te m . W h a t p a r t s a r e re l -e v a n t d e p e n d s o n t h e a i m o f t h e s t u d y . T h e c o n s e q u e n t i a lL C I m e t h o d o l o g y d e s c r i b e d i n t h i s p a p e r a i m s a t d e sc r i b in gh o w t h e e n v i r o n m e n t a l l y r e l e v a n t p h y s ic a l fl o w s to a n d f r o mt h e t e c h n o l o g i c a l s y s t e m w i l l c h a n g e i n r e s p o n s e t o p o s s i b l e

c h a n g e s i n t h e l if e c y c le . W e d i s t i n g u i s h i t f r o m a t t r i b u t i o n a lL C I m e t h o d o l o g y , w h i c h a i m s a t d e s c r i b in g t h e e n v i r o n m e n -t a l l y r e l e v a n t p h y s i c a l f l o w s t o a n d f r o m a l i f e c y c le a n d i t ss u b s y s t e m s . A c o n s e q u e n t ia l L C I m e t h o d o l o g y i s d e s ig n e dt o g e n e r a t e i n f o r m a t i o n o n t h e c o n s e q u e n c e s o f a c ti o n s . T e x t -b o o k s o n d e c i s i o n t h e o r y ( e . g . , G r u b b s t r 6 m 1 9 7 7 ) a r e b a s e do n t h e r e c o g n i t i o n t h a t s u c h i n f o r m a t i o n i s n e c e s s a r y t o m a k ea r a t i o n a l d e c i s i o n .S e v e r al a u t h o r s h a v e p r e v i o u s l y m a d e s i m i l a r d i s ti n c ti o n s b e -t w e e n t h e t w o t y p e s o f li fe cy c le a s s e s s m e n t ( L C A ) m e t h o d o l -o g y , a l t h o u g h a l m o s t e v e r y a u t h o r e m p l o y s d i f f er e n t t e r m s t od e n o t e t h e m ( H e i n t z & B a i sn 4 e 1 9 9 2 , W e i d e m a 1 9 9 3 ,B a u m a n n 1 9 9 6 , F r i s c h k n ec h t 1 9 9 7 , H e i j u n g s 1 9 9 7 , B a u m a n n1 9 9 8 , C o w e l l 1 9 9 8 , H o f s t e t t e r 1 9 9 8 , E k v a l l 1 9 9 9 a , T i l l m a n2 0 0 0 ) . T h e a t t r i b u t i o n a l / c o n se q u e n t i a l t e r m i n o l o g y w a sa d o p t e d i n 2 0 0 1 a t a w o r k s h o p o n L C I el e c tr i c it y d a t a i nC in c in n a t i ( C u r r a n e t a l . 2 0 0 1 ) , a l th o u g h th e t e rm a t t r ib u t io n a lh a d a l r e a d y b e e n i n u s e f o r s e v e r a l y e a r s .C o n s e q u e n t ia l L C I m e t h o d o l o g y c a n b e u s e d in m o s t L C Aa p p l i c a t i o n s ( E k v a l l 1 9 9 9 a ) . A c o n s e q u e n t i a l L C I i s l i k e l yt o r e s u l t i n m o r e c o m p r e h e n s i v e a n d a c c u r a t e i n f o r m a t i o na b o u t t h e c o n s e q u e n c e s o f b u y i n g a p r o d u c t , b u t a t t h i s p o i n ti n t i m e i t m a y s t i ll b e d i f f ic u l t t o r e a c h c o n s e n s u s o n i t s d e-t a i l e d a p p l i c a t i o n i n s p e c i f i c s i t u a t i o n s , e s p e c i a l l y f o r e n v i -r o n m e n t a l l a b e li n g . H e n c e , it is an i m p o r t a n t t a s k f o r L C Ar e s e a r c h e r s t o d e v e l o p e x p l i c i t p r o c e d u r a l g u i d e l i n e s f o r th ec o n s e q u e n t i a l m e t h o d o l o g y . T h i s p a p e r i s p a r t o f t h a t r e-s e a r c h , f o c u s i n g o n t h e m o d e l l i n g o f i n d i r e c t e f f e c ts .M o s t p r e v i o u s a u t h o r s m e n t i o n t h a t c o n s e q u e n t i a l m e t h o d -o l o g y i m p l i e s t h a t a l l o c a t i o n i s a v o i d e d b y m e a n s o f s y s t e me x p a n s i o n , b e c a u s e m u l t i f u n c ti o n a l p r o c e ss e s a n d o p e n - l o o pr e c y c l i n g a f f e c t p r o c e s s e s o u t s i d e t h e l if e c y c le o r i g i n a l l y i n -v e s t i g a t e d . T h e y a l s o s t a t e t h a t m a r g i n a l d a t a a r e t o b e u s e dw h e r e r e l e v a n t t o d e s c r i b e t h e c o n s e q u e n c e o f a d e c is i o n .C o n s e q u e n t i a l a p p r o a c h e s t o a l l o c a t io n p r o b l e m s a r e p r e -s e n t e d b y , f o r e x a m p l e , A z a p a g i c ( 1 9 9 6 ) , A z a p a g i c & C l i f t( 1 9 9 9 ) , W e i d e m a ( 2 0 0 0 ) , E k v a l l ( 2 0 0 0 b ) , a n d E k v a ll &F i n n v e d e n ( 2 0 0 1 ) . A p r o c e d u r e f o r i d e n t i f y in g m a r g i n a l d a t ai s d e s c r i b e d b y W e i d e m a e t al . ( 1 9 9 9 ) . A d d i t i o n a l a s p e c t s o fc o n s e q u e n t i a l m e t h o d o l o g y a r e d e s c r i b e d i n a P h D t h e s i s( E k v a l l 1999a). T h e d e v e l o p m e n t s a r e s u m m a r i z e d i n r e -c e n t r e p o r t s ( W e i d e m a 2 0 0 3 , W e i d e m a e t al . 2 0 0 4 ) .

I n t J L C A 9 ( 3 ) 1 6 1 - 1 7 1 ( 2 0 0 4 )9 e c o m e d p u b l i s h e r s , D - 8 6 8 9 9 L a n d s b e r g , G e r m a n y a n d F t. W o r th / TX 9 T o k y o 9 M u m b a i 9 S e o u l 9 M e l b o u r n e 9 Par i s

1 6 1


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Conse quential Life Cycle Inventory Analysis LCA Methodo logy1 . 2 A i m a n d c o n t e n t o f t h e p a p e rT h e p u r p o s e o f t h is p a p e r i s t o g i v e a c o n c i se b u t c o m p r e -h e n s i v e p r e s e n t a t i o n o f t h e c o n s e q u e n t i a l a p p r o a c h t o s y s -t e m d e l i m i t a t i o n , a l l o c a t i o n a n d d a t a s e l e c t i o n . I t i s b a s e do n a c h a p t e r i n t h e S E T A C - E u r o p e w o r k i n g g r o u p r e p o r to n s c e n a r i o s i n L C A ( W e i d e m a e t a l . 2 0 0 4 ) . W e c o m p i l em e t h o d o l o g i c a l e l e m e n t s f r o m v a r i o u s s o u r c e s i n a p r e s e n -t a t i o n o f h o w t o d e c i d e w h a t p a r t s o f th e te c h n o l o g i c a l s ys -t e m s h o u l d b e i n c l u d e d i n a d e s c r i p t i o n o f t h e e f fe c t s o f d e -c i s io n s o n e n v i r o n m e n t a l l y r e l e v a n t p h y s i c a l f l o w s a n d w h a tt y p e o f d a t a s h o u l d b e u s e d t o m o d e l t h e s e p a r ts o f t h e t e c h -n o l o g ic a l s y s te m . F o r m o s t o f th e m e t h o d o l o g i c a l p r o b le m s ,w e f o r m u l a t e w h a t w e c o n s i d e r to b e th e i d e al m e t h o d o -l o g ic a l s o l u t i o n i n t e r m s o f r e l e v a n c e a n d a c c u r a c y . W e a l s op r e s e n t s i m p l i f i c a t i o n s i n t e n d e d t o m a k e t h e m e t h o d s f e a s i -b l e in p r a c t i c e .S e c t io n s 2 - 5 i n th i s p a p e r d e a l w i t h d i f f e r e n t s y s t e m b o u n d -a r y i ss u e s i n t h e L C I . S e c t i o n 6 d e a ls w i t h t h e q u e s t i o n o fw h a t p r o d u c t s h o u l d b e s u p p l i e d b y u n i t p r o c e s s e s i n th ee x p a n d e d s y s t e m . S e c t i o n 7 pr e s e n t s a p r o c e d u r e f o r t h e i d e n -t i f i c a t io n o f th e m a r g i n a l t e c h n o l o g y f o r t h e p a r t s o f t h es y s t e m t h a t a r e o n l y m a r g i n a l l y a f f e c t e d b y c h a n g e s i n t h el if e c y c l e u n d e r i n v e s t i g a t i o n . S e c t i o n 8 t o u c h e s b r i e f l y u p o nt h e p r o b l e m o f f u t u r e t e c h n o l o g i c a l d e v e l o p m e n t . F i n a l l y ,S e c t i o n 9 p r e s e n t s s o m e g e n e r a l c o n c l u s i o n s .

2 A l l o c a t i o n f o r M u l t i f u n c t i o n a l P r o c e s s e sT h e a l l o c a t i o n p r o b l e m s r e l a t e d t o m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s e sa r e f a i rl y w e l l k n o w n . T h e y h a v e b e e n e x t e n s i v e l y d i s c u s s e di n, e .g . , t h e f o r m e r w o r k i n g g r o u p o n I n v e n t o r y E n h a n c e -m e n t w i t h i n t h e E u r o p e a n b r a n c h o f S o c ie t y f o r E n v i r o n -m e n t a l T o x i c o l o g y a n d C h e m i s t r y ( S E T A C ) a nd i n t h e i n t e r-n a t i o n a l o r g a n i s a t i o n f o r s t a n d a r d is a t i o n ( IS O ) . A l t h o u g h ac o m p r o m i s e h a s b e e n r e a c h e d ( I S O 1 9 9 8 ) , i t h a s b e e n c r i ti -c i z e d f o r i ts f a i l u r e t o t a k e s u f f i c i e n t a c c o u n t o f t h e f a c t t h a td i f fe r e n t a p p r o a c h e s t o t h e a l l o c a t io n p r o b l e m a r e r e l e v a n tt o d i f f e r en t s i t u a t i o n s ( e .g . , Ek v a l l & T i l lman 1997,B a u m a n n1 9 9 8 ) . I t a l so f a i l s t o d ea l ex p l i c i t l y wi th a l l a sp ec t s o f t h em e t h o d o l o g i c a l p r o b l e m s i n v o l v e d . H e n c e , t h e r e m a y b e an e e d to r e f i n e t h e m e t h o d o l o g y , b o t h t h r o u g h a d j u s t m e n t so f t h e c u r r e n t d e s c r i p t i o n i n t h e IS O s t a n d a r d a n d b y m e a n so f t h e f o r m u l a t i o n o f a d d i ti o n a l r e c o m m e n d a t i o n s .T h e d i s c u ss i o n a n d r e c o m m e n d a t i o n s p r e s e n t e d h e r e a r ev a l i d f o r c o n s e q u e n t i a l L C I m e t h o d o l o g y , i . e . , f o r m o d e l -l i ng th e c o n s e q u e n c e s o f p o s s i b le a c t i o n s . T h e y a r e b a s e d ,t o a l a rg e e x t e n t , o n p r e v i o u s p u b l i c a t i o n s b y W e i d e m a( 2 0 0 0 ) a n d E k v a l l & F i n n v e d e n ( 2 0 0 1 ) . W e d i s t i n g u i s h b e -t w e e n a l l o c a t i o n f o r m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s e s a n d a l l o c a -t i o n f o r o p e n - l o o p r e c y c l i n g , b e c a u s e d i f f e r e n t m e t h o d o l o g i -c a l d e s c r i p t i o n s a p p l y t o t h e s e t w o c a s e s ( E k v a l l 1999a).F i g. 1 i l lu s t r a t e s a s i m p l e , t h e o r e t i c a l m u l t i f u n c t i o n a l p r o c -e s s w i t h t w o p r o d u c t s . O n l y p r o d u c t A is u s e d i n th e l i fec y c l e i n v e s t i g a t e d ; i t p r o v i d e s a n i n t e r n a l l y u s e d f u n c t i o n .P r o d u c t B p r o v i d e s a n e x t e r n a l f u n c t i o n , i. e ., a f u n c t i o n t h a ti s u t i l iz e d i n a n o t h e r s y s t e m .

R a w m a t e r i a li

M u l t ifu n c ti o n a l p ro ces s

P r o d u c t A P r o d u c t B( u s e d i n t h e l i f e ( u s e d i n o t h e rc y c l e i n v e s t i g a t e d ) l i fe c y c l e s )

F i g . 1 : I ll u s t ra t i o n f a t h e o r e t ic a lm u l tif u n c t io n a l r o c e s sW h e n t h e a l l o c a t i o n p r o b l e m c a n b e e x p e c t e d t o b e in s ig -n i f i c a n t f o r t h e c o n c l u s i o n s o f t h e s t u d y - e . g ., b a s e d o ne x p e r i e n c e f r o m p r e v i o u s s t u d i e s o r b e c a u s e p o s s i b l e a c t i o n sh a v e l it tl e e ff e c t o n t h e d e m a n d f o r P r o d u c t A i n t h e s y s t e mi n v e st i g at e d - t h e m o s t e a s i ly a p p l ic a b l e a l l o c a t i o n a p p r o a c hc a n b e u s e d . W h a t a p p r o a c h i s t h e e a si e s t t o a p p l y d e p e n d so n , f o r e x a m p l e , w h a t d a t a h a v e b e e n c o l l e c t e d f o r t h em u h i f u n c t i o n a l p r o c e s s .W h e n t h e a l l o c a t i o n p r o b l e m c a n a f f e c t t h e c o n c l u si o n s o ft h e L e A , t h e a d e q u a t e a p p r o a c h t o t h e a l lo c a t io n p r o b l e md e p e n d s o n h o w t h e p r o c e s s r e a c t s t o a c h a n g e i n t h e u s e o fp r o d u c t A i n t h e l i fe c y c l e u n d e r s t u d y . W e d i s t i n g u i s h b e -t w e e n t h r e e d i f f e r e n t , t h e o r e t i c a l t y p e s o f m u l t i f u n c t i o n a lp r o c e s s e s t h a t c a l l f o r d i f f e r e n t , c o n s e q u e n t i a l a p p r o a c h e st o t h e a l l o c a t i o n p r o b l e m :1 . P r o d u c t s A a n d B a r e p r o d u c e d i n d e p e n d e n t l y2 . P r o d u c t i o n o f p r o d u c t B d e p e n d s o n t h e d e m a n d f o r p r o d -u c t A .3 . P r o d u c t i o n o f p r o d u c t A d e p e n d s o n t h e d e m a n d f o rp r o d u c t B .In t h e f i r s t case , p o ss ib l e ac t i o n s can h av e a s i g n i f i can t e f -f e c t o n t h e p r o d u c t i o n o f p r o d u c t A , b u t l i t tl e e f fe c t o n t h ep r o d u c t i o n o f p r o d u c t B , b e c a u s e b o t h p r o d u c t s a r e i n d e -p e n d e n t l y p r o d u c e d . E x a m p l e s a r e b a t c h p r o d u c t i o n o f d i f-f e r e n t p r o d u c t s i n a s i n g le p r o d u c t i o n p l a n t , a n d m a n y s e r v -i ce p r o d u c t s . O u r m e t h o d o l o g i c a l r e c o m m e n d a t i o n is tod i v id e t h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s i n t o s i n g l e -f u n c t io n a l s u b -p ro cesses , i f su ch ex i s t s (F ig . 2 ) . O th erw i se , a l l o c a t i o n o ft h e r a w m a t e r i a l d e m a n d , e m i s si o ns a n d w a s t e f r o m t h e

R a w ma te r ia l

I M u l t if u n c t i o n a l lr o c e s~ c e s s } ~ S u b p~ ce ss

P ro d u c t A P ro d u c t B(used in the l i fe (used In other l i fecycle investigated) cycles)F i g . 2 : I l lu s t r a t io n f a t h e o r e t ic a lm u l tif u n c t io n a l r o c e s s h a t c o n s i s t so ft w o s i n g l e - fu n c t i o n a l u b - p r o c e s s e s

162 I n t J L C A 9 ( 3 ) 2 0 0 4


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LCA Methodology Consequ ent ial Li fe Cycle Inventory Analysis

R a w m a t e r i a l

I . P r o d u c tM u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s I v a

P r o d u c t W a s t e tA [ m a n a g e m e n t

P r o d . o fp r o d u c t C

Market orIt ' functionprovidedby produc tB

U s e o fp r o d u c t B / C 1W a s t em a n a g e m e n t I

F ig . 3 : I l lu s t r a t ion o f a t heo r e t i c a l m u l t if unc t iona l p r oc es s and o f t he ac t i v i t ie st h a t m a y b e i n d i r e c tl y a f fe c t e d b y a c h a n g e i n t h e p r o d u c t i o n o f p r o d u c t B

m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s s h o u l d b e b a s e d o n p h y s i c al , c a us a lr e l a t io n s h i p s w i t h i n t h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s ( as d e s c r i b e di n I S O 1 9 9 8 ) , o r a n a p p r o x i m a t i o n o f th e s e a p p r o a c h e s .J u s t i f i c a t io n : i n th i s c a s e , t h e q u a n t i t y p r o d u c e d o f p r o d u c tA m a y c h a n g e b u t t h e q u a n t i t y p r o d u c e d o f p r o d u c t B is n o ts i g n i f i c a n t ly a f f e c t e d . B o t h s u b d i v i s i o n a n d p h y s i c a l a l l o c a -t i o n a p p r o a c h e s m o d e l t h e e ff e c ts o n e n v i r o n m e n t a l b u r -d e n s o f a m u l t i f i a n c t i o n a l p r o c e s s w h e r e t h e q u a n t i t y p r o -d u c e d o f o n e p r o d u c t i s c h a n g e d w h i le t h e q u a n t i ty p r o d u c e do f o t h e r p r o d u c t s r e m a i n s t h e s a m e .I n t h e s e c o n d c a s e , p o s s i b l e a c t i o n s c a n h a v e a s i g n i f i c a n te f f ec t o n t h e p r o d u c t i o n o f b o t h p r o d u c t s , a s th e p r o d u c t i o nv o l u m e o f b o t h p r o d u c t s i s d ec i d e d b y t h e d e m a n d f o r p r o d -u c t A . I f t h e r e i s a d e m a n d f o r t h e f u n c t io n p r o v i d e d b yP r o d u c t B , th e a d d i t i o n a l a m o u n t o f p r o d u c t B is l ik e ly tor e p l a c e a n o t h e r p r o d u c t f u l fi l li n g t h i s f u n c t i o n . A s a n e x -a m p l e , c o n s i d e r a n L C A o f a d i a m o n d p r o d u c t . T h e r e s id u e sf r o m d i a m o n d m i n i n g ( p r o d u c t B i n Fi g. 3 ) a r e f u l ly u se d i nr o a d c o n s t r u c t i o n . A n i n c r e a s e d u s e o f d i a m o n d s r e s u l ts i n a ni n c r e as e d q u a n t i t y o f r e s id u e s b e i n g a v a i la b l e f o r r o a d c o n -s t r u c ti o n . T h i s m e a n s t h a t o t h e r r o a d c o n s t r u c t i o n m a t e r ia l sc a n b e r e p l a c e d . I f p a r t o f P r o d u c t B g o es t o w a s t e p r i o r t o t h ec h a n g e in v o l u m e o f t h e d i a m o n d p r o d u c t io n , t h e c h a n g e isl ik e l y t o a f f e c t t h e w a s t e m a n a g e m e n t o f P r o d u c t B .O u r m e t h o d o l o g i c a l r e c o m m e n d a t i o n i n t h e s e c o n d c a s e i st o i n c l u d e a l l e n v i r o n m e n t a l b u r d e n s f r o m t h e m u l t i f u n c -t i ona l p r oc es s i n t he sys t em i nves t i ga t ed . I n add i t i on , i t s hou l di n c l u d e t h e u n i t p r o c e s s e s ( i f a n y ) t h a t w o u l d b e a f f e c t e d b ya c h a n g e i n t h e p r o d u c t i o n o f P r o d u c t B , i n c lu d i n g t h e p o s -s ib le c h a n g e i n w a s t e m a n a g e m e n t o f P r o d u c t B a n d i n t h ep r o d u c t i o n o f c o m p e t i n g p r o d u c t s ( p r o d u c t C i n F ig . 3 ). T h ec o n s e q u e n t i a l L C I m o d e l s h o u l d a l s o i n c l u d e a n y s i g n i f i -c a n t d i f f e r en c e s in t h e e n v i r o n m e n t a l b u r d e n s o f t h e u s e a n dw a s t e m a n a g e m e n t o f p r o d u c t B , c o m p a r e d t o t h e u se a n dw a s te m a n a g e m e n t o f p r o d u c t C .Jus t i f i ca t i on : t he ob j ec t o f t he conseq uen t i a l L C I i s t o i nc l udew h a t i s a f f e c t e d b y a c h a n g e i n t h e u s e o f p r o d u c t A i n t h e l if ecyc l e und e r s t udy . T h e mu l t i f unc t i ona l p r oces s i s a f f ec ted , s ince,i n t h i s c as e , i t d e p e n d s o n t h e d e m a n d f o r p r o d u c t A . H e n c e ,t h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s s h o u l d b e i n c l u d e d in t h e s y s t e m .T h e p r o d u c t i o n o f p r o d u c t C c o u l d a l so b e a f f e c te d , a s d is -

P r od . o fP r oduc t D

DP r o d u c tu l t i f unc t i ona l p r oc es s( ex c luded f r om ana l y s i s ) s1W a s t e P r o d u c tm a n a g e m e n t = A/ \

Market or Market or [alternative function provided ~ P r od . o fi I= function rovided by productA inby productA the ifecycle Prod uc t Cinve~ated

IUs e o f I Us e o fp r od uc t A / D [ p r oduc t A / C

W a s t e I W a s t e ]m a n a g e m e n t [ m a n a g e m e n tF i g . 4 : I l l u s t ra t i on o f a t heo r e t i c a l m u l t i f unc t i ona l p r oc es s and o f t he ac t i v i -t i e s t h a t m a y b e i n d i r e c t l y a f f e c te d b y a c h a n g e i n t h e d e m a n d f o r P r o d u c tA i n th e s y s t e m i n v e s t i g a t e d

cus sed above . I f so , it s hou l d be i nc l uded i n t he sys t em i nves -t i ga t ed . T h e s am e ap p l i e s t o an y s i gn i f i can t d i f f e r ences i n t heu s e a n d w a s t e m a n a g e m e n t p h a s e s o f o t h e r l if e c y c le s t h a tr e su l t f r o m t h e c h a n g e f r o m p r o d u c t C t o p r o d u c t B .T h e t h i r d c a s e i s w h e n p o s s i b l e a c t i o n s h a v e l it t le e f f e c t o nt h e p r o d u c t i o n o f b o t h p r o d u c t s , b e c a u s e t h e p r o d u c t i o nv o l u m e o f b o t h p r o d u c t s i s d e t e r m i n e d b y t h e d e m a n d f o rp r o d u c t B . I n t h i s c a s e , a n i n c r e a s e d u s e o f p r o d u c t A i n th es y s t e m in v e s t i g a t e d w i l l n o t a f f e c t th e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c -e ss . I n s te a d , o n e o f t h r e e s c e n a r i o s o c c u r s . T h e f i r s t p o s s i -b i li t y i s t h a t t h e i n c r e a s e d u s e o f p r o d u c t A i n t h e l i f e c y c l ei n v e s t i g a t e d r e s u l t s i n a c o r r e s p o n d i n g i n c r e a s e i n t h e p r o -d u c t i o n o f o t h e r p r o d u c t s ( p r o d u c t C i n F i g . 4 ) t h a t f u lf i lt h e sa m e f u n c t i o n a s p r o d u c t A . I f p r o d u c t A h a s m o r e t h a no n e p o t e n t i a l u s e , a n o t h e r s c e n a r i o i s p o s s i b l e : t h e r e s u l t o fa n i n c r e a s e d u s e o f p r o d u c t A i n t h e l if e c y c l e i n v e s t i g a t e d ist h a t a s m a l l e r q u a n t i t y o f p r o d u c t A is a v a i l a b l e f o r o t h e rp u r p o s e s . T h i s , i n t u r n , c o u l d r e s u l t i n a c o r r e s p o n d i n g i n -c r e a s e i n t h e p r o d u c t i o n o f o t h e r p r o d u c t s t h a t f u l f il t h i sa l t e r n a t i v e p u r p o s e ( p r o d u c t D i n F i g . 4 ) . A s a n e x a m p l e ,c o n s id e r a h y p o t h e t i c a l L C A o f a t a b le p r o d u c e d f r o mp a r t i c l e b o a r d t h a t i s m a n u f a c t u r e d f r o m s a w d u s t f r o m as a w m i l l . T h e s a w d u s t ( p r o d u c t A ) c o n t r i b u t e s l i t t l e t o t h et o t a l r e v e n u e s o f t h e s a w m i l l. T h e s a w d u s t t h a t i s n o t u s e df o r p a r t i c le b o a r d p r o d u c t i o n is s o ld a t a l o w e r p r i c e a s f o rf u e l . I t i s r e a s o n a b l e t o a s s u m e t h a t t h e s a w m i l l p r o c e s s e sa r e n o t a f fe c t e d b y t h e d e m a n d f r o m t h e p a r t i c l e b o a r d p r o -d u c e r. I n s t e a d , t h e e f f e c t o f a n i n c r e a s e d p r o d u c t i o n o fp a r t i c l e b o a r d i s l i k e l y t o b e t h a t l es s s a w d u s t i s s o l d a s f u e la n d t h a t o t h e r f u e l s ( p r o d u c t D ) w i l l b e u s e d i n s t e a d .A t h i r d s c e n a r i o i s l i k e l y i f p a r t o f p r o d u c t A g o e s t o w a s t ep r i o r t o t h e a c t i o n : t h e i n c r e a s e d u s e o f p r o d u c t A i n t h e l if ec y c l e i n v e s t i g a t e d m e a n s t h a t l e s s g o e s t o w a s t e . A s a n e x -a m p l e , c o n s i d e r a n L C A o f a r o a d . P a r t o f t h e r e s id u e s ( n o wp r o d u c t A in F i g. I a n d F i g . 4 ) f r o m a m i n i n g o p e r a t i o n i su s e d in t h e c o n s t r u c t i o n o f th i s r o a d . T h e r e m a i n d e r o f th er e s id u e s a r e d e p o s i t e d i n a l a n d f i l l. T h e u s e o f t h e r e s i d u e si n th e r o a d c o n s t r u c t i o n is u n l i k e ly t o a f f e c t t h e m i n i n g o p e r a -

I n t J L C A 9 ( 3 ) 2 0 0 4 163


4/11

C o n s e q u e n t i a l L i f e C y c l e I n v e n t o r y A n a l y s i s L C A M e t h o d o l o g y

t i o n . I n s t ead , t h e e f f ec t o f t h e d ec i s i o n t o u se t h ese r es id u esi s t h a t l e s s r es id u es en d u p i n t h e l an d f i l l .O u r r e c o m m e n d a t i o n f o r t h e t h i r d c a s e is t o e x c l u d e t h ew h o l e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s f r o m t h e s y s te m u n d e r i n v e s-t i g a t io n . I n s t e a d , t h e s y s t e m i n v e s t i g a t e d s h o u l d i n c l u d e a n ys i g n i f i c a n t r e d u c t i o n i n w a s t e m a n a g e m e n t o r a l t e r n a t i v eu s e s o f p r o d u c t A . F u r t h e r m o r e , t h e s y s t e m s h o u l d i n c l u d et h e p r o d u c t i o n o f p r o d u c t s C a n d D , i f t h e s e a r e a f f e c t e d b yt h e u s e o f p r o d u c t A . T h e c o n s e q u e n t i a l L C I m o d e l s h o u l da l s o i n c l u d e a n y s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n t h e e n v i r o n m e n t a lb u r d e n s o f th e u s e a n d w a s t e m a n a g e m e n t o f p r o d u c t A ,c o m p a r e d t o th e u s e a n d w a s t e m a n a g e m e n t o f p r o d u c t s Ca n d D . I n t h e p a r t i c l e b o a r d e x a m p l e , t h e s y s t e m i n v e st i g a te ds h o u l d e x c l u d e t h e s a w m i l l , b u t i n c l u d e t h e a v o i d e d u s e o fs a w d u s t a s f ue l as w e l l a s t h e p r o d u c t i o n a n d u s e o f th e f u e lt h a t i s re q u i r e d t o r e p l a c e t h e s a w d u s t . I n t h e r o a d c o n s t r u c -t i o n e x a m p l e , t h e s y s t e m s h o u l d e x c l u d e th e m i n i n g o p e r a -t i o n , b u t i n c l u d e t h e a v o i d e d l a n d f i l l in g o f m i n i n g r e s i d u e s .J u s t i f i c a t io n : a g a i n , t h e o b j e c t o f t h e c o n s e q u e n t i a l L C I is t oi n c l u d e w h a t i s a f f e c t e d b y a c h a n g e i n t h e u s e o f p r o d u c t Ai n t h e l i f e c y c l e i n v e s t i g a te d . T h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s i sn o t a f f e c t e d , s in c e , in t h i s c a s e , i t o n l y d e p e n d s o n t h e d e -m a n d f o r p r o d u c t B . H e n c e , t h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s ss h o u l d b e e x c l u d e d f r o m t h e s y s t e m . T h e p r o d u c t i o n o f p r o d -u c t C a n d D m i g h t b e a f f e c t e d , a s d i sc u s s e d a b o v e . I f s o ,t h e y s h o u l d b e i n c l u d e d i n t h e s y s t e m i n v e s t i g a t e d. T h e s a m eg o e s fo r t h e w a s t e m a n a g e m e n t o f p r o d u c t A , i f a n y.N o t e t h a t t h e t h r e e c a s e s p r e s e n t e d a b o v e a r e i d e a l , t h e o -r e t ic a l c o n s t r u c ts . T h e b e h a v i o u r o f r e a l m u l t i f u n c ti o n a lp r o c e s s e s o f t e n i s a c o m b i n a t i o n o f t h e d i f f e r e n t ca s e s. P r o d -u c t s f r o m a m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s c a n r a r e l y b e e x p e c t e dt o b e c o m p l e t e l y i n d e p e n d e n t o f e a c h o t h e r ( E k v a ll &F i n n v e d e n 2 0 0 1 ) a n d a m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s c a n r a r e l yb e e x p e c t e d t o d e p e n d o n t h e r e v e n u e s f r o m o n l y o ne o f t h ep r o d u c t s . T h e c o n s i d e r a t i o n s a b o v e d o n o t p r i m a r i ly r e f e rt o s u c h t o t a l i n d e p e n d e n c e , b u t t o t h e d e p e n d e n c i e s i n v o l v e dw h e n t h e p r o d u c t i o n a n d u s e o f p r o d u c t A is s l ig h t ly in -c r e a s e d o r r e d u c e d . F o r s u c h m a r g i n a l c h a n g e s , t h e a b o v ec o n s i d e r a t i o n s g i v e a r e a s o n a b l e r e f l e c t i o n o f r e a l d e p e n d -e n c i e s. I t s h o u l d a l s o b e n o t e d t h a t t h e w a y i n w h i c h p r o d -u c t s d e p e n d o n e a c h o t h e r i n a s p e c if i c p r o d u c t i o n p r o c e s sc o u l d v a r y o v e r t i m e a n d f r o m m a r k e t t o m a r k e t .T h e i d e a l o p t i o n f o r d e a l i n g w i t h t h e a l l o c a t i o n p r o b l e mc a u s e d b y m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s e s i s t o i n c l u d e a l l u n i tp r o c e s s e s t o t h e e x t e n t t h a t t h e y a r e a f f e c t e d b y a c h a n g e i nt h e u s e o f p r o d u c t A i n t h e l if e c y c le i n v e s ti g a t e d . A c o n s e -q u e n c e o f t h e p r e v i o u s p a r a g r a p h i s t h a t t h i s o f t e n m e a n sa p p l y i n g a c o m b i n a t i o n o f th e a p p r o a c h e s d e s c r ib e d a b o v e .P r o b a b l y s u c h a p r o c e d u r e i s r a r e l y f e a s ib l e . H e n c e , s i m p l i-f i ca t i o n s a r e n ecessa ry .O n e l i n e o f s i m p l i f i c a t i o n is t o a p p l y o n l y o n e o f th e a b o v ea p p r o a c h e s f o r e a c h m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s . T h i s r e q u i r e st h a t f o r e a c h m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s , o n e o f th e c a s e s a b o v eis c h o s e n a s t h e b e s t a p p r o x i m a t i o n o f t he b e h a v i o u r o f t h er e a l m u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s .

An o th er l i n e o f s imp l i f i ca t i o n i s t o u se t h e eas i es t a l l o ca t i o na p p r o a c h f o r m o s t o f t h e m u l t i f u n c t i o n a l p r o ce s s e s in t h e s y s-t em in v es t ig a t ed an d o n ly ap p ly t h e mo re a d v an ced ap p ro ac h est o t h e a l l o c a t i o n p r o b l e m s t h a t a r e e x p e c t e d t o h a v e t h e la r g -es t p o t en t i a l e f f ec t o n t h e co n c lu s io n s o f t h e LCA . Th i s r e -q u i r es t h a t t h e p o t en t i a l s i g n i f i can ce o f a l l a l l o ca t i o n p ro b -l ems i n t h e sy s t em b e es t im at ed i n q u a l i t a t i v e t e rms , b ased o n ,f o r e x a m p l e , p r e v i o u s e x p e r i e n c e o r r o u g h c a l cu l a ti o n s.T h e r e m a y b e l a r g e u n c e r t a i n ti e s c o n c e r n i n g w h a t u n i t p r o c -esses a r e a f f ec t ed , an d t o w h a t ex t en t , b y t h e u se o f p ro d u c t A .W h en t h e u n cer t a in t i e s a r e l a rg e , an d t h e e f f ec t s m ay b e s ig -n i f i can t fo r t h e co n c lu s io n s o f t h e LC A, i t is r easo n ab l e fo r t h es tu d y t o i n c lu d e d i f f e r en t scen ar io s b ased o n v a r i o u s as su mp -t i o n s r eg ard in g t h e e f f ec t s o n t h e d i f f e r e n t u n i t p ro cesses .3 A l l o c a t io n f o r O p e n - L o o p R e c y c l i n gA s s t a t e d i n t h e p r e v i o u s s e c t i o n , w e d e s c r i b e a l l o c a t i o n f o ro p e n - l o o p r e c y c l i n g s e p a r a te l y . O p e n - l o o p r e c y c li n g i s t h er e c yc l in g o f m a t e r i a l f r o m o n e p r o d u c t s y s t e m i n t o a n o t h e r( IS O 1 9 9 8 ) . T h e a l l o c a t io n p r o b l e m o c c u r s w h e n m a t e ri a li s r e c y c l e d f r o m t h e s y s t e m i n v e s t i g a t e d a s w e l l a s w h e nm a t e r i a l i s r e c y c l e d i n to i t . T h e i n t e r n a t i o n a l s t a n d a r d f o rL C I a l l o w s f o r s e v e r a l d i f f e r e n t a p p r o a c h e s t o t h e a l l o c a -t i o n p r o b l e m , a l t h o u g h i t s t a t e s t h a t t h e a p p r o a c h u s e d f o ro u t f l o w s o f r e c y c l e d m a t e r i a l s h o u l d b e c o n s i s t e n t w i t h t h ea p p r o a c h u s e d f o r i n f l o w s o f r e c y c l e d m a t e r i a l ( IS O 1 9 9 8 ) .Q u i t e o f t e n , i f a m a t e r i a l i s r e c y c l e d f r o m t h e i n v e s t i g a t e ds y s t e m , i t r e p l a c e s o t h e r m a t e r i a l , r e c y c l e d o r v i r g i n i n n e wp r o d u c t s ( F ig . 5 ). T h e e f f e c t o f r e c y c l i n g m a t e r i a l f r o m o l dp r o d u c t s i n t o t h e s y s t e m m i g h t b e t h a t l a n d f i l l o r w a s t e i n -c i n e r a t i o n i s r e d u c e d o r t h a t l e ss r e c y c l e d m a t e r i a l i s u s e d i no t h e r p r o d u c t s y s t e m s . I n b o t h c a s e s , t h e i d e a l c o n s e q u e n -t ia l L C I m e t h o d o l o g y i s t o e x p a n d t h e s y s t e m u n d e r s t u d yt o i n c l u d e t h e u n i t p r o c e s s e s t h a t a r e a c t u a l l y a f f e c t e d b y a ni n c r e a s e o r r e d u c t i o n i n t h e f l o w t o / f r o m t h e l i fe c yc l e i n ve s -t i g a t e d . I n t h i s r e s p e c t , o p e n - l o o p r e c y c l i n g is s i m i la r t om u l t i f u n c t i o n a l p r o c e s s e s , w h e r e t h e p r o d u c t i o n o f t h e e x -t e r n a l f u n c t i o n d e p e n d s o n t h e d e m a n d f o r th e i n te r n a l l yu s e d f u n c t i o n ( C a s e 2 i n S e c t i o n 2 ).

Prod. ofvirginmateria l,kman agem entl products 9 Rec ycling I= products

Recycled ~ m a t e r ia lPro d u ct sy s t eminvestigated

Recycled ~ m a t e r ia lI P r o d . f I N e w [ R e c y c l in g 9 Otherv i r g i n 9 p r o d u c ts 4 productsmatedal {,

W a s t emanagementF i g . 5 : I l lustrat ion of open-loop recycling to and from th e product sys teminvestigated and of the ac t iv it i es that m ay be indirectly affected by a changein the quant i t i es recyc led

164 Int J LC A 9 (3) 2004


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LCA Methodology Consequential Li fe Cycle Inventory Analysis

R I

R o

- - - L i f e c y c l e i n v e s t i g a t e d - - -Vt Ui Wi

P r o d u c t i o n o f " ~ _ ~ P r o d u c t i o n ~ L a n d f i l l/v i r g in m a t e r i a l a n d u s e ] [ Inc inera t i on

ye cy cl in g / j C ol le ct io n C l/ fo r r e c y c l i n gR e c o v e r e d m a t e r ia li n t h e m a r k e t ( P )R e c y c l i n g f o r r e c y c l i n g C o

I rProd uc t ion o f Ma ter ia l i n _ / Land f i l l/m a t e r i a l I o t h e r p r o d u c t s v I I n c i n e r a ti o ni rg ini

V o W o- - - O t h e r l i f e c y c l e s - - -

F i g . 6 : A c o n c e p t u a l m o d e l o f o p e n - lo o p r e c y c li n g th r o u g h a m a r k e t f o r r e c o v e r e d m a t e r i a l ( E k v a l l 2 0 0 0 )

I n p r a c t i c e , i t c a n b e d i f f i c u l t t o i d e n t i f y w h a t u n i t p r o c e s s e s _ A S /Sa r e a c t u a l l y a f f e c t e d b y a c h a n g e i n t h e r e c y c l in g f l o w s . R e - r is A P /Pc y c l e d m a t e r ia l f r o m t h e s y s t e m i n v e s t ig a t e d c a n r e p l ac em a t e r i a l o f t h e s a m e t y p e , i . e . v ir g i n m a t e r i a l o r r e c y c l e dm a t e r i a l f r o m o t h e r s y s t e m s . I t c a n a l s o r e p l a c e c o m p l e t e l y A D /Dd i f f e r e n t t y p e s o f m a t e r i a l o r n o m a t e r i a l a t a l l ( E k v a ll & r id - A P /PF i n n v e d e n 2 0 0 1 ) . R e c y c l i n g o f m a t e r i a l i n t o t h e s y s te m i n -v e s t ig a t e d m i g h t a f f e c t d i f fe r e n t w a s t e m a n a g e m e n t p r o c -e s s es . I t m i g h t a l s o a f f e c t s e v e r a l o t h e r s y s t e m s , i n w h i c h t h er e c y c l e d m a t e r i a l c o u l d h a v e b e e n u s e d , r e p l a ci n g a n o t h e ra n d u n k n o w n m a t e r i a l. A g a i n , s i m p l i fi c a ti o n s ar e r e q u i re dt o m a k e t h e m e t h o d o l o g y o p e r a t io n a l . A D x = A X r i Drio -risA f i r s t l in e o f s i m p l i f i c a t i o n s i s t o a s s u m e t h a t t h e r e c y c l e dm a t e r i a l o n l y c o m p e t e s w i t h v i r g in o r r e c y c le d m a t e r ia l o ft h e s a m e t y p e . T h i s a s s u m p t i o n i s, o f c o u r s e , v a l i d u n l e ss A X ri st h e r e c y c l e d m a t e r i a l c o m p e t e s s i g n i f ic a n t l y w i t h c o m p l e t e l y A S x -d i f f e r e n t t y p e s o f m a t e r i a l o r w i t h n o m a t e r i a l a t a ll . W i t h r lD -r ist h i s s i m p l i f i c a ti o n , w e s t i l l n e e d t o e s t a b l i s h t o w h a t e x t e n tr e c y c l e d m a t e r i a l f r o m t h e s y s t e m i n v e s t ig a t e d r ep l a c e s v i r -g i n m a t e r i a l a n d t o w h a t e x t e n t i t r e p l a c e s r e c y c l e d m a t e r i a lf r o m o t h e r s y s te m s . W e a l s o n e e d t o s t u d y to w h a t e x t e n tt h e u s e o f r e c y c l e d m a t e r i a l i n o u r s y s t e m r e s u lt s i n r e d u c e d A D y ' = A Y ri ow a s t e m a n a g e m e n t a n d t o w h a t e x t e n t i t r e s u lt s i n a r e d u c - r iD -r ist i o n i n t h e u s e o f r e c y c l e d m a t e r i a l i n o t h e r s y s te m s . T h es t a t ic , c o n c e p t u a l m o d e l i n F i g . 6 c a n b e u s e d f o r th i s in v e s -t i ga t i on . I n t h i s mo de l , Y , X , D an d S a r e f l ow s o f a s pec i f i c A Sy - A Y ~lst y p e o f r e c o v e r e d m a t e r i a l t o a n d f r o m t h e m a r k e t f o r t h a t r iD -r isr e c o v e r e d m a t e r i a l , a n d P i s t h e p r i c e o f t h e r e c o v e r e d m a t e -r ia l . T h e e n v i r o n m e n t a l i n p u t s a n d o u t p u t s o f d if f er e n t p a r t so f t he l i fe cyc l e i nv es t i g a t ed a r e de no t ed V I , R I , U I , W I , an dC I. T h e c o r r e s p o n d i n g i n p u t s a n d o u t p u t s f r o m o t h e r li fec y c l e s a r e d e n o t e d V o , R o , U o , W o , a n d C o . r idI f t h e a m o u n t o f r e c y c l e d m a t e r i a l f r o m ( o r t o ) t h e p r o d u c t A D - ( A X -A Y )l i f e cyc l e i nves t i ga t ed i s ch an ge d by A X ( o r A y) , t he e f f ec t s r lD - rl so n o t h e r l i fe c y cl e s c a n b e c a l c u l a t e d f r o m t h e p r i c e e la s ti c -i t y o f s u p p l y a n d d e m a n d i n th e m a r k e t f o r r e c o v e r e d m a t e - ri sr i al . I f X a n d Y a r e s m a l l c o m p a r e d t o D a n d S , t h e p r i c e A S -e l a s t i c i t y o f s upp l y ( ri s) an d de m an d ( ri D ) r e s pec t i ve l y i s: r id - rl s

( 1 )

( 2 )

T h e e f f e c ts , A D x a n d A S x , o f a c h a n g e A X c a n b e c a l c u l a t e da s f o l l o w s ( E k v a l 1 2 0 0 0 ) :

(3 )

(4 )

T h e e f f e c ts , A D y a n d A S y , o f a c h a n g e A Y c a n b e s i m i l a r lyc a l c u l a t e d :

( s )

( 6 )

I n m a n y L C A s X a n d Y c a n b o t h b e c h a n g e d , a n d t h e t o t a le f f e c ts , A D a n d A S , a r e t h e s u m s o f t h e e q u a t i o n s a b o v e ;

(7 )

( A X - A Y ) ( 8 )

I n t J L C A 9 ( 3 ) 2 0 0 4 165


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Conse quential Life Cycle Inventory Analysis LCA Methodo logyT h i s e l a s t i c i ty a p p r o a c h r e q u i r e s t h a t t h e r e l e v a n t p r i c e e l as -t i c i t y v a lu es b e i d en t i f i ed . Va lu es fo r p r i ce e l as t i c i t y a r e g en -e r a l l y id e n t i f i e d t h r o u g h t h e u s e o f t i m e s e r i es a n d e c o n o -m e t r i c m o d e l s . T h e p r i c e e l a s ti c i ty s t r o n g l y d e p e n d s o n t h et i m e h o r i z o n o f t h e s t ud y . I n g e n e r a l , t h e p r i c e e l a s t i c it y isl a r g e r i n a l o n g - t e r m p e r s p e c t i v e t h a n i n a s h o r t - t e r m p e r -s p e c t i v e s in c e i n t h e l o n g - t e r m p e r s p e c t i v e , d e c i s i o n m a k e r sa r e a b l e t o a d a p t t o c h a n g e s i n t h e p r i c e w h e n m a k i n g i n -v e s t m e n t s . T h e p r i c e e l a s t i ci t y a l s o d e p e n d s o n , e . g . , t h e c o l -l e c t i o n s c h e m e s a n d t h e l e g is l a t io n i n p l a c e a t t h a t t i m e a n di n t h a t l o c a t i o n . T h i s m e a n s t h a t t h e p r i c e e l a s t ic i t y s h o u l di d e a l l y b e i d e n t i f i e d f o r e a c h i n d i v i d u a l c a s e o f o p e n - l o o precy c l i n g . Un fo r tu n a t e ly , t h i s is n o t l i k e ly t o b e f eas ib l e . In -s t e a d , f u r t h e r s i m p l i f i c a t i o n s a r e n e c e s s a ry .F o r t h i s seco n d l i n e o f s imp l i f i ca t i o n s , s ev era l a l t e rn a t i v esex is t (F ig . 7 ) :9 Use d e fau l t v a lu es fo r t h e p r i ce e l as t i c it i e s , f o r ex amp le

t h e v a l u e s t h a t a r e p r e s e n t e d b y P a l m e r e t a l. ( 1 9 9 7 ) a n ds u m m a r i z e d b y E k v a l l ( 2 0 0 0 ) ; t h e s e v a l u e s c a n b e i n -se r t ed as r is an d I ]D in eq u a t i o n s 7 an d 8 ab o v e t o ca l cu -l a t e e s t i m a t e s o f h o w t h e f l o w o f t h e m a t e r i a l t o a n df r o m o t h e r l if e c yc l e s a r e a f f e c t e d ,

9 A s s u m e t h a t th e d e m a n d a n d s u p p l y a r e e q u a l l y e l a st i c(--rid = ris),9 A s s u m e t h a t t h e d e m a n d o r t h e s u p p l y i s c o m p l e t e l y i n-elas t ic ( r id o r r i s i s zero) , o r9 D e v e l o p m u l t i p l e s c e n a ri o s b a s e d o n d i f f e r e n t c h o i c e sa m o n g t h e a b o v e a p p r o a c h e s .

Th e d efau l t v a lu es fo r p r i ce e l as t i c i t y were ap p l i ed b y Ber l i n( 2 0 0 2 ) i n o r d e r t o m o d e l t h e c o n s e q u e n c e s o f c a r d b o a r d r e c y -c l in g i n a n L C A o f c h e es e . T h e s e w e r e s m a l l c o m p a r e d t o t h et o t a l L C A r e s u l t s , w h i c h m e a n s t h a t a s i m p l i f i e d a p p r o a c hwas fu l l y j u s t if i ed . Th e m ain d a n g er i n u s in g d e fa u l t v a lu es i no th er cases l ies in a sense o f false secur i ty . Th e ac tual e las t ici tyin a p a r t i cu l a r r ecy c l i n g case can d i f f e r a g r ea t d ea l f ro m th ed efau l t v a lu es . F o r t h e p r i ce e l as t i c i t y fo r t h e su p p ly o f o ldn ew sp r in t , t h e l i t e r a tu re in c lu d es es t imat es r an g in g f ro m 0 .0 6to 1 .7 0 (P a lm er e t a l . 1 9 9 7 ) . Th e ex t r em ely l a rg e sp an b e-tween t h e es t imat es may b e d u e t o e r ro r s i n i n d iv id u a l e s t i -mates , b u t i t i s a l so cau sed t o so me ex t en t b y case sp ec i f i c

I s~ ine ofsimplifications

2 n d l ine ofsimplifications

Real consequences

Assume competit ion on ly with virginand recycled materia l o f the same typ e

Assume Assume supp l y Assumedemand and demand to be supp l yunaffected equ ally affected unaffected~ , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .T~D = 0 - - I ~D = 1 " 1 5 T~S = 0

F i g . 7 : Exam p le o f poss ib l e s imp l i f i ca ti ons a t conseq uen t i a l mode l i ng o fope n- loo p recycl ing. Addi t ion a l a l ternat ives for the secon d l ine o f s impl i fi -ca t i ons i s to use de fau l t va lues fo r the p r i ce e l as t i c it i e s o r to deve lop mu l -t i p le scen a r i os base d on d i f fe ren t va lues fo r the p r i ce e l as t i c i ti e s

f a c t o rs s u c h a s t h e t i m e h o r i z o n o f th e s t u d y a n d t h e t i m e a n dp l ace wh ere t h e m ate r i a l wa s co l l ec t ed fo r r ecy c l i n g .A s a n a l t e r n a t i v e t o u s i n g d e f a u l t v a l u e s , it c a n b e a s s u m e dt h a t s u p p l y a n d d e m a n d a r e e q u a l ly e la s ti c . T h e c o n s e q u e n c eo f su c h a n a s s u m p t i o n i s t h a t 5 0 % o f th e r e c o v e r e d m a t e r ia lf r o m t h e l i f e c y c l e i n v e s t i g a t e d i n t h e L C I m o d e l r e p l a c e sm a t e r i a l r e c o v e r e d f r o m o t h e r l i fe cy c l e s a n d t h e r e m a i n i n g5 0 % i s a n e t i n c r e a s e i n t o t a l r e c y c l i ng . W i t h t h i s a l t e r n a -t iv e a p p r o a c h , t h e L C I m o d e l t a k es i n t o a c c o u n t t h e f a c tt h a t r e c y c l e d m a t e r i a l f r o m t h e s y s t e m i n v e s t ig a t e d c a n r e -p l a c e v ir g i n a n d r e c y c l e d m a t e r i a l f r o m o t h e r s y s t e m s . T h i sa p p r o a c h w a s u s e d f o r m o d e l l i n g th e e f f e c t o f P E T r e c y c l i n gi n a s t u d y o n b e v e r a g e p a c k a g i n g ( E k v a ll e t a l. 1 9 9 8 ) .T h e t h i r d o p t i o n i s t o d e c i d e w h e t h e r t h e s u p p l y o r t h e d e -m an d i s t h e m o s t i n e l as t i c , a n d se t t h i s e l as t i c i t y t o ze ro . I na n L C I m o d e l b a s e d O n t h is a p p r o a c h , r e c o v e r e d m a t e r i a lf r o m t h e s y s t e m i n v e s t i g a t e d o n l y r e p l a c e s v i r g i n m a t e r i a lo r o n l y m a t e r i a l r e c o v e r e d f r o m o t h e r s y s te m s . T h i s a p p r o a c hm i g h t b e e a s i e r t o a p p l y t h a n t h e a p p r o a c h e s a b o v e , b e c a u s ei t r en d er s t h e L CI m o d e l l e ss co m p l i ca t ed . Ek v a l l e t a l. ( 1 9 9 8 )u s e d th i s a p p r o a c h t o m o d e l t h e c o n s e q u e n c e s o f g l a ss , s t e ela n d a l u m i n i u m r e c y c l i n g . T h i s s i m p l i f i c a t i o n w i l l p r o b a b l yn o t s i g n i fi c a n t ly a f f e c t t h e L C I r e s u l t s i f t h e d i f f e r e n c e b e -t w e e n t h e a c t u a l p r i c e e la s t i c it y o f s u p p l y a n d d e m a n d isl a r g e f o r t h e r e c o v e r e d m a t e r i a l .T h e r e i s a p p a r e n t l y a l a r g e u n c e r t a i n t y i n t h e p r i c e e l a s t ic i t yo f s up p l y a n d d e m a n d . W h e n t hi s u n c e r t a i n ty a p p e a r s s ig -n i f i c a n t f o r t h e c o n c l u s i o n s o f t h e L C A , i t is r e a s o n a b l e t od e v e l o p d i f f e r e n t s c e n a r i o s b a s e d o n v a r i o u s a s s u m p t i o n sre l a t ed t o p r i ce e l as t i c i t y .I n m a n y c a s e s , o p e n - l o o p r e c y c l i n g h a s a n e g l ig i b le e f f e c t o nt h e L C I r e s u l ts . T h i s i s l i ke l y t o b e t h e c a s e w h e n , f o r e x a m -p l e , t h e f l o w s o f r e c y c l e d m a t e r i a l a r e s m a l l c o m p a r e d t oth e f l o ws o f s imi l a r mat e r i a l s wi th in t h e l i f e cy c l e i n v es t i -g a t e d . W h e n t h e r e a r e g o o d r e a s o n s , b a s e d o n e x p e r i e n c ee t c ., t o a s s u m e t h a t t h e r e c y c l i n g h a s n o i n f l u e n c e o n t h ec o n c l u s i o n s o f t h e L C A , t h e e f f e c t s o n a c t i v i ti e s o u t s i d e t h el if e c y c l e c a n b e e x c l u d e d f r o m t h e s t u d y . A f i n a l l i n e o fs i m p l i fi c a t io n i s t o a p p l y t h i s s i m p l e c u t - o f f a p p r o a c h t o m o s to f t he f l o w s o f r e c y c le d m a t e r i a l a n d a p p l y t h e m o r e a d -v a n c e d a p p r o a c h e s t o o n l y th e m o s t i m p o r t a n t f l o w s .4 A l t e r n a ti v e U s e o f C o n s t r a i n e d P r o d u c t i o n F a c to r sA c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o r is h e r e d e f i n e d as a r e s o u r c eo v e r w h i c h t h e r e i s c o m p e t i t i o n a n d w h e r e t h e p r o d u c t i o nv o l u m e is c o n s t r a i n e d . S u c h r e s o u r c e s i n c l u d e r e n e w a b l e a sw e l l a s n o n - r e n e w a b l e r e s o u r c e s . T h e y i n c l u d e n a t u r a l r e -s o u r c e s b u t a l s o m a n - m a d e r e s o u r c e s ( i .e . , p r o d u c t s ) , w h e r et h e q u a n t i t y p r o d u c e d i s c o n s t r a i n e d b y , e . g. , le g i s l a ti o n o rp h y s i c a l r e s t r i c t i o n s .A n i n c r e a se d u s e o f c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o r s i n t h e l if ec y c le in v e s ti g a te d d o e s n o t a f f e c t t h e p r o d u c t i o n o r e x t r a c t i o no f t h e r eso u rce . I n s t ead , i t me an s t h a t l e ss i s av a i lab l e fo r o th e rp ar t s o f t h e t ech n o lo g i ca l sy s t em. Th i s , in t u rn , m ay r esu l t i na n i n c r e a s e d p r o d u c t i o n o f o t h e r p r o d u c t s t h a t f u lf il t h e s a m ep u rp o se . A sp ec i a l case i s a mu l t i fu n c t i o n a l p ro cess , wh eret h e p r o d u c t i o n o f t h e i n h e r e n t l y u s e d p r o d u c t d e p e n d s o n t h e

166 In t J LCA 9 (3) 2004


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LCA Methodology Consequential Li fe Cy cle Inventory Analysis

C o n s t r a i n e d p r o d u c t io n I( ex c uded fr om ana l y s i s ) Ii1Resour c e/ C o n s t r a i n e d p r ~ d u c t i o n f a c t o r)| o f r es ou r c e r es ou r c e i n l i fe c y c l e

1 1P r od . and use al ternative f u n c t i o n p r o v i d e d P r o d . a n d u s eo f P r oduc t D f u n c t io n p r o v i d e d b yh e l i m i t e d o f P r o d u c t Cb y t h e l im i t e d p r o d u c t i o n f a c t o rp r o d u c t i o n f a c t o r i n t h e l if e c y c l ei n v e s t i g a t e d

F i g . 8 : I l l u s tr a t io n o f t h e p r o d u c t i o n / e x t r a c t i o n o f a c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o nf a c t o r a n d o f t h e a c t i v i ti e s t h a t c a n b e a f f e c t e d b y a c h a n g e i n th e u s e o ft h i s r es ou r c e i n t he l i f e c y c l e i n v e s t i g a t e d

d e m a n d f o r e x t e r n a l l y u s e d p r o d u c t s ( C a s e 3 in S e c t i o n 2 ) .T h e i d e a l , c o n s e q u e n t i a l L C I m e t h o d o l o g y c a n b e d e r i v e d f r o mt h is c a s e , n a m e l y t o e x c l u d e t h e p r o d u c t i o n o f t h e c o n s t r a i n e dp r o d u c t i o n f a c t o r s f r o m t h e a n a l y s i s , a s l o n g a s i t i s u n a f -f ec t ed by a c han ge i n t he l i fe cyc l e i nves t i ga ted . I ns t ead , t hesys t em i nves t iga t ed shou l d be expa nded t o i nc l ude the a l t e r na -t iv e u s e o f th e c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o rs a n d t h e p r o d u c -t i o n o f t h e c o m p e t i n g p r o d u c t s ( P r o d u c t C a n d D i n F ig . 8 ) .T h e u s e a n d w a s t e m a n a g e m e n t i n o t h e r l if e c y c le s s h o u l da l s o b e i n c l u d e d i f th e y a r e a f f e c te d b y a c h a n g e f r o m t h ec o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o r s t o a l t e r n a ti v e p r o d u c t s .N o t e t h a t t h e p r o d u c t i o n o f c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o rsd o e s n o t n e c e s s a r i ly t a k e p l a c e i n m u h i f u n c t i o n a l p r o c e s s es .I n o t h e r w o r d s , t h is i s a c a s e w h e r e c o n s e q u e n t i a l L C I m e t h -o d o l o g y ca l ls f o r s y s t e m e x p a n s i o n e v e n t h o u g h t h e r e m a yb e n o a l l o c a t io n p r o b l e m .A s an exam pl e , cons i de r t he f o r e s t indus t r y . Seve r a l L C A s ha veb e e n p e r f o r m e d i n o r d e r t o c o m p a r e p a p e r r e cy c l in g w i t h w a s t ep a p e r i n c i n e r a t i o n a n d e n e r g y r e c o v e r y ( F i n n v e d e n & E k v a l l1 9 9 7 ) . I n m a n y c a s e s th e r e s u lt s i n d i c a te t h a t t h e i n c i n e r a t i o no p t i o n i s p r e f e r a b l e , b e c a u s e t h e e n e r g y f r o m t h e p a p e r m a yr e d u c e t h e d e m a n d f o r f o s s il f u el s . I n s i m p l e t er m s , t h e o v e r a l le f f e c t o f w a s t e p a p e r i n c i n e r a t i o n m a y b e t h a t r e n e w a b l e e n -e r g y in t h e f o r m o f p u l p w o o d is tr a n s f o rm e d t o p a p e r a n dt hen used t o r ep l ace f os s i l fue l s .I t is n o t n e c e s s a r y t o p r o d u c e p a p e r f r o m t h e w o o d b e f o r e iti s u s e d t o r e p l a c e f o s s il f u e ls . T h e r e c y c l i n g o p t i o n r e s u l ts i na r e d u c e d d e m a n d f o r p u l p w o o d . S i n c e p u l p w o o d i s a re -n e w a b l e r e s o u r c e , th i s r e d u c t i o n i n re s o u r c e d e m a n d is o f -t e n a s s u m e d t o b e o f l i tt l e o r n o e n v i r o n m e n t a l s ig n i f i c a n c e( H a u s c h i l d & W e n z e 1 1 9 9 8 , S t e en 1 9 9 9 ) . H o w e v e r , i n a s u s-t a i n a b l e f u t u r e , f o r e s t a r e a s a n d w o o d a r e l i k e ly t o b e a r e -n e w a b l e b u t c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c t o r b e c a u s e a r a b l el a n d a r e a w i l l b e r e q u i r e d t o p r o d u c e f o o d a n d e n e r g y a sw e l l a s m a t e r i a l. A r e d u c e d d e m a n d f o r p u l p w o o d m e a n s ,f r o m a s u s t a i n a b l e p e r s p e c t i v e , t h a t m o r e l a n d w i l l b e a v a i l-a b l e f o r e n e r g y p r o d u c t i o n . H e n c e , i n a s u s t a in a b l e f u t u r e ,t h e e f fe c t o f s a v in g p u l p w o o d c o u l d m e a n t h e p r o d u c t i o n o fm o r e r e n e w a b l e f u e l w i t h l e ss im p a c t o n b i o l o g i c a l d i v e r s i tye t c . T h e a l t e r n a t i v e u s e o f w o o d l a n d a s a s o u r c e f o r e n e r g yh a s b e e n i n c l u d e d i n a c a s e s tu d y m a d e t o c o m p a r e r e c y c l i n ga n d i n c i n e r a t io n o f n e w s p r i n t a n d c o r r u g a t e d b o a r d ( B a u m a r m

Forestry II l e , c , u d e d r o , , a n e , v . i s 11W o o d/ ( C O n S t r a l n e d r u c t k ) n a c t o r )

Prod.a n d u s e I ] Pu lp a n d p a p e r, of biofuel production1 1P ro d . a n d u s e of L Marke~o r heafossil or biofue l I . andelectr;city P a p e r u s e

1incineration with Ie n e r g y e c o v e r y

Paper recycl ing

F i g . 9 : I l lu s t r a ti o n o f th e a n a l y s i s o f a l te r n a t i v e u s e o f w o o d b y B a u m a n ne t a l . ( 1993 )

e t al . 1993 ; s ee F ig . 9 ) . T h e a l t e r na t i ve use o f w o od w as sh ow nt o be a key i s sue i n t h i s compar i son ( E kva l l 1999b) .A s a s e c o n d e x a m p l e , c o n s i d e r h y d r o p o w e r . O n s o m e e l e c-t r i c it y m a r k e t s , i t i s p o s s ib l e t o b u y e l e c t r ic i t y g e n e r a t e d b ya p a r t i c u l a r p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y . I t m a y b e p o s s ib l e t op u r c h a s e , e . g . , w i n d p o w e r o r h y d r o p o w e r . W h e n a n e l e c -t r i c i ty c o n t r a c t s p e c if i e s t h e p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y , t h e e l e c-t r i c it y s u p p l i e r i s r e s p o n s i b l e f o r s u p p l y i n g t h e c o r r e s p o n d -i n g a m o u n t o f e le c t r ic i ty fr o m t h i s p r o d u c t i o n t e c h n o l o g yt o t h e g r i d . K f i b e r g e r & K a r l s s o n ( 1 9 9 8 ) a r g u e t h a t , i n t h isc a s e , d a t a f r o m t h e s p e c i f i e d t e c h n o l o g y s h o u l d b e u s e d i nt h e L C A r a t h e r t h a n a v e r a g e o r m a r g i n a l d a t a f o r th e g e o -g r a p h i c a l a r e a . A s a n e x a m p l e , i f t h e e l e c t r i c it y c o n t ra c t o f aN o r d i c a l u m i n i u m p r o d u c e r s p e c if ie s h y d r o p o w e r , d a t a o nh y d r o p o w e r p r o d u c t i o n s h o u ld b e u s e d i n th e L C A , r a t h e rt h a n d a t a o n a v e r a g e o r m a r g i n a l e l e c tr i ci ty p r o d u c t i o n i nt h e N o r d i c c o u n t r ie s . H o w e v e r , h y d r o p o w e r is a c o n s t r a in e dp r o d u c t i o n f a c t o r i n t h e N o r d i c c o u n t r i e s . A n i n c r e a s e i nt h e u s e o f h y d r o p o w e r f o r a l u m i n i u m p r o d u c t i o n i s n o t l ik e l yt o r e s u l t i n a n i n c r e a s e i n t o t a l h y d r o p o w e r p r o d u c t i o n i nt h e s e c o u n t r i e s . I n s t e a d , l e ss h y d r o p o w e r w i l l b e a v a i l a b l ef o r o t h e r p r o c e s s e s . I f th e e l e c t r i c it y c o n s u m p t i o n o f o t h e rc o n s u m e r s is u n a f f e c te d , th i s m e a n s t h a t t h e d e m a n d f o r t h em a r g i n a l e l e c t r i c it y p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y is i n c r e a s e d .E k v a l l e t a l . ( 1 9 9 8 ) a r g u e t h a t t h e l o n g - t e r m m a r g i n a l t e c h -n o l o g y f o r e l e c tr i ci ty p r o d u c t i o n i n t h e N o r d i c c o u n t r ie s m a yb e n e w p l a n t s b a s e d o n c o a l o r n a t u r a l g a s , o r e x i s ti n g S w e d -i sh n u c l e a r p o w e r . T h e a l t e rn a t i v e u s e o f h y d r o p o w e r i s o b -v i o u s l y l i k e l y t o b e s i g n i f i c a n t f o r t h e L C A r e s u l t s f o r a na l u m i n i u m p r o d u c t . T h e i d e n ti f ic a t io n o f m a r g i n a l t e c h n o l o -g i es is f u r t h e r d i s c u s s e d i n S e c t i o n 7 .T h e e x a m p l e s a b o v e a r e n o t e x h a u s t iv e . O i l a n d c o a l w i t hl o w s u l p h u r c o n t e n t i s a c o n s t ra i n e d p r o d u c t i o n f a c to r . I f al o w - s u l p h u r f u e l is u s e d i n t h e l i f e c y c le i n v e s t ig a t e d , f u e l sw i t h h i g h e r s u l p h u r c o n t e n t a r e l i k e ly t o b e u s e d i n o t h e rs y s t e m s . S a w d u s t w a s p r e v i o u s l y r e g a r d e d a s a w a s t e f l o w .N o w i t c a n b e c o n s i d e r e d a s a c o n s t r a i n e d p r o d u c t i o n f a c -t o r : if n o t u s e d f o r t h e p r o d u c t i o n o f p a r t ic l e b o a r d , i t c a n b eu s e d f o r f u e l p r o d u c t i o n ( se e S e c ti o n 2 ). T h e r e a r e p r o b a b l ym a n y o t h e r s u c h e x a m p l es .I t i s c l e a r f r o m t h e a b o v e t h a t t h e a l t e r n a t i v e u s e o f c o n -s t r a in e d p r o d u c t i o n f a c t o r s c a n h a v e i m p o r t a n t , i n d i r ec t e f-f ec ts . I f t he se e f f ec t s a r e i nc l ud ed i n t he L C A , t hey m ay s i gn if i -

I n t J L C A 9 ( 3 ) 2 0 0 4 167


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Conseq uent ial Li fe Cycle Inventory Analysis LCA Methodologyc a n t l y a l t e r t h e c o n c l u s i o n s o f t h e s t u dy . I f t h e y a r e n o t i n -c l u d e d , t h e c o n c l u s i o n s m a y r e s u l t i n a n e n v i r o n m e n t a l s u b -o p t i m i s a t i o n o f th e s y s t e m , e .g . , i n c i n e r a t i o n w i t h e n e r g yr e c o v e r y o f w a s t e p a p e r i n s t e a d o f r e c y c li n g o f p a p e r c o m -b i n e d w i t h f u e l p r o d u c t i o n i n t h e f o r e s t.5 G e n e r a l M a r k e t E f f e c t sA t r a d i t i o n a l L C A i s b a s e d o n t h e i m p l i c i t a s s u m p t i o n t h a ta n i n c r e a s e d u s e o f a p r o d u c t i n t h e l if e c y c l e i n v e s t i g a te dw i l l r e s u l t i n a c o r r e s p o n d i n g i n c r e a s e i n t h e p r o d u c t i o n o ft h a t p r o d u c t . T h e d i s c u s s i o n a b o v e i l l u s t r a t e s t h a t t h i s i sn e i t h e r t h e c a s e f o r c e r t a in p r o d u c t s f r o m m u l t i f u n c ti o n a lp r o c e s s e s ( S e c t io n 2 , C a s e 3 ) n o r f o r p r o d u c t s f o r w h i c h t h eq u a n t i t y p ro d u ce d i s co n s t r a in ed b y , e .g . , l eg i s l a t io n o r p h y s i -ca l r es t r i c t i o n s (S ec t i o n 4 ) .In f ac t , it is r easo n ab l e t o ex p ec t t h a t t h e as su m p t io n i s in v a l i df o r p r o d u c t s i n g e n e r a l . R e f e r r i n g t o t h e e x a m p l e o f t h ep a r t i c l e b o a r d t a b l e i n S e c t i o n 2 , i t i s n o t c e r t a i n t h a t t h ep r o d u c t i o n o f p a r t i c l e b o a r d i s a f f e c t e d b y d e c i s i on s t o p u r -c h a s e t h e t a b le . T h e p r o d u c t i o n o f t h e t a b l e m a y e v e n b eu n a f f e c t e d . I n s t e a d , t h e e f f e c t o f d e c i s io n s t o b u y t h e t a b l em i g h t b e t h a t l e ss p a r t i c l e b o a r d o r f e w e r t a b l e s o f t h i s ty p ea r e a v a i l a b l e f o r o t h e r p u r c h a s e r s . T h e i n d i r e c t e f f e c t s o fb u y i n g t h e t a b l e m a y b e t h a t p a r t i c l e b o a r d i s r e p l a c e d b yo t h e r m a t e r i a l s i n o t h e r p r o d u c t s a n d / o r t h a t t h e p r o d u c -t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f o t h e r t y p e s o f t a b l e s a r e in c r e a s e d .T h i s i n d i c a t e s t h a t e c o n o m i c a n a l y s e s o f t h e t a b le m a r k e t ,t h e t a b l e m a n u f a c t u r e r , t h e m a r k e t s f o r p a rt i cl e b o a r d a n dc o m p e t i n g m a t e ri a ls , t h e p r o d u c e r o f t h e p a r ti c l e b o a r d a n ds o o n a r e r e q u i r e d t o a c c u r a t e l y e s t im a t e t h e e n v i r o n m e n t a lc o n s e q u e n c e s o f b u y i n g t h e t a b l e .T h i s c o n c l u s i o n c a n e a s il y b e g e n e r a l iz e d f o r o t h e r p r o d u c t s .In c reas ed u se o f a p r o d u c t i n t h e l i fe cy c l e i n v es t i g a t ed is l i k e lyt o c o n t r i b u t e t o a n i n c r e a se i n t h e p r i c e o f th e p r o d u c t . T h i s ,i n t u rn , i s l ik e ly t o r e su l t i n a reduced u s e o f t h e p r o d u c t i no th e r l i fe cy cl es . Th i s can b e ca l l ed a n eg a t i v e f eed b ac k mech a-n i s m . T h e s t r e n g th o f t h e n e g a t i v e f e e d b a c k a n d , h e n c e , t h ee f f e ct s o f a c h a n g e d e p e n d o n h o w s e n si ti v e p r o d u c t i o n a n dd em an d a re t o ch an g es i n p r i ce . Th i s sen s i ti v i ty can b e q u a n -t i f ied i n t e rm s o f p r i ce e l as t i c i t y ( cf . S ec t i o n 3 ) .O n t h e o t h e r h a n d , t h e u s e o f a n e w p r o d u c t i n th e l if e c y c lem a y h e l p t h e p r o d u c e r t o e s ta b l is h t h e p r o d u c t o n t h e m a r k e t .I t may a l so i n sp i r e o th e r s t o u se t h e p ro d u c t . Th ese a r e p o s i -t i v e f e e d b a c k m e c h a n i s m s : a s a r e s u lt o f t h e se m e c h a n i s m s t h ein c reased u se o f a p ro d u c t i n t h e l i f e cy c l e i n v es t i g a t ed canresu l t i n increased u se o f t h e p ro d u c t i n o th e r l if e cy c l es.C o - o p e r a t i o n b e t w e e n e c o n o m i s t s a n d e n g in e e r s is p r o b a b l yr e q u i r e d t o m o d e l t h e g e n e r a l m a r k e t e f f e c t s . S i n c e p r i c ee l as t i c i t y v a lu es e t c . can b e d i f f i cu l t t o o b t a in , s imp l i f i ca t i o n sa r e a l s o r e q u i re d t o m a k e t h e c o n s e q u e n t i a l L C I m e t h o d o l -o g y a p p l i c a b l e ( c f. S e c t io n 3 ) . T h e m o s t o b v i o u s s i m p l i f ic a -t i o n i s t o r e d u c e t h e s i z e o f t h e s y s t e m i n v e s t i g a t e d : t o r e -s t r i c t t h e s t u d y t o t h e a c t i v it i e s t h a t a r e e x p e c t e d to b e m o s ta f f e c t e d b y t h e e n v i r o n m e f i t a l i m p a c t s o f t h e a c t i o n , r e g a r d -l e ss o f w h e t h e r t h e s e a c t i v i t ie s a r e l o c a t e d w i t h i n o r o u t s i d et h e l i f e c yc l e o f th e p r o d u c t i n v e s t i g a t e d .

6 I d e n ti f ic a t io n o f t h e C o m p e t i n g P r o d u c tP r o d u c t s u b s t it u t i o n m e a n s t h a t a p r o d u c t - i n c l u d i n g m a -t e r i a l s an d se rv i ces - i s r ep l a ced b y an o th er . As i n d i ca t eda b o v e ( S e c t i o n s 2 t h r o u g h 5 ) , i t i s e s s e n t i a l t o k n o w w h a tp r o d u c t s a r e l ik e l y t o b e s u b s t i t u t e d b y , f o r e x a m p l e t h e c o -p r o d u c t s o r r e c y c l e d m a t e r i a l t h a t l e a v e s th e l i fe c yc l e w h e na l l o c a t i o n is a v o i d e d b y m e a n s o f s y s t e m e x t e n s i o n . T h e f o l -l o w i n g p r o c e d u r e ( b a s e d o n W e i d e m a e t a l . 1 9 9 9 b ) c a n a s -s i st in t h e i d e n t i f i c a t i o n o f c o m p e t i n g p r o d u c t s :T h e f i rs t s te p i n t h is p r o c e d u r e i s t o d e s c r i b e t h e e x t e r n a l l yu s e d p r o d u c t ( e .g . , p r o d u c t B i n F i g . 3 ) i n te r m s o f i t s p r o p -e r t i e s . T h e s e p r o p e r t i e s m a y b e d i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p sd e p e n d i n g o n t h e i r i m p o r t a n c e t o t h e c u s t o m e r . O b l i g a t o r yp r o p e r ti e s , w h i c h a c o m p e t i n g p r o d u c t m u s t h a v e in o r d e rt o b e c o n s i d e r e d a s a n a l t e r n a t i v e , i n c l u d e t h e m a i n f u n c -t i o n o f t h e p r o d u c t . T h e y c a n a l s o i n c l u d e , f o r e x a m p l e ,a d d i t i o n a l s e r v i c e s , a e s t h e t i c p r o p e r t i e s , i m a g e , t e c h n i c a lq u a l it y , r e a s o n a b l e t o t a l c o s t , a n d s p e c if i c e n v i r o n m e n t a lp r o p e r t i e s . I n a d d i t i o n , t h e p r o d u c t m a y h a v e p o s i ti o n i n gp r o p e r t i e s , i. e. p r o p e r t i e s t h a t i m p r o v e t h e m a r k e t p o s i t i o no f t h e p r o d u c t w h e n c o m p a r e d t o p r o d u c t s w i t h s im i l a ro b l i g a t o r y p r o p e r t i e s .Th e seco n d s t ep o f t h e p ro ced u re i s t h e i d en t i f i ca t i o n o f th em a r k e t s e g m e n t s t h a t a r e a f f e c t e d b y t h e e x t e r n a ll y us e d p r o d -u c t . D i f f e r en t m ark e t seg m en t s can b e g eo g rap h i ca l l y sep a-r a t ed , d u e t o c l imat e , r eg u l a ti o n s , co n su m er cu l t u re , e tc . Wi th ina ce r t a i n g eo g rap h i ca l a r ea , s imi l a r p ro d u c t s wi th s l i g h t d i f -f e r en ces i n t h e o b l i g a to ry p ro p er t i e s m ay se rv e d if f e r en t n eed san d , h en ce , a f f ec t d i f f e r en t cu s to mer seg men t s . Weid ema e ta l. ( 1 9 9 9 b ) a l s o m e n t i o n m a r k e t s e g m e n t a t i o n in t e r m s o f th et em p o ra l a sp ec t s o f t h e p ro d u c t s . T h i s i n c lu d es p eak t ime e l ec -t r ic i ty a n d r u s h h o u r t e l e c o m m u n i c a t i o n s .T h e t h i r d , a n d f i n al , s t e p is t o i d e n t i f y t h e c o m p e t i n g p r o d -u c t s in t h e m a r k e t s e g m e n t a f f e c t e d . T h e s e a r e p r o d u c t s w i t ht h e s a m e o b l i g a t o r y p r o p e r t i e s a s t h e e x t e r n a l l y u s e d p r o d -u c t . S e v e ra l c o m p e t i n g p r o d u c t s m a y o f c o u r s e e x is t in e a c hm a r k e t s e g m e n t . T h e L C I m o d e l s h o u l d i d e a l ly i n c l u de a l lco m p et in g p ro d u c t s t h a t a r e s i g n i f i can t l y a f f ec t ed b y a ch an g ei n t h e p r o d u c t i o n o f t h e e x t e r n a l l y u s e d p r o d u c t . T h e e l a s -t i c it y a p p r o a c h i n S e c t i o n 3 d e s c r ib e s h o w t h e a f f e c t e d p r o d -u c t s c a n b e i n c l u d e d i n t h e c a s e o f o p e n - l o o p r e c y c l i ng . Se c -t i o n 7 i n c lu d e s a m o r e g e n e r a l d e s c r i p t i o n o f h o w t o i d e n t i f yt h e p r o d u c t i o n t e c h n o l o g i e s t h a t a r e a f f e c t e d b y a m a r g i n a lc h a n g e i n t h e d e m a n d o r s u p p l y i n t h e m a r k e t s e g m e n t .T h e p e r f o r m a n c e o f a d e t a i l e d a n a l y s i s o f a ll p r o d u c t s u b s t i-t u t i o n s i n th e e x p a n d e d L C I m o d e l , a s o u t l i n e d i n t h is s e c-t i o n , i s u n l i k e l y t o b e f e a s i b l e . T h e m o s t o b v i o u s l i n e o fs imp l i f i ca t i o n s i s t o r es t r i c t t h e d e t a i l e d an a ly s i s t o th e p ro d -u c t s u b s t it u t i o n s t h a t a r e e x p e c t e d t o b e th e m o s t i m p o r t a n tt o t h e c o n c l u s i o n s o f t h e L C A .7 I d e n t i f ic a t i o n o f t h e M a r g i n a l T e c h n o l o g yA s p e c i fi c p r o d u c t m i g h t b e p r o d u c e d b y m e a n s o f d if f e r e n tt e c h n o l o g i e s . E l e c t ri c it y , f o r e x a m p l e , c a n b e p r o d u c e d w i t ht e c h n o l o g i e s w i t h q u i t e d i v e r s e e n v i r o n m e n t a l p r o p e r t i e s .A s s t a t e d a b o v e , a c o n s e q u e n t i a l L C I a i m s a t d e s c r i b in g th ec o n s e q u e n c e s o f c h a n g e s . T h i s m e a n s t h a t t h e i n p u t d a t a

168 In t J LCA 9 (3) 2004


9/11

LCA Methodology Consequ ent ial Li fe Cy cle Inventory Analysisu s e d f o r m o d e l l i n g t h e p r o d u c t i o n o f a s p ec i fi c p r o d u c ts h o u l d r e f le c t t h e r e l e v a n t p r o p e r t i e s o f t h e t e c h n o l o g i e s t h a tw o u l d b e a f f e c t e d b y a c h a n g e i n t h e l i fe c y c le in v e s t i g a te d .I f t h e e f fe c t o f a d e c i s io n o n t h e t o t a l p r o d u c t i o n v o l u m e o fa p r o d u c t i s s m a l l e n o u g h t o b e a p p r o x i m a t e d a s i n f i n i t e s i -m a l , i t is t e r m e d a m a r g i n a l e f f e c t. T h e t e c h n o l o g y a f f e c t e db y s u c h m a r g i n a l c h a n g e s i s c a l l e d m a r g i n a l t e c h n o l o g y .T h e p r o c e d u r e p r e s e n t e d b e l o w c a n a s s i s t i n i d e n t i f y i n gm a r g i n a l t e c h n o l o g i e s . I t i s b a s e d o n a f i v e - st e p ( a- e ) p r o c e -d u r e p r e s e n t e d b y W e i d e m a e t a l. ( 1 9 9 9 ) a n d e s s e n t i a ll y a i m sa t a n s w e r i n g t w o q u e s t io n s :1 . W h a t i s t h e s i t u a t i o n i n w h i c h t h e s tu d i e d c h a n g e i n d e -m a n d o c c u r s ? T h e f i r s t t h r e e s t e p s ( a - c ) d e a l w i t h t h i s

q u e s t i o n ,2 . G i v e n t h i s s i t u a t i o n , w h a t s p e c i f i c t e c h n o l o g y is a ff e c t e db y t h e c h a n g e ? T h e l a s t t w o s t e p s ( d - e ) a i m a t i d e n t if y -i n g t h i s te c h n o l o g y .

i d e n t i fy t h e m a r g i n a l t e c h n o l o g y o f t h i s m a r k e t . T h e i d e nt i-f i c a t i o n o f t h e r e l e v a n t m a r k e t s e g m e n t i s d e s c r i b e d i n S e c -t i o n 6 . T h e s u b s e q u e n t s t e p s ( c -- e) d e s c r i b e t h e i d e n t i fi c a -t i o n o f t h e m a r g i n a l t e c h n o l o g y i n t h is m a r k e t .c ) W h a t i s t h e t re n d i n t h e m a r k e t ?I f a mar ke t i s a f f ec t ed , t he nex t s t ep is t o i den t i f y t he o ve r a l lt r e n d i n t h e d e m a n d o n t h e r e l e v a n t m a r k e t s e g m e n t . T h i s iso f t en g i ven by s t a t i s t i c a l t i me s e r i e s . T he t r end need no t bep r ec i s e l y des c r i bed . I t is s u f fi c i en t t o d e t e r m i ne w h e t he r o rn o t t h e o v e r a l l d e m a n d o n t h e r e l e v a n t m a r k e t s e g m e n t is d e-c r e a s in g a t a r a t e t h a t i s h ig h e r t h a n t h e r e p l a c e m e n t r a t e o fex i s t i ng p r o duc t i on capac i t y . I f s o , t he l ong- t e r m mar g i na l t e ch -n o l o g y is t h e t e c h n o l o g y t h a t i s m o s t l i k e ly t o b e p h a s e d o u t .I f t he d em an d i s i nc r ea s ing o r dec r ea s i ng a t a s l ow er r a t e , t hel o n g - t e r m m a r g i n a l t e c h n o l o g y i s li k e ly to b e t h e t e c h n o l o g yc h o s e n w h e n n e w p r o d u c t i o n c a p a c i t y is in s t al le d .

a ) W h a t a r e t he r e l e v a nt t i m e a s pe c t s ?E c o n o m i s t s d i st in g u i s h b e t w e e n s h o r t - t e r m a n d l o n g - t e rm e f -f ec t s o f a chang e . Sh or t - t e r m e f f ec t s on l y i nc l ude e f f ec t s ont h e u t i l i z a ti o n o f e x i st i n g p r o d u c t i o n c a p a c it y . T h e c a p a c i t yi ts e l f i s a s s u m e d t o b e c o n s t a n t i n t h e s h o r t - t e r m p e r s p e c t iv e .W h e n l o n g - t e r m e f f e c ts a r e i n v e s ti g a te d , t h e p r o d u c t i o n c a -p a c i t y i s a s s u m e d t o a d a p t t o t h e c h a n g e , a n d t h e u t il i za t i o no f t h i s c a p a c i t y is a s s u m e d t o b e c o n s t a n t .I n r e a li t y , a n y c h a n g e c a n b e e x p e c t e d to h a v e a c o m b i n a -t i o n o f s h o r t - t e r m a n d l o n g - t e r m e f f e c ts . I n a d d i t i o n , s h o r t -t e r m a s w e l l a s lo n g - t e r m e f f e c t s c a n b e f a i rl y c o m p l e x i n ad y n a m i c s y s t e m . F o r e x a m p l e , t h e s h o r t - t e r m e f fe c ts o f a ni n c r e a s e d e l e c t ri c it y d e m a n d a r e l i k e ly t o c o n c e r n t e c h n o l o -g i es f o r p r o d u c t i o n o f a m i x t u r e o f p e a k - h o u r a n d b a s e - l o a de l e c tr i c it y . T h e l o n g - t e r m e f f e c ts c a n i n c l u d e c o n s e q u e n c e sf o r i n v e s t m e n t s i n v a r i o u s t e c h n o l o g i e s ( M a t t s s o n e t a l .2 0 0 1 ) . H e n c e , t h e a c t u a l m a r g i n a l e f f e c ts c a n b e t o o c o m -p l e x t o m o d e l a c c u r at e ly .I n t h i s c a s e a n o b v i o u s l i n e o f s i m p l i f i c a ti o n i s t o a d a p t t h ed i s t i n c ti o n m a d e b y e c o n o m i s t s b e t w e e n a s h o r t - t e rm a n d al o n g - t e r m p e r sp e c ti v e_ a n d t o i n c l u d e i n t h e m o d e l e i t h e r t h es h o r t - t e r m o r t h e l o n g - t e r m m a r g i n a l e f fe c ts . W h a t e f fe c tss h o u l d b e i n c lu d e d d e p e n d s o n t h e t i m e p e r s p e ct iv e o f t h es t u d y a s a w h o l e b u t , i n m o s t c a s e s , w e e x p e c t t h a t t h e l o n g -t e r m e f f e c ts w i l l b e t h e m o s t r e l e v a n t to t h e m o d e l , b e c a u s ee n v i r o n m e n t a l s t ud i e s a r e t y p i c a l ly d r i v e n b y a c o n c e r n f o rt h e l o n g - t e r m s i tu a t i o n , a n d b e c a u s e i n d i v id u a l s h o r t - t e rmd e c i si o n s c o n t r i b u t e t o t h e a c c u m u l a t e d t r e n d i n t h e m a r k e tv o l u m e , w h i c h i s t h e b a s i s f o r d e c i s i o n s o n c a p i t a l i n v e s t -m e n t ( i. e. l o n g t e r m e f f e ct s ) .A s e c o n d l in e o f s i m p l i f i c a t io n s i s to i g n o r e t h e d y n a m i c s o ft h e s y s t e m . T h i s m e a n s t h a t t h e s y s t e m is m o d e l l e d a s a s ta t i cs y s t e m b e f o r e a n d a f t e r t h e i m p l e m e n t a t i o n o f a n y c h a n g e si n t he l i fe cyc l e i nves t i ga t ed .b) A r e s p e c i f i c pr o c e s s e s o r o v e r a l l m a r ke t s a f f e c t e d?I f a d e c i s i o n w i l l o n l y a f f e c t a s p e c i fi c p r o c e s s , t h e n t h e t e c h -n o l o g y o f t h is p r o c e s s i s p e r d e f i n i t i o n t h e m a r g i n a l t e c h n o l -o g y . I f t h e d e c i s i o n i n f l u e n c e s a m a r k e t , i t i s n e c e s s a r y t o

d ) W h a t t e c h n o l o g i e s a r e fl e x i b le ?I f t h e p r o d u c t i o n c a p a c i t y - o r t h e r a t e o f c h a n g e i n te r m s o fc a p a c i t y - o f a t e c h n o l o g y is fi x e d , it s c a p a c i t y c a n n o t b ea f f e c t e d b y a n y d e c i s io n s b a s e d o n t h e L C A r e su l ts . H e n c e ,i t c a n n e v e r b e t h e l o n g - t e r m m a r g i n a l t e c h n o l o g y . I f t h ep r o d u c t i o n v o l u m e - o r t h e r a te o f c h a n g e i n p r o d u c t i o n ( cf .S e c t i o n 4 , a n d c a s e 3 i n S e c t i o n 2 ) - i s f i x e d , i t c a n n o t e v e nb e t h e s h o r t - t e r m m a r g i n a l t e c h n o lo g y . T h e r e m a y b e m a n yr e a s o n s f o r a t e c h n o l o g y t o b e c o n s t r a i n e d i n it s a b i l i ty t oa d j u s t i ts p r o d u c t i o n c a p a c i t y o r i ts p r o d u c t i o n v o l u m e :9 n a t u r a l c o n s t r a i n t s : e . g ., t h e a m o u n t o f w a t e r a v a i la b l ei n a s pe c i f i c r eg i o n ( c f . Sec t i on 4 ) ,9 p o l i t i c a l c o n s t r a i n t s : e .g . , e m i s s i o n l i m i ts , q u o t a s , b a no n s p e c i f ic t e c h n o l o g i e s ( c f . S e c t i o n 4 ) , a n d9 m a r k e t c o n s t r a i n t s fo r c o - p r o d u c t s : e .g . , c o - g e n e r a t e d

h e a t , a n i m a l p r o d u c t s ( c f. c a s e 3 i n S e c t i o n 2 ).I n s o m e c a s e s , t h e s e c o n s t r a i n t s c a n b e a f f e c t e d b y c h a n g e si n t h e l i f e c y c l e i n v e s t i g a t e d . F o r e x a m p l e , a c h a n g e i n t h ee l e c t r i c i ty d e m a n d m a y i n f l u e n c e t h e p o l i t i c a l c o n s t r a i n t so n n u c l e a r p o w e r i n S w e d e n a n d G e r m a n y ( E k v a l l e t a L1 9 9 8 ) o r o n c o a l p o w e r i n D e n m a r k . I d e a l ly , t h e e f f e ct s o fc h a n g e s o n t h e s e c o n s t r a in t s s h o u l d b e t a k e n i n t o a c c o u n ti n a c o n s e q u e n t i a l L C A . I n r e a li t y , s u c h e f f e c t s ar e p r o b a b l yt o o d i f f i c u l t t o m o d e l . H e n c e , a n o b v i o u s l i n e o f s i m p l i fi c a -t i o n i s t o t r e a t t h e c o n s t r a i n t s a s f i x e d e n t it i e s w h e n t h e m o d e lis d e v e l o p e d . T h i s m e a n s t h a t a n y e f fe c t s o n t h e c o n s t r a i n t sa r e d i s r e g a r d e d .e ) W h a t t e c h n o l o g y i s a c t u a ll y a f f e ct e d ?T h e m a r g i n a l t e c h n o l o g y is a m o n g t h e t e c h n o l o g ie s w h e r et h e p r o d u c t i o n o r t h e p r o d u c t i o n c a p a c i t y c a n b e a d j u s t e di n r e s p o n s e t o c h a n g e s i n t h e l i fe c y c l e in v e s t i g a t e d . L o n g -t e r m e f f e c t s w i l l t a k e p l a c e e it h e r i n t h e t e c h n o l o g y t h a t i sm o s t l i k e ly to b e p h a s e d o u t o r t h e t e c h n o l o g y th a t i s m o s tl i k e l y t o b e i n s t a l l e d ( s ee a b o v e ) . T h e s e p r e f e r e n c e s a r e t y p i -c a l ly d e t e r m i n e d b y t h e p r o d u c t i o n c o s t p e r u n i t . T h e t e c h -n o l o g y t o b e p h a s e d o u t i s li k e l y t o b e t h e i n s t a l l e d t e c h n o l -o g y w i t h t h e h i g h e s t s h o r t - te r m c o s t s . T h e t e c h n o l o g y to b ei n s t a l l e d i s l i k e ly t o b e t h e t e c h n o l o g y w i t h t h e l o w e s t l o n g -t e r m c o s t s .

I n t J L C A 9 ( 3 ) 2 0 0 4 169


10/11

C o n s e q u e n t i a l L if e C y c l e I n v e n t o r y A n a l y s i s L C A M e t h o d o l o g y

I n s o m e c a s e s , s e v e r a l t e c h n o l o g i e s c a n c o m p e t e a t t h e s a m ec o s t . I n th i s c a s e , t h e m a r g i n a l e f f e c ts a r e l ik e l y t o c o n c e r n am i x o f t e c h n o l o g ie s , e v e n w h e n t h e m o d e l i n c l u d e s o n l ys h o r t - t e r m o r l o n g - t e r m m a r g i n a l e f f e c t s a n d t h e d y n a m i c so f th e s y s t e m a r e d i s r eg a r d e d . T h e m o s t a c c u r a t e L C I m o d e li s o b t a i n e d i f e a c h a f f e c t e d t e c h n o l o g y i s i n c l u d e d i n t h eL C I m o d e l i n p r o p o r t i o n t o t h e p r i c e e l a s t ic i t y o f s u p p l y f o rt h i s t e c h n o l o g y . A s i m p l i f i e d m e t h o d i s t o i n c l u d e i n t h em o d e l o n l y t he t e c h n o l o g y t h a t a p p e a r s t o b e th e m o s t s e n -s i ti v e t o c h a n g e s i n d e m a n d o n t h e m a r k e t .8 T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n tD e c i s i o n s t h a t a r e a f f e c t e d b y t h e c o n s e q u e n t i a l L C I , a n dt h e c o n s e q u e n c e s o f t h e s e d e c i s io n s , t a k e p l a c e a f t e r t h e s t u d yh a s b e e n c o m p l e t e d . D e s c r i b i n g s u c h c o n s e q u e n c e s r e q u i re sa n i n v e s t i g a t i o n i n t o t h e f u t u r e . I t is a h i s t o r i c f a c t t h a t m a n yt e c h n o l o g i e s h a v e b e e n s i g n i f i c a n tl y r e f i n e d o v e r t h e y e a r s .A s a c o n s e q u e n c e , t h e e n e r g y d e m a n d a n d e m i s s io n s p e rf u n c t i o n a l u n i t h a v e o f t e n b e e n r a d i c a l l y r e d u c e d . T h i s i n d i -c a t e s t h a t i t i s n o t r e a s o n a b l e t o a s s u m e t h a t t h e e n v i r o n -m e n t a l p r o p e r t i e s o f t h e t e c h n o l o g i e s i n a f u t u r e s y s t e m a r ea c c u r a t e l y d e s c ri b e d t h r o u g h t h e u s e o f d a t a t h a t r e p r e s e n tc u r r e n t t e c h n o l o g i e s .A t t h e s a m e t i m e , i t c a n b e h a z a r d o u s t o t a k e f u t u r e t e c h n o -l o g i c a l a d v a n c e s i n t o a c c o u n t i n a n e n v i r o n m e n t a l a s s e s s -m e n t o f f u tu r e s y s t em s . T h e t y p e a n d m a g n i t u d e o f f u tu r ee n v i r o n m e n t a l i m p r o v e m e n t s a r e u n c e r ta i n . T h e u n c e r t a i n t yc a n b e d e a l t w i t h t h r o u g h t h e d e v e l o p m e n t o f d i f fe r e n t sc e -n a r i o s b a s e d o n v a r i o u s a s s u m p t i o n s r e g a r d i n g t e c h n o l o g i -c a l d e v e l o p m e n t . T h i s r e d u c e s t h e r i s k t h a t f u t u r e e n v i r o n -m e n t a l i m p r o v e m

2004 ekvall t. weidema b.p. int. j. life cycle assess

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