This cumulative dissertation is based on the hypothesis that environmental impacts arising from human activities, i.e. exploitation of natural resources, production of goods, use, and disposal, can affect different ecosystems of varying sensitivities due to global production and trade flows. In a holistic environmental assessment it would therefore be ideal to consider the whole life cycle of a product together with the ecosystems affected. Life cycle assessment (LCA) is the dominant method for assessing the environmental impacts of a product or service in relation to its functional unit and designed to cover the entire life cycle. However, an LCA model is usually a simplified and abstract picture of the reality applying steady‐state, linear modeling, and respecting spatial and temporal variabilities in natural processes only to a limited extent. This dissertation therefore applies methodologies that go beyond traditional LCA by extending or combining LCA with other interdisciplinary approaches. This cumulative dissertation consists of five research articles that explore the life cycle of three future technologies while taking site‐dependent aspects into account. Since the introduction of future technologies does not depend solely on a positive environmental assessment, the economic dimension of sustainability was also examined where feasible. Articles I and II address the environmental evaluation of wood as a regional resource: first in a conceptual approach based on a systematic literature review and, second, in a case study applying life cycle assessment, comparison of ecosystems, and eco‐design principles. In article III, the benefits of avoiding food waste were investigated for a regional black currant juice production in Germany by applying material flow cost accounting and carbon footprinting. Findings were translated into monetary and ecological metrics to raise awareness and support decision making among juice producers. Articles IV and V set out the challenges of implementing electromobility in public urban transport systems. Due to high investment costs for electric busses and the lack of adequate charging infrastructure available in public spaces, it is imperative to improve the knowledge base for planning and investment decisions. Life cycle assessment and life cycle costing were used in an integrative way to evaluate mobility alternatives for a transport provider in Dresden, while an environmental impact assessment and GIS analysis of existing bus lines revealed routes with a high environmental relief potential if electromobility were to be introduced there. / Die kumulative Dissertation basiert auf der Annahme, dass Umweltauswirkungen durch menschliche Aktivitäten aufgrund globaler Produktion und Handelsströme verschiedene Ökosysteme mit unterschiedlicher Empfindlichkeit beeinflussen können, sei es durch den Abbau natürlicher Ressourcen oder durch die Produktion, Nutzung und Entsorgung von Gütern. Bei einer ganzheitlichen Umweltbewertung wäre es daher ideal, den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zusammen mit den betroffenen Ökosystemen zu betrachten. Die Ökobilanz ist die dominierende Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen eines Produkts oder einer Dienstleistung in Bezug auf die funktionelle Einheit und über den gesamten Lebenszyklus. Ein Ökobilanz‐Modell ist in der Regel jedoch nur ein vereinfachtes und abstraktes Bild der Realität, das eine stationäre, lineare Modellierung anwendet und räumliche und zeitliche Variabilität in natürlichen Prozessen nur begrenzt berücksichtigt. Diese Dissertation wendet daher Methoden an, die über die traditionelle Ökobilanz hinausgehen, indem sie diese mit anderen interdisziplinären Ansätzen erweitert oder kombiniert. Die kumulative Dissertation besteht aus fünf Forschungsarbeiten, die den Lebenszyklus von drei Zukunftstechnologien unter Berücksichtigung standortabhängiger Aspekte untersuchen. Da die Einführung von Zukunftstechnologien nicht nur von einer positive Umweltbewertung abhängt, wurde auch die wirtschaftliche Dimension der Nachhaltigkeit untersucht, wo dies sinnvoll und möglich war. Artikel I und II befassen sich mit der Umweltbewertung von Holz als regionaler Ressource, zum einen in einem konzeptionellen Ansatz, der auf einer systematischen Literaturrecherche basiert, und zum anderen in einer Fallstudie, in der die Ökobilanzierung, ein Vergleich von Waldökosystemen und Ökodesign‐Prinzipien parallel angewendet wurden. In Artikel III wurden die Vorteile der Vermeidung von Lebensmittelabfällen für eine regionale Produktion von Johannisbeersaft in Deutschland unter Anwendung der Materialflusskostenanalyse und des Kohlendioxid(CO2)‐Fußabdrucks untersucht. Die Ergebnisse wurden in monetäre und ökologische Kennzahlen umgesetzt, um das Bewusstsein zu schärfen und die Entscheidungsfindung bei den Fruchtsaftherstellern zu unterstützen. In Artikel IV und V werden die Herausforderungen bei der Umsetzung der Elektromobilität in öffentlichen Nahverkehrssystemen dargestellt. Aufgrund der hohen Investitionskosten für Elektrobusse und fehlender Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum ist es unerlässlich, die Wissensbasis für Planungs‐ und Investitionsentscheidungen zu verbessern. Die Ökobilanz und die Lebenszykluskostenrechnung wurden zur Bewertung von Mobilitätsalternativen für einen Verkehrsdienstleister in Dresden eingesetzt. Eine zusätzlich durchgeführte lokale Umweltverträglichkeitsprüfung bestehender Buslinien ergab ein hohes Umweltentlastungspotenzial, wenn Elektromobilität eingeführt würde.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:70752 |
| Date | 06 May 2020 |
| Creators | May, Nadine |
| Contributors | Kolditz, Olaf, Günther, Edeltraud, Hellweg, Stefanie, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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