Cities are responsible for an increasingly large share of environmental impacts linked to their resource consumption and production of waste. Understanding how the flows of materials and energy in urban systems contribute to environmental impacts is fundamental for urban sustainability. The combination of Material and Energy Flow Analysis (MEFA) and Life Cycle Assessment (LCA) allows an in-depth evaluation of the city’s metabolism by quantifying the environmental impacts of these flows from a life cycle perspective. This method provides a global perspective on the environmental impacts of the studied system and helps avoiding unintended tradeoffs between life cycle stages or between different types of environmental impact. This thesis aims to analyze the urban metabolism of the city of Umeå by using a simplified MEFA- LCA methodology. The simplified method aims to evaluate urban metabolism based on the available data, without requiring intensive data inventory, and thus can be a powerful tool to assess the sustainability of cities that have not previously been studied, and for which detailed data on material flows are not available, like in the case of Umeå. The MEFA method was used to identify and quantify the most important flows for 5 main sectors in Umeå’s metabolism: households, construction, transportation, wastewater and solid waste treatment. Then, the environmental impacts of these flows throughout their life cycles were quantified with the LCA methodology. Life cycle inventory data were taken from processes available on the Ecoinvent and Agri-footprint databases, and the impact assessment was done using the ReCiPe midpoint method, considering all impact categories to provide a broader view of the environmental impacts. The results from the application of the MEFA-LCA methodology provided different but complementary information on the city’s metabolism. The households are responsible for most of the material flows, with water being the most relevant flow, while the transportation sector is responsible for most of the energy flows in the form of fuels. The LCA analysis showed that the households and the transportation sector are responsible for the largest share of the environmental impacts. The flow of manufactured materials is the most relevant for the households sector, followed by energy and foods and drinks. In the transportation sector, private passenger cars and air travel correspond to the largest share of impacts in all categories. Regarding the other three sectors, in the construction sector, concrete and cement represent the material flow with the most impact, while the solid waste and wastewater treatment have small contributions to the total environmental impacts. The analysis performed in this thesis demonstrated that the MEFA-LCA methodology is a useful tool to evaluate the environmental sustainability of a city’s metabolism. It can assess how different sectors and flows contribute to environmental impacts, without requiring exhaustive data. Thus, it can identify key sectors and flows that should be prioritized when developing strategies or planning future research. / Städer står för en allt större del av miljöpåverkan kopplad till deras resursförbrukning och produktion av avfall. Att förstå hur flöden av material och energi i urbana system bidrar till miljöpåverkan är grundläggande för urban hållbarhet. Kombinationen av material- och energiflödesanalys (MEFA) och livscykelanalys (LCA) möjliggör en djupgående utvärdering av stadens metabolism genom att kvantifiera miljöpåverkan från dessa flöden ur ett livscykelperspektiv. Denna metod ger ett globalt perspektiv på miljöpåverkan från det studerade systemet och hjälper till att undvika oavsiktliga förskjutningar (trade-offs) mellan olika typer av miljöpåverkan eller mellan olika delar av livscykeln. Detta examensarbete syftar till att analysera den urbana metabolismen i Umeå stad genom att använda en förenklad MEFA-LCA metod. Den förenklade metoden syftar till att utvärdera urban metabolism baserat på tillgängliga data, utan att kräva intensiv datainventering, och kan därmed vara ett kraftfullt verktyg för att bedöma hållbarheten i städer som inte tidigare har undersökts och för vilka detaljerade data om materialflöden inte finns tillgängliga, som i fallet med Umeå. MEFA-metoden användes för att identifiera och kvantifiera de viktigaste flödena för 5 huvudsektorer i Umeås urbana metabolism: hushåll, byggsektorn, transport, avloppsrening och avfallshantering. Sedan kvantifierades miljöpåverkan av dessa flöden under deras livscykel med LCA-metoden. Livscykelinventeringsdata togs från processer tillgängliga på Ecoinvent- och Agri- footprint-databaserna, och miljöpåverkansbedömningen gjordes med hjälp av ReCiPe- midpunktsmetoden, med hänsyn till alla påverkanskategorier för att ge en bredare bild av miljökonsekvenserna. Resultaten från tillämpningen av MEFA-LCA-metoden gav olika men kompletterande information om stadens metabolism. Hushållen står för merparten av materialflödena, där vatten är det mest relevanta flödet, medan transportsektorn står för merparten av energiflödena i form av bränslen. LCA-analysen visade att hushållen och transportsektorn står för den största delen av miljöpåverkan. Flödet av tillverkat material är det mest relevanta för hushållssektorn, följt av energi samt mat och dryck. Inom transportsektorn motsvarar privata personbilar och flygresor den största andelen påverkan i alla kategorier. När det gäller de övriga tre sektorerna, inom byggsektorn representerar betong och cement det materialflöde som har störst påverkan, medan avloppsrening och avfallshantering har små bidrag till den totala miljöpåverkan. Analysen som utfördes i denna avhandling visade att MEFA-LCA-metoden är ett användbart verktyg för att utvärdera den miljömässiga hållbarheten hos en stads metabolism. Den kan bedöma hur olika sektorer och flöden bidrar till miljöpåverkan, utan att kräva uttömmande data. Således kan den identifiera nyckelsektorer och flöden som bör prioriteras vid utveckling av strategier eller planering av framtida forskning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-319550 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Real de Almeida, Maria Lívia |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 22633 |
Page generated in 0.0124 seconds