Relevance of including capital goods in the life cycle assessment of construction products

Abstract

The development of representative Life Cycle Inventories (LCI) is fundamental to enable the use of Life Cycle Assessment (LCA) as a decision tool. Capital goods, such as buildings and machinery (infrastructure), are particularly difficult to determine and are therefore commonly based on rough estimates, even in international databases. The aim of this work is to explore the effects of considering capital goods on the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) results of six construction products: sand, gravel, clinker, cement, concrete and concrete block. LCI are based on ecoinvent version 3.4 and impact assessment was done using the CML 1A baseline method. We compare the LCIA results with and without infrastructure by using the Monte Carlo analysis to account for the increase in total uncertainty caused by the inclusion of the highly uncertain capital goods flows. The difference between LCIA results with and without infrastructure is not significant for global warming, acidification, eutrophication, ozone depletion, photochemical oxidation and fossil fuels depletion; and is considered high for toxicity impact categories and abiotic elements depletion. However, these impact categories influenced by infrastructure have limited applicability for decision making in construction. Furthermore, changing capital goods is difficult due to required investments and therefore, unlikely to be a strategy for improving the environmental performance of construction products. Thus, we consider that the added value to LCA by the inclusion of capital goods is low, since uncertainty remains high, while the efforts to collect them are significant, thus questioning its inclusion in LCA studies and databases by default.  Keywords: Life Cycle Assessment. Capital goods. Infrastructure. Construction Products. Uncertainty.ResumoO desenvolvimento de inventários de ciclo de vida (ICV) representativos é fundamental para o uso da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) como ferramenta de decisão. Bens de capital, como construções e maquinário (infraestrutura), são difíceis de serem inventariados e, por isso, baseiam-se normalmente em estimativas grosseiras, mesmo em bases de dados internacionais. O objetivo deste trabalho é explorar os efeitos de considerar os bens de capital nos resultados de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) de seis produtos de construção: areia, brita, clínquer, cimento, concreto e bloco de concreto. Os ICVs são baseados no ecoinvent versão 3.4 e a avaliação de impacto utiliza o método CML 1A baseline. Compararam-se os resultados de AICV com e sem a infraestrutura, utilizando a análise de Monte Carlo para contabilizar o aumento na incerteza causado pelos fluxos de bens de capital, que possuem incerteza alta. A diferença entre os resultados de AICV com e sem infraestrutura não é significativa para aquecimento global, acidificação, eutrofização, depleção de ozônio, oxidação fotoquímica e depleção de recursos fósseis; e é alta para categorias de impacto relacionadas à toxicidade e depleção de recursos abióticos. Entretanto, estas categorias de impacto influenciadas pela infraestrutura têm aplicabilidade limitada na construção. Além disso, alterar os bens de capital é difícil, devido aos investimentos requeridos e, portanto, pouco provável como estratégia de melhoria do desempenho ambiental de produtos de construção. Portanto, considera-se que o valor agregado à ACV pela inclusão dos bens de capital é baixo, pois a incerteza permanece alta, enquanto o esforço para coleta de dados destes fluxos é significativo, questionando-se a inclusão dos bens de capital em estudos e bases de dados de ACV como padrão.  Palavras-chave: Avaliação do Ciclo de Vida. Bens de Capital. Infraestrutura. Produtos de Construção. Incerteza.ResumenEl desarrollo de inventarios de ciclo de vida representativos es fundamental para el uso de la Evaluación del Ciclo de Vida como herramienta de decisión. Los bienes de capital, como las construcciones y la maquinaria (infraestructura), son difíciles de inventariar y se basan normalmente en estimaciones groseras, incluso en bases de datos internacionales. El objetivo de este trabajo es explorar los efectos de considerar los bienes de capital en los resultados de Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida de seis productos de construcción: arena, gravas, clinquer, cemento, hormigón y bloque de hormigón. Los inventarios se basan en ecoinvent versión 3.4 y la evaluación de impacto utiliza el método CML 1A baseline. Se compararon los resultados de impacto con y sin la infraestructura, utilizando el análisis de Monte Carlo para contabilizar el aumento en la incertidumbre causada por los flujos de bienes de capital, que tienen incertidumbre alta. La diferencia entre los resultados de AICV con y sin infraestructura no es significativa para el calentamiento global, acidificación, eutrofización, depleción de ozono, oxidación fotoquímica y depleción de recursos fósiles; y es alta para las categorías de impacto relacionadas con la toxicidad y la depleción de recursos abióticos. Sin embargo, estas categorías de impacto influenciadas por la infraestructura tienen una aplicabilidad limitada en la construcciónn. Además, alterar los bienes de capital es difícil, debido a las inversiones requeridas y, por lo tanto, poco probable como estrategia para mejorar el desempeño ambiental. Por lo tanto, se considera que el valor agregado a la ACV por la inclusión de los bienes de capital es bajo, pues la incertidumbre permanece alta, mientras que el esfuerzo para recolectar datos de estos flujos es significativo, cuestionándose la inclusión de los bienes de capital en estudios y bases de datos de ACV como estándar.  Palabras clave: Evaluación del Ciclo de Vida. Bienes de Capital. Infraestructura. Productos de Construcción. Incertidumbre.