kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Exploring reproducibility, replicability, and methodological choices in LCA in the context of macroalgae aquaculture
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering.
2022 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Undersöka reproducerbarhet, replikerbarhet och metodval inom LCA i den marina makroalgodlingssektorn (Swedish)
Abstract [en]

This Master thesis aims to explore reproducibility and replicability in LCA (life cycle assessment) in the context of macroalgae aquaculture, notably regarding the methodological choices. 

Macroalgae aquaculture is an emerging sector in Europe. Before further expanding the industry, the environmental impacts must be comprehensively assessed to ensure the sustainable development of the industry. LCA is a tool that quantifies the environmental burdens of a product system and can be used to evaluate the sustainability of seaweed aquaculture. In LCA, a product system is modelled, and the elementary biophysical flows are quantified into the potential environmental impacts. However, as with every method, there are some drawbacks. For example, several methodological choices are made when LCAs are conducted, which means that different practitioners would model the same product differently. The thesis is divided into two parts. A systematic literature review of published articles covering macroalgae and LCA was conducted to provide an overview of key results and to identify trends in methodological choices in LCA. In the second part, an attempt was made to recreate an LCA model from a published article in the seaweed aquaculture context. Furthermore, methodological choices and their impacts on reproducibility and replicability were explored in the recreated LCA model. 

The terms replicability and reproducibility are used interchangeably by different authors, notably in different fields of research. The definitions that will be used in this thesis are the following: Result reproducibility: obtaining the same results from another study by using the same methodological setup: methods, software, and data, based on the published information and methods. Result replicability: obtaining results that are "similar enough" to the original article by using similar methods as possible to the original article. Both definitions are based on the fact that the methodological set up is somehow recreated, which requires a certain level of transparency in published articles, notably the LCI (life cycle inventory). The literature review showed that only about half of the studied articles presented an inventory list. It was not possible to recreate proxy data and adapted processes when trying to recreate a part of an LCA model from a published article, even though the article described the process choices better than most of the articles in the literature review. This underlines the need for increased transparency in published LCA studies. 

The reproducibility and replicability of LCA results were explored by assessing the impacts of different methodological choices such as impact assessment methods, software/database versions, and proxy data. This assessment of methodological choices showed differences in the numerical results, especially when calculating an LCA result with different versions of software/database and impact assessment methods. However, as LCA databases are updated to be more accurate, changes can therefore be expected. Nevertheless, these changes make it difficult to reproduce the numerical results as defined in this thesis. As seen in the literature review, the key results from several different studies have similar conclusions. Thus, this thesis indicates that LCA studies have high replicability and low reproducibility. 

Overall, this thesis highlights that there is a need for an increased understanding of methodological choices in LCA and how they affect the results, as well as a need for more transparency around the methodological choices in published articles, along with better standards for conducting and publishing LCA studies to make them more accurate and scientific. This would also facilitate the development of the macroalgae sector. 

Abstract [sv]

enna masteruppsats undersöker reproducerbarhet och replikerbarhet av LCA- (livscykelanalys-) studier i kontexten av vattenbruk av makroalger, särskilt med hänsyn till metodval. Makroalgodling är en lovande framväxande sektor i Europa. För att säkerställa att utvecklingen sker hållbart måste de eventuella miljöbelastningarna identifieras och bedömas. LCA är ett verktyg där den potentiella miljöbelastningen för ett produktsystem kvantifieras vilket kan användas för att utvärdera hållbarheten av makroalgodlingar. I LCA studier modelleras ett produktsystem och de elementära biofysiska flödena kvantifieras till potentiella miljöpåverkanskategorier. Men som med alla metoder finns det vissa nackdelar, en rad olika metodval görs när LCAer utförs, vilket innebär att olika utövare kan modellera samma produktsystem olika. Uppsatsen är indelad i två delar. En systematisk litteraturstudie av publicerade artiklar som innefattar makroalger och LCA, genomfördes för att ge en översikt över nyckelresultat samt för att identifiera trender i metodval inom LCA. I den andra delen genomfördes ett försök att återskapa en LCA-modell från en publicerad artikel över en makroalgodling. Vidare utforskades metodval och deras inverkan på resultatets reproducerbarhet och replikerbarhet i den återskapade LCA-modellen. 

Termerna replikerbarhet och reproducerbarhet används omväxlande av olika författare, särskilt inom olika forskningsområden. Definitionerna som kommer att användas i detta arbete är följande: Resultats reproducerbarhet: att erhålla samma resultat från en annan studie genom att använda samma metoder, mjukvara och data. Resultats replikerbarhet: uppnå resultat som är "tillräckligt lik" originalartikeln genom att använda så lika metoder och data som möjligt som originalartikeln. Båda dessa definitioner är baserade på det faktum att metoderna på något sätt återskapas, vilket kräver en viss grad av transparens i publicerade artiklar, särskilt för inventeringsdelen i en LCA studie. Litteraturstudien visade att endast cirka hälften av de studerade artiklarna presenterade en inventeringslista. Det var inte möjligt att återskapa proxy data (data som inte finns i databaser) och anpassade processer när en del av en LCA-modell från en publicerad artikel försökte återskapas, trots att artikeln beskrev processvalen bättre än de flesta av artiklarna i litteraturstudien. Detta understryker behovet av ökad transparens i publicerade LCA-studier. 

Reproducerbarheten och replikerbarheten av LCA-resultat undersöktes genom att bedöma effekterna av metodval så som konsekvensbedömningsmetoder, programvaruversioner, databasversioner och proxydata. Denna bedömning av olika metodval visade på skillnader i de numeriska resultaten, särskilt vid beräkning av LCA-resultat med olika versioner av mjukvara/databaser samt metoder för miljöpåverkansbedömning. LCA databaser uppdateras dock för att bli mer exakta och lika verkligheten, därför kan förändringar i resultatet förväntas. Dessa förändringar gör det dock svårt att reproducera de numeriska resultaten som definierat i detta arbete. Som framgår av litteraturstudien, har huvudresultaten från flera olika studier liknande slutsatser. Därmed indikerar detta arbete att LCA-studier har hög replikerbarhet men låg reproducerbarhet. 

Detta examensarbete belyser att det finns ett behov av en ökad förståelse för metodval inom LCA och hur de påverkar resultaten. Samt ett behov av mer transparens kring metodvalen i publicerade artiklar tillsammans med bättre standarder för att genomförandet och publikationen av LCA studier för att göra dem mer korrekta och vetenskapliga. Detta skulle även underlätta utvecklingen av makroalgodlingssektorn. 

Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 76
Series
TRITA-ABE-MBT ; 22671
Keywords [en]
Life Cycle Assessment, LCA, Reproducibility, Replicability, Macroalgae, Ecoinvent, SimaPro, Impact assessment methods, Sustainability, ReCiPe, CML
Keywords [sv]
Livscykelanalys, LCA, Reproducerbarhet, Replikerbarhet, Makroalger, Ecoinvent, SimaPro, Miljöpåverkansbedömningsmetoder, Hållbarhet, ReCiPe, CML
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-320910OAI: oai:DiVA.org:kth-320910DiVA, id: diva2:1708051
Educational program
Degree of Master - Environmental Engineering and Sustainable Infrastructure
Supervisors
Examiners
Available from: 2022-11-02 Created: 2022-11-02 Last updated: 2022-11-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Sustainable development, Environmental science and Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 95 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf