Reducing greenhouse gas emissions from the transport sector is a key challenge to reach global climate targets and limit global warming to below 2 ºC. The use of life cycle assessment (LCA) may provide knowledge about the environmental impacts of transport systems so that emission reduction measures can be identified.

The aim of this thesis is to investigate how LCA can contribute with knowledge that can be used to support specific decisions in the context of transport system policy and planning, to demonstrate how LCA can be conducted at project and network levels, and to contribute with knowledge of direct and indirect climate impact and primary energy use of the Swedish transport infrastructure and the Swedish transport system at a network level.

The thesis includes four papers that contribute to achieving this aim. Paper 1 demonstrates an approach for the identification of hotspots in Swedish road, rail, air, and sea transport infrastructure at a network level. Paper 2 demonstrates this approach for the full transport system at a network level, including national and international freight transport and passenger travel by road, rail, air, and sea. At the project level, Paper 3 investigates how LCA can be used as decision-support in choice of road corridor, considering prerequisites of data availability and usefulness of results for decision-making. Paper 4 maps approaches used to quantify impacts of the maintenance stage in 92 project-level LCAs of road and rail infrastructure and discusses their applicability in policy and procurement.

Paper 1 estimated that the annual climate impact of Swedish transport infrastructure is about 3 Mtonne CO2 equivalents and that the corresponding primary energy use is about 27 TWh. Road and rail infrastructure contributed to 90% of these impacts. Additional hotspots identified were reinvestment of roads and railways and production of asphalt, concrete, and steel. Paper 2 estimated that the annual climate impact of the Swedish transport system is about 40 Mtonne CO2 equivalents and that the corresponding primary energy use is about 196 TWh. Road transport and aviation together accounted for 85% of these impacts. Indirect impacts were significant, accounting for about a third of the impacts. The main causes of indirect impacts were fuel production for road passenger travel and manufacturing of passenger cars.

Paper 3 found that LCA-based models used in early planning should include generic data that are nation specific (preferably approved by the national road authority) and that can be replaced by project specific data when needed. Further, both traffic and infrastructure should be included at a level of detail that allows the identification of improvement measures and the assessment of uncertainty in the results. Results should be presented relative to a reference alternative and complement results from other decision-support used in planning. Paper 4 found a variety of approaches to quantify impacts of the maintenance stage in LCA. The analysis period was often determined based on the infrastructure’s service life. The maintenance frequency was commonly estimated based on the current practice of maintenance in a region or on performance prediction modelling. Only two of the reviewed papers included the effects of climate change on results of the LCA. How the approaches can be implemented in decision-making depends on their abilities to be standardised for use in procurement and to incorporate multiple scenarios.

Stakeholders involved in transport system policy and planning can use these results as support in considering life cycle impacts in their decision-making practice to reduce environmental impacts in line with national and international targets.

Att minska transportsektorns klimatpåverkan är en viktig utmaning för att nå de globala klimatmålen och begränsa den globala uppvärmningen till under 2 ºC. Att använda livscykelanalys (LCA) kan ge kunskap om transportsystemets miljöpåverkan så att åtgärder för att minska denna kan identifieras.

Syftet med den här avhandlingen är att undersöka hur LCA kan bidra med kunskap som kan användas för att stödja specifika beslut inom policy och planering för transportsystem, visa hur LCA kan genomföras på projekt- och nätverksnivå och att bidra med kunskap om direkt och indirekt klimatpåverkan och energianvändning av svensk transportinfrastruktur och det svenska transportsystemet på nätverksnivå. Avhandlingen innehåller fyra artiklar som bidrar till att uppnå detta syfte.

Artikel 1 beräknar årlig klimatpåverkan och energianvändning av svensk transportinfrastruktur (vägar, järnvägar, flygplatser, hamnar och farleder) på nätverksnivå och identifierar hotspots för detta system. Artikel 2 beräknar årlig klimatpåverkan och energianvändning för hela det svenska transportsystemet (väg, järnväg, luftfart, sjöfart) på nätverksnivå, inklusive persontrafik (inrikes och utrikes) och godstransport (inrikes och import). Artikel 3 undersöker hur LCA kan användas som beslutsstöd vid val av vägkorridor, med tanke på datatillgång och nyttan av resultat för beslutsfattande. Artikel 4 kartlägger tillvägagångssätt som används för att kvantifiera miljöpåverkan av underhåll i 92 LCA:er av väg och järnväg och diskuterar deras tillämpning i policy och upphandling.

Artikel 1 visade att den årliga klimatpåverkan av svensk transportinfrastruktur är cirka 3 Mton koldioxidekvivalenter och att motsvarande energianvändning är cirka 27 TWh. Väg- och järnvägsinfrastruktur bidrog till 90% av detta. Andra hotspots var reinvestering av vägar och järnvägar och produktion av asfalt, betong och stål. Artikel 2 visade att den årliga klimatpåverkan av det svenska transportsystemet är cirka 40 Mton koldioxidekvivalenter och att motsvarande energianvändning är cirka 196 TWh. Vägtransporter och luftfart stod tillsammans för 85% av detta. Indirekt miljöpåverkan bidrog till ungefär en tredjedel av klimatpåverkan och energianvändning. Det var framförallt produktion av bränsle för personbilar och tillverkning av personbilar som bidrog till indirekt miljöpåverkan.

Artikel 3 rekommenderade att LCA-baserade modeller som används i tidig planering bör innehålla generiska data som är nationsspecifika (helst godkända av en nationell transportmyndighet) och som kan ersättas med projektspecifika data vid behov. Vidare bör både trafik och infrastruktur inkluderas på en detaljnivå som möjliggör identifiering av förbättringsåtgärder och bedömning av osäkerhet i resultaten. Resultaten bör presenteras i förhållande till ett referensalternativ och komplettera resultat från annat beslutsstöd som används vid planering. Artikel 4 fann ett flertal tillvägagångssätt för att kvantifiera miljöpåverkan av underhåll. Analysperioden bestämdes ofta baserat på infrastrukturens livslängd. Underhållsfrekvensen uppskattades vanligen baserat på nuvarande praxis för underhåll eller baserat på modellering. Endast två av de granskade artiklarna inkluderade effekter av klimatförändringar på resultaten av LCA:n. Hur dessa tillvägagångssätt kan implementeras i beslutsfattning beror på deras möjligheter att standardiseras för användning i upphandling och att inkludera flera scenarier.

Intressenter som är involverade i policy och planering för transportsystem kan använda dessa resultat som stöd för att inkludera LCA i beslutsfattande för att minska miljöpåverkan i linje med nationella och internationella mål.