4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 37 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen Pamela Haverkamp, M. Sc. Institut für Nachhaltigkeit im Bauwesen, RWTH Aachen University Univ.-Prof. Marzia Traverso (PhD) Institut für Nachhaltigkeit im Bauwesen, RWTH Aachen University Zusammenfassung Der Straßenbausektor spielt eine entscheidende Rolle beim Übergang zu einer nachhaltigen Infrastruktur, die die Integration ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Aspekte erfordert. Dieser Beitrag gibt einen umfassenden Überblick über die Anwendung der lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung (Life Cycle Sustainability Assessment, LCSA) im Straßenbau und zeigt die Fortschritte und Herausforderungen auf dem Weg zur ganzheitlichen Nachhaltigkeit auf. Die primären Ziele dieser Studie sind die Analyse von Fallstudien, die Nachhaltigkeit auf ganzheitliche Weise behandeln, und die Identifizierung von Forschungslücken und Herausforderungen bei der Nachhaltigkeitsbewertung von Straßen. Um diese Ziele zu erreichen, wurde eine systematische Literaturanalyse durchgeführt, um relevante Studien auf diesem Gebiet zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass trotz des wachsenden Interesses an LCSA praktische Umsetzungen im Straßenbausektor nach wie vor selten sind. Viele Studien kombinieren Ökobilanz (LCA), Lebenszykluskostenrechnung (LCC) und ausgewählte soziale Indikatoren, wobei sie sich oft auf einen einzelnen Stakeholder einer bestimmten Lebenszyklusphase konzentrieren, anstatt den umfassenden LCSA-Ansatz zu verfolgen. Die Studien sind sehr heterogen, vor allem in Bezug auf die definierten funktionellen Einheiten, die betrachteten Lebenszyklusphasen und die eingesetzten Indikatoren. Bezüglich der funktionellen Einheit stützen sich die meisten Studien nur auf Straßenabmessungen, ohne Parameter anzugeben, die mit dem Nutzen oder der Qualität der Straße in Verbindung stehen. Des Weiteren lag der Hauptfokus der Studien auf den Produktions- und Bauphasen, wobei nur wenige Ausnahmen das Lebensende behandelten. Zudem wurde festgestellt, dass sich die meisten Studien auf die Bestimmung des Global Warming Potential (GWP) konzentrierten, während andere für Straßen möglicherweise relevante Indikatoren wie Landnutzung, Feinstaubbildung, Ressourcennutzung-fossile Brennstoffe oder Ressourcennutzung-Mineralien nur selten berechnet wurden. Bei der Auswertung stützen sich mehrere Studien auf Nachhaltigkeitsindizes oder Methoden der multikriteriellen Entscheidungsanalyse, was zu weiteren Inkonsistenzen beitragen kann. 1. Einführung Die Straßeninfrastruktur spielt eine entscheidende Rolle für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung [1]. In Deutschland umfasst das Straßennetz rund 830.000 km [2], was eine dichte und leistungsfähige Infrastrukturbasis für Mobilität und wirtschaftlichen Austausch bietet. Straßeninfrastruktur bringt jedoch sowohl positive als auch negative Auswirkungen mit sich [3]: sie verbessert den Zugang zu Märkten und hilft, wirtschaftlichen Isolation zu überwinden [4; 5], während sie gleichzeitig für erhebliche Umweltbelastungen verantwortlich ist [6; 7]. Darüber hinaus gehen Straßenbau und -nutzung mit sozialen Herausforderungen einher, wie z. B. Unfälle, die Exposition der Arbeiter*innen gegenüber Schadstoffen, arbeitsbedingte Verletzungen und Krankheiten, sowie Bau- und Verkehrslärm [4]. Angesichts dieser weitreichenden Auswirkungen auf die Umwelt, die Ökonomie und die Gesellschaft sollte die Nachhaltigkeitsleistung von Straßen systematisch gemessen werden. Mehrere Studien haben sich bereits mit den ökologischen Auswirkungen von Straßen und Oberbauten befasst. Eine häufig eingesetzte Methode hierzu ist die Ökobilanz (Life Cycle Assessment, LCA), eine robuste und standardisierte Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen von Produkten während des gesamten Lebenszyklus [8-10]. Zur Bewertung der ökonomische Dimension der Nachhaltigkeit wird in vielen Studien die Lebenszykluskostenrechnung (Life Cycle Costing, LCC) angewandt [11], während die produktbezogene Sozialbilanz (Social Life Cycle Assessment, S-LCA) zur Untersuchung der sozialen Auswirkungen aus einer Lebenszyklusperspektive dient [12]. Die ganzheitliche Betrachtung der drei Dimensionen der Nachhaltigkeit wird durch die Methode der lebenszyklusbasierten Nachhaltigkeitsbewertung (Life Cycle Sustainability Assessment, LCSA) ermöglicht, die von Klöpffer [13] und Finkbeiner et al. [14] eingeführt wurde. Obwohl dieser Ansatz weniger verbreitet als die eigenständige LCA und LCC ist, wird er zunehmend in Sektoren wie Bauwesen und Energie eingesetzt [15]. LCSA birgt großes Potenzial, um die Nachhaltigkeitsleistung im Straßenbau umfassend zu bewerten und damit fundierten Entscheidungen zu unterstützen. Dieser Beitrag bietet einen umfassenden Überblick über die Anwendungen der LCSA im Straßenbau und zeigt den aktuellen Stand der Forschung sowie bestehende Her- 38 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen ausforderungen. Basierend auf einer systematischen Literaturrecherche werden LCSA-Fallstudien untersucht, um die Fortschritte und Schwierigkeiten bei der Nachhaltigkeitsbewertung von Straßen aufzuzeigen. Ziel ist es, ein tieferes Verständnis der Ansätze, Methoden und Herausforderungen im Zusammenhang mit LCSA zu vermitteln. 2. Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung Die LCSA-Methode ermöglicht die ökologische, ökonomische und soziale Bewertung von Produkten entlang ihres gesamten Lebenszyklus [16]. Das Konzept der LCSA basiert auf das Drei-Säulen-Modell der Nachhaltigkeit und wurde von Klöpffer [13] eingeführt, der den Ansatz in der Form LCSA = LCA + LCC + S-LCA ausdrückte. Dabei repräsentiert die LCA die ökologische Dimension [9; 17], die LCC die ökonomische Dimension [18]] und die S-LCA die soziale Dimension [19]. Diese Formel impliziert keine mathematische Addition der Ergebnisse, da jede Methode auf unterschiedlichen Modellen und Indikatoren basiert. Vielmehr verdeutlicht sie die kombinierte Anwendung der drei Methoden auf dasselbe Produkt mit einer einheitlichen Definition der funktionellen Einheit und äquivalenten Systemgrenzen [16; 20; 21]. In dieser Hinsicht ist die funktionelle Einheit die Referenzeinheit der Bewertung, die das Nutzen des Produktsystems quantifiziert [16]. Äquivalente Systemgrenzen bedeutet, dass alle Prozesseinheiten berücksichtigt werden, die für mindestens eine der drei Dimensionen der Nachhaltigkeit relevant sind [20]. Das Hauptziel der LCA besteht darin, die potenziellen Umweltauswirkungen über alle Lebenszyklusphasen hinweg zu ermitteln und zu vergleichen [22]. Sie besteht aus vier Phasen: Festlegung des Ziel- und Untersuchungsrahmens, Sachbilanz, Wirkungsabschätzung und Auswertung. Die erste Phase umfasst die Gründe für die Durchführung der Studie und ihre Anwendung, sowie die Definition des methodologischen Rahmens [9]. Bei der Sachbilanz werden Daten zu allen relevanten Input- und Outputflüssen gesammelt und dokumentiert [23]. Es folgt die Wirkungsabschätzung, in der die Umweltauswirkungen berechnet werden [9]. Schließlich werden die Ergebnisse der Wirkungsabschätzung in der Auswertung im Hinblick auf das Ziel und den Umfangrahmen der Studie bewertet [19]. LCA ist durch die ISO-Normen 14040 und 14044 standardisiert [9; 17], wobei spezifische Normen für den Bausektor existieren, wie ISO 21930 und EN 15804 für die Erstellung von Umweltproduktdeklarationen (Environmental Product Declaration, EPD) -Typ-III Umweltdeklarationen, die quantifizierte umweltbezogene und LCA-basierte Informationen von Produkten darstellen [24; 25]. Darüber hinaus wird die EN 15978 für die Durchführung von LCA für Gebäude als Referenz herangezogen, sowie die prEN 17392-1 (zurückgezogen), die die Anwendung von LCA für die Bewertung von Asphaltmischungen standardisierte [26; 27]. Die LCC bewertet alle relevanten Kosten von Produkten oder Projekten über deren gesamten Lebenszyklus hinweg aus der Perspektive eines spezifischen Stakeholders [18; 28]. Dabei wird eine langfristige Perspektive in den Entscheidungsprozess integriert, da die Betrachtung über den Kaufpreis oder die Anschaffungskosten hinausgeht. Dabei werden Kosten für Design- und Entwicklung, Produktion und Implementierung, Betrieb, Lebensende sowie Bau, Inbetriebnahme, unter anderen berücksichtigt [29]. Im Bausektor wird die ISO 15686-5 (für Gebäude) häufig als Referenz herangezogen [30]. S-LCA analysiert potenziell positive und negative sozialen Auswirkungen von Produkten auf verschiedene Stakeholderkategorien entlang ihres gesamten Lebenszyklus [19; 31]]. Als jüngster Bestandteil der LCSA wird sie heute durch ISO 14075 standardisiert [32]. Darüber hinaus dienen die UNEP S-LCA Richtlinien und Methodenübersichten (Methodological Sheets) als praktische Leitfaden für die Anwendung der Methode [19; 33]. Im Gegensatz zu Ansätzen wie Fair Trade oder Corporate Social Responsibility (CSR) zeichnet sich S-LCA durch eine systematische Datenerfassung, eine starke Stakeholder-Orientierung und die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus aus [31]. S-LCA baut auf der LCA-Methode auf, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass die Ergebnisse eng mit dem betrachteten Stakeholder (z. B. Arbeiter*innen, lokale Gemeinschaft, Gesellschaft, Verbraucher, Akteure der Wertschöpfungskette und Kinder) verknüpft sind. 3. Methodik Um die Ziele dieses Beitrags zu erreichen wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt - eine Methode zur Analyse des aktuellen Stands der Wissenschaft und Ermittlung von Forschungslücken und -prioritäten [34; 35]. Die Datenbanken Scopus und Web of Science wurden für die Suche nach geeigneten Studien ausgewählt, da sie mehrere Fachgebiete abdecken und hochqualitative, von Experten geprüfte Literatur enthalten [36; 37]. Der Schwerpunkt lag dabei auf Studien, die sich mit den drei Dimensionen der Nachhaltigkeit und insbesondere mit LCSA befassten. Die Auswahl der relevanten Studien erfolgte in drei Screening-Schritten. Zunächst wurden Titel und Zusammenfassungen aller in den Datenbanken gefundenen Beiträge zum Thema Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau überprüft. Anschließend wurde die Liste der potenziell relevanten Studien konsolidiert und auf Duplikate überprüft. Das zweite Screening bestand darin, zu prüfen, welche Artikel im Volltext abruf bar waren. Schließlich wurden im dritten Screening die Volltexte analysiert und die relevanten Artikel ausgewählt. Bei diesem Screening wurden Beiträge aus einem der folgenden vier Gründe aussortiert: (1) es wurden nicht alle drei Nachhaltigkeitsdimensionen berücksichtigt; (2) die Studie befasste sich nicht mit Straßen, Oberbauten oder Straßeninfrastruktur auf Projektebene; (3) es handelte sich um eine reine Literaturrecherche; oder (4) der Beitrag konzentriert sich primär auf die Analyse potenziell nachhaltiger Technologien oder Materialien. Die verbleibenden Studien wurden anschließend detailliert ausgewertet, und die relevanten Daten wurden extrahiert und zusammengeführt. Insgesamt wurden 17 rele- 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 39 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen vante Veröffentlichungen identifiziert und für die weitere Analyse ausgewählt. 4. Ergebnisse Eine Zusammenfassung der ausgewählten Veröffentlichungen ist in Tab. 1 zu finden. Zunächst wurden die Ziele der ausgewählten Studien untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass nahezu 70 % der Studien den Vergleich von Material- oder Projektalternativen adressierten. Ein weiteres häufiges Ziel war die Unterstützung von Entscheidungsträgern bei unterschiedlichen Aspekten von Projekten, wie bei der Auswahl von Instandhaltungsalternativen [40; 43; 44; 54]. Andere Studien zielten darauf ab, LCSA-basierte Rahmenwerke zur Überwachung der Nachhaltigkeitsleistung von Projekten zu entwickeln oder die Förderung von nachhaltiger Entwicklung zu unterstützen. Tab. 1: Übersicht der Veröffentlichungen zur Nachhaltigkeitsbewertung von Straßen und Oberbauten Quelle Gegenstand der Studie Land Systemgrenzen [38] Straßen Australien Nicht angegeben [39] Straßen Pakistan Bau, Wartung und Nutzung sowie die vorgelagerten Prozesse und Materialien für jede Phase [40] Oberbau und Straßenbauarbeiten Nicht angegeben Alle Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Oberbau [41] Straßenbaumaterialien China Herstellung von Materialien, Transport, Bau, Nutzung, und Lebensende [42] Oberbau Deutschland Herstellung von Materialien, Bau, Nutzung und Lebensende [43] Oberbau USA LCA: Herstellung von Materialien, Bau und Instandhaltung LCC: Bau und Instandhaltung S-LCA: Nutzung [44] Straßen Iraq Nicht angegeben [45] Oberbau USA Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Transport, Asphaltmischung, Bau [46] Oberbau USA Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Transport, Asphaltmischung, Bau [47] Straßen Canada Nicht angegeben [48] Straßen innerhalb geschlossener Ortschaften (einschließlich Bürgersteig, Oberbau und Fahrbahnmarkierungen) USA Herstellung von Materialien, Transport, Stromverbrauch während der Nutzung, Lebensende [49] Verkehrsinfrastruktur Europa Rohstoffgewinnung und Asphaltmischung, Bau, Instandhaltung, Instandsetzung, Verkehrsmanagement, Nutzung, Lebensende [50] Autobahnen USA Nicht angegeben [51] Oberbau mit ungebundener Decke Australien Bau, Nutzung und Instandhaltung [52] Oberbau China Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Bau, Instandhaltung [53] Oberbau China Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Bau, Nutzung, Instandhaltung [54] Oberbau Nicht angegeben Rohstoffgewinnung und -verarbeitung, Bau, Nutzung, Instandhaltung 40 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen Zusätzlich wurden methodische Parameter im Zusammenhang mit LCSA untersucht, darunter funktionelle Einheiten, Systemgrenzen, Indikatoren und Auswertungsmethoden. Es zeigte sich, dass 47 % der Studien keine funktionelle Einheit definierten. In den übrigen Studien wurden meist Dimensionen der Straße wie die Länge oder Fläche herangezogen [41-43; 52; 53]. Lediglich eine Studie integrierte den Zeitraum der Analyse, während Parameter zur Straßenqualität oder -funktion bei keiner Studie berücksichtigt wurden. Darüber hinaus definierten zwei Studien separate funktionelle Einheiten für die LCA und LCC, ohne jedoch eine Referenzeinheit für die Bewertung der sozialen Auswirkungen festzulegen [52; 53]. Die Analyse der Systemgrenzen erfolgte auf der Grundlage der in EN 15804 [25] definierten Informationsmodule, um eine gemeinsame Basis für die Bewertung zu schaffen. Laut dieser Norm besteht der Lebenszyklus eines Produkts aus fünf Phasen: - Herstellungsphase: Rohstoffgewinnung (A1), Transport zum Produktionsstandort (A2) und Herstellung (A3); - Bauphase: Transport zur Baustelle (A4) und Bau (A5); - Nutzungsphase: Nutzung (B1), Instandhaltung (B2), Reparatur (B3), Ersatz (B4), Erneuerung (B5), betrieblicher Energieeinsatz (B6) und betrieblicher Wassereinsatz (B7); - Entsorgungsphase: Rückbau oder Abriss (C1), Transport (C2), Abfallbehandlung (C3), und Deponierung (C4); - Vorteile und Belastungen außerhalb der Systemgrenzen: Wiederverwendung, Rückgewinnung und/ oder Recycling (D). Die in den Studien berücksichtigten Lebenszyklusphasen sind in Tab. 2 dargestellt. Tab. 2: Systemgrenzen der ausgewählten Studien Quelle Informationsmodule laut EN 15804 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 D [38] X X X X X X X - - - - - X X X X - [39] * * * * * * * * * * * * * * * * * [40] * * * * * * * * * * * * * * * * * [41] X X X X X - - X X - - - X X - - - [42] * * * * * * * * * * * * * * * * * [43] X X X X X - - - - - X - X X - x - [44] X X X X X X X - - X - - X X X X - [45] * * * * * * * * * * * * * * * * * [46] - - - - X X X - - - - - - - - - - [47] X X X X X X X - - - - - - - - - - [48] X X X X X X X - - - - - - - - - - [49] * * * * * * * * * * * * * * * * * [50] X X X X X - X - - - - - - - - - - [51] X X X X X - X - - - - - - - - - - [52] X X X X X X X - - - - - - - - - - [53] X X X X X - - - - - - - - - - - - [54] X X X X X - - - - - - - - - - - - 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 41 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen Die meisten Studien untersuchten hauptsächlich die Herstellungs- und Bauphasen, während knapp die Hälfte die Nutzungsphase mit in der Bewertung einbezog. Eine genauere Betrachtung der Nutzungsphase zeigte, dass die an der häufigsten berücksichtigten Aktivität die Instandhaltung (B2) war, dicht gefolgt von der Nutzung (B1). Nur eine Studie berücksichtigte den betrieblichen Energieeinsatz (B6), da sie sich auf Straßen innerhalb geschlossener Ortschaften konzentrierte [48]. Die Entsorgungsphase (Modul C) wurde am wenigsten betrachtet, und die Vorteile und Belastungen außerhalb der Systemgrenzen (Modul D) wurden komplett unberücksichtigt. Die Auslassung der Module C und D kann mehrere Gründe haben, wie z. B. die lange Lebensdauer von Straßen und die Ungewissheit darüber, was am Lebensende geschieht. Darüber hinaus werden Straßen in der Regel nicht stillgelegt, sondern am Ende ihrer geplanten Nutzungsdauer saniert und weiter genutzt, so dass es schwierig ist, einen bestimmten Zeitpunkt für den Endzustand und den Beginn eines neuen Lebenszyklus zu definieren. Schließlich könnte der Grund auch in der Wahl der Referenznormen und der Art und Weise liegen, wie diese mit der Allokation am Lebensende umgehen. Die Bewertung der ökologischen Dimension erfolgte in allen Studien mithilfe von LCA. Nur 5 Studien nutzten dabei eine Norm oder Richtlinie zu Ökobilanz als Referenz, wie die ISO 14040, ISO 14044, EN 15804, prEN 17392 oder die UNEP/ SETAC Richtlinien für S-LCA herangezogen. Hinsichtlich der Wirkungsabschätzung wurde festgestellt, dass die Anzahl der bewerteten Indikatoren stark variierte zwischen 1 und 13. Die verwendeten Indikatoren können in drei Gruppen eingeteilt werden: Midpoint-orientiert, Endpoint-orientert und sonstige. Endpoint-orientierte Indikatoren stellen die Ergebnisse für die Schutzbereiche „Schädigung der menschlichen Gesundheit“, „Schädigung des Ökosystems“ und „Schädigung der Ressourcenverfügbarkeit“ (sogenannte Endpunkte) dar [55], während Midpoint-orientierte Indikatoren die Umweltauswirkungen in einem intermediären Stadium der Bewertung messen (d. h. sie messen die Auswirkungen auf das Ökosystem und die Umwelt für spezifische Wirkungskategorien) [56]. Einige Indikatoren (sonstige) konnten nicht den vorgenannten Gruppen zugeordnet werden, vor allem weil es sich nicht um typische LCA- Indikatoren handelt und keine Definition angegeben wurde. Die meisten eingesetzten Indikatoren bei den untersuchten Studien sind Midpoint-orientiert. Darunter war Treibhauspotential (Global Warming Potential, GWP) der am häufigsten verwendeten Indikator, gefolgt von Versauerungspotenzial, Energieverbrauch, Eutrophierungspotenzial und Ozonbildungspotenzial. Die ökonomische Dimension wurde überwiegend mittels LCC durchgeführt, wobei eine Studie die Kosten-Nutzen-Analyse (Cost-Benefit Analysis, CBA) anwandte [41]. LCC zeichnet sich durch einen vergleichenden Ansatz aus, während die CBA meist zur unabhängigen Bewertung von Projekten eingesetzt wird [57]. Ähnlich wie bei der ökologischen Bewertung gaben die meisten Studien nicht an, welche Normen oder Leitlinien als Referenz verwendet wurden. Diejenigen, die dies taten, verwiesen auf die inzwischen zurückgezogene EN 15643-4, ISO 15686- 5 (für Gebäude) und die UNEP Leitlinien für LCSA. Die in den Studien betrachteten Kostenkategorien umfassten die Kosten von Straßenbehörden, Kosten von Verkehrsteilnehmenden und Externalitäten. Bei den Kosten von Straßenbehörden standen die Bau- und Wartungskosten im Fokus (59 % bzw. 53 % der Studien). Bei den Materialkosten war nicht immer klar, ob die Transportkosten einbezogen wurden, während bei den Baukosten auch nicht klar war, ob diese Material-, Personalund/ oder Ausrüstungskosten umfassten. Bei den Verkehrsteilnehmenden wurden die Betriebs-, Verspätungs- und Unfallkosten am häufigsten bewertet, während bei Externalitäten vor allem Umweltschäden durch CO 2 -Emissionen berücksichtigt wurden. Eine Analyse der Indikatoren ergab, dass sich die meisten Studien auf einen einzelnen Indikator für die Bewertung stützen. Die meisten Studien wählten den Kapitalwert (Net Present Value, NPV), während einige Studien sich auch für das Kosten-Nutzen-Verhältnis (Cost-Benefit-Ratio, CBR) und den internen Zinssatz (Internal Rate of Return, IRR) entschieden haben. In weniger als der Hälfte der Studien wurden soziale Auswirkungen mittels S-LCA bewertet, während 53 % ausgewählte soziale Indikatoren nutzten, die nicht explizit mit S-LCA in Verbindung standen. Studien, die S-LCA angewendeten, nutzten die S-LCA Richtlinien [19], das Product Social Impact Assessment (PSIA) Handbook [58], das UNEP-Rahmenwerk für LCSA [16] und die ISO 14040 [9] als Referenzen. Andere Studien basierten auf Methodiken wie International Road Assessment Program (iRAP) zur Schätzung der Zahl der Verkehrstoten und Schwerverletzten [59] oder die CNOSSOS-EU- Methode für strategische Lärmkarten für den Indikator „Lärmminderung“ [60]. Die Bewertung der sozialen Auswirkungen hängt von der betrachteten Stakeholderkategorie ab. In den meisten Fällen befassten sich die Studien mit mehr als einem Stakeholder, wobei die lokale Gemeinschaft und Nutzer*innen am meisten adressiert wurden, gefolgt von Arbeitnehmer*innen, Akteuren der Wertschöpfungskette, und Gesellschaft. Anschließend wurden die angewandten sozialen Indikatoren untersucht. In den meisten Fällen umfassten die Sicherheit und das Wohlbefinden der Verkehrsteilnehmenden und der lokalen Gemeinschaft die Themen Lärm (durch Bau oder Verkehr), Verkehrssicherheit (Unfälle) und Komfort. In dieser Hinsicht waren die meisten Indikatoren semi-quantitativ und quantitativ. Nur drei dieser Studien berücksichtigten die Stakeholder-Kategorie der Arbeitnehmer*innen und konzentrierten sich auf Gesundheit und Sicherheit [42; 61]. Die Stakeholderkategorie Gesellschaft hatte die geringste Anzahl von Indikatoren, die sich hauptsächlich auf die Nachhaltigkeitsberichterstattung und den Einsatz neuer Technologien bezogen. Die Integration und gemeinsame Interpretation der Ergebnisse für die drei Dimensionen wurde untersucht, wobei in den meisten Studien die Ergebnisse der drei 42 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen Dimensionen gemeinsam interpretiert wurde, d. h. die Ergebnisse der einzelnen Dimensionen wurden kombiniert ausgewertet. Dabei kamen verschiedene Ansätze zum Einsatz, die sich in vier Gruppen einteilen lassen. Die erste Gruppe umfasst die Entwicklung von Nachhaltigkeitsindizes, wie z. B. Road Sustainability Index [38], LCSA-Wertfunktion (value function) [39], Green Road Score [47], Highway Sustainability Score [50] und Integrated Sustainability Degree [52]. Die zweite Gruppe entspricht den Studien, die multikriteriellen Entscheidungsanalyse (Multi-Criteria Decision-Making, MCDM) anwenden, wobei TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution), Compromise Programming Model und PROMETHEE-II Beispiele von angewendeten MCDM-Methoden darstellen. Die dritte Gruppe umfasst Studien mit Fokus auf Zielkonflikte zwischen den Nachhaltigkeitsdimensionen [42; 44; 51]. Die letzte Gruppe bezieht sich auf Ansätzen, die in den vorgenannten Gruppen nicht kategorisiert werden können, wie z. B. Monetarisierung [43] oder Entscheidungshilfesysteme basierend auf dem DPSIR-Rahmen (Driver, Pressure, State, Impact, Response) [40]. Für die Integration der Ergebnisse wurden diese oft gewichtet, wobei verschiedene Ansätze hierfür herangezogen wurden. Unter den untersuchten Studien scheint der analytischen Hierarchieprozess (AHP) eine etablierte Methode zu sein [39; 43; 52-54]. Weitere Methoden berücksichtigten die Gewichtung bei etablierten Nachhaltigkeitszertifizierungssysteme für Straßen [38] oder die Prioritäten und Ziele von Lokalbehörden [47]. Die durchschnittliche Gewichtung der verschiedenen Nachhaltigkeitsdimensionen ist wie folgt: 32 % für die ökologische, 37 % für die ökonomische und 31 % für die soziale Dimension. 5. Diskussion Obwohl LCSA und die Kombination lebenszyklusbasierter Methoden wie LCA, LCC und S-LCA als besonders geeignet für die Nachhaltigkeitsbewertung angesehen werden, zeigt diese Literaturrecherche, dass zahlreiche Studien methodische Aspekte nicht ausreichend berücksichtigen oder transparent offenlegen. Beispielsweise fehlte in mehreren Studien eine klare Definition der funktionellen Einheit, der Systemgrenzen oder der verwendeten Indikatoren. Aus den Ergebnissen ergeben sich mehrere wichtige Erkenntnisse. Zwar bewerten alle Studien die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit, jedoch folgen nicht alle dem von Klöpffer vorgeschlagenen Ansatz mit der parallelen Anwendung von LCA, LCC und S-LCA. Bei den meisten Studien wurden LCA und LCC angewandt, während nur einige wenige soziale Indikatoren ohne Bezug zu S- LCA behandelt wurden. Es lässt sich vermuten, dass S- LCA aufgrund ihres Entwicklungsstands im Vergleich zu LCA und LCC sowie der hohen Abhängigkeit von Primärdaten in den meisten Fällen nicht einbezogen wurde. Hinsichtlich der Ziele der Bewertungen zeigt sich, dass die Mehrheit der Arbeiten auf den Vergleich von Material- oder Projektalternativen abzielt. Weitere Studien unterstützten Entscheidungsträger, beispielsweise bei der Auswahl von Materialien und Instandhaltungsalternativen. Diese Ziele belegen die Bedeutung und Dringlichkeit der Entwicklung spezifischer Leitlinien für die Durchführung von LCSA für Straßen und Oberbauten. Robuste Vergleiche sind nur möglich, wenn Regeln für alle methodischen Entscheidungen festgelegt werden. Darüber hinaus werden Rahmenwerke benötigt, die die Entscheidungsfindung unterstützen, indem sie die Ergebnisse auf verständliche Weise ermöglichen. Ein weiteres zentrales Ergebnis ist die uneinheitliche Definition von Systemgrenzen. Viele Studien verwenden für jede Dimension unterschiedliche grenzen. Basierend auf den Ansätzen von Klöpffer und UNEP ist dies aufgrund unterschiedlicher Anforderungen von LCA, LCC und S- LCA teilweise erlaubt [16]. Beispielsweise sind die Prozesse für die Rohstoffgewinnung für LCA und S-LCA relevant, während LCC sich auf die Endpreise von Produkten fokussiert. Nichtsdestotrotz sollten die Systemgrenzen so einheitlich wie möglich gezogen werden, wobei die für jede Methode erforderliche Detail- oder Aggregationsebene zu berücksichtigen ist, um sicherzustellen, dass alle relevanten Inputs und Outputs erfasst werden. Die Analyse zeigt auch einen Mangel an Standardisierung und Harmonisierung, da die meisten Studien nicht auf die verwendeten Normen oder Leitlinien verweisen, was die Vergleichbarkeit des Ergebnisses beeinträchtigt. Für LCA wurde die ISO 14040 in vier Studien zitiert [39; 41-43], die die allgemeinen Grundsätze und Rahmenbedingungen sowie die Anforderungen und Leitlinien für die Durchführung von LCA im Allgemeinen liefern. Nur eine Studie verwendete sektorspezifische Normen - EN 15804 und prEN 17392. Beide Normen enthalten Grundregeln für die Erstellung von Umweltproduktdeklarationen (EPD), EN 15804 für Bauprodukte im Allgemeinen und prEN 17392 (zurückgezogen) für Asphaltmischungen. In ähnlicher Weise wurde nur in einer Studie baurelevante Normen für LCC genannt - EN 15643-4 und ISO 15686-5. Für die S-LCA wurden die UNEP-Leitlinien am häufigsten zitiert. Generell lässt sich feststellen, dass es keine klaren Normen speziell für die Bewertung von Straßen und Oberbauten gibt. Somit bleibt ein großer Spielraum für potenziell subjektive Entscheidungen in Bezug auf methodische Aspekte. Darüber hinaus werden spezifische Eigenschaften von Straßen und Oberbauten bei den allgemeinen Standards nicht berücksichtigt, wie z. B. ihre lange Nutzungsdauer oder die Einbeziehung von Recyclingmaterial in die Bewertung. Die verwendeten Indikatoren zeigen ebenfalls eine große Heterogenität. Bei der ökologischen Bewertung dominieren Midpoint-orientierte Indikatoren, wobei das GWP am häufigsten verwendet war. Weitere verwendete Indikatoren sind Versauerungspotenzial, Energieeinsatz, Eutrophierungspotenzial und Ozonbildungspotenzial. Darüber hinaus wurden Indikatoren wie Landnutzung, Feinstaubbildung, Ressourcennutzung fossile Brennstoffe und Ressourcennutzung - Mineralien nur selten untersucht, obwohl sie für Straßen relevant sein könnten. Bei der öko- 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 43 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen nomischen Bewertung stützten sich die meisten Studien auf den NPV, wobei alle relevanten Kosten und Nutzen von Straßen in einem Wert quantifiziert werden [62]. Diese Aggregation kann jedoch nur erfolgen, wenn alle Alternativen demselben Analysezeitraum unterliegen [12]. Bei den sozialen Indikatoren konnte keine Schlussfolgerung darüber gezogen werden, welche am weitesten verbreitet waren, da die verfolgten Ansätze sehr unterschiedlich waren. In den meisten Fällen wurden jedoch semi-quantitative und quantitative Indikatoren gewählt. Darüber hinaus wurden die meisten Indikatoren der Stakeholder-Kategorie der Nutzer*Innen (Straßennutzer) zugeordnet und konzentrierten sich auf die Verkehrssicherheit (Unfälle), die Reisezeit und den Komfort. Die meisten Studien in dieser Literaturrecherche versuchten eine integrierte Interpretation der Ergebnisse, d. h. sie analysierten die Ergebnisse der Nachhaltigkeitsdimensionen auf kombinierte Weise. Diese Betrachtung stimmt mit der Empfehlung überein, die LCSA-Ergebnisse unter Einbeziehung der drei Dimensionen zu interpretieren [14; 16]. Die meisten Autoren entschieden sich für die gewichtete Aggregation der Ergebnisse in einer Art Nachhaltigkeitsindex oder für die Anwendung von MCDM-Methoden, entweder für eine Rangfolge der Alternativen oder für die Auswahl der Alternative, die einer Ideallösung am nächsten kommt. Allerdings stehen diese Ansätze im Gegensatz zum LCSA-Konzept von Klöpffer [33], der feststellte, dass die Gewichtung von LCSA-Ergebnissen vermieden werden sollte, um zu vermeiden, dass Verbesserungen in einer Dimension die negative Leistung bei einer anderen Dimension kompensieren können. Wie Finkbeiner et al. [14] betonen, muss man jedoch anerkennen, dass in verschiedenen Kontexten unterschiedliche Ziele zu erreichen und diverse Kriterien zu berücksichtigen sind, was unweigerlich zu einer impliziten Gewichtung führt. Daher ist es am besten, diese Gewichte transparent und wissenschaftlich zu vergeben. Darüber hinaus kann die Zuweisung von Gewichtungen und die Aggregation von Ergebnissen dazu beitragen, die Ergebnisse besser zu verstehen und Entscheidungen aus der richtigen Perspektive zu treffen [63]. 6. Schlussfolgerung In diesem Beitrag wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, um die Anwendung von LCSA für die Nachhaltigkeitsbewertung von Straßen und Oberbauten zu analysieren und die damit verbundenen Herausforderungen darzulegen. Die meisten untersuchten Bewertungen basierten auf die Anwendung von LCA und LCC in Kombination mit ausgewählten sozialen Indikatoren. Die Analyse zeigte mehrere Herausforderungen auf, die sich auf die Vergleichbarkeit der Ergebnisse auswirken. Dazu zählen insbesondere die Heterogenität bei der Definition von der funktionellen Einheit sowie unterschiedliche Systemgrenzen, Indikatoren, Kostenkategorien für die ökonomische Bewertung und Stakeholder-Kategorien bei der sozialen Bewertung. Darüber hinaus wurden auch Unterschiede bei den Systemgrenzen zwischen den drei Dimensionen festgestellt. Die meisten Studien führten eine integrierte Interpretation der Ergebnisse durch, indem entweder gewichtete Nachhaltigkeitsindizes entwickelt oder MCDM angewandt wurden. Ein zentrales Ergebnis dieser Literaturrecherche ist, dass viele der identifizierten Herausforderungen auf einen fehlenden harmonisierten Ansatz für die Nachhaltigkeitsbewertung von Straßen zurückzuführen sind. Aufgrund des umfassenden Lebenszyklusansatzes unter Berücksichtigung der drei Dimensionen der Nachhaltigkeit gilt LCSA als vielversprechende Methode, die robuste Ergebnisse zur Optimierung der Nachhaltigkeitsleistung von Straßen und Oberbauten liefern kann. Es besteht jedoch ein dringender Bedarf an Standards und Rahmenwerken, die die in diesem Beitrag identifizierten Probleme adressieren. Für die weitere Operationalisierung von LCSA im Straßenbausektor sind verschiedene Aspekte erforderlich. Ein entscheidender Faktor ist die Definition einer aussagekräftigen funktionelle Einheit, der die spezifischen Merkmale, Funktionen und Leistungen von Straßen angemessen wiederspiegelt und vergleichende Aussagen ermöglicht. Darüber hinaus müssen einheitliche Systemgrenzen und Indikatoren festgelegt werden. Hierbei gilt es, die spezifischen Hotspots im Lebenszyklus von Straßen in zu identifizieren. Ein weiterer zentraler Punkt betrifft die Auswertung der Ergebnisse. Es ist zu klären, welche Methoden der MCDM und welche Gewichtungen vorgenommen werden sollen. Dies sollte in Abstimmung mit den relevanten Akteuren geschehen, um transparente und nachvollziehbare Entscheidungsprozesse zu gewährleisten. Hinweis Dieser Artikel stellt eine Kurzfassung in deutscher Sprache der folgenden Veröffentlichung: Del Rosario, P., & Traverso, M. (2023). Towards Sustainable Roads: A Systematic Review of Triple-Bottom- Line-Based Assessment Methods. Sustainability, 15(21), 15654. https: / / doi.org/ 10.3390/ su152115654 Danksagung Dieser Beitrag ist Teil der Forschungsarbeiten des Teilprojekts C02 im Rahmen des SFB/ TRR 339 (Projekt-Nr. 453596084), das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Die finanzielle Unterstützung der DFG wird hiermit dankend anerkannt. 44 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung im Straßenbau - Umsetzung und Herausforderungen Literatur [1] Timilsina, G.; Stern, D. I.; Das, D. K. (December 2021) How Much Does Physical Infrastructure Contribute to Economic Growth? - An Empirical Analysis. Policy Research Working Paper 9888. http: / / hdl.handle.net/ 10986/ 36780. 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