ÖKOBILANZ MISCHGUT - STUDIE HSR

Transkript

1 ÖKOBILANZ MISCHGUT - STUDIE HSR Thomas Pohl 1. Februar 2019

2 Ausgangslage Auftrag zur Erstellung einer Ökobilanz für drei verschiedene Asphalt- Produkte: Asphalt für Deckschicht mit RA 0% Asphalt für Trag- und Binderschicht mit RA 30% Asphalt für Tragschicht mit RA 60% Jeweils für zwei Herstellungsszenarien: Niedertemperatur-Asphalt Heissasphalt 2

3 Zielsetzung AfU St. Gallen Ökobilanz 3

4 Ökobilanz Begriff «Öko-Bilanz» Öko = Umweltwirkung Bilanz = Buchhalterische Erfassung aller Umweltwirkungen entlang des gesamten Lebenszyklus eines Produkts mit eigener «Währung» Umweltwirkungen werden mit Umweltbelastungspunkten UBP oder CO 2 -Äquivalente etc. verrechnet 4

5 Ökobilanz Die Ökobilanz (=Lebenszyklusanalyse) dient zur Bewertung der Umwelteinflüsse von Produkten oder Prozessen. Sie ist ein wichtiges Instrument zur ökologischen Beurteilung von Alternativen. Was ist ökologisch besser: Transport: Strasse? oder Schiene? Behälter: Dose? oder Flasche? Lampen: Glühlampe? oder Energiesparlampe? Windeln: Pampas? oder Baumwollwindel? Geschirr: Kunststoff? oder Porzellan? Tragetaschen: Papier? oder Kunststoff? 5

6 Ökobilanz 6

7 Ökobilanz Nutzung Weiternutzung Produkt A Wiederverwertung, Recycling? Vergleichsprodukt B 7

8 Ökobilanz - Sachbilanz 8

9 kg Potato starch, at 4% kg Potatoes IP, at 3.68% 2.27 MJ Electricity, medium 6.6% 2.78 MJ Electricity, high 7.85% 2.81 MJ Electricity, production 7.84% 5.8 MJ Natural gas, burned in 13.5% 6.84 MJ Natural gas, high 14.5% m3 Natural gas, at 14.4% m3 Natural gas, 3.56% 1 kg Paper, woodfree, 100% 0.07 m3 Natural gas, 6.08% m3 Natural gas, at 5.81% kg Heavy fuel oil, at 3.63% kg Heavy fuel oil, at 3.78% kg Sulphate pulp, ECF 44.6% m3 Industrial wood, 14.4% m3 Hardw ood, 11.8% kg Sulphate pulp, 68.1% kg Sulphate pulp, TCF 8.56% m3 Industrial w ood, 20.2% m3 Softw ood, 17.3% 1.31 tkm Transport, lorry 11.2% 186 m Operation, lorry 9.15% kg Diesel, at regional 7.29% kg Diesel, at 7.39% 3.19 tkm Transport, freight, 4.96% 3.19 tkm Operation, freight 3.48% Ökobilanz Sachbilanz: Emissionen, Energie und Ressourcen Auswirkungen Teilaggregation Vollaggregation zu einer Zahl NOx, NOx, CO2, CO2, etc. etc. NOx, CO2, etc. NOx, NOx, CO2, CO2, etc. etc. NOx, CO2, etc. NOx, CO2, etc. NOx, CO2, etc. NOx, CO2, etc. Russ NOx FCKW CO 2 Erdöl Toxizität Ionisierende Strahlung Krebs Atemwege Ozonloch Landverbrauch Saurer Regen Überdüngung Treibhauseffekt Energieverbrauch Menschliche Gesundheit Natürliche Ökosysteme Klima Ressourcen Gesamte Umweltbelastung Mineralienverbrauch Wasserbedarf 9

10 Hintergrund: Ökobilanz Beispiel: Energiesparlampe vs. Glühlampe: Wirkungskategorien - Energie - Luftbelastungen - Abwasser - Feste Abfälle 10

11 Hintergrund: Ökobilanz Lampenproduktion: Glühlampe Energiesparlampe Glas: 240 g 60 g Aluminium: 12 g 2.3 g Messing: 1.2 g 4.8 g Kunststoff: 9 g 37 g Wärmeenergie: 1.74 MJ 0.9 MJ Elektrische Energie: 0.1 kwh 0.4 kwh Gebrauch/Entsorgung: Elektrische Energie: 549 kwh 120 kwh Abfall 262 g 104 g Sachbilanz: Die Energiesparlampe ist in einigen Punkten besser, in anderen schlechter. Bewertung erforderlich! 11

12 Hintergrund: Ökobilanz Umweltbelastungspunkte UBP pro Lichtmenge von 6 Mlmh Glühlampe Energiesparlampe Energie Luftbelastung Abwasser Feste Abfälle Total UBP Die einzelnen Auswirkungen werden auf Kategorien verdichtet (Energie, Luftbelastungen.) und diese gewichtet. Analogie: Methanemissionen in «CO2- Äquivalente» umrechnen. Ergebnis: Die Energiesparlampe ist per Saldo ökologisch etwa dreimal so gut wie die Glühlampe, denn sie verursacht nur Umweltbelastungspunkte, anstatt

13 Ökobilanz Funktionelle Einheit Produktion 1 Tonne eines bestimmten Asphalt-Typs Systemgrenze Cradle-to-Gate: Ab Gewinnung Rohstoffe bis Asphalt ab Werk Verwendete Datenbank Ecoinvent 3.2: Weltweit führende Ökoinventar-Datenbank, verwaltet durch Schweizerisches Ecoinvent-Zentrum Verwendete Software SimaPro: Berechnete Wirkungskategorien: Umweltbelastungspunkte (UBP), Klimaerwärmung (kg CO 2 -Äquivalente), Gesamt-Energie (MJ Öl-Äquivalente) 13

14 Ökobilanz Modell Rohstoffe RA Bitumen Splitt Brechsand Emissionen Ges.-C CO NOx CO2 Benzol Staub Transport Asphaltwerk MOAG Uznach-Grynau: Infrastruktur (Gebäude, Trommeln, Doseure, Hochelevatoren etc.) Radlader Prallbrecher Asphalt Produkte Energie Diesel Strom Erdgas Abfälle Füller Schlamm 14

15 Resultate Benennung der ökobilanziell analysierten Asphalt-Produkten: RA-Anteil Niedertemp. Heissasphalt 0% L0 H0 30% L3 H3 60% L6 H6 15

16 Resultate: Umweltbelastungspunkte (UBP-Methode) Umweltbelastung [kubp/t] Umweltbelastungspunkte UBP UBP L0 L0 H0 L3 H3 L6 H6 Anlagenspezifische Luftemissionen Abfälle Bitumen Infrastruktur (Asphaltwerk, Baumaschinen etc.) Splitt Brechsand Betriebsmittel (Diesel, Erdgas, Strom) Transporte 16

17 Resultate: Treibhauspotenzial in kg CO 2 -Äquivalente 60 Treibhauspotenzial, CO2-Äquivalente Umweltbelastung [kg CO2-eq/t] Anlagenspezifische Luftemissionen Abfälle Bitumen Infrastruktur (Asphaltwerk, Baumaschinen etc.) Splitt Brechsand Betriebsmittel (Diesel, Erdgas, Strom) Transporte 0 L0 H0 L3 H3 L6 H6 17

18 Resultate: Graue Energie in MJ Öl-Äquivalente 8'000 Graue Energie, MJ Öl-Äquivalente 7'000 Abfälle Umweltbelastung [MJ oil-eq/t] 6'000 5'000 4'000 3'000 2'000 1'000 Bitumen Infrastruktur (Asphaltwerk, Baumaschinen etc.) Splitt Brechsand Betriebsmittel (Diesel, Erdgas, Strom) Transporte 0 L0 H0 L3 H3 L6 H6 18

19 Schlussfolgerung Infrastruktur und Abfälle sind ökobilanziell vernachlässigbar Anlagenspezifische Luftemissionen tragen ökobilanziell nur zu einem sehr kleinen Anteil zur Umweltbilanz Bei Niedrigtemperatur-Asphalten tieferer Betriebsmittelbedarf dadurch geringere CO 2 -Emissionen Der Abbau resp. die Gewinnung der Ressourcen (vor allem Bitumen) schenkt ökobilanziell am meisten ein es macht daher Sinn, RA zu verwenden Je höher der RA-Anteil, desto besser die Ökobilanz 19

20 Was sagen andere Studien? Internationaler Abgleich: Werte liegen nahe beieinander Treibhauspotenzial in kg CO 2 -Äquivalente MOAG (Durchschnitt) Frankreich (USIRF) KTH Schweden (Durchschnitt) PLANET Studie

21 Was sagen andere Studien? Ammann AG: Firma Ammann kommt auf das gleiche Resultat wie die HSR Quelle: Roger Fierz, Ammann AG, Präsentation Herbstseminar MOAG

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Für Rückfragen: Hochschule für Technik Rapperswil HSR Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik UMTEC Thomas Pohl