Umweltproduktdeklarationen nach EN für Zement und Beton. Jochen Reiners 57. Ulmer Betontage 5. Februar 2013

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1 Umweltproduktdeklarationen nach EN für Zement und Beton Jochen Reiners 57. Ulmer Betontage 5. Februar 2013

2 Überblick Was sind Umweltproduktdeklarationen (EPDs) und wofür werden sie benötigt? Beispiel: Erarbeitung einer EPD für Zement nach der neuen Norm EN Bedeutung der EPDs von Zement im Kontext der Nachhaltigkeitsbewertung von Bauwerken Ausblick: EPDs für Beton

3 Weltweite Programme zur Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden (Beispiele) + spin-offs (z. B. bream NL, ÖGNB, Leed Italia)

4 Nachhaltigkeitsbewertung von Bauwerken nach CEN/TC 350 Bewertung der Nachhaltigkeit von Bauwerken Bewertung der ökologischen Qualität Bewertung der ökonomischen Qualität Bewertung der sozialen Qualität Technische Eigenschaften Funktionalität Ökobilanz von Gebäuden, EPD

5 Umweltproduktdeklarationen (EPDs) In einer Umweltproduktdeklaration (engl. Environmental Product Delaration, EPD) werden quantifizierte umweltbezogene Informationen über Produkte zur Verfügung gestellt. Dabei sind vorab festgelegte Parameter vorgegeben. Zusätzliche umweltbezogene Informationen können wahlweise ergänzt werden. Im Baubereich liefern die Informationen aus EPDs die Grundlage für die Ökobilanzierung von Gebäuden und anderen Bauwerken, um verschiedene mögliche Gebäudeentwürfe hinsichtlich ihrer Umweltwirkungen vergleichen zu können.

6 Normen für die Erstellung von EPDs ISO ( Typ III-Umweltdeklarationen ), prinzipiell für alle Produkte ISO ( Umweltdeklaration von Bauprodukten ), Oktober 2007 neu: EN (April 2012) - präzisere Rechenregeln für Ökobilanzen - ergänzte Indikatoren - Modularität

7 Typ I, Typ II und Typ III Deklarationen Typ I-Umweltkennzeichnung (ISO 14024): Entwicklung von Kriterien und Prüfung ihrer Einhaltung durch externe Stellen Typ II-Umweltdeklaration (ISO 14021): Selbstdeklaration, keine Zertifizierung durch externe Dritte Typ III-Umweltdeklaration (ISO 14025): - beruhen auf unabhängig verifizierten Daten aus Ökobilanzen - werden von einem Programmbetreiber verwaltet

8 EPD für durchschnittlichen deutschen Zement (veröffentlicht im März 2012) EPD nach der neuen CEN/TC 350 Norm EN Nachhaltigkeit von Bauwerken Umweltproduktdeklarationen - Grundregeln für die Produktkategorie Bauprodukte Downloadbar von den Seiten des VDZ

9 Erarbeitung der EPD für deutschen Zement (Umsetzung der Schritte gemäß ISO 14025) Programmentwicklung Allgemeine Programmanleitungen Entwicklung der Produktkategorieregeln (PCR) Entwurf Typ III Umweltdeklaration Unabhängige Verifizierung Typ III Umweltdeklaration VDZ wurde Mitglied des IBU-Programms. Entwicklung von PCR für Zement durch VDZ/IBU. Prüfung und Freigabe durch den IBU-Sachverständigenausschuss. Ökobilanzierung und Erstellung der EPD durch den VDZ Unabhängige Verifizierung durch eine vom IBU benannte externe Prüferin. Prüfung der EPD und des Verifizierungsberichts durch den IBU-Sachverständigenausschuss.

10 Datenabfrage und -auswertung in deutschen Zementwerken Anforderungen gemäß EN 15804: Datensätze müssen auf dem Durchschnitt eines Jahres beruhen. - Daten müssen so aktuell wie möglich sein (herstellerspezifische Daten max. 5 Jahre alt). - Eine EPD, die ein Durchschnittsprodukt beschreibt, muss mit Daten berechnet werden, die einen repräsentativen Durchschnitt der deklarierten Produkte darstellen haben 54 Zement- und Mahlwerke in Deutschland Zement produziert dieser Werke stellten ihre umweltrelevanten Produktionsdaten für die Klinkerproduktion zur Verfügung Werke (d. h. 85% aller deutschen Werke) stellten auch die Daten über die Zusammensetzung der produzierten Zemente zur Verfügung. -> Einschätzung im Hintergrundbericht zur EPD: Es kann von einer sehr guten Repräsentativität der Daten ausgegangen werden.

11 Systemgrenzen in der Zement-EPD Regelungen in EN 15804: - Arten von EPD hinsichtlich der erfassten Phasen des Lebenszyklus: - von der Wiege bis zum Werkstor : Bereitstellung der Rohstoffe, Transport, Herstellung und damit verknüpfte Prozesse - von der Wiege bis zum Werkstor mit Optionen : Herstellungsphase sowie weitere ausgewählte Phasen des Lebenszyklus - von der Wiege bis zur Bahre : kompletter Lebenszyklus eines Produkts - Modularitätsprinzip: Deklaration aller Umweltaspekte und -wirkungen in den Phasen des Lebenszyklus, in denen sie auftreten. Zement ist ein Zwischenprodukt, welches nicht selbst in Bauwerke eingebaut wird. Aus diesem Grund wird nur die Herstellungsphase in der Zement-EPD betrachtet ( von der Wiege bis zum Werkstor ).

12 Systemgrenzen in der Zement-EPD Gebäudelebenszyklus nach dem Lebensende Gebäudeerstellung Nutzung Lebensende A1-A3: Herstellung von Bauprodukten

13 Systemgrenzen für die Klinkerproduktion Rohmaterial, einschl. der mit ihrer Förderung verbundenen Umweltlasten (z. B. Kalkstein, Ton, Eisenerz, Sand) Brennstoffe, einschl. der mit ihrer Förderung/ Herstellung verbundenen Umweltlasten (z. B. Braunkohle, Steinkohle, Erdöl) Transporte zum Zementwerk 1 Tonne Klinker Emissionen (in Luft) Sekundärmaterialien, Sekundärbrennstoffe Elektrizität

14 Systemgrenzen für die Zementproduktion Klinker Transport zum Zementwerk (nur Mahlwerke) Zementbestandteile einschl. der mit ihrer Förderung/Herstellung verbundenen Umweltlasten (z. B. Kalkstein, Hüttensand, Flugasche, Gips) Transporte zum Zementwerk 1 Tonne Zement Elektrizität

15 Allokation von Co-Produkten, Beispiel Hüttensand Fragestellung: Verteilung von Umweltlasten bei Prozessen, bei denen mehrere Produkte entstehen Hochofenschlacke Welcher Anteil der Lasten aus Hochofenprozess wird dem Stahl zugewiesen, welcher Anteil der granulierten Hochofenschlacke? Roheisen 100% der gran. HOS zugeordnet Granulation Granulierte Hochofenschlacke Weiterverarbeitung von Roheisen Stahl 100% dem Stahl zugeordnet 100% der gran. HOS zugeordnet Transport zum Zementwerk

16 Allokation bei Co-Produkten Regelungen in EN Abfall: jeder Stoff oder Gegenstand, dessen sich sein Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss (Europäische Abfallrichtlinie 2008/98/EG) Co-Produkt: eines von zwei oder mehr handelbaren Materialien, Produkten oder Brennstoffen aus demselben Prozess -> Hochofenschlacke ist kein Abfall, sondern ein Co-Produkt. Vermiedene Umweltwirkungen von Co-Produkten dürfen nicht Modul D zugeordnet werden -> system expansion ist nicht zulässig Die Allokation muss auf physikalischen Eigenschaften beruhen, wenn der Unterschied in dem durch die Produkte generierten Betriebseinkommen gering ist. In allen anderen Fällen muss die Allokation auf ökonomischen Werten beruhen. -> ökonomische Allokation für den Hochofenprozess Es ist notwendig, eine einheitliche Position für die passende Allokationsregel mit anderen relevanten Sektoren zu definieren.

17 Mögliche Methoden für die Co-Produkt-Allokation bei Hochofenschlacke Option 1: Betrachtung von Hochofenschlacke als Abfall Option 2: Physikalische Allokation, d. h. Verteilung der Umweltlasten des Hochofenprozesses über die produzierte Masse (z. B. 260 kg Hochofenschlacke pro Tonne Stahl). Option 3: Ökonomische Allokation, d. h. Verteilung der Umweltlasten des Hochofenprozesses über den Beitrag zum Betriebseinkommen eines Stahlwerks. Einigung mit der Stahlindustrie! Option 4: System expansion - Hüttensand ersetzt bei der Zementproduktion Klinker. Daher werden ihm die gleichen Umweltlasten, die für die Herstellung von Zementklinker ermittelt werden, zugewiesen.

18 Ökobilanz für deutschen Durchschnittszement Treibhauspotenzial kg CO 2 eq 691,7 1) Ozonabbaupotenzial kg CFC11 eq 1,50E-5 Versauerungspotenzial kg SO 2 eq 0,83 Eutrophierungspotenzial kg PO 4 3- eq 0,12 Photochemisches Ozonbildungspotenzial kg Ethen eq 0,10 Abbaupotenzial abiotische Ressourcen (el) kg Sb eq. 1,30E-3 Abbaupotenzial abiotische Ressourcen (foss) MJ 1901,4 Primärenergie nicht erneuerbar MJ 2451,3 Primärenergie erneuerbar MJ 65,8 1) Hierin enthalten sind 98,1 kg CO2-Äq. aus der Verbrennung von Abfällen bei der Klinkerherstellung.

19 Haupteinflussfaktoren auf die Ökobilanz des deutschen Durchschnittszements 100% 90% 80% 70% 11% 16% 9% 8% 50% 37% 60% 50% 40% 86% 76% 84% 91% 84% 93% 99% 30% 20% 45% 57% 10% 0% 2% GWP AP EP ODP POCP PE nern PE ern ADP el ADP foss

20 Treibhauspotenzial Herstellung Obergeschosse für ein fiktives Bürogebäude aus Stahlbeton 7% 3% 4% 9% 7% 40% Beton Bewehrungsstahl Zementestrich GK-Wände Teppichboden Abhangdecke 13% Fenster Rest 19%

21 Verhältnis der Umweltwirkungen aus Herstellung und Nutzung in Ökobilanzen von Bürogebäuden Durch höhere Anforderungen an Energieeinsparung wird der Anteil von Herstellung und EOL weiter zunehmen. 1 Jahr 25 Jahre 50 Jahre Betrachtungszeitraum Grafik: Peter Mösle (Drees und Sommer)

22 Bewertung im DGNB-System davon 60% aus Ökobilanz Ökologische Qualität 22,5% Ökonomische Qualität 22,5% Soziokulturelle und funktionale Qualität 22,5% Technische Qualität 22,5% Prozessqualität 10% Standortqualität Neben der Ökobilanz werden weitere Kriterien zur Beurteilung der ökologischen Qualität eines Gebäudes herangezogen (z. B. Flächenverbrauch) Umweltlasten aus Gebäudenutzung haben derzeit einen höheren Anteil an der Lebenszyklusbetrachtung als Umweltlasten aus der Gebäudeherstellung Für Beton i.d.r. keine Instandhaltungsmaßnahmen/kein Austausch erforderlich

23 Zusammenfassung der Anteile im gezeigten Beispiel Gesamterfüllungsgrad Nebenanforderung für alle Hauptkriteriengruppen Bewertung > 80% mind. 65% Gold 65% - 79,9 % mind. 50% Silber 50% - 64,9 % Erfüllung aller Grenzwertanforderungen Bronze Anteil der Umweltwirkungen aus einer Zement-EPD an der Nachhaltigkeitsbewertung des Beispielgebäudes (DGNB): Anteil der Umweltwirkungen aus einer Beton-EPD an der Nachhaltigkeitsbewertung des Beispielgebäudes (DGNB): ca. 0,4 bis 1,2% ca. 0,6 bis 1,6%

24 Einfluss der Umweltwirkungen der Herstellung von Zement auf die Nachhaltigkeitsbewertung Die Umweltwirkungen der Herstellung von Zement und Beton haben einen signifikanten Einfluss auf die Ökobilanz der Herstellung eines Gebäudes mit Betontragwerk. Der Anteil der Umweltlasten der Gebäudenutzung ist gegenüber den Lasten der Gebäudeherstellung derzeit noch sehr hoch. Er wird in den kommenden Jahren kontinuierlich sinken. Die Ökobilanz nimmt in der Nachhaltigkeitsbewertung des DGNB-Systems einen geringeren Stellenwert ein als gemeinhin angenommen wird. Andere (z. B. technische) Kriterien werden z. T. höherrangig als Ökobilanzkriterien bewertet. (Beispiel: Treibhauspotenzial ca. 3,2%, Brandschutz ca. 4,1%.)

25 Ausblick: EPDs für Beton Laufendes Vorhaben: Erarbeitung von Umweltproduktdeklarationen für Konstruktionsbetone verschiedener Festigkeitsklassen auf Grundlage - der Ökobilanzen von Zement - von Daten, die seitens des BTB (Bundesverband Transportbeton) und der FDB (Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau) erhoben wurden.

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!