Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten

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1 Silke Nemuth Dipl.-Ing, Umweltschutz, Bau PE International Leinfelden-Echterdingen, Deutschland Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten 1

2 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten 2

3 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten 5. Internationales Branchenseminar für Frauen 2007 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten 1. Zusammenfassung Am Beispiel des Forschungsprojektes ÖkoPot sollen die Potentiale der Ökobilanzierung insbesondere für den Holzbau verdeutlicht werden. Das Projekt untersucht, wie groß die ökologischen Potenziale der Nutzung von Holzprodukten sind und wie diese gezielt ausgeweitet und genutzt werden können. Die Baustoffe aus Holz sind dabei wegen ihres großen Marktanteils von besonderer Bedeutung. In einem interdisziplinären Forschungsansatz werden zunächst durch eine Marktanalyse die Marktanteile der Holzprodukte in verschiedenen Verarbeitungsstufen quantifiziert. Auf Basis der technischen Eigenschaften werden die wichtigsten Konkurrenzprodukte aufgedeckt und deren Bedeutung im Markt bewertet. Anschließend können mit Hilfe von Ökobilanzen die ökologischen Potentiale ermittelt und gegenüber gestellt werden. Die Ergebnisse der Analyse sollen genutzt werden, um die Forst- und Holzwirtschaft bei der Verbesserung und der Vermarktung von Holzprodukten zu unterstützen, Kunden beim Kauf von Holzprodukten eine Orientierung zu bieten und Handlungsempfehlungen für die Politik auszuweisen, die eine zielgenaue Förderung des Werkstoffs Holz ermöglicht. 2. Lebenszyklus im Fokus Den gesamten Lebenszyklus eines Produktes zu betrachten heißt, es vom Abbau und der Aufbereitung der Rohstoffe über die Produktion, die Nutzung bis hin zu seiner Entsorgung zu untersuchen, also alle Lebenszyklusphasen in die Betrachtung einzubeziehen (Abbildung 1). Als Fachausdruck für diese Methodik hat sich international die Bezeichnung Life Cycle Assessment (LCA; Lebenszyklusanalyse) etabliert, im deutschsprachigen Raum wird synonym der Begriff Ökobilanz verwendet. Abbildung 1: Lebenszyklus eines Produktes Aus der Komplexität der Daten gilt es anschließend, die relevanten Stoff- und Energieströme zu ermitteln und in einem handhabbaren und dennoch realitätsnahen Modell wiederzugeben. Welche Fragen können mit Hilfe der LCA beantwortet werden? Welche Prozesse innerhalb der Produkterstellung sind besonders umweltschädlich? Wo liegen die größten Potentiale zur Energieeinsparung und zur Verbesserung des Umweltprofils des Produktes? Kann ein alternatives Verfahren die Umweltauswirkungen verringern? (Vergleich von Verfahren) Lebenszyklusanalysen beschränken sich nicht nur auf ökologische Stoffströme, wie Emissionen, Wasserverbrauch oder Energieeinsatz, sondern sind auch für monetäre Ströme oder soziale Aspekte anwendbar. Diese drei Blickrichtungen sind gebündelt im ganzheitlichen Ansatz des Life Cycle Engeneerings (LCE). 3

4 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten In der LCA werden die Sachbilanzdaten (zusammenfassende Liste aller Entnahmen von Ressourcen aus der Umwelt und Emissionen in die Umwelt) in Bezug auf die Bedeutsamkeit ihrer möglichen Auswirkungen bewertet, um Aussagen ü- ber die gesamte Umweltwirkung zu treffen. Die Daten, die in der Sachbilanz gesammelt werden, repräsentieren deshalb die Basis für die Wirkungsabschätzung. Abbildung 2: Phasen der Erstellung einer LCA nach /ISO 14044/ In diesem Schritt werden die mit Hilfe des Lebenszyklusmodells gesammelten Interaktionen mit der Umwelt (Ressourcenentnahmen und Emissionen) wirkungsspezifisch gebündelt und zu wichtigen Umweltwirkungskategorien zusammengefasst. Diese repräsentieren relevante Umweltfragestellungen, wie das Treibhauseffektpotential, den Ozonabbau in der Stratosphäre, die Versauerung, die Eutrophierung von Gewässern und Böden und den Energieverbrauch. 3. Das Projekt ÖkoPot Holzprodukte gelten in der Diskussion um nachhaltige Entwicklung als besonders vorteilhaft. Eine Einordnung, in welchen Bereichen des Holzmarktes die größten ökologischen Potenziale liegen, ist jedoch nicht existent. Der Einbezug der Lebenszyklusperspektive ist hierbei sehr wichtig. Das ÖkoPot-Projekt soll diese Wissenslücke schließen und setzt dabei in hohem Maße auf interdisziplinäre Zusammenarbeit. Die Marktanalyse wird von der Arbeitsgruppe Ökonomie um Prof. Mantau am Zentrum Holzwirtschaft der Uni Hamburg erstellt (Abb. 3). Nur die ökonomisch relevanten Holzprodukte sollen eingehender untersucht werden, dieser Arbeitsschritt ist entscheidend für die Gesamtausrichtung der Studie ist. In einem zweiten Schritt werden die technischen Eigenschaften der Holzprodukte ermittelt und als Basis für die Identifikation der Konkurrenzprodukte eingesetzt. Die technische Charakterisierung liegt in den Händen des Arbeitsbereiches Holztechnologie der Universität Hamburg um Prof. Frühwald. 1 Marktanalyse 2 Technische 3 Charakterisierung Relevante Holzprodukte Marktdaten Konkurrenzprodukte Charakterisierung Holzprodukte Identifikation Konkurrenzprodukte 4 Produktbezogene Ökologische Potenzialanalyse 5 Kommunikation Aufarbeitung für f r Zielgruppen Ökobilanz Ökoprofile Holzprodukte Ökoprofile Konkurrenzprodukte Abbildung 3: ÖkoPot - ein Ansatz zur Identifizierung ökologische Marktpotentiale 4

5 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten 5. Internationales Branchenseminar für Frauen 2007 Für die Holzprodukte und deren Konkurrenzprodukte werden anschließend im dritten Schritt die Ökoprofile mit Hilfe der Ökobilanzmethodik ermittelt. In Verbindung mit den Marktdaten der entsprechenden Produkte erfolgt danach die Ermittlung der ökologischen Potenziale. Die ökologische Bilanzierung und die produktspezifische ökologische Potentialanalyse erfolgt durch das Institut für Bauphysik der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit PE INTERNATIO- NAL (vormals PE Europe). Die Ergebnisse der Studie schließlich öffentlichkeitswirksam und zielgruppenorientiert aufzubereiten, ist Aufgabe von KNAUF consulting. Nachfolgend wird v. a. auf den dritten und vierten Projektteil näher eingegangen. 3.1 Beispiel: Ökobilanz verschiedener Innenwandkonstruktionen Im ÖkoPot-Projekt stehen das Treibhauspotential und der Primärenergiebedarf der Produkte im Mittelpunkt der Betrachtung. Der Aufbau und die Auswertung der Lebenszyklusmodelle erfolgte in der Ökobilanzsoftware GaBi 4, die Basisdaten entstammen der GaBi 4-Datenbank zur Ökobilanzierung /GaBi 4/. Untersucht wurden die folgenden Bauelemente: Innenwände, Außenwände, Hallenträger, Fenster und Fußböden. Für Innenwände sind verschiedene Konstruktionsarten üblich. Marktseitig relevant sind Konstruktionen in Massivbauweise aus Ziegel oder Gasbeton mit 72 % Marktanteil in Deutschland, die Metallständerbauweise mit 21 % und die Holzständerbauweise mit 7 % Marktanteil. Auf Basis der Marktrecherchen und der Spezifikation technischer Eigenschaften wurden drei repräsentative Konstruktionsweisen festgelegt und umweltlich betrachtet. Beispielhaft soll die Wirkkategorie Treibhauspotential vorgestellt werden. Grundsätzlich wird es zum Großteil durch CO 2 -Emissionen bei der Verbrennung fossiler Energieträger verursacht. In Abbildung 4 ist das Treibhauspotential (GWP) für die verschiedenen Lebensphasen der Innenwände dargestellt. Die Herstellung und Instandhaltung einer Massivwand setzt verglichen mit der Holzständerwand das Vierfache an CO 2 -Äquivalenten frei. [kg CO2-Äquiv.] Treibhauspotenzial Gesamtlebenszyklus Holzständerwand Metallständerwand Massivwand Herstellung und Instandhaltung gebunden Entsorgung (Gutschrift Strom & Dampf bzw. Recyclingpotenzial) Entsorgung (emittiert) Abbildung 4: Treibhauspotential von Innenwandtypen über den gesamten Lebenszyklus Grund dafür ist die energieintensivere Herstellungsweise der Grundmaterialien für die Massivwand. Die Metallständer- und Holzständerwand sind im CO 2 -Ausstoß vergleichbar. Das unterschiedliche GWP in der Entsorgung resultiert aus den verschiedenen Entsorgungswegen. Für Holzständerwände ist die Verbrennung mit Energierückgewinnung als Entsorgungsszenario üblich. Metallständerwände sind recyclingfähig und substituieren so Primärmetall. Die Massivwand wird typischerweise auf der Bauschuttdeponie entsorgt. Innerhalb der Entsorgung weist die Holzständerwand in der Bruttobetrachtung das größte Treibhauspotential auf. 5

6 Ökobilanz in der Anwendung: Ökologische Potentiale von Holzprodukten Berücksichtigt man, dass das bei der Verbrennung freigesetzte CO 2 vorher der Atmosphäre entzogen und im Holz eingebunden (zwischengespeichert) war, verringert sich das GWP der Holzwandentsorgung um 214 kg CO 2 -Äquivalente. Die Verbrennung ermöglicht darüber hinaus eine Gutschrift von 114 CO 2 -Äquivalenten, da Energie generiert wird, die nicht auf herkömmliche Weise aus fossilen Brennstoffen erzeugt werden muss. In der Nettobetrachtung weist die Holzständerwand das geringste Treibhauspotential der drei Konstruktionsarten auf. Gegenüber der Metallständerwand verursacht die Holzständerwand 40 % weniger Treibhausgasemissionen, gegenüber der Massivbauweise spart sie sogar 72 % ein. Was bedeutet das für das ökologische Marktpotential? 3.2 Ökologisches Marktpotential Im ÖkoPot-Projekt wurden für das Produkt "Innenwand" auf Basis von Ökobilanzen und Marktdaten berechnet, dass eine Steigerung des Anteils von Holzinnenwänden im Markt von derzeit 7 % auf 30 % deutschlandweit mehr als 1000 Tera-Joule Primärenergie und t CO 2 - Äquivalente eingespart werden können. Dies bedeutet eine Verbesserung um 9 % beim Primärenergieverbauch bzw. 12 % beim Treibhauspotenzial im Bezug auf die heutige Situation im Marktsegment Innenwand. Für andere Produkte werden entsprechende Potenziale berechnet und können von Holzproduktherstellern zur Kommunikation mit der Politik bei Förderungsfragen oder mit Kunden genutzt werden. Ökobilanzen weisen in Detailanalysen weitere Möglichkeiten auf: Holzinnenwände können deutlich verbessert werden, wenn umweltfreundlichere Varianten für die Dämmung gefunden werden, da diese zu bis zu 40 % der Umweltwirkungen beiträgt. Somit können Hersteller diese Information nutzen, um ihre Produkte zielgerichtet umweltfreundlicher herzustellen. [1000kg CO2-Äquiv.] Ökologische Potenziale (Substitution): Treibhauspotenzial Marktsegment Innenwandsysteme Treibhauspotenzial (IST-Zustand) Holzständerwand Metallständerwand Massivwand Treibhauspotenzial (Steig. 30% Marktant. Holz) Abbildung 5: Ökologisches Potenzial Treibhauspotential bei Substitution und Steigerung des Marktanteils der Holzständerwand auf 30% 4. Ausblick In Hinblick auf die nachhaltige Entwicklung stellen Lebenszyklusbetrachtungen verbunden mit makro-ökonomischen Analysen eine hervorragende Möglichkeit dar, ökologische Marktpotentiale zu identifizieren. Die Ergebnisse dieses ganzheitlichen Ansatzes können eine solide Handlungsgrundlage für Politik und Wirtschaft liefern, um zum Umweltschutz beizutragen. 5. Quellenverweise 1. /ISO 14044/ ISO Environmental Management Life Cycle Assessment Re-quirements and Guidelines 2. /GaBi 4/ GaBi 4: Software und Datenbank zur Ganzheitlichen Bilanzierung. LBP, Universität Stuttgart und PE INTERNATIONAL GmbH, Leinfelden- Echterdingen 6

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