Holzbau und Klimaschutz: ein einzigartiger Erfolgsfaktor?

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1 Dipl.-Ing. Silv. Univ. Sebastian Rüter Johann Heinrich von Thünen-Institut (vti) Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei Institut für Holztechnologie und Holzbiologie (HTB) Hamburg ClusterPlus.Forum Forst & Holz Holzbau und Klimaschutz: ein einzigartiger Erfolgsfaktor? 13. April 2012, Offenburg

2 Klimarelevanz der Holznutzung Speicherung von Kohlenstoff Emissionen der Herstellung von Holzwaren und Substitution Holz im Nachhaltigen Bauen Ökobilanzen und Umweltproduktdeklarationen vti Projekt ÖkoHolzBauDat Anrechnung von Holzprodukten Internationaler Handlungsrahmen für nationale Politik Quantifizierung des Beitrags der Holznutzung Erfolgsfaktor? Seite 2

3 KLIMARELEVANZ SPEICHERUNG Holz als Teil des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs CO 2 als C im Baum CO 2 aus der Atmosphäre Holz besteht zu ca. 50% seiner Trockenmasse aus Kohlenstoff CO 2 als C im Produkt nach Nutzung: CO 2 in die Atmosphäre z.b. Holzhaus: kg C Freisetzung des biogenen Kohlenstoffs entlang der Verarbeitungskette und am Ende des Lebenszyklus der Produkte aus Holz CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 Baumwachstum Einschlag Holzverarbeitung Nutzung End-of-life / Verbrennung Seite 3

4 KLIMARELEVANZ SUBSTITUTION Stoffliches und energetisches Substitutionspotential Treibhausgasemissionen entlang des Lebenszyklus von Produkten (Energieverbrauch) CO 2 CO 2 e CO 2 e CO 2 Vergleiche nur auf Basis der gleichen funktionalen Einheit stofflich energetisch Abschätzung der Umweltauswirkungen mit Hilfe von Ökobilanzen (LCA) nach ISO und Rohstoffe (Co-)Produkt Additives Energie Systemgrenze Luft Emission Wasser Emission Boden Emission Klimarelevante Indikatoren sind der Primärenergieverbrauch (PE) und das Treibhausgaspotential (GWP 100) Seite 4

5 [in 1000 kg CO 2 e] KLIMARELEVANZ SUBSTITUTION Substitutionspotential Durch die Nutzung von Holzprodukten können energieintensiver herzustellende Produkte und fossile Energieträger ersetzt werden BACKGROUND Ergebnisse des BMBF-Projektes ÖkoPot, skaliert auf 1 m³ Holz (hier: ohne Gutschriften) Stoffliche Substitution 7,71 Energetische Substitution 2,57-0,08 1,66 0,65 1,38 0,85-0,02 0,56 Metallständer Massivwand Massivwand Teppich PVC Belag Fliesen Alu-fenster PVC Fenster Holzständerwand Holzrahmen- Außenwand Holzfußboden Holzfenster Heizöl EL Nadelholz atro Fig 7-1: Stoffliches und energetisches Substitutionspotential von 1m³ Nadelholz in Holzprodukten im Vergleich mit ihren jeweiligen Substituten (GWP 100)* (Rüter, 2010 and Albrecht et al., 2008) * ermittelt und begutachtet nach ISO ff (life cycle assessment) Substitutionsfaktor (aus Metastudie SATHRE und O'CONNOR, 2010): tc/tc (Emissionsreduktion/Holzeinsatz): ø stofflich = 2,1 und Bsp. energetisch = 1,7 Seite 5

6 Klimarelevanz der Holznutzung Speicherung von Kohlenstoff Emissionen der Herstellung von Holzwaren und Substitution Holz und die Nachhaltigkeit von Gebäuden Ökobilanzen und Umweltproduktdeklarationen vti Projekt ÖkoHolzBauDat Anrechnung von Holzprodukten Internationaler Handlungsrahmen für nationale Politik Quantifizierung des Beitrags der Holznutzung Erfolgsfaktor? Seite 6

7 NACHHALTIGKEIT VON GEBÄUDEN Erstellung und die Nutzung von Gebäuden in Europa: Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen 40% Verbrauch von Rohstoffen und Abfallaufkommen 30% Wasserverbrauch 20% Flächenverbrauch Quelle: UNEP and OECD (2007) 10% Entwicklung von Systemen zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden (ISO/TC 59, CEN/TC 350, BMVBS) THG-Emissionen von Gebäuden in Deutschland: Erstellung (inkl. Herstellung der Bauprodukte): 66 M t CO 2 e = 88 M t CO 2 e Herstellung und End-of-life von Bauprodukten tragen mit 8% zu den Gesamt-THG-Emissionen bei 8% Gebäudenutzung (80y): 342 M t CO 2 e End-of-life: 22 M t CO 2 e derived by energy consumption (PE n.ren.) (UNEP 2007, McKinsey 2007) Seite 7

8 NACHHALTIGKEIT VON GEBÄUDEN Bewertungssystem der Nachhaltigkeit bei Bauvorhaben des Bundes (BMVBS) Ökologische Qualtiät Ökonomische Qualität Technische Qualität 22,5% Prozessqualität 10% Sozio-kulturelle und funktionale Qualität 22,5 % 22,5 % 22,5 % Ca. 40 Kriterien mit jeweiligen Indikatoren (CEN/TC 350) Regeln für die Zertifizierung der Nachhaltigkeit von Gebäuden; Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) und Leitfaden Nachhaltiges Bauen (2011) Durchschnittsdatensätze für Bauprodukte in öffentlichen Datenbanken (ÖkoBauDat) Weitere Informationen unter (BMVBS) Initiative der Wirtschaft und Industrie (DGNB) Seite 8

9 NACHHALTIGKEIT VON GEBÄUDEN Beispiel: Bewertung für das Treibhausgaspotential (GWP 100) THG-Emission per m² Grundfläche GWP 100 als eines von 9 Kriterien zur Bewertung der Umweltqualtität von Gebäuden Gewichtung eines Kriteriums (z.b. GWP 100) im Bewertungssystem reflektiert (bzw. sollte reflektieren) seine gesellschaftliche und politische Relevanz Seite 9

10 NACHHALTIGKEIT VON GEBÄUDEN Kommunikation der modularen Information zu Produktlebenszyklus Standardisierte Methode ökologische Kriterien basierend auf Ökobilanz-Ergebnissen Daten werden auf Bauproduktebene gesammelt und mittels Umweltproduktdeklarationen (EPD, Umweltkennzeichen Typ III) und Datenbanken auf Gebäudeebene bereitgestellt Rohstoffbereitstellung Produktebene Transport Herstellung Errichtung Nutzung / Instandhaltung End-of-life Obligatorische Information (cradle to gate) Szenario Szenario Szenario Seite 10

11 NACHHALTIGKEIT VON GEBÄUDEN Inhalt von Umweltproduktdeklarationen (EPD) Charakterisierung des Produktes Verwendete Rohstoffe und Additive Beschreibung des Herstellungsprozesses Informationen zur Nutzung End-of-life Optionen Verifizierung und Erfüllung von Normen (z.b. Formaldehyd oder Brandverhalten) Ergebnisse der Ökobilanz mit Dokumentation der zugrundeliegenden Annahmen und genutzten Daten EPD dienen der Kommunikation der Umweltkennwerte (inkl. Ökobilanz-Daten) an B2B und B2C und dienen der Bewertung auf Gebäudeebene Obligatorisch im öffentlichen Bauen (BUND) Seite 11

12 PROJEKT ÖkoHolzBauDat Ökobilanz Basisdaten für Bauprodukte aus Holz Laufzeit: 09/ /2011 (verlängert bis 01/2012 bzw. 04/2012) Förderung: BMELV durch FNR e.v. Kooperation: Ziel: Aufbau einer Ökobilanz Datenbank zur Abbildung aller im Bausektor relevanten Holzprodukte Bereitstellung von Datensätzen mit Durchschnittswerten in öffentlich verfügbaren Datenbanken (z.b. Ökobau.dat des BMVBS, Projektwebseite) Unterstützung des Sektors mit diesen Daten im Kontext Nachhaltiges Bauen (Erstellung von Umweltproduktdeklarationen) Seite 12

13 PROJEKT ÖkoHolzBauDat Beispiel: Ergebnis für Nadelschnittholz, kammergetrocknet Treibhausgasemissionen aus fossilen Quellen nach Modulen A1 bis A3, C2 und C3 (energetisch) [kg CO 2 -Äqv./m³ Produkt] Holz, Bereitstellung andere, Bereitstellung Holz, Transport andere, Transport Stromverbrauch, Herstellung Wärmeerzeugung, Herstellung andere, Herstellung Entsorgung, Transport Entsorgung Seite 13

14 PROJEKT ÖkoHolzBauDat Rohstoffherkunft und Transporte 38 untersuchte Werke ( m³) 1% 2% 3% 1% 1% 11% 4% 8% 13% 7% 33% 16% Gesamtbezug (Erhebung) [m³] Rundholz i.r Rundholz o.r frisches SH Bezugsländer Land Anteil Deutschland 83,51% Österreich 4,20% Schweden 3,02% Frankreich 1,78% Baltikum 1,50% Tschechien 1,42% Norwegen 1,22% Benelux 1,13% RUS 0,98% andere 1,24% Durchschnittliche Transportdistanz 111 km Seite 14

15 PROJEKT ÖkoHolzBauDat Umweltproduktdeklarationen als Projektergebnis Auf Basis des FNR-Projektberichtes Bericht wird momentan gemäß ISO begutachtet und Methodik auf Konformität mit neuer Norm EN geprüft Verband-EPDs nach EN (19 Stück) Frisches und kammergetrocknetes Nadelschnittholz Hobelware Konstruktionsvollholz, Brettschichtholz und Brettsperrholz Rohe und beschichtete Spanplatte Röhrenspanplatte Mitteldichte und Hochdichte Faserplatte OSB und Sperrholz Massivholz- und Fertigparkett Seite 15

16 Parameter Einheit Bereitstellung der Rohstoffe (A1) Transport (A2) Herstellungsprozess (A3) Summe cradle to gate (A1 - A3) maximale Abweichung +%/-% Transport zum Entsorger (C2) Abfallwirtschaft (C3) energetische Verwertung (D) stoffliche Verwertung (D) Verrechnung von A1 nach ILCD PROJEKT ÖkoHolzBauDat Darstellung der Ergebnisse nach Modulen (FprEN 15804:2011) Ergebnisse Umweltauswirkung GWP [kg CO2-Äqv.] -7,78E+02 5,34E+00 3,76E+01-7,35E /-35 4,34E-01 7,97E+02-3,60E+02-1,23E+01-5,44E+00 ODP [kg CFC11-Äqv.] 4,93E-07 2,17E-08 6,45E-06 6,96E /-86 8,67E-10 1,19E-06-8,22E-05-1,03E-06-4,95E-07 AP [kg SO2-Äqv.] 8,21E-02 2,37E-02 2,69E-01 3,75E /-47 1,86E-03 6,98E-03-3,71E-01-5,15E-02-2,22E-02 EP [kg PO43--Äqv.] 1,83E-02 5,42E-03 5,49E-02 7,86E /-50 4,32E-04 5,89E-04-3,73E-03-1,05E-02-4,30E-03 POCP [kg Ethen-Äqv.] 1,13E-02 2,37E-03 8,28E-02 9,65E /-23 2,02E-04 4,64E-04-2,50E-02-6,44E-03-2,92E-03 ADPE [kg Sb-Äqv.] 8,01E-06 1,77E-07 1,12E-03 1,13E /-97 9,16E-09 1,23E-07-2,81E-05-2,23E-05-2,37E-05 ADPF [MJ] 1,92E+02 7,42E+01 4,05E+02 6,71E /-35 6,12E+00 4,62E+01-4,06E+03-1,77E+02-9,02E+01 Ergebnisse Ressourceneinsatz PERE [MJ] 3,10E+00 1,30E-01 1,75E+03 1,76E+03 8,11E-03 4,70E+00-3,30E+02-8,34E+03-6,74E-01 PERM [MJ] 8,34E+03 0,00E+00 3,36E+01 8,37E+03 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00-1,81E+03 PERT [MJ] 8,34E+03 1,30E-01 1,79E+03 1,01E+04 8,11E-03 4,70E+00-3,30E+02-8,34E+03-1,81E+03 PENRE [MJ] 2,09E+02 7,50E+01 6,24E+02 9,08E+02 6,16E+00 8,78E+01-7,01E+03-3,36E+02-4,55E+01 PENRM [MJ] 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 PENRT [MJ] 2,09E+02 7,50E+01 6,24E+02 9,08E+02 6,16E+00 8,78E+01-7,01E+03-3,36E+02-4,55E+01 SM [kg] 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 2,18E+02 0,00E+00 RSF [MJ] 0,00E+00 0,00E+00 1,51E+02 1,51E+02 0,00E+00 0,00E+00 4,20E+03 0,00E+00 0,00E+00 NRSF [MJ] 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 FW [m³] 5,17E+02 1,87E+00 4,01E+02 9,20E+02 1,15E-01 4,99E+01 3,36E+03-2,24E+02-9,46E+01 Ergebnisse Outputflüsse und Abfallkategorien HWD [kg] 5,18E-04 0,00E+00 2,57E-02 2,62E-02 0,00E+00 0,00E+00 1,48E+00 1,44E-02 1,43E-02 NHWD [kg] 3,38E-04 0,00E+00 2,49E-02 2,52E-02 0,00E+00 0,00E+00 2,27E-02 2,26E-02 2,25E-02 RWD [kg] 6,13E-03 2,71E-04 7,82E-02 8,46E-02 1,08E-05 1,49E-02-1,03E+00-8,08E-03-1,33E-03 CRU [kg] 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Seite 16

18 ANRECHNUNG VON HOLZPRODUKTEN Die verzögerte Freisetzung von Kohlenstoff Holzprodukte stellen einen Kohlenstoffspeicher dar der die Emission biogenen Kohlenstoffs zeitlich verzögert Die Annahme einer sofortigen Emission hat den gleichen Effekt als gäbe es keine signifikanten Änderungen im Produktspeicher CO CO 2 CO 2 CO 2 2 CO 2 C Inventuren oder Flussdatenmethoden z.b. Verpflichtungsperiode C-pool year i+n ΔC = C (i+n) C (i) C-pool year i Jahre Jahr i Nutzungsdauer n i+n Abschätzung der Netto-Emissionen über die Ermittlung der jährliche Speicheränderung Seite 18

19 ANRECHNUNG VON HOLZPRODUKTEN Decision on harvested wood products accounting 27. Emissions from harvested wood products removed from forests which are accounted for by a Party under Article 3, paragraphs 3 and 4, shall be accounted for by that Party only. Imported harvested wood products, irrespective of their origin, shall not be accounted by the importing Party. Art. 3.3 (since 1990) Country producing the timber for hwp Afforestation Reforestation Deforestation Art. 3.4 Forest management Seite 19

20 ANRECHNUNG VON HOLZPRODUKTEN Auszug aus der Entscheidung zu Anrechnung von Holz 28. Accounting shall be on the basis of instantaneous oxidation. Default: keine Berücksichtigung 29. Notwithstanding paragraph 28 above, and provided that transparent and verifiable activity data for the harvested wood product categories specified below are available, accounting shall be on the basis of the change in the harvested wood products pool during the second and subsequent commitment periods, estimated using the first-order decay function with default half-lives of two years for paper, 25 years for wood panels and 35 years for sawn wood. Quantifizierung mit Hilfe von Zerfallsfunktionen (IPCC 2006) HWP carbon pool Seite 20

21 ANRECHNUNG VON HOLZPRODUKTEN Jährliche CO 2 -Bilanz von Wald und Holz im Durchschnitt der letzten Jahre [in Mio. t CO 2 ] Speicherwirkung insgesamt - 38,3 Im Vergleich: Netto-Emissionen aus Waldspeicher - 20,4 Netto-Emissionen aus Produktspeicher - 17,9 Substitutionswirkung der Holznutzung insgesamt - 86,8 Gesamte THG-Emissionen Deutschlands bei 789 Mio. t CO 2 in 2009 Beitrag Forst und Holz ca. 16 % Stoffliche Nutzung (Holzprodukte) - 56,7 Energetische Nutzung - 30,1 Jährliche CO 2 -Bilanz insgesamt - 125,1 Quelle: Heuer 2011 und Rüter 2011 Entspricht dem absoluten bereits geleisteten Beitrag des Sektors Seite 21

22 ANRECHNUNG VON HOLZPRODUKTEN Berechnung des zukünftigen Speichereffektes (Netto-Emissionen) aus dem Produktspeicher ( ) basierend auf zukünftigem Holzeinschlag Historic harvest (EU Submission) Production of Roundwood (UNECE) Projected harvest [in Mm³] 10 C in production of HWP C in produced HWP from domestic harvest [in Mt C] [in Mt CO 2 ] -10 Proposed RL for HWP -20 Historic net-emissions Projected net-emissions -20, Seite 22

24 VERWENDUNG DER ERGEBNISSE Klimaschutz als Erfolgsfaktor für Holzbau? Richtige Quantifizierung (Speicherung / Substitution) ist Voraussetzung! Ökobilanzen zeigen Vorteile für Holz (aber: Substitutionswirkung ist relativ) Emissionsberichterstattung bietet Rahmen für international vergleichbare Quantifizierung Anrechnung von Holz schafft Handlungsspielraum für nationale Politik Nur Holz aus nachhaltiger Bewirtschaftung ist klimafreundlich! Entwaldung trägt zu 20% aller globalen CO 2 -Emissionen bei Anrechnung Holz trägt dem Rechnung (nur in Verbindung mit Waldemissionen) Erfolgsfaktor durch die Kommunikation der Vorteile von Holz? Umweltproduktdeklarationen im Bereich Nachhaltiges Bauen Carbon Footprints Erfolgsfaktor durch Nutzung von Umweltinformationen in Betrieben? Informationen durch Ökobilanzerhebung für Energiemanagement Optimierung der Herstellung (effizienter Energie- und Materialeinsatz) Seite 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Mehr Informationen Kontakt