Livscyklusvurdering af 3 typer metalmaling

10. Screening af råvarer

10.1 Vægt
10.2 Materiale- og energiforbrug samt farlige stoffer
10.2.1 Energiforbrug
10.2.2 Ressourceforbrug
10.2.3 Emission af miljøfarlige stoffer
10.3 Rangordning af råvarerne
10.4 Valg af råvarer til detaljeret livscyklusanalyse

Dette afsnit indeholder en overordnet screening af råvarerne der anvendes til fremstilling af de 3 referencemalinger. Screeningen er en meget hurtig vurdering baseret på rimeligt let tilgængelige data.

Screeningen skal bruges til at udvælge 1-2 råvarer der skal livscyklusvurderes detaljeret med henblik på evt. substitution. Denne udvælgelse foretages ved en rangordning af råvarerne ud fra:

1. et vægtkriterie
2. en overordnet vurdering af materiale- og energiforbrug samt evt. udledning af farlige stoffer til luft og vand knyttet til fremstillingen af råvarerne (vurdering efter MEKA-princippet).
3. en vurdering af om råvaren medfører særlige miljøproblemer ved fremstilling, brug og bortskaffelse

10.1 Vægt

De råvarer der skal medtages i den overordnede miljøvurdering er udvalgt efter følgende kriterier:

• tilsammen udgør de udvalgte råvarer mindst 95% w/w af malingen
• den enkelte råvare udgør mere end 1% w/w af malingen
• hvis der er flere råvarer med ens funktion, er den der indgår i størst mængde i malingen valgt

På baggrund heraf er der udvalgt 17 råvarer som vist i tabel 10.2.

De råvarer der herved er fravalgt består af de såkaldte additiver samt de farvegivende pigmenter.

Additiver

Herunder er omfattet overfladeaktive stoffer og vokse

Overflade aktive stoffer er en gruppe stoffer, hovedsageligt fremstillet ud fra forskellige polysiloxaner. Stofferne har ingen miljømæssig mærkning.

Vokse er en gruppe stoffer fremstillet ud fra polyethylen, teflon samt polyamid. Stofferne har ingen miljømæssig mærkning.

Pigmenter

De farvegivende pigmenter er enten uorganiske eller organiske, herunder en del metalforbindelser.

Det vigtigste uorganiske pigment til malingsfremstilling er det hvide titandioxid, der fremstilles syntetisk ud fra titanholdig malm. Titandioxid er medtaget i screeningen da det optræder i mængder >1%. Nogle af de uorganiske pigmenter er naturligt forekommende kemiske forbindelser som f.eks. jernoxiderne. De naturligt forekommende uorganiske pigmenter har været kendt meget længe.

De organisk syntetisk fremstillede pigmenter er derimod alle af relativt ny oprindelse. De udgør i dag en meget vigtig del af pigmenterne til malingsfremstilling.

Nogle af de vigtigste typer pigmenter er vist i tabel 10.1.

Tabel 10.1 Pigmenter

De pigmenter der anvendes i referencemalingerne har ingen miljømæssig mærkning.

Det er sammenfattende vurderet at der ikke er miljømæssig baggrund for at medtage additiver eller andre pigmenter i screeningen. Dette er primært begrundet med at de optræder i mængder der udgør <1% og at de ikke har nogen miljømæssig mærkning.

Der er ikke taget højde for eventuelle miljøbelastninger ved fremstillingen af råvarer der udgør <1%.

For nogle af pigmenterne er det også indgået i overvejelserne at der ikke findes alternativer i dag (f.eks. for phthalocyanin blå).

Tabel 10.2 Råvarer valgt på grundlag af vægtkriteriet

10.2 Materiale- og energiforbrug samt farlige stoffer

På trods af en omfattende søgning har det ikke været muligt at finde livscyklusdata for alle de udvalgte råvarer.

Den mest omfattende samling af relevante oplysninger er fundet i BUWAL: Schriftenreie Umwelt nr. 232 /8/, der indeholder oplysninger om energi- og materialeforbrug samt emissioner til luft og vand over hele livscyklus fra udvinding af primære råvarer til den færdigt producerede råvare. Her er der fundet oplysninger om:

Alkyd bindemiddel
Akryl bindemiddel
Calciumcarbonat (CaCO₃)
Titandioxid (TiO₂)
o-Xylen og
N-butanol

BUWAL angiver 2 typer alkyd bindemiddel, henholdsvis "60% i terpentin/xylen 3:1" og "70% i terpentin" hvor TEKNOS SCHOU A/S vurderer at den førstnævnte svarer til den anvendte type i TEKNOS SCHOU A/S opløsningsmiddelbaserede maling.

Tilsvarende angiver BUWAL data for et "akrylat bindemiddel, 46% i vand" som TEKNOS SCHOU A/S vurderer svarer til den anvendte type akryl bindemiddel i den vandfortyndbare maling.

BUWAL angiver derimod ikke data der svarer til alkyd bindemidlet som også anvendes i TEKNOS SCHOU A/S' vandfortyndbare maling. Tilsvarende mangler der også data for polyester bindemidlet til pulvermalingen.

Data for energiforbruget ved fremstilling af polyester bindemiddel er fundet i forbindelse med et projekt på tekstilfabrikken Tytex om miljøstyring, hvor energiforbruget er beregnet ud fra oplysninger fra H. Kindler & A. Nickels: "Energiaufwand zur Herstellung von Werkstoffen" /9/.

I den hollandske IWAM-database /10/ er der fundet oplysninger om bl.a. energiforbrug ved fremstilling af 3 typer opløsningsmiddelbaseret maling og 1 type vandbaseret maling. Disse oplysninger er anvendt til en overordnet kontrol af om der mangler råvarer med et væsentligt energiforbrug i fremstillingsfasen.

Rapporten: "The Life Cycle Analysis of eleven indoors decorative paints" /11/ er anvendt på samme måde til en overordnet kontrol af at der ikke mangler råvarer med et væsentligt energiforbrug.

UMIP's enhedsprocesdatabase /12/ indeholder livscyklusdata for fremstilling af vandværksvand og CaCO₃. TEKNOS SCHOU A/S anvender almindeligt vandværksvand til fremstillingen af vandfortyndbare malinger, idet virksomheden selv ionbytter vandet. Miljøbelastningerne fra ionbytningsprocessen (elforbrug og bortskaffelse af brugt ionbytter) indgår i opgørelse af miljøbelastningerne ved fremstillingen af malingen. Miljøbelastningerne ved fremstillingen af ionbytteren er således den eneste belastning der ikke er medtaget.

TEKNOS SCHOU A/S har forsøgsvist udsendt en forespørgsel til deres leverandører af bindemidler og bedt om oplysninger om energiforbrug ved fremstilling af bindemidlerne. Kun 2 af leverandørerne har givet data, og kun for deres egen fremstillingsproces. Disse data bekræfter oplysningerne om procesenergiforbruget opgivet i BUWAL /8/.

Totalt set har det ikke været muligt at skaffe data for mere end 8 af de 17 udvalgte råvarer, men de 8 råvarer dækker dog henholdsvis 83%, 78% og 72% af vægten af de 3 referencemalinger. De råvarer der mangler data for er:

Alkyd til vandbaseret maling
TGIC-hærder
Urea/melamin hærder
Melamin hærder
Solvent naphta opløsningsmiddel
Butyldiglykol opløsningsmiddel
Zinksulfid additiv
Bariumsulfat additiv
Magnesiumsilikat additiv

10.2.1 Energiforbrug

I tabel 10.3 er energiforbruget ved fremstilling af råvarerne fra udvinding til den færdige råvare vist (for de råvarer hvor det var muligt at finde data).

I tabel 10.4 er energiforbrugene til fremstilling af den aktuelle mængde råvare i hver af de 3 referencemalinger beregnet.

Sammenlignes med livscyklusvurderinger af malinger i IWAM databasen /10/ og ECOBILANs projekt /11/ mangler der formentlig ikke væsentlige energiforbrugende råvarer, idet begge projekter anfører TiO, opløsningsmidler og bindemiddeldispersioner som de væsentlige energiforbrugende råvarer. Energiforbrug for fremstilling af råvarer (tilbage til jord) varierer således mellem 6,7 og 11 MJ/kg maling i IWAM og fra 10 til 61 MJ/kg i ECOBILAN.

I tabel 10.5 er vist forbruget af ressourcer. Det har ikke været muligt at finde data for ressourceforbruget ved fremstilling af polyester.

Tabel 10.5 Ressourceforbrug

I tabel 10.6 er emissionen af miljøfarlige stoffer vist, idet emissioner som skyldes energiforbrug dog er udeladt. Ligeledes er der ikke fundet data om polyester.

Tabel 10.6 Emission af miljøfarlige stoffer i g/kg råvare

10.3 Rangordning af råvarerne

I nedenstående tabel 10.7 er det søgt at foretage en samlet rangordning af råvarerne på basis af oplysningerne i de foregående tabeller. Ved rangordningen er der anvendt en vurdering efter MEKA-princippet, dvs. vurderingen omfatter materialer (M), energi (E), kemikalier (K) og andet (A).

Energiforbrug

Råvarerne i tabellen er opstillet i rækkefølge efter energiforbrug, således at TiO₂, der har det største energiforbrug, jf. tabel 10.3, får 1 point og CaCO₃ der har det laveste energiforbrug får 7 point.

Materialeforbrug

Ved materialeforbrug er der kun taget hensyn til forbruget af ikke-fornyelige ressourcer, dvs. mineraler, råolie og naturgas. Råvarerne er rangordnet ud fra summen af forbruget af mineraler, råolie og naturgas ved hver råvare jf. tabel 10.5, dog således at :

• Rutil/Ilmenit vægtes med en faktor 1/150 (forsyningshorisont 150 år jf. MUP/LCA /13/), forbruget er sat til 1 kg/kg TiO₂
• Råolie vægtes med en faktor 1/43 (forsyningshorisont 43 år jf. UMIP/12/) og
• naturgas vægtes med en faktor 1/60 (forsyningshorisont 60 år jf. UMIP/12/)

Kalk er ikke medtaget i opgørelsen idet der iflg. MUP/LCA /13/ er tilstrækkeligt af denne ressource.

Kemikalier, luft

Der er kun fundet oplysninger om emissioner af kemikalier til luft ved fremstilling af xylen og butanol (emission af H₂S) jf. tabel 10.6. Begge disse stoffer gives derfor 1 point i tabellen og resten 2 point.

Kemikalier, vand

Der er kun fundet oplysninger om emissioner af kemikalier til vand for TiO₂, xylen og Alkyd bindemiddel jf. tabel 10.5. For TiO₂ er der tale om forholdsvis store emissioner af TiO₂ og forskellige tungmetaller herunder især Cr. Udledningen fra produktion af TiO₂ vurderes derfor som den mest betydende (1 point). Herefter følger udledning fra alkyd-bindemiddel som både omfatter metaller og ammoniak (2 point) og udledning fra xylen (3 point). Øvrige råvarer gives 4 point.

Samlet rangordning

Den samlede rangordning opnås ved simpel addition af de opnåede point for energiforbrug, materialeforbrug og kemikalier til luft og vand. De råvarer der herved får den laveste sum i tabellen er vurderet som de råvarer der belaster miljøet mest.

Denne måde at rangordne på er valgt som den mest simple. Den vil kunne kritiseres på mange måder, men det har ikke været muligt at udvikle mere avancerede scoresystemer i dette projekt.

Desuden skønnes det at der er taget rimelige forsigtighedshensyn med hensyn til udledningen af kemikalier ved den valgte måde at score på.

Tabel 10.7 Rangordning af råvarer

10.4 Valg af råvarer til detaljeret livscyklusanalyse

Af tabel 10.7 fremgår det at xylen og TiO₂ vurderes som de to mest miljøbelastende råvarer at fremstille.

I afsnit 8 er xylen udpeget som den største ydre miljø belastning pga. emissioner i brugsfasen (påføring i malerkabinen) og TGIC-hærderen som den største arbejdsmiljøbelastning pga. allergipåvirkning under fremstilling af pulvermaling.

Der er således en rimelig begrundelse for at udpege de 3 råvarer:

Xylen
TGIC-hærder og
TiO₂

som de mest interessante i forbindelse med substitutionsovervejelser.

Xylen vil kunne erstattes af f.eks. parafiner el. andre lignende kulbrinter, men da de er væsentligt dyrere (ca. 10 gange) vil det være mere relevant at undgå xylen ved at erstatte opløsningsmiddelbaseret maling med vandbaseret maling eller pulvermaling, dvs. alternativerne er ikke en anden råvare men en helt anden type maling, som netop er de alternativer der er undersøgt i dette projekt.

For TGIC-hærderens vedkommende findes der faktisk et relevant alternativ, nemlig b -hydroxyalkylamid, som formentlig ikke har de samme allergifremkaldende egenskaber.

For TiO₂ vil det være relevant at sammenligne de 2 typer der findes på markedet, nemlig fremstilling efter henholdsvis chlorid- og sulfatmetoden.

Konklusion

Der arbejdes derfor i det følgende videre med en detaljeret livscyklusanalyse af TIO₂ og TGIC-hærderen og deres mulige alternativer.

_______________________________________