Forprojekt - Renere produkter og bedre affaldshåndtering inden for belysningsbranchen

3 Miljøanalyse

3.1 Introduktion

Dette kapitel omhandler de miljømæssige forhold i belysningsbranchen. Formålet med kapitlet er at tilvejebringe en overordnet situationsbeskrivelse som gør det muligt at identificere miljø- og affaldsrelaterede problemområder i branchen.

Kapitlet beskriver udvælgelsen af typiske produkter indenfor fire udvalgte sektorer i belysningsbranchen. For hver af disse produkter er der lavet en livscyklusscreening. I livscyklus-screeningerne analyseres der, hvor i produkternes livsforløb relevante miljø- og ressourcebelastninger opstår og af hvilken karakter disse er. Screeningerne støtter sig for så vidt muligt på eksisterende livscyklusvurderinger og lignende analyser, f.eks. [IPU 00, Energistyrelsen 96].

Nærværende kapitel indeholder et sammendrag af de fire foretagne screeninger, som er nærmere beskrevet i bilag B. Kapitlet forklarer fremgangsmåden i livscyklus-screeningerne ved hjælp af et eksempel. Dernæst præsenteres hovedresultaterne af alle fire livscyklus-screeninger. På basis af livscyklus-screeningerne udpeges der relevante fokusområder for en efterfølgende brancheindsats.

3.2 Elforbrug til belysning

En indledende gennemgang af litteraturen viste, at det samlede årlige el-forbrug til belysning i Danmark udgjorde over 4.500 GWh i perioden '93-'95. Dette svarede til ca. 12 % af den samlede el-produktion i Danmark i 1995 på ca. 37.000 GWh [Energistyrelsen 95a, 95b,96]. Belysningens el-forbrug andrager således en væsentlig andel af den samlede danske el-produktion og dens resulterende miljøpåvirkninger.

  El-forbrug (GWh/år)til belysning Belysningens andel af sektorens elforbrug Andel af det samlede el-forbrug i Danmark til belysning (afrundet)
Boligsektoren 1.200 15 % 26 %
Den offentlige sektor, indendørs belysning 1.148 27 % 25 %
Den offentlige sektor, vejbelysning. 383 9 % 8 %
Handel-/ kontor-/ privat service 960 25 % 21 %
Industrien 570 6 % 13 %
Landbruget 270 15 % 6 %
Total 4.531 - 100 %

Tabel 3.1 Belysningens andel af elforbruget i forskellige sektorer [Energistyrelsen 95a, 95b,96]

De tre sektorer, der anvendte den største andel af ”det samlede elforbrug i Danmark til belysning” i 1993/95 var, jf. tabel 3.1:

  1. Boligsektoren, med ca. 26 %,
  2. Den offentlige sektor (inkl. vejbelysning), med ca. 33 % og
  3. Handels-, kontor og privat service, med ca. 21 %

Tilsammen stod disse tre sektorer for mere end 80 % af det belysningsrelaterede elforbrug i Danmark.

3.3 Udvælgelse af produkter til miljøanalyse

I projektets startfase udvalgte projektgruppen i tæt dialog med industrien 4 typiske produkteksempler til nærmere analyse.

Kriterier for valg af produkteksemplerne var bl.a.:

  • Produkterne skulle repræsentere de mest el-forbrugende sektorer indenfor branchen.
  • De specifikke produkter skulle repræsentere de fire hovedprodukttyper indenfor belysningsbranchen, dvs. lyskilder, armaturer, forkoblingsudstyr samt udstyr til styring og regulering.
  • Produkterne skulle være typiske dansk fremstillede produkter, der i dag sælges i et stort volumen.

Produkterne, der blev udvalgt, er:

  1. Boligsektoren
    Pendlen ”PH5”
    (producent Louis Poulsen Lighting A/S)
    - Levetid: 20 år
    - Lyskilde: 100 W glødelampe, 20 stk.
    - Bortskaffelse: Husholdningsaffald (100 % affaldsforbrænding)
    - 3 m ledning medregnet
     
  2. Den offentlige sektor
    Gadelygten ”Albertslundlygte, mini” med konventionel forkobling
    (producent Louis Poulsen Lighting A/S)
    - Levetid: 15 år
    - Lyskilde: 50 W kviksølvlampe, 5 stk.
    - Bortskaffelse: 80 % genvinding, 20 % affaldsforbrænding
    - Ledning og mast ikke medregnet
     
  3. Handels-, kontor- og servicesektoren
    Downlight ”Zenith 190 TC-D 26 W” med elektronisk forkobling
    (producent Thorn & Jakobsson A/S)
    - Levetid: 11,4 år (svarer til forkoblingens levetid)
    - Lyskilde: 26 W kompaktlysstofrør, 3,1 stk.
    - Bortskaffelse: 80 % genvinding, 20 % affaldsforbrænding
    - Ledning ikke medregnet
     
  4. Udstyr til styring og regulering:
    ”Lysstyringsystem type 75-006”
    (producent Servodan A/S)
    indeholder 1 kontrolenhed, 1 kontakt, 1 bevægelsessensor, 1 lyssensor
    - styrer f.eks. 12 armaturer, delt op i tre zoner
    - effektforbrug: 4,1 W, konstant
    - Levetid: 10 år
    - Bortskaffelse: 80 % genvinding, 20 % affaldsforbrænding
    - 25 m ledning medregnet

Udstyr til styring og regulering blev udvalgt som samlet produktgruppe, fordi den forventes at rumme et potentiale for forbedringer, som det vurderes at være relevant at afdække. Det undersøgte produkteksempel stammer fra handels-, kontor- og servicesektoren, hvor lysstyring ofte bliver anvendt.

Der kunne være peget på mange andre relevante produkter; men det har ikke indenfor projektets rammer været mulighed for at inddrage flere produkttyper.

3.4 Eksempel på livscyklus-screening

Dette afsnit beskriver fremgangsmåden ved livscyklus-screeningerne i hovedtræk. En detaljeret beskrivelse findes i bilag B.

De foretagne screeninger består af:

  • Systemafgræsning,
  • Opgørelse af miljøbelastningen og
  • Samlet overblik baseret på MEKA-princippet, dvs. opdelt i kategorierne Materialer, Energi, Kemikalier og Andet.

I systemafgrænsningen skabes der et overblik over produktets livsforløb ved hjælp af et flowsheet-diagram af livscyklusfaserne inkl. de indgående processer. Figur 3.1 viser livsforløbet for eksempelproduktet ”PH 5”. Lyskilderne (20 stk. glødelamper à 100 W) er inkluderet i både materiale- og bortskaffelsesfasen.

Figur 3.1 Livsforløb af armaturet PH 5 inkl. lyskilder

Figur 3.1 Livsforløb af armaturet PH 5 inkl. lyskilder

I systemafgrænsningen defineres, som grundlag for vurderingen en såkaldt ”Funktionel Enhed”. For PH 5 armaturet blev den Funktionelle Enhed defineret som: ”Behagelig blendfri belysning af et spisebord over en periode af 20 år i Danmark.” Der anvendes i denne periode i alt 20 stk. glødelamper à
100 W.

Det er antaget at PH5 pendlen, som primært sælges til det private marked, bortskaffes som husholdningsaffald, hvilket vil sige forbrænding.

De tre andre produkteksempler, der afsættes til et professionelt marked, antages i højere grad at gå til genvinding. I disse 3 produkteksempler er derfor arbejdet ud fra et bortskaffelsesscenario bestående af 80 % genvinding og 20 % affaldsforbrænding.

Systemafgrænsningen indeholder nødvendigvis nogle antagelser og estimeringer, f.eks. levetiden og bortskaffelsesscenario. I dette projekt er antagelser og estimeringer lavet i tæt samarbejde med eksperter og producenter. Den foretagne afgrænsning vurderes at være realistisk og rimelig i forhold til, at der er tale om en screening.

Opgørelsen af miljøbelastningen, består i en opgørelse af alle materiale- og energiinputs over hele livsforløbet samt de resulterende udledninger til miljøet. Her ses der både på globale, regionale og lokale belastninger samt på ressourceforbrug. Arbejdsmiljøet er ikke vurderet i denne rapport.

Alle data vedrørende materiale- og energiinputs, herunder produktrapporter og datablade, er fremskaffet i samarbejde med den pågældende virksomhed, der producerer udstyret. Generelle data omkring belysningsprodukter stammer fra bilag A.

Herefter udarbejdes et MEKA-skema opdelt i kategorierne: Materialer, Energi, Kemikalier og Andet.

  • Kategorien ”Materialer” dækker ressource og materialeforbrug og indeholder informationer vedrørende den anvendte livscyklusmodel (f.eks. transportscenario, brugsmønstre, bortskaffelse)
  • ”Energi” indeholder forbrug af primærenergi i de forskellige livscyklusfaser
  • Under ”Kemikalier” nævnes formodede eller kendte forhold omkring kemikalier i livsforløbet
  • ”Andet” dækker aspekter omkring arbejdsmiljø, etiske aspekter e.l. Aspekter der tilhører denne kategori er ikke blevet vurderet i dette forprojekt.

Klik her for at se tabel 3.2

Tabel 3.2 MEKA-skema for armaturet PH 5, inkl. 20 stk. 100 w glødelamper

MEKA-skemaet for PH5 pendlen er vist i tabel 3.2. I tabellen er indirekte angivet en række miljøbelastninger, der ikke umiddelbart er sammenlignelige.

Der er derfor gennemført en beregning i ”UMIP PC værktøjet” (se nærmere i bilag B), hvor man på grundlag af værdierne i tabel 3.2 opstiller en model for produktets livscyklus og beregner de miljøeffekter denne forårsager. Resultaterne fra denne beregning fremgår af figur 3.2 og 3.3.

Figur 3.2 Faseopdelt miljøresultat for armaturet PH 5, inkl. 20 stk. 100 w glødelamper

Figur 3.2 Faseopdelt miljøresultat for armaturet PH 5, inkl. 20 stk. 100 w glødelamper

Den anvendte enhed i figur 3.2 er ”milli-personækvivalenter målsat, PEMWDK2000” og udtrykker det bidrag til den årlige miljøbelastning fra en gennemsnitsperson, som ud fra alment anerkendte målsætninger anses for at være acceptabelt (se også bilag E). Miljøbelastningen er opdelt i effektkategorier som ”Drivhuseffekt”, ”Forsuring”, osv. Et bidrag til effektkategorierne på f.eks. 10 mPEM repræsenterer således ti tusinde dele, eller én hundrede del, af den årlige miljøbelastning stammende fra en gennemsnitsperson.

Figuren viser, at miljøbelastninger i forbindelse med el-forbruget er den dominerende faktor i PH5's livscyklus. Omkring 97% af miljøbelastningen stammer fra produktets brugsfase. Bidragene til effektkategorier som ”drivhuseffekt” og ”volumenaffald” etc. stammer fra el-forbruget i brugsfasen. I forhold til el-forbruget i brugsfasen er alle andre bidrag, f.eks. til ”slagge og aske” fra bortskaffelsesfasen, negligeable.

Figur 3.3. Faseopdelt ressourceprofil for armaturet PH 5, inkl. 20 stk. 100 w glødelamper

Figur 3.3. Faseopdelt ressourceprofil for armaturet PH 5, inkl. 20 stk. 100 w glødelamper

Et overblik over ressourceforbruget gives i figur 3.3. Den anvendte enhed i figuren er ”milli-personreserver, mPRW90”. Reserver er den del af en ressource, der er kendte og kan udvindes på en økonomisk måde. Milli-personreserver udtrykker den andel af en reserve, der er tilbage til en person og alle dens efterkommere (se bilag E).

Ressourceprofilen viser, at materialefasen og brugsfasen er de dominerende forbrugskilder med ca. 60% hhv. 40%. Ressourceforbruget i brugsfasen stammer fra de primære energikilder såsom råolie, naturgas og stenkul. Zinkforbruget hidrører fra zinkfosfateringen af skærme inden vådlakeringen. Aluminiumforbruget i materialefase stammer fra de 1,8 kg primæraluminium, der findes i produktet. Kobberforbruget skyldes overvejende de ca. 3 m ledning der følger med produktet. Det skal bemærkes, at selv om både kobber og zink ikke forekommer med særligt store mængder i produktets livscyklus (tabel 3.2), slår forbrugerne hårdt igennem, når de bliver vægtede. Dette skyldes, at de begge er sparsomme ressourcer med en kort forsyningshorisont.

I bilag B er angivet tilsvarende opgørelser for de andre 3 produktgrupper.

3.5 Hovedresultater

Resultaterne af livscyklus-screeningerne foretaget på de 4 produkter kan sammenfattes på følgende måde:

  • MEKA-kategorien ”Energi” - specielt el-forbruget i brugsfasen - er dominerende i alle fire miljø-screeninger.
  • Det største ressourceforbrug er relateret til energifremstilling.
  • Forbruget af materialer vurderes at være af mindre betydning, især fordi der antages en genvindingsgrad på 80 % i eksemplerne 2, 3 og 4. Kun i eksempel 1 (”PH5 pendel” fra Louis Poulsen Lighting A/S), hvor der antages 100 % affaldsforbrænding (husholdningsaffald), udgør materialeforbruget (zink, kobber, aluminium) det største ressourceforbrug.
  • I eksempel 4, (”Lysstyringsystem type 75-006” fra Servodan A/S), forårsager ledningerne, der anvendes for installationen af anlægget (specielt ledningernes kobberindhold) det største ressourceproblem.
  • Kemikalier og miljøfarlige stoffer stammer overvejende fra el-produktionen. De miljøfarlige stoffer og kemikalier, der er anvendt i lyskilderne (især kviksølv), kan dog udgøre et problem især i bortskaffelsesfasen.
  • I følge det givne datagrundlag forekommer PVC-plast ikke i de undersøgte produkter. Der vurderes dog, at PVC stadig findes som isolationsmateriale i de anvendte ledninger.
  • Styrings- og reguleringsudstyr blev udvalgt til nærmere undersøgelse på grund af dens forventede potentiale for at kunne reducere el-forbruget i brugsfasen. Eksemplet stammer fra handels-, kontor- og service sektoren.
  • Besparelsespotentialet ved anvendelse af lysstyring og –regulering er afhængigt af en række faktorer, især brugernes adfærdsmønstret (”tænd-sluk” vaner) og princippet bag styringsanlægget.
  • Anlæggets besparelse skal ses i forhold dets eget energiforbrug
  • Besparelsen (ekskl. anlæggets eget forbrug) er et antal timer per døgn, hvor lyset ikke er tændt pga. af styringsindgreb af anlægget, men hvor det ellers ville være tændt.

Hvis der kan opnås en reduktion i ”belysningstiden” i et kontorområde på 1-2 timer ud af en arbejdsdag på 9 timer, vil der kunne opnås en besparelse på 8-19%, når der tages højde for styringssystemets egetforbrug, som i det aktuelle eksempel er 4,1 W. For belysningsanlæg, der er i drift i længere perioder end 9 timer i eksemplet og/eller hvor reduktionen er mere en eksemplets 1-2 timer, vil der selvfølgelig være mulighed for at opnå endnu større besparelser.

Besparelsespotentialet kan ifølge producenten, dog være væsentligt større afhængig af den rådgivning, man får i forbindelse med projekteringen af anlægget, herunder valg af system sammenholdt med funktion, fysiske forhold, brugsmønster, indkøring af anlægget og investeringsvillighed.

Andre typer lysregulering kan i øvrigt have et væsentligt mindre egetforbrug – helt ned til 1W, med deraf følgende større besparelsespotentiale.

Generelt vurderes det dermed, at udstyr til styring og regulering rummer et relevant besparelsespotentiale i handels-, kontor- og servicesektoren.

3.6 Fokusområder for brancheindsats

Livscyklus-screeningernes resultater peger på tre relevante indsatsområder:

  • Reduktion af energiforbrug i brugsfasen,
  • Reduktion af miljøfarlige stoffer (f.eks. kviksølv i lyskilder) og i mindre grad
  • Reduktion af forbrug af sparsomme ressourcer (f.eks. kobber og zink i armaturer samt kobber, tin, sølv, guld og palladium, der anvendes i den tilhørende elektronik).

Reduktion af energiforbruget i brugsfasen og reduktion i anvendelse af miljøfarlige stoffer anses som de mest relevante fokusområder for en brancheindsats.

Besparelsespotentialet ved anvendelse af udstyr til styring og regulering vurderes som højt og en brancheindsats på området dermed som væsentlig.

 



Version 1.0 April 2006, © Miljøstyrelsen.