Forprojekt - Renere produkter og bedre affaldshåndtering inden for belysningsbranchen

Bilag B

Miljøscreening af fire produkteksempler i belysningsbranchen

1 Indledning

2 Miljøvurderingsmetoden

3 Livscyklus-screening

4 Udvælgelse af produkter til miljøanalyse

5 Livscyklus-screening af fire produkteksempler

6 Indsatsområder indenfor belysningsbranchen

1 Indledning

Belysningsbranchen blev i foråret 2000 udpeget som et særligt indsatsområde, hvor Miljøstyrelsen har til hensigt at støtte produktudvikling og andre initiativer for at fremme udbredelsen af renere produkter.

I dette forprojekt er målet at udpege de væsentligste miljøforhold og opstille en handlingsplan, der kan fremme miljøforbedringer gennem produktudvikling og andre tiltag indenfor branchen. Et af værktøjerne, der anvendes i dette arbejde er livscyklusbaserede miljøvurderinger.

Kernen i nærværende bilag er livscyklus-screeninger af fire produkteksempler indenfor belysningsbranchen. Disse livscyklus-screeninger bruges til at udpege de væsentligste miljøforhold i branchen.

Bilaget er opbygget på følgende måde:

  • I kapitel 2 gives en introduktion til UMIP-metoden som er den metode, der almindeligvis anvendes til miljøvurderinger i Danmark.
  • I kapitel 3 forklares MEKA-princippet, som danner baggrund for dataopgørelser i denne rapport.
  • Proceduren for udvælgelsen af produkteksempler er beskrevet i kapitel 4.
  • I kapitel 5 beskrives resultatet af livscyklusscreening af fire produkteksempler, herunder systemafgrænsning, opgørelse af miljøbelastning og samlet overblik.
  • I kapitel 6 følger en kort sammenfatning af resultaterne samt anbefalinger for fokusområder til en efterfølgende brancheindsats.

De væsentligste konklusioner fra bilaget er sammendraget i hovedrapportens kapitel 3. Referencerne i bilaget er beskrevet i hovedrapportens kapitel 8.

2 Miljøvurderingsmetoden

I dette kapitel gives en kort beskrivelse af miljøvurderingsmetoden UMIP, der er anvendt i dette forprojekt. Denne beskrivelse baserer sig på beskrivelsen i [IPU 01]. En mere udførlig beskrivelse findes f.eks. i [Wenzel m.fl. 96].

2.1 Baggrund

UMIP står for ”Udvikling af Miljøvenlige Industri Produkter”. UMIP-programmet var et 5-årigt udviklingsprogram iværksat i 1991 af Miljøstyrelsen med deltagelse af

  • Dansk Industri,
  • Danfoss A/S,
  • Bang & Olufsen A/S ,
  • Grundfos A/S,
  • KEW Industries A/S og
  • Gram A/S
  • samt
  • Danmarks Tekniske Universitet og
  • Instituttet for Produktudvikling.

UMIP-metoden er internationalt anerkendt og anvendt, og metoden er i alle hovedtræk i overensstemmelse med de krav til livscyklusvurdering (LCA) som ISO-standarderne i 14040 serien definerer, se [ISO 97, 98a, 98b].

Udover dokumentationen i form af bøger understøttes metoden af et PC-værktøj med tilhørende database som indeholder omkring 250 enhedsprocesser, se [LCV 99].

UMIP-metoden er målrettet til anvendelse i produktudvikling, idet der netop her er det største råderum, når det gælder om at miljøforbedre et produkt.

2.2 Miljøbelastning fra produkter

Et produkts miljøbelastninger opstår i de processer, som tilsammen udgør livsforløbet. Helheden af processerne i et produkts livsforløb kaldes også produktsystemet. Livsforløbet opdeles ofte i fem faser:

  1. Materialefasen, indeholdende udvinding af råmaterialer og materialefremstillingen,
  2. Produktionsfasen, der omfatter produktionsprocesser,
  3. Transportfasen, der sammenfatter transportprocesser i alle livscyklusfaser,
  4. Brugsfasen, der indeholder alle processer der er forbundet med brug og vedligeholdelse af produktet samt
  5. Bortskaffelsesfasen, der indeholder f.eks. forbrændings- og genvindingsprocesser.

I processerne kan der ”forbruges” energi, f.eks. el eller forbrænding af olie og naturgas. (Der bruges anførelsestegn, idet energi ikke bliver forbrugt men blot omdannet, f.eks. fra elektrisk energi til termisk energi). Der kan også bruges materialer som f.eks. kobber eller plast. Der kan forekomme emissioner (udledninger), enten direkte fra processerne eller indirekte f.eks. fra kraftværket, som leverer elektricitet til en proces. Emissionerne belaster miljøet hvis de bidrager til miljøeffekter som f.eks. drivhuseffekt og forsuring.

Som hovedregel kan miljøeffekterne opdeles i to grupper afhængig af kilden til emissioner, nemlig

  • Energirelaterede effekter, som f.eks. kan være drivhuseffekt, forsuring, fotokemisk ozondannelse og næringssaltsbelastning, der alle helt eller delvist skyldes produktets forbrug af energi.
  • Kemikalierelaterede effekter, som kan være giftvirkninger på mennesker og økosystemer, og som skyldes brug og emission af kemikalier i produktets livsforløb, f.eks. når kemikalier udledes med spildevand.

Ressourceforbrug kan som hovedregel også opdeles i to grupper, nemlig

  • Ressourcer til energi
  • Ressourcer bundet i produktet

2.3 Brug af UMIP- vurderingsmetoden

Når et produkt miljøvurderes følger man en bestemt procedure. Internationalt er man blevet enige om, at en miljøvurdering skal indeholde følgende trin:

  1. Definition af formål og afgrænsning (engelsk: Goal and Scope definition)
  2. Kortlægning (engelsk: Inventory Analysis)
  3. Vurdering af miljøpåvirkning (engelsk: Life Cycle Impact Assessment)
  4. Fortolkning (engelsk: Interpretation)

Hvad de enkelte trin dækker forklares i det følgende. Desuden henvises til ordforklaringen i bilag E.

2.3.1 Definition af formål og afgrænsning

Definition af formål besvarer følgende spørgsmål:

  • Hvad skal miljøvurderingen bruges til?
  • Hvem skal bruge den?
  • Hvilke beslutninger skal den understøtte?

Afgrænsningen besvarer følgende spørgsmål:

  • Hvilket produkt skal vurderes?
  • Hvad er produktets ydelse?
  • Hvor meget tages med i vurderingen?

Når miljøvurderingen anvendes til at sammenligne alternative løsninger, er ydelsen det man vurderer. F.eks. kan ydelsen ”ventilation af et rum” opnås på forskellige måder, nemlig f.eks. ved at åbne et vindue eller ved hjælp af et ventilationsanlæg.

For at sikre, at det er den samme ydelse, der bliver vurderet hver gang, defineres ydelsen i forhold til mængden og kvaliteten af ydelsen.

Dette kaldes den Funktionelle Enhed. Definitionen af den Funktionelle Enhed er helt afgørende for miljøvurderingens resultat.

Afgrænsningen indeholder også parametre som tidsmæssig, geografisk og teknologisk afgrænsning. F.eks. fastlægges om det er moderne eller gamle produktionsmetoder, i hvilke lande produktet sælges og dermed anvendes osv.

2.3.2 Kortlægning

I kortlægningen samles og bearbejdes data fra alle processer i produktets livsforløb, dvs. ”fra vugge til grav”. Det er de data, som skal bruges til at opgøre forbrug (input) og udledninger (output) fra alle processer i produktets livsforløb. Denne opgørelse er resultatet af kortlægningen.

UMIP-metoden anvender en styklistestruktur for produktet, hvor materialeindhold og produktionsprocesser er nøje specificeret.

Data bearbejdes og lagres som såkaldte enhedsprocesser, dvs. at data relateres til en bestemt mængde af produktet fra den givne proces. Det gør dem skalérbare og dermed generelt anvendelige i forskellige sammenhænge i miljøvurderingsforløbet.

Dataformatet i UMIP indeholder tre kategorier af informationer:

  1. beskrivelse af processen,
  2. en opgørelse af processens udvekslinger (in- og output) med miljøet og endelig
  3. en nærmere beskrivelse af datainformationen.

UMIP-enhedsprocesdatabasen (se [LCV 99]) indeholder mulighed for at rette i eller oprette helt nye databeskrivelser, når det er nødvendigt.

Erfaringen viser, at det ofte er en særdeles tidskrævende arbejdsopgave at indsamle og bearbejde data i forbindelse med en miljøvurdering.

2.3.3 Vurdering af miljøpåvirkning

Når opgørelsen er sammenstillet skal den vurderes. Første trin i vurderingen er en oversættelse af inputs og outputs til de miljøeffekter, som enkelte forbrug hhv. udledninger forventes at give. Denne oversættelse kaldes karakterisering og det man regner sig frem til kaldes miljøeffektpotentialer.

I UMIP-metoden vurderes miljøeffekter, ressourceforbrug og arbejdsmiljøeffekter. Sidstnævnte ses der dog bort fra i dette forprojekt.

For at fortolke ressourceforbrug og de forventede miljøeffekter er det nødvendigt at bringe dem på en fælles skala og bruge samme sammenligningsreference. Det kaldes normalisering. Herved besvares f.eks. spørgsmålet ”Hvor store er miljøeffekterne?”.

Ved normaliseringen bliver størrelsen af de forventede miljøeffekter og ressourceforbrug udtrykt i en enhed, som det er let at forholde sig til, nemlig brøkdele af den årlige belastning fra en gennemsnitsperson.

Det udtrykkes i enheden personækvivalenter (PE) f.eks. for en gennemsnitspersons belastning i Danmark i 1990, og skrives som PE DK90 eller i verden, som skrives PE W90.

UMIP-PC-værktøjet understøtter denne procedure og resultaterne kan vises som let overskuelige diagrammer. Efterfølgende foretages en usikkerheds- og følsomhedsvurdering af vurderingens resultater.

I vurderingen ligger også muligheden for at fortolke resultaterne fra normaliseringen, dvs. at lave en indbyrdes sammenligning. Det kaldes vægtning. Herved besvares spørgsmål såsom: ”Hvor alvorlige er de forventede miljøbelastninger eller trækket på ressourcer?”, ”Hvad er værst: bidrag til drivhuseffekt eller til forsuring?”, ”Hvilke effekttyper er globale og hvilke er regionale, og hvad er vigtigt?”.

Den indbyrdes alvorlighed af miljøeffekterne udtrykkes i et sæt af vægtningsfaktorer, som afspejler de mulige konsekvenser af miljøeffekterne i forhold til hinanden. Vægtningen kan baseres både på rent miljøfaglige parametre, som kritiske tærskelværdier samt på mere holdningsprægede parametre som politisk fastsatte reduktionsmål for udledninger, som f.eks. for CO2-udledning.

UMIP-metoden tager udgangspunkt i de eksisterende målsætninger for reduktion af forskellige former for miljøbelastninger og udtrykkes i enheden PEMWDK2000. Det står for ”personækvivalent ved målsatte eller accepterede udledninger i år 2000 globalt, regionalt og lokalt”.

I UMIP-metoden vægtes ressourceforbruget efter forsyningshorisontens længde. Herved behandles der kun ”reserver”, dvs. de ressourcer, som er kendte og som kan udbyttes på en økonomisk måde. De reserver, der teoretisk står til rådighed for en gennemsnitsperson i verden - og alle dens efterkommere – kaldes Person Reserver, PR. Der tages udgangspunkt i forsyningshorisonten på verdensplan i 1990. Ressourceforbruget udtrykkes derfor typisk i enheden ”milli-PersonReserver, World, 1990” forkortet mPRW90.

Også hele vægtningsproceduren udføres i UMIP-PC-værktøjet, og resultaterne illustreres - ligesom ved normaliseringen - i let overskuelige diagrammer.

2.3.4 Fortolkning

Den yderligere fortolkning omfatter også en vurdering af, hvorvidt resultaterne opfylder formålet med miljøvurderingen fyldestgørende. Herved besvares spørgsmål såsom: ”Svarer resultaterne på de stillede spørgsmål?”, ”Er vurderingen god nok til at gøre det?” ”Kan målgruppen anvende resultaterne?”, osv.

2.4 De udførte miljøvurderinger

Miljøvurderingerne for produkteksemplerne er udført i UMIP PC-værktøjet med tilhørende database [LCV 99]. Med udgangspunkt i de indsamlede data er opstillet en model for hver produkteksempel. Modellen omfatter ressourceforbrug og udslip til miljøet som processerne i produktets livscyklusfaser medfører. På baggrund af den opstillede model er miljøpåvirkningerne beregnet. Resultaterne præsenteres i søjlediagrammer, hvor det er let at udpege de væsentligste påvirkninger, se figurerne i kapitel 5 af dette bilag.

3 Livscyklus-screening

Livscyklus-screeninger adskiller sig fra almindelige livscyklusvurderinger (Life Cycle Assessments, LCAs) ved, at

  • der primært ses på indgående strømme (materialer, energi og hjælpestoffer) og
  • der bruges i høj grad eksisterende data, stammende fra databaser, litteratur osv.

I forhold til en almindelig LCA er indsatsen forbundet med dataindsamlingen – som typisk er den mest tidskrævende del af en LCA - dermed betydeligt reduceret i en livscyklus-screening.

I dette forprojekt er dog også medtaget væsentlige udledninger til omgivelserne (f.eks. klorerede forbindelser ved afbrænding af PVC og udledninger fra energiomsætning) idet beregningerne blev udført ved hjælp af UMIP PC-værktøjet som automatisk også beregner udledninger.

3.1 MEKA-princippet

Livscyklus-screeningerne i dette forprojekt tager udgangspunkt i MEKA-princippet, som er udviklet i forbindelse med UMIP-projektet (Wenzel at al. 96), se kapitel 2 af dette bilag. Her blev det brugt til at skabe overblik ved at systematisere og forenkle miljøvurderingens input-data. Akronymet MEKA står for Materialer, Energi, Kemikalier og Andet. MEKA-princippet er senere videreudviklet til brug for landets Tekniske Informations Centre (TIC) [Wenzel et al. 99].

Princippet består i, at man inddeler miljøpåvirkninger og ressourceforbrug i hele produktets levetid, efter de kilder, de stammer fra:

Materialer, udtrykker produktets ressourceforbrug (forbrug af materialer og det deraf følgende forbrug af råstoffer, energibærende ressourcer og generering af affald).

Energi, repræsenterer flere væsentlige forureningsbidrag (bidrag til drivhuseffekten, ”smog”, forsuring samt næringssaltbelastning i form af kvælstofoxider).

Kemikalier, med fokus på selve kemikalierne og deres miljøbelastende egenskaber (anvendelse af kemikalier der potentielt kan have giftige virkninger på miljø og mennesker).

Andet indeholder væsentlige forhold der ikke indgår i ovenstående (f.eks. støj og ikke-kemikalie relateret arbejdsmiljø). Forhold under denne kategori er ikke medtaget i livscyklus-screeningerne i dette forprojekt.

Fordelen ved inddelingen efter MEKA-princippet er, at den stort set er dækkende for hele miljøbelastningen af et produkt. Samtidig kan man med nogle få præciseringer opdele de potentielle ressource- og miljøproblemer i kategorier uden væsentlige overlap, hvorved miljøproblemerne kan beskrives på en overskuelig måde.

3.2 Praktisk anvendelse af MEKA-princippet

Ved praktisk anvendelse af MEKA-princippet benyttes det såkaldte MEKA-skema (se tabel B3.1). MEKA-skemaet udfyldes som en bruttoliste over produktets ressourceforbrug og miljøpåvirkning med livscyklusfaserne som kolonne-overskrifter og de 4 kilder til miljøpåvirkninger (materialer, energi, kemikalier og andet) som række-overskrifter.

Fase/
Parameter
Materiale-fremstilling Produktion Transport Brug Bortskaffelse
Materialer          
Energi          
Kemikalier          
Andet          

Tabel B3.1: MEKA-skemaet, som anvendes til livscyklus-screeningen

Materialeforbrug

Rækken ”materialer” indeholder typisk oplysninger om materialeforbruget fra en stykliste eller tilsvarende. Der er i dette projekt anvendt data fra UMIP PC-værktøjet [LCV 99], dvs. offentliggjorte data om ressourceforbrug og miljøbelastning ved fremstilling. Ressourceforbruget i forbindelse med produkter i belysningsbranchen udgøres hovedsagelig af metaller (både ikke-sparsomme såsom stål og aluminium samt sparsomme metaller såsom kobber) og ressourcer der bruges til el-produktion (f.eks. kul). For plastmaterialer der i dette forprojekt inkluderer både selve ressourceforbruget (også kaldet ”feedstock”) og energien til fremstillingen (”fuel”), begge omregnet til primærenergi.

Energiopgørelse

Under rækken ”energi” er medtaget alle bidrag til energiforbrug i produktets livscyklus, uanset om det drejer sig om energiindhold i råvarer, kemiske stoffer eller anvendte energiråstoffer til fremstillingsprocessen. Energi angives som primær energi (MJ), det vil sige brændværdien af de energiressourcer, der medgår til at levere en given mængde energi hos forbrugeren. Herved tages der hensyn til effektivitet i f.eks. kraftværker og andre energiforsyningssystemer, f.eks. [IEA 99].

Data for energiforbruget til fremstilling af råmaterialerne er for de fleste plastmaterialer indsamlet af sammenslutningen for de europæiske plastproducenter, APME [Boustead 94-99].

Energiforbrug i produktionsfasen dækker energi til driften af produktionsudstyr. Energi til fremstilling af produktionsudstyret, dvs. maskiner, formværktøjer o.l., er derimod ikke medtaget på grund af deres typiske holdbarhed over en længere årrække. Udstyret kan producere et stort antal produkter og miljøpåvirkninger fra dens egen fremstilling er dermed af relativ lille betydning.

Såkaldt ”overhead”, dvs. elforbruget til belysning og ventilation af produktionsstedet samt energiforbruget til opvarmning og intern transport, er generelt heller ikke medregnet. Erfaringer fra tidligere projekter viser, at overhead kan f.eks. udgør 75% af den samlede energiforbrug til fremstillingen af elektromekaniske produkter (se [Wenzel m.fl. 96]].

Data for transportprocesser (typisk med lastbil) og data for el-forbrug i brugsfasen stammer fra UMIP PC-værktøjet [LCV 99].

I Danmark forbrændes langt det meste brændbare affald, og der er en relativ høj udnyttelsesgrad af varme fra affaldsforbrænding. I livscyklus-screeningerne i dette forprojekt er der skønsmæssigt regnet med forbrænding af alt brændbart husholdningsaffald i Danmark, samt en udnyttelse på 75 % af materialets brændværdi.

Genvindingsgraden af materialer er, såfremt relevant, estimeret til 80%, baseret på målsætninger for 2006 defineret i et EU-direktiv-forslag, der også omfatter belysningsudstyr, se [WEEE 00]. (Direktiv-forslaget angiver dog ingen konkrete genvindingsgrader for belysningsudstyr.) Genvindingsgraden på 80% vurderes at være optimistisk. En genvindingsgrad på mindst 60% anses som realistisk.

Kemikalier

Det er svært at forenkle en miljøvurdering af kemikalier. Ved livscyklus-screeningerne er der taget udgangspunkt i oplysningerne i UMIP-databasen. Det blev desuden undersøgt, om der indgår kemiske stoffer i produkternes livscyklus, som optræder på Miljøstyrelsens liste over farlige stoffer, listen over uønskede stoffer eller effektlisten [MST 97, 00a, 00b].

Andet

Rækken ”andet” dækker alle de forhold, som ikke er dækket i det foregående. Det vil typisk være arbejdsmiljøproblemer, som ikke handler om kemikalier, f.eks. støj og ensidigt gentaget arbejde. Arbejdsmiljøet og andre forhold der falder under ”andet” er ikke blevet vurderet i livscyklus-screeningerne i dette forprojekt. Rækken kan dog f.eks. også bruges til at udtrykke en risiko, f.eks. risiko for eksplosion eller skoldning. Her kan der tages udgangspunkt i virksomhedens arbejdspladsvurderinger (APVer), såfremt de er tilgængelige.

4 Udvælgelse af produkter til miljøanalyse

En indledende gennemgang af litteraturen viste, at det samlede årlige el-forbrug til belysning i Danmark i perioden '93-'95 udgjorde ca. 4.500 GWh. Dette svarer til godt 12 % af den samlede el-produktion i Danmark i 1995 som lå 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.

  Belysningens
andel af
sektorens
elforbrug
[GWh/ år]
til belysning
Andel af det
samlede
elforbrug til
belysning [%]
(afrundet)
År
Boligsektoren 15 % 1.200 26 1995
Den offentlige sektor, belysning 27 % 1.148 25 1993
Den offentlige sektor, vejbelysning 9 % 383 8 1993
Handels/ kontor-/ privat service 25 % 960 21 1993
Industrien 6 % 570 13 1993
Landbruget 15 % 270 6 1993
Total til belysning   4.531 100  

Tabel B4.1 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 B4.1:

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

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

4.1 Kriterier for valg

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 og udstyr til styring og regulering.
  • Produkterne skulle være typiske dansk fremstillede produkter, der i dag sælges i et stort volumen.

4.2 De valgte produkter

Produkterne, der blev udvalgt, er:

  1. Boligsektoren:
    Pendel ”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:
    ”Lysstyringssystem type 75-006” (producent Servodan A/S)
    indeholder 1 kontrolenhed, 1 taster, 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

Den sidstnævnte produktgruppe er valgt fordi den forventes at rumme et potentiale for forbedringer. Det vurderes at være relevant at afdække størrelsen af dette potentiale. Det undersøgte produkteksempel stammer fra handels-, kontor- og servicesektoren, hvor lysstyring ofte bliver anvendt.

En aktuel dansk undersøgelse viser, at elforbruget til belysning i handels-, kontor og servicesektoren hidrører alt overvejende fra belysning af butiksarealer og butiksvinduer, se [DEFU 2001]. Samme rapport viser at 12V-halogenglødelamper og 3-pulver lysrør samt i mindre grad glødelamper er de oftest anvendte lyskilder i butiksbelysning.

5 Livscyklus-screening af fire produkteksempler

Dette kapitel omhandler livscyklus-screeninger af hver produkteksempel, bestående af:

  • Systemafgræsning,
  • Opgørelse af miljøbelastningen og
  • Samlet overblik baseret på MEKA-princippet (se kapitel 4 af dette bilag)

Beregningerne i forbindelse med studiet er udført ved hjælp af UMIP PC-værktøjet, version 2.11 beta [LCV 99], hvori der ligeledes er opbygget en model af produktet og de vigtigste processer i dets livsforløb.

Fremgangsmåden og de brugte enheder er beskrevet i hhv. kapitel 2 og 3 af dette bilag.

5.1 Boligsektoren: Pendel ”PH 5”

Figur B5.1: Pendelarmatur PH 5

Figur B5.1: Pendelarmatur PH 5

Som produkteksempel for boligsektoren blev der valgt en PH 5 pendelarmatur fra, Louis Poulsen Lighting A/S.

Louis Poulsen producerer en model til alm. glødelamper og en model PH 5 Plus til sparepære. Screeningen baserer sig på den førstnævnte model, der er den mest solgte med ca. 10.000 stk. pr. år.

Produktet vejer ca. 3,5 kg inkl. emballage.

5.1.1 Systemafgrænsning

Analysen går bl.a. ud fra en levetid på 20 år og et forbrug på 25 stk. 100 W glødepærer. (På grund af armaturets høje æstetiske værdi er det dog muligt, at levetiden er langt højere end 20 år.)

Flowsheet-diagrammet i figur B5.2 viser det betragtede livsforløb af produktet.

Der gås ud fra en brugstid på 20.000 timer (5 timer/dag, 200 dage/år, 20 år). Bortskaffelsesscenario er det for husholdningsaffald, dvs. forbrænding - på trods af et EU-direktiv-forslag omkring behandling af elektrisk og elektronisk affald. Der betragtes dermed et ”worst case” scenario.

Den undersøgte Funktionelle Enhed defineres som: ”Behagelig blendfri belysning af et spisebord over en periode af 20 år i Danmark (brug i 5 timer/dag, 200 dage/år).”

Figur B5.2: Flowsheet-diagram af PH5'erens livsforløb

Figur B5.2: Flowsheet-diagram af PH5'erens livsforløb

5.1.2 Opgørelse af miljøbelastning

Miljøbelastningen forbundet med det undersøgte produkt er vist i figur 5.3.

Figur B5.3: Faseopdelt miljøresultat for PH 5'eren

Figur B5.3: Faseopdelt miljøresultat for PH 5'eren

Figuren viser, at omkring 97% af miljøbelastningen stammer fra produktets brugsfase. Bidrag til effektkategorier som ”drivhuseffekt” og ”volumenaffald” etc. stammer fra strømforbruget i brugsfasen. Miljøbelastninger i forbindelse med strømforbruget er således den dominerende faktor i PH5's livscyklus. I forhold til denne faktor er alle andre bidrag, fx. til ”slagge og aske” fra bortskaffelsesfasen, negligeable.

Et overblik over ressourceforbruget gives i figur B5.4.

Figur B5.4: Faseopdelt ressourceprofil for PH 5'eren”

Figur B5.4: Faseopdelt ressourceprofil for PH 5'eren”

Ressourceprofilen viser materialefasen og brugsfasen som dominerende med ca. 60% hhv. 40%. Brugsfasen trækker på primære energikilder såsom råolie, naturgas og stenkul. Zinkforbruget stammer fra zinkfosfateringen af skærme inden vådlakeringen. Aluminiumforbruget i materialefase stammer fra de 1,8 kg primæraluminium der findes i produktet. Kobberforbruget hidrører overvejende fra 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 (se tabel B5.1 på næste side), slår forbrugene hårdt igennem, når de bliver vægtede. Dette skyldes, at de begge er sparsomme ressourcer med en kort forsynings horisont.

Zink og kobber har en relativ høj betydning – på trods af de relativ små mængder der bruges i produktet – fordi de er sparsomme ressourcer. Derfor tildeles dem en høj vægtningsfaktor (se afsnit 2.3.3 vedr. vægtning).

Både miljøprofilen hhv. ressourceprofilen er vist i ”samme målestok” i alle eksempler for at gøre eksemplernes resultater bedre sammenlignelige.

5.1.3 Samlet overblik

På næste side gives et samlet overblik over de data der ligger til grund for ovenstående grafer, (tabel B5.1).

Tabel B5.1: MEKA-skema for et produkteksempel indenfor område 1. BOLIGBELYSNING

Klik her for at se tabel B5.1

5.2 Den offentlige sektor: ”Albertslundlygten, mini”

Figur B5.5: Albertslundlygten, mini

Figur B5.5: Albertslundlygten, mini

Som produkteksempel for belysning i den offentlige sektor blev der valgt en Albertslundlygte, mini fra, Louis Poulsen Lighting A/S. (Der findes også en ”maxi” udgave.)

Louis Poulsen producerer versioner til både alm. glødelamper (max. 150 W), kviksølvlamper (max. 80 W) og højtryksnatriumlamper (max. 70 W). Versionen til kviksølvlamper sælges i størst antal (ca. 3.000 stk./år). Der er derfor valgt en model til 50 W kviksølvlamper. Produktet vejer ca. 9 kg inkl. emballage.

5.2.1 Systemafgrænsning

Analysen går bl.a. ud fra en levetid på 15 år og et forbrug på 5 stk. 50 W kviksølvlamper (fx. type Philips HPL Comfort 50 W). Flowsheet-diagrammet forneden viser det betragtede livsforløb af produktet. (Figur B5.6)

Figur B5.6: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Figur B5.6: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Der antages en brugstid på 60.225 timer (11 timer/døgn, 365 døgn/år, 15 år). Bortskaffelsesscenario er 80% genvinding og 20% forbrænding. Denne antagelse beror på tal i EU-direktiv-forslaget omkring behandling af elektrisk og elektronisk affald (der kræves generelt 60%-80% genvinding, dog ikke umiddelbart for belysningsudstyr). Der betragtes dermed et ”best case” scenario, der indeholder en fase ”Undgået produktion”. Denne fase har ikke været med i den første case (PH 5'eren), idet det dér ikke regnedes med genvinding af materialer.

Den undersøgte Funktionelle Enhed defineres som: ”Vedligeholdelseslav belysning af ca. 50 m² offentligt område over en periode af 15 år i Danmark (11 timer/døgn, 365 døgn/år).”

5.2.2 Opgørelse af miljøbelastning

Miljøbelastningen forbundet med det undersøgte produkt er vist i figur B5.7.

Klik her for at se figur B5.7

Figur B5.7: Faseopdelt miljøresultat for Albertslundlygten”

Figuren viser, at omkring 96% af miljøbelastningen stammer fra produktets brugsfase. Bidrag til effektkategorier som ”drivhuseffekt” og ”volumenaffald” etc. stammer fra strømforbruget i brugsfasen. Miljøbelastninger i forbindelse med strømforbruget er således den dominerende faktor også i Albertslundlygten's livscyklus. Dette overrasker ikke. I forhold til denne faktor er alle andre bidrag, fx. til ”slagge og aske” fra bortskaffelsesfasen, negligeable.

Et overblik over ressourceforbruget gives i figur B5.8.

Klik her for at se figur B5.8

Figur B5.8: Faseopdelt ressourceprofil for Albertslundlygten”

Ressourceprofilen viser materialefasen og brugsfasen som dominerende forbrugskilder med ca. 60% hhv. 40%. Brugsfasen trækker på primære energikilder såsom råolie, naturgas og stenkul. Nikkelforbruget stammer hovedsageligt fra ca. 1,5 kg rustfrit stål. De negative udslag stammer fra genvindingsfasen ”Undgået produktion” hvor der er antaget en genvindingsgrad på 80 vægt-%.

5.2.3 Samlet overblik

På næste side gives et samlet overblik over de data der ligger til grund for ovenstående grafer, (tabel B5.2).

Tabel B5.2: MEKA-skema for et produkteksempel indenfor 2. OFFENTLIG BELYSNING (PARKBELYSNING)

Klik her for at se tabel B5.2

5.3 Handels-, kontor- og servicesektoren: ”Zenith 190 downlight”

Som produkteksempel for belysning indenfor handels-, kontor- og service sektoren blev valgt en ”Zenith downlight 190” fra Thorn-Jakobsson A/S med 2 x 13 W dæmpbar kompaktlysstofrør. (Datagrundlaget og antagelser i dette eksempel baserer sig i høj grad på en livscyklusvurdering af ”low”-udgaven af dette armatur, se [IPU 00]). Produktet vejer ca. 0,8 kg ekskl. emballage.

5.3.1 Systemafgrænsning

Dette produkt udfylder en funktion som baggrundsbelysning i kontorlokaler og gangarealer. Til opfyldelse af denne funktion er der undersøgt en såkaldt downlight, som indbygges i loftet. Den valgte downlight er af typen Zenith 190. Zenith 190 anvender 2 kompakte lysstofrør på 9, 13, eller 18 W. Eksemplet er beregnet på basis af 2 x 13 W kompaktlysstofrør.

Figur B5.9: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Figur B5.9: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Der antages en brugstid på 50.000 timer som svarer til forkoblingens levetid (12 timer/døgn, 365 døgn/år, 11,4 år). Bortskaffelsesscenario er 90% genvinding og 10% forbrænding. Denne antagelse stammer fra en udførlig LCA dokumenteret i [IPU 00] og beror bl.a. på tal i EU-direktivforslaget omkring elektrisk og elektronisk affaldsbehandling (der kræves generelt 60%-80% genvinding, dog ikke umiddelbart for belysningsudstyr). Der betragtes dermed et ”best case” scenario.

Den undersøgte Funktionelle Enhed defineres som: ”Belysning i et areal som er 3 m lang og 2,5 m bred, med 100 lux ved gulvplan i 50.000 timer (11,4 år hhv. 12 h/døgn, 365 døgn/år) i Danmark.”

5.3.2 Opgørelse af miljøbelastning

Miljøbelastningen forbundet med det undersøgte produkt er vist i figur B5.10.

Klik her for at se figur B5.10

Figur B5.10: Faseopdelt miljøresultat for Zenith'en”

Figuren viser, at omkring 99% af miljøbelastningen stammer fra produktets brugsfase. Bidrag til effektkategorier som ”drivhuseffekt” og ”volumenaffald” etc. stammer fra strømforbruget i brugsfasen. Miljøbelastninger i forbindelse med strømforbruget er således den absolut dominerende faktor i Zenith'ens livscyklus. I forhold til denne faktor er alle andre bidrag negligeable.

Et overblik over ressourceforbruget gives i figur B5.11.

Klik her for at se figur B5.11

Figur B5.11: Faseopdelt ressourceprofil for Zenith'en”

Ressourceprofilen viser brugsfasen og dernæst materialefasen som afgørende. Brugsfasen trækker på primære energikilder såsom råolie, naturgas og stenkul. I materialefasen ses også de vægtede ressourcer til fremstillingen af elektroniske dele. De materialer, som tydeligt fremgår er kobber, tin, guld (og til dels nikkel, zink og antimon). Forbruget af materialer modregnes til dels ved ”undgået produktion” af nye materialer når den elektroniske forkobling genvindes, dette gælder dog ikke tin. Genvindingsprocenter er estimeret af IPU, se [IPU 00].

5.3.3 Samlet overblik

På næste side gives et samlet overblik over de data der ligger til grund for ovenstående grafer, (tabel B5.3).

Tabel B5.3: MEKA-skema for et produkteksempel indenfor 3. Handels-, kontor- og servicesektoren

Klik her for at se tabel B5.3

5.4 Udstyr til styring og regulering: eksempel fra
handels-, kontor- og servicesektoren

Udstyr til styring og regulering er behandlet i dette forprojekt idet det skønnes, at området rummer et betragtelig besparelsespotentiale i forbindelse med belysningsanlæg, især i handels-, kontor- og servicesektoren. Udgangspunkt for betragtningen er, at kunstig lys kun behøver at være tændt lige præcis på de steder, i den styrke og i de tidsperioder, hvor der er behov for kunstig belysning. Ved kunstig belysning forstås al belysning udover den naturlige belysning som er tilstede i form af dagslys. Udstyr til styring og regulering kan dermed forstås som et hjælpemiddel til at optimere både lyskildernes elforbrug og levetid.

Det har vist sig utrolig svært at definere et ”typisk” anlæg til lysstyring, idet der er mange faktorer, der karakteriserer et sådant system. Styrings-/aktiveringsprincippet (manuelt, tids-, lys-, bevægelsesafhængig), antal og art af komponenterne er nogle eksempler. Det valgte anlæg blev derfor defineret i samarbejde med eksperter fra Servodan A/S [Servodan 00a]. Anlægget er en komplet pakke af typen 75-006 med fire komponenter. Anlægget sammenfatter zone-, dagslys- og bevægelsesstyring af fx. 12 armaturer. Der sælges over 1.000 stk/år i hele Vesteuropa. Det samlede vægt er ca. 3,2 kg inkl. ledninger.

Produktets komponenter og funktion:

Det betragtede produkt er et sæt bestående af fire komponenter:

  • 1 kontrol-enhed
  • 1 kontakt
  • 1 bevægelsessensor
  • 1 lyssensor

inkl. 25 meter ledninger, dvs. kun de ledninger der er nødvendige for anlægget udover ledningerne til armaturerne.

Produktet repræsenterer et standard (minimum)sæt til brug i kontor- og service sektoren [Servodan 00a, 00b]. Det skal dog bemærkes, at anlæg til styring og regulering meget ofte er tilpasset den specifikke behovssituation. Det betyder, at antal og type af komponenter kan variere meget og at definitionen af et typisk anlæg er meget vanskeligt.

5.4.1 Systemafgrænsning

Analysen går bl.a. ud fra en levetid på 10 år og indeholder 25 m ledninger. Flowsheet-diagrammet på næste side viser det betragtede livsforløb af produktet. (Figur B5.12)

Der antages en brugstid på 87.600 timer (24 timer/døgn, 365 døgn/år, 10 år). Bortskaffelsesscenario er 80% genvinding og 20% forbrænding. Denne antagelse beror på tal i EU-direktiv-forslaget omkring behandling af elektrisk og elektronisk affald (der kræves generelt 60%-80% genvinding, dog ikke umiddelbart for belysningsudstyr). Der betragtes dermed igen et ”best case” scenario.

Figur B5.12: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Figur B5.12: Flowsheet-diagram af livsforløbet

Den undersøgte Funktionelle Enhed defineres som: ”Automatisk at styre og regulere lyset på et kontor på en måde, der sikrer en konstant optimal belysning af ca. 100 m² kontorareal i Danmark - uafhængig af dagslyset - i en periode af ti år.”

5.4.2 Opgørelse af miljøbelastning

Miljøbelastningen forbundet med det undersøgte produkt er vist i figur B5.13.

Klik her for at se figur B5.13

Figur B5.13: Faseopdelt miljøresultat for styringsanlægget”

Figuren viser, at omkring 82% af miljøbelastningen stammer fra produktets brugsfase. Bidrag til effektkategorier som ”drivhuseffekt” og ”volumenaffald” etc. stammer fra strømforbruget i brugsfasen, styringsanlægget forbruger nemlig konstant strøm. Miljøbelastninger i forbindelse med strømforbruget er således - måske lidt overraskende - den dominerende faktor også i dette tilfælde. Det næststørste bidrag til miljøeffekter stammer fra materialefasen, nemlig ca. 10%. Bidraget til f.eks. ”økotoksicitet” stammer fra den ringe mængde elektronik i anlægget. Denne belastning skal holdes op imod besparelsen, se afsnit 5.5.

Et overblik over ressourceforbruget gives i figur B5.14.

Klik her for at se figur B5.14

Figur B5.14: Faseopdelt ressourceprofil for styringsanlægget”

Ressourceprofilen viser materialefasen som klart dominerende forbrugskilde med ca. 80% af det samlede antal milli-personreserver. Bidraget fra brugsfasen, der bl.a. trækker på primære energikilder såsom råolie, naturgas og stenkul, er af mindre betydning.

5.4.3 Samlet overblik

På næste side gives et samlet overblik over de data der ligger til grund for ovenstående grafer, (tabel B5.4).

Tabel B5.4: MEKA-skema for et produkteksempel indenfor 4. UDSTYR TIL STYRING OG REGULERING

Klik her for at se tabel B5.4

5.5 Besparelsespotentiale ved lysstyring

Styrings- og reguleringsudstyr blev udvalgt til nærmere undersøgelse på grund af dens forventede potentiale for at kunne reducere energiforbruget i brugsfasen.

Besparelsespotentialet ved anvendelse af lysstyring og –regulering er afhængigt af en række faktorer, især

  • Brugernes adfærdsmønster (”tænd-sluk” vaner) og
  • Princippet bag styringsanlægget.

Derudover gælder:

  • Anlæggets energibesparelse skal ses i forhold til 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.

Besparelsespotentialet kan vises vha. følgende regneeksempel:

Et kontorområde bruges i 9 timer i døgnet. Hvis der kan opnås en reduktion i ”belysningstiden” i et kontorområde på 1-2 timer, vil der kunne opnås en besparelse på mellem 8-19%, når der tages højde for styringssystemets egetforbrug. I eksemplet i afsnit 5.4 ligger egetforbruget på 4,1 W som bruges konstant i hele døgnet. Anlægget styrer lyskilder med en effektforbrug på op til 2300 W [Servodan 00b].

For belysningsanlæg, der vil være i drift i længere perioder, dvs. mere end 9 timer i døgnet, vil der være mulighed for at opnå endnu større besparelser. Det skal også bemærkes at andre typer lysregulering kan have et væsentligt mindre egetforbrug – helt ned til 1W.

Såfremt kontorarealet er forsynet med et ventilationsanlæg vil lysstyring også føre til et ringere energiforbrug for temperaturreguleret ventilation idet der ikke udvikles varme fra lyskilderne, når de ikke er tændt.

Generelt vurderes det dermed, at udstyr til styring og regulering rummer et relevant besparelsespotentiale i handels-, kontor-/servicesektoren. Der er ligeledes et potentiale indenfor udendørsbelysning (f.eks. vejbelysning) og boligsektoren. En vigtig forudsætning for anvendelse af lysstyring – generelt og især i boligsektoren - er dog brugernes accept.

6 Indsatsområder indenfor belysningsbranchen

Livscyklus-screeningernes resultater peger på, at miljøforholdene i belysningsbranchen er karakteriseret ved tre faktorer:

  1. Miljøpåvirkninger forbundet med energiforbrug i brugsfasen
    Denne faktor er den dominerende i alle fire screeninger.
     
  2. Miljøpåvirkninger i form af miljøfarlige stoffer
    Miljøfarlige stoffer, såsom kviksølv i lyskilderne, udgør det næststørste problemområde i alle fire eksempler.
     
  3. Reduktion af forbrug af sparsomme ressourcer (f.eks. kobber og zink, der anvendes i armaturer og kobber, tin, sølv, guld og palladium, der anvendes i den tilhørende elektronik)

Især de første to anses dermed som relevante fokusområder for en efterfølgende brancheindsats ud fra miljøsynspunktet.

Livscyklus-screeningernes resultater peger dermed på følgende 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
  • Besparelsespotentialet af udstyr til styring og regulering vurderes som højt og en brancheindsats på området dermed som væsentlig.

 



Version 1.0 April 2006, © Miljøstyrelsen.