| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Forprojekt til brancheindsats for jern- og metalstøberier

Bilag A

1 Miljøaspekter for støbte produkter

Der er udført miljøvurderinger med udgangspunkt i MEKA-skemaet for 7 udvalgte produkter.

1.1 Livscyklustankegangen

Livscyklustankegangen betyder, at et produkt følges i hele dets livscyklus, dvs. fra vugge til grav. For produkterne i dette projekt betyder det, at man starter ved udvinding af metallet og ender med omsmeltning til genvinding.

En miljøvurdering, som bygger på livscyklustankegangen, kan udføres på flere forskellige niveauer. Til nogle anvendelser er det nødvendigt at medtage de specifikke emissioner for det pågældende produkt, mens det i andre anvendelser er tilstrækkeligt at anvende generelle data, dvs. data som ikke er opgjort for det specifikke produkt, men som kan findes i databaser eller i litteraturen.

I denne sammenhæng er det ikke formålet at lave en specifik opgørelse af de enkelte produkter, men derimod at anvende miljøvurderingerne til at skabe et overblik over branchens miljøbelastninger. Det er derfor ikke nødvendigt, og heller ikke overkommeligt inden for tidsrammen, at lave detaljerede miljøvurderinger.

1.1.1 MEKA-princippet

Livscyklus-screeningerne i dette projekt tager udgangspunkt i MEKA-princippet, som er udviklet i forbindelse med UMIP-projektet (1). Her blev det brugt til at skabe overblik ved at systematisere og forenkle miljøvurderingens resultater. MEKA-princippet er senere videreudviklet til brug for landets TIC-centre (2). Kort fortalt består metoden 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 og generering af affald).
• Energi, repræsenterer flere væsentlige forureningsbidrag (bidrag til drivhuseffekten, ”smog”, forsuring samt næringssaltsbelastning 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 medtager væsentlig forhold der ikke indgår i ovenstående (f.eks. støj og ikke-kemikalierelateret arbejdsmiljø).

Fordelen ved denne inddeling er, at den stort set er dækkende for 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.

Ved praktisk anvendelse af MEKA-princippet benyttes det såkaldte MEKA-skema (se skema 1). MEKA-skemaet udfyldes som en bruttoliste over produktets ressourceforbrug og miljøpåvirkning med livscyklusfaserne som kolonner og de 4 kilder til miljøpåvirkninger (materialer, energi, kemikalier og andet) som rækker. I MEKA-skemaet angives kun hvilke stoffer og processer, der er tale om, mens mængdeangivelserne angives i et overskueligt skema i tilknytning til MEKA-skemaet.

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

I MEKA-skemaet er alle råvarer, hvor der er lagt vægt på ressourceforbruget medtaget under rækken materialer, mens alle råvarer, der er forsynet med CAS nr., er medtaget under kemikalier. Det vil ofte kunne diskuteres, om et konkret stof hører under den ene eller den anden række, men det vigtigste er, at man foretager et konsekvent valg med hensyn til hvor man placerer stoffet.

Hjælpestoffer er stoffer, der anvendes i fremstillingsprocessen, men som ikke indgår i det færdige produkt. Tilsætningsstoffer er derimod stoffer, som indgår i produktet. Både hjælpestoffer og tilsætningsstoffer er medtaget i MEKA-skemaet efter ovennævnte principper.

Under rækken energi er medtaget alle bidrag til energiforbrug i produktets livscyklus, uanset det drejer sig om energiindhold i råvarer, kemiske stoffer eller anvendte energiråstoffer til fremstillingsprocessen.

Livscyklus-screeningen adskiller sig fra den almindelige livscyklusvurdering (LCA) ved at dataindsamlingen er begrænset, fordi der primært ses på indgående strømme (materialer, energi og hjælpestoffer).

Efter analyse af de i MEKA-skemaet medtagne elementer fremhæves med fede typer de elementer, der har særlig betydning for den miljømæssige vurdering af produktet.

For dataindsamling er der i tidligere anvendelser af MEKA-princippet (2) defineret nogle minimumskrav til udfyldelse af MEKA-skemaet, men der er mulighed for at indføje yderligere data. Minimumskravet er oplysninger om materialeforbruget fra en stykliste eller tilsvarende.

Ved screeningen er forbruget af materialer, energi og kemiske stoffer til fremstilling af maskiner og formværktøj ikke medtaget, men energi til driften er medregnet. Maskiner til støbte produkter har typisk en holdbarhed på en længere årrække eller kan producere et stort antal produkter. Den lange holdbarhed indikerer, at fremstilling af maskinerne er af relativ lille betydning, når man indregner det store antal produkter, der er produceret, og som stadig vil kunne produceres med maskinparken.

Tilsvarende gælder produktionsbygningerne, som heller ikke er medregnet i opgørelsen udover elforbruget til belysning og ventilation samt energiforbrug til opvarmning og intern transport.

1.1.1.1 Materialeforbrug

Under materialer er der anvendt offentliggjorte data om ressourceforbrug og miljøbelastning ved fremstilling. På det punkt adskiller screeningen sig fra en egentlig livscyklusopgørelse af ressourceforbruget, der bruger mere avancerede opgørelsesprincipper, og som omregner til både ressourcetræk og miljøpåvirkninger.

1.1.1.2 Energiopgørelse

Energi angives som primær energi (MJ), det vil sige brændværdien af de energiressourcer, der medgår til levere en given mængde energi hos forbrugeren. Herved tages der hensyn til effektivitet i f.eks. kraftværker og andre energiforsyningssystemer (3).

Data for fjerntransport med lastbil er typisk mindre end 1 MJ pr ton pr km, men 3 gange højere ved nærtransport. I de undersøgte produkter anvendes 1 MJ som et skønnet gennemsnit, da der overvejende er tale om fjerntransport af råvarer og færdigprodukter til hele Europa.

1.1.1.3 Kemikalier

Det er svært at forenkle en miljøvurdering af kemikalier. Ved livscyklussceeningerne er der taget udgangspunkt i oplysningerne i produktdatablade for de anvendte produkter. Heri oplyses det, om der indgår kemiske stoffer, som optræder på Miljøstyrelsens liste over farlige stoffer, listen over uønskede stoffer eller effektlisten (4,5,6). Desuden skal det fremgå af produktdatabladene, hvis stofferne optræder på Arbejdstilsynets grænseværdiliste.

1.1.1.4 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. Rækken kan også bruges til at udtrykke en risiko, f.eks. risiko for eksplosion eller skoldning.

1.2 Produktfamilier

Et andet princip, som er anvendt i forbindelse med projektet, er produktfamilie-konceptet. Dette koncept bygger på, at produkter kan inddeles i familier, og miljøvurderinger udført på et medlem af familien kan generaliseres til at omfatte hele familien.

1.3 Udvælgelse af produkter

Udvælgelsen af produkter er baseret på produktfamiliekonceptet. De familier, som støberibranchens produkter omfatter, er primært karakteriseret ved:

• Materiale
• proces

De valgte materialer og processer er:

De valgte produkter dækker størsteparten af branchens produkter. Herudover støbes zink og der anvendes kokillestøbning. Indenfor sandstøbning skelnes mellem kemisk bundet sand og bentonitbundet sand. Kemisk bundet sand er repræsenteret af produkterne i rødgods og aluminiumbronze, mens gråt støbejern og SG-jern anvender både kemisk bundet sand og bentonitbundet sand.

1.4 Funktionel enhed

Den funktionelle enhed for de enkelte produkter svarer til hvert enkelt emne.

I livscyklusscreeningerne er der udelukkende set på de konkrete produkter, dvs. ikke den sammenhæng de indgår i. For trinbrættet til lastbilen er der f.eks. ikke taget hensyn til, om trinbrættet pga. sin vægt bidrager til at øge eller reducere brændstofforbruget af lastbilen. Dette er kun relevant at vurdere ved en egentlig sammenligning.

Der er heller ikke foretaget en ”normalisering” mht. vægt, så alle produkter er vurderet pr. kg. Dette vurderes ikke at være relevant i denne sammenhæng, da vi taler om relative belastninger.

1.5 Datagrundlag

Datagrundlaget for livscyklusscreeningerne er virksomhedernes egne oplysninger, virksomhedernes grønne regnskaber samt sikkerheds- og datablade for anvendte hjælpestoffer og kemikalier.

1.6 Resultater

Resultaterne præsenteres som MEKA-skemaer med tilhørende energiprofiler. Der opgives ikke eksakte energiforbrug og specifikke mængder i skemaerne, men værdierne blev oplyst af virksomhederne, og de er indgået i den samlede vurdering af miljøbelastningerne i branchen.

1.6.1 SG-jern, håndformet, sandstøbning

Cylinderdæksel SG-jern 395 kg, smeltevægt 540 kg

Energiprofil for sandstøbt, håndformet SG-jern

1.6.1.1 Materialer

Fremstilling af SG-jern er karakteriseret ved forbrug af råjern (ca. 50%) samt tilsætning af magnesium i form af FeSiMg.

Der udstøbes ca. 37% mere støbejern, end det færdige emne vejer. Desuden fjernes ca. 24% af emnet ved spåntagende bearbejdning.

Der anvendes kemisk bundet sand. Hovedparten af sandet recirkuleres, men en del nyt sand tilføres hver gang, hvilket betyder, at tilsvarende mængder nedbrudt formsand ender som affald.

1.6.1.2 Energi

Energiforbruget er den af de dominerende kilder til miljøbelastning. Hertil kommer, at det, der fjernes ved hhv. indløb og som spåner naturligvis genanvendes, men med større energiforbrug som konsekvens.

Set over livsforløbet er energiforbruget til fremstilling af materialer større end energiforbruget på støberiet (produktionsfasen). Brugsfasen, hvor bearbejdning foretages, er ikke uvæsentlig. For transport var der ingen oplysninger.

1.6.1.3 Kemikalier

Der anvendes bindere med indhold af bl.a. furan. Der er emission af isopropylalkohol og ammoniak. Kun ammoniak og isopropyl er optaget på listen over farlige stoffer (sidstnævnte pga. brandfare).

Ved bearbejdning afdampes fosfiner bla. pga. fosfor i støbegodset.

Der anvendes bindere, som indeholder samt sandsynligvis udsender problematiske stoffer.

1.6.1.4 Andet

Emission af støv er nævnt. Det er ikke muligt at afgøre, om støvet har en væsentlig helbredsmæssig effekt.

1.6.2 SG-jern, maskinformet, sandstøbning

Støbt vægt: 11 kg
Smeltevægt 13,94 kg

Energiprofil for SG-jern, maskinformet

1.6.2.1 Materialer

Materialeforbruget er tilsvarende for håndformet SG-jern, dvs. en stor mængde råjern samt skrot. Der anvendes bentonit samt en vis mængde nysand i processen. Fjernelsen af materiale ved spåntagning er lille

Affaldet udgøres af støv fra filtre samt nedbrudt formsand.

1.6.2.2 Energi

Energiforbruget til fremstilling af materialer er det største. Der smeltes ca. 30% mere end vægten af det støbte gods. Bidraget til transport er negligibelt.

1.6.2.3 Kemikalier

Der anvendes slipmidler samt coldbox binder og Koag. Der er ingen oplysninger om emissioner, men der vil komme emissioner fra bindersystemet.

1.6.2.4 Andet

Under andet er nævnt smelterøg, som indeholder bl.a. magnesium.

1.6.3 Gråt støbejern, maskinformet, sandstøbning

Støbt vægt: 11 kg
Smeltevægt 13,94 kg

Energiprofil for gråt støbejern, maskinformet

1.6.3.1 Materialer

Gråt støbejern fremstilles af 100% skrot. Herudover anvendes sand og ler/bentonit.

Affaldet udgøres af nedbrudt sand.

1.6.3.2 Energi

Energiprofilen er domineret af materialer efterfulgt af produktion og brug(spåntagning).

1.6.3.3 Kemikalier

Der anvendes samme bindere for de to maskinformede produkter.

1.6.3.4 Andet

Intet er nævnt.

1.6.4 Rødgods og aluminiumbronze, sandstøbning

Der var udvalgt to produkter til denne kategori, nemlig et pumpehjul fremstillet af hhv. alubronze (Cu, Al, Fe, Ni, Mn) og rødgods (Cu, Sn, Zn, Pb). Vægt hhv. 18 kg og 20 kg.

Energiprofil for rødgods og aluminiumbronze, sandstøbning

1.6.4.1 Materialer

Godset fremstilles af blokmetal, dvs. sekundær råvare, som er raffineret. Hovedbestanddelen af begge legeringer er kobber med diverse legeringselementer. Den traditionelle legering er rødgods, alubronze er det blyfrie alternativ. Rødgods er tungere, så samme volumen af emnet kræver mere materiale.

Ved genvinding af alubronze kan der forventes lavere genvinding af nikkel end de øvrige, jern og aluminium, da de ikke genvindes ved de processer, der traditionelt anvendes til kobberholdige materialer. Disse ressourcer vil kun blive genvundet, hvis skrothandleren genkender materialet som alubronze og sender det til et sted, som producerer alubronze.

Det anvendte sand til formene regenereres efter brug, men ca. 20% går til deponi.

1.6.4.2 Energi

Det er energiforbruget til materialefremstilling, der dominerer. Der er ingen oplysninger om bearbejdning.

Energiforbruget til alubronze er højere end for rødgods pga. den nødvendige højere smeltevægt ved alubronze (andet indløbssystem).

For bortskaffelsen forventes det ikke, at alubronze i samme grad som rødgods kan få godskrevet alle legeringselementerne. Det gælder især for nikkel, som ikke vil blive frasepareret ved almindelig kobberraffinering. Disse forudsætninger vil afhænge af, om det er muligt at bestemme produktets sammensætning ved bortskaffelsen samt om produktet i givet fald sendes til et sted, der kan udnytte nikkelindholdet.

1.6.4.3 Kemikalier

Der anvendes furanbinder samt kernebinder, som medfører emission af organiske forbindelser. Smeltningen giver emission af metaller til såvel luft som vand. Specielt for rødgods er der emission af bly.

1.6.4.4 Andet

Intet er nævnt.

1.6.5 Aluminium, trykstøbning

Energiprofil for trykstøbt aluminium

1.6.6

1.6.6.1 Materialer

Råvaren er sekundær aluminium (blokmetal). Affaldet består af metaloxider.

1.6.6.2 Energi

Energiforbruget domineres af forbruget til fremstilling af materialer. Heraf godskrives størsteparten ved bortskaffelsen. Dette skyldes, at energiforbruget til smeltning af aluminium er minimalt i forhold til, hvad det koster at fremstille primær aluminium.

1.6.6.3 Kemikalier

Til selve støbningen anvendes slipmidler samt stempelsmøremiddel. Til den efterfølgende affedtning og kromatering anvendes bl.a. trichlorethylen, chromtrioxid, hydrogenfluorid og ferrocyanid. Trichlorethylen er på vej til at blive substitueret af andre stoffer.

Overfladebehandlingen foregår i lukkede systemer og giver ikke anledning til væsentlige emissioner.

De væsentligste emissioner forventes at komme fra slipmidler eller smøremidler.

1.6.6.4 Andet

Der er opgivet røg fra returmetal med oliefilm.

1.6.7 Trykstøbning-Magnesium

Smeltevægt: 0,178 kg
Støbt vægt: 0,089 kg

Energiprofil for trykstøbt magnesium

1.6.8

1.6.8.1 Materialer

Der anvendes primær magnesium (legering med zink og aluminium). Affaldet består af magnesiumoxid, som deponeres. Der fjernes kun få gram ved spåntagning. I modsætning til de andre produkter, er skrotbehandlerne ikke gode til at genbruge magnesium. I scenariet antages ingen genbrug, men det er muligt, at noget opfanges f.eks. i shreddere ved efterfølgende separation.

1.6.8.2 Energi

Energiforbruget til materialefremstilling og produktion er stort set ens. Der er ikke oplysninger om andre energiforbrug.

1.6.8.3 Kemikalier

Der anvendes SF₆ ved udstøbning samt CO₂. Desuden anvendes de samme slipmidler samt overfladebehandling som for aluminium. SF₆ har et stort potentiale for drivhuseffekt, men virksomheden vil kun anvende stoffet i kort tid, da der er fundet et alternativ.

1.6.8.4 Andet

Intet er nævnt.

1.7 Konklusion

Tabellen giver en oversigt over de miljøproblemer, der er fundet for de enkelte materialer og processer.

Tabellen er opdelt på områderne Materialer, Energi, Kemikalier og Andet, som er den systematik, der er anvendt i forbindelse med MEKA-skemaerne for de enkelte produkter.

Referencer

1) Wenzel H., Hauschild, M.; og Rasmussen, E. (1996): Miljøvurdering af produkter. Miljø- og Energiministeriet, Miljøstyrelsen, Dansk Industri.

2) Wenzel, H.; Caspersen, N.; Schmidt, A.: Livscykluscheck, en vejledning til TIC-konsulenter, dk-TEKNIK & Instituttet for Produktudvikling, 1999.

3) Energi E2, 2000. LCA-tal fra EL-projektet, 2000. Udgives efteråret 2000.

4) Orientering nr. 6, Miljøstyrelsen 2000. Effektlisten 2000. Publiceret på www.mst.dk.

5) Orientering nr. 9, Miljøstyrelsen 2000. Listen over uønskede stoffer. Publiceret på www.mst.dk.

6) Listen over farlige stoffer. Bekendtgørelse nr. 829 af 6. november 1997 af listen over farlige stoffer. Miljøstyrelsen, 1997.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Maj 2006, © Miljøstyrelsen.