Afløbskomponenter af PVC, PP, HDPE og beton

4. Metode

4.1 Princip for miljøvurdering
4.2 Omfang
4.2.1 Funktionel enhed
4.3 Systemafgrænsning
4.3.1 Råvareudvinding og -fremstilling
4.3.2 Fremstilling af afløbskomponenter
4.3.3 Lægningsfasen
4.3.4 Driftsfasen
4.3.5 Bortskaffelsesfasen
4.3.6 Transport
4.3.7 Arbejdsmiljøforhold for alle trin i afløbskomponenters livscyklus
4.3.8 Sekundære aktiviteter
4.4 Valg af miljøparametre
4.5 Allokering
4.6 Opgørelsen
4.7 Miljøvurdering
4.7.1 Metodegrundlag
4.7.2 Ressourcer
4.7.3 Miljøeffekter
4.7.4 Arbejdsmiljøeffekter

4.1 Princip for miljøvurdering

Miljøvurderingen gennemføres som en livscyklusvurdering, hvor afløbskomponenternes livsforløb opgøres fra vugge-til-grav.

Metoden følger principperne i:

Miljøvurderingen består af:

Der er ikke foretaget normalisering, dvs. vurdering af størrelsen af ressourceforbrugene og effektpotentialerne ud fra sammenligning med en baggrundsbelastning samt vægtning af ressourceforbrug og effektpotentialer ud fra forsyningshorisont og politisk fastsatte reduktionsmål. Begrundelsen for at en normalisering og en vægtning ikke foretages er, at det i det pågældende projekt skønnes, at for mange informationer vil gå tabt i normaliseringstrinet på grund af det forholdsvis begrænsede datagrundlag i visse faser.

4.2 Omfang

4.1.2 Funktionel enhed

Når forskellige afløbskomponenter sammenstilles, er det afgørende, at de opfylder de samme funktioner. Den funktionelle enhed skal indeholde både en kvalitativ beskrivelse af ydelsen og en kvantificering, og i kvantificeringen skal varigheden af ydelsen fastlægges, herunder levetiden for produktet. I dette projekt er den funktionelle enhed valgt til:

Rør
1 meter rør med tilnærmelsesvis samme vandføringsevne. Levetiden for rør er sat til 100 år for både plast og beton.

Brønd
Brønd med tilnærmelsesvis samme rense- og inspektionsmulighed i ethvert forhold. Levetiden er sat til 100 år.

De gennemførte beregninger for alle systemer er sat i forhold til den/(de) definerede funktionelle enhed(er). Det er forudsat, at rørene er lagt forskriftsmæssigt og ved samme lægningsdybde.

4.3 Systemafgrænsning

Af figur 4 ses de forskellige trin i afløbskomponenternes livscyklus, som er medtaget i opgørelsen. Systemafgrænsningen vil blive gennemgået trin for trin, således at det er klart for læseren, hvad der er medtaget, og hvad der er udeladt for hvert trin i opgørelsen og miljøvurderingen.

Figur D
Diagram over de enkelte deltrin i afløbskomponenters livscyklus.

4.3.1 Råvareudvinding og -fremstilling

Livsforløbet for afløbskomponenter starter ved udvinding og forarbejdning/fremstilling af råvarer. Alle råvarer er forsøgt ført "tilbage til jord", dvs. tilbage til naturlige råvarer såsom olie, naturgas, stensalt, sten, kridt etc.

Systemet omfatter forbrug af råvarer, energi (elektrisk eller termisk), hjælpestoffer samt emissioner til luft og vand samt affald. Hjælpestoffer defineres som stoffer, der anvendes ved produktionen, men som ikke indgår i det færdige produkt. Enkelte industrifremstillede råvarer f.eks. stabilisator, antioxidanter og pigmenter til plastfremstilling betragtes i projektet som hjælpestoffer, hvis indholdet er mindre end 5 vægt% af det totale volumen. For hjælpestoffer er kun foretaget en opgørelse af mængde og sammensætning samt en vurdering heraf. Begrundelsen herfor er primært manglende datatilgængelighed.

Energiforbruget opgøres som primære energimængder og omfatter ikke precombustion, dvs. energiforbrug og emissioner i forbindelse med udvinding og forarbejdning af brændsler (olie, kul, naturgas etc.). Omregning til primære energimængder foregår som beskrevet i kapitel 4.4, valg af miljøparametre.

Energiscenariet er forskelligt for plast og beton i råvarefasen, hvor plasttallene beror på et gennemsnitligt europæisk el-scenario og betontallene på et gennemsnitligt dansk scenario.

4.3 2 Fremstilling af afløbskomponenter

Fremstilling af afløbskomponenter omfatter energiforbrug og emissioner ved produktionen.

Energiforbruget opgøres som primær energi og omregnes til brændselstyper. Opgørelsen omfatter ikke precombustion.

4.3.3 Lægningsfasen

Lægningsfasen omfatter energiforbrug og emissioner for: udgravning af rør- og brøndgrav, etablering af udjævningslag, nedfiring af rør og brønde, samling, etablering af støttelag, omkringfyldning og komprimering. Brændsler og brændstofforbrug er opgjort som primære energimængder. Precombustion er ikke inkluderet.

4.3.4 Driftsfasen

Dokumentation for denne fase mangler og behandles/beskrives derfor kvalitativt. Det bør bemærkes, at driftsfasen kan give store bidrag til de samlede miljøpåvirkninger for et afløbssystem i hele dets livscyklus.

4.3.5 Bortskaffelsesfasen

Scenario 1
Afløbsledninger som sløjfes og bliver liggende i jorden.

Rør, der bliver liggende i jorden, fyldes ofte med beton; dette medtages ikke i dette projekt. Der vil således ikke være noget forbrug eller nogen miljøbelastninger for denne fase.

Scenario 2
Omfatter energi- og vandforbrug ved rensning og forarbejdning før genbrug til samme eller andre formål.

Det er forudsat, at opgravning af afløbskomponenter kun sker, hvor nye rørsystemer skal lægges i samme "trace", og scenario 2 tilskrives derfor ikke bidraget for opgravning.

Der er set bort fra, at en betydelig del af de udtjente rør renoveres ved forskellige "no-dig-metoder", som f.eks. plaststrømpeforing og crackning.

4.3.6 Transport

Transport omfatter brændstofforbrug og emissioner fra transport pr. skib (coaster) eller pr. lastbil (>16 tons, landevej). Brændstofforbruget er opgjort som primære energimængder. Precombustion er ikke inkluderet.

4.3.7 Transport af gummiringe er ikke medtaget.

Arbejdsmiljøforhold for alle trin i afløbskomponenters livscyklus [4,12,13,14]

Arbejdsmiljøet for de enkelte faser i afløbskomponenternes livsforløb er beskrevet kvalitativt. Beskrivelsen bygger hovedsageligt på de branchebilleder, som udgives af Arbejdstilsynet [12], [13] og [14] og informationer fra repræsentanter fra plast- og betonindustrien. Branchebillederne lægger vægt på at beskrive, hvor udbredt problemet er, hvor alvorligt problemet er, og om problemet er særlig karakteristisk for branchen. Primært giver branchebillederne oplysninger om relativt brede udsnit af brancherne.

Virksomhedsområder, som er inkluderet i branchebillederne [13, 14], som dækker afløbskomponenter af beton, er følgende:

Virksomhedsområder, som er inkluderet i branchebillede [12], som dækker afløbskomponenter af plast er følgende:

Det betyder, at de her givne oplysninger er generelle og kun kan anvendes som en indikation af, hvilke arbejdsmiljøbelastninger, der kan optræde i visse faser af komponenternes livsforløb. De hernævnte arbejdsmiljøinformationer behandles derfor udelukkende kvalitativt i den samlede vurdering, men det forsøges dog at forholde sig til om de givne arbejdsmiljøproblemer er aktuelle eller ej. "Branchebilleder 1995" (kildemateriale er fra perioden 1989-1993) omfatter udelukkende danske brancher. Det vil sige, at der kun gives oplysninger om registrerede arbejdsmiljøproblemer i Danmark. Hele livsforløbet for betonkomponenter foregår i Danmark. Råvarefasen for plast foregår i udlandet og resten af faserne foregår i Danmark. Der er for råstofudvinding og fremstilling af plastmaterialer i udlandet indhentet en kort kvalitativ beskrivelse fra [30].

Arbejdsmiljøproblemerne er grupperet i 5 overordnede kategorier (AT, 1995):

Herudover er vibrationer og termiske belastninger nævnt som "andre væsentlige arbejdsmiljøproblemer".

Det udelades at foretage betragtninger omkring psykisk arbejdsmiljø.

4.3.8 Sekundære aktiviteter

Fremstilling af råvarer og afløbskomponenter medfører forbrug af en mængde sekundære aktiviteter, men det har desværre ikke været muligt at opgøre disse aktiviteters miljøpåvirkninger. Det drejer sig om:

I råvare- og fremstillingsfasen er overhead inkluderet i de oplyste energiforbrug, da det ikke har været muligt at skille dem fra procesenergien.

4.4 Valg af miljøparametre

Tabel 7 viser hvilke miljøparametre, der er opgjort for afløbskomponenter.

Fase 1. Udvinding og produktion af råmaterialer til fase 2.
Fase 2. Fremstilling af rør og brønde.
Fase 3. Lægningsfasen.
Fase 4. Drift og vedligehold.
Fase 5. Nedrivning, afhændelses- og bortskaffelsesfasen.

Ved "enhed" i tabel 7 forstås "funktionel enhed" - f.eks. Ø 250 mm rør med en længde på 1 m.

Baggrund for valg af miljøparametre
I "Håndbog i miljørigtig projektering" [3] er der givet en oversigt over miljødata, der er fundet relevante for rør af henholdsvis hård PVC, HDPE og beton. Miljøparametre er derfor væsentligst bestemt i henhold til [3].

Energi
Det totale energiforbrug angiver energiforbruget i den aktuelle fase, herunder termisk energi, el energi, transport og feedstock energi. Ved forbrug af energi tæres der på brændselsressourcer, men nok mere væsentligt medfører forbruget også en miljøpåvirkning af det ydre miljø på grund af emissioner til luft [3].

Energiresourcer
Energiforbruget er opgivet som primær energi og er omregnet til forbrugte energiressourcer: kul, olie, naturgas, petcoke og diesel. Kul, olie og naturgas er væsentlige ikke-fornyelige energikilder. Petcoke er et spildprodukt fra olieindustrien. Olie og naturgas regnes i dag for knappe ikke-fornyelige energikilder, idet olie og naturgas har en forsyningshorisont på henholdsvis 43 og 63 år. Forsyningshorisonten defineres som forholdet mellem kendte reserver og det årlige forbrug [3]. "Feedstock" energi er brændværdien af de råmaterialer, som er anvendt til fremstilling af byggematerialet. Feedstock energien beregnes på baggrund af øvre brændværdi.

Vand
Der opgøres forbrugte grundvandsmængder, som lokalt kan være en knap ressource.

Emissioner til luft
Emissioner til luft skyldes i væsentlig grad forbrænding af fossile brændsler, men kan også skyldes andre kemiske processer. Mængde og type af emissioner ved forbrænding afhænger af de anvendte brændsler og de anlæg, hvori brændslerne bruges. Ved forbrænding af kul, olie og naturgas sker der primært emission af CO₂, SO₂ og NO_x. Emission af SO₂ afhænger af svovlindholdet (vægt%) i brændslet. Denne er oplyst i bemærkningerne til de fleste transportenhedsprocesser. For gasolie til vejtransport er grænseværdien for svovl nedsat fra 0,2 % til 0,05 % efter afslutning af UMIP-projektet [2].

Ved forbrænding af fossile brændsler emitteres væsentligst tungmetallerne Pb, Cd og Hg [3]. Emission af chlororganiske forbindelser er særlig

procesafhængig for afløbskomponenter af plast. NMVOC og CO emitteres væsentligst i forbindelse med transport [3].

Emissioner til spildevand
I henhold til [3] er der medregnet emissioner til BOD/COD, tungmetaller og chlororganiske forbindelser, idet parametrene er fundet væsentlige.

Fast affald
Bygge- og anlægssektoren bidrager med en betydelig del af den producerede mængde affald i Danmark. ISAG registreringen (Miljø- og Energiministeriet, 1996) vil gøre det muligt at opnå mere præcise tal for de producerede affaldsmængder. Opgørelsen for 1993 viser, at der inden for "byggeri- og nedrivningsvirksomhed, vej- og anlægsarbejde" blev produceret 2,3 - 2,4 mio. tons affald, som blev fordelt med ca. 1 % til forbrænding, ca. 17 % til deponering og ca. 82 % til genanvendelse.

Kommunerne er endvidere forpligtede til "at udarbejde og vedtage regulativer om sortering af bygge- og anlægsaffald, anvisning af bygge- og anlægsaffald og anmeldelse af mængder heraf" [3].

Brændbart affald
Brændbart affald kan forbrændes med energiudnyttelse. Affaldet forbrændes typisk i forbrændingsanlæg og har betydning for brændselsforbrug og emissioner [3].

Ikke-brændbart affald
Ikke-brændbart affald kan ikke forbrændes med energiudnyttelse [3]. Affaldet deponeres typisk på kontrolleret losseplads. Deponering kan have betydning for vand- og luftforurening [3].

Genanvendeligt affald
Materiale, der kan genbruges til at opfylde samme funktion, produktion af tilsvarende materiale eller produktion af materiale af lavere kvalitet [3].

Energi, Totale energiforbrug [MJ/enhed]
Til omsætning mellem energi og energikilder anvendes øvre brændværdi i tabel 8, som er fra [3].

Tabel H
Øvre brændværdi for forskellige brændsler. Fra [3].

Elektricitet
Elforbruget allokeres til de anvendte brændselstyper i tabel 9.

Tabel I
Fordeling af energikilder ved produktion af el i Danmark i 1993. Fra UMIP [2].

Ifølge Teknisk Ståbi er: 1 kWh = 3,6 MJ.

El-forbruget oplyses som kWh/enhed. El forbruget omregnes til SI-enheder.

Tabel J
Emissionsfaktorer for angivne brændselstyper anvendt i stationære anlæg. Fra [2].

Emissionsfaktorer for tungmetaller fremgår af tabel 11.

Tabel K
Emissionsfaktorer for tungmetaller fra stationære anlæg. Fra [3, tabel 30].

Transport
Transport udtrykkes pr. transporteret godsmængde og transportafstand, dvs. at nøgleenheden er kgkm. For at oprette generelle enhedsprocesser med kgkm som nøgleenhed, må der antages en bestemt gennemsnitlig udnyttelsesgrad af det enkelte transportmiddel, dvs. hvor stor en del af lastkapaciteten som udnyttes. For vejtrafik, jernbane og fly er der indhentet oplysninger baseret på målte godsmængder, som inkluderer "tom retur". De nævnte forhold repræsenterer situationen, hvis varer sendes via en speditør, og transportafstanden retur medregnes derfor ikke. Udnyttelsesgraden for skibe er skønnet, idet nærmere oplysninger ikke har kunnet skaffes inden for UMIP-projektet [2].

For skibe benyttes vægtenheden dødvægt (DWT), som er den samlede lastevne af fragt og brændsel. Brændslet udgør kun en beskeden del, måske 5 % af tonnagen, så der er regnet med DWT som lastevne. Tonnagen regnes i britiske tons, som er 1.016 kg.

Ifølge [2] anvendes data i tabel 12 og 13 til beregning af energiforbrug ved transport.

Tabel L
Energiforbrug i afhængighed af transportform. Fra [2]

4.5 Allokering

Når man i livscyklusvurderinger ønsker at betragte ét produkt og miljøpåvirkningerne fra dette ene produkt isoleret fra alle andre produkter, opstår der ofte det problem, at systemerne og produkterne i den virkelige verden hænger sammen. Man er derfor nødt til kunstigt at "opdele" systemerne og fordele miljøpåvirkningerne mellem det produkt, man betragter, og den omgivende verden. Denne fordeling kaldes allokering.

Typiske problemstillinger, der kræver allokering er:

Flere produkter fra samme produkt
Plast stammer fra olieindustrien, hvor der findes et utal af processer, der producerer mange produkter samtidigt. Eksempler er: oliefelter, hvor der udvindes olie og naturgas samtidigt; raffinering, hvor der produceres mange forskellige produkter samtidigt (fuelolie, benzin, diesel, butan etc.). De anvendte data stammer fra Boustead fra den Europæiske Plastsammenslutning (APME) og er allokeret på forhånd ud fra fysiske egenskaber som vægt og energiindhold.

Nyttiggjort produktionsaffald
Et specielt tilfælde af samprodukter er produktionsaffald nyttiggjort i et andet produkt. Flyveaske, mikrosilica og gips er alle restprodukter, der nyttiggøres i forbindelse med betonfremstillingen. "Produktionen" af restprodukterne er uafhængig af hvor store mængder, der afsættes til betonindustrien og tilskrives derfor ikke afløbskomponenterne.

Genbrugsmaterialer
For scenario 1 anvendes ikke genbrugsmaterialer i nogen af afløbskomponenterne, og ingen af dem indsamles efter brug til genvinding. Der er derfor hverken problemer med allokering ved råvarefase eller ved bortskaffelsesfasen.

For scenario 2 anvendes genbrugsmateriale i afløbskomponenterne af plast, og afløbskomponenterne af både plast og beton opgraves og indsamles efter brug til genvinding til samme eller andre formål. Allokering vil derfor være nødvendigt i dette tilfælde.

Spild ved fremstilling af afløbskomponenter
Under fremstilling af afløbskomponenter af plast er der et spild af PVC, HDPE og PP. Dette spild opsamles og genbruges i produktionen. Det betyder, at råvareforbruget reelt er højere, men omvendt skal genbruget i nogen grad godskrives afløbskomponenterne. I denne screening antages, at genbruget modsvarer spildet, og der vil derfor ikke blive regnet med et ekstra råvareforbrug.

For beton udgør spildet ca. 5 %. Spildet genbruges ikke i produktionen igen, men geanvendes som stabiliserende lag i veje. Der er taget hensyn til 5 % ekstra råvareforbrug pr. kg afløbskomponent i opgørelsen.

Energiproduktion
Produktionen af elektricitet i Danmark foregår ofte samtidig med produktion af fjernvarme. Data til miljøpåvirkningerne fra energiproduktionen er hentet fra UMIP’s enhedsprocesdatabase [2]. I UMIP’s data for dansk el er der allokeret, som elværkerne gør det: varmen betragtes som et overskudsprodukt, og miljøpåvirkningerne for elfremstillingen er de samme som for et elværk, der ikke har varmeproduktion.

4.6 Opgørelsen

Miljøpåvirkningerne fra processer, transport og energifremstilling i alle livscyklustrin opgøres som:

4.7 Miljøvurdering

4.7.1 Metodegrundlag

Miljøpåvirkningerne omregnes til ressourceforbrug og potentielle miljøeffekter. UMIP metoden og SETAC’s retningslinjer anvendes til gennemførelsen af miljøvurderingen i dette projekt. Metoden vil ikke blive beskrevet nærmere i dette projekt, men for yderligere detaljer henvises til UMIP’s publikationer [1].

Normalisering og vægtning af potentielle miljøeffektfaktorer foretages som nævnt ikke.

4.7.2 Ressourcer

I UMIP-metoden opgøres ressouceforbrugene som forbrug af lødige råstoffer, eksempelvis rent jern og ikke jernmalm. Dette betyder, at de såkaldte terminale input fra opgørelsen udtrykker forbruget af rene ressourcer.

Disse ressourceforbrug indgår enkeltvis som vurderingsparametre i UMIP-metoden, og der foretages ikke nogen yderligere aggregering (samling) eller omregning til "potentialer", såsom det gøres for miljøeffektpotentialerne.

De væsentligste ressourcer til energifremstillingen er råolie, naturgas og stenkul. Energifremstillingen inkluderer endvidere ressourcer til hjælpestoffer.

Al ressourceforbrug bliver opgjort som kg pr. funktionel enhed.

4.7.3 Miljøeffekter

Vurderingen af miljøeffekter i dette projekt omfatter:

Beregning af miljøeffektpotentialer.

Trinet omfatter en fastlæggelse af, hvordan de forskellige opgjorte udvekslinger grupperes efter hvilke effekttyper, de kan bidrage til, og hvordan de omregnes til effektpotentialer.

Det er vigtigt at være opmærksom på, at der er tale om potentielle miljøeffekter. Udledningen af stoffer vil ikke altid udløse reelle effekter - det afhænger af omstændighederne.

De potentielle miljøeffekter der inddrages i vurderingen er:

Tabel 14 viser hvilke miljøparametre, der bidrager til de forskellige udvalgte miljøeffekter. Effektfaktoren udtrykker stoffets styrke målt i forhold til et fast referencestof. For drivhuseffekt er referencestoffet kuldioxid, og effektfaktorerne udtrykker altså stoffenes effektpotentiale som g CO₂ -ækv. pr. gram stof. Når methan (CH₄ ) har effektfaktoren 25 betyder det, at udledning af 1 gram methan bidrager lige så meget til drivhuseffekten som udledningen af 25 gram CO₂ .

4.7.4 Arbejdsmiljøeffekter

Arbejdsmiljøpåvirkninger er alle de påvirkninger, et menneske udsættes for i sit arbejde. Påvirkningerne kan have både positiv og negativ betydning for menneskets sikkerhed og sundhed. Påvirkninger, der har negativ betydning for sikkerhed og sundhed, kaldes arbejdsmiljøbelastninger. Arbejdsmiljøpåvirkninger er et lokalt fænomen, og de er ofte en udadskillelig del af de processer, der finder sted i produktets livsforløb. Mennesket udsættes i arbejdsmiljøet for påvirkninger af fysisk, kemisk, biologisk eller psykosocial karakter, der potentielt kan føre til gener eller skader på helbredet.

I dette projekt beskrives de arbejdsmiljømæssige påvirkninger kvalitativt for hvert trin i livscyklussen i opgørelsen, kap. 5. Arbejdsmiljøeffekter inddrages ikke i miljøvurderingen.