Miljøvurdering af råvarer – Livscyklusvurdering og dataindsamling

7. Case-studier

Dette afsnit har til formål at illustrere brugen af informationer om produktion af råvarer til vurdering af malingprodukter ved hjælp af en række casestudier. I case-studierne indgår tre typer hvid maling baseret på typiske recepter med forskellige bindere. De tre cases anvendes til at illustrere forskellige anvendelsesmuligheder for en database indeholdende oplysninger om råvarer, som anvendes inden for farve- og lakbranchen samt et edb-værktøj til databehandling. Til case-studiet er valgt "LCV-System" (edb-værktøj inklusiv database) udviklet i forbindelse med UMIP-projektet (Udvikling af Miljøvenlige IndustriProdukter); den seneste version er 2.10 - beta.

De viste cases er udarbejdet på grundlag af de foreliggende data suppleret med litteraturdata samt data fra LCV-databasen. De anvendte litteraturoplysninger er gennemsnitsdata, som for de flestes vedkommende er indsamlet med et andet formål end at levere informationer til farve- og lakproducenter, hvorfor de producerede råvarer ikke nødvendigvis er identiske med de råvarer, der anvendes i farve- og lakbranchen. De anvendte data vurderes dog med en række antagelser og forbehold at være af tilstrækkelig kvalitet til at kunne anvendes i illustrative cases.

Case-studierne kan bruges til at illustrere følgende:

• sammenligning af forskellige produkter (det er her forudsat, at de har samme anvendelsesområde)
• problematikken omkring valg mellem forskellige råvareleverandører
• problematikken omkring afgrænsning ved 5 %

Case-studierne gennemføres med udgangspunkt i tre typiske recepter for hvid maling som vist i tabel 2. Her er formålet at foretage en miljømæssig sammenligning af de tre malinger.

Det skal her understreges, at de tre recepter ikke er sammenlignelige med hensyn til malingens tekniske egenskaber, og i praksis vil det ikke være meningsfyldt alene at sammenligne produkternes miljøprofil uden samtidig at vurdere eksempelvis den nødvendige lagtykkelse og den behandlede overflades levetid og vedligeholdelse.

Idet det ikke er muligt at arbejde med intervaller i LCV-systemet er en fast sammensætning valgt for hver af de tre recepter; i tabel 2 er der valgt en fast sammensætning for recept 1 (a). Da der endvidere mangler oplysninger om nogle af de mængdemæssigt mindre betydende råvarer er der valgt en fast sammensætning kun indeholdende væsentligste komponenter (b), dvs. komponenter der indgår med mere end 5 %, jf. forslag til sytemgrænser, afsnit 2.2.1. Behandlingen af data med det valgte edb-værktøj åbner mulighed for at gennemføre beregning af en hvilken som helst sammensætning.

 Tabel 2
Generelle recepter for hvid maling med indhold af råvarer angivet som intervaller samt specifikke recepter for de tre hvide malinger.

1. Polymerdispersioner har typisk et tørstofindhold på 50 %.
2. Acryldispersioner kan indeholde mono- eller co-polymerer af BA (butylacrylat) og/eller MMA (methylmethacrylat).
3. Dispersioner (PVAc/Acryl) kan indeholde co-polymerer af vinylacetat og BA og/eller MMA; fordelingen mellem de to monomerer (acetat/acrylat) kan antages at være 50/50.
4. Styren-acryldispersioner kan indeholde co-polymerer af styren samt BA og/eller MMA; fordelingen mellem de to monomerer kan antages at være 50/50.
5. Aminerne kan være ammoniakvand, DMEA, EDTA etc.

Fornklet flowdiagram for én af de tre recepter er vist i figur 11.

Figur 11     Se her!
Flowdiagram for produktion af hvid maling (recept 1a). Recept 1b og 1c fås ved at udelade henholdsvis andre råvarer og antiskumiddel.

Herunder gives en detaljeret beskrivelse af et case-studie i form af en trin for trin beskrivelse af det praktiske forløb af en vurdering; de mere teoretiske overvejelser er ikke medtaget. Der tages udgangspunkt i recept 1a.

1. Recept 1a består af 6 komponenter; se tabel 3. Der tegnes et flowdiagram for det aktuelle produkt; se figur 13. De tre komponenter, der forekommer i en koncentration over 5 vægt% (polymerdispersion, titandioxid og vand) udgør tilsammen 98,4 vægt% af det færdige produkt. Det vurderes på baggrund heraf, at det er en rimelig antagelse, at se bort fra siliciumdioxid, amin og antiskummiddel ved indhentning af data om produktion af råvarer.
   
2. I det viste eksempel er det valgt at erstatte de udeladte komponenter med titandioxid (recept 1b), men i princippet kan indholdet af samtlige stoffer øges proportionalt.
   
3. For de indgående råvarer indhentes data om produktionen ved kontakt til de aktuelle leverandører. Det udarbejdede spørgeskema anvendes eller det standardiserede SPOLD format anvendes. For vandforbrug og energiforbrug i Danmark anvendes gennemsnitsdata fra LCV-systemet.
   
4. De indkomne besvarelser vurderes ved kontrol af massebalance - dvs. stemmer input af råvarer med output i form af produkter, biprodukter og affald samt emissionerne til vand, luft og jord. De indkomne data kan evt. sammenlignes med data fra åben litteratur for at få et overblik over, om de opgivne data er i den rigtige størrelsesorden. Der rettes evt. ny henvendelse til råvareproducenten for opklaring af spørgsmål.
   
5. Afhængig af formålet med undersøgelsen kan der anvendes gennemsnits- eller generiske data. Hvis de pågældende data viser sig at være af væsentlig betydning for resultatet af vurderingen må data søges forbedret ved endnu en kontakt til den relevante råvareproducent.
   
6. Gennemsnitsdata søges i åben litteratur. I den aktuelle case søges informationer om PMMA-dispersion i åben litteratur, da bindemiddelproducenterne (organiseret i EPDLA) er i færd med at sammenstille "egne gennemsnitsdata", og derfor ikke vil levere virksomhedsspecifikke data. Polymerdispersionen antages som udgangspunkt at have et tørstofindhold på 50 % og bestå af homo-polymerer af methylmethacrylat (MMA), PVAc/acrylat-coplolymer eller styren/acrylat-coplolymer. Informationer om ressourceforbrug, emissioner til luft og vand samt affald findes f.eks. i Boustead (1997b). Her er tale om generiske data, idet det ikke er præciseret, at de producenter, der har bidraget til opgørelsen, rent faktisk producerer råvarer til lak- og farveindustrien.
   
7. Fra den adspurgte producent af titandioxid er der fremkommet en miljørapport, hvoraf det er muligt at estimere emissioner til luft og vand samt affald pr. produceret enhed. Miljørapporten giver kun informationer om de aktuelle forhold på produktionsstedet (port-til-port), hvorfor det er nødvendigt at supplere med gennemsnitsdata for råstofudvinding eller kontakte leverandøren. I dette tilfælde er det valgt at benytte generelle data fra LCV-systemet. Til sammenligning er der anvendt data fra en alternativ producent, som har besvaret et spørgeskema analogt med det, der er udsendt i nærværende projekt.
   
8. De indkomne data relateres til samme enhed. Som grundenhed vælges f.eks. kg, og de indkomne data relateres til kg: MJ/kg, kg råvare/kg og g eller kg emission/kg. Valget af grundenhed afhænger f.eks. af den valgte beregningsmetode/software.
   
9. For blandingsprocessen anvendes data fra egen virksomhed eller gennemsnitsdata for branchen (f.eks. Miljøstyrelsen (1996)).
   
10. .Ved hjælp af regneark eller LCA-software laves opgørelsen over de samlede input og output for det betragtede system.
    
11. .Resultaterne for opgørelsen klassificeres og karakteriseres. Ved anvendelse af f.eks. LCV-systemet kan disse beregninger laves automatisk i forlængelse af opgørelsen, mens regne-/programeringsarbejdet er mere omfattende ved anvendelse af regneark. Til gengæld kan der opnås større gennemskuelighed ved denne metode. Resultaterne fra LCV-systemet eksporteres efterfølgende og behandles m.h.p. præsentation vha. regneark. Resultaterne af sammenligningen af de tre malingprodukter er vist i figur 12 opgjort som drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning

Figur 12    Se her!
Sammenligning af de tre produkter angivet ved potentiel drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning angivet i mPE (millipersonekvivalenter).

Sammenligningen af de tre malingprodukter dækker livscyklus fra vugge til og med produktion af 1 kg maling. Sammenligningen på grundlag af kg maling som funktionel enhed viser, at maling 2b giver det laveste bidrag til alle de betragtede effekter, og maling 1b giver det højeste bidrag til drivhuseffekt og næringssaltbelastning, mens maling 3b giver det højeste bidrag til forsuring. Med det eksisterende datagrundlag er det ikke muligt, at sige hvilket af malingprodukterne 1b eller 3b, der giver den mindste miljøbelastning. Anvendelse af LCV-systemet til behandling af data åbner mulighed for at medtage en vægtning af de forskellige miljøffekter samt usikkerhed på de enkelte data i beregningerne. Medtagelse af usikkerhed giver mulighed for at beregne om der er signifikant forskel på f.eks. forsuringsbidraget fra produktion af de forskellige produkter.

De tre malingprodukter har væsentligt forskelligt indhold af pigment og bindemiddel, hvorfor deres dækkeevne vil være forskellig. Ved udvidelse af den funktionelle enhed til at omfatte dækkeevne dvs. m² behandlet areal med en holdbarhed på x år vil resultaterne af sammenligningen tage sig lidt anderledes ud. Der er regnet på to muligheder:

• Dækkeevnen er beregnet på grundlag af tørstofindholdet, se figur 13.
• Dækkevenen er beregnet på grundlag af indholdet af titandioxid, se figur 14.

Figur 13     Se her!
Sammenligning af tre produkter angivet ved potentiel drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning angivet i mPE (millipersonekvivalenter). Relativ effekt beregnet på grundlag af tørstofindhold.

Figur 14     Se her!
Sammenligning af tre produkter angivet ved potentiel drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning angivet i mPE (millipersonekvivalenter). Effekterne er angivet relativt på grundlag af titandioxidindholdet.

Ovenstående figurer viser, at det indbyrdes forhold mellem de tre produkter ikke ændres, selv om der tages højde for forskellig dækkeevne.

De viste resultater baserer sig på råvarer, som bidrager med mere end 5 vægt%. For recept 1 er der foretaget en beregning med alle indgående komponenter (undtaget antiskummiddel). I figur 15 er vist sammenligningen af recept 1b og 1c (uden antiskummiddel).

Figur 15     Se her!
Sammenligning af maling baseret på råvarer som indgår med mere end 5 vægt% i slutproduktet (recept 1b) og alle råvarer (undtaget antiskummiddel, recept 1c).

Figur 15 viser ikke nogen væsentlig ændring af miljøeffekterne ved inddragelse af råvarer, som indgår med mindre end 5 vægt% i slutproduktet (recept 1c). Udeladelsen af råvarer/halvfabrikata i eksemplet (figur 15) gælder kun potentielle miljøbelastninger i produktionsfasen. Alle råvarer/halvfabrikata indgår således i vurdering af potentielle toksikologiske og økotoksikologiske effekter ved fremstilling af slutproduktet (malingen) og anvendelse af slutproduktet. Resultatet er kun gældende for det aktuelle eksempel, idet det ikke kan afvises, at andre produktsammensætninger vil give andre resultater.

I figur 16 ses resultatet af sammenligningen af titandioxid fra to forskellige producenter opgjort som drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning.

Figur 16    Se her!
Sammenligning af titandioxid fra to forskellige producenter angivet ved potentiel drivhuseffekt, forsuring og næringssaltbelastning angivet i mPE (millipersonekvivalenter).

Sammenligningen af titandioxid fremstillet på to forskellige lokaliteter (samme koncern), viser at den ene råvare giver et markant højere bidrag til såvel drivhuseffekt som forsuring og næringssaltbelastning. Dette resultat er en smule overraskende, og indbyder til en nærmere undersøgelse såfremt resultatet skal anvendes eksternt.

LCV-systemet (database og beregningsværktøj) giver mulighed for systematisk at arkivere data samt opgøre energi- og ressourceforbrug samt emissioner for produktion af et givet materiale, produkt eller produktsystem. Det er derefter muligt ud fra opgørelsen, at beregne emissionernes bidrag til forskellige effektkategorier (f.eks. drivhuseffekt, stratosfærisk ozonnedbrydelse), normalisere bidragene dvs. relatere dem til det samlede potentiale for de enkelte effektkategorier i Danmark samt foretage en vægtning mellem de forskellige effektkategorier baseret på politiske eller økonomiske målsætninger.

Resultaterne af opgørelsen vil kunne bruges som udgangspunkt for vurderinger af de potentielle miljøeffekter efter andre metoder end den her anvendte UMIP-metode.

Behandling af data med et passende edb-værktøj giver ligeledes muligheder for at simulere forskellige produktsammensætninger f.eks. udskiftning af råvarer, som giver store bidrag til den samlede miljøbelastning til andre råvarer, som giver mindre bidrag til den samlede miljøbelastning samtidig med at produktets funktion opretholdes.