|
Miljørigtig udvikling i produktfamilier 5 Hvordan miljøvurderes produkter
Til miljøvurdering af produkter anvendes en Livscyklusvurdering Det kaldes også en LCA, som er forkortelsen af det engelske Life Cycle Assessment. En livscyklusvurdering beskriver de miljømæssige konsekvenser af et produkts livsforløb, dvs. fra vugge til grav. Vurderingen inkluderer udvinding af råmaterialer, produktion, brug, bortskaffelse og transport, og baseres på en detaljeret analyse af produktet, herunder alle produktets komponenter og de væsentligste processer i produktets livsforløb. Miljøvurderingen kan udføres på forskellige niveauer. Afhængigt af formålet kan man stoppe på det niveau som er tilstrækkeligt for den beslutning miljøvurderingen skal understøtte. Niveauerne kaldes:
Livscykluscheck er en hurtig vurdering hvor resultatet beskriver de største bidrag til miljøeffekter og størrelsen af bidragene gennem produktets livsforløb. Til Livscykluscheck’et (se litteraturlisten) anvender man MEKA-princippet, hvor M står for Materialer, E for energi, K for kemikalier og A for andet. Tabel 5.1.
MEKA giver en overskuelig struktur til at systematisere og forenkle miljøvurderingens resultater. En 3-4 dages arbejde plus papir, blyant og lommeregner er, hvad der skal til for at udføre et Livscykluscheck, når man forinden har sat sig ind i proceduren. Screening er næste niveau hvor de forhold som MEKA vurderingen har peget på kan være væsentlige, tages op til en nærmere undersøgelse. Man anvender de data som umiddelbart er tilgængelige eller bruger et kvalificeret skøn, men følger overordnet samme struktur som er beskrevet i den detaljerede livscyklusvurdering. At udføre en screening kræver specialviden om LCA og udføres oftest af miljøspecialister, og der anvendes et PC-værktøj. En detaljeret Livcyklusvurdering kræver viden om kemiske og fysiske forhold, og udføres oftest af miljøspecialister. Der er et omfattende arbejde med dataindsamling forbundet med en detaljeret livscyklusvurdering. Et LCA-PC-værktøj er nødvendigt til at understøtte og præsentere miljøvurderingen på dette niveau. Den detaljerede miljøvurdering er beskrevet yderligere i kapitlet om UMIP-metoden, som i øvrigt også udgør metodegrundlaget for de ovenfor beskrevne forenklede procedurer. Hvor grundig en LCA skal være afhænger som nævnt af formålet og de beslutninger, den skal understøtte. Produkterne, som repræsenterer produktfamilierne i herværende håndbog har alle været underlagt en detaljeret eller en screening LCA. Hver LCA er beskrevet i tekniske baggrundsrapporter, som er tilgængelige på Miljøstyrelsens hjemmeside. Hvordan indpasses miljø i produkter? Det gør man ved at forebygge, og ikke vente til skaden er sket. Det største råderum til at miljøforbedre et produkt, er i de tidlige faser i produktudviklingen. Råderummet indsnævres, og det bliver mere omkostningskrævende jo længere hen i udviklingsforløbet man kommer. Så start tidligt med at tænke miljøforberinger ind i produktet! Ved at anvende miljøvurdering kan man forøge muligheden for i de tidlige faser af projektforløbet at bedømme de miljømæssige konsekvenser af ændringer, man overvejer at gennemføre (Olesen & Hauschild, 1998). Analysér et referenceprodukt, altså et eksisterende produkt som er nært beslægtet. Det arbejdet er gjort for produktfamilierne, så her har man allerede et overblik samt fokus på de opgaver, der skal løses. Overvej store eller små indgreb. Og vælg altid den løsning med de bedste miljøegenskaber. Se anbefalingerne under de enkelte produktfamilier. Betragt altid konsekvensen af nye løsninger i hele produktets livsforløb. Overvej om løsninger som "koster" på miljøsiden enkelte steder i produktet, måske alligevel giver en miljømæssig gevinst set over det samlede livsforløb. Og vise versa. Brug de miljøforbedringsværktøjer som allerede findes, f.eks.
- Se mere på Miljøstyrelsens hjemmeside www.mst.dk 5.1 Hvad er miljøeffekter og ressourceforbrugDet er de påvirkninger af miljøet som bl.a. forårsages af vores forbrug af produkter. Miljøeffekterne, som indgår i UMIP-metodens miljøvurdering ( Hauschild 1996, Olesen & Hauschild 1998) kan ses i tabel 5.2 Tabel 5.2
I forbindelse med miljøvurderinger udtrykkes ressourcer som rene stoffer og ikke som malme, dvs. f.eks. jern og ikke jernmalm. For at vurdere ressourceforbruget fra et produkts livsforløb, er det nødvendigt med en fælles reference (se også afsnit 5.2 om UMIP-metoden). Man holder ressourceforbruget op mod henholdsvis den globale produktion af pågældende ressource målt per indbygger i verden og dernæst mod forsyningshorisonten. I skemaet vises eksempler på årlig produktion, reserver og forsyningshorisont for udvalgte ressourcer. Tabel 5.3
5.2 Hvad er UMIP-metodenUMIP er en metode til at miljøvurdere produkter og ydelser. Hvad den egentlig går ud på beskrives i det følgende. De fagudtryk som man bruger i miljøvurderingen forklares også. Udvikling af Miljøvenlige IndustriProdukter -UMIP Produktfamilierne er vurderet ved hjælp af den dansk udviklede UMIP-metode. UMIP står for Udvikling af Miljøvenlige IndustriProdukter. UMIP-programmet var et 5-årigt udviklingsprogram iværksat i 1991 af Miljøstyrelsen med deltagelse af Dansk Industri, Danfoss, B&O, Grundfos, KEW og Gram, Danmarks Tekniske Universitet og Instituttet for Produktudvikling. UMIP-metoden er internationalt anerkendt og anvendt, og metoden er i overensstemmelse med de krav til LCA som ISO-standarderne i 14000 serien beskriver. UMIP-metoden er beskrevet i fem dansk- og to engelsksprogede bøger (se litteraturlisten). Metoden understøttes af et PC-værktøj med tilhørende database som indeholder omkring 250 enhedsprocesser (se litteraturlisten).
Figur 5.1. UMIP-metoden er målrettet til anvendelse i produktudvikling, fordi der her er det største råderum, når det gælder om at miljøforbedre et produkt. Miljøbelastning fra produkter Et produkts miljøbelastninger opstår i de processer, som tilsammen udgør livsforløbet. Hele produktets livsforløb kaldes også produktsystemet. Faserne i livsforløbet: Materialer, Produktion, Transport, Brug og Bortskaffelse består hver især af en række processer, som man også kan kalde produktsystemets byggeklodser.
Figur 5.2. I processen kan der forbruges energi f.eks. el eller afbrænding af olie og naturgas. Der kan også bruges materialer som f.eks. kobber eller plast. Der kan forekomme emissioner (udledninger), enten direkte fra processerne eller indirekte 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 2 grupper afhængig af kilden til emissioner, nemlig:
Ressourceforbrug kan som hovedregel også opdeles i 2 grupper, nemlig
Sådan bruger man UMIP- vurderingsmetoden Når et produkt miljøvurderes følger man en bestemt procedure. Internationalt er man blevet enige om at en miljøvurdering skal følge de trin, som er vist i figur 5.3. Hvad de enkelte kasser dækker forklares i det følgende. Figur 5.3. Formål Hvad skal miljøvurderingen bruges til? Afgrænsning Hvilket produkt skal vurderes? 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, åbne et vindue eller installere 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. Det er helt afgørende for miljøvurderingens resultat at den funktionelle enhed er defineret korrekt og præcist. I et eksempel i publikationen Life Cycle Check (Wenzel et al., se litteraturlisten) beskrives det, hvordan man ikke bare kan sammenligne to hvide hospitalskitler af henholdsvis bomuld og polyester. Det viser sig nemlig, at personalet næsten altid har en T-shirt af bomuld under polyesterkitlen, pga. varme og komfort. Når man skal miljøvurdere de to kitler, skal man derfor sammenligne en polyesterkittel inklusiv en bomulds T-shirt med en bomuldskittel. 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 osv. Opgørelse I opgørelsen samles og bearbejdes data fra alle processerne i produktets livsforløb, dvs. fra vugge til grav. Det er de data, som skal bruges til at opgøre forbrug og udledninger fra alle processer i produktets livsforløb. UMIP-metoden anvender en styklistestruktur for produktet, hvor materiale indhold og produktionsprocesser er nøje specificeret. Data bearbejdes og lagres som såkaldte enhedsprocesser. Det er de tidligere omtalte byggeklodser i produktsystemet, som nu kvantificeres og får betegnelsen enhedsprocesser. Dvs. at data relateres til en bestemt mængde af produktet fra den givne proces. Det gør dem skalerbare og dermed generelt anvendelige i forskellige sammenhænge i miljøvurderingsforløbet.
Figur 5.4. Dataformatet i UMIPs database for enhedsprocesser indeholder tre kategorier af informationer:
UMIP-enhedsprocesdatabasen (se litteraturlisten) indeholder mulighed for at rette i eller oprette helt nye databeskrivelser, når det er nødvendigt. Det kan være en særdeles tidskrævende arbejdsopgave at indsamle og bearbejde data. Vurderingen Når opgørelsen er tilendebragt skal den vurderes. Første trin i vurderingen er en slags oversættelse af data til de miljøeffekter, som enkelte 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. Hvad er ressourceforbruget? Hvor store er miljøeffekterne? 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. Ved normaliseringen bliver størrelsen af de forventede miljøeffekter og resourceforbrug 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 PEW90. UMIP-PC-værktøj 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. 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. Også vægtningsproceduren udføres i UMIP-PC-værktøjet, og resultaterne illustreres, ligesom ved normaliseringen, i let overskuelige diagrammer, som det også kan ses under de forskellige produktfamilier. Fortolkning Den yderligere fortolkning omfatter også en vurdering af, hvorvidt resultaterne opfylder formålet med miljøvurderingen fyldestgørende. Svarer de på de stillede spørgsmål? Er vurderingen god nok til at gøre det? Kan målgruppen anvende resultaterne? Osv. Miljøvurderinger på produktfamilierne Miljøvurderingerne på produktfamilierne er udført i UMIP-PC værktøjet med tilhørende database (se litteraturlisten). Med udgangspunkt i de indsamlede data er opstillet en model, som omfatter materialeforbrug, produktionsprocesser, transportprocesser, brug, bortskaffelsesprocesser og udslip til miljøet som produktet medfører i hele dets livscyklus. På baggrund af den opstillede model er miljøpåvirkningerne beregnet. Resultaterne præsenteres i søjlediagrammer, hvor det er let at udpege de væsentligste påvirkninger. Ved at ændre på materialer og processer i modellen, kan det beregnes hvilken effekt det har f.eks. at udskifte et bestemt materiale eller en bestemt proces. Det er på baggrund af disse beregninger, som er beskrevet i baggrundsrapporterne (tilgængelige på Miljøstyrelsens hjemmeside www.mst.dk) at det er muligt at fremkomme med forslag til bedre miljømæssige løsninger for de enkelte produktfamilier. 5.3 Hvordan beregnes energiforbrugetMan følger energi forbruget tilbage til udvinding af ressourcen og kompenserer for de tab der er undervejs. Der anvendes en række forskellige begreber til beskrivelse af den energi, der fremkommer ved afbrænding af ressourcer. I det følgende forklares hvad de forskellige begreber dækker og der gives et eksempel på hvordan man regner sig frem til energiforbruget. Om energi fra brændsler Brændsler til energiformål udvindes af ressourcer. Ressourcerne kan være fornyelige, som f.eks. biomasse (træ, halm etc.) eller begrænsede, som f.eks. fossile brændsler (naturgas, olie, kul). Brændslerne anvendes både til varme, transport og el-fremstilling. Primær energi Den primære energi er den mængde energi, der forbruges som ressource. Den primære energi er større end den energimængde, der fremkommer ved forbrænding af det producerede brændsel dvs. den energi som er indeholdt i brændslet. Dette skyldes, at brændslerne før de kan anvendes skal udvindes, klargøres eller forædles samt transporteres. Disse processer kaldes tilsammen precombustion. Direkte oversat betyder det "før forbrænding", men dette udtryk benyttes ikke på dansk. Precombustion kræver energi og medfører en miljøbelastning. I forhold til energien i brændslet udgør tabet ved precombustion 5-20%. Figur 5.5 Den primære energi er summen af precombustion og energien i brændslet. Energien i brændslet kaldes også det direkte brændselsforbrug Direkte energi Den mængde energi, som bliver nyttiggjort ved forbrænding i f.eks. fyr eller maskiner kaldes direkte energi. Den direkte energi kan f.eks. være relateret til el, damp eller varme. Ofte vil der være tab således, at den direkte energi er mindre end energien i brændslet. Termisk energi og transport energi Termisk energi er varme eller damp fra fyringsanlæg. Transportenergi er mekanisk energi fra motorer. Til produktion af termisk energi og transportenergi indgår den primære energi, selve forbrændingen, tab ved forbrændingen og tab ved brug af energien. Tabet ved forbrænding udgør typisk 10-30% for fyr og 50-85 % for motorer. Eksempel: En el-motor med akseleffekten 7,5 kW leverer på en time energimængden 7,5kWh = 27 MJ. Med en virkningsgrad på f.eks. 86% skal motoren bruge 31,5 MJ elektrisk energi direkte fra nettet. Med et konverteringstab ved el-produktion på 65% skal el-værket bruge 90 MJ brændsel (kul, olie, naturgas) for at producere 31,5 MJ el. Udvinding og raffinering af denne brændselsmængde koster ca. 10% svarende til 10 MJ. I alt skal der bruges 100 MJ primær energi til drift af motoren. Energien i det indfyrede brændsel måles f.eks. i MJ eller undertiden i kWh eller angives som direkte brændselsforbrug i f.eks. kg, liter eller m3. Den leverede (direkte) energi måles i f.eks. MJ eller kWh. Elektrisk energi kommer fra fossile brændsler, uran og biobrændsler. Dertil kommer sol, vind eller vand. I elektrisk energi produceret fra brændsler indgår de samme processer og tab, som er nævnt ovenfor. Desuden er der tab ved levering af el fra kraftværk til forbruger. I forhold til energien i brændslet er det samlede tab ved produktion og levering af elenergi typisk 60-70%. Det er således kun ca. 1/3 af den primære energi, der kan tappes som el af forbrugerne. Brændselsenergien indfyret i kraftværket måles f.eks. i TJ (1012 J) eller tons. Den producerede og direkte anvendte elenergi angives normalt i kWh eller GWh (109 Wh). 5.4 Hvordan håndteres kemikalierMan prøver bl.a. at skabe et overblik over om der i produktets livsforløb forekommer kemikalier, der i forvejen betragtes som farlige af myndighederne. Men alle kemikalier er i princippet farlige, hvis man udsættes for tilstrækkelig stor mængde af stoffet. Hvilke miljøeffektyper påvirkes? De fleste miljøeffekttyper, som vurderes i LCA påvirkes kun af et begrænset antal kemikalier. Dette gælder drivhuseffekt, stratosfærisk ozonnedbrydning, forsuring, næringssaltbelastning samt fotokemisk ozondannelse. De kemikalier og kemikaliegrupper, som bidrager til disse effekttyper, er listet f.eks. i UMIP-metode bogen (Wenzel et al., 1996) og hvert enkelt stofs bidrag til miljøeffekterne er allerede vurderet. Der er dog også miljøeffekttyper, forårsaget af kemikalier, som ikke er helt så lette at have med at gøre. Det er økotoksicitet og toksicitet over for mennesker. De største bidrag til de nævnte effekttyper stammer fra energiproduktionen. I et livscyklustjek (efter MEKA-princippet) er disse effekttyper således allerede delvis repræsenteret ved energiforbruget. I de mere detaljerede miljøvurderinger beregnes det specifikke produktsystems bidrag til de enkelte miljøeffekttyper automatisk af PC-værktøjet på baggrund af allerede udførte vurderinger af stofferne. Trinsvis vurdering af giftighed for mennesker og miljø Den væsentligste grund til, at effekttyperne økotoksicitet og toksicitet er svære at håndtere er, at alle stoffer i princippet er giftige, hvis man udsættes for en tilstrækkelig stor mængde af stoffet. Det er altså ikke muligt at lave en liste over stoffer, som er giftige eller på forhånd at vurdere alle stoffers bidrag til miljøeffekttypen ligesom det er for de øvrige miljøeffekttyper. Når det gælder økotoksicitet og toksicitet overfor mennesker foretages vurderingen af kemikalier i en mere eller mindre trinvis fremgangsmåde afhængig af dybden af LCA’en (fra MEKA til detaljeret). I første trin, hvor der skaffes et overblik over produktets miljøbelastninger i livsforløbet ved hjælp af et livcyklustjek er det af hensyn til tidsforbruget ikke rimeligt at gå i dybden med kemikalievurderingen. Her skaffes, på baggrund af de oplysninger som er tilgængelige, overblik over om der i livsforløbet for produktet forekommer kemikalier, der i forvejen betragtes som farlige af myndigheder. Det primære formål med vurdering af kemikalierne på dette niveau er at sikre, at der ikke overses væsentlige miljø- og sundhedspåvirkninger. Mange af kemikalierne anvendes i produktionen og vil sandsynligvis primært forårsage risici i arbejdsmiljøet. Næste trin afhænger af det aktuelle behov. Anvendes eller udledes f.eks. store mængder af specifikke kemikalier. som bør vurderes nærmere eller er der helt andre parametre i produktets livsforløb som der skal fokuseres på? Vurdering af kemiske stoffer skal foretages af eksperter Derefter modelleres produktets livsforløb i flere detaljer ved hjælp af et PC-værktøj. For en række af normalt forekommende emissioner samt for emissioner, som er blevet vurderet i forbindelse med tidligere projekter i UMIP-regi er de kemikalier som optræder allerede vurderet. Men en lang række af kemiske stoffer er endnu ikke blevet vurderet. Hvis disse kemiske stoffer skal bidrage til produktets samlede bidrag til effekttypen skal de vurderes således, at de kan indgår i beregningerne.
|
.gif)
