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

Ressourceeffektivitet - forslag til definition samt praktiske eksempler på anvendelse af begrebet

2 Metodegrundlag

• 2.1 Introduktion
• 2.2 Identifikation af produkt og livsforløb
• 2.3 Kortlægning
  • 2.3.1 Fokus på indgående strømme
  • 2.3.2 Afgrænsning og forudsætninger
  • 2.3.3 Former for opgørelse
• 2.4 Ressourceeffektivitet
  • 2.4.1 Materialeforbrug, produktion og brug
  • 2.4.2 Materialeforbrug, produktion, brug og bortskaffelse
  • 2.4.3 Materialeforbrug, hele livscyklus
  • 2.4.4 Ressourceforbrug, materialer
  • 2.4.5 Ressourceforbrug, materialer og energi
  • 2.4.6 Ressourceforbrug, hele livscyklus
• 2.5 Sammenligning med øvrige opgørelser
  • 2.5.1 Direkte materialeinput
  • 2.5.2 Totalt materialeforbrug

2.1 Introduktion

Set i lyset af et overordnet ønske om at udnytte tilgængelige ressourcer bedst muligt er det væsentligt at kunne opgøre ressourceeffektiviteten for et produkt.

Overordnet defineres ressourceeffektivitet som:

Ressourceeffektivitet = ressourcer i produktet/samlet ressourceforbrug

Med ressourcer i produktet menes her den mængde materialer, produktet består af. Det kan fx være en plastkop af 100 gram PE eller en vinduesramme af 1 kg aluminium.

Opgørelse af ressourceforbruget sker ud fra livscyklusprincipper. Effektiviteten i udnyttelsen af ressourcer til et givet produkt eller aktivitet vurderes ud fra nøgletallene:

• Materialer i produktet
• Samlet forbrug af materialer, hjælpestoffer og energi i hele livsforløbet
• Tab af materialer i form af affald for hver livscyklusfase
• Genvundet materiale og energi

I denne sammenhæng opfattes materialer og energi som ressourcer. Sammenhængen mellem de nævnte størrelser kan illustreres ved følgende

Det at opstille en definition af begrebet ressourceeffektivitet ud fra livscyklusprincipper og afprøve brugen af definitionen har to overordnede formål:

• Det første er at opstille klare og anvendelige definitioner for begrebet, få klarhed over begrænsninger og forudsætninger samt afdække databehovet.
   
• Det andet er at afprøve de opstillede begreber og skabe klarhed over, hvilke definitioner der kan give de ønskede opgørelser af ressourceudnyttelsen i konkrete praktiske situationer.

Disse mål er nået gennem opstilling og afprøvning af en række eksempler. En diskussion af dette findes i rapportens kapitel 8.

Generelle anvisninger på, hvordan og i hvilke situationer begrebet kan anvendes, er anført sidst i dette kapitel og kommenteret under de respektive eksempler i kapitlerne 3 til 7.

I nærværende projekt er taget udgangspunkt i principperne for livscyklusvurdering efter UMIP-metoden, som er beskrevet i ”Miljøvurdering af produkter” (Wenzel et al., 1996) og i Pommer et al., 2001. Den forenklede metode er blandt andet baseret på, at der fokuseres på indgående strømme i produktets livsforløb.

2.2 Identifikation af produkt og livsforløb

Da begrebet ressourceeffektivitet er forankret i en livscyklustankegang, er det nødvendigt at dreje tilgangen fra en proces- og industrivinkel til en mere produktorienteret tilgang.

De udvalgte industribrancher er:

• Farmaceutiske virksomheder
• Montage og fremstilling af elektriske komponenter uden serieproduktion
• Møbelfremstilling
• Galvanisk overfladebehandling
• Brug af køle/smøremidler

For de tre første brancher er det muligt at udpege repræsentative produkter og opstille et livsforløb for disse.

De to sidstnævnte brancher repræsenterer processer/aktiviteter, og her er det nødvendigt at opstille en del afgrænsninger og tillempninger for at anskue disse ud fra en livscyklustankegang.

Som udgangspunkt søges det at vurdere produktet ud fra hele dets livscyklus –fra råstofferne udvindes og til affald og restprodukter genbruges eller slutdisponeres. Dette princip, der direkte kan anvendes inden for de tre første industriområder, er vist i figur 2.1.

I relation til figur 2.1 vil der blive lagt vægt på fremstilling af råstoffer og produktionen, hvor der fokuseres på forbrug af ressourcer og fremkomsten af affald. Betegnelsen "Råstoffer" dækker i denne rapport over råstofudvinding og råvarefremstilling.

Brugsfasen anses kun for væsentlig, når der er et betydeligt materiale- eller energiforbrug. Ved bortskaffelsen, herunder forstås affaldsbehandling og/eller nyttiggørelse, fokuseres der på, om der almindeligvis fremkommer genanvendelige materialer.

Galvanisk overfladebehandling og brugen af køle/smøremidler kan ikke uden videre gå ind under principperne vist i figur 2.2, da der her er tale om processer, der påvirker et eller flere produkter. Den principielle angrebsvinkel, der her ligger til grund er vist i figur 2.2.

Produktet, som det opfattes i figur 2.2, er en given mængde behandlet emne. Den mængde energi og de materialer, der medgår, kortlægges ligesom der ses på, hvordan materialer og hjælpestoffer er fremstillet. I det omfang det er muligt, gås der helt tilbage i livscyklus.

Affaldsstrømmene fra processen, som de fremkommer i figur 2.2, kortlægges i forhold til de aktuelle forhold, og det vurderes, om der sker en genvinding af materialestrømmene.

Figur 2.1 Principskitse for produkter set i et livscyklusperspektiv

* Fremstilling af materialer og hjælpestoffer omfatter her materiale- og energiforbrug til udvinding, forarbejdning samt fremstilling herunder også de tab, der sker i form af affald.

Figur 2.2 Livscyklusperspektiv for processer

Fastlæggelse af en produktenhed er foretaget uafhængigt af hinanden inden for de 5 industrigrene.

• Inden for det farmaceutiske område er der taget udgangspunkt i formulering (blanding) og pakning af 1 ton medicinalprodukt.
• Inden for elektriske komponenter er der taget udgangspunkt i et printkort og en transformer.
• Inden for møbelområdet er der taget udgangspunkt i produktion af 1 ton møbler baseret på dansk gennemsnitsproduktion for branchen.
• Inden for galvanisk overfladebehandling er der taget udgangspunkt i behandling af henholdsvis 1.000 m² overflade og 1 ton gods ud fra en gennemsnitlig betragtning af danske aktiviteter på området.
• Brugen af køle/smøremidler tager udgangspunkt i skærende og spåntagende bearbejdning. Her er ”produktet” defineret som 1 ton fjernet materiale svarende til 1 ton spåner ud fra en gennemsnitlig betragtning af danske aktiviteter på området.

2.3 Kortlægning

2.3.1 Fokus på indgående strømme

Den overordnede definition af ressourceeffektivitet tager udgangspunkt i forholdet mellem materialer i produktet og det samlede forbrug af ressourcer, hvilket begge er indgående strømme. Principper og data fra den forenklede metode i Pommer et al., 2001 anvendes derfor.

Det principielle livsforløb med fokus på ressourceeffektivitet kan illustreres som vist i Figur 2.3. Begrebet Materialer i Figur 2.3 omfatter alle råvarer og materialer, der medgår til produktion af produktet.

Figur 2.3 Livsforløb med fokus på ressourceforbrug

Affaldsstrømmene fremgår ikke af Figur 2.3, da affaldsmængderne beregnes indirekte ud fra antagelsen om at "Forbrug" - "Materialer i produktet" = "Affald".

En kortlægning kan illustreres ved følgende eksempel. Eksemplet er forenklet med henblik på at illustrere de væsentligste forhold. Der er ikke anvendt eksakte data, og eksemplet kan ikke anvendes i praksis.

En vinduesramme består af aluminium. Vinduesrammen vejer 1 kg og defineres her som produktet. Kortlægningen er illustreret i Figur 2.4. Af figuren fremgår det, at der anvendes 3 kg råstoffer til fremstilling af 1,1 kg aluminium. Af de 3 kg materialer, der indgår i udvinding og raffinering, bliver de 1,9 kg til affald. Under produktionen af vinduet fremkommer 0,1 kg affald, der i dette eksempel ikke kan genanvendes. De kasserede vinduer indsamles og oparbejdes. Ved oparbejdningen kan 75% udnyttes, resten bliver til affald.

Figur 2.4 Eksempel på kortlægning af livsforløbet for en vinduesramme af aluminium

2.3.2 Afgrænsning og forudsætninger

2.3.2.1 Materialer

Materialeforbruget til produktionsvirksomheden er opgjort i mængde og type af materiale i forhold til en given mængde produceret produkt.

For de væsentligste materialer, der anvendes i et produkt, er det søgt at opgøre råstofforbruget. Det drejer sig fx om malm til fremstilling af metaller, skovet træ til træplanker eller råolie og naturgas til fremstilling af basisplast.

For især kemikalier, der anvendes enten som hovedmaterialer (fx den farmaceutiske industri) eller som hjælpestoffer (fx lak til møbler eller glasmidler ved galvanisk overfladebehandling), er det ikke muligt at opgøre forbruget af råstoffer og energi, da der ikke foreligger relevante data. I stedet er der anvendt estimater baseret på oplysninger om lignende kemikalietyper.

2.3.2.2 Energi

Energiforbruget i produktionsfase, ved brug og bortskaffelse er kortlagt med hensyn til mængde og energitype (kWh, kg olie, m³ naturgas). Alle energiforbrug omregnes til den fælles enhed primær energi, hvor der er taget hensyn til energitab ved omdannelse til el eller varme.

Energiforbruget i råstoffasen er baseret på LCA-data fra Pommer et al., 2001.

Ved opstilling af en energibalance i en miljøvurdering medtages altid energiindholdet (brændværdien) af materialer. Dette gøres, for at der kan opnås balance i energiregnskabet, hvis materialet bortskaffes ved forbrænding, hvor energiindholdet omsættes til forbrændingsvarme, der udnyttes.

2.3.2.3 Godskrivning

Materialer, der bliver genvundet ved indsamling og oparbejdning, opgøres og modregnes i materialeforbruget. Afhængig af de pågældende materiale vurderes indsamlingseffektivitet og tab ved oparbejdning.

Udvundne materialer, der er af samme kvalitet som de oprindelige, modregnes direkte. Er der en kvalitetsmæssig forskel på fx nyt og oparbejdet kobber, skal kvalitetsforringelsen vurderes, inden der kan ske en modregning. I miljøvurderinger anvendes forskellige principper for modregning afhængig af, hvilke materialetyper det drejer sig om, og hvilken kvalitetsmæssig vurdering det er muligt at foretage.

Ved affaldsforbrænding udvikles energi. Udvundet energi, der kan anvendes, modregnes direkte i det samlede energiforbrug. Ved affaldsforbrænding regnes materialet som tab. Affald fra forbrændingsprocessen opgøres ikke, da det er en udgående strøm.

2.3.2.4 Øvrige forhold

Ovenfor er nævnt de væsentligste afgrænsninger og forudsætninger. Generelt følges principperne i Pommer et al., 2001, hvor der fx er redegjort for, hvorledes energi opgøres og omregnes.

2.3.3 Former for opgørelse

Kortlægningen følger LCA-principper og medtager alle materialeforbrug – fra råstoffer udvindes, indirekte materialeforbrug til fx transport eller som proceshjælpemidler til produktet bortskaffes ved affaldsbehandling eller oparbejdning.

Kortlægningens resultater præsenteres på to former. Først gives resultaterne af kortlægningen som en opgørelse af materiale- og energiforbrug. Dernæst fortages en omregning af mængdeopgørelserne, hvor omregningen omfatter en skalering baseret på ressourcebelastningen.

2.3.3.1 Opgørelse af materialeforbrug

I den direkte opgørelse af materialeforbrug opgøres hvert betydende materiale med mængde og art. Energiforbruget opgøres i MJ primær energi. Vandforbruget opgøres særskilt.

2.3.3.2 En vurderet opgørelse

For hvert af de væsentlige materialer er der sket en omregning fra materialeforbrug til forbrug af råstoffer – en ”vurderet opgørelse”.

Omregningen til en ”vurderet opgørelse” er baseret på UMIP-metodens begreb vægtet opgørelse. Princippet i UMIP-metoden på dette punkt er, at alle materialer er tilegnet en faktor, der udtrykker knapheden af den ressource, som materialet fremstilles ud fra. Knapheden er baseret på kendt forsyningshorisont og årligt forbrug. En vurderet opgørelse angives med enheden Person-Reserver (PR), og faktoren har enheden PR/kg.

For et givet materialeforbrug, der indgår i produktionsprocessen, kan man således indregne råvarefasen, da dette ligger i den nævnte faktor. Eksempelvis fremstilles plast ud fra ressourcerne råolie og naturgas. Når mængden og typen af plast er kendt, kan ressourceforbruget direkte beregnes. Efter UMIP-metoden medtages alle ressourceforbrug, også de indirekte forbrug til fx transport.

Fordelen ved at foretage denne omregning er dels, at man kan se, hvilke råstoffer der er knappe og derfor problematiske at bruge, og at forskellige råstofforbrug og energiforbrug kan lægges sammen.

Ofte anvendes enheden mPR i stedet for PR. Enheden mPR står for milli-Person-Reserver og er kun en operationel omregning for at kunne arbejde med passende talstørrelser.

Inden for metallerne er der meget stor forskel på de kendte reserver i verden og det årlige forbrug. Eksempelvis svarer 1 kg aluminium til 1,5 mPR og 1 kg jern til 0,08 mPR. Tallene for mPR viser, at aluminium er en mere knap ressource end jern, og at det i en miljømæssig sammenhæng er mere problematisk at anvende aluminium end jern, hvis metallet ikke genanvendes. Ressourceforbruget opgjort i mPR kan variere meget og ligger almindeligvis fra 0,001 mPR til 1.000 mPR pr. kg materiale.

Alle fornyelige ressourcer vil indgå med 0 i opgørelsen af mPR ud fra betragtningen om, at der ikke vil være knaphed på disse ressourcer. Vand betragtes i UMIP-metoden som en fornyelig ressource.

2.3.3.3 Datagrundlag

I Pommer et al., 2001 og i UMIP-værktøjet findes en række data for de mest almindelige materialer. Disse data er indsamlet under UMIP-projektet (Wenzel et al., 1996) suppleret med visse opdateringer. Den væsentligste tabel i denne forbindelse er Håndbogens tabel B.1, der giver oplysninger om det samlede ressourceforbrug inklusive indirekte forbrug, der er medgået fra råstofudvinding og til materialet kan anvendes på en produktionsvirksomhed.

De øvrige tabeller i Håndbogen giver oplysninger om energiforbrug ved udvinding, energiindhold i materialet og energiforbrug ved udvalgte processer.

Anvendelse af disse tabeller gør, at det ikke er nødvendigt at kortlægge materialets første livscyklustrin – råvarefasen.

2.3.3.4 Et eksempel

Fra eksemplet vist i Figur 2.4 kan det ses, at for at producere 1 kg vinduesramme (1 kg produkt) anvendes 1,1 kg materialer, som medfører et forbrug på 3 kg råstoffer. Ressourceeffektiviteten baseret på materialeforbrug kan således direkte udregnes i procent. Der regnes med, at 75% af materialet i vinduesrammen efter oparbejdning kan anvendes til samme eller andre formål. Nettoforbruget er således 0,25 kg + 0,1 kg (tab ved produktion) = 0,35 kg. Med udgangspunkt i nettoforbruget skal der bruges 0,35kg/1kg × 3 kg råstoffer = 1,05 kg råstoffer.

Omregnes data fra Figur 2.4 til en vurderet opgørelse haves, at materialeindholdet i vinduesrammen (produktet) udgør 1 kg × 1,5 mPR/kg = 1,5 mPR. Det samlede materialeforbrug er på 1,1 kg og udgør derfor 1,1 × 1,5 mPR/kg = 1,65 mPR. Energiforbruget medtages her. Der forbruges 170 MJ/kg til udvinding af 1 kg aluminium og 30 MJ i produktionen, hvilket svarer til 200 MJ/kg. For 1,1 kg svarer dette til 220 MJ/kg. Omregnes dette energiforbrug til forbrug af energiressourcer, svarer det til 220MJ / 1.025 MJ/mPR råolie = 0,21 mPR råolie. Det samlede ressourceforbrug til fremstilling af vinduesrammen er derfor 1,65 mPR + 0,21 mPR = 1,86 mPR i forhold til ressourceindholdet i produktet på 1,5 mPR.

Kortlægningen giver således mulighed for at opstille tal for ressourceindholdet i produktet og det samlede ressourceforbrug til brug for beregning af ressourceeffektiviteten.

2.4 Ressourceeffektivitet

Principielt opgøres ressourceeffektiviteten ud fra ressourcer i produktet i forhold til det samlede ressourceforbrug ved fremstilling af produktet.

Ressourceeffektiviteten kan opgøres på 2 principielt forskellige måder – enten på basis af vægtbaseret materialeforbrug (M) eller på basis af vurderede opgørelser (V).

Effektiviteten opgjort ud fra mængden af materialer i produktet i forhold til det samlede forbrug kan defineres forskelligt afhængig af, hvilke dele af produktets livscyklus der medtages. Her anvendes forkortelserne R, P, B og A/N, der står for:

Alle opstillede forhold mellem indhold i produktet og forbrug udtrykkes i procent.

De tre ressourceeffektiviteter baseret på mængde af materiale omfatter forskellige dele af produktets livscyklus og defineres som:

• M_{mat. P+B}, der betegnes ”Materialeforbrug, produktion og brug” og omfatter materiale i produktet sat i forhold til samlet materialemængde forbrugt ved produktion og brug.
   
• M_{mat. P+B+A/N}, der betegnes ”Materialeforbrug, produktion, brug og bortskaffelse” og omfatter materiale i produktet sat i forhold til samlet materialeforbrug ved produktion, brug, affaldsbehandling og modregnet oparbejdet materiale.
   
• M_{mat. R+P+B+A/N}, der betegnes ”Materialeforbrug, hele livscyklus” og omfatter materiale i produktet sat i forhold til det samlede materialeforbrug i råstoffasen, produktion, brug, affaldsbehandling og modregnet oparbejdet materiale.

De opstillede ressourceeffektiviteter baseret på mængden af materialer har indekset Mmat. for at understrege, at der kun er medtaget forbrug af materialer.

Endnu en definition af materialebaserede ressourceeffektiviteter er defineret:

• M_{mat+energi, R+P+B+A/N}, som betegnes ”Materiale- og energiforbrug, hele livscyklus” og omfatter materiale i produktet sat i forhold til det samlede materiale- og energiforbrug i råstoffasen, produktion, brug, affaldsbehandling og modregnet oparbejdet materiale samt genvundet energi.

M_{mat+energi, R+P+B+O/A} er relevant for produkter, hvor der i brugsfasen er et stort energiforbrug. Energiforbruget medtages ved at omregne energiforbruget i MJ til mængden af energiråstoffer, som er forbrugt ved produktionen af energien. Mængden af forbrugte materialer og energiråstoffer kan så lægges sammen.

De vurderede opgørelser af ressourceeffektivitet (V) giver mulighed for at alene at medtage materialeforbruget eller at opgøre materialeforbrug og energiforbrug under et.

I opgørelsesmetoden ligger der, at ressourceforbruget i råvarefasen beregnes ud fra materialemængden, som går ind i produktionsfasen, ganget med en knaphedsfaktor. Dette betyder, at råvarefasen i den vurderede opgørelse ikke behøver at blive kortlagt. Ressourceforbruget til selve materialet og hjælpestoffer er indregnet i faktoren.

De tre ressourceeffektiviteter baseret på vurderede opgørelser omfatter forskellige dele af livscyklus og er defineret som:

• V_{mat., R+P+B}, som betegnes ”Ressourceforbrug, materialer” og omfatter en vurderet opgørelse af materialemængden i produktet sat i forhold til en vurderet opgørelse af materialeforbruget i råvarefase, ved produktion og ved brug.
   
• V_{mat.+energi, R+P+B}, som betegnes ”Ressourceforbrug, materialer og energi” og omfatter en vurderet opgørelse af materialemængden i produktet sat i forhold til en vurderet opgørelse af materiale- og energiforbrug i råvarefase, ved produktion og ved brug.
   
• V_{mat.+energi, R+P+B+A/N}, som betegnes ”Ressourceforbrug, hele livscyklus” og således en vurderet opgørelse af materialemængden i produktet sat i forhold til en vurderet opgørelse af materiale- og energiforbrug i råvarefase, ved produktion og brug samt ved affaldsbehandling og modregnet oparbejdet materiale samt genvundet energi.

Kendes materialeforbruget til produktionen, kan råstofforbruget direkte slås op i tabeller angivet i mPR pr. kg materiale for almindeligt kendte materialer. I nærværende projekt er anvendt tabeller fra Pommer et al., 2001.

For begge typer af opstillede ressourceeffektiviteter (M/V) gælder det, at for de effektiviteter, hvor oparbejdning ikke indgår, vil den beregnede effektivitet ligge på mellem 0 og 100%.

For de ressourceeffektiviteter (både M og V), hvor oparbejdning indgår, kan den beregnede effektivitet blive over 100%. Procenten bliver over 100, når forbrugt materiale minus oparbejdet materiale udgør en mindre mængde end den mængde, der indgår i produktet.

Disse former for beregning af ressourceeffektivitet er defineret i det følgende og illustreret med et eksempel.

2.4.1 Materialeforbrug, produktion og brug

I forhold til en livscyklusbetragtning er det, der er medtaget i definitionen af

M_{mat. P+B} illustreret i figur 2.5. Det, der er angivet med grå skravering i figuren, er medtaget.

Figur 2.5 Materialestrømme i begrebet M_{mat. P+B}, Materialeforbrug, produktion og brug

De fleste produktionsvirksomheder har kendskab til, hvorledes deres produkter skal bruges, og en beregning af M_{mat. P+B} vil fx kunne anvendes af en virksomhed, der ønsker at sammenligne sig med andre lignende virksomheder eller ønsker at vurdere en produktionsændring.

Ressourceeffektiviteten på materialeniveau tager udgangspunkt i opgjorte vægtenheder og defineres alene ud fra materialeopgørelsen som:

Mængden af materialer i produktet vil være 1 kg eller 1 ton. Det samlede materialeforbrug vil være materialeforbruget i produktionsfasen og eventuelt brugsfasen. Hjælpestoffer vil være taget med, hvor det er relevant.

Hvor det er relevant, kan forbruget af vand og energi sættes i forhold til materialer i produktet. For strømforbrugende apparater vil brugsfasen have meget stor betydning. Energi udviklet ved fx forbrænding vil blive opgjort særskilt i energiopgørelsen, hvis den udviklede energi erstatter andre energiforbrug.

Eksempelvis er vandforbruget i gennemsnit 80 m³ pr. ton farmaceutisk produkt, og tilsvarende er det primære energiforbrug til 1260 GJ pr. ton farmaceutisk produkt.

I kortlægningen af vinduesrammen (figur 2.4) er det vist, at produktet indeholder 1 kg materialer, og at materialeforbruget ved produktionen er 1,1 kg. Effektiviteten kan derfor beregnes til:

M_{mat. P+B} = 1 kg / 1,1 kg × 100% = 91 %

2.4.2 Materialeforbrug, produktion, brug og bortskaffelse

For en række produkter er det væsentligt at se på affaldsbortskaffelsen og mulighederne for at genanvende oparbejdede produkter. I definitionen af M_{mat. P+B+A/N} ligger en modregning af genanvendte materialer fra produktets produktions-, brugs- og affaldsfase, hvis det er almindeligt. Dette er illustreret i figur 2.6.

Figur 2.6 Materialestrømme i begrebet M_{mat. P+B+A/N} , Materialeforbrug, produktion, brug og bortskaffelse

En beregning af M_{mat. P+B+A/N} i forhold til M_{mat. P+B} viser, hvilken betydning oparbejdning af kasserede produkter og genanvendelse af materialer har for et givet produkt.

Beregning af ressourceeffektiviteten M_{mat. P+B+A/N} er også relevant for andre end virksomheder. For produktionsvirksomheder kan beregningen fx anvendes i forbindelse med produktændringer, der fører til bedre genanvendelsesmuligheder.

For andre, der ønsker at sammenligne genanvendelsesmulighederne inden for en produktgruppe eller sammenligne genanvendelsesmulighederne for forskellige produktgrupper, kan forskellen mellem Mmat. P+B+A/N og M_{mat. P+B} give en god indikation.

Ressourceforbruget kan så defineres som:

Ressourceeffektiviteten baseret på det samlede materialeforbrug vil altid være en procent mellem 1 og 100. Ressourceeffektiviteten baseret på nettoforbruget af materialer kan være en procent over 100.

I kortlægningen af vinduesrammen i Figur 2.4 er det vist, at 0,75 kg af materialet i vinduesrammen efter oparbejdning kan anvendes til samme eller andre formål. Nettoforbruget af materialer er således 1,1 kg – 0,75 kg = 0,35 kg. Effektiviteten kan derfor beregnes til:

M_{mat. P+B+A/N} = 1 kg / 0,35 kg × 100% = 286%

I nærværende eksempel er det antaget, at oparbejdet aluminium er af samme kvalitet som det, der bruges til fremstilling af produktet, og der kan ske en direkte modregning. I andre tilfælde vil oparbejdet materiale ikke have den samme kvalitet – fx aluminium anvendt til elektromotorer – og her må så foretages en vurdering af det oparbejdede materiales "værdi" i forhold til nyt materiale.

2.4.3 Materialeforbrug, hele livscyklus

I forbindelse med udvinding og oparbejdning af råstoffer til materialer ligger ofte store tab af materialer. Dette er illustreret i opgørelsen af M_{mat. R+P+B+A/N} , hvor hele produktets livscyklus er medtaget. Grafisk er det illustreret i figur 2.7.

Figur 2.7 Materialestrømme i begrebet M_{mat. R+P+B+A/N} , Materialeforbrug, hele livscyklus

En beregning af M_{mat. R+P+B+A/N} udtrykker det samlede forbrug af materialer i forhold til det fremstillede produkt og vil ud fra en livscyklustankegang være den mest korrekte definition at anvende.

Den vil dog for nogen være abstrakt, da det at tænke på forskellige materialers tilblivelse ikke altid er lige let. Samtidig er data for råvarefasen ikke umiddelbart tilgængelige. Råvarefasen kan dække over en række produktionsprocesser. Det gælder især for kemiske produkter, og her vil det være en meget omfattende opgave at gennemføre en opgørelse af materialeforbrug.

Såfremt det er muligt at kortlægge råvarefasen for et konkret produkt eller en produkttype, vil det give et godt billede af, hvilke materialer der kræver mange råstoffer at fremstille, og hvilke der kræver få.

I de to ovenstående definitioner er ikke medtaget det første led i livscyklus, råstofudvindingen. Medtages dette for nettoforbruget af materialer, kan denne ressourceeffektivitet defineres som:

Da der typisk bruges flere kg råstof til fremstilling af 1 kg materiale, kan M_{mat. R+P+B+A/N} udtrykt i procent blive et meget lille tal, hvis der ikke er nogen genanvendelse af materialer.

I kortlægningen af vinduesrammen i Figur 2.4 er det vist, at der til produktion af 1,1 kg materialer medgår en råstofmængde på 3 kg. Nettoforbruget er forbrug i produktionen - oparbejdet materiale svarende til 1,1 kg - 0,75 kg = 0,35 kg. Til at fremstille 1 kg produkt skal der tages 3 kg råstoffer i arbejde. Nettomængden af råstoffer udgør derfor 0,35 kg materiale × 3 kg råstoffer/kg materiale = 1,05 kg råstoffer. Effektiviteten kan derfor beregnes til:

M_{mat. R+P+B+A/N} = 1kg / 1,05 × 100 % = 95 %

Uden genanvendelse ville effektiviteten være 1 kg / 3 kg 100% = 33%.

2.4.4 Ressourceforbrug, materialer

I den vurderede opgørelse V_{mat., R+P+B} er alle materialeforbrug skaleret med en faktor, der udtrykker knapheden for de råstoffer, som materialet er fremstillet af.

I definitionen af V_{mat., R+P+B} er medtaget materialeforbrug i råvarefasen, i produktionsfasen og brugsfasen som illustreret i figur 2.8.

Figur 2.8 Ressourceforbrug baseret på begrebet V_{mat., R+P+B} , Ressourceforbrug, materialer

Det at opgøre materialeindholdet i produktet i mPR giver en indikation af, om et givet produkt indeholder få eller mange knappe ressourcer. Man får et sam-let tal for ressourceforbruget, men under beregningen er det relativt let at se, hvilke materialer der betyder mest i opgørelsen. Dette er illustreret i eksemplerne i kapitel 3 til 7.

Ønsker en virksomhed at forbedre sin produktion og indlægge betragtninger om bæredygtighed, kan en beregning af V_{mat., R+P+B} bruges til at indikere, hvilke materialer man skal prioritere at bruge mindst af.

Overordnet kan V_{mat., R+P+B} ligeledes bruges til at skabe klarhed over, inden for hvilke produktgrupper der anvendes væsentlige mængder af knappe ressourcer.

En vurderet opgørelse af materialer vil resultere i ressourceeffektiviteten defineret som:

Et stort vandforbrug vil ikke kunne ses i den vurderede opgørelse, da ressourcen vand er defineret som 0 mPR.

I kortlægningen af vinduesrammen i Figur 2.4 består produktet af 1 kg aluminium. Materialeforbruget kan direkte omregnes til råstofforbrug opgjort i mPR ved at gange med knaphedsfaktoren 1,5 mPR/kg, da denne rummer en opgørelse og vurdering af de råstoffer, der indgår i udvinding og forarbejdning af materialet – her aluminium. Faktoren 1,5 mPR/kg er slået op i tabel B.1 i Pommer et al., 2001 og er givet i forhold til den mængde materiale, som en produktionsvirksomhed anvender.

Materialemængden i produktet vurderet er lig 1 kg × 1,5 mPR/kg = 1,5 mPR. Det samlede materialeforbrug vurderet er 1,1 kg × 1,5 mPR/kg = 1,65 mPR. Effektiviteten kan derfor beregnes til:

V_{mat., R+P+B} = 1,5 mPR / 1,65 mPR × 100% = 91 %

Der skal gøres opmærksom på, at det er den samme procent, der er beregnet her, som er vist for M_{mat. P+B}. Det vil kun være tilfældet, hvor et produkt består af et materiale. For andre situationer, hvor der er tale om to eller flere materialer, vil de to beregninger vise forskellige resultater.

2.4.5 Ressourceforbrug, materialer og energi

Ofte betragtes materiale- og energiforbrug under et, da et energiforbrug kræver forbrug af energiressourcer i form af kul og olie til fremstilling af el og varme. For nogle materialer er der et stort energiforbrug ved udvinding og bearbejdning og for andre et mindre.

Ressourceeffektiviteten V_{mat.+energi, R+P+B} viser det samlede energi- og materialeforbrug i råvarefase, ved produktion og brug i forhold til materialeindholdet i produktet og er illustreret i figur 2.9.

Figur 2.9 Ressourceforbrug baseret på materialer og energi i begrebet V_{mat.+energi, R+P+B} , Ressourceforbrug, materialer og energi

Ved en sammenligning af Vmat, R+P+B og V_{mat.+energi, R+P+B} kan man se energiforbrugets betydning i forhold til materialeforbruget ud fra en knaphedsvurdering.

For energiforbrugende produkter kan en sådan sammenligning fx anvendes til at indikere, om et øget materialeforbrug kan forsvares ved en optimering af energiforbruget.

Ressourceeffektiviteten for det totale ressourceforbrug – materialer og energi defineres som:

Energiforbruget omregnes til forbrug af energiressourcer, udtrykkes i mPR og indgår i den samlede ressourceopgørelse. Valget af energiressource vil blive afgørende herfor. Det er almindeligt at anvende olie som udgangspunkt, da denne energiressource betragtes som en marginal ressource de fleste steder i Europa. I andre sammenhænge, når den aktuelle energikilde kendes, fx kul, kan denne anvendes i beregningen.

I kortlægningen af vinduesrammen i Figur 2.4 er der et primært energiforbrug ved udvinding på 170 MJ/kg aluminium og et energiforbrug ved produktion på 30 MJ/kg aluminium. Materialeforbruget er 1,1 kg og det samlede energiforbrug er derfor 1,1 kg × (170 MJ/kg + 30MJ/kg) = 220 MJ.

Antages det, at energiforbruget er baseret på forbrug af olie, kan forbruget af ressourcen olie beregnes ud fra, at 1.025 MJ svarer til 1 mPR (Pommer et al., 2001). Ressourceforbruget til energi er derfor 220 MJ / 1.025 MJ/mPR = 0,21 mPR. Det samlede materiale- og energiforbrug er således 1,65 mPR + 0,21 mPR = 1,86 mPR.

Effektiviteten kan beregnes til:

V_{mat.+energi, R+P+B} = 1,5 mPR / 1,86 mPR × 100% = 81 %

Den beregnede V_mat.R+P+B er på 91%, mens V_{mat.+energi, R+P+B} er på 81%. Energiforbruget udgør 11% (0,21/1,86 × 100) af det samlede ressourceforbrug.

2.4.6 Ressourceforbrug, hele livscyklus

Beregning af V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} omfatter hele produktets livscyklus og medtager således materialer, der kan genvindes og udviklet energi, der kan nyttiggøres.

Figur 2.10 Samlet ressourceforbrug inkl. genvinding og nyttiggørelse, V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} , Ressourceforbrug, hele livscyklus

En sammenligning mellem V_{mat.+energi, R+P+B} og V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} illustrerer betydningen af genvundne materialer og nyttiggørelse af energi ud fra en knaphedsbetragtning.

Ønsker man at fokusere på knappe ressourcer og hele produktets livsforløb, kan V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} bruges til at sammenligne forskellige produkter.

Overordnet set må en ressourceeffektivitet beregnet som V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} være at foretrække, da der her både tages hensyn til materialer og energi, herunder genanvendelse og til knaphed af de anvendte ressourcer.

Sker der en genvinding af materialer, især de knappe ressourcer, vil det have stor betydning for ressourceeffektiviteten. Udvundet energi ved forbrænding, der nyttiggøres, vil ligeledes blive modregnet. Ressourceeffektiviteten defineres som:

Ressourceeffektiviteten baseret på det samlede vurderede forbrug vil blive en procent mellem 1 og 100, hvorimod effektiviteten baseret på en nettoopgørelse kan give resultater, der er større end 100.

I kortlægningen af vinduesrammen i Figur 2.4 er nettoforbruget af materialer opgjort til 0,35 kg aluminium (1,1 kg – 0,75 kg) og svarer til 0,53 mPR.

Der medgår energi til udvinding af nettoforbruget af materialer på 170 MJ/kg. Der medgår energi til forarbejdning af 1,1 kg materialer på 30 MJ/kg, og der medgår energi til oparbejdning af 0,75 kg aluminium på 30 MJ/kg.

Det samlede energiforbrug, når der tages hensyn til genvinding, er derfor:

0,35 kg × 170 MJ/kg + 1,1 kg × 30 MJ/kg + 0,75 kg × 30 MJ/kg = 115 MJ

Energiforbruget omregnet til forbrug af olieressourcer udgør 115 MJ / 1.025 MJ/mPR = 0,11 mPR.

Det samlede nettoforbrug af materialer og energi er derfor 0,53 mPR + 0,11 mPR = 0,64 mPR. Ud fra dette kan effektiviteten beregnes til:

V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} = 1,5 mPR / 0,64 mPR × 100% = 234 %.

Af eksemplerne ses, at genanvendelsen har meget stor betydning og ændrer ressourceeffektiviteten fra 81% (V_{mat.+energi, R+P+B}) til 234% (V_{mat.+energi, R+P+B+A/N} ).

2.5 Sammenligning med øvrige opgørelser

Der har været ønske om at sammenligne de opstillede opgørelser og ressourceeffektiviteter med andre lignende opgørelser.

Her er valgt at sammenligne med opgørelser, der tager udgangspunkt i statistiske/økonomiske opgørelser for et land – de såkaldte MFA indikatorer (Material Flow Accounting). Der er nærmere redegjort for disse begreber i projektet ”Udvikling af indikatorsystem for materialestrømme, ressourceforbrug og –effektivitet samt affaldsstrømme” (Andersen KK et al., 2003).

MFA princippet tager udgangspunkt i et lands økonomiske aktiviteter i form af produktion, forbrug og investeringer. I den forbindelse opererer man med to begreber, der er relevante i denne sammenhæng.

• DMI – direkte materialeinput for Danmark
  Tilgangen af materialer udgøres dels af dansk råstofudvinding og af importerede varer.
   
• TMR – totalt materialebehov for Danmark
  Her er medtaget alle indirekte materialestrømme – ubrugte ressourcer fra dansk råstofudvinding og ressourceforbrug knyttet til fremstilling af importerede varer i udlandet.

Hvor der findes opgørelser af DMI og TMR for produktgrupper, er det muligt at sammenligne med nærværende opgørelser baseret på LCA-betragtninger.

Opgørelser baseret på DMI kan sidestilles med opgørelser af materialeforbrug i kg baseret på produktion og brug for en produktgruppe, såfremt dansk råstofproduktion er ubetydelig.

Termen TMR oversættes af Det Europæiske Miljøagentur på dansk til samlet råstofforbrug og defineres som ”TMR udtrykker den samlede masse af primære materialer udvundet af naturen til at understøtte menneskelige aktiviteter. TMR er en meget aggregeret indikator baseret på materialer for en økonomi.” (Egen oversættelse fra engelsk).

I definitionen af TMR nævnes ofte, at der medtages skjulte strømme. Bringezu og Schütz anfører i Technical Report no. 55, at TMR består af alle udvundne ressourcer, der forbruges ved produktets fremstilling og transport, bortset fra luft og vand. Som eksempel angives, at skjulte strømme kan være mineralske materialer, der bliver til overs/fremkommer som affald fra udvinding af metaller eller energi, der bruges ved transport.

I en livscyklusvurdering indgår disse nævnte skjulte strømme. Som eksempel kan nævnes, at der ved udvinding af råstoffer forbruges energi og materialer. Disse er medregnet, og de miljømæssige påvirkninger i form af affald, emissioner, arealpåvirkning m.v. er medregnet i princippet, og hvor det er muligt, i praksis.

Opgørelser baseret på TMR kan sidestilles med opgørelser af materialeforbrug i kg baseret på råstofudvinding, produktion og brug baseret på LCA-principper.

Der findes ikke opgørelser, som kan sammenlignes med dette projekts opgørelser og ressourceeffektiviteter baseret på UMIP-metodens vurderede (vægtede) størrelser.

2.5.1 Direkte materialeinput

Der er udarbejdet en opgørelse af DMI for Danmark for 1997 opgjort for en række forskellige anvendelser (Gravgård Pedersen, 2002). Data herfra vil således være sammenlignelige med nærværende opgørelse i de opstillede eksempler.

2.5.2 Totalt materialeforbrug

Suppleres DMI-opgørelsen med tal for de såkaldte indirekte materialestrømme i ind- og udland, fås indikatoren TMR. Denne indikator er et udtryk for den samlede mængde af materialer i naturen, der på globalt plan påvirkes af den økonomiske aktivitet i landet.

Haves opgørelser af TMR for et produkt eller en snæver industrigren, vil det kunne sidestilles med råstofforbruget opgjort for produktets samlede livscyklus.

Det har dog ikke været muligt at finde data for TMR for afgrænsede produkter, der kan anvendes til sammenligning i nærværende projekt.

På Wuppertal Institute har man arbejdet med begrebet Material Input Per unit Service (MIPS) der omfatter den samlede mængde materialer, der er medgået til at fremstille og anvende et givet produkt. Det er anført i rapporten ”Økologiske rygsække – ressourceeffektivitet, materialestrømme og globalisering” (Christensen et al., 2002), at MIPS kan sidestilles med LCA, hvor MIPS-tilgangens begreb Service Unit modsvarer LCA-metodikkens funktionelle enhed.

Wuppertal Institute har opgjort en række data for forskellige materialer relation til MIPS, hvor materialeforbruget i form af abiotiske og biotiske materialer pr. ton er opgjort (Wuppertal Institute, 1998). Ud fra disse opgørelser er det søgt at sammenligne med nærværende projekts opgørelser.

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

Version 1.0 December 2005, © Miljøstyrelsen.