Eindrapport (2 e versie) VERTROUWELIJK

VOORWOORD Het uitgangspunt van deze studie was het verkrijgen van inzicht in de milieu-impact van een composiet brug, met verschillende grondstoffen. Daarnaast is er ook gekeken naar de verhouding tot bruggen van andere materialen. De uitkomsten stimuleren ons (de betrokken bedrijven en de composietenbranche) om onze producten nog verder te verbeteren. De milieuvoordelen in het onderzoek zijn dusdanig overtuigend dat elke interpretatie van het onderzoek positief uitpakt voor composiet. Door de Bouwdienst Rijkswaterstaat is al eerder een LCA gedaan op een composiet brug in Oosterschelde. Ook hier kwamen vergelijkbare resultaten naar voren in het voordeel van composiet. De resultaten van het onderzoek zijn dusdanig veelbelovend, dat een vervolg onderzoek wenselijk is, zodat er nog meer inzicht komt in de verbetertrajecten voor producten van composiet. Concurrerende branches zullen daar vanzelfsprekend bij betrokken worden, wij hopen op een intensieve samenwerking. Voor de berekening van de impact van de composiet brug hebben we gebruik gemaakt van de werkelijke en volledige gegevens en receptuur. Voor de betonnen en stalen bruggen is daarentegen gebruik gemaakt van vuistregels voor dimensionering in samenspraak met FiberCore en hun partners in de infra. Hierin hebben we getracht reële schattingen te maken van de hoeveelheden gebruikt materiaal. Omdat we niet over gedetailleerde informatie van de stalen en betonnen brug konden beschikken, hebben we besloten om verschillende aspecten niet mee te nemen in voordeel van deze bruggen. Zo is bijvoorbeeld het gebruik van coatings voor de stalen en betonnen brug niet meegenomen in de berekening. De keuze voor de Eco-indicator 99 is gemaakt in overleg met DSM Composite Resins. Een methode specifiek ontwikkeld voor de bouw ligt voor hen niet voor de hand, aangezien zij veel meer markten bedienen. We hebben ook gesignaleerd dat de bouw (en in het kielzog de SenterNovem duurzaam inkopen criteria voor ‘Kunstwerken’) een andere analysemethode gebruikt gebaseerd op de schaduwprijzen voor milieuverontreiniging. Op basis van informatie uit de Handleiding Milieuprestaties Gebouwen en NEN 8006 heeft BECO daarom de resultaten nogmaals geëvalueerd en opgenomen in het rapport. BECO heeft dit gedaan met behulp van de ‘CML 2000 baseline’ die gebruik maakt van een zelfde schaduwprijzensystematiek. Deze evaluatie leidde echter tot de dezelfde conclusies: de glasvezel composietbrug heeft een duidelijk lagere impact dan de betonnen en stalen brug. De resultaten sluiten dus naar verwachting aan bij DuboCalc. We zeggen ‘naar verwachting’ omdat het programma DuboCalc nog niet beschikbaar is gesteld door Rijkswaterstaat. Uiteraard juichen wij een open en transparante markt toe, met de opmerking dat dit naar ons idee ook betekent dat deze markt open moet staan voor nieuwe partijen. Dhr. S. de Jong, directeur FiberCore Europe bv Dhr. B. Drogt, Innovation Manager Composites DSM Composite Resins Mw. D. de Graaf, clustermanager Product & Proces BECO Groep Mw. M. Reijme, Adviseur Team Netwerk Bedrijven SenterNovem Dhr. E. de Ruijter, directeur NRK Rotterdam, juli 2009

LCA COMPOSIETBRUG e

Eindrapport (2 versie) VERTROUWELIJK

Betrokkenen: Ben Drogt Koos van Baarzel Henk Bosch Simon de Jong Jan Peeters Diana de Graaf (projectleider) Lieke van Rossum Mireille Reijme Jacqueline de Waal BECO Groep Vestiging Rotterdam, mei 2009

DSM Composite Resins DSM Composite Resins DSM Composite Resins FiberCore Europe bv FiberCore Europe bv BECO Groep BECO Groep SenterNovem NRK/ VKCN

Eindrapportage LCA Composietbrug, mei 2009

INHOUDSOPGAVE

1

Inleiding ....................................................................................................................................... 1

2

Doel en scope ............................................................................................................................. 2 2.1 Doel ................................................................................................................................... 2 2.2 Functionele eenheid.......................................................................................................... 2 2.3 Scope ................................................................................................................................ 2

3

Levens cyclus Inventarisatie ....................................................................................................... 3 3.1 Realisatie .......................................................................................................................... 3 3.2 Onderhoud ........................................................................................................................ 5 3.3 Afdanking .......................................................................................................................... 5

4

Impact assessment ..................................................................................................................... 7 4.1 Cumulative Energy Demand / Energie-inhoud ................................................................. 7 4.1.1 Cumulative Energy Demand glasvezelcomposietbrug .................................................7 4.1.2 Cumulative Energy Demand koolstofvezelcomposietbrug ...........................................8 4.1.3 Cumulative Energy Demand, vergelijking .....................................................................9 4.2 Carbon foot print ............................................................................................................. 10 4.2.1 Carbon foot print glasvezelcomposietbrug..................................................................10 4.2.2 Carbon foot print koolstofvezelcomposietbrug............................................................11 4.2.3 Carbon footprint, vergelijking ......................................................................................12 4.3 Eco-indicator 99 .............................................................................................................. 13 4.3.1 Eco-indicator 99 glasvezelcomposietbrug ..................................................................13 4.3.2 Eco-indicator 99 koolstofvezelcomposietbrug.............................................................14 4.3.3 Eco-indicator 99, vergelijking ......................................................................................15

5

Andere analyses........................................................................................................................ 16 5.1 NEN 8006........................................................................................................................ 16 5.2 Variaties in levensduur.................................................................................................... 17

6

Conclusies en opmerkingen...................................................................................................... 18

Bijlage I: Afbeeldingen analyseresultaten betonnen brug ................................................................ 20 Bijlage 2: Afbeeldingen analyseresultaten stalen brug..................................................................... 23 Bijlage 3, Scores op verschillende aspecten bij Eco Indicator 99 (genormaliseerd en gewogen) .. 26 Bijlage 4, Scores op analysemethode cml baseline 2000 ................................................................ 27 Bijlage 5: Peer Review...................................................................................................................... 28

BECO Groep


1

INLEIDING

In januari 2009 is opdracht verleend aan BECO om een vergelijking te maken van een composiet product met een referentieproduct met behulp van de LCA-methodiek. Bij dit project is DSM Resins betrokken als harsleverancier en FiberCore Europe als composietbedrijf. Daarnaast zijn de brancheorganisatie VKCN (subbranche van de Federatie NRK) en SenterNovem (MJA3) betrokken. Het project bestaat uit twee onderdelen: •

Stap 1: Uitvoeren LCA’s twee polyesterharsen

•

Stap 2: LCA-vergelijking van twee composietbruggen met referentiebruggen

De polyesterharsen zijn een polyesterhars, dat wordt gebruikt in de glasvezel versterkte composietbruggen van FiberCore en een vinylesterhars, dat wordt gebruikt in de koolstof versterkte composietbruggen van FiberCore. Om de composietproducten van FiberCore te vergelijken met een referentie zijn de volgende producten geanalyseerd: •

Composietbrug glasvezelversterkt

•

Composietbrug koolstofvezelversterkt

•

Betonnen brug

•

Stalen brug

In deze rapportage worden de resultaten van de LCA’s van bovenstaande producten weergegeven. In hoofdstuk 2 wordt het doel van het onderzoek aangegeven. In hoofdstuk 3 wordt uitgelegd welke data er verzameld en gebruikt is en welke aannames er zijn gemaakt. Hoofdstuk 4 beschrijft de resultaten. Naar aanleiding van opmerkingen over de conceptversie, is hoofdstuk 5 toegevoegd met twee aanvullende analyses. Hoofdstuk 6 geeft de conclusies van het onderzoek. In bijlage 5 is een samenvatting weergegeven van de interne peer review op basis van ISO 14040 die is uitgevoerd door Bart Jansen van BECO België. Mede op basis van de opmerkingen is paragraaf 5.2 toegevoegd (variaties in levensduur). Een andere belangrijke opmerking in de peer review is dat volgens ISO 14040 alle brondata moet worden opgenomen in het rapport. Vanuit het oogpunt van vertrouwelijkheid is hier niet voor gekozen.

BECO Groep

1


2

DOEL EN SCOPE

2.1

Doel

Eerste doel van de analyse is het vergelijken van de milieu-impact van composiet bruggen (glasvezelversterkt en koolstofvezel versterkt) met de milieu-impact van bruggen van andere materialen (staal en beton). Hiermee zal getoetst worden of de huidige verwachting op dit punt (milieu-impact van een composiet brug is lager dan andere bruggen) correct is. En zo ja, hoe groot de milieuwinst is. De milieu-impact zal worden berekend met drie methoden: - Energie inhoud (‘Cumulative Energy Demand’, in GJ) - Eco-indicator 99 (Pt) - Carbon foot print (CO2 equivalenten) Tweede doel van de analyse is het vergelijken van de milieu-impact van verschillende harsen van DSM. Hiermee wordt bekeken of de milieu-impact van de harsen onderling (sterk) verschilt. Ook wordt meer inzicht gekregen in de impact van de hars in het totale composiet product.

2.2

Functionele eenheid

Als functionele eenheid is gekozen: Het dienen als overbrugging voor zwaar verkeer (verkeersklasse 60) over water met een afstand van 11,85 meter (van hart damwand tot hart damwand) voor een periode van 100 jaar met een vrije doorvaarthoogte 1.3m ten opzichte van hoogwater 1.0m+NAP.

2.3

Scope

De analyse wordt gemaakt over de volgende levensfasen: •

Realisatie op locatie; inclusief grondstoffen (waaronder de harsen, exclusief verpakking), energiegebruik voor realisatie van de brug, fundering en transport naar locatie; exclusief slijtlaag, leuningen, hekwerk

•

Onderhoud en reparatie

•

Verplaatsing brug na ca. 50 jaar (inclusief afdanking van de fundering en realisatie op nieuwe locatie)

•

Onderhoud en reparatie

•

Afdanking (inclusief verkleinen/vermalen)

de

milieu-impact

voor

recycling;

exclusief

energie

voor

Aangenomen wordt dat de werkelijke (niet-technische) levensduur van een brug op een locatie ca. 50 jaar is. Voor deze rapportage is gewerkt met het softwareprogramma SimaPro 7.1.8. Er is in hoofdzaak data gebruikt uit EcoInvent 2.0. De glasvezel en koolstofvezel zijn afkomstig uit Idemat 2001.

2

BECO Groep


3

LEVENS CYCLUS INVENTARISATIE

Als eerste stap is in kaart gebracht hoe de levenscyclus van de verschillende bruggen er uit ziet, wat de ingaande stromen zijn (grond- en hulpstoffen, energie) en wat de uitgaande stromen zijn (emissies, energie).

3.1

Realisatie

Glasvezel composietbrug Door DSM Resins is informatie geleverd over de gebruikte hars: • De ingrediënten van de hars (naam, CAS-nummer) • De productielocaties van de ingrediënten • De verpakking van de ingrediënten • Het gas- en elektriciteitsverbruik (per kg hars) voor de verwerking van ingrediënten tot hars. Als uitgangspunt dient een brug die nog niet gerealiseerd is maar waar wel een ontwerp voor is gemaakt: verkeersbrug Maarssenseweg te Utrecht. Door FiberCore Europe zijn gegevens aangeleverd over •

Grond- en hulpstoffen voor de brug (receptuur)

•

De productielocaties van de materialen (schatting)

•

Het energieverbruik in de productie (berekening op basis vermogen apparatuur)

•

Emissies tijdens de productie (schatting)

•

Benodigde fundering (schatting op basis gerealiseerde brug uit andere verkeersklasse, zie toelichting hieronder bij betonnen fundering en betonnen brug)

•

De hoeveelheid energie die teruggewonnen wordt bij verbranding

•

Afstand van productielocatie naar bouwplaats (100 km)

Koolstofvezelcomposietbrug Door DSM Resins is informatie geleverd over de gebruikte hars: •

de ingrediënten van de hars (naam, CAS-nummer)

•

de productielocaties van de ingrediënten

•

de verpakking van de ingrediënten

• het gas- en elektriciteitsverbruik (per kg hars) voor de verwerking van ingrediënten tot hars. Door FiberCore Europe zijn de volgende gegevens aangeleverd over deze brug: •

Grond- en hulpstoffen voor de brug (receptuur)

•

De productielocaties van de materialen (schatting)

•

Het energieverbruik in de productie (berekening op basis vermogen apparatuur)

•

Emissies tijdens de productie (schatting)

•

Benodigde fundering (er is hetzelfde gewicht aan fundering gebruikt als bij de glasvezelbrug)

•

De hoeveelheid energie die teruggewonnen wordt bij verbranding

•

Afstand van productielocatie naar bouwplaats (dezelfde afstand als bij de glasvezelbrug)

BECO Groep

3


Betonnen fundering en betonnen brug Voor de inschatting van het gewicht van de fundering en betonnen brug is uitgegaan van gegevens die bekend zijn van een brug gerealiseerd in Dronten. Dit is een koolstofcomposiet fiets/voetgangers brug (verkeersklasse: 5kN/m2 en geschikt voor 6 tons hulpvoertuig). Deze brug is door FiberCore doorgerekend voor uitvoering in glasvezelcomposiet. De gegevens zijn opgenomen in onderstaande tabel. Het gewicht van de fundering van de glasvezelcomposietbrug is berekend op basis van de gewichtsverhouding brug: fundering van de koolstofcomposietbrug. Voor deze gewichten is uitgegaan van een versie zonder slijtlaag en leuningen. Brug Dronten Uitvoering > Gewicht brug (ton) Gewicht betonnen fundering (ton)

Koolstofcomposiet 11 9

Beton 165 165

Glasvezelcomposiet 14,6 12

De brug voor de Maarssenseweg in Utrecht is een brug voor zwaar verkeer (600 klasse). De gegevens over het gewicht van de brug in glasvezelcomposiet zijn bekend. Op basis van de gegevens van de brug uit Dronten is een inschatting gemaakt van het gewicht van de fundering. Op basis van de gewichtsverhouding glasvezelcomposietbrug: betonnen brug in Dronten, is een inschatting gemaakt van het gewicht van de betonnen brug voor Utrecht. De fundering van de koolstofcomposietbrug heeft bij een andere uitvoering niet dezelfde verhouding. Door FiberCore is de schatting gemaakt dat een koolstofcomposietbrug de helft van de fundering van de glasvezelcomposietbrug nodig heeft. De getallen zijn in onderstaande tabel weergegeven. Brug Utrecht Uitvoering > Gewicht brug (ton) Gewicht betonnen fundering (ton)

Koolstofcomposiet 10,35 8,5

Beton 150 150

Glasvezelcomposiet 20,7 17

De betonnen brug bevat ook stalen bewapening. Een vuistregel voor stalen bewapening is 150-200 3 3 kg/m . Aangezien het om een zwaar verkeer brug gaat, wordt 200 kg/m aangehouden. De 3 dichtheid van beton is 1,5 tot 2,4 ton/ m . Voor deze brug en de fundering wordt uitgegaan van een 3 gemiddelde van 2 ton/m3. De totale dichtheid van bewapend beton is dan 2,2 ton/m . Op basis hiervan is berekend dat de betonnen brug bestaat uit 273 ton beton en 27 ton staal. De fundering van de glasvezelcomposietbrug bestaat uit 15,5 ton beton en 1,5 ton staal. De fundering van de koolstofvezelcomposietbrug bestaat uit 7,75 ton beton en 0,75 ton staal. Voor het modelleren van staal wordt uitgegaan van een standaardkwaliteit. Voor het modelleren van beton wordt data gebruikt voor betonplaten. Aangenomen is dat de afstand van productielocatie van het betonmortel naar de bouwplaats hetzelfde is als bij de glasvezelbrug.

4

BECO Groep


Stalen brug Voor de stalen brug is een schatting van FiberCore voor de benodigde materialen voor een brug in verzinkt staal (S355) met afmetingen 12m x 9,1m x 0,5m gebruikt. Er wordt gerekend met een 3 soortelijk gewicht van 7,85 ton/ m . Dit levert de volgende gegevens: • 19 stalen liggers 50 cm hoog, 12 meter 38.000 kg • stalen brugdek 12m x 9,1m 22.000 kg • kopschotten, verstijvingsribben, etc. 7.000 kg Voor het staal wordt uitgegaan van een standaardkwaliteit. Voor het verzinken is een berekening gemaakt van de hele oppervlakte van de brug, omdat in de gebruikte database de waarden voor 2 het verzinken per m zijn opgegeven. Het lakken van de brug is niet opgenomen in de levenscyclus. Aangenomen is dat de afstand van productielocatie naar de bouwplaats hetzelfde is als bij de glasvezelbrug.

3.2

Onderhoud

Glasvezelcomposietbrug Er is geen onderhoud nodig. Voor het uiterlijk kan het nodig zijn om de brug schoon te maken. De milieu-impact van het schoonmaken is ingeschat als verwaarloosbaar. Koolstofvezelcomposietbrug Er is geen onderhoud nodig. Voor het uiterlijk kan het nodig zijn om de brug schoon te maken. De milieu-impact van het schoonmaken is ingeschat als verwaarloosbaar. Betonnen brug Aan de brug vindt elke 20 jaar onderhoud plaats waarbij slechte stukken beton worden weggehaald. Ingeschat wordt dat in 50 jaar tijd 5% van het beton wordt vervangen. Na 50 jaar wordt de brug in zijn geheel vernieuwd op een andere locatie. Stalen brug Ingeschat wordt dat in 50 jaar tijd 5% van de brug wordt vervangen bij onderhoud. Na 50 jaar wordt de brug in zijn geheel vernieuwd op een andere locatie.

3.3

Afdanking

Glasvezelcomposietbrug Na 50 jaar wordt de brug opnieuw ingezet op een andere locatie. Hiervoor wordt de oude fundering afgevoerd en gerecycled en wordt een nieuwe fundering gemaakt. De fundering wordt vervoerd voor recycling tot betongranulaat en staal (zie ook afdanking van de betonnen brug). Na nog eens 50 jaar wordt de brug in zijn geheel afgedankt. Voor de afdankingsfase wordt uitgegaan van verbranding van het composietafval in een cementoven (“cement kiln”). Deze methode wordt nog niet toegepast (bekend is een proef in BECO Groep

5


Nieuw-Zeeland), maar dit wordt wel verwacht. Door de EuCiA (European Composites Industry Association) wordt deze methode naar voren geschoven als een methode die een lagere milieuimpact heeft dan verbranding. Daarbij valt de verwerkingsmethode inmiddels onder de EU-definitie 1 van recycling. Aangezien er waarschijnlijk een beperkt aantal cementovens zijn in Nederland, wordt uitgegaan van een transportafstand van 200 kilometer. De brug wordt eerst verkleind en versnipperd. Aangenomen is dat de milieu-impact van deze bewerking te verwaarlozen is. Bij de verbranding wordt energie teruggewonnen (4.000 kcal per ton, bron: FiberCore). De resterende as van het verbrandingsproces kan worden ingezet als vulstof in cement. Hierbij wordt aangenomen dat dit wordt ingezet in plaats van kalkzandsteen. Koolstofvezelcomposietbrug Ook de koolstofvezelcomposietbrug wordt na 50 jaar opnieuw ingezet op een andere locatie. Hiervoor wordt de oude fundering afgevoerd en gerecycled en wordt een nieuwe fundering gemaakt. Na nog eens 50 jaar wordt de brug in zijn geheel afgedankt. Voor de afdankingsfase wordt uitgegaan van verbranding van het composietafval in een verbrandingsoven. Er wordt uitgegaan van dezelfde aannames voor afvalverwerking als bij de glasvezelcomposietbrug, als het gaat om verwerking en verbranding met warmteterugwinning. De verbrande koolstofvezel wordt echter niet ingezet als vulstof. Betonnen brug Na 50 jaar en na 100 jaar wordt de brug volledig afgevoerd en gerecycled. Het beton wordt afgevoerd naar een betonrecyclingsbedrijf. Aangezien er meerder bedrijven actief zijn in Nederland op dit gebied, wordt uitgegaan van een afstand van 100 kilometer tot de recycling inrichting. De reststroom wordt daar gebroken, gezeefd en gewassen. Aangenomen is dat de milieu-impact van deze bewerking en te verwaarlozen is. Het ijzer van de bewapening wordt afgevoerd naar de ijzerrecycling. De betonreststroom levert een grondstof die ingezet wordt als grindvervangend materiaal. (http://www.vandalenbv.nl/betonrecycling.html) Stalen brug Na 50 jaar en na 100 jaar wordt de brug volledig afgevoerd en gerecycled. Het staal van de brug wordt afgevoerd naar een recyclinginrichting over een afstand van 200 km en wordt in zijn geheel gerecycled. De fundering wordt op dezelfde manier behandeld als bij de andere bruggen. Voor het modelleren van de afdankingsfase zijn aannames gemaakt. Het gaat om een inschatting van de ‘best practices’. Ook de levensduur van de verschillende bruggen is een schatting. In hoofdstuk 5.2 zijn andere mogelijke scenario’s wat betreft de levensduur opgenomen.

1

6

EuCIA newsletter, Volume 3, Issue 5 July 2008 BECO Groep


4

IMPACT ASSESSMENT

De analyse van de bruggen is uitgevoerd met drie methoden: - Energie inhoud (Cumulative Energy Demand, in GJ) - Eco-indicator 99 (in Pt) - Carbon foot print (in CO2 equivalenten) In dit hoofdstuk zijn alleen van de glasvezelcomposietbrug en de koolstofvezelcomposiet brug de resultaten weergegeven in afbeeldingen (netwerkdiagrammen). De afbeeldingen van de betonnen en stalen bruggen zijn te vinden in respectievelijk bijlage 1 en 2.

4.1

Cumulative Energy Demand / Energie-inhoud

Met SimaPro is de energie-inhoud (cumulative energy demand V 1.03) berekend voor de realisatie van de bruggen. 4.1.1

Cumulative Energy Demand glasvezelcomposietbrug

De energie-inhoud van de levenscyclus van de glasvezelcomposietbrug bedraagt 652 GJ. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 6% staan niet in de figuur.

BECO Groep

7


Zichtbaar is dat de polyesterhars de grootste invloed heeft op de energie-inhoud van de glasvezelcomposietbrug. Daarnaast dragen glasvezel, PUR-schuim en de betonnen fundering voornamelijk bij aan de hoeveelheid energie die gebruikt wordt voor de brug. In de afdankingsfase worden warmte en kalkzandsteen teruggewonnen na verbranding. Dit is zichtbaar middels de groene lijnen. Transport heeft nauwelijks invloed op de energie-inhoud. 4.1.2

Cumulative Energy Demand koolstofvezelcomposietbrug

De energie-inhoud van de levenscyclus van de koolstofvezelcomposietbrug bedraagt 2210 GJ. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 3,5% staan niet in de figuur.

8

BECO Groep


De koolstofvezels dragen het meeste bij aan de energie-inhoud van de brug, gevolgd door de vinylesterhars en het PUR-schuim. De afdankingsfase van de koolstofcomposietbrug levert in verhouding minder energie op dan die van de glasvezelcomposietbrug. Dit heeft nauwelijks te maken met het feit dat er bij de koolstofbrug geen kalkzandsteen wordt gewonnen, maar vooral met de (veel) hogere energie-inhoud in de realisatiefase. 4.1.3

Cumulative Energy Demand, vergelijking

De energie-inhoud van de betonnen brug bedraagt in totaal 1978 GJ en die van de stalen brug bedraagt 3380 GJ. Onderstaande figuur laat de vergelijking op energie-inhoud van ‘100 jaar brug’ zien, voor de verschillende bruggen.

Uit deze figuur blijkt dat de glasvezelcomposietbrug een lagere energie-inhoud heeft dan de andere bruggen.

BECO Groep

9


4.2

Carbon foot print

Met SimaPro is de carbon foot print berekend met IPCC 2001 GWP 100a (v1.02) van de vier bruggen over een periode van honderd jaar. 4.2.1

Carbon foot print glasvezelcomposietbrug

De carbon foot print van de levenscyclus van de glasvezelcomposietbrug bedraagt 75 ton CO2 equivalenten. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 7% staan niet in de figuur.

In de figuur is zichtbaar dat de bijdrage aan de carbon foot print van de verschillende onderdelen bijna dezelfde verhouding heeft als bij de analyse van energie-inhoud. De afdankingsfase is wel anders ten opzichte van de energie-inhoud: deze geeft als geheel nu geen positieve bijdrage, maar veroorzaakt juist CO2 uitstoot, als gevolg van de verbranding.

10

BECO Groep


4.2.2

Carbon foot print koolstofvezelcomposietbrug

De carbon foot print van de levenscyclus van de koolstofvezelcomposietbrug bedraagt 103 ton CO2 equivalenten. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 5% staan niet in de figuur.

Ook bij de koolstofbrug laat de carbon foot print een vergelijkbaar beeld zien met de energieinhoud, als het gaat om de verhouding van onderdelen die bijdragen aan de milieu-impact. Net als bij de glasvezelcomposietbrug, laat de afdankingsfase een bijdrage aan de CO2 uitstoot zien in plaat van een afname.

BECO Groep

11


4.2.3

Carbon footprint, vergelijking

De carbon foot print van de betonnen brug bedraagt in totaal 145 ton CO2 eq en die van de stalen brug bedraagt 178 ton CO2 eq. Onderstaande figuur laat de vergelijking op CO2 equivalenten uitstoot van ‘100 jaar brug’ zien, voor de verschillende bruggen.

Wederom scoort de glasvezelcomposietbrug het beste. De stalen brug heeft ook weer de hoogste milieu-impact, twee keer zo hoog als de glasvezelcomposietbrug. Anders dan bij de analyse op energie-inhoud, scoort de betonnen brug nu minder goed dan de koolstofvezelcomposietbrug.

12

BECO Groep


4.3

Eco-indicator 99

Met SimaPro is de milieu-impact berekend met de Eco-indicator 99, H V 2.06, van de vier bruggen over een periode van honderd jaar. In de Eco-indicator 99 wordt de milieubelasting van 11 impactcategorieën bij elkaar opgeteld. In bijlage 1 zijn de resultaten per impact-categorie te zien. 4.3.1

Eco-indicator 99 glasvezelcomposietbrug

De milieupunten van de levenscyclus van de glasvezelcomposietbrug bedragen 3.950 Pt. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 7% staan niet in de figuur.

BECO Groep

13


4.3.2

Eco-indicator 99 koolstofvezelcomposietbrug

De milieupunten van de levenscyclus van de koolstofvezelcomposietbrug bedragen 11.389 Pt. Het aandeel van de verschillende grondstoffen, bewerkingen en transport wordt hieronder weergegeven in %. De onderdelen met een bijdrage < 4% staan niet in de figuur.

Beide bovenstaande figuren laten de ‘single score’ van de composietbruggen zien. Dit zijn alle milieu-impact onderwerpen bij elkaar opgeteld. Het grootste gedeelte van de milieupunten wordt veroorzaakt door het gebruik van fossiele brandstoffen. Dit is zichtbaar in bijlage 1.

14

BECO Groep


4.3.3

Eco-indicator 99, vergelijking

De milieupunten van de betonnen brug bedragen in totaal 12.858 Pt en die van de stalen brug bedragen 12.736 Pt. Onderstaande figuur laat de vergelijking op milieupunten van ‘100 jaar brug’ zien, voor de verschillende bruggen.

De scores van de koolstofcomposietbrug, betonnen- en stalen brug liggen zo dicht bij elkaar, dat op basis van deze analysemethode niet gezegd kan worden dat de één ‘beter’ of ‘slechter’ is dan de ander. Met de milieu-impact van de glasvezelbrug is wel een significant verschil. Van deze brug kan gezegd worden dat hij op alle analysemethoden beter scoort dan de andere drie bruggen.

BECO Groep

15


5 5.1

ANDERE ANALYSES NEN 8006

Onlangs zijn de criteria voor duurzaam inkopen voor kunstwerken gepubliceerd (SenterNovem). In deze criteria wordt verwezen naar de milieuhandleiding gebouwen die uitgaat van de NEN 8006 norm. Op basis van de NEN 8006 norm kunnen ook LCA’s gemaakt worden. Deze norm gebruikt een andere analysemethode dan in dit rapport. Deze komt grotendeels overeen met de CML 2000 baseline uit SimaPro, die op verschillende milieu-aspecten een impact geeft. Ter indicatie zijn de bruggen ook geanalyseerd met de CML methode (zie bijlage 2). Dit betekent echter niet dat dit rapport voldoet aan de NEN 8006 norm. Net als bij de eco-indicator methode kunnen de verschillende scores van de CML categorieën bij elkaar opgeteld worden tot een ‘single score’ die een indicatie geeft van de milieu-impact van een product. De milieu-handleiding gebouwen gaat uit van schaduwprijzen (en baseert zich op de RWS rapportage door TNO-MEP “Toxiciteit heeft z'n prijs: schaduwprijzen voor (eco-)toxiciteit en uitputting van abiotische grondstoffen binnen DuboCalc”). De schaduwprijzen zijn in onderstaande figuur zichtbaar. De grafiek laat de milieuscore in schaduwprijzen zien voor de vier verschillende 2 bruggen .

2

CML 2000 baseline rekent niet in Uitputting biotische grondstoffen (Sub eq.), maar wel in Marine aquatic ecotoxicity (1,4DCB eq.). Deze twee categorieën zijn niet meegenomen in de optelling die in de grafiek zichtbaar is. 16

BECO Groep


5.2

Variaties in levensduur

Zoals in hoofdstuk 3.3 staat beschreven is de aanname gemaakt dat de economische levensduur van een composietbrug 100 jaar is (waarin deze één keer wordt verplaatst) en die van een betonnen of stalen brug 50 jaar. Omdat de levensduur veel invloed heeft op de resultaten, zijn twee andere mogelijke scenario’s ook doorgerekend. Deze scenario’s zijn: •

De composietbruggen worden (net als de betonnen en stalen bruggen) na 50 jaar in zijn geheel afgedankt en tijdens hun levensduur niet verplaatst

•

De composietbruggen worden na 67 jaar in zijn geheel afgedankt en tijdens die levensduur niet verplaatst.

Om de milieu-impact van deze scenario’s door te rekenen is met de eco-indicator 99 methode de volgende analyse gemaakt: Voor de eenheid ‘100 jaar brug’ is nodig: •

2 composietbruggen 2 betonnen/stalen bruggen (alle bruggen gaan 50 jaar mee)

•

1,5 composietbrug of 2 betonnen/stalen bruggen (de composietbruggen gaan 67 jaar mee en de betonnen/stalen bruggen gaan 50 jaar mee)

De onderstaande grafiek laat zien, dat als de levensduur van de composietbruggen zou afnemen tot 67 jaar of tot 50 jaar, in beide gevallen de koolstofcomposietbrug slechter gaat scoren dan de betonnen en stalen brug. De milieu-impact van de glasvezelcomposietbrug is echter dan nog steeds lager dan de betonnen en stalen brug.

BECO Groep

17


6

CONCLUSIES EN OPMERKINGEN

In onderstaande tabel zijn de conclusies in getallen weergegeven: Soort brug Glasvezel

Energie-inhoud (GJ)

Carbon foot print (ton CO2-eq)

Eco-indicator (Pt)

652

75

3.950

Koolstofvezel

2.156

103

11.398

Beton

1.978

145

12.858

Staal

3.380

178

12.736

Op basis van de resultaten kunnen de volgende conclusies worden getrokken: • •

•

•

•

De glasvezelcomposietbrug heeft een duidelijk lagere milieu-impact (eco-indicator), energie-inhoud en carbon foot print dan de overige bruggen. De energie-impact van een betonnen brug is drie maal hoger, en van een stalen brug vijf maal hoger dan de energie-impact van de glasvezelcomposietbrug, gezien vanuit de gehele levenscyclus. De carbon footprint van een betonnen brug is bijna twee maal hoger, en van een stalen brug 2,3 maal hoger dan de energie-impact van een composietbrug, gezien vanuit de gehele levenscyclus. De milieu-impact in eco-indicator punten (Pt) van een betonnen of stalen brug is ongeveer 3 keer hoger dan de milieu-impact van de glasvezelcomposietbrug, gezien vanuit de gehele levenscyclus. De koolstofvezelcomposietbrug heeft een lagere carbon foot print dan de stalen en betonnen brug. De energie-inhoud is iets hoger, en de milieu-impact in Pt iets lager, dan die van de betonnen brug; maar deze verschillen zijn te klein om harde uitspraken te doen.

Aanvullende opmerkingen • Bij het modelleren van de koolstofbrug is voor koolstofvezel data gebruikt uit de Idemat 3 database. Deze data is een aantal jaar oud . Het is niet met zekerheid te zeggen of deze data betrouwbaar genoeg is. Daarmee is de totale berekening niet heel erg betrouwbaar omdat de koolstofvezel een zeer groot deel van milieu-impact voor zijn rekening neemt. Het verdient de aanbeveling om de milieu-impact van koolstofvezel verder te onderzoeken. • Bij de berekening is ervan uitgegaan dat de composiet brug een dubbele levensduur heeft, omdat deze twee keer ingezet kan worden. De energiewinst wordt nog veel groter bij een derde en vierde leven. • Bij de betonnen brug en de stalen brug is de afvalfase reeds geoptimaliseerd (volledige recycling), bij de composiet brug is er nog veel ruimte voor verbetering. In deze analyse is uitgegaan van energieterugwinning en laagwaardige recycling (via cementoven) van het composiet. Als hier hoogwaardiger recycling mogelijk wordt, dan wordt de milieu- en energie-impact (veel) lager.

3

Afkomstig van Peebles, L.H., Carbon fibers: formation,structure and properties. Boca Rotan: CRC Press Inc., 1995. energy data from: Lee, S.M. et al., 'The beneficial energy and environmental impact of composite materials-un unexpected bonus' SAMPE Journal vol.27, 1991

18

BECO Groep


•

Ook liggen er nog veel kansen voor verlaging van de milieu-impact van de composietbrug, omdat het een relatief nieuw product is dat nog verder doorontwikkeld kan worden. Hierbij kan gedacht worden aan inzet van innovatieve grondstoffen met een lagere milieu-impact zoals biobased materialen.

BECO Groep

19


BIJLAGE I: AFBEELDINGEN ANALYSERESULTATEN BETONNEN BRUG

Cumulative energy demand (GER-waarden)

20

BECO Groep


Carbon foot print (CO2 eq)

BECO Groep

21


EcoIndicator 99

22

BECO Groep


BIJLAGE 2: AFBEELDINGEN ANALYSERESULTATEN STALEN BRUG

Cumulative energy demand

BECO Groep

23


Carbon foot print

24

BECO Groep


EcoIndicator 99

BECO Groep

25


BIJLAGE 3, SCORES OP VERSCHILLENDE ASPECTEN BIJ ECO INDICATOR 99 (GENORMALISEERD EN GEWOGEN)

26

BECO Groep


BIJLAGE 4, SCORES OP ANALYSEMETHODE CML BASELINE 2000

BECO Groep

27


BIJLAGE 5: PEER REVIEW Uitgevoerd op basis van het concept-rapport door Bart Jansen (BECO België) d.d. 7 mei 2009 Requirements of the 14040-series for use in LCI reviews General recommandations: 1. Algemeen is deze studie te zien als een grondige milieu-productanalyse, waarvan de conclusies zeer bruikbaar zijn voor interne analyse en met de nodige aandacht voor nuances en interpretatie, zijn elementen van deze studie bruikbaar voor externe communicatie. Wat dit laatste betreft zou ik deze studie niet als onderbouwing gebruiken voor een vergelijkende milieuclaim met betonnen en stalen constructies. Indien dat laatste wel de wens is moet de studie verder uitgebreid worden met de taken in overeenstemming met ISO 14040-14034 wat betreft het uitvoeren en rapporteren van een ISO-conforme LCA-studie. Bovenstaande checklist en review opmerkingen (niet hier opgenomen, red.) kunnen hierbij dienen als leidraad. De vraag is, is een dergelijke extensieve studie nodig voor de klant(en)? 2. M.b.t. onder andere de afdankingscenario’s; wat is het principe dat gehanteerd wordt, “real-life” of “best-practice”? Dit best verduidelijken en verantwoorden. Ik ging uit van bestpractice als de composiet na 50 jaar opnieuw ingezet zal worden, maar ook wat de andere materialen betreft, tot het maximaal mogelijke worden gerecycled. Voor de onderbouwing van een milieuclaim in de zin van vergelijking met andere systemen is het aan te bevelen ook de real-life analyse te maken. 3. Wat betreft de gehanteerde methode voor deze studie zijn er nog een aantal belangrijke onduidelijkheden. De belangrijkste met invloed op de resultaten is de allocatieprocedure voor de afdankingscenario van materialen (recycling en recuperatie energie). M.a.w. volgens welk principe zijn de vermeden emissies en impacten in rekening gebracht. 4. Aansluitend bij vorige is het ook aan te bevelen een duidelijk overzicht te maken van de unit processes, process tree, life cycle stages (in tabel en figuur). Ik kan bv. geen onderscheid maken in de processen wat betreft de werkzaamheden op de bouwwerf, versus de stroomopwaartse impacts van de materialen (productieketen). Een process tree is ook een interessante kapstok om alle data aan te koppelen (niet alleen de resultaten zoals het geval in hoofdstuk 4). Maak ook een goede analyse van de databronnen, datakwaliteit. Geef hierbij duidelijk aan wat zeer specifiek bekomen is van de betrokken bedrijven, wat generiek beschikbare data zijn (bv. EU averages), wat niet beschikbaar is en waarvoor aannames zijn gemaakt, waar de grootste onzekerheden zijn (dit kan kwalitatief aangegeven worden). Sensitiviteitsanalyses zijn ook zeker aan te bevelen als de studie moet dienen voor een milieuclaim. (..). Maak een opdeling in unit processen, en per proces is de vraag, wat zijn de primarie inputs en primaire outputs. Worden deze niet gerapporteerd? Sterkte van een studie is transparant te zijn, ook over aannames. (..) 5. Wat betreft de rapportage algemeen: maak een duidelijk onderscheid tussen goal en scope definitie en inventarisatie. De data en analyse van geïnventariseerde data horen in dat laatste hoofdstuk te komen. Alle keuzes m.b.t. methode, data, kwaliteit van data en de 28

BECO Groep


verantwoording hiervoor horen in het eerste deel gerapporteerd te worden. Let op dat als het rapport extern gecommuniceerd wordt dat niet alle brondata als vertrouwelijk worden behandeld. Maak gebruik van bv. aggregatie van data om toch e.e.a. te kunnen communiceren en rapporteren en enige transparantie te behalen.

BECO Groep

29

Eindrapport (2 e versie) VERTROUWELIJK

Recommend Documents