Ketenanalyse Vervanging bovenbalken Inclusief diensten ingenieursbureau
Dutch Rail Control
Colofon Titel Status Versie Datum Auteurs
Ketenanalyse Dutch Rail Control Definitief 1.0 30-06-2014 Martin Vos, André van de Giessen
2
Inhoudsopgave 1
2
3
4
5
6
7
Inleiding 1.1 Wat is een ketenanalyse 1.2 Activiteiten Dutch Rail Control (DRC) 1.3 Doel van de ketenanalyse 1.4 Leeswijzer Scope 3 emissies & keuze ketenanalyses 2.1 Selectie ketens voor analyse 2.2 Scope ketenanalyse Identificeren van schakels in de keten 3.1 Ketenstappen 3.2 Ketenpartners 3.3 Allocatie Kwantificeren van emissies 4.1 Productiefase 4.2 Gebruiksfase 4.3 Transport 4.4 Diensten ingenieursbureau 4.5 Overzicht CO2 uitstoot in de keten Onzekerheden 5.1 Winning en productie van plaatstaal 5.2 Transport Reductiemogelijkheden 6.1 Reductiemogelijkheden 6.2 Reductiedoelstellingen Bronvermelding
3 3 3 3 3 4 4 4 5 5 6 6 8 8 8 9 9 10 11 11 11 12 12 12 13
2
1 Inleiding
3
In het kader van het behalen van niveau 5 op de CO2-Prestatieladder voert Dutch Rail Control een analyse uit van een GHG (Green House Gas) genererende keten. Dit document beschrijft de ketenanalyse van het project vervanging bovenbalken. Deze ketenanalyse is opgesteld door Dutch Rail Control onder begeleiding van CO2 seminar.nl.
1.1 Wat is een ketenanalyse Een ketenanalyse houdt in dat van een bepaald product of dienst de CO2 uitstoot wordt berekend van de gehele keten. Met de gehele keten wordt de gehele levenscyclus van het product bedoeld: van inwinning van de grondstof tot en met verwerking van afval (of recycling).
1.2 Activiteiten Dutch Rail Control (DRC) Dutch Rail Control (DRC) is een gespecialiseerd ingenieursbureau in de railinfra branche. Wij richten ons vooral op tractie-, energievoorziening en seinwezen voor treinen en ander railverkeer. Wij bieden u een unieke combinatie: enerzijds kennis, kunde en know-how, vergelijkbaar met een groot ingenieursbureau. Anderzijds kunnen we, als relatief klein bedrijf, zeer adequaat inspelen op vragen en wensen. Daarmee leveren we maatwerk voor elk formaat klus. Dat dit wordt gewaardeerd blijkt onder andere uit prestatiemetingen van onze grootste klant, ProRail. Wij veroveren vrijwel altijd een eerste of tweede plaats in het totaal van alle door ProRail erkende ingenieursbureau’s. Met onze inspanningen voor de veiligheids- en C02 prestatieladder loopt DRC volledig mee in de eisen die door ProRail en de maatschappij aan ons worden gesteld. DRC begon in 1999 met 2 specialisten, gericht op onderhoud en inspectie. In de loop der jaren hebben we onze kennis en activiteiten verbreed en verdiept, met name op het ontwerpvlak. In 2008 zijn wij een samenwerkingsverband aangegaan met het Zwitserse Pöyry (voorheen pkag). Als VOF is vervolgens de ProRail erkenning behaald (‘Ingenieursbureaus, categorie Energievoorziening, bovenleiding en draagconstructies’). Hierdoor mag DRC voor ProRail projecten uitvoeren.
1.3 Doel van de ketenanalyse De belangrijkste doelstelling voor het uitvoeren van deze ketenanalyse is het identificeren van CO2reductiekansen, het definiëren van reductiedoelstellingen en het monitoren van de voortgang. Op basis van het inzicht in de Scope 3 emissies en de twee ketenanalyses wordt een reductiedoelstelling geformuleerd. Binnen het energiemanagementsysteem dat is ingevoerd wordt actief gestuurd op het reduceren van de Scope 3 emissies. Het verstrekken van informatie aan partners binnen de eigen keten en sectorgenoten die onderdeel zijn van een vergelijkbare keten van activiteiten is hier nadrukkelijk onderdeel van. DRC zal op basis van deze ketenanalyse stappen ondernemen om partners binnen de eigen keten te betrekken bij het behalen van de reductiedoelstellingen.
1.4 Leeswijzer In dit rapport presenteert DRC de ketenanalyse van een Product-Markt combinatie. De opbouw van het rapport is als volgt: Hoofdstuk 2: Globale berekening van scope 3 emissies Hoofdstuk 3: Identificeren van schakels in de keten Hoofdstuk 4: Kwantificeren van de emissies Hoofdstuk 5: Onzekerheden Hoofdstuk 6: Reductiemogelijkheden Hoofdstuk 7: Bronvermelding
3
2 Scope 3 emissies & keuze ketenanalyses
4
De bedrijfsactiviteiten van DRC zijn onderdeel van een keten van activiteiten. Zo moeten materialen die worden ingekocht eerst geproduceerd worden (upstream) en gaat het transporteren, gebruik en verwerken van opgeleverde “producten” of “werken” ook gepaard met energiegebruik en emissies (downstream).
Voor de inventarisatie van de relevante scope 3 categorieën wordt gebruik gemaakt van de “scope 3 standard” waar in de ladder naar wordt verwezen. Omdat DRC een ingenieursbureau is en in de categorie “klein bedrijf” valt zal de scope 3 analyse kwalitatief worden gedaan. DRC is ook in de verrichte werkzaamheden en in het aantal werknemers een klein bedrijf waardoor de scope 3 analyse overzichtelijk is.
2.1 Selectie ketens voor analyse DRC zal conform de voorschriften van de CO2-Prestatieladder 2.2 uit de top 2 een emissiebron moeten kiezen om een ketenanalyse van te doen. Aangezien het een ingenieursbureau betreft is de Branchgerichte Toelichting van toepassing. DRC valt in de categorie klein bedrijf en zal daarom maar één ketenanalyse hoeven te maken. De top 2 van de analyse van de PMC”s bestaat uit: 1. Heavy Rail (ProRail) & Ontwerp, Energievoorziening, Bovenleiding 2. Aannemers & Uitvoeringsontwerp Uit deze top 2 zal de nummer 1 gekozen worden. Binnen deze markt levert DRC nog twee diensten, namelijk de inspecties/opnames en de uitvoeringsbegeleiding. Dus als er een ketenanalyse van de eerste keten wordt gemaakt zullen ook twee andere, door DRC aangeboden, diensten meegenomen worden in de analyse. Dit zorgt voor DRC voor een groter inzicht in de keten waarin zij werkzaam zijn.
2.2 Scope ketenanalyse Deze ketenanalyse heeft betrekking op een geleverde dienst in de PMC Heavy Rail & Ontwerp, Energievoorziening, Bovenleiding.
4
5 3 Identificeren van schakels in de keten Het voorgaande figuur beschrijft de diverse fasen in de keten van de vervanging van de bovenbalken van de bovenleidingsportalen. Hieronder worden deze stappen omschreven.
3.1 Ketenstappen De keten bestaat ui de volgende stappen: Productiefase Winning grondstoffen (erts & Mineralen) Productie van basismaterialen (staal, zink, verf) Assemblage van losse onderdelen en portalen (verzinken, draadtrekken) Installatie (transport, montage, betonnen fundering plaatsen) Gebruiksfase Onderhoud (verf) Afdankfase Afvalverwerking (demontage, transport, beton breken, beton en staal storten, hergebruik)
3.1 .1 Productiefase Er wordt in de beschrijving van de materialen in de productiefase vooral aandacht besteed aan staal, omdat dit materiaal een significante invloed heeft op de uitstoot van CO2 emissies in de keten (>90%). Staal Staal is een legering van ijzer en koolstof (maximaal 2,1% koolstof). De eigenschappen kunnen worden veranderd door toevoeging van andere elementen, zoals chroom voor het maken van roestvast staal (RVS). Onderscheid kan worden gemaakt tussen BOF (basic oxygen furnace, of oxystaalproces) en EAF (electric arch furnace of elektrische boogoven). In het BOF proces wordt ruwijzer in een hoogoven gesmolten samen met maximaal 30% schroot. Vervolgens wordt in een converter zuiver zuurstof door het gesmolten ijzer geblazen waardoor onzuiverheden oxideren en 90% van het koolstof wordt verwijderd. In het EAF proces kan 100 % schroot (maar ook gedeeltelijk ruwijzer) worden gesmolten middels een vlamboog tussen twee elektroden. Onzuiverheden worden verwijderd door de onzuivere fractie af te voeren14. Het hergebruikte staal bestaat zowel uit primair schroot (afval uit het eigen productieproces) als secundair schroot (afgedankt staal). Het recycling percentage van afgedankt staal is hoog, ongeveer 90%. Tegelijkertijd is de vraag naar staal dermate hoog dat wereldwijd slechts 30% van het staal geproduceerd wordt via het EAF proces15. Als emissiefactor voor staal is een gewogen gemiddelde van beide productieprocessen gehanteerd. Uitsluitend gebruik maken van staal dat via het EAF productieproces geproduceerd is wordt gekenmerkt door een lagere emissiefactor), leidt vanwege de reeds optimale benutting van afgedankt staal door de gehele markt, niet tot een verlaging van de staal emissies in absolute zin. Overige materialen en productieprocessen Voor de overige materialen en productieprocessen (zink, verzinken, warmwalsen en draadtrekken) is aangesloten bij de producten en processen zoals beschreven in de Ecoinvent database. Installatie Het proces en het daarbij horende energieverbruik (voo el van graaf/hijsmachine) van het plaatsen en het verwijderen van een deel van het portaal is sterk afhankelijk van de specifieke situatie (1 paal, portaal, kale balk/complexe balk, enkel spoor/dubbel spoor, etc.). Voor de ketenanalyse is de uitvoering omschreven die het vaakst voorkomt: vervangen van een oude bovenbalk van een bovenleiding portaal en tegelijkertijd
5
6
plaatsen van 1 nieuwe stalen bovenbalk van het bovenleidingportaal voor dubbelspoor. De nieuwe balken worden met spoor- of wegvervoer aangeleverd en ter plekke gemonteerd. De verwijderde balken worden met rail- of wegvervoer afgevoerd. Het materieel dat meestal wordt ingezet bestaat uit 1 meerdere zogeheten “2-weg” graaf/hijs-voertuigen (b.v. type Atlas 1604, geschikt voor weg en rail) met verlenggiek voor het hijsen. Daarnaast worden hoogwerkers ingezet voor het op hoogte brengen van de monteurs die het portaal (de)monteren. De processtappen zijn: • Verwijderen van oude balk (diesel 2-weg voertuig met verlenggiek); • Gasbranden, knippen of plasma snijden portaal (elektriciteit); • Hijsen balk + montage steunen/hoeklijstjes (diesel 2-weg voertuig); • Hangdraad trekken; • Rijdraad trekken; • Nawerk. Het hele proces van het vervangen van 1 bovenbalk duurt ongeveer 6 uur. De graaf/hijsmachine verbruikt circa 8 liter diesel per uur. In totaal wordt 48 liter diesel gebruikt. 3.1 .2 Ge bruiksfase Onderhoud Na inspectie van verouderde thermisch verzinkte portalen wordt soms besloten tot conservering van de draagconstructie, waarvoor het aanbrengen van één of meerdere verfsystemen noodzakelijk is. De beschermde zinklaag van 80 Wm corrodeert met een snelheid van ongeveer 1,5 Wm per jaar, waardoor na ongeveer 60 jaar de elementen vrij spel hebben op het staal. De gemiddelde levensduur van de portalen in deze studie is vastgesteld op 80 jaar. Voor verlenging van de levensduur met 20 jaar is aangenomen dat het gehele portaal éénmalig wordt geschilderd met een laag epoxyijzerglimmerdekverf van 80 Wm26. Afdankfase We beperken ons hier tot de belangrijkste materiaal: staal. Van al het afgedankte staal wordt ongeveer 90% hergebruikt. Ontmanteling is meegenomen in het proces van installatie. 3.1 .3 Transport Transport komt terug in meerdere ketenstappen. Zo wordt in de productiefase voor ijzer staal, ijzererts per schip naar een fabriek getransporteerd. Voor installatie worden de bovenbalken naar de specifieke locatie vervoerd en aan het eind van de levensduur worden de portalen vervoerd naar de afvalverwerker. In de emissiefactoren uit life cycle databases zitten relevante transportbewegingen voor de productie van de ruwe materialen al verwerkt (erts naar de staal producent) ze representeren ‘cradle to factory gate’ emissies. Uitsluitend de transportbewegingen van de fabriek naar de locatie langs het spoor, en de transportbewegingen voor onderhoud en afvalverwerkingen dienen apart meegenomen te worden. Voor staal wordt aangenomen dat deze route loopt vanaf de factory gate vanuit IJmuiden via de portalen producent in Hapert en de verzinker in Houthalen (Bel) naar de locatie langs het spoor. Aan het eind van de levensduur wordt het portaal naar de staal recycler getransporteerd. De totaal afgelegde afstand is gemiddeld typisch 400 km.
3.2 Ketenpartners In de beschreven keten zijn de volgende ketenpartners aanwezig: Ingenieursbureau Aannemer
Dutch Rail Control Strukton Rail
3.3 Allocatie In deze analyse wordt uitgegaan van een grondstof die eels gerecycled is. Staal wordt continu hergebruikt in het productieproces. Het verliest zijn eigenschappen en kwaliteit niet en kan dus elke keer opnieuw weer
6
7
omgesmolten worden. Om dubbeltelling te voorkomen, moet vastgesteld worden op welke manier de uitstoot die bij dit recyclingproces hoort toegekend wordt aan de levenscyclus die onderwerp is van de analyse. In de analyse is gebruik gemaakt van een MPRI productblad uit de Nationale Milieudatabase voor het bepalen van het energiegebruik en de CO2-uitstoot tijdens de productie van het staal. In dit productblad wordt beschreven dat bij het berekenen van de CO2-uitstoot is uitgegaan van de ‘output method’. Aangezien de analyse een cradle-to-gate analyse is en afvalverwerking aan het einde van de levensduur niet wordt meegenomen, is het effect van recycling geen onderdeel van de uitgevoerde analyse.
7
8
4 Kwantificeren van emissies
Op basis van de beschrijving van de keten zoals weergegeven in hoofdstuk 4 is per ketenstap bepaald hoeveel CO2 wordt uitgestoten tijdens winning, productie en transport van de totale hoeveelheid toegepast staal (bovenbalken en hangsteunen).
4.1 Productiefase De eerste schakel van de keten is de productie van de grondstoffen. Om de CO2 uitstoot hier van te berekenen worden de grondstoffen op een rij gezet . Onderstaande tabel geeft dit overzichtelijk weer. Productiefase Staal
53817
kg
1,23
kg CO2/kg staal
Totaal (ton CO2) 66,2
Warm walsen
53817
kg
0,27
kg CO2/kg staal
14,5
Zink
1399
kg
3,27
kg CO2/kg staal
4,6
Thermisch verzinken
1399
m2
6,02
kg CO2/m2
8,4
Installatie
3456
l
3,14
kg CO2/liter diesel
10,9
* Bron: Opgave DRC ** Bron: Ketenanalyse - ProRail B.V. - Bovenleidingportalen - 23-11-2010
4.2 Gebruiksfase De gebruiksfase bestaat uit drie verschillende werkzaamheden, het onderhoud, de ontmanteling en de afdankfase. Onderstaande tabel geeft de CO2 uitstoot weer van de verschillende werkzaamheden. Gebruiksfase
Totaal (ton CO2)
Onderhoud (opp. verflaag 1399m2)
254,4
kg*
6,15
kg CO2/kg verf**
1,6
Ontmanteling
5040
l*
3,14
kg CO2/liter diesel**
15,8
Afdank Gestort staal 5521,6 kg* 0,01 kg CO2/kg staal** (90% recycled staal) * Bron: Opgave DRC ** Bron: Ketenanalyse - ProRail B.V. - Bovenleidingportalen - 23-11-2010
0,1
8
9
4.3 Transport
Tussen de verschillende fases vindt transport plaats. De materialen maar ook het materieel en de mensen worden getransporteerd. Onderstaande tabel geeft de verschillende transporten weer met daarbij de transportafstanden. De transportafstanden zijn ingeschat op basis van de herkomst van de materialen, materieel en projectlocaties. Transport Fabriek naar projectlocatie
100
km
55,2
ton*
0,11
kg co2/tkm***
Totaal (ton CO2) 0,6
Installatie en ontmanteling
100
km
72,0
ritten*
0,21
kg CO2/km***
1,5
Onderhoud
100
km
10,0
werkdgn*
0,21
kg CO2/km***
0,2
Afdankfase
100
km
55,2
ton*
0,11
kg co2/tkm***
0,6
* Bron: Opgave DRC ** Bron: Ketenanalyse - ProRail B.V. - Bovenleidingportalen - 23-11-2010 *** Bron: Handboek SKAO CO2-Prestatieladder 2.2
4.4 Diensten ingenieursbureau Dutch Rail Control voert een aantal werkzaamheden uit voor en tijdens de uitvoering van het project. Onderstaande tabel geeft de verschillende werkzaamheden weer met de daarbij behorende uren en de CO2 uitstoot. Diensten ingenieursbureau Opnames
32
uur*
0,0046
ton CO2 / uur*
Totaal (ton CO2) 0,1
Ontwerp
140
uur*
0,0046
ton CO2 / uur*
0,6
92
uur*
0,0046
ton CO2 / uur*
0,4
Uitvoeringsbegeleiding
274
uur*
0,0046
ton CO2 / uur*
1,2
Revisie tekeningen
150
uur*
0,0046
ton CO2 / uur*
0,7
2810
km*
0,21
kg CO2/km**
0,6
Bestek
Projectbezoeken
* Bron: Opgave DRC ** Bron: Handboek SKAO CO2-Prestatieladder 2.2
9
10
4.5 Overzicht CO2 uitstoot in de keten
Om een overzicht te geven van de totale CO2 uitstoot van de keten wordt onderstaand een tabel en een taartdiagram gepresenteerd. Productiefase Gebruiksfase
Productie grondstoffen
93,7
72,8%
Installatie
10,9
8,4%
Onderhoud
1,6
1,2%
Ontmanteling Transport
Diensten ingenieursbureau
Totaal
15,8
12,3%
Afdankfase
0,1
0,0%
Fabriek naar projectlocatie
0,6
0,5%
Installatie en ontmanteling
1,5
1,2%
Onderhoud
0,2
0,2%
Afdankfase
0,6
0,5%
Opnames
0,1
0,1%
Ontwerp
0,6
0,5%
Bestek
0,4
0,3%
Uitvoeringsbegeleiding
1,2
1,0%
Revisie tekeningen
0,7
0,5%
Projectbezoeken
0,6
0,5%
128,7
100%
81,3% 13,6%
2,3%
2,9%
10
5 Onzekerheden 5.1 Winning en productie van plaatstaal
11
Voor de winning en productie van de stalen coil is uitgegaan van een gemiddelde waarde van productie in West-Europa toegepast op de Nederlandse markt. De samenstelling en productiemethode kan per producent verschillen. In deze waarde is de positieve bijdrage van recycling aan de CO2-uitstoot in de levenscyclus niet meegenomen. Het daadwerkelijk behaalde recyclingpercentage heeft veel invloed op de CO2-uitstoot in de keten.
5.2 Transport De transportafstanden zijn bepaald op basis van de locatie van de leverancier en de verschillende projectlocaties. Voor de analyse is uitgegaan van een gemiddelde transport-afstand op basis van de locatie van deze leverancier. De daadwerkelijke transportafstand kan per levering erschillen. Aangezien de uitstoot als gevolg van transport slechts een klein deel van de totale uitstoot vertegenwoordigd, zal de uitkomst van de analyse niet fundamenteel veranderen als gevolg van deze onzekerheden.
11
6
Reductiemogelijkheden
12
Bij het benoemen van reductiedoelstellingen en maatregelen is het niet alleen van belang hoeveel CO2 hiermee bespaard kan worden, maar ook hoeveel invloed DRC heeft op het deel van de keten. Als ontwerpende partij kan DRC haar invloed het beste aanwenden door: - te kiezen voor een bepaald product - te kiezen voor een bepaalde leverancier - te kiezen voor een vervoersmethode Het bovenstaande vooronderstelt dat er inderdaad de mogelijkheid is voor DRC om een keuze te maken. Dit hangt onder andere af van het de voorschriften van de opdrachtgever, het aanbod, flexibiliteit van de leverancier en economische en praktische omstandigheden.
6.1
Reductiemogelijkheden
De reductiemogelijkheden zijn in twee categorieën op gedeeld. Als eerste wordt gekeken naar de aanpassingen die gedaan kunnen worden aan het materiaal. DRC kan invloed uitoefenen in het ontwerp en op basis hiervan is het mogelijke om reducties te bewerkstelligen. De tweede categorie zijn reductiemogelijkheden in het proces. Op basis van de analyse komen de volgende mogelijkheden om CO2-uitstoot te reduceren naar voren: Materiaal - Slankere constructies en hogere staalkwaliteit; - Ontwerpaanpassingen (verbeteringen); - Toepassen betonconstructie voor de palen. Proces - Lange aaneengesloten buitendienststellingen (transport machines personeel etc.); - Processtappen samenvoegen; - Schonere transportmiddelen/materieel. Dutch Rail Control zal bij het eerstvolgende project wat betrekking heeft op bovenleidingsportalen toetsen welke van de bovenstaande maatregelen toegepast kunnen worden binnen het project. Momenteel is er geen project wat hiervoor in aanmerking komt. In het algemeen heeft DRC wel een nieuwe kijk op hun werkzaamheden gekregen. Uit deze, maar ook uit andere ketenanalyses, blijkt dat de materiaal component in projecten zorgt voor de grootste uitstoot. DRC is zich er van bewust dat ontwerpaanpassingen mbt. materialen een grootte impact op de CO2 uitstoot kunnen hebben. DRC gaat komend jaar onderzoeken wat hun invloed in andere projecten is en wat de mogelijkheden zijn om materiaal gebruik te reduceren.
6.2
Reductiedoelstellingen
Op basis van bovenstaande mogelijkheden is de volgende reductiedoelstelling vastgesteld: -
5% CO2-reductie in 2017 tov. 2014 binnen de uitgevoerde projecten die betrekking hebben op bovenleidingsportalen.
12
13
7 Bronvermelding Bron / Document
Kenmerk
Handboek CO2-prestatieladder 2.2, 4 april 2014
Stichting Klimaatvriendelijk Aanbesteden & Ondernemen
Corporate Accounting & Reporting standard
GHG-protocol, 2004
Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard
GHG-protocol, 2010a
Product Accounting & Reporting Standard
GHG-protocol, 2010b
Nederlandse norm Environmental management – Life Cycle assessment – Requirements and guidelines
NEN-EN-ISO 14044
www.ecoinvent.org
Ecoinvent v2
www.bamco2desk.nl
BAM PPC-tool
www.milieudatabase.nl
Nationale Milieudatabase
www.worldsteel.org
WorldSteel
Ketenanalyse - ProRail B.V. - Bovenleidingportalen - 2311-2010
ProRail
De opbouw van dit document is gebaseerd op de Corporate Value Chain (Scope 3) Standaard. Daarnaast is, waar nodig, de methodiek van de Product Accounting & Reporting Standard aangehouden (zie de onderstaande tabel). Corporate Value Chain (Scope 3) Standard
Product Accounting & Reporting Standard
Ketenanalyse:
H3. Business goals & Inventory design
H3. Business Goals
Hoofdstuk 1
H4. Overview of Scope 3 emissions
-
Zie document 4.A.1_1
H5. Setting the Boundary
H7. Boundary Setting
Hoofdstuk 3
H6. Collecting Data
H9. Collecting Data & Assessing Data Quality
Hoofdstuk 4
H7. Allocating Emissions
H8. Allocation
Hoofdstuk 3
H8. Accounting for Supplier Emissions
-
Onderdeel van implementatie van CO2-Prestatieladder niveau 5
H9. Setting a reduction target
-
Hoofdstuk 6
13
