En vugge-til-port sammenligning af Primewool papirisolering med mineraluldsisoleringsprodukter med hensyn til energiforbrug og klimapåvirkninger

Transkript

1 En vugge-til-port sammenligning af Primewool papirisolering med mineraluldsisoleringsprodukter med hensyn til energiforbrug og klimapåvirkninger af Allan Astrup Jensen Forskningschef, CEO Nordisk Institut for Bæredygtige Produkter, Miljøkemi og Toksikologi (NIPSECT) Sveasvej 10, DK-1917 Frederiksberg C. M: T:

2 Indholdsfortegnelse 1. Resume med hovedkonklusion Formål Metode Enheder Sammenligning af isoleringsprodukters klima- og energiegenskaber baseret på vugge-til port data Global opvarmning Energiforbrug Konklusion og diskussion... 9 Appendiks A. Papiruld B. Stenuld C. Glasuld

3 1. Resume med hovedkonklusion Følgende to bygningsisoleringsmaterialer blev udvalgt til sammenligningen med Primewool papirisolering: Stenuld (to fabrikater) Glasuld (to fabrikater) Data for disse mineraluldsisoleringsprodukters bidrag til global opvarmning og energiforbrug blev sammenlignet med Primewool papirisolering ved hjælp af en vugge-til-port vurdering baseret på referenceenheder (deklarerede eller beregnede enheder) udtrykt i kg og m 3. De anvendte data blev hentet fra sammenlignelige miljøvaredeklarationer (EPD er) udgivet af producenterne. Et kort sammendrag af isoleringsprodukternes/materialernes egenskaber og andre data findes i det efterfølgende Appendix. Denne vugge-til-port datasammenligning viser, at Primewool bidrager markant mindre til global opvarmning end de alternative mineraluldsprodukter af stenuld og glasuld. Dette skyldes, at Primewool forbruger mindre fossil, ikke-fornybar energi i produktionsfasen. Denne sammenlignende vugge-til-port undersøgelse bekræftede derfor, at Primewool hører til blandt de mest energi- og klimavenlige isoleringsprodukter. 2. Formål Undersøgelsens formål var at sammenligne energiforbrug og bidrag til klimaeffekter for Primewool papirisolering med tilsvarende data for nogle udvalgte alternative isoleringsprodukter fremstillet af stenuld og glasuld. 3. Metode Denne sammenlignende vurdering er baseret på vugge-til-port data for disse isoleringsprodukter hentet fra miljøvaredeklarationer (EPD). For Primewool blev anvendt data fra en ny og endnu ikke publiceret EPD. For de øvrige produkter/materialer blev oplysningerne fremskaffet fra tilsvarende EPD er udarbejdet af producenterne og offentliggjort på internettet. Denne undersøgelse blev udført for Primewool Holding Danmark A/S, Rungsted, Danmark, i løbet af juni-juli Enheder Livscyklusvurderinger af byggematerialer og relative vurderinger af isoleringsmaterialers miljø- og energivenlighed baseres normalt på en funktionel enhed, hvor isoleringsevnen er indbygget: Funktionel enhed (FE) = R x x x A [kg] Her er R varmemodstanden (m²k/w), λ er varmeledningsevnen (W/mK), ρ er densiteten (kg/m³) og A er overfladearealet (m²). 3

4 Miljøvaredeklarationer (EPD er) er almindeligt benyttet til firma-til-firma kommunikation af miljøog energiegenskaber af byggematerialer. I diverse nationale og internationale programmer er udarbejdelse af EPD er baseret på den europæiske standard: EN I de eksisterende EPD er for bygningsisoleringsprodukter anvendes ofte simple deklarerede enheder, som kan være kg eller m 3, og som ikke er korrigeret for isoleringsevnen. I andre tilfælde korrigerer man ved at benytte en deklareret enhed udtrykt som tykkelsen af et 1 m 2 isoleringsmateriale med en varmemodstand (R) på 1 m 2 K/W. Typiske tykkelser af glasuld og stenuld, der svarer til en R= 1 m 2 K/W, er henholdsvis 35 og 37 mm Sammenligning af isoleringsprodukters klima- og energiegenskaber baseret på vugge-til-port data Den generelle regel i den europæiske EPD standard EN er, at EPD-data kun kan indgå i en sammenlignende vurdering, hvis alle data, der skal sammenlignes, er opgjort ifølge standarden og i bygningssammenhæng, og/eller produktspecifikke karakteristika tages i betragtning. Dette ideelle krav kan være vanskeligt at opfylde i praksis på grund af de store forskelle mellem de tilgængelige EPD er vedrørende produktområder, energiopgørelser og anvendelse af deklarerede enheder. Da de foreliggende data stammer fra forskellige lande og til forskellige tider, skal der i den efterfølgende sammenligningsøvelse tages hensyn til de begrænsninger og forbehold, der gør sammenligninger usikre. Disse reservationer diskuteres grundigere i afslutningskapitlet. I det følgende er indsat forskellige oversigtstabeller, hvor de tilgængelige relevante data og deklarerede enheder for de 5 isoleringsprodukter er indsat med normal skrift. Baseret på de tilgængelige oplysninger er de manglende data for de deklarerede enheder kg og m 3 blevet beregnet og indsat i tabellerne med kursiv skrift. De deklarerede- og beregnede enheder kaldes her tilsammen for reference-enheder. 5.1 Global opvarmning Drivhusgassers relative evne til at bidrage til global opvarmning (GW) er forskellig og beskrives med stoffets globale opvarmnings potential (GWP) relativt til CO 2, der har GWP = 1. Ud fra emissionens størrelse kan dennes bidrag til global opvarmning beregnes som kg CO 2 -ækvivalenter (kg CO 2 -ækv). 1 EN 15804:2012. Sustainability of construction works - Environmental product declaration - Core rules for the product category of construction products. 2 Schlanbusch RD, Fufa SM, Sørnes K, Kristjansdottir T. Energi- og klimagassanalyse av isolasjonsmaterialer. Oslo: Sintef,

5 kg CO 2 -ækv NIPSECT, juli 2015 I den følgende Tabel 1 er indsat relevante opgivne og beregnede vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukters bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækv per reference enhed. Tal i normal skrift er de, der er opgivet i EPD en. Tal i kursiv er beregnet i denne undersøgelse. Eksempel: For Rockwool DK tages udgangspunkt i den deklarerede enhed på 1,27 kg CO 2 -ækv per m 2 isolering, der med en isoleringstykkelse på 37 mm svarer til 1,27 kg CO 2 -ækv per 0,037 m 3 isolering = 34,3 kg CO 2 -ækv/m 3 isolering. Omregning fra m 3 til kg sker ved at dividere densiteten 29 kg/m 3 op i de 34,3 kg CO 2 -ækv/m 3 med resultatet 1,18 kg CO 2 -ækv/kg isolering. Tabel 1: Vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukter/materialers bidrag til global opvarmning (kg CO 2 -ækv/reference enhed): Isolerings- kg CO 2 -ækv /reference enhed Tykkelse Densitet Varmeledningsevne materiale /kg /m 3 /m 2 mm kg/m 3 λ=w/mk Primewool 0,16 6,4 40 0,037 Rockwool DK 1,18 34,3 1, ,044 Rockwool DE 0,84 34,4 >20 41 No info Glava glasuld 1,28 21,1 0, ,5 0,035 Isover glasuld 1,66 24,9 0, ,037 I Diagram 1 og 2 nedenfor er vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukter/materialers bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækvalenter/referenceenhed sammenlignet for referenceenhederne kg og m 3. Diagram 1: Relativt vugge-til-port bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækv per kg isoleringsprodukter/materialer. 1,8 Relativt bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækv per kg isoleringsprodukter/materialer 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Primewool Rockwool DK Rockwool DE Glava glasuld Isover glasuld 5

6 kg CO 2 -ækv NIPSECT, juli 2015 Diagram 2: Relativt vugge-til-port bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækv per m 3 isoleringsprodukter/materialer. Relativt bidrag til global opvarmning som kg CO 2 -ækv per m 3 isoleringsprodukter/materialer Primewool Rockwool DK Rockwool DE Glava glasuld Isover glasuld Begge diagrammer viser, at produktionen af Primewool bidrager markant mindre til global opvarmning end produktion af de andre undersøgte isoleringsprodukter/materialer i en vugge-tilport vurdering. På vægtbasis bidrager stenuld mindre end glasuld, men mere på basis af rumfang. 5.2 Energiforbrug Vugge-til-port forbrug af energiressourcer kommer både fra råmaterialer og procesenergi. Primewool anvender udvundet papiraffald som råmateriale. Papir fremstilles af træmasse, der er et fornybart materiale. Mineraluld anvender overvejende ikke-biologiske naturlige råmaterialer, som er rigelige i naturen. Formen for procesenergi vil variere mellem fornybar (vedvarende) og ikke-fornybar energi. Opgørelsen af energiforbrug er udført i henhold til EN De forskellige isoleringsprodukters relative forbrug af fornybar energi er vist i Tabel 2. 6

7 Tabel 2: Vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukter/materialers forbrug af fornybare/vedvarende energiressourcer (MJ/reference enhed): Isoleringsmateriale MJ /reference enhed Tykkelse Densitet Varmeledning Kg m 3 m 2 mm kg/m 3 λ=w/mk Primewool 0,12 4,8 40 0,037 Rockwool DK 1,35 39,2 1, ,044 Rockwool DE 2,44 99,85 >20 41 No info Glava glasuld 7,98 131,7 4, ,5 0,035 Isover glasuld 3,23 48,6 1, ,037 De forskellige isoleringsprodukter/materialers relative forbrug af ikke-fornybar energi er illustreret i Tabel 3. Tabel 3: Vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukter/materialers forbrug af ikke-fornybare energiressourcer (MJ/reference enhed): Isoleringsmateriale MJ /reference enhed Tykkelse Densitet Varmeledning Kg m 3 m 2 mm kg/m 3 λ=w/mk Primewool 2,91 116,4 40 0,037 Rockwool DK 12,1 350,5 12, ,044 Rockwool DE 13,78 564,8 >20 41 No info Glava glasuld 24,8 409,1 14, ,5 0,035 Isover glasuld 23,42 351, ,037 En sumtabel er indsat som Tabel 4: Tabel 4: Vugge-til-port data for de forskellige isoleringsprodukter/materialers forbrug af ikke-fornybare energiressourcer (MJ/reference enhed): Isoleringsmateriale MJ /reference enhed Tykkelse Densitet Varmeledning Kg m 3 m 2 mm kg/m 3 λ=w/mk Primewool 3,03 121,2 40 0,037 Rockwool DK 13,45 350,5 14, ,044 Rockwool DE 16,12 664,7 >20 41 No info Glava glasuld 32,8 540,6 18, ,5 0,035 Isover glasuld 26, , ,037 I de følgende diagrammer bliver vugge-til-port data vedrørende energiforbrug i MJ sammenlignet mellem isoleringsprodukter/materialer per kg og per m 3. 7

8 MJ MJ NIPSECT, juli 2015 Diagram 3: Sammenligning af vugge-til-port forbrug af fornybar og ikke-fornybar energi i MJ per kg isoleringsprodukt/materiale. Forbrug af energi i MJ per kg isoleringsmateriale Fornybar energi Ikke-fornybar energi Primewool Rockwool DK Rockwool DE Glava glasuld Isover glasuld Diagram 3 viser, at produktion af Primewool per kg forbruger meget mindre energi end mineraluld, hvoriblandt glasuld forbruger mere energi end stenuld. Der er desuden en lille forskel mellem mineraluldsfabrikaterne. Diagram 4: Sammenligning af vugge-til-port forbrug af fornybar og ikke-fornybar energi i MJ per m 3 isoleringsprodukt/materiale. Forbrug af energi i MJ per m 3 isoleringsmateriale Fornybar energi Ikke-fornybar energi Primewool Rockwool DK Rockwool DE Glava glasuld Isover glasuld 8

9 Diagram 4 viser ligeledes, at Primewool har mindst vugge-til-port energiforbrug per m 3. Mineraluldsfabrikaterne er mere ens med hensyn til energiforbrug baseret på volumen end baseret på vægtbasis. 6. Konklusion og diskussion Denne vugge-til-port sammenligning viser, at Primewool bidrager mindre end mineraluldsprodukterne til global opvarmning, da produktionen af Primewool har et lavere energiforbrug målt pr. kg produkt såvel som pr m 3 produkt. Denne undersøgelse bekræftede, derfor, at Primewool var blandt de mest energi- og klimavenlige isoleringsmaterialer i en vugge-tilport sammenligning. Ved vurdering af undersøgelsens resultater er det imidlertid vigtigt at inddrage undersøgelsens begrænsninger. De anvendte data i denne undersøgelse stammer især fra offentliggjorte miljøvaredeklarationer (EPD er) udarbejdet efter kravene i den europæiske standard EN , og dermed skulle data være sammenlignelige på bygningsniveau. Imidlertid er der forskelle, da data kan stamme fra forskellige lande og til forskellige tider, og specielt energiopgørelserne kan være forskellige. Data fra EPD er blev i denne undersøgelse accepteret, som de var, da det var udenfor denne undersøgelses formål og omfang at vurdere kvaliteten af data, der præsenteres i de udvalgte EPD er, som anvender forskellige deklarerede enheder og i nogle tilfælde uden at tage hensyn til isoleringsevnen. Generelt er det problematisk, at baggrundsdata for EPD og LCA kan stamme fra forskellige databaser med reference til forskellige og måske ikke-relevante lande og til forskellige tider. Nogle data kan derved blive forældede og obsolete. Et aspekt, som i disse år ændrer sig hurtigt, er landenes elektricitetsmix/grid. For eksempel i Danmark er anvendelsen af vindkraft ekspanderet i de seneste år. I EPD sammenhæng betyder dette, at der fremover vil blive opgjort en mindre klimapåvirkning ved produktion af de forskellige isoleringsprodukter i Danmark. Som i enhver anden undersøgelse, der ikke medtager samtlige produkter på markedet, er der en indbygget usikkerhed ved det begrænsede antal isoleringsmaterialer og fabrikater, som blev medtaget i undersøgelsen. Disse produkter var muligvis ikke alle de mest nye og relevante, repræsentative og sammenlignelige. Produkterne var i nogle tilfælde begrænsede til bestemte anvendelser (vægge, lofter osv.) og markedsført i forskellig form enten som granulat, plader, måtter og ruller. Det er vigtigt at understrege, at denne undersøgelse er en vugge-til-port vurdering for selve fremstillingen af isoleringsprodukterne. Den efterfølgende brug som isolering i diverse bygninger, der bidrager til disse bygningers mindre energiforbrug, er bl.a. ikke medtaget. Dette betyder, at det kun er data for en meget begrænset del af isoleringsprodukternes fulde livscyklus (vugge-til- 9

10 grav eller vugge-til-vugge), der er medtaget. Sammenligninger på basis af fuldstændige livcyklusvurderinger vil ændre de beregnede nettobidrag til global opvarmning En meget vigtig parameter, når man beregner et isoleringsprodukts nettobidrag til global opvarmning, er den energi/varmemængde, som alle isoleringsprodukter sparer i løbet af de mere end 50 år, som produkterne er installerede i en bygning. Dette er formålet med at isolere bygninger. Den årlige energibesparelse, som isoleringen betyder, vil ofte være større end vuggetil-port energiforbruget ved produktionen af isoleringsproduktet. Derfor, i løbet af hele bygningens levetid vil forskellen mellem de forskellige isoleringsprodukters totale klimapåvirkning og energiforbrug i livscyklus blive ikke-signifikante, og alle isoleringsprodukter vil have en positiv energibalance og klimaeffekt. 3 I affaldsfasen, når isoleringsmaterialer bliver bortskaffet via eksempelvis affaldsforbrænding, vil energiindholdet i et brændbart isoleringsmateriale som papir blive frigivet og ændre energibalancen. I denne undersøgelse er det kun klima- og energiaspekter, der er medtaget. For en fuldstændig sammenligning af isoleringsprodukternes miljøegenskaber igennem deres fulde livscyklus skal andre miljøeffekter end klima, affaldshåndtering, arbejdsmiljø, brandegenskaber, indhold af problematiske stoffer mv. også medtages i vurderingen. Allan Astrup Jensen Forskningschef og CEO, NIPSECT 3 Schlanbusch RD, Fufa SM, Sørnes K, Kristjansdottir T. Energi- og klimagassanalyse av isolasjonsmaterialer. Oslo: Sintef,

11 Appendiks med beskrivelse af de forskellige isoleringsprodukter/materialer og data fra miljøvaredeklarationer (EPD'er) A. Papiruld Primewool Primewool er et papirisoleringsprodukt til brug på lofter, vægge, gulve og mure. Produktet består af max. 92 % sønderdelt genbrugspapir/papmateriale, max. 7,5 % af en uorganisk flammehæmmer og en lille mængde af et fungicid (svampemiddel). Densiteten af isoleringen vil afhænge af opstillingsmetoden. For loftsisolering vil densiteten af isoleringen udgøre maksimalt 30 kg/m 3 og for væg/hulmursisolering vil densiteten udgøre maksimalt 40 kg/m 3. Teknologisk Institut har målt de tilhørende varmeisoleringsevner ( -værdier) for 4 installationer. FORCE Technology har nyligt udført en vugge-til-port vurdering af Primewool produceret og solgt i Danmark. Denne vurdering omfattede de første tre trin af en vugge-til-grav vurdering eller en livscyklusvurdering (LCA). Dette betyder, at fx byggefasen, brugen af bygningen og nedrivningen ikke var inkluderet i undersøgelsen. Endvidere, baseret på denne vugge-til-port vurdering, udarbejdede FORCE Technology en miljøvaredeklaration (EPD) for Primewool. Her blev anvendt en deklareret enhed på 1 kg produkt; en enhed der ikke inddrager produktets isoleringsevne. Denne EPD benyttede en dansk elektricitetsmix med en drivhusgas-emission på 0,139 kg CO 2 -ækv/mj. Vurderingen blev baseret på data fra GaBi 6 og Ecoinvent databaserne. I vugge-til-port vurderingen var Primewool s bidrag til klimaeffekter og energi og ressourceforbrug beregnet per deklareret enhed (kg) følgende: Bidrag til global opvarmning var beregnet til 0,16 kg CO 2 -ækv/kg. Forbrug af fornybare primære energi ressourcer var 0,12 MJ/kg uden energiressourcer anvendt som råmaterialer. Forbrug af ikke-fornybare primære energi ressourcer var 2,91 MJ/kg. Senere prøvninger på Teknologisk Institut i juni-juli 2015 af 4 produkter til indblæsning på loft viste: Produkt til loft Densitet kg/m 3 Varmeledningsevne Varmemodstand R m 2 K/W ved 10 o C, 10 W/mK 1 28,5 0,0375 2, ,3 0,0374 2, ,8 0,0369 2, ,1 0,0369 2,667 11

12 B. Stenuld Rockwool Danmark Det vigtigste stenuldsfabrikat er Rockwool. Deres produkter fremstilles med uberørte bjergarter som råmaterialer (67 %), hovedsagelig basalt, diabas og dolomit. Dette er naturlige materialer, som er ikke-fossile og rigelige ressourcer. Holdbarheden af det indbyggede isoleringsmateriale svarer til bygningens levetid, dvs. mere end 60 år. Den nyeste EPD for Rockwool isolering blev udsendt i 2013 under den norske EPD ordning. Den var udarbejdet af FORCE Technology. 4 Der blev anvendt 5-13 år gamle data hentet fra databaserne GaBi 6 og Ecoinvent. Danske og norske elektricitetsmix/grid data var fra 2009 og blev hentet fra GaBi 6 med drivhusgasemissioner på henholdsvis 0,139 kg CO 2 -ækv/mj (DK) og 0,011 kg CO 2 -ækv/mj (N). Den deklarerede enhed var 1 m 2 af et 37 mm tykt stenuldsisoleringsprodukt med en densitet på 29 kg/m 3 og en varmemodstand R på 1 m 2 K/W. -værdier blev ikke angivet i EPD. Vugge-til-port vurdering: Bidrag til global opvarmning blev beregnet til 1,27 kg CO 2 -ækv/m 2. Forbrug af fornybare primære energi ressourcer var 1,45 MJ/m 2. Forbrug af ikke-fornybare primære energi ressourcer var 12,97 MJ/m 2. Rockwool Germany I 2012 udsendte Rockwool Germany en EPD med IBU- Institut Bauen und Umwelt e. V. som programholder. 5 Denne EPD var general og gælder for forskellige plader, matter og ruller med diverse tykkelser og densiteter. Hovedråmaterialer for dette produkt er naturligt forekommende bjergarter som diabas og basalt (27 50 vægt %) samt cement-bundet, formede klodser (50 73 vægt %). Baggrundsdata blev hentet fra GaBi 4 databasen, og en elektricitetsmix for Tyskland i 2008 blev anvendt. Dvs. lidt ældre data end for den danske produktion. Den deklarerede enhed var 1 m³ af et stenuldsisoleringsmateriale med en densitet på mellem 27 kg/m³ og 60 kg/m³ med et gennemsnit på 41 kg/m³. Materialet blev markedsført med tykkelser på 20 til 350 mm. Den nominale varmeledning λ D var mellem 0,032 og 0,048 [W/mK]. Vugge-til-port vurdering: Bidrag til global opvarmning blev beregnet til 34,35 kg CO 2 -ækv/m 3. Forbrug af fornybare primære energi ressourcer var 99,85 MJ/m EPD_DRW_ _EN low.pdf 12

13 Forbrug af ikke-fornybare primære energi ressourcer var 564,82 MJ/m 3. C. Glasuld Glava glasuld En EPD udarbejdet af SINTEF for glasuldsmåtter med forskellige tykkelser og densiteter blev udsendt af EPD-Norge i Isoleringsprodukterne blev fremstillet af det norske firma Glava AS, og de bestod overvejende (95 vægt %) af silikat glas, hvoraf 75 % var genbrugt glas. Holdbarheden af det indbyggede isoleringsmateriale svarede til bygningens levetid, dvs. mere end 60 år. Den deklarerede funktionelle enhed var 1 m 2 glasuld isoleringsmateriale med en tykkelse svarende til en deklareret varmemodstand R på 1 m 2 K/W. Dette kan opnås for et produkt med en tykkelse på 35 mm, en varmeledningsevne λ D på 0,0035 W/mK og en densitet på 16,5 kg/m 3. Den benyttede elektricitets mix/grid var den norske fra 2007 med en andel af fornybar energi på 24,3 %. Emissionen af drivhusgasser fra elektricitetsproduktionen var 0,189 kg CO 2 -ækv/kwh. Baggrundsdata blev i øvrigt hentet fra Ecoinvent Vugge-til-port vurdering: Bidrag til global opvarmning var beregnet til 0,74 kg CO 2 -ækv/m 2. Forbrug af fornybare primære energi ressourcer var 4,61 MJ/m 2. Forbrug af ikke-fornybare primære energi ressourcer var 14,32 MJ/m 2. Isover glasuld I 2014 udsendte en anden glasuldsproducent Saint Gobain Isover en EPD for glasuldsruller under EPD-Norge programmet. 7 Den deklarerede funktionelle enhed var 1 m² glasuld med en varmemodstand R på 1 Km²/W og med et reference serviceliv på 60 år. Produktet var 37 mm tykt, vejede 555 g/m 2 og havde en densitet på 15 kg/m 3. Tilførsel af genbrugte materialer var 0,8 %. Den anvendte lidt ældre danske elektricitets mix fra år 2005 blev hentet fra det kendte franske konsulentfirma Ecobilan s database. Vugge-til-port vurdering: Bidrag til global opvarmning blev beregnet til 0,92 kg CO 2 -ækv/m 2. Forbrug af fornybare primære energi ressourcer var 1,7 MJ/m 2. Forbrug af ikke-fornybare primære energi ressourcer var 13,0 MJ/m f 13