AALBORG UNIVERSITET 2001

Transkript

1 AALBORG UNIVERSITET 001 P-1 PROJEKT GRUPPE B 16 STORGRUPPE 01 DEN TEKNISK - NATURVIDENSKABELIGE BASISUDDANNELSE

2

3 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 AALBORG UNIVERSITET Den Teknsk-naturvdenskabelge Bassuddannelse Ttel: Offshore vndøller. Tea: Vrkelghed og odeller Projektperode: Storgruppe: 01 Projektgruppe: B16 Projektgruppens deltagere: Tanja Sandorff Thoas Møller Kasper Jørgensen Mads Sørensen Jakob Badsberg Aleks Jakobsen Vejleder: Morten Lngaard Bvejleder: Jens Elkjær Oplagstal: 1 Sdetal: 81 Blag: 6 blag, 9 sder Afsluttet: Synopss CO er et stadg stgende proble på verdensplan og dered også Danark. For at ndske dette proble er der Danark blevet lavet en energhandlngsplan, Energ 1. En del af denne handlngsplan er at ere og ere energ, skal koe fra vedvarende energklder. Dette skal delvst tlgodeses ed vndenerg. For at belyse o offshore vndenerg sparer ljøet for esson, herunder CO, er der lavet en LCA (lvs-cyklus-analyse) over offshore vndøller. LCA er en standardseret analyse, so analyserer et produkt fra vugge tl grav, ed hensyn tl essoner. Udfra denne kan der konkluderes, hvorvdt offshore vndøller sparer ljøet for essoner. Ud fra LCA standarden er der også analyseret på esson fra fundaentet tl offshore vndøller. Dette er, saen ed økonoske og geoteknske forhold, gjort for at vælge det est hensgtsæssge fundaent tl Mddelgrunden. Der er derefter beregnet på, hvor stor dette fundaent skal være, for at odstå de påvrknnger en offshore vndølle blver belastet ed. Tl at hjælpe ed beregnngerne, er der lavet forsøg laboratoret. Dette er gjort for at bestee nogle paraetre, so skulle bruges tl densonerng af fundaentet. Offshore vndøller Sde 1 af 90

4 Forord Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Denne rapport, er et P1-projekt udarbejdet af studerende fra Aalborg unverstets bassuddannelse peroden 8. oktober tl den 18 deceber 001. Projektet har taget udgangspunkt det overordnede ene Vrkelghed og odeller, hvor underteaet er bygge- og anlægsprojekter. Herunder er valgt teaet havbaserede vndøller Denne rapport er bygget op okrng densonerngen af en offshore vndølles fundaent. Møllen, der er beskrevet rapporten, er placeret øst for København. For at koe fre tl densonerng af fundaentet, er der under udarbejdelsen af rapporten lavet et forsøg. I forsøget skulle der bestees enkelte paraetre for Slkeborgsand nr Derudover har der projektperoden været arrangeret et vrksohedsbesøg tl NEG-Mcon, hvor der blev fortalt o, hvordan vndøller vrker, og hvordan de funderes. Et besøg, der var yderst relevant for projektet. Under udarbejdelsen af rapporten, er der blevet gjort brug af dverse forer for ltteratur. For at henvse tl de, er der rapporten brugt frkantede parenteser, hvor kldernes henvsnng vl være opgvet saen ed udgvelsesåret, eksepelvs [Mljø 001]. Under ltteraturlsten vl de enkelte klders henvsnng være opgvet. Ltteraturlsten ofatter både bøger, rapporter og nternetadresser. Hvs klden tl et bllede er en nternetadresse, er denne angvet so fodnote. V vl gerne sge tak tl Henrette Hassng fra Tech-wse A/S, so har suppleret os ed aterale og svarede på spørgsål okrng LCA på vndøller. Derudover vl v gerne takke Poul S. Skjærbæk fra Bonus Energy A/S for data o vndøllen og Henrk Lundorf for en nteressant ekskurson tl NEG Mcon. Tanja Sandorff Thoas Møller Kasper Jørgensen Mads Sørensen Jakob Badsberg Aleks Jakobsen Sde af 90 Offshore vndøller

5 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Indholdsfortegnelse 1 Indlednng Projekt dagra... 7 CO CO proble Danark og CO Forndskelse af CO Danark Boenerg Solenerg Geotersk energ Vndenerg LCA LCA Generelt Defnton Hstore Prncpperne LCA Hvad kan en LCA bruges tl? LCA Konkret Afgrænsnnger Datandsalng Tårn Noralserng Opgørelse af ressourceforbrug Saenlgnng ed LCA-resultat for dansk el Forbedrngsstrateg Følsoheds- og uskkerhedsvurderng Manglende data Salet vurderng Konkluson på LCA Vurderng af Møllerne Placerng Fordele og uleper ved offshore vndøller Vndøllefundaenter havet Monopælfundaenter Gravtatonsfundaenter Trefodsfundaenter Bøttefundaenter Flydende vndølleparker LCA af fundaenter... Offshore vndøller Sde af 90

6 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 5 Lokaltet - Mddelgrunden Hvorfor Mddelgrunden? Geoteknske forhold Valg af fundaent LCA af gravtatonsfundaentet Valg af ølle Beskrvelse af øllen Hvordan vrker øllen Probleforulerng Probleafgrænsnng Belastnngsanalyse Fundaent Vndlast Beskrvelse af tårnet Teor for vndlast på tårnet Beregnng af vndlast og oent fra vndlast på tårnet Vndlast på Nacellen Moent fra vndlast på nacellen Salet vndlast og oent fra vndlast på øllen Bølgelast Strølast Moent fra strølast Islaster Vandret slast Moent fra vandret slast Lodret slast Teor Grundlæggende begreber Kornstørrelse Kornfor Kornfordelng Jordens poretal Jordens effektve ruvægt Sands styrkeegenskaber Bæreevne Bæreevne for et lodret, centralt belastet fundaent Bæreevnen for et lodret excentrsk belastet fundaent Stor excentrctet Specelle beregnnger tl Forsøg nr Sde 4 af 90 Offshore vndøller

7 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 10 Forsøg Løst og fast lejrng Sgteanalyse Forsøg ed centralt, lodret belastet fundaent (kasse 1) Forsøg ed lodret, excentrsk belastet fundaent (kasse ) Forsøgs konkluson Densonerng af fundaent Lastkobnatoner Densonerng udfra anvendelsesgrænsetlstand Densonerng udfra brudgrænsetlstand Konkluson på densonerng Konkluson Ltteraturlste Blag A Mljøeffekter... 8 Blag B... 8 B.1 Beskrvelse af fundaent... 8 B. Fundaentets densoner... 8 B. Beregnng af fundaenttårnets asse Blag C Blag E Blag F Offshore vndøller Sde 5 af 90

8 1 Indlednng Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Danark er et land so udvkler sg konstant, en et land udvklng vl også have probleer ed ljøforurenng af forskellge forer. For at stoppe forurenngen har regerngen lavet vsse handlngsplaner. En af dsse handlngsplaner hedder Energ 1. Energ 1 har den ålsætnng at nedsænke CO forbruget bl.a. ved at konvertere fra kraftværker og lgn. tl vedvarende energtyper. Målet er, vha. vedvarende energ at nedsætte CO essonen ed 0% 005 forhold tl Der er ange forskellge forer for vedvarende energ. En af de, der har opnået est fregang nden for de seneste år, er vndenerg. Måden at udvnde vndenerg på, sker prært ved hjælp af vndøller. For at få oversgt af CO essonen af havvndøller vl der denne rapport forelgge en lvscyklusanalyse (LCA). Dette er en analysefor, der beskrver de væsentlge ljøforhold hele produktets lvsforløb, fra råstofferne udvndes, over produkton, tl brug og bortskaffelse. Forbrugerne er blevet ere ljøbevdste og er derfor begyndt at se ere krtsk på produkterne. Producenterne kan vha. en LCA bevse overfor forbrugerne, at netop deres produkt er det est ljøbevdste. Den kan også bruges af producenten tl at se lge netop, hvor det vlle være en god de at sætte nd for at ndske forurenngen. Da vndølleparker på havet er blevet et glrende alternatv tl vndøller på land, koes der nd på de forskellge fundaenttyper, so bruges tl funderng af havvndøller. Densonerne på et af dsse fundaenter vl blve beregnet ud fra et kendskab tl et fundaent på en gven lokaltet, og udfra et forsøg hvor jordens styrkeparaetre blver bestet. Lokalteten der er taget udgangspunkt tl densonerngen af et fundaent er Mddelgrunden. Mddelgrunden er en offshore vndøllepark øst for København. Fundaenttypen der er brugt på Mddelgrunden, og derfor også vl blve densoneret rapporten, er et assvt gravtatonsfundaent. Sde 6 af 90 Offshore vndøller

9 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B Projekt dagra Interende proble: Hvordan funderes en havvndølle, og hvlke essoner har øllen og fundaentet deres levetd. Generelt Beskrvelse af LCA CO Proble Konkret LCA på havvndølle Fordele / Uleper Lokaltet Probleforulerng og probleafgrænsnng Gravtatonsfundaent Laster Bæreevne Beregnnger Forsøg Data + beregnnger Densonerng Konkluson på det nterende proble Offshore vndøller Sde 7 af 90

10 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 CO.1 CO proble So en følge af ndustralserngen 1800-tallet er ængden af CO jordens atosfære steget ed 0%, og dette svarer tl crka 0,0% af atosfæren [Fokus]. Det lyder åske kke af eget, en det har allerede nu haft konsekvenser for det globale ljø. Det har, på grund af drvhuseffekten, resulteret at den globale gennesntsteperatur de sdste 100 år er steget ed en halv grad celcus. Hvlket har haft den ndvrknng, at der er seltet så eget s ved polerne, at vandstanden havene er steget ed 10-5 c [Fokus]. Fg..1a Udvklng af globale ddelteperatur [Klaændrnger] På fgur.1a ovenfor er stgnngen på den globale gennesntsteperatur genne de sdste 160 år optegnet. So det fregår af fgur.1a, er teperaturen stadgt stgende og for at stoppe denne udvklng er det nødvendgt at ndske CO essonen Så for kke at forværre det globale ljø har FN s klapanel deceber 1995 sat det ål, at de ndustralserede lande nden år 00 skal halvere udlednngen af CO forhold tl nveauet 1990 [Energ ]. Derudover har EU-landene so følge af Kyoto-protokollen, der blev vedtaget 1997 [Kyoto], forplgtet sg tl at reducere 1990 udslppet af CO ed 8% gennesnt peroden [Klaålsætnnger]. Så der blver gjort eget for, at det globale ljø kke blver yderlgere belastet, end det er forvejen. Sde 8 af 90 Offshore vndøller

11 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16. Danark og CO Når der ses på Danarks CO udslp, ser det kke godt ud. For selvo Danark er et llle land, udleder befolknngen Danark dobbelt så eget CO pr. ndbygger so gennesnttet af verdens lande [Klaændrnger]. Fg..a Udlednng af CO [Klaændrnger] Derudover, ses det på fgur.a at, Danark lgger over gennesnttet forhold tl resten af EUlandene Det lyder af eget, en størrelsen af det danske CO -udslp udgør kun prolle af verdens salede CO -udslp, så det hjælper kke eget, hvs det kun er Danark, der gør noget for at ndske CO -udslppet [Klaændrnger]. Derfor er Danark et af forgangslandene Kyoto-projektet. Danark har, for at EU-landenes salede CO -udslp blver reduceret ed 8% forhold tl 1990-nveauet, forplgtet sg tl at reducere Danarks CO -udslp ed 1% nden for sae tdsrae [Klaålsætnnger]. Derudover er Danark også nkluderet det ål, FN s klapanel har sat sg. Så Danark skal år 00 have halveret st CO -udslp forhold tl nveauet Udover de nternatonale ål er der også et natonalt ål, der ofatter Danarks CO -udslp. Målet den danske regerng har sat sg, er at have reduceret landets salede CO -udslp 005 ed 0 % forhold tl nveauet 1988 [Energ 1].. Forndskelse af CO Danark Der hvor Danark skal gå nd og ændre sne vaner, er hovedsaglgt nden for produktonen af el og vare. Dette kan gøres ved hjælp af vedvarende energressourcer. Det er en nødvendghed for Danark at gøre brug af de vedvarende energressourcer, hvs udslppet af CO år 00 kun skal udgøre halvdelen af udslppet For at nå dette ål er den vedvarende energ nødt tl at udgøre 5% af Danarks salede energ år 00 [Energ 1]. De følgende afsnt vl ohandle de forer for vedvarende energ, so Danark lgger est vægt på fretdens energprodukton. I de følgende afsnt vl der være en kort beskrvelse af dsse forer for energprodukton: Offshore vndøller Sde 9 af 90

12 Boenerg Solenerg Geotersk energ Vndenerg Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16..1 Boenerg Ved boenerg forstås energ so frekoer ved afbrændng af organske ateraler. De est brugte ateraler nden for produktonen af boenerg er restprodukter fra land- og skovbrug og ndustr og husholdnng. Hvlket blandt andet er hal, træ og organsk affald [Energstyrelsen 1996]. Derudover er der også afgrøder, der blver dyrket tl energprodukton, såkaldte energafgrøder, der blandt andet ofatter elefantgræs, energkorn og rasp [Energstyrelsen 1996]. Når dsse produkter odannes tl energ ved afbrændng, udleder de CO, en kke ere end de løbet af deres levetd har osat, ved hjælp af solens energ og fotosyntese, hvor CO odannes tl lt. Der er ed andre ord kke nogen nettoudlednng af CO ved afbrændng af førotalte produkter [Klaændrnger]. Mængden af boasse skal, efter boasseaftalen fra 199, udgøre 10% af det salede brændselsforbrug år 000 [Energ 1]... Solenerg Inden for solenerg skelnes der elle to typer. Den ene er solfangere, so bruges tl at opvare vand, der senere kan bruges tl opvarnng af huse. Den anden type er solceller, der odanner solens stråler tl elektrctet. Mængden af henholdsvs solceller og solfangere er Danark beskeden. Det skyldes hovedsagelgt, at de færreste prvate har råd tl at få nstalleret solceller og solfangere. Og da der kke blver solgt ret ange solceller og solfangere tl odannelsen af solenerg, er eleenterne dyre, da bllggørelse genne sereprodukton kke er tlstede [Energ 1]... Geotersk energ Ved geotersk energ forstås at høje teperaturer, de dyberelggende jordlag, blver udnyttet. Dsse jordlag er blevet varet op af varestrøe fra jordens ndre. Denne for for energ bruges ved at pupe vand op genne de varere jord lag og derefter føre vandet ud de ekssterende fjernvarenet [Energstyrelsen 1996]. Denne for for energ afhænger af de dyberelggende jordlags evne tl at lede vandet opad. Derudover forudsætter det også, at der skal være noget vand at pupe op. Der er endnu kke den store erfarng ed geotersk energ Danark [Energ 1]. Sde 10 af 90 Offshore vndøller

13 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16..4 Vndenerg Vndens energ odannes af vndøller tl elektrctet. Inden for de senere år er der blevet bygget flere og flere vndøller, og det har resulteret at vndenergen de senere år har bdraget ed en større og større del af Danarks elprodukton. I år 000 udgjorde vndenerg 1% af det salede elforbrug Danark [Fokus]. Fg...4a Danarks salede elforbrug [Fokus] So det fregår af fgur..4a, så er delen af vndenerg, ud af den salede energ stadg voksende og den forventes at udgøre 16% 001 og 00 forventes vndenergen at dække 50%, af Danarks salede energforbrug [Fokus]. Det vl ed andre ord sge, at der skal opføres flere vndøller, end der allerede er, eller at det salede energforbrug nedsættes eller en kobnaton heraf. Der skelnes elle to forer for øller. De der er opstllet på land og offshore vndøller. Når der skal opstlles en vndølle på land, er der flere faktorer, der spller nd, og de gør at det kke er ulgt af opstlle vndøller på de steder, der er est oplagt. De arealer, hvor det ønskes at opstlle vndøller er efterhånden begrænset på grund af landets størrelse og befolknngstætheden. Det vl sge, at der skal tages højde for afstande tl næreste bebyggelse, natur og kulturhstorske værder [Fokus]. Derudover skal der også tages højde for hvlke andre planer og nteresser, der er det pågældende orådet [Energstyrelsen]. Når der planlægges offshore vndøller, skal der lgeso ved planlæggelsen af vndøller på land tages højde for forskellge faktorer. Hvs de to typer af vndøller saenlgnes, er det kun afstanden tl næreste beboelse og naturbeskyttelsesnteresser, der skal tages højde for ved planlægnngen af offshore vndøller. Det alene gør at det er oplagt at opføre flere offshore vndøller. Offshore vndøller Sde 11 af 90

14 LCA Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 I ovenstående afsnt er der fokus på CO probleer Danark og hvordan dsse kan løses. En af løsnngerne er at bl.a. vedvarende energ skal nedsætte CO essonen ed 0% 005 forhold tl For at ødekoe dette er der planlagt anlæggelse af vndølleparker. Dsse vndøller skal bdrage ed en renere energ, hvor der kke er et stort CO udslp. For at kunne saenlgne og konkludere hvor ren vndenergen er saenholdt ed kulkraftenergen, er der lavet en LCA (Lvs Cyklus Analyse) for både vndenerg og kraftvareenerg. LCA udregner essonen af 1 kwh og derfor kan dsse saenlgnes. I nedenstående kaptel vl en LCA for offshore vndøller blve beskrevet, og tl sdst vl resultaterne blve saenlgnet ed resultaterne fra en LCA o kulkraftenerg. For kun at belyse en llle del af en LCA, okrng vndøller, har v valgt at lave en beskrvelse på selve tårnet. For bedre at kunne forstå hvordan og hvorfor en LCA blver lavet, er der lavet en beskrvelse af en LCA generelt. Dette afsnt vl ohandle baggrunden, fregangsåden og hvad en LCA kan bruges tl..1 LCA Generelt Der er de sdste årter blevet sat stor fokus på ljøpåvrknnger fra producenter og produktoner. Forbrugerne er blevet ere bevdste o de produkter de vl have og begynder at stlle krav tl producenterne o ndre ljøbelastnng produkton, en også levetden. Der er lavet en analyseetode kaldet lvs-cyklus-analyse (Lfe-cycle-assessent, LCA) so vser ljøpåvrknnger hver enkel fase produktets opbygnng, levetd og nedbrydnng. Herunder vl baggrunden for denne analyse llustreres, hvordan den laves og hvad den kan bruges tl..1.1 Defnton "En LCA af et produkt beskrver de væsentlgste ljøforhold hele produktets lvsforløb, - fra råstofferne udvndes, over produkton tl brug og bortskaffelse" [Mljø 001]..1. Hstore Det hele begyndte 1969, hvor nogle studerende og yngre forskere fra Københavns læreanstalt vlle nforere o ljøprobleerne. De dannede en forenng kaldet NOAH (Danarks Naturfrednngsforenng), so hurtg voksede og blev landsdækkende. De pressede på for at få en lov o ljøbeskyttelse og 1974 trådte ljøbeskyttelsesloven kraft [Regulerng, 1997]. Sdst 70'erne og først 80'erne begyndte forbrugerne, at stlle større krav tl producenterne o at ndske ljøbelastnnger deres produkton. Producenterne tog krtkken tl sg og begynde at tage forbehold. Det startede ed den såkaldte flterstrateg [TMS 001], hvor der på skorstene og vandudløb blev sat rensefltre, so frasorterede den værste forurenng. Men et stadgt stgende krav fra forbrugerne var ndsknng af ljøbelastnng fra produkton. Dette resulterede, at slutnngen af 1980'erne var ulghederne for udnyttelse af flterstrategen næsten udtøt. Det var på dette tdspunkt at der blev lavet de første såkaldte LCA. Det var først en analyse, so blev foretaget på et produkt genne produktonen, for at se o der var enkelte faser produktonen so edvrkede specelt eget tl ljøbelastnng. Hvs der så fandtes en eller flere faser produktonen, der kunne forbedres, blev der sat en eller flere ngenører tl at fnde en etode tl at nedsætte ljøbelastnngen den enkelte fase. Dette kunne være nyt aterale produktonen eller en ny askne. LCA en er saen ed vrksohedernes erfarng blevet eget ere specfk og Sde 1 af 90 Offshore vndøller

15 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 ofattende de senere år. Nu ndeholder en LCA en total "fra vugge tl grav" analyse, hvor der tages hensyn tl bvrknnger under brug og ved afskaffelse. Den kan også bruges tl arkedsførng, da den vser energforbruget og ljøspldet over produktets levetd. Producenterne fandt sdeløbende ed LCA udvklngen ud af, at en LCA var en åde for producenten at vse forbrugerne, at produktet er ljørgtgt. I dag har ange vrksoheder stor erfarng nden for denne analyse etode. Producenterne bruger den flttgt både so produkt dokuentaton, en også deres produktudvklng [TMS 001]..1. Prncpperne LCA Prncpperne hvordan en LCA undersøgelse skal foretages står fuldt beskrevet de nternatonale standarder ISO tl Herunder vl de overordnede hovedtræk beskrves [Mljø 001]: Der er 4 hovedtræk LCA-etoden, de er herunder llustreret: Fg..1.a Hovedtræk der skal tages højde for en LCA [Mljø 001] Forål Det er vgtg at der en LCA s forål blver beskrevet, hvad der skal vses ed denne LCA. I denne beskrvelse skal rapportens ofang også defneres. Hvs deen er at saenlgne to eller flere produkter, er det vgtg, at der regnes ed sae enhed. F.eks. dette tlfælde; ljøbelastnng pr. 1 kwh. Afgrænsnng Afgrænsnng skal begrænse rapportens ofang ed tlbageblk på forålet. For at gøre denne fase neere er produktets lvsforløb opdelt 5 lvscyklusfaser: Materalefase Produktonsfase Brugsfase Bortskaffelsesfase Offshore vndøller Sde 1 af 90

16 Transportfase Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Hvs der skal laves en fuldstændg LCA, skal alle dsse punkter opfyldes. Men er der begrænsnng af td eller penge, kan der bare tages udgangspunkt en enkelt fase. En detaljeret beskrvelse af dsse lvscyklusfaser er beskrevet ISO tl Opgørelse De ovenstående lvscyklusfaser sættes nu saen et opgørelsesskea. Eksepel på et ses på fgur.1.b. Fg..1.b Hvad skal der tages højde for opgørelsesafsnttet [Mljø 001] Dette opstlles for at se, o der er uskkerheder eller anglende data, der skal fndes, hvlket betyder, at der skal være en fyldestgørende analyse af fasen ved hver pl og kasse. Men der skal stadg tages hensyn tl forålet og kke laves unødvendge beregnnger. Opgørelsen er altså en asse tal på aterale- og energforbrug, essoner og affald. Vurderng Vurderngsprocessen skal gå genne nveauer. Karakterserng Noralserng Vægtnng Sde 14 af 90 Offshore vndøller

17 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 De nveauer bruges so på fgur.1.c. Fg..1.c Flow vurderngsfasen [Mljø 001] Karakterserng er en konkluson på opgørelsen, so ser på de enkelte faser og kategorserer de forskelle essoner ud fra et skea. Kategorerne (blag A) er opdelt globalt, regonalt og lokalt, under dsse fndes undereffekter. Effekter betegnes ved forskellge værder/enheder. F.eks. angves drvhuseffekten CO ækvvalent. Dsse kan kke saenlgnes, da de kke defneres ed sae enhed. Ved noralserng sættes ljøeffekterne og ressourceforbruget forhold tl den gennesntlge påvrknng fra en person. Ved noralserng blver ressourceforbruget og ljøeffekterne opgjort personækvvalenter. Dette gør at det er ulgt at saenlgne dsse. Vægtnng: "Betydnngen af ressourceforbruget og ljøeffekterne set et ljøæssgt perspektv, udtrykt ved at oregne de noralserede person-ækvvalenter tl en vægtet person-ækvvalent" [ljø 001]. Ved vægtnng af ressourceforbruget, sættes denne forhold tl, hvor eget af det enkelte råstof hver person på verdensplan har tl rådghed, denne angves PR (ll-person-reserver [Mljø 000]). Ved vægtnng af ljøeffekterne vurderes denne forhold tl det 0ålsatte Danark eller globalt, denne angves ved PEM (ll-personækvvalent-ålsat [Mljø 000]). Vurderes dsse, kan der konstateres o produktet er ljøbelastende eller ressourcekrævende og efter denne konkluson kan der gåes tlbage og fnde de faser, hvor der sker est udlednng og evt. lave forbedrnger. Offshore vndøller Sde 15 af 90

18 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Fortolknng Her er det vgtgt, hele tden at have øje tl forålet og afgrænsnngen, så det kke kører af sporet. Vurderng af o de enkelte resultater, steer overens ed forålet, er også vgtg. I hele processen skal der tages hensyn tl og vurderes på anglende data og uskkerheder..1.4 Hvad kan en LCA bruges tl? Vrksohederne kan bruge en LCA tl en lang række forål. Produktudvklng nternt vrksoheden Forbedrer forbndelse ed yndghederne eller en anden kontrollerende ndstands. Dokuentaton overfor kunder, yndgheder eller leverandør. Markedsførng Det skal dog vdes, at ved ntern brug vrksoheden, er det ulgt at lave denne LCA ed overslags tal og fktve tal. Men skal den bruges eksternt, er det eget vgtgt at der er dokuentaton for alle tal, so bruges LCA en. Dette gøres for at få en stor datakvaltet, hvlket skaber stor påldelghed/troværdghed LCA en. I starten da LCA-rapporterne blev lavet, var de kke eget troværdge, det det var producenten selv der lavede LCA erne, og dokuentatonen for tallene var kke tlstrækkelg. I dag er en LCA bleveteget ere påldelge, ford der er lavet forskellge standarder, so skal følges når der laves en LCA. Et eksepel på en sådan standard er ovenstående ISO Udover dette er der også koet ljøledelse ange vrksoheder, hvor der laves en strateg for hvlke ljøtltag vrksoheden skal tage, nden for en tdsperode (ljøhandlngsplan). Dette bevrker at vrksoheden hele tden opdaterer sn LCA eller ljøvurderng. Herunder (fgur.1.4a) kan der ses hvlke ulgheder, der er for ljøledelse, ljøvurdernger, handlngsplaner og ljøærker, og hvlke love og afgfter vrksoheden skal overholde [Mljø 001]. Fg..1.4a Hvlke tng, der kan tages højde for en vrksohed [Mljø 001] Sde 16 af 90 Offshore vndøller

19 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16. LCA Konkret På baggrund af ovenstående teor har Vestas Wnd A/S saarbejde ed Tech-Wse A/S lavet en LCA o offshore vndøller for Elsa A/S. Forålet ed LCA en har været at opbygge en analyse for en,0mw Vestas-vndølle, tl at opstlle ved Horns Rev. Denne vses ford det også er en,0mw vndølle der står på Mddelgrunden, denne er dog en,0mw Bonus A/S ølle. Det har kke været ulgt at få en LCA for en,0mw vndølle...1 Afgrænsnnger Denne lvscyklusanalyse er lavet på en,0mw havølle. Alle effekterne er gjort op for 1 kwh produceret på sådan en ølle. Dette er gjort for at kunne saenlgne ed andre el produktonsteknologer, eks. kraftvareværker, og andre vndøller. Det betyder at den funktonelle enhed for systeet, er valgt tl 1 kwh el produceret på øllen, hele dens levetd, so er beregnet tl ca. 0 år. I hele opgørelsen er edtaget, produkton, transport, opstllng, drft og nedtagnng. Herudover er der også bortskaffelse af øllen og fundaentet. I LCA en er der lavet en vurderng på en ølle ed onopæl, so funderng. De forskellge lvsfaser der er edtaget vurderngen er her sat op fra " vugge tl grav" Fg...1a Faserne vugge tl grav [LCA 1999] Produktonen/frestllngen; af fundaent, tårn, nacelle og vnger, her er også e dtaget frestllngen af koponenter på nveau (se fgur..1b på næste sde). Tech-Wse analyserede alle koponenter på nveau, og nogle på nveau. Transport tl ste: Det nkluderer transport ed lastbl, evt. følgebl(er), hvs dette er nødvend gt. Tranport ed skb, ud tl opstllngssted. Tl opstllngen er nkluderet kranarbejde på opstllngsste. Drft nklusv vedlgeholdelse: Dette nkluderer oleskft, sørng og overfladebehandlng af tårn/fundaent. Der er kke edtaget transport tl og fra, ved drft og vedlgeholdelse. Nedtagnng og skrotnng nkluderer kranarbejde ved nedtagnng, transport ed skb nd tl havnen, og transport ed lastbl, og evt. følgebl(er), tl slutdsponerng. Bortskaffelsen af ateraler ved enten genanvendelse eller deponerng. Genanvendelsen afgrænses tl, hvornår ateralet er klar tl genbrug. Forarbejdnngen tl nyt aterale ndgår kke. Offshore vndøller Sde 17 af 90

20 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Fg...1b De eleenter so ndgår LCA en [LCA 1999] Sde 18 af 90 Offshore vndøller

21 P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16.. Datandsalng I LCA en har det været koncentreret o at fnde/skaffe de præcse data, for produkton sat nedtagnngsfasen. Det er nelg her de væsentlgste ljøpåvrknnger er [LCA 1999]. Der er kke væsentlge ljøpåvrknnger ved drften. For at lette odelopbygnngen er vndøllesysteet opdelt koponentsysteer [LCA 1999]. Fundaent Tårn Nacelle Vnger Vestas Wnd A/S har leveret data for produkton af vndøllen okrng atrale - og energforbrug [LCA 1999]. Tech-wse har stået for ndsalngen af data okrng fundaentet, og har også stået for ndsalngen af data okrng nedtagnngsfasen... Tårn Tårnene tl vndøllerne blver lavet et vst ofang på Vestas Wnd A/S`s egne fabrkker. Resten blver ndkøbt hos underleverandører. I LCA en er der kun brugt data for tårne, der er frestllet hos Vestas Wnd A/S. Tårnene laves stål. Stålet blver leveret tl Vestas Wnd A/S plader. Pladerne er skåret tl, så de på Vestas Wnd A/S kke skal lave nogen opskærnger, og har derfor kke noget spld af stål. Tårnet blver så svejset saen, og efterbehandlngen dvs. sandblæsnng og overfladecoatng, sker hos underleverandører. Frestllngen af tårn Selve frestllngen af stålplader er odelleret so stålplader UMIP-databasen (Udvklng af ljøvenlge ndustrprodukter), dog en lettere odfceret udgave på baggrung af oplysnnger fra Det Danske Stålvalseværk. Den proces, der er UMIP-databasen, for stålplader, er kke tdssvarende, og de behandler kke affald korrekt [LCA 1999]. Når an frestller stål, produceres ovnslagge, so UMIP er nævnt so farlgt affald. Denne ovnslagge blver genbrugt asfaltndustren. Ifølge affaldsbekendtgørelsen (bek. nr.99 af 0/04/1997) er ovnslagge kke defneret so farlgt affald. For at gøre processen ere tdssvarende, er affaldet defneret so voluenaffald. Forbruget af stål er et esteret forbrug. Da der endnu kke er nogen praktske erfarnger ed lge netop den tårnodel. Der er derfor taget udgangspunkt en anden Vestas Wnd A/S vndølle. Forholdet elle svejsetråd og stålplader er det sae. Og følge leverandøren er forbruget elle svejsetråd og -pulver tlnærelsesvs lge store (vægtbass). LCA-data for svejsetråd og - pulver er oplyst af leverandøren Målnger af elforbruget, tl svejsnng af tårnet, er esteret ud fra oplysnnger fra underleverandøren af svejseapparaterne. Data for overfladebehandlngen, såso alng og sandblæsnng, er hentet hos underleverandøren. Der er anvendt data for følgende tl tårnet: Materaler Stål Malng ( typer) Metallserngstråd znk/alunu Alunu (tl alunu-stger) Stålsand Offshore vndøller Sde 19 af 90

22 Svejsetråd Svejsepulver Energ Den Teknsk-naturvdenskabelge bassuddannelse P1 projekt Aalborg Unverstet 001 Gruppe B16 Transport og opstllng af tårn Selve transporten af tårnet blver sker ed lastbler og både. Der er ca. 80k fra fabrk tl havn, og ca. 40k fra havn tl opstllngsted (Dette er tl Horns Rev, passer kke ed Mddelgrunden.). Det antages at det vl tage ca. 0 ter at opstlle tårnet. Drft af tårn Det er eget svært at forudsge hvor eget vedlgeholdelse der vl blve på dette tårn. Vestas Wnd A/S går ud fra at der kke vl være nogen for for vedlgeholdelse. Det skal hverken sandblæses eller ales genne hele dens levetd. Derfor er der kke beregnet nogen for for vedlgeholdelse. Nedtagnng og skrotnng af tårn Efter endt levetd, nedrves tårnet og det antages at stålet genanvendes, en ed et tab på ca. 10%. Selve transporten fra opstllngsste tl oparbejdnngssted. Er beregnet tl 40 k tl vands, og 50 k tl lands (Tl Horns Rev, passer kke tl Mddelgrunden)...4 Noralserng En noralserng betyder at bdraget fra 1 ølle og 1 kwh produceret på øllen er angvet forhold tl en noralborgers gennesntlge bdrag tl den pågældende ljøeffekt. Resultaterne er således angvet llperson-ækvvalenter (herefter forkortet PE). Hvs drvhuseffekten fra 1kWh el fra en ølle således er 0,15PE, betyder det, at forbruget af 1 kwh el svarer tl 0,15 prolle af en persons salede bdrag tl drvhuseffekten genne et helt år. På den åde betyder et højt bdrag angvet PE kke, at det er en stor ljøbelastnng, en at det udgør en stor andel af en noralborgers bdrag [LCA 1999]...5 Opgørelse af ressourceforbrug Opgørelsen er foretaget for 1kWh produceret på vndøllen. Her er så præsenteret en opgørelse af ressourceforbruget [LCA 1999]. Ressource Mængde (g/kwh) Opdæet vand 119 Øvrgt vand 8 Stenkul 0,77 Jern 0,40 Naturgas 0,7 Ole 0,18 Calcucarbonat (CaCO) 0,11 Brunkul 0,08 Benzn 0,04 Alunu (Al) 0,01 Sde 0 af 90 Offshore vndøller