Analize okoljskega odtisa bio plastike

Transcription

1 Analize okoljskega odtisa bio plastike POSVET O BIOPLASTIKI doc. dr. Gašper Gantar Ljubljana,

2 Vsebina 1. UVOD Trajnostni razvoj Ocenjevanje negativnih vplivov na okolje 2. ANALIZA ŽIVLJENJSKEGA CIKLA (LCA) Princip Meje študije Omejitve LCA analiz 3. LCA ANALIZA BIO POLIMERNIH MATERILOV Petrokemični tekmeci bio plastika 4. LCA ANALIZA IZDELKOV IZ BIO POLIMERNIH MATERILOV Kozarci Vrečke Ostalo 5. ZAKLJUČKI 2/36

3 Cilj je trajnostni razvoj TRAJNOSTNI RAZVOJ = EKONOMIJA + EKOLOGIJA + RAZVOJ + DRUŽBENA ENAKOST MED GENERACIJAMI + UPOŠTEVANJE POTREB PRIHODNJIH GENERACIJ Vir: PE International 3/36

4 Ocenjevanje negativnih vplivov na okolje Globalni kriteriji - Izčrpavanje virov - Globalno segrevanje (GWP) - Tanjšanje ozonske plasti (ODP) Regionalni kriteriji - Nevarnost zakisanja (AP) - Sprememba rabe zemljišča Lokalni kriteriji Preprečevanje globalnega segrevanja je identificirano kot glavni izziv trajnostnega razvoja - Nevarnost zastrupljanja ljudi in okolja (HTP, ETP) - Evtrofikacija(EP) - Nevarnost nastajanja fotokemičnih oksidantov (POCP) Ostal kriteriji - Motnje (hrup, smrad, poraba po odlaganju, ionizirajoče sevanje, radiacija) 4/36

5 Globalno segrevanje (GWP) Učinek: Povečano segrevanje ozračja zaradi izpustov toplogrednih plinov npr. zaradi izgorevanja fosilnih goriv. Referenčna substanca: Ogljikov dioksid (CO 2 ) Referenčna enota: kg CO 2 -e Vir: IPCC (Intergovernmental Panel on Climatic Change) UV - radiation Absorption Reflection Infrared radiation CFCs Trace gases in the atmosphere CO 2 CH 4 Vir: PE International 5/36

6 ANALIZA ŽIVLJENSKEGA CIKLA (LCA) Definicija po standardu ISO 14040: LCA je metoda za zbiranje in ovrednotenje vtokov, iztokov in potencialnih okoljskih vplivov produkta (storitve ) skozi njegov življenjski cikel. LCA je eno od orodij za podporo pri trajnostnem razvoju Na kratko: Standardizirana metoda za oceno okoljskih vplivov (bremen) Odgovor na vprašanje, kako prijazen je izdelek do okolja 6/36

7 Interpretacija ISO ANALIZA ŽIVLJENSKEGA CIKLA (LCA) LCA Definicija namena in ciljev Inventurna analiza Ocena vplivov ISO ISO ISO Uporabnost: Razvoj in izboljšave izdelkov Strateško načrtovanje Komuniciranje z javnostjo Trženje Ostalo 7/36

8 Dilema: naravna ali umetna jelka? S TAKŠNIMI DILEMAMI SE VSAKODNEVNO SOOČAMO KOT POSAMEZNIKI V POPLAVI ZELENIH TRDITEV (NAKUPOVALNE VREČKE, SVEČE ) IN V POSLOVNEM SVETU (ORGANIZACIJA DELA, OPTIMIRANJE PREVOZOV, SPREMEMBE NA KONSTRUKCIJI IZDELKOV ) Vir: Časopis DELO 8/36

9 Naravna ali umetna jelka? ODGOVOR (PRIMERJAVA) Če ste kupili umetno jelko in jo uporabljali več kot 8 let, ste povzročili manjšo obremenitev okolja, kot če bi 8 let vsako leto kupili novo naravno jelko. PREDLOGI ZA ZMANJŠEVANJE NEGATIVNIH VPLIVOV NA OKOLJE (OPTIMIZACIJA) 1. Izberite najbližje mesto nakupa 2. Kupite lokalno vzgojeno jelko 3. Nakup umetnih okraskov za jelko povzroči bistveno večji negativni vpliv na okolje kot jelka sama Vir: PE International, /36

10 Zakaj se lotiti LCA analize določanje najpomembnejših okoljskih vplivov, za primerjave v sektorju ali branži, načrtovanje ukrepov za zmanjševanje okoljskih vplivov, podpora pri razvoju novih izdelkov in storitev, motivacija zaposlenih, podpora sistemom odločanja, zmanjševanje tveganj, sodelovanje v prostovoljnih ali obveznih programih, za potrditev družbene odgovornosti podjetja (izboljšanje podobe podjetja), za potrebe (zelenega) trženja doseganje tržne prednosti, obveznosti do naročnikov, kupcev, investitorjev, poslovnih partnerjev... 10/36

11 Meje študije emissions Gate to gate intermediates intermediates resources ressources exploitation exploitation preparation preparation production use use phase phase disposal disposal emissions energy energy Cradle to gate Gate to grave Cradle Cradle to to grave grave 11/36

12 Omejitve LCA LCA NE PODA POPOLNE SLIKE IN NE UPOŠTEVA VSEH PARAMETROV 1. Ne upošteva etničnih in socialnih vidikov (uporaba gensko spremenjenih rastlin, uporaba kmetijskih zemljišč, kjer bi se sicer proizvajala hrana, varnost izdelovalnih postopkov, otroško delo, intenzivnost zaposlovanja ) 2. Nezanesljivost podatkov (vsaka država ima drugačen energy-mix, način zbiranja odpadkov, spremembe v prihodnosti ) 3. V praksi ni mogoče upoštevati vseh okoljskih kazalnikov 4. Nikoli vsi kazalniki niso boljši za eno od opazovanih rešitev 5. Higiena 6. Tehnološka tveganja (večja verjetnost poškodb delavca ) 12/36

13 Petrokemični tekmeci LDPE granulat 1,68 6,70E-08 0,06 0,0047 0, SEŽIG LDPE 1,44 3,25 2,11E-09 0,0019 0, , PET granulat 3,49 0,268 0,0156 0,00103 SEŽIG PET 0,842 2,35 2,85E-10 0, , ,28E-05 PS granulat 3,46 0,165 0,0111 0, SEŽIG PS 1,11 3,47 3,42E-10 0, , ,74E-05 ODLAGANJE PLASTIKE 1,24 0,0689 2,78E-09 0, , , Poraba energije (MJ) Tanjšanje ozonske plasti (kg R11-e) Nevarnost zakisanja (kg SO2-e) 78,9 83,9 89,4 GHG emisije (kg CO2-e) Nevarnost zastrupljanja (kg DCB-e) Evrofikacija (kg Phosphate-e) Pri sežigu LDPE pridobimo 2,37MJ električne energije in 21,8MJ energije pare Pri sežigu PET pridobimo 1,31MJ električne energije in 12,8MJ energije pare Pri sežigu PS pridobimo 2,63MJ električne energije in 23,3MJ energije pare Vir: PE International, /36

14 Bio plastika Izdelane iz obnovljivih virov Niso izdelane iz obnovljivih virov Bio razgradljive Škrobni polimer (TPS), Polimlečna kislina (PLA), Polihidroksialknoat (PHA), Polihidroksibutirat (PHB) Poliestri iz petrokemijskih monomerov (PBS ) Niso bio razgradljive Lignin epoksi smole, Epoksidirano laneno olje Kompozitni materiali, ki vsebujejo naravna vlakna (lan, konoplja, trs) 14/36

15 Bio plastika (material) MANJŠE OKOLJSKO BREME GLEDE NA PETROKEMIČNE TEKMECE - POLIETILEN (PE), POLIPROPILEN (PP), POLISTIREN (PS) JE MOTIVACIJA ZA UPORABO BIO PLASTIKE IN NARAVNIH VLAKEN POTREBNO JE PREVERITI, ALI IN KDAJ TO DRŽI? PRVO OCENO O POVZROČENEM OKOLJSKEM BREMENU PRIKAŽE IZRAČUN OKOLJSKIH VPLIVOV PRI PROIZVODNJI MATERIALA IN RAVNANJU Z ODPADKI. (ČE JE REZULAT SLAB, JE VELIKA VERJETNOST, DA BO ENAKO VELJALO ZA IZDELKE, NAREJENE IZ TEGA MATERIALA) 15/36

16 Bio plastika Poraba energije (MJ) GHG emisije (kg CO2-e) Tanjšanje ozonske plasti (kg R11-e) Nevarnost zastrupljanja (kg DCB-e) Nevarnost zakisanja (kg SO2-e) Evtrofikacija (kg Phosphate-e) PE PET TPS PLA PHA PHB PE, PET: 80% sežig, 20% odlaganje ; ostali: kompostiranje Vir: Patel, Bastioli, Marini, IEEP 16/36

17 Bio plastika zaključki 1/2 Rezultati različnih analiz se razlikujejo (različne meje študije, način pridelave vhodnih sestavin, uporabljen energy-mix, leto izdelave študije, predvideno ravnanje z odpadki, ovrednoteni kazalniki, vhodni podatki za primerjan material ipd.) in so povrženi negotovostim Uporaba bio polimerov zniža okoljsko breme, kar se tiče pridobivanja materiala in ravnanja z odpadki. + Manjša poraba energije Nižje emisije GHG plinov, ker rastline med rastjo absorbirajo CO 2 Manjše tanjšanje ozonske plasti? Nevarnost zakisanja - Evtrofikacija 17/36

18 Zakaj obravnavati celoten življenjski cikel Vir: PE International NE REŠUJ PROBLEMA TAKO, DA POVZROČIŠ DRUG PROBLEM (npr. bombažna majica iz 100% ekološko pridelanega bombaža (brez pesticidov, a slabo vpija barvo > barvanje z industrijskimi kemikalijami s kancerogenimi snovmi); učinkovit tiskalnik, ki ne omogoča uporabe recikliranih kartuš in recikliranega papirja, papirnate nakupovalne vrečke Vir: D Goleman, Ekološka inteligenca 18/36

19 Cradle-to-Grave Primerjava materialov ni dovolj. Primerjati je potrebno izdelke v celotnem življenjskem ciklu, saj značilnosti faze uporabe niso vedno primerljive za izdelke iz različnih vhodnih materialov. Razlogi za to so: - Značilnosti proizvodnih postopkov za izdelavo končnih izdelkov iz osnovnih materialov (stopnja izmeta, poraba energije ) - Transport (transportne poti se pri uporabi različnih vhodnih materialov lahko bistveno razlikujejo; še posebno je to potrebno upoštevati pri izdelkih z nizko gostoto, kot so nekateri embalažni izdelki) - Faza uporabe izdelka (značilnosti uporabljenega materiala lahko vplivajo na delovanje izdelka; ravnanje potrošnika ima lahko ključno vlogo kot npr. v primeru t.i. double bagging ) - Faza ravnanja z odpadki 19/36

20 LCA za bio polimere Uporabljene rastline Način pridelave (intenzivno/ekstenzi vno kmetijstvo, uporabljena gnojila) Način proizvodnje Poraba materiala za izdelek (stopnja izmeta) Poraba energije Stranski proizvodi Drugačne transportne poti Logistika Način vzdrževanja odlagališč Razmerje: Odlaganje Sežig Reciklaža (v prid petrokemičnim mat) Kompostiranje (100%) Digestija (anaerobna predelava) Št. reciklažnih ciklov Sprememba v porabi energije Način uporabe (npr. nakupovalna vrečka se dodatno uporabi še za smeti) Double bagging Vedenje potrošnikov (način pranja smetnjakov za bio-odpadke) 20/36

21 Kozarci Kozarci iz polikarbonata (PC) za ponovno uporabo Kozarci iz polipropilena (PP) za enkratno uporabo Kozarci iz polietilena (PE) plastificiran karton Kozarci iz PLA za enkratno uporabo funkcionalna enota = postreženih 100 litrov pijače (piva, brezalkoholne pijače ) Analiza vključuje pridobivanje materialov, proizvodnjo, uporabo (na dogodku) in ravnanje z odpadki (cradle-to-grave) Vir: NatureWorks, /36

22 Kozarci Vir: NatureWorks, /36

23 Kozarci manjši dogodek v dvorani 1. Prikazani rezultati kažejo, da nobena opcija ne izstopa 2. Ključno je zmanjševanje teže kozarca in proizvodnja granulata 3. Potencial pri optimizaciji kozarcev iz PLA je izredno velik (drugačna tehnologija za proizvodnjo granulata; zmanjšanje teže kozarca s 6,5 g na 5,5 g; sprememba EOL s 50% kompostiranje / 50% sežig v 90% anaerobna predelava / 10% sežig; skrajšanje povprečnih prevoznih poti od proizvajalca granulata do proizvajalca kozarcev s 8000 km na 100 km) Vir: NatureWorks, /36

24 Kozarci večji dogodek na prostem 1. Podobni rezultati kot v prejšnjem primeru 2. Kozarci iz PC imajo bistveno slabši rezultat kot pri uporabi na manjših dogodkih v dvorani 3. Potencial pri optimizaciji kozarcev iz PLA je izredno velik Vir: NatureWorks, /36

25 EI99, občutljivostna analiza Vir: NatureWorks, /36

26 Vrečke (nakupovalne, za smeti) 1. Biorazgradljiva vrečka; kompostiranje 2. Papirnata vrečka; kompostiranje 3. PE vrečka; sežig odpadkov 26/36

27 Vrečke (za biološke odpadke) 1. Biorazgradljiva vrečka; kompostiranje 2. Papirnata vrečka; kompostiranje 3. PE vrečka; sežig odpadkov Vir: Novamont, /36

28 Vrečke (za biološke odpadke) 1. Biorazgradljiva vrečka; kompostiranje 2. Papirnata vrečka; kompostiranje 3. PE vrečka; sežig odpadkov 4. PE vrečka; sežig odpadkov in dela organskih odpadkov Vir: Novamont, /36

29 Nakupovalne vrečke zaključki 1/2 1. Pridobivanje osnovnih materialov je ključni vir okoljskih bremen (v vseh primerih) > zmanjševanje teže in ponovna uporaba sta ključni možnosti za zmanjševanje okoljskih vplivov. 2. Trpežne (nylonske) (več kot 200 nakupov) ali LDPE vrečke za ponovno uporabo so najbolj ugodna opcija, če upoštevamo celoten življenjski cikel (zmanjševanje okoljskih bremen je bistveno večje, kot pri zamenjavi klasičnih vrečk za enkratno uporabo z bio-razgradljivimi za enkratno uporabo). 3. Vrečke iz bio-razgradljivih materialov za enkratno uporabo so bolj ugodna možnost kot uporaba klasičnih PE vrečk za enkratno uporabo (če so po uporabi kompostirane) manjša poraba virov, energije, izpustov toplogrednih plinov in onesnaževanja. 4. Najslabša možnost je uporaba papirnih vrečk za enkratno uporabo (velika poraba energije pri proizvodnji, manj problematične glede onesnaževanja) Vir: The Use of LCA on Plastic Bags in an IPP Context, /36

30 Nakupovalne vrečke zaključki 2/2 1. Večkratna ponovna uporaba klasične PE vrečke (v košu za smeti ali za več nakupov) bistveno zmanjša okoljsko breme tovrstnih vrečk 2. Če se bio razgradljive vrečke ne kompostira ampak odlaga, se bistveno poveča njihovo okoljsko breme (razgradnja v metan) 3. Prav na podlagi LCA analiz je bilo odstranjevanje odpadkov definirano kot ključen vidik pri uporabi bio plastičnih vrečk. VZDRŽLJIVE VREČKE IZ BIO RAZGRADLJIVEGA MATERIALA ZA VEČKRATNO UPORABO Vir: The Use of LCA on Plastic Bags in an IPP Context, /36

31 Vrečke za bio odpadke splošni zaključki 1. Uporaba biorazgradljivih vrečk je v praksi bistveno boljša možnost kot uporaba papirnih vrečk ali PE vrečk, ki se jih loči od odpadkov in sežge (v praksi je vrečko nemogoče popolnoma ločiti od bioloških odpadkov > po nepotrebnem gre v sežig tudi del bioloških odpadkov) Vir: The Use of LCA on Plastic Bags in an IPP Context, /36

32 Nakupovalne vrečke RELATIVNA POMEMBNOST REZULTATA Uporaba ene nakupovalne vrečke povzroči enako količino izpustov toplogrednih plinov kot prevoženih 100m s povprečnim osebnim avtomobilom (npr. pri iskanju parkirnega prostora pred trgovino). Vir: Pečnik, /36

33 Druge možnosti uporabe SPEC. TRDNOST, DOBRA ZVOČNA IZOLATIVNOST, NIŽJI KOEF. TRENJA Polnila na osnovi škroba za pnevmatike > manjši torni koeficient (zmanjšanje okoljskih obremenitev v fazi uporabe je krat večje kot okoljske obremenitve pri pridelavi in odstranjevanju materiala. Kompoziti iz naravnih vlaken (PP+steklena vlakna > PP+lanena vlakna; ABS > kompozit iz lanenih vlaken in epoksi smole s trdilcem) >manjša teža sestavnega dela > prihranek energije v obratovanju je večji energije za proizvodnjo sestavnega dela Vir: Patel, GoodYear, 33/36

34 ZAKLJUČKI 1. Kljub vsem poenostavitvam in nezanesljivostim vhodnih podatkov lahko zaključimo, da uporaba bio polimerov in naravnih vlaken v splošnem omogoča zmanjševanje okoljskih vplivov v vgrajenih izdelkih. 2. Bio plastika ni dominantna v vseh pogledih 3. Ključno za celotno okoljsko breme je ravnanje z odpadki 4. Potrebno je razumeti okoljske vplive, ki jih povzroči izdelek v celotni življenjski dobi (cradle-to-grave), pri čemer mora biti v izračunu uporabljena primerna funkcionalna enota (npr. zapakiranost 9000 l izdelkov, če je vrečka iz bio polimerov težja kot PE vrečka 9,15g/7,04g, primerljiva vrečka iz papirja pa tehta celo 60g) 34/36

35 HVALA ZA POZORNOST ZAHVALA: doc.dr. Andreju Kržanu za pomoč pri pripravi predstavitve doc. dr. Gašper Gantar Vodja okoljskih projektov ENVITA d.o.o. Tržaška 132, Ljubljana SI 1000 Slovenia tel: fax: GSM: /36