Levenscyclusanalyse (LCA) van handdroogsystemen

Transcriptie

1 MANAGEMENTSAMENVATTING Levenscyclusanalyse (LCA) van handdroogsystemen Een LCA-onderzoek met een volledige gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse, uitgevoerd in overeenstemming met ISO-normen en 14044, waarin de milieueffecten van papieren handdoeken, katoenen handdoeken, warmeluchthanddrogers, XLERATOR en de Dyson Airblade handdroger rechtstreeks worden vergeleken. Materials Systems Laboratory Massachusetts Institute of Technology Het volledige rapport is opgesteld door en de managementsamenvatting is goedgekeurd door: Trisha Montalbo Jeremy Gregory Randolph Kirchain In opdracht van: Dyson, Inc. 1

2 Inleiding Levenscyclusanalyse (LCA) is een wetenschappelijke methode om de milieueffecten van een product of een assortiment producten te analyseren. Verschillende producten of technologieën die hetzelfde doel hebben, kunnen rechtstreeks worden vergeleken (dat wil zeggen: verschillende handdroogoplossingen die allemaal bedoeld zijn om de handen te drogen). Een van de sterkste punten van levenscyclusanalyse is dat een dergelijke analyse het hele productsysteem omvat en daardoor een gedetailleerd en evenwichtig beeld oplevert, met inbegrip van de materialen en fabricage, de productie, het vervoer, het gebruik en verwijdering. Hieronder vallen verantwoorde aannames voor een specifieke situatie en het bekijken van aspecten zoals productielocatie, gebruik van het product en herbruikbaarheid. Verder benaderen LCA s het milieu op een holistische manier, waarbij gekeken wordt naar een reeks maatstaven, zoals het gebruik van hulpbronnen, de kwaliteit van het ecosysteem, het aardopwarmingsvermogen (global warming potential GWP), mogelijke gevolgen voor de gezondheid van mensen en het gebruik van watersystemen en land. In het bijzonder aardopwarmingsvermogen (g CO2 eq.) is een bekende en algemeen gebruikte meeteenheid voor de geproduceerde hoeveelheid koolstofdioxide-equivalenten. Door het grote bereik ervan zijn een aantal internationale normen (waaronder ISO en ISO [1,2]) ontwikkeld om te komen tot een gestandaardiseerd proces voor het uitvoeren van LCA s. Elke LCA die volgens deze normen wordt uitgevoerd heeft een consistente grondslag en moet de gebruikte methoden en aannames voor het kwantificeren van de totale milieueffecten volledig verantwoorden. Wanneer een product wordt getoetst aan deze internationale normen worden belangrijke veronderstellingen gemaakt bij het bepalen van de reikwijdte van het project, inclusief de functionele eenheid en de systeemgrenzen. Bovendien richten andere LCA-onderzoeken zich vaak op één scenario en houden ze er geen rekening mee hoe het veranderen van belangrijke variabelen de totale uitkomst kan beïnvloeden. Om rekening te houden met de verschillende omstandigheden, nu dan wel in de toekomst, moeten er verschillende berekeningen worden uitgevoerd. Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft in opdracht van Dyson de milieuprestaties van de Dyson Airblade handdroger geëvalueerd. Hiervoor voerde MIT een LCA uit met een uitgebreide analyse, waaronder: 1. Alle actuele en relevante onderzoeken als gegevensbronnen binnen het onderzoek, met inbegrip van LCA s die in opdracht van andere fabrikanten waren uitgevoerd. 2. Alle mogelijke producttypes in de handdroogcategorie, zodat al deze producten direct konden worden vergeleken. 3. Een belangrijke toevoeging aan het standaardformaat van LCA s: een volledige en gedetailleerde gevoeligheidsen onzekerheidsanalyse die een groot aantal scenario s omvatte, waardoor conclusies met een mate van statistische zekerheid getrokken konden worden. Maar ondanks het bestaan van ISO en zijn in eerdere LCA-onderzoeken naar handen drogen verschillende aannames en een verschillende reikwijdte gebruikt, waardoor de resultaten niet direct met elkaar vergelijkbaar zijn. Om rechtstreekse vergelijkingen mogelijk te maken moeten voor alle handdroogscenario s een verantwoorde functionele eenheid en een verantwoorde reeks systeemgrenzen worden ingesteld. 2

3 Managementsamenvatting Deze LCA bevat een analyse en een vergelijking van de milieueffecten van handdroogsystemen in openbare toiletten. Deze LCA-rapportage werd door MIT uitgevoerd in opdracht van Dyson en is het eerste onderzoek dat zo n breed aanbod van producten vergelijkt. Verder wordt een verantwoord uitgangs- of basisscenario opgesteld, waarin door middel van een uitgebreide gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse de robuustheid van vergelijkende resultaten wordt getest. Alle conclusies worden volledig verantwoord met een mate van statistische zekerheid. Doelstellingen en reikwijdte Het doel van deze analyse is het evalueren en vergelijken van zeven soorten handdroogsystemen, te weten: 1) Een Dyson Airblade handdroger met aluminium afdekking (een hogesnelheid-handdroger waar de handen in gehouden worden) 2) Een Dyson Airblade handdroger met kunststof afdekking (een hogesnelheid-handdroger waar de handen in gehouden worden) 3) Een Excel XLERATOR (een handdroger waar de handen onder gehouden worden) 4) Een generieke standaard warmelucht-handdroger (waar de handen onder gehouden worden) 5) Generieke katoenen handdoekrollen 6) Generieke papieren handdoeken gemaakt van 100% materiaal 7) Generieke papieren handdoeken gemaakt van 100% hergebruikt materiaal Er bestaan diverse openbaar beschikbare LCAonderzoeken waarin gekeken wordt naar verschillende handdroogmethoden. Deze LCA-onderzoeken zijn uitgevoerd in opdracht van een aantal fabrikanten, waaronder Airdri Ltd, Kimberley Clark en Excel XLERATOR en gebruiken allemaal verschillende aannames (zie paragraaf 1 van de bijlage). Geen van deze onderzoeken biedt een integrale benadering waarmee alle zeven handdroogmethoden kunnen worden onderzocht. Omdat elk onderzoek weer verschillende functionele eenheden, aannames, gegevens en LCA-uitkomsten kent, kan geen van de producttypes gemakkelijk worden vergeleken. Juist om die lacune te vullen is opdracht gegeven tot het onderhavige LCA-onderzoek. De gegevens voor deze analyse zijn uit de bestaande LCA-onderzoeken verkregen en waar nodig beoordeeld om te waarborgen dat alle handdroogsystemen volgens een consistente grondslag vergeleken werden. In gevallen waarin de bestaande studies als gegevensbronnen ontoereikend waren, met name voor gerecycled papieren handdoeken, werden aanvullende gegevens geraadpleegd en aannames gedaan om een volledige reeks gegevens te ontwikkelen. De kwaliteit van de aannames die vereist is om een reeks van gegevens te ontwikkelen en alle systemen van een consistente grondslag te voorzien, is getoetst met behulp van onzekerheids- en gevoeligheidsanalyses. Deze LCA omvat alle stadia van de levenscyclus van wieg tot graf (productie van materialen, fabricage, gebruik en ontmanteling), alsmede het vervoer tussen de verschillende stadia. Ook is rekening gehouden met de verpakkingen voor de verschillende systemen en met houders, een afvalbak en pedaalemmerzakken voor de handdoeken. In deze LCA zijn de volgende maatstaven toegepast: aardopwarmingsvermogen (GWP), cumulatieve energievraag (CED) en IMPACT maatstaven. Dit betekent dat in het onderzoek wordt gekeken naar aardopwarmingsvermogen en andere maatstaven, waaronder landgebruik, waterverbruik, gezondheid van de mens, kwaliteit van het ecosysteem, klimaatverandering en gebruik van hulpbronnen. 3

4 Methode en uitkomsten Eerst worden de uitkomsten van het rapport volgens het basisscenario onderbouwd. Daarbij gaat het om een reeks verantwoorde aannames die de basis vormen voor de eerste fase van de analyse (zie paragraaf 2 van de bijlage). De functionele eenheid wordt in dit onderzoek vertegenwoordigd door één paar droge handen, en de zeven soorten handdroogsystemen worden steeds aan deze eenheid gerelateerd. Hetzelfde geldt voor de houders, de afvalbak en pedaalemmerzakken voor de handdoeken en de voor deze producten gebruikte verpakkingen. Voor de handdrogers wordt droog gedefinieerd door NSF-protocol P335 [3], het protocol voor een hygiënische commerciële handdroger zoals gedefinieerd door NSF International, een onafhankelijke organisatie voor de volksgezondheid. Dit stelt een norm voor hygiënisch handen drogen in een commerciële omgeving, en biedt zodoende een consistente wetenschappelijke grondslag voor het bepalen van de gebruiksduur en de mate waarin de handen droog zijn. Uitgaand van het basisscenario volgt de conclusie dat van alle onderzochte handdroogsystemen de twee Dyson Airblade handdrogers het laagste aardopwarmingsvermogen (GWP) met zich meebrengen. Wat betreft milieueffecten zijn papieren handdoeken en standaard handdrogers de twee slechtst presterende soorten handdroogsystemen. Voor papieren handdoeken is het grootste deel van de milieueffecten afkomstig van de eigenlijke productie van de papieren handdoeken. Minder dan 10% van de milieubelasting is afkomstig van de verpakking, houders, afvalbakken en pedaalemmerzakken voor de papieren handdoeken. Voor standaard handdrogers is het grootste deel van de milieueffecten afkomstig van de gebruiksfase, waarbij de langere droogtijd en het hogere verbruikte vermogen van de machine het meeste bijdragen aan het GWP-effect. Ook is een klein deel van het GWP-effect van de standaard warmelucht-handdroger (en de XLERATOR ) afkomstig van het uitdraaien van de motor, hetgeen energie verbruikt. De Dyson Airblade handdroger heeft geen uitdraaitijd, dankzij de geavanceerde technologie in de digitale Dyson-motor. Wat de overige meeteenheden voor milieueffecten betreft waaronder schade-evaluatie, waterverbruik en ruimtebeslag volgens IMPACT duiden alle resultaten erop dat de kunststof Dyson Airblade handdroger het laagste effect van allemaal heeft (zie paragraaf 3 in de bijlage voor een grafiek met resultaten). De onzekerheids- en gevoeligheidsanalyses In het LCA-rapport staat ook een gedetailleerde gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse. De gevoeligheidsanalyse vergelijkt de GWP-resultaten voor alle zeven handdroogsystemen in verschillende scenario s. Om de robuustheid van de uitkomsten en conclusies van het basisscenario te kunnen testen, worden de basisveronderstellingen één voor één variabel gemaakt. De onzekerheidsanalyse evalueert het effect van het via statistische tests tegelijkertijd variëren van diverse basisveronderstellingen ten aanzien van de resultaten en conclusies. Tevens wordt een vergelijking gemaakt tussen de resultaten van bestaande onderzoeken. Raadpleeg de delen over gevoeligheid en onzekerheid in het hoofdrapport [4] om inzicht te krijgen in hoe deze scenario s de kans en de frequentie van deze effecten beïnvloeden voor de verschillende handdroogoplossingen. De onzekerheidsanalyse toont aan dat als een gebruiker totdat zijn handen volledig droog zijn, de GWP van de Dyson Airblade handdroger in 86% van de onderzochte scenario s lager is dan die van de XLERATOR, en in meer dan 98 % van de scenario s lager dan die van de andere droogsystemen. Bovendien bleek uit de onzekerheidsanalyse dat de verschillen tussen de effecten van alle producten statistisch betekenisvolle was, zelfs wanneer men onzekere gegevens gebruikt om de resultaten te genereren. Het scenario en de onzekerheidsanalyses en de vergelijking met bestaande studies tonen aan dat ondanks de gemaakte veronderstellingen om complete data reeksen (bv. voor gerecycleerd papier) te ontwikkelen en alle hand-droogsystemen te vergelijken op een volledige basis de conclusies over de relatieve milieueffecten van de producten robuust zijn. 4

5 Conclusies De conclusie van het onderzoek is dat de milieueffecten van de Dyson Airblade handdroger vergeleken met alle andere bestaande handdroogsystemen het laagste zijn hij scoort collectief op alle bestaande maatstaven op rij het beste. Dit onderzoek omvat niet alleen het GWP-effect onderzocht, maar ook de mogelijke gevolgen voor de gezondheid van de mens, de kwaliteit van het ecosysteem, de vraag naar energie, het waterverbruik en ruimtebeslag. En bovendien zijn hierin alle stadia van de levenscyclus, van wieg tot graf, opgenomen. Zie onderstaande tabel met ranglijst uit het volledige MIT-rapport [4] (1 = laagste effect, 7 = hoogste effect: droogsystemen krijgen dezelfde ranking als het verschil tussen de effecten minder dan 10% is van de kleinste van de twee nummers). Rangorde Product Aardopwarmingsvermogen (GWP) Gezondheid van de mens Kwaliteit van het ecosysteem Cumulatieve energievraag Waterverbruik Ruimtebeslag aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol % hergebruikt

6 Bijlage Paragraaf 1 Er is een aantal openbare LCA-onderzoeken waarin gekeken wordt naar bepaalde handdroogmethoden. Hiertoe behoren onder meer: Een gestroomlijnde levenscyclusanalyse, uitgevoerd in opdracht van Airdri Ltd en Bobrick Washroom Equipment, waarin een standaard warmelucht-handdroger vergeleken wordt met papieren handdoeken. [5] Een vergelijking van handdrogers en handdoeken, uitgevoerd door MyClimate, eerder uitgevoerd in opdracht van Dyson in Zwitserland. [6] Een vergelijking van katoenen handdoekrollen en papieren handdoeken in opdracht van Vendor. [7] Bepaalde berekeningen van de Climate Conservancy voor Salon. [8] Uitgebreidere levenscyclusanalyses die voldoen aan ISOnormen en ISO voor levenscyclusanalyse, zijn onder meer: Een onderzoek ten behoeve van de European Textile Services Association (ETSA), waarin eveneens katoenen handdoekrollen en papieren handdoeken met elkaar vergeleken worden. [9] Een onderzoek naar verschillende soorten tissueproducten in opdracht van Kimberly-Clark. [10] Een onderzoek in opdracht van Excel Dryer, waarin XLERATOR handendrogers vergeleken worden met een standaard warmelucht-handdroger en papieren handdoeken. [11] Dyson heeft ook een levenscyclusanalyse uitgevoerd van de Dyson Airblade handdrogers, in overeenstemming met de PAS 2050-norm [12], teneinde van de Carbon Trust een Carbon Reduction-label te verkrijgen. [13] Paragraaf 2 Aannames van basisscenario (steeds verantwoord en gevarieerd in de gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse): Levenslang gebruik ( ) aantal paar handen dat gedurende de levensduur van het product (5 jaar) gedroogd wordt. Elektriciteitsmix gedurende productiefase (gemiddelde mix voor China of de VS). Elektriciteitsmix gedurende gebruiksfase (gemiddelde mix voor de VS). Gebruiksintensiteit (verschilt per product) duur van de droogtijd voor handdrogers, of benodigd aantal papieren handdoeken of aantal keer trekken aan katoenen handdoekrol om handen te drogen. Ontmantelingsscenario (19% verbrand, 81% als afval gestort met terugwinning van energie) gedeelte van het afval dat wordt verbrand, afgevoerd naar een stortterrein, hergebruikt of gecomposteerd; het terugwinnen van energie wordt gehandhaafd in alle scenario s. Proces van elektronische kast van handdroger (elektronische componenten, actief, niet gespecificeerd) gekozen inventaris tijdens exploitatie van kast voor het bedienings- en optisch systeem in de XLERATOR en de standaard handdroger. Hergebruik van katoenen handdoekrol (103 cycli) aantal keren dat katoenen handdoekrollen gewassen en opnieuw gebruikt kunnen worden vóór verwijdering. Papieren handdoeken massa (1,98 g) massa van nieuwe en gerecyclede papieren handdoeken. Verpulpingsproces van papier (ECF- gebleekt sulfaat) productieproces van pulp die voor e papieren handdoeken wordt gebruikt. Toerekeningsmethode voor hergebruikt materiaal in papieren handdoeken na ontmanteling (afknippen) toerekening van de lasten van het productie-, recyclingen ontmantelingsproces van primair materiaal. Productielocatie (China of de VS) plaats waar de producten worden vervaardigd; heeft invloed op elektriciteitsmix tijdens productie en op vervoersafstanden. Gebruikslocatie (VS) plaats waar de producten worden gebruikt; heeft invloed op vervoersafstanden, elektriciteitsmix en ontmantelingsscenario. 6

7 Paragraaf 3 Aardopwarmingsvermogen (g CO2 eq.) Ontmanteling Gebruik Vervoer Productie Materialen 0 aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol Papieren handdoeken, 100% hergebruikt Waterverbruik (incl. turbine) [L] Ontmanteling Gebruik Vervoer Productie Materialen -10 aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol Papieren handdoeken, 100% hergebruikt 7

8 Genormaliseerd IMPACT eindpunt 10-6 pt Gezondheid van de mens Kwaliteit van het ecosysteem Klimaatverandering Hulpbronnen 0 aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol Papieren handdoeken, 100% hergebruikt Ruimtebeslag (cm 2 organisch bouwland) Ontmanteling Gebruik Vervoer Productie Materialen -10 aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol Papieren handdoeken, 100% hergebruikt 8

9 Cumulatieve energievraag [KJ eq] Ontmanteling Gebruik Vervoer Productie Materialen -100 aluminium kunststof XLERATOR Standaard handdroger Katoenen handdoekrol Papieren handdoeken, 100% hergebruikt 9

10 Referenties 1. International Organization for Standardization: Environmental management Life cycle assessment Principles and framework. (2006). 2. International Organization for Standardization: Environmental management Life cycle assessment Requirements and guidelines. (2006). 3. NSF International: NSF Protocol P335 Hygienic Commercial Hand Dryers, research/protocols.asp?program=engineeringser, (2007). 4. T. Montalbo, J. Gregory, R. Kirchain. Life Cycle Assessment of Hand Drying Systems. Materials Systems Laboratory. Massachusetts Institute of Technology. (2011) 5. Environmental Resources Management: Streamlined Life Cycle Assessment Study. (2001). 6. MyClimate: Dyson Hand Dryer Fact Sheet, Hand_dryer_v3.pdf, (2008). 7. de Schryver, A., Vieira, M. LCA of two different hand drying systems, upload/engelse%20plaatjes/vendorreport_ shortversion.pdf, (2008). 8. Paper towels vs. electric hand dryers, 9. Eberle, U., Möller, M. Life Cycle Analysis of Hand-Drying Systems: A comparison of cotton towels and paper towels. Öko-Institut (2006). 10. Madsen, J. Life Cycle Assessment of Tissue Products. Environmental Resources Management (2007). 11. Dettling, J., Margni, M. Comparative Environmental Life Cycle Assessment of Hand Drying Systems: The XLERATOR Hand Dryer, Conventional Hand Dryers and Paper Towel Systems. Quantis (2009). 12. BSI Group: PAS 2050:2008 Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services, &%20Publications/Energy/PAS2050.pdf, (2008). 13. Dyson: The Dyson Airblade hand dryer receives industry first Carbon Reduction Label, news/newsarticle.asp?newsid=116, (2010). 10 JN: