Titel : Scope 3 analyse in situ beton Thema / Project : CO 2 / Prestatieladder ProRail Project nummer : P3731 Naam Paraaf Datum Opgesteld BAK / RZA 04-03-2010 Verificatie OJK / NIH 04-03-2010 Gecontroleerd Intron 05-03-2010 Gecontroleerd JJB / MGE 05/15-03-2010 Vrijgegeven JBO 11/15-03-2010
Document Historie Revisie Omschrijving/belangrijkste wijzigingen. Datum 1 Analyserapport gecompleteerd (bijlagen in document opgenomen incl. oordeel Intron) 15-3-2010 Datum: 15 maart 2010 Pagina 2 van 31
INHOUDSOPGAVE INHOUDSOPGAVE... 3 0 VOORWOORD... 4 1 INLEIDING EN ACHTERGROND PROJECT... 5 2 KETEN EN PARTNER ANALYSE... 6 2.1. Ketenuitwerking... 6 2.1.1. Grondstoffen...6 2.1.1.1. Achtergrond: Product en proces...6 2.1.1.2. Cement...7 2.1.1.3. Toeslagmaterialen...8 2.1.1.4. Hulpstoffen en toevoegingen...8 2.1.2. Beton producenten...9 2.1.3. Beton verwerken...9 2.1.4. Sloop en afval verwerking...9 2.1.5. Transport...10 2.2. Identificatie van directe partners... 11 2.3. Initiatieven om goede relaties te onderhouden... 11 3 BEREKENING CO 2 FOOTPRINT... 12 3.1. CO 2 footprint in situ beton... 12 3.1.1. Ketenuitstoot...14 3.1.2. Validatie berekening...14 3.2. Conclusies uit ketenanalyse... 15 4 IDENTFICEREN VAN REDUCTIEMOGELIJKHEDEN... 16 5 REDUCTIE DOELSTELLING VHB... 18 6 PLAN VAN AANPAK REDUCTIE VHB... 19 7 BRONVERMELDING... 20 ANNEX A: ANALYSE VERWERKTE HOEVEELHEDEN IN SITU BETON... 21 ANNEX B: MEMO INTRON: CARBON FOOTPRINT IN SITU BETON... 22 ANNEX C: MEMO VOLKER INFRADESIGN: SAMENSTELLING BETONMENSELS... 26 ANNEX D: MEMO VOLKER INFRADESIGN: DIALOOG SUGGESTIES... 28 ANNEX E: MEMO INTRON: BEOORDELING LCA... 31 Datum: 15 maart 2010 Pagina 3 van 31
0 VOORWOORD In dit document is een ketenanalyse van in het werk gestort beton uitgevoerd. De ketenanalyse is uitgevoerd naar aanleiding van de CO 2 -Prestatieladder van ProRail. Het document is opgesteld door Van Hattum en Blankevoort (VHB). De opzet en verificatie van de aangehouden methode van de CO 2 berekeningen en de validatie van de beton en niet betongerelateerde CO 2 -componenten heeft plaatsgevonden door INTRON. Prorail heeft met betrekking tot Intron als kennisinstituut een op voorhand geen bezwaar verklaring afgegeven op het gebied van levenscyclus analyse (LCA). De beoordeling door INTRON is opgenomen in dit rapport als annex E. Datum: 15 maart 2010 Pagina 4 van 31
1 INLEIDING EN ACHTERGROND PROJECT ProRail is per 1 december 2009 met de CO 2 -Prestatieladder gestart. De score die door een aannemer op deze prestatieladder behaald wordt is van invloed op de (fictieve) aanbestedingsprijs, waarmee ProRail rekent tijdens aanbestedingen. Een hogere score op deze ladder betekent een hogere (fictieve) korting. Voor aannemers betekent dit een extra mogelijkheid om zich, naast kwaliteit en prijs, te onderscheiden van de concurrentie. Van Hattum en Blankevoort (VHB) is een van de grotere aannemers betrokken bij civiele constructies rondom het spoor in Nederland. De prestatieladder heeft Van Hattum en Blankevoort aangezet om haar CO 2 footprint versneld in kaart te brengen volgens de principes van het Green House Gas-protocol / ISO 14064-1 [1]. De keuze voor deze principes is gebaseerd op het gegeven dat de CO 2 ladder van ProRail sterk op deze richtlijnen leunt. Onderdeel van Niveau 4 van de CO 2 prestatieladder is het in kaart brengen van de scope 3 uitstoot van het bedrijf. Binnen het GHG-protocol (p. 29-31) is een methode beschreven waarop deze scope 3 uitstoot in kaart kan worden gebracht. De methodiek bestaat uit 4 stappen: 1. Breng de waardeketen van het bedrijf/product op hoofdlijnen in kaart 2. Bepaal de relevante scope 3 emissiebronnen 3. Onderhoud goede relaties met partners binnen de keten 4. Verzamel de data en bouw hiervoor voldoende tijd/geld in Dit document bevat de uitwerking van stap 3 en stap 4 voor de keten van in het werk of in situ gestort beton. Wanneer men kijkt naar de onderhanden projecten (2009), dan vormt beton verwerken een van de kernactiviteiten binnen de werkzaamheden van VHB. Het produceren van cement en dus beton staat al jaren (terecht of onterecht) bekend als een activiteit met een hoge CO 2 uitstoot. Gezien het feit dat het verwerken hiervan een van de kernactiviteiten van onze werkzaamheden betreft en het een proces is waar wij als bedrijf invloed op uit kunnen oefenen, genoeg reden om hiervan een analyse te maken. Vanwege de complexiteit en omvang richt deze analyse zich enkel op de activiteit in situ / in het werk gestort beton (exclusief wapening en bekisting omdat in wapeningsaandeel zowel als in bekistingstypen en materialen een zeer grote variantie bestaat en ruw inputdata amper of niet beschikbaar zijn). De hieropvolgende keten en partneranalyse, zie Hoofdstuk 2, beschrijft de verschillende stappen en partners in het productieproces. De berekening van de complete CO 2 footprint van in situ beton volgt in Hoofdstuk 3. In hoofdstuk 4 en 5 volgen achtereenvolgens de identificatie en de beoogde reductie doelstellingen van Van Hattum en Blankevoort. Datum: 15 maart 2010 Pagina 5 van 31
2 KETEN EN PARTNER ANALYSE Nu in situ beton als een van de relevante emissiebronnen geïdentificeerd zijn, kan de scope 3 emissie hiervan berekend worden. Om deze berekening te kunnen maken is het noodzakelijk om de keten van de verschillende emissiebronnen in kaart te brengen, zodat directe en indirecte partners in de productketen geïdentificeerd kunnen worden. Na deze identificatie kunnen de partners direct benaderd worden om zodoende de beschikking te krijgen over betrouwbare informatie en mogelijkheden te creëren tot keten initiatieven voor CO 2 -reductie. Het invullen van de CO 2 uitstoot in de keten en het identificeren van CO 2 besparingsmogelijkheden vindt plaats in stap 4. In onderstaande paragraaf is de keten uitgewerkt. 2.1. Ketenuitwerking De levenscyclus van beton is weergegeven in onderstaande figuur [2]. 2.1.1. Grondstoffen 2.1.1.1. Achtergrond: Product en proces Beton is een bouwmateriaal, een samenvoeging van cement en verscheidene toeslagmaterialen (zoals zand, grind of steenslag), dat de eigenschap heeft om na toevoeging van water te verharden tot een vervolgens waterbestendige massa. Hierdoor wordt in uitgeharde toestand de hardheid en duurzaamheid van natuurlijk gesteente geëvenaard. Doel van de verhouding cement/zand/steenslag is de holtes tussen het grind met de zandkorrels op te vullen, en de overblijvende holtes tussen de grinden zandkorrels met behulp van het cement aan elkaar te plakken. Water kan niet onbeperkt worden toegevoegd. De verharding van cement is een chemische reactie die een bepaalde hoeveelheid water vraagt. Een teveel aan water levert een zwakker beton op. De water/cement-factor is dan ook een belangrijk gegeven voor het maken van het juiste beton met de goede sterkte. [Beton technologie Cement en Beton, 1998] Beton onderscheidt zich op basis van (kunstmatige, ovendroge) volumieke massa in de volgende betonsoorten: lichtbeton 800-2000 kg/m3 normaal beton 2000-2600 kg/m3 zwaarbeton > 2600 kg/m3 De variatie in volumieke massa ontstaat door (gedeeltelijke) vervanging van het gebruikelijke zand en grind door licht of juist zwaar toeslagmateriaal. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] Over het algemeen wordt bij Van Hattum en Blankevoort alleen gebruik gemaakt van normaal beton. Alleen bij specifieke (project)eisen zal hier vanaf geweken worden. Datum: 15 maart 2010 Pagina 6 van 31
2.1.1.2. Cement Cement is een snelhardend bindmiddel dat gebruikt wordt voor metselwerk en in beton. Het bestaat uit fijngemalen materialen (zoals klinker, kalksteen, gips en hoogovenslak) dat na het mengen met water een min of meer plastische massa vormt, die zowel onder water als in de buitenlucht verhardt en daartoe geschikte materialen aaneen kan kitten tot een, ook in water, stabiele massa. Van alle materialen die in de cementnorm NEN-EN 197 worden genoemd, zijn er slechts drie die op grote schaal in Nederland worden toegepast: hoogovencement, portlandcement en portlandvliegascement. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] Portlandcement Portlandcement wordt verkregen door het vermalen van portlandcementklinker met een geringe hoeveelheid gips. Portlandklinkers, vaak klinker genoemd, worden gemaakt doormiddel van het branden van de grondstoffen bij zeer hoge temperaturen. De belangrijkste grondstoffen voor deze klinkers zijn kalksteen en/of mergel, zand, klei en ijzerhoudende toeslag. De voorraad van kalksteen en/of mergel is in ons land beperkt en is daardoor vaak afkomstig uit het buitenland. Het winnen hiervan gaat robuust en heeft gevolgen op het milieu en omgeving. [Belton en Bevlon, 2001] Ongeveer 40% van het in Nederland gebruikte cement is portland- of Portlandvliegascement. Portlandcement kenmerkt zich door de hoge aanvangs- en eindsterkte en is hierdoor zeer geschikt om snel te kunnen ontkisten en voorspannen. Door deze snelle beginverharding is portlandcementbeton minder nabehandeling gevoelig na het ontkisten. Beton met portlandcement heeft een relatief grove poriënstructuur ten opzichte van hoogovencement. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] Hoogovencement Hoogovencement wordt verkregen door het vermalen van hoogovenslak met PCklinker en een geringe hoeveelheid gips/anhydriet. Hoogovenslak is een restproduct uit de staalindustrie, zoals de hoogovens in IJmuiden, en heeft zogenoemde latent hydraulische eigenschappen. Bij latent hydraulische stoffen komt de reactie met water pas goed op gang in aanwezigheid van een activator. In het geval van hoogovenslak wordt hiervoor portlandcementklinker gebruikt. Door menging van hoogovenslak met klinker en gips ontstaat een cement met een hoge sterkte ontwikkeling en een duurzaam karakter. Door het verschil in chemische samenstelling en door de verschillende reactiemechanismen heeft cementsteen van hoogovencement een veel dichtere poriënstructuur dan dat van portlandcement. Hierdoor toont het beton strakker en is het duurzamer tegen stoffen van buitenaf zoals chloriden en sulfaten. Bij normale temperaturen verloopt, vooral in het begin, de hydratatie van slak trager dan van klinker. Dit heeft invloed op de gemeten sterkteontwikkeling van het cement. De kwaliteit van cement wordt voor een belangrijk deel bepaald door de sterkte die daarmee bereikt kan worden na een periode van 28 dagen verharden. De producenten zorgen er voor dat zowel portland- als hoogovencement nagenoeg gelijk presteren na 28 dagen. Maar door de lagere beginsterkte, of tragere opstarttijd van de chemische reactie, zal het hoogovencement op een later tijdstip zijn sterkte bereiken. Echter na 28 dagen zal het hoogovencement langer een toename in sterkte te zien blijven. Hierdoor heeft hoogovencement een grotere naverharding dan portlandcement. Door de tragere beginverharding ontstaat soms een langere ontkistingstijd en is verscherpte aandacht voor nabehandeling van de oppervlakte van het gestorte beton nodig. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] De temperatuur kan een grote factor zijn in de keuze van cementsoort. De invloed van temperatuur op de hydratatiesnelheid is bij hoogovencement groter dan bij portlandcement. Hierdoor wordt de verharding bij lage temperaturen vertraagd en kunnen er langere bekistingstijden ontstaan in de wintermaanden. Portlandvliegascement Datum: 15 maart 2010 Pagina 7 van 31
Portlandvliegascement wordt verkregen door het toevoegen van poederkoolvliegas aan portlandcement. Poederkoolvliegas is een afval product voornamelijk afkomstig uit steenkool gestookte energiecentrales. Het is een fijn poeder, dat elektrisch of mechanisch is afgescheiden uit rookgassen met poederkool. Poederkoolvliegas kan als het ware een deel van het basisingrediënt portlandklinker vervangen, zonder dat de puzzolane eigenschappen veranderen. Puzzolane eigenschappen zorgen er voor dat, in reactie met water, een vaste stof ontstaat, die later niet meer in water oplost. Tevens heeft het vliegas een tweeledige functie. Ten eerste kan vliegas worden toegediend als component van het cement en ten tweede als extra bestanddeel in de betonspecie. Deze laatste eigenschap kan als vervanging dienen voor een gedeelte van het cement of op aanvulling van de fijne zandfractie. Met het gebruik van vliegas voor de productie van cement/beton wordt voor twee maatschappelijke problemen een goede oplossing gevonden. Ten eerste wordt een reststof, de vliegas, niet meer als afval gedumpt. Ten tweede wordt daardoor minder primaire kalksteen voor de cementfabricage gebruikt. Jaarlijks wordt er zo n 800.000 ton vliegas geproduceerd, waarvan het grootste deel wordt gebruikt in productie van cement en beton. Hierdoor kan dit een goede bijdrage leveren in de vermindering van de winning van kalksteen. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] 2.1.1.3. Toeslagmaterialen In beton nemen de toeslagmaterialen ongeveer driekwart van het totale volume in. Zij vervullen daarbij de functie van inerte, dat wil zeggen niet aan de reactie deelnemende vulling, aan elkaar gelijmd door cementsteen. De meest voorkomende materialen voor toeslagmateriaal in Nederland zijn zand, grind en granulaten. Het zand en grind is vaak afkomstig uit ons eigen land. [Beton technologie - Cement en Beton, 1998] Granulaten, zoals betongranulaat en menggranulaat uit sloopafval, zijn in zeker zin fijngemalen afvalproducten, die als gedeeltelijke vervanger kunnen dienen van het gebruikelijk toeslagmateriaal zand en grind. De kwaliteit van het granulaat kan de uiteindelijke betonkwaliteit beïnvloeden door de aanwezigheid van eventuele verontreinigingen en de gevolgen voor levensduur (porositeit) en het cementgehalte. De granulaten dienen grondig getest te worden voor toepassing in beton. Als basis regel in de Nederlandse aanvulling NEN 8005 op de Europese betonnorm NEN-EN 206-1 geldt dat het grove toeslagmateriaal in betontoepassingen voor 20 procent uit granulaat zou kunnen bestaan, zonder dat het de duurzaamheid en de sterkte van het beton significant beïnvloeden. Maximaal de helft van die 20% mag bestaan uit metselwerkgranulaat. [Cement en Beton artikel: Wanneer kan beton- en metselwerkgranulaat grind vervangen, maart 2008] 2.1.1.4. Hulpstoffen en toevoegingen In beton kunnen veel verschillende soorten hulpstoffen gebruikt worden. Deze dienen om de eigenschappen van het beton te verbeteren of aan te passen. plastificeerders, die de verwerkbaarheid van het beton verhogen zonder water toe te voegen (en dus de sterkte te verminderen); bindingsvertragers, zoals suiker, om een betonmengsel gedurende langere tijd te kunnen gebruiken; luchtbelvormers, om de vorst/dooizoutbestendigheid van het beton te verhogen. Als vervanging van het zand en de granulaten worden soms ook toegevoegd: vulstof, een inert poeder van gemalen baksteen, om de stabiliteit van het mengsel te verhogen; vliegas, die als plasticifeerder optreedt en puzzolane eigenschappen heeft; silica fume (ultrafijn ferro-siliciumpoeder), met sterke puzzolane eigenschappen. Datum: 15 maart 2010 Pagina 8 van 31
Een nadeel is echter dat fijne poeders tijdens hun reactie meer water nodig hebben en daarmee soms het cementgehalte opdrijven wat juist om meerdere redenen onwenselijk is. 2.1.2. Beton producenten Beton producenten maken met behulp van de in de voorgaande paragraaf genoemde ingredienten op bestelling en maat gemaakte producten. Van Hattum en Blankevoort heeft in 2009 op de projecten leveringen gehad van de volgende beton producenten (gerangschikt op volumeaandeel voor volledig overzicht zie Annex A): Pouw (48 %) Nieuwpoort beton (25 %) Korrelbeton (16 %) Holcim (03 %) Rokramix (03 %) Mebin (02 %) Oudenallen Beton (02 %) Betoncentrale Rijnmond (<1 %) CCB Italcementie (<1 %) Cemex (<1 %) Bij de keuze voor een producent is naast uiteraard de prijs de locatie van de betoncentrale ten opzichte van het werk eigenlijk altijd maatgevend. Gemiddeld geldt dat deze eigenlijk altijd binnen een afstand van 25 km van elkaar liggen (bron: VOBN). 2.1.3. Beton verwerken In principe komt op alle projecten waar van Hattum en Blankevoort behoefte heeft aan beton, het materiaal in mixers kant en klaar aan op de bouwplaats. Het verwerken en verspreiding van beton geschiedt door gebruik te maken van een kraan met kubel of een betonpomp. Beton wordt aan de hand van een bekisting of mal, voorzien van wapening, in de gewenste vorm gegoten. Indien er sprake is van traditioneel beton wordt er verdicht middels trilnaalden en volgt verharding en nabehandeling (tijdelijke periode van verhoogde bescherming tegen mechanische en thermische schokken). Bij zelfverdichtend beton is verdichting met electrisch aangedreven trilnaalden niet nodig en is enkel nabehandeling genoeg. Gemiddeld wordt er jaarlijks zo n 5% van de betonmixers (vrachtwagens) teruggestuurd naar de betoncentrale om diverse redenen. Voorbeelden hiervan zijn : - Kapotte transportmiddelen zoals kranen of betonpompen; - Het te laat stil leggen van de beton aanvoer vanaf de betoncentrale; - Diverse vertragingsoorzaken, waardoor er te lange wachtrijen ontstaan van betonmixers en het mengsel (vanwege de beperkte verwerkingstijd voordat veharding aanvangt) niet meer goed is om te verwerken. 2.1.4. Sloop en afval verwerking Bij de werkzaamheden op de projecten is vaak sprake van sloop van de bestaande constructies voor, tijdens of net na de bouw van de nieuwe beton constructie (het vervangen van kunstwerken). Het slopen van (gewapende) betonconstructies gebeurt meestal door inzet van zwaar materieel. Middels hydraulische knijpers wordt de constructie in kleinere stukken geknipt en vervolgens wordt de wapening verwijderd. De reststukken worden door een zogenoemde crusher verwerkt tot puin en zo ontstaat de weer herbruikbare grondstof, granulaat. Datum: 15 maart 2010 Pagina 9 van 31
Project A2 Holendrecht Maarsen (HoMa): Sloop bestaande kunstwerken Granulaat (gemalen steenachtig bouwpuin) kan echter ook worden gebruikt als funderings-onderlaag bij het aanleggen van wegen of als grindvervangende grondstof voor beton, zoals hiervoor reeds is beschreven. 2.1.5. Transport Tussen iedere stap in de keten vindt transport plaats. In principe wordt het grootste deel van de transportbewegingen bepaald door de betonproducenten. Zij zijn immers verantwoordelijk voor de aanvoer van de primaire grondstoffen en de afvoer van het restproduct (de teveel bestelde of voor verlate bewerking afgekeurde beton) naar en van de betoncentrale. Datum: 15 maart 2010 Pagina 10 van 31
2.2. Identificatie van directe partners Onderstaande tabel vat de keten partners samen welke geidentificeerd zijn tijdens de levenscyclus analyse van in situ beton. Tabel 1: Ketenpartners in situ beton Categorie Partner Leveranciers grondstoffen Betonproducenten (zie onder) Producenten Theo Pouw BV Van Nieuwpoort Betonmortel Korrelbeton BV Toeleveranciers brancheverenigingen VOBN, BFBN, Cement & Betoncentrum Transporteurs Zie producenten Verwerkers Joint venture partners VHB / Onderaannemers (projectafhankelijk) Sloop en verwerkingsbedrijf Specialistische bedrijven (project afhankelijk) Opdrachtgevers Rijkswaterstaat Prorail Kennispartners 2.3. Initiatieven om goede relaties te onderhouden Om de banden binnen de keten van in situ beton aan te halen en de boodschap van de CO 2 prestatie ladder bekend te maken binnen de keten zijn eerst binnen VHB een 14-tal dialoog suggesties gedefinieerd. Deze zijn opgesteld door de materiaaltechnoloog van VolkerInfra Design (ontwerpbureau binnen VHB) en weergegeven in Annex D. Op specifieke onderdelen zijn er reeds contacten met betrekking tot duurzaamheid van beton(mortel) met de Betonvereniging, de Studievereniging Betontechnologen, Universiteit Shenzhen (China) en toeleveranciers van cement. Datum: 15 maart 2010 Pagina 11 van 31
3 BEREKENING CO 2 FOOTPRINT In deze stap wordt de CO 2 uitstoot van iedere stap van de in stap 3 uitgevoerde levenscyclus analyses in kaart gebracht. Dit geeft een beeld van de totale CO 2 footprint van de levenscyclus en biedt aanknopingspunten tot CO 2 -reductie. Vanwege de beschikbaarheid van en deskundige bekendheid met LCA gegevens van beton en de grondstoffen van beton is besloten dat INTRON een deel van de berekeningen voor haar rekening neemt. Een deel van de gegevens die hieronder beschreven wordt is dus rechtstreeks overgenomen van INTRON, in Annex B is het volledige document van INTRON opgenomen. 3.1. CO 2 footprint in situ beton De CO 2 footprint van in situ beton is gebaseerd op een gemiddelde CO 2 uitstoot per kubieke meter (m 3 ) in situ beton. Door de gemiddeldes van iedere stap in de levenscyclus bij elkaar op te tellen en te vermenigvuldigen met het aantal geleverde m 3 in situ beton dat Van Hattum en Blankevoort voor haar projecten gebruikt, wordt de door VHB veroorzaakte ketenemissie berekend. De volledige berekening is zoals eerder beschreven uitgevoerd door INTRON (zie Annex B). Hieronder volgt een summiere samenvatting van de belangrijkste aannemes en de CO 2 footprint, weergeven in een tabel. Als basisuitgangswaarde geldt de analyse van de ingekochte hoeveelheden beton voor geheel 2009 [Appendix A]. De belangrijkste kernwaarde hieruit is het totaal: Totaal ingekochte / verwerkte hoeveelheid beton in 2009: 60 429 m 3 Productie van 1 gemiddelde m 3 beton (cradle-to-cradle) Voor berekening van de milieugegevens wordt de gehele productieketen beschouwd. Als eenheid is de volgende functionele eenheid gehanteerd: Een m 3 beton voor de toepassing in de civiele betonbouw, met een impliciete levensduur prestatie van 50 jaar Door VHB is in kaart gebracht welke betonmengsels er worden toegepast. De samenstellingen van deze drie generieke betonmengsels vormen voor INTRON de basisgegevens voor de analyse. Er geldt een verdeelsleutel van respectievelijk 80, 15 en 5 % (v/v) met betrekking tot het gebruik (en weegfactor) van deze mengsels in deze analyse. De volledige omschrijving van de mengsels is opgenomen in Annex C. Een groot deel van de verdere inputdata is afkomstig uit de DuboCalc database. De data voor oa. het gebruikte type cement en andere grondstoffen (zoals zand en grind) is afkomstig van deze database (zie Annex B). De toevoer van de grondstoffen naar de betoncentrale is sterk afhankelijk van de geografische ligging. Bij de berekening is uitgegaan van een gemiddelde. De CO 2 uitstoot die veroorzaakt wordt door de productie van materialen is een cumulatieve uitstoot van vrijkomende CO 2 en naar CO 2 equivalenten omgerekende uitstoot van andere broeikasgassen. Dit wordt het Global Warming Potential (GWP) van een broeikasgas genoemd. Transport naar de projecten Voor het transport van het beton naar de projecten is een gemiddelde afstand meegenomen van 25 km (Truck 28t incl. return trip). Datum: 15 maart 2010 Pagina 12 van 31
Van alle in situ beton is echter bekend waar deze geproduceerd is en wat de afstand is van de betonmortelcentrale naar het betreffende project (de bouwplaats). Aangemomen is dat er per mixer gemiddeld 9 m 3 beton vervoert wordt. Verder is aangenomen dat de CO 2 uitstoot voor een betonmixer op 141 g CO2 / ton km uitkomt. Er is uitgegaan van een volumieke massa van beton van 2400 kg / m 3. Het totaal aantal gereden kilometer in 2009 is 161 089 km. In ton kilometer is dit (9 x 2,4 x 161 089) 3 479 522 ton kilometer. De totale CO 2 productie hiervan is 490.6 ton. In kg CO2 e / m 3 is dit 8,12 kg. NB: In de tabel staat de gemiddelde waarde van 10 kg e / m 3. Deze is aangehouden om dat de gehele INTRON berekening integraal is overgenomen. Ter referentie geldt bovenstaande eigen berekening. Verwerken beton Voor het verwerken van het beton wordt gebruik gemaakt van verschillende middelen: Arbeid: manuren om het beton te storten (hier niet verder gespecificeerd); Materiaal: gebruik van electrische trilnaalden om het beton te verdichten (zie volgende punt); Materieel: Gebruik van een kraan (met kubel) of een betonpomp. Met betrekking tot het verwerken kan gezegd worden dat ca. 70% van de hoeveelheid beton verwerkt wordt met behulp van een betonpomp. De overige 30% wordt met kraan en kubel verwerkt. Waarden hiervoor zijn afgeleid uit de DuboCalc database. Verdichten van beton Om het beton goed te kunnen verdichten wordt gebruik gemaakt van trilnaalden. Afhankelijk van de grootte van de stort zijn er 3 á 4 man per betonpomp en per stortlocatie bezig met het beton verwerken. Hiervan zijn er 2 á 3 man roulerend bezig met het verdichten van het beton. De waarde hiervoor is eveneens overgenomen uit de DuboCalc database. Slopen van beton Met betrekking tot de hier uitgevoerde LCA is ervan uitgegaan dat elke nieuw verwerkte m 3 uiteindelijk gesloopt zal gaan worden. Hoewel een tendens wordt opgemerkt dat infrabeheerders vaker overwegen fundamenten voor toekomstig gebruik te hergebruiken, zoals in de HSL-onderbouw, is over het moment van vervanging in principe niet veel te zeggen. Als milieu impact is de toekomstige sloop dus al verwerkt in de CO 2 footprint van het materiaal in situ beton. Waarde uit DuboCalc database. Transport naar breker / stort Voor het transport van het puin naar de breker en / of stort is een gemiddelde meegenomen van 50 km. Finale afvalverwerking beton Hier is allocatietoegepast. Dit wil zeggen dat maar de helft van de CO2 emissie van het breken wordt toegerekend aan beton. De andere helft wordt toegerekend aan betongranulaat, dat opnieuw in de bouwsector als geheel (hetzij als funderingsmateriaal, hetzij als grind-vervanger) wordt toegepast. Dit gebeurt op basis van de economische waarden van betonpuin en betongranulaat. Deze vorm van economische allocatie is een voor betongranulaat gebruikelijke eindelevenscyclus scenario. Datum: 15 maart 2010 Pagina 13 van 31
3.1.1. Ketenuitstoot Hieronder is de getalswaarde van bovengenoemde activiteiten weergegeven in een tabel (zie ook Annex B voor een volledig overzicht van de herkomst van alle getallen). Tabel 2: Berekening ketenuitstoot in situ beton (berekening: INTRON) Percentage GWP (in kg CO 2 eq / m 3 ) Productie van 1 gemiddelde m 3 beton 57 % 77,0 Transport naar de projecten 7 % 10,0 Verwerken in-situ beton 4 % 5,5 Verdichten beton < 1 % 0,2 Slopen bestaande beton 12 % 15,6 Transport naar breker / stort 15 % 20,1 Finale afvalver-werking beton 5 % 6,2 Totaal per m 3 100 % 134,6 Voor het totaal aantal van 60 429 m 3 verwerkte in situ beton voor 2009 leidt dit tot een totale uitstoot van 8134 ton CO 2, zie ook de tabel hieronder. Tabel 3: Uitstoot in situ beton (berekening: INTRON) kg CO 2 equivalent Per gemiddelde m 3 beton 135 Verwerken in-situ beton 8.133.743 3.1.2. Validatie berekening Zoals reeds aangegeven is de complete berekening zoals hier aangevoerd uitgevoerd door INTRON. Waar mogelijk is deze getoetst (zie transport naar de projecten) aan praktijkwaarden. Datum: 15 maart 2010 Pagina 14 van 31
3.2. Conclusies uit ketenanalyse De CO 2 footprint van het totaal in situ verwerkte beton door VHB voor 2009 bedraagt zoals berekend 8.134 ton. Het belangrijkste aandeel van deze footprint wordt gevormd door de productie het halffabrikaat betonspecie (en valt daarmee buiten de directe invloedssfeer van de aannemer als verwerker van dit halffabrikaat omdat de receptuur vergaand wordt bepaald door Ontwerpvoorschriften ten aanzien van sterkteniveau s, cementtypen). Zoals te zien is in onderstaande diagram. Het eerste getal betreft de absolute uitstoot in kilo s, het tweede getal is de procentuele waarde van het totaal. Equivalente CO2 Uitstoot 'in situ'beton [in kg per m3 gestort beton] 6; 5% 20; 15% 16; 12% 0; 0% 6; 4% 77; 57% Productie Transport naar projecten Verwerken beton Verdichten beton Slopen bestaande beton Transport naar breker / stort Afvalverwerking beton 10; 7% Het aandeel waar VHB direct aan bijdraagt, het verwerken en verdichten van de beton bedraagt een kleine 4 % van de totale uitstoot en is daarmee procentueel klein. Absoluut gezien echter is deze 4 % goed voor een equivalente CO 2 uitstoot van circa 325 ton. Ter referentie, de directe uitstoot (scope 1 & 2) van heel VHB over 2009 is ongeveer 2500 ton. Van scope 3 zit het grootste deel in de productie en het transport van beton (64 %) en het uiteindelijke slopen en verwerken van het afval (32 %). Hierbij dient opgemert te worden dat het totale transportaandeel binnen beide voorgenoemde activiteiten samen ongeveer 22 % is. Datum: 15 maart 2010 Pagina 15 van 31
4 IDENTFICEREN VAN REDUCTIEMOGELIJKHEDEN Een kleine 60% van de CO 2 uitstoot van het in situ gestorte beton bevindt zich in de productiefase van het halffabrikaat betonspecie. Dit maakt het voor de hand liggend om bij de reductiemogelijkheden te beginnen bij deze fase. De volgende mogelijkheden zijn hierbij onderzocht. 1 - CO 2 -emissie reductie vanuit de betonreceptuur Setting: De druksterkteprestatie van C28/35 beton op de gebruikelijke normleeftijd van 28 dagen ligt soms tot 60% hoger dan noodzakelijk ( strength overkill ) hetgeen vervolgens zowel de scheurkans vergroot als het wapeningspercentage opdrijft. Hoewel dit gepaard gaat met aanvangssterkten die (door krappe planningen) weer wèl worden gewaardeerd, is een algemene tendens opgemerkt dat een compensatie hiervoor door gebruik van lagere cementsterkteklassen bijna nooit wordt overwogen, sterker nog, soms zelfs onnodig hoog gespecificeerd wordt. Stelling: structureel gebruik van lagere cementsterkteklassen (minder fijn gemalen cementen produceren bij productie minder CO 2 ) dus klasse 32,5 versus gebruikelijke 42,5 ( beton op maat ). 2 - CO 2 -emissie reductie door toepassing van een hoger percentage granulaten Setting: Granulaten zijn fijngemalen afvalproducten, zoals betongranulaat en menggranulaat uit sloopafval, die als gedeeltelijke vervanger kunnen dienen van het gebruikelijk toeslagmateriaal zand en grind. Het verder opvoeren van het percentage granulaten zou betekenen dat meer afval voor hergebruik bestemd zou kunnen worden en dat het benodigde aandeel nieuwe grondstoffen (van grotere afstand aangevoerd dan wellicht nabij vrijkomend betongranulaat) terug kan worden gebracht. Opmerking: Conform de eisen van ProRail mag er (wegens hogere porositeit en daarmee wapeningscorrosie-risiko s en vervolgens verminderde technische levensduur) enkel bij onderwaterbeton gebruik worden gemaakt van granulaten. Gespecialiseerde onderwaterbeton onderaannemers (o.a. Faber) geven echter aan dat een hoog granulaat percentage vanwege verslechterd vloeigedrag onder water (met alle nadelen van dien t.a.v. waterdichte bouwkuipen) niet wordt aangeraden. De optie om middels toepassen van granualaten het beton (ecologisch gezien) te verduurzamen komt hiermee (voorlopig) te vervallen. Een derde reductiemogelijkheid is gezocht binnen de werkzaamheden van VHB. Zoals omschreven wordt in 3.1.3 gaat jaarlijks toch nog een relatief groot percentage beton ongebruikt retour en ontstaat zo een aanzienlijke extra afvalstroom. 3 - CO 2 -emissie reductie vanuit de verwerkingssituatie Setting: Bij verwerkingsstagnaties en teveel-bestelde beton wat normaliter wordt afgevoerd (materiaalafvalstroom en reeds geproduceerde CO 2 -emissie onbenut) op de bouwplaats bufferen en voorzien van een speciale hulpstof zoals nu in ontwikkeling als VHB-Hydration-Stopper technologie waardoor 100% re-entry (tot 3 dagen na bereiding) voor verwerking mogelijk is. Stelling: op jaarbasis wordt ca. 5% ( v / v ) van het totaalvolume aan type 1 betonspecie afgevoerd als afval. Hiervan kan zeker de helft worden bespaard door alsnog tot geplande inzet te komen middels deze hulpstof. Datum: 15 maart 2010 Pagina 16 van 31
Wederom is INTRON gevraagd op basis van bovenstaande reductie mogelijkheden de scnenarios door te rekenen. Hieronder (overgenomen uit Annex B) volgt de redenatie. Reductie voorstel 1 Een mogelijkheid voor emissiereductie is volgens VHB het toepassen van minder fijne cementen zoals klasse 32,5 cementen in plaats van klasse 42,5 cementen. In de LCA databases als de DuboCalc en de Betondatabase zijn geen gegevens opgenomen van hoogovencementen met sterkteklasse 32,5. Daarom is de emissiereductie die op basis van het gebruik van klasse 32,5 cement kan worden bewerkstelligd geschat. Dit is gebeurt op basis van de relatie tussen maalenergie en sterkteontwikkeling van portlandcement. Op basis hiervan is er 30% minder maalenergie voorondersteld bij hoogovencementen wanneer een klasse 32,5 in plaats van 42,5 wordt geproduceerd. Voor hoogovencement is dit waarschijnlijk een overschatting en dit moet daarom in de toekomst nader worden onderzocht. Wanneer er wordt gekeken naar de gehele levenscyclus van het toepassen van beton dan kan het toepassen van klasse 32,5 cement een emissie reductie van circa 5% bewerkstelligen, onder de hierboven gemaakte aanname. Reductie voorstel 2 Niet verder doorgerekend. Hiervoor dienen eerst de ketenpartners benadert te worden (ProRail, Faber). Reductie voorstel 3 VHB is bezig met de ontwikkeling van een product, VHB hydratation stopper, waarmee er in de toekomst mogelijk minder beton hoeft te worden teruggestuurd naar de betoncentrale. Dit beton kan op de bouwplaats worden gebufferd en op een later tijdstip worden verwerkt. Dit betekent een besparing op de hoeveelheid beton die er nodig is met bijbehorend transport, en afvalverwerking. Volgens VHB is het mogelijk dat van al het type 1 beton dat wordt toegepast de helft van de 5% die wordt teruggestuurd naar de centrale alsnog kan worden ingezet. Op basis hiervan kan er een emissiereductie worden bereikt van circa 2%. Hierbij moet echter worden opgemerkt dat de productie van de hydratatiestopper niet is meegenomen. Indien beide voorstellen volledig uitgevoerd kunnen worden geven deze samen een reductie van (5 + 2) 7 % ten opzichte van de totale hoeveelheid ingekocht beton. Datum: 15 maart 2010 Pagina 17 van 31
5 REDUCTIE DOELSTELLING VHB Van Hattum en Blankevoort streeft ernaar om in 2014 een 5% lagere CO 2 uitstoot per geinstalleerde kubieke meter beton te realiseren. Deze reductie van 5% staat gelijk aan een absolute besparing van circa 407 ton equivalente CO 2 uitstoot per jaar (gebaseerd op totaal gestorte in situ beton in 2009). Deze reductie kan branchebreed verder oplopen door andere civielere aannemers ook deel uit te laten maken van de hiervoor genoemde initiatieven (zie plan van aanpak). NB. Sinds 1-1-2010 maakt Elja Beton en Waterbouw geheel deel uit van VHB. Ook hier is deze doelstelling van toepassing. Datum: 15 maart 2010 Pagina 18 van 31
6 PLAN VAN AANPAK REDUCTIE VHB Op de doelstelling van een 5% lagere equivalente CO 2 uitstoot per gestorte m 3 in situ beton te behalen is een plan van aanpak opgesteld. No. Doel Inspanningen Door Gereed 01. Bijeenkomst STUTECH Ook toeleveranciers OJK Maart 2010 Studievereniging Betontechnologen (Initiatief oprichting Studiecel voor inventarisatie CO 2 -emissies) en opdrachtgeveers uitnodigen indien niet al vertegenwoordigd. 02. Presentatie tijdens projectexcursie / JBO Q2-2010 Dag van de Bouw 03. Casestudie Hydration-Stopper Via aparte aanvraag OJK Q3-2010 (pilot) 04. Casestudie Hydr.Monitoring& Ctrl. Via aparte aanvraag OJK Q3-2010 (pilot) 05. Casestudie verdere mogelijkheden betonconstructie (prefab, staal, totaal) 05. Presentatie resultaten tijdens projectexcursie In samenwerking met Universiteit Shenzhen Met / voor toeleveranciers, betonbouwers, opdrachtgevers SHU Q3-2010 JBO Q4-2010 06. Invoeren resultaten op projecten RSB 2011 Datum: 15 maart 2010 Pagina 19 van 31
7 BRONVERMELDING [1] World Business Council for Sustainable Development / World Resources Institute: The Greenhouse Gas Protocol, revised edition (2004) [2] Sjunnesson, J., Life cycle assessment of concrete, LUND University: Department of technology and society; Lund (2005) Datum: 15 maart 2010 Pagina 20 van 31
ANNEX A: ANALYSE VERWERKTE HOEVEELHEDEN IN SITU BETON Datum: 15 maart 2010 Pagina 21 van 31
ANNEX B: MEMO INTRON: CARBON FOOTPRINT IN SITU BETON Datum: 15 maart 2010 Pagina 22 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 23 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 24 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 25 van 31
ANNEX C: MEMO VOLKER INFRADESIGN: SAMENSTELLING BETONMENSELS Datum: 15 maart 2010 Pagina 26 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 27 van 31
ANNEX D: MEMO VOLKER INFRADESIGN: DIALOOG SUGGESTIES Datum: 15 maart 2010 Pagina 28 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 29 van 31
Datum: 15 maart 2010 Pagina 30 van 31
ANNEX E: MEMO INTRON: BEOORDELING LCA Datum: 15 maart 2010 Pagina 31 van 31