Scoren met de Eco-efficiency analyse met TNO

Emissies en ketenmanagement
TNO | Kennis voor zaken
Scoren met de Eco-efficiency
analyse met TNO
Sportclubs investeren in talent om
hun doel te bereiken. Dat doen ze
voor de Champions League, een
Europese of een nationale titel of
om gewoon op regionaal niveau de
beste te worden. Als het talent desondanks niet doorbreekt, wordt het
bestuur doorgaans nerveus omdat
het succes uitblijft. Duurzaam
Ondernemen lijkt daar veel op.
Met dit verschil, dat ondernemingen/overheden van te voren niet
weten hoe de bal zal rollen als men
milieudoelstellingen en investeringen tegen elkaar afweegt.
De Eco-efficiency analyse
met TNO geeft de beste
garanties op een goede
score als bedrijven en overheden ECOlogisch en ECOnomisch verantwoord willen
innoveren.
Corel©
Economische indicator
0
Minder milieubelasting
Ecologische indicator
Overgang van
eco-inefficiënt
naar eco-efficiënt
De Eco-efficiency analyse door TNO is een
modelmatige benadering die op eenvoudige
wijze grafisch inzichtelijk maakt wat de
milieu- en de kosteneffecten zijn van (gecompliceerde) innovaties. Voor de bepaling van
milieu- en kosteneffecten gebruikt TNO de
volgende gestandaardiseerde methoden.
– voor de milieu-analyse de Life Cycle
Assessment methode (LCA);
– voor de kostenanalyse de Life Cycle
Costing methode (LCC).
“De Eco-efficiency analyse met
behulp van de grafische presentatie
is ontwikkeld door BASF in 1997.
TNO is met dit concept verder
gegaan en past eventueel de presen-
046nBenO 19-04-07
tatie aan, afhankelijk van externe
wensen. Voor de berekening van de
1
1
Kostenreductie
0
Scores van een systeem kun je gemakkelijk beoordelen. Systemen in de rechterbovenhoek zijn eco-efficiënt (het beste). Die in de
linker onderhoek zijn eco-inefficiënt (het slechtste). De afstand tot de referentielijn zegt iets over de mate van eco(in)efficiency.
ecologische en economische indicator gebruikt zij haar eigen modellen.”
Voorbeelden waarvoor de Eco-efficiency analyse werd
gebruikt en twee andere voorbeelden
Zes opties voor de verwerking van kunststofverpakkingen
Vijf opties voor de verwerking van koelkasten
Onderstaande figuur toont de eco-efficiency waarden voor enkele
verwijderingsopties van afgedankte koelkasten. Vanwege de
Vanuit eco-efficiency overwegingen is hergebruik van kunststof-
ontwijkende CFK’s scoort de optie storten slecht.
materiaal tot een bepaald niveau het aantrekkelijkst. In welke mate, dat
onderzocht TNO voor APME (Association of Plastic Manufacturers in
Economische indicator
0
Storten
Ecologische indicator
Europe). Er is duidelijk een milieuverbetering bij 15% materiaal
hergebruik + 85% verbranden met huisvuil, incl. energieterugwinning,
in plaats van de optie storten (De kosten van beide opties zijn
vergelijkbaar). Dat kunt u in onderstaande figuur aflezen.
0,5
Economische indicator
0
Integrale verbranding
Recycling metalen,
partiële recycling
kunststoffen en
verbranding rest
kunststoffen
Recycling metalen en
verbranden met
energieterugwinning
van de kunststoffen
Recycling metalen en
feedstock recycling
(pyrolyse) van de
kunststoffen
Ecologische indicator
1
0,5
1
0,5
0
Figuur 2 Afgedankte koelkasten met CFK’s (Onderzoek voor APME, 2002).
Bij toepassing van de andere verwijderingsopties is altijd sprake van
lekkende CFK’s. Daarom is de relatieve milieubelasting altijd groter dan
de te maken relatieve kosten voor verwijdering. Dit is de reden dat de
punten van de te vergelijken vijf opties nagenoeg op een verticale lijn
liggen. Wat betreft milieubelasting is er een groot verschil tussen
storten en de vier andere opties. De punten van deze opties liggen
nagenoeg op elkaar.
1
0,5
0
landf
Integrale inzameling (met andere afvalcomponenten) en storten daarna
NOW
Het gemiddeld bestaande concept in Europa; integrale inzameling met
daarna storten of verbranden en gescheiden inzameling, gekoppeld met
recycling van kunststoffen
R15
15% recycling van industriële en huishoudelijke verpakkingen en 85% verbranding
(incl. energie terugwinning)
R25y
25% recycling van industriële verpakkingen (foliën, kratten etc.) en huishoudelijke verpakkingen, verbranding van de rest met warmteterugwinning
R35y
35% recycling van industriële en huishoudelijke verpakkingen en 65% verbranding
met energieterugwinning
R50y
50% recycling van industriële en huishoudelijke verpakkingen en 50% verbranding
met energieterugwinning
Figuur 1 Verwerking kunststof verpakkingen (Onderzoek voor APME, 2001).
Maar hoe zit dat bij de andere opties?
Door de CFK’s te vervangen door andere gassen verandert het beeld.
Dat ziet u in figuur 3.
Economische indicator
0
Storten
Ecologische indicator
1
0,5
Integrale verbranding
Recycling metalen,
partiële recycling
kunststoffen en
verbranding rest
kunststoffen
Recycling metalen en
verbranden met
energieterugwinning
van de kunststoffen
Recycling metalen en
feedstock recycling
(pyrolyse) van de
kunststoffen
1
1
0,5
0
Figuur 3 Vervanging CFK’s door andere gassen.
Na het bereiken van een niveau (tussen de 15 en 20%) resulteert een
hoger materiaalhergebruik niet in een verbetering van de eco-efficiency.
Dan verandert de milieu-indicator nog wel sterker dan de economie
Hergebruik van grote stromen, relatief schone en homogene kunst-
indicator, maar de dominantie verdwijnt. Ook zijn er duidelijke
stoffen is namelijk reeds geïmplementeerd. Een hoger hergebruik
verschillen tussen de vier opties. In dit geval is recycling van metalen
vraagt gescheiden inzameling, mechanische opwerking en reinigings-
en kunststoffen uit koelkasten wat betreft eco-efficiency aantrekkelijker.
processen van meer vervuilde kunststof verpakkingen. Deze extra
activiteiten verhogen de kosten aanzienlijk en de milieuwinsten zijn
Verschillende verpakkingen voor frisdranken
marginaal (bij meer hergebruik verschuiven de punten als het ware
horizontaal naar links in figuur 1). Deze eco-efficiency berekeningen
Het kan ook zijn dat verbeteropties of alternatieven opgebouwd zijn uit
laten duidelijk zien, dat er ergens een omslagpunt is en dat dan
deelactiviteiten/processen met ieder hun eigen variatie. Dan kunnen
energieterugwinning met een hoog rendement concurrerend wordt met
gevoeligheidsanalyses zichtbaar maken welke opties/scenario’s het
materiaalhergebruik van te scheiden verontreinigde mengsels met
meest gevoelig zijn voor deze variaties. Een dergelijk onderzoek voerde
kunststof verpakkingen.
TNO uit voor APEAL (The Association of European Producers of Steel for
Packaging). Eco-efficiency grafieken tonen hoe groot de gevoeligheid
Economische indicator
0,4
voor de variatie binnen het totale systeem is. Een voorbeeld waarbij
systeemparameters heeft berekend, is getoond in figuur 4.
Ecologische indicator
TNO voor een aantal verpakkingssystemen voor dranken de variatie in
Electrochemisch
Oplossing
1,0
Fermentatie
Economische indicator
Granules
Ecologische indicator
0
0,5
Planten
1,6
1
0,5
0,4
Figuur 5 Vijf productieprocessen voor indigoblauw
Stalen blikje
(Bron BASF, Ludwigshaven, Duitsland).
Aluminium blikje
Glazen fles
hervulbaar
Glazen fles
eenmalig gebruik
1
1,0
1,6
0
BASF heeft de R&D-inspanningen in het elektrochemische proces sterk
geïntensiveerd en die in het biotechnologische alternatief sterk
afgebouwd. Het succes van deze maatregelen op basis van de ecoefficiency analyse is dat het marktaandeel van de indigo oplossing is
toegenomen van 2% naar 40% binnen 2 jaar. BASF heeft nu een
Figuur 4 Voorbeeld van spreiding in de eco-efficiency analyse
milieuvriendelijk proces om indigoblauw te produceren.
(Onderzoek voor APEAL, 2002).
Opties voor energievoorziening in woningen
Belangrijke parameters van de verpakking die variëren zijn o.a.
gewicht, hoeveelheid gerecycled materiaal, het afvalscenario en de
De gemeente Apeldoorn wilde voor twee bestaande woonwijken weten
transportafstand tussen afvuller en supermarkt. In deze eco-efficiency
welke lange termijn opties er zijn voor energiebesparing. De huidige
grafiek is sprake van afzonderlijke punten. Hier ziet u puntwolken
situatie is zeer conventioneel: een CV-ketel levert hoofdzakelijk
rondom een gemiddelde waarbinnen het systeem zich bevindt. Door de
ruimteverwarming en tapwater. Het elektriciteitsnet levert
spreiding in eco-efficiency van de systemen en een grote overlap van
hoofdzakelijk de elektriciteit voor verlichting. Groene stroom levert
systemen, is er geen significant verschil in eco-efficiency. De conclusie
naast een lichte kostenbesparing een vermindering van de
is dat beoordeling van één van die verpakkingssystemen op basis van
milieubelasting door een geringere CO2-uitstoot. Energie besparen door
slechts één waarde per systeem tot onjuiste bevindingen kan leiden.
het verbeteren van de isolatie van de woningschil (gevels, vloeren en
daken) gecombineert met een HR-ketel levert een duidelijke kostenbe-
Procesinnovatie
sparing op door een lager aardgasverbruik. Tegelijkertijd levert dit ook
een duidelijk milieuvoordeel op. Bij het gebruikmaken van (industriële)
BASF in Ludwigshafen heeft op basis van de eco-efficiency analyse een
restwarmte moet tevens een gasgestookte hulpketel worden ingezet.
aantal productieprocessen op een rijtje gezet. Het ging om de productie
Dit levert op de lange termijn een duidelijk milieu-voordeel op. De
van indigoblauw, een kleurstof voor jeans.
kosten van het gasverbruik dalen hierdoor maar er komen wel kosten
1. Een conventioneel proces toegepast tot 1998, voor de productie
voor de distributie van de restwarmte voor in de plaats. De totale
indigoblauw als granule; een verfproces met reductiemiddel
kosten blijven vergelijkbaar met de conventionele situatie. Figuur 6 laat
hydrosulfiet.
duidelijk zien dat de meest economisch interessante optie, energie-
2. Productie van indigoblauw als poeder vanuit de indigoferaplant. Er
is gebruik gemaakt van een traditioneel verfproces.
3. Biotechnologische productie van de indigogranules door
fermentatie. De verfafdeling gebruikt eveneens hydrosulfiet als
besparing, ook grote milieuvoordelen geeft.
Een optie met een iets hogere eco-efficiency is de benutting van
restwarmte. Het gebruik van groene stroom heeft een eco-efficiency die
tussen de huidige situatie en de twee andere opties ligt.
reductiemiddel.
4. BASF ontwikkelde een proces, waarbij indigo als een 40% oplossing
Economische indicator
0
Ecologische indicator
wordt geproduceerd. De verfafdeling gebruikt dan minder
hydrosulfiet.
5. Het meest innovatieve proces: de synthetische productie van indigo
als een 40%-oplossing. Voor de reductie wordt elektriciteit gebruikt.
De volgende conclusies zijn uit figuur 5 af te leiden. Productie vanuit
0,5
planten is erg duur, vanwege de lage indigoconcentratie (< 1%) en kent
een relatief hoge milieubelasting. Toepassing van het proces met de
een besparing van de kosten en is daarom het meest eco-efficiënt.
BASF heeft op basis van deze analyse in 1999 geïnvesteerd in het
productieproces, gebaseerd op de 40%-oplossing.
Groene stroom
Energiebesparing
40%-oplossing geeft een gereduceerde milieubelasting en toepassing
van de elektrochemische variant is nog beter voor het milieu én geeft
Conventioneel
Benutting restwarmte
1
1
0,5
0
Figuur 6 Energiebesparingsopties voor een woningproject in Apeldoorn.
Emissies en ketenmanagement
Scoren met de Eco-efficiency analyse met TNO
TNO Bouw en Ondergrond
Is de Eco-efficiency analyse iets
voor u?
Met de vijf voorbeelden en de zes figuren
hebben we duidelijk proberen te maken hoe
de eco-efficiency analyse werkt en wat u ermee kunt. Als u duurzaam wilt innoveren, is
de Eco-efficiency analyse wellicht ook iets
voor u.
Waar kun je de Eco-efficiency
methode gebruiken?
– Op procesniveau, bij verandering van
productieprocessen.
– Op het niveau van productieketens.
– Bij productontwikkeling.
– Bij systeeminnovaties.
– Bij maatschappelijk innovaties.
De Eco-efficiency analyse is er dus voor
bedrijven, branches, overheden, consumenten- en milieuorganisaties. Het bepaalt of
gewenste innovaties c.q. veranderingen
inderdaad passen bij maatschappelijk verantwoord ondernemen. Vergelijking van een
optie met alternatieven of de bestaande
situatie geeft grafisch inzicht over de
raadzaamheid een optie door te voeren.
Bezoekadres
Laan van Westenenk 501
7334 DT Apeldoorn
Postadres
Postbus 342
7300 AH Apeldoorn
www.tno.nl
[email protected]
Informatie
Ir. A.M.M. Ansems
T 055 549 39 37
F 055 549 32 52
[email protected]
Innovatiemogelijkheden met de Ecoefficiency analyse
– Procesinnovatie met energie- en waterbesparing.
– Nieuw ontwerp product.
– Toepassing vernieuwbare grondstoffen.
– Substitutie toxische toeslagstoffen.
Eco-efficiency is ook een
– Introductie duurzaam bedrijventerrein.
management strategie tool voor:
– Overschakeling naar extensieve veehouderij.
Communicatie met klanten.
– Beperkingen/alternatieven bestrijdingsInzicht in de kansen voor investeerders.
middelen.
Productstrategieën.
– Decentrale duurzame energievoorziening.
Verhoging van marktkansen.
– Fabriek van de toekomst.
Verbetering van een product of materiaal.
– Aanpassing vervoer gevaarlijke stoffen.
Ondersteuning verkoopargumenten.
– Innovatie distributie en logistieke
Onderbouwing bij de opinievorming.
processen.
– Winnen van drinkwater
Economische indicator
uit zeewater.
0
– Infrastructurele
innovatie
beslissingen.
Ecologische indicator
–
–
–
–
–
–
–
– Herinrichting locale/regionale economie.
– Infrastructurele veranderingen.
Verschillende bedrijven en
branches hebben al gescoord
met de Eco-efficiency
analyse.
Grote internationale branche organisaties als
de APME (Association of Plastics Manufacturers in Europe) en een groot concern als
BASF waren de eersten die gebruik maakten
van de methode. Maar ook voor kleinere projecten, zoals in Apeldoorn, heeft de methode
haar nut bewezen.
Staat Duurzaam Ondernemen ook centraal in
uw ondernemings-/bedrijfsplan én wilt u
zich eens oriënteren of de eco-efficiency
analyse iets voor de verbetering van uw
proces, product of strategie kan betekenen?
Neem dan contact met TNO op.
De Eco-efficiency definitie
“Eco-efficiency is a management strategy based on quantitative input-output
measures which seeks to maximize the
productivity of energy and material
inputs in order to reduce resource con-
1
1
0
sumption and pollution/waste per unit of
Innovatie in duurzame richting
Alleen milieuwinst
Alleen economische winst
output, and to generate cost savings
Figuur 7 Het principe van de
Eco-efficiency analyse, dat TNO
hanteert.
and competitive advantage.”
(OESO 1997)