Projektzáró tanulmánykötet , ” „TERMELJÜNK EGYÜTT A TERMÉSZETTEL! – A

„TERMELJÜNK EGYÜTT A TERMÉSZETTEL! – A Z AGRÁRERDÉSZET , MINT ÚJ KITÖRÉSI LEHETŐSÉG ” Projektzáró tanulmánykötet

Az EFOP-3.6.2-16-2017-00018 sz. projekt műhelytanulmányai

„T

! – A

,

”

P

Lektorált tudományos kiadvány

Szerkesztő: Rétfalvi Tamás

Soproni Egyetem Kiadó

Sopron, 2021

Soproni Egyetem

Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Kaposvári Campus (közreműködő partner)

Felelős kiadó: Prof. Dr. Fábián Attila A Soproni Egyetem rektora

Szerkesztette:

Dr. Rétfalvi Tamás

Lektorálta:

Prof. Dr. Németh Róbert, Dr. Báder Mátyás, Dr. Rétfalvi Tamás (I. fejezet) Prof. Dr. Gribovszki Zoltán, Horváth Zoltán (II. fejezet)

Dr. Rétfalvi-Szabó Piroska (III. fejezet) Dr. Gálos Borbála, Dr. Csukás Béla (IV. fejezet)

Dr. Heil Bálint, Dr. Vityi Andrea (V. fejezet) Dr. Csonka Arnold (VI. fejezet)

ISBN 978-963-334-373-9 (online)

A tanulmánykötet az EFOP-3.6.2-16-2017-00018 azonosítószámú, „Termeljünk együtt a természettel! – Az agrárerdészet, mint új kitörési lehetőség” c. projekt támogatásával jelent meg.

27 FAALAPÚ ÉS KONKURENS TERMÉKEK ÉLETCIKLUS-ÉRTÉKELÉSE – 1. RÉSZ

FOGARASSY RÓBERT-ZSOLT,NÉMETH RÓBERT,BÁDER MÁTYÁS

Soproni Egyetem, Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti Kar, Faanyagtudományi Intézet bader.matyas@uni-sopron.hu

Bevezetés

A fa az emberi történelem során az egyik leggyakrabban használt anyag. Alkalmazási területeinek sokaságát könnyű megmunkálásának, megújuló képességének, elérhetőségének, valamint egyes fafajokon belüli különbségeknek köszönheti.

A faanyagok általánosan besorolhatóak két kategóriába: tűlevelűek és lombosok. Ezen belül megkülönböztetünk lágy és kemény fájúakat. Összesen több mint 300 faanyagot különböztetünk meg. Minden fafaj, egyedi felépítése és fajjellegzetességeiből adódóan, lehetőséget nyújt más-más területeken belüli alkalmazásra. Természetesen vannak fafajok, amelyek több téren is kiválóan teljesítenek, viszont némelyüket csak meghatározott paramétereken belül érdemes alkalmazni optimális eredmények elérése érdekében.

Manapság viszont a faanyag viszonylag kisebb piaci szegmensnek örvend. A fémek, ötvözetek, műanyagok, textil, kerámia vagy üvegből készült termékek használata sokkal elterjedtebb napjainkban. Az építőiparban, bútoriparban, hangszergyártásban, épületasztalosságban, energiaiparban stb. az utóbbi évtizedekben a műanyagok, fémek (ötvözeteik) és ezekből készült kompozit anyagok sokkal nagyobb sikernek örvendtek a faanyaghoz képest. Ennek fő oka a végtermékek kedvező ára. A műanyagból vagy fémből készült termékek előállítása sokkal gyorsabb és hatékonyabb, mint a fából készült vetélytársaiké. Ezáltal a fogyasztó kedvezőbb áron hozzá tud férni, tehát jobb eséllyel ezeket fogja választani, független az esetleges hátrányoktól, alacsonyabb minőségtől és környezeti hatástól.

Az utóbbi évtizedek fókuszpontja viszont nem csak a műanyagok és fémek fejlesztése volt, hanem ezen anyagok gyártástechnológiájának optimalizálása, valamint automatizálása. Az automatizálás a faiparban is jelen van, persze kisebb mértékben, a megmunkált anyag anizotrop természetét, valamint a fából készült termékek egyediségét és komplexitását figyelembe véve.

Még a legegyszerűbb faalapú termékeket is sokkal gyorsabban és hatékonyabban el lehet műanyagból, vagy fémből készíteni. A piaci monopol állapot csökkenése elérhető, amennyiben a fenntartható erdőgazdálkodás − és ezáltal a faanyag-készlet állandósága − és a faanyag folyamatos megújulása célunkká válik. Ahhoz, hogy ezt a célt társadalmi szinten megvalósítsuk, valamint a faanyag felhasználásának rövid és hosszú távú pozitív hatásait élvezzük, előbb meg kell ezeket értenünk.

A faanyag, mint építőipari és épületasztalosi alapanyagként való felhasználásának pozitív hatásai vannak a környezetre, vetélytársaival szemben. A munka ismerteti a faanyagból készült családi házak, egyszerű nagyméretű épületek szerkezetei és nyílászárók kereteinek környezeti hatásait, illetve párhuzamot von a fenti területekben leggyakrabban használt − nem szerves − anyagok hatásaival szemben. A munka nem kutató jellegű, nem tartalmazza a Soproni Egyetem Simonyi Károly Kar keretein belül végzett laboratóriumi kísérletek találatait. Minden a dolgozatban szereplő eredmény nemzetközi kutatóintézetek, magyar- és idegen nyelvű publikációk eredményeit illusztrálja. A bemutatott eredmények és publikációk a források nevű szekcióban találhatóak. Az analízis alapeszközének tekintjük az ISO 14000 szabványsorozat 14040-14043 szabványait:

 ISO 14040 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Alapelvek és keretek

28

 ISO 14041 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. A cél és a tárgy meghatározása és leltárelemzés

 ISO 14042 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Az életciklus alatti hatások értékelése

 ISO 14043 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Az életciklus értelmezés.

Az ISO 14040-43 szabvány tárgya és eszköze az Életciklus-értékelés (Life Cycle Analysis – LCA). Ez egy széleskörű termékvizsgálási módszer, amely a vizsgált termék teljes életciklus leforgása alatti (bölcső-sír) a természetre gyakorolt hatásokat vizsgálja. Ugyanakkor ökológiai célú vizsgálatok alapjául szolgál és lehetőséget nyújt különböző anyagok összehasonlítására, használható adatok produkálásához. Ezáltal segítőeszközként szolgál a fogyasztói társadalom számára, ami a faanyag ökológiai előnyeinek megértéséhez vezethet. Az Életciklus-értékelés szolgáltatta eredményeket használva össze tudjuk hasonlítani a faanyag, mint CO2 semleges és megújuló alapanyag, valamint más, nem-megújuló, szervetlen alapanyagok környezeti hatásait.

Az eredmények nem csak a végfelhasználók, vagy faipari cégek számára, hanem politikai döntéshozók és más alapanyagot feldolgozó cégek számára is hasznos információkat nyújthatnak.

A dolgozatban szereplő eredmények az ISO/EN/DIN standardoknak megfelelő kutatási programok eredményei. A feltüntetett eredmények különböző intézmények által végrehajtott Életciklus-értékelésekből adódnak. A sokféle felhasznált tanulmánynak egyenkénti bemutatása meghaladná e cikksorozat kereteit, ezért a következőkben ismertetjük a felhasznált munkákat, majd a releváns részleteiket elemezzük és felhasználjuk: BM-BAU (1993); BORONKAI (2003);

BURSCHEL ÉS TSAI. (1993); BUWAL (1990); DAMBERGER (1995); EYERER ÉS TSAI. (2000);

FORINTEK CANADA CORPORATION (1991); JÖNSSON (1995); KÖRMENDI −SOLYMOSI (2010);

NK WINDOWS (2016); SCHARAI-RAD ÉS TSAI. (1997); SCHARAI-RAD − WELLING (1999);

SHINJA –KUTNAR (2012); TAMASKA ÉS TSAI. (2001); THOMPSON (2005). Ezek mellett CO2 és energiatani esettanulmány eredményeit ismertetjük, amelyek a termékek életciklus alatti kifejtett hatásai megértéséhez szükségesek. A termékek által gyakorolt ökológiai hatásokat a következő kategóriákba soroljuk:

 Globális Felmelegedési Potenciál (GWP): gázok üvegházhatásainak számszerű kifejezése, azonos mennyiségű CO2-hoz viszonyítva.

 Savasodási Potenciál (AP): a környezet pH-jának változásához való hozzájárulást mutatja, egységnyi kén-dioxidhoz képest

 Eutrofizációs potenciál (EP): a környezet tápanyagban való feldúsulásához való hozzájárulás mértékét mutatja, egységnyi foszfáthoz képest

 Fotókémiai ózonképző potenciál (POCP): az alacsony légköri ózon képződéséhez való hozzájárulást mutatja, egységnyi etilénhez képest.

Egy másik fontos kategória a felhasznált anyagok megújuló képessége − jelen esetben a faanyag

− lévén a legfontosabb ezek közül.

Az 1980-as évek óta a természettudományban egyre nagyobb jelentőséget fordítunk az energia és nem megújuló természeti források fogyasztásának és az evvel járó negatív környezeti hatások csökkentésére. Globális felmelegedés, ózonréteg degradáció, a víz és föld elsavasodása, ökoszisztémák toxicitása, stb. mind ide tartoznak. Mivel ezeket a kártékony hatásokat nem lehetett egységesen számszerűvé tenni, szükség volt egy ennek megfelelő rendszer kialakítására. Erre szolgál a termékek Életciklus-értékelése/analízise. Az utóbbi évtizedekben a természet-barát mentalitás nem csak a fogyasztók részén vált népszerűvé − hulladék

29 újrahasznosítás és szortírozás, megújuló alapanyagokból készült alternatív termékek vásárlása

− különböző iparágak, mint az építőipar és számítástechnikai cégek is felfigyeltek a negatív hatásokra. Negatív hatások, amelyeket a természetre – és ezáltal az emberekre – gyakorlunk alacsony hatékonyságú gyártástechnikával, nem megfelelő vagy szükségtelenül káros anyagok feldolgozásával, a hulladékok szakszerűtlen tárolásával és megsemmisítésével, valamint fosszilis energiaforrások elhasználásával. A természetbarát gyártás nem csak a felhasznált anyagok típusára vonatkozik, hanem a felhasznált anyagok mennyiségének csökkentésére, valamint a felesleg optimális felhasználására. A fenntartható gyártás alappillérei:

 Energiatakarékosság (megújuló és fosszilis egyaránt)

 Hatékony alapanyag feldolgozás

 Újrahasznosítás

 Káros anyagok kibocsátásának szabályozása

 Beépített anyagok újrahasználása, stb.

A faanyagokat a különböző iparágak elkezdték használni, nem csak mint egy „zöldebb”

alternatíva, hanem fenntartható és megújuló energiaforrásként is. Bizonyos iparágakban viszont még mindig gyakrabban találkozunk fémekkel, üveggel, betonnal és műanyagokkal. A felsorolt anyagok feldolgozása és tárolása sokkal egyszerűbb, mint a fáé, valamint sokkal kedvezőbb áron beszerezhetőek. A fenti anyagok fával való helyettesítésének érdekében fel kell hívjuk a gyártók és a fogyasztók figyelmét egyaránt a faanyag természetbarát tulajdonságaira. A faanyag-készlet állandóságával kapcsolatos jelenlegi problémák megoldása nem más anyagok felhasználásában rejlik, hanem a szakszerű, következetes erdőgazdálkodásban.

Gyártástervezéskor, az alapanyag-választás fontos tényezőivé váltak a természetvédelmi szempontok, de továbbra is az ár a legfontosabb. A faanyag költségét tekintve, fontos lenne nem csak a végtermékben jelenlevő anyagot hasznosnak tekinteni. Az anyagfelesleg újrahasznosítható, elégetése CO2-semleges energiaforrást jelent, a fémipari termékekhez képest pedig kisebb energia szükséges a faanyag megmunkálásához. Az Életciklus-értékelés lehetővé teszi a megfelelő alapanyag, üzemanyag és gyártástechnológia kiválasztását. Az analízis értékes adatot nyújt két, vagy több alapanyagnak a − környezetre gyakorolt − hatásairól, mivel azonos végtermékeket hasonlítunk össze az alapanyag beszerzésétől (bölcső) a termék haláláig (sír). Az ISO/MSZEN 14040 szabvány értelmében az Életciklus-értékelés a következő lépéseken alapszik:

 Leltáranalízis - a gyártórendszer fontosabb be- és kimeneteinek nyilvántartása

 Hatás becslés - a be- és kimenetekkel járó környezeti hatások értékelése

 Értelmezés - a fentiekből kapott adatok értelmezése.

Jelenleg a gyártók számára az Életciklus-értékelés reklámszerű információt tud nyújtani. A fogyasztók számára egyel több okot jelent a fa melletti döntésben. Ugyanakkor a csökkentett költségek és kisebb felesleg mindkét fél számára jó. Az Életciklus-értékelés környezetvédelmi szervezetek számára is jelentős információt nyújt. Információ, amellyel a szervezetek fel tudják hívni a fogyasztók és a törvényhozók figyelmét a másképp látens problémákra. A következőkben az Életciklus-értékelés felépítését ismertetjük.

Anyagok és módszerek

A tanulmány célja és hatásterülete: a cél a tanulmány végrehajtásának okait határozza meg, a kapott eredmények felhasználási területeit, valamint a célközönséget. A hatásterület többek között a terméket vagy termékcsaládot, egységes mértékegységet, a termék behatárolásait, a termék lehetséges környezeti hatásait és ezen hatások vizsgálati módszereit, valamint az adat

30 és adatminőségi előírásokat és feltételezéseket tartalmazza. Az egységes mértékegység a faanyag esetében m³, m² vagy tonna. Minden esetben, egyensúlyi nedvességtartalmú faanyagra fog vonatkozni. A termék behatárolásai alatt a különböző műveleteket/életciklus fázisokat értjük. Fontos figyelembe vennünk ezeket, mivel különböző alapanyagú termékeknél ezek eltérhetnek. Az adat- és adatminőségi előírások a tanulmány időtartamát, földrajzi- és technológiai lefedettséget, az adatok pontosságát, teljességét, reprodukálhatóságát és reprezentativitását takarják.

LCI - Életciklus leltárelemzés: a leltárelemzés a mérvadó be- és kimeneteket tartalmazza. A bemeneti oldalon állnak a használt alapanyagok és a befektetett energia, használt üzemanyag.

A kimeneti oldalon a végtermék és melléktermékek, az emissziókat beleértve. A feldolgozógépek, emberi erőforrás, igénybe vett épületek és alapterületet és szállítóeszközöket nem tüntetjük fel a leltárban, mivel így túl komplex lenne. Egy teljes LCI az értékelt termék összes életciklus-fázisát tartalmazza. Amikor a tanulmány több, ugyanabból az alapanyagból készült terméket tartalmaz, ezeket és ezek melléktermékeit fel kell tüntetnünk. A faiparban a végtermékek java része fűrészport vagy faforgácsot eredményeznek melléktermékként. Ezeket fel lehet használni termikus energia, illetve másodlagos termékek, mint forgácslapok előállításához. A megújuló, fosszilis és elektromos energia, vagy ezeknek az együttes használatát is érdemes feltüntetnünk a pontos eredmények elérésének érdekében az energiafogyasztást és emissziókat illetően.

Életciklus alatti hatásanalízis: ebben a szakaszban az LCI során kapott eredményeket értékeljük.

Mekkora a lehetséges kárt okozó tényezők hatása a környezetre és mit fognak ezek eredményezni. Az eredmények részletességét és jellemét a tanulmány célja és hatásterülete fogja befolyásolni. A hatásanalízis végrehajtásához 3 alaplépést követünk:

 Osztályozás: a tényezőket külön kategóriákba soroljuk be

 Jellemzés: az LCI szolgáltatta adatok modellezése az osztályokon belül

 Kiértékelés: Az eredmények esetre szóló aggregálása, amennyiben szükséges.

A környezeti tényezőket az alábbi kategóriákba sorolhatjuk be:

I. Globális hatású tényezők

 Alapanyag- és erőforrás felhasználás (megújuló/nem megújuló)

 Zöldház-hatás és globális felmelegedési potenciál

 Ózon degradációs potenciál

 További mérgező anyagok kibocsátása a levegőbe.

II. Körzeti hatású tényezők

 Vizek és földek elsavasodása

 Hulladéktárolás okozta problémák.

III. Helyi hatású tényezők

 Fotókémiai ózonkreációs potenciál

 Környezet szennyezés

 Emberi egészség veszélyeztetése.

IV. Más tényezők, mint például

 Alapterület felhasználása (utak, szemétdombok, biológiai lebomlásra alkalmas egységek)

 Zaj

 Kellemetlen szagok, stb.

31 Életciklus-értékelés: az utolsó szakasz, melyben az LCI és a hatásanalízis adatait összehangoljuk. Az eredmények segítségével következtetések levonhatóak és javaslatok születhetnek. A következtetések és javaslatok eset függvényében eltérhetnek, viszont minden esetben a kutatás tekintetében céltudatosak legyenek. A végeredmények figyelembe kell vegyenek minden más kisseb tanulmányt amelyet párhuzamosan folytattak a cél érdekében.

Más szempontokat illetően − mint például a rendszerek összehasonlítása vagy kritikus beszámolók elkészítéséhez − az alábbi irodalom alapján lehetséges:

 ISO 14000 Szabványcsalád

 ISO 14040 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Alapelvek és keretek

 ISO 14041 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. A cél és a tárgy meghatározása és leltárelemzés

 ISO 14042 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Az életciklus alatti hatások értékelése

 ISO 14043 - Környezetközpontú irányítás. Életciklus-értékelés. Az életciklus értelmezés.

Összefoglalás

A különböző iparágakban az utóbbi évtizedekben a műanyagok, fémek és ezekből készült kompozit anyagok sokkal nagyobb sikernek örvendtek a faanyaghoz képest. Ennek fő oka a végtermékek kedvező ára. A piaci monopol állapot csökkenése elérhető, amennyiben a fenntartható erdőgazdálkodás által a faanyag folyamatos megújulása célunkká válik. A faanyag, mint építőipari és épületasztalosi alapanyagként való felhasználásának pozitív hatásai vannak a környezetre, vetélytársaival szemben. E munka ismerteti a faanyagból készült családi házak, egyszerű nagyméretű épületek szerkezetei és nyílászárók kereteinek környezeti hatásait Életciklus-értékelés segítségével. Ez a cikk mutatja be a téma alapjait, valamint a kutatási módszerek egy részét.

Köszönetnyilvánítás

A publikáció elkészítését az EFOP-3.6.2-16-2017-00018 („Termeljünk együtt a természettel! – Az agrárerdészet mint új kitörési lehetőség”) projekt támogatta a Széchenyi2020 program keretében. A projekt megvalósítását az Európai Unió támogatja, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával.

Irodalomjegyzék

BM-BAU (1993): Der Primärenergieinhalt der Baukonstruktionen unter gleichzeitiger Berücksichtigung der wesentlichen Baustoffeigenschaften und der Herstellungskosten.

Bauteilkatalog - Bauforschungsberichte des Bundesministers für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau, F 2249, IRB Verlag

BORONKAI L. (2003): Faipari kézikönyv III. Faipari Tudományos Alapítvány, Sopron

BURSCHEL P. − KUERSTEN E. − LARSON B.C. (1993): Die Rolle von Wald und Forstwirtschaft in Kohlenstoffgehalt. Eine Bearbeitung für die Bundesrepublik Deutschland, Forstliche Forschungsberichte Muenchen, Schriftenreihe der forstwissenschaftlichen Fakultaet der Universität Muenchen und der bayerischen forstlichen Forschungsanstalt

BUWAL (1990): Energie aus Heizöl oder Holz? Eine vergleichende Umweltbilanz. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL), Bern

DAMBERGER B.F. (1995): Vergleich von "Ziegelbauten" mit "Holzbauten" in Bezug auf den globalen und regionalen CO2 Haushalt und die erzeugten Güter und Energieströme. Diplomarbeit duchgeführt am Institut für Wassergüte und Abfallwirtschaft der TU, Wien

32 EYERER P.−REINHARDT H.W.−KREISSIG J.−KÜMMEL J.−BETZ M.−BAITZ M.−HUTTER V.−SAUR

K. −SCHOECH H. (2000): Ökologische Bilanzierung von Baustoffen, Wege zu einer ganzheitlichen Bilanzierung. BAU PRAXIS Birkhaeuser

FORINTEK CANADA CORPORATION (1991): Building Materials in the Context of Sustainable Development - An Analytical Framework. Forintek Canada Corporation and Wayne B. Trusty &

Associates Limited

JÖNSSON Å. (1995): Life Cycle Assessment of Flooring Materials, A case study and methodological considerations. Licentiate thesis, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden KÖRMENDI K. − SOLYMOSI J. (2010): Az energiapolitika megválasztásánakkörnyezetbiztonsági

szempontjai a villamosenergia-termelés vonatkozásában. Hadmérnök 5(2): 138-155

NKWINDOWS (2016): PVC and the environment. <HTTPS://WWW.NKWINDOWS.CO.NZ/RESOURCES/>

Megtekintve: 2020.09.03.

SCHARAI-RAD M. − FRÜHWALD A. − HASCH J. (1997): Life Cycle Assessment as Instrument for Ecological Valuation of Forest Products. Presentation at the XI World Forestry Congress, Antalya, Turkey

SCHARAI-RAD M. − WELLING J. (1999): Biomass for Greenhouse Gas Emission Reduction - Sawn Timber and Wood-based Products as Building Materials. Arbeitsbericht, Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft Hamburg, Germany

SHINJA A.–KUTNAR A. (2012): Carbon Footprint versus Performance of Aluminum, Plastic and Wood Window Frames from Cradle to Gate. Buildings 2012(2): 542-553. DOI:

10.3390/buildings2040542

TAMASKA L. − RÉDEY Á. − VIZI SZ. (2001): Életciklus elemzés készítése. Veszprémi Egyetem Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Tanszék, Tisztább Termelés Magyarországi Központ, Veszprém

THOMPSON C.(2005): Window of opportunity - The environmental and economic benefits of specifying timber window frames. WWF-UK