Det primära målet med denna studie var att göra en miljöbedömning av olika alternativ till hantering av muddermassor ur ett livscykelperspektiv. Som fallstudie har Gävle hamn använts men för att få en mera heltäckande syn har resultatet jämförts med en fallstudie från
Hamburg.
Resultaten talar inte för deponi, deponi är inte är gynnsamt ur energi-, resursförbruknings-, försurnings-, eutrofieringssynpunkt. Deponi räknas som ett av de traditionella
hanteringssätten, dock visar resultaten på att detta hanteringssätt är det mest ofördelaktiga ur miljösynpunkt och ger en stor miljöbelastning.
Överlag verkar transporter och produktion av material ge en stor del av livscykelns totala miljöbelastning inom alla kategorier. Vad gäller tippning till sjöss så visar resultaten på minst miljöbelastning inom alla kategorier förutom abiotiska resurser, vilket beror på att stora mängden bergmaterial som behövs produceras och transporteras till hamnen för att bygga kajen.
Den här studien bygger på en tidigare livscykelanalys av Jessica Simon. Dock ingår ett steg till i systemet, nämligen muddringssteget i den här analysen. Dessutom gjordes denna studie med Gävle hamn som fallstudie, medan Simon använde data från Oxelösund.
Övergripande resultat verkar överstämma med Simons resultat och båda talar emot deponi inom alla kategorier. Vad gäller muddringssteget påverkar det resultatet, men i mindre
utsträckning. Energimässigt utgör muddringssteget endast ca 3 % av den totala cykelns energi vid mekanisk muddring, och ännu mindre vid hydraulisk muddring. Skillnaden i
energianvändning beroende på muddringsteknik är inte så avgörande för muddringssteget eller cykelns totala energianvändning.
Vidare så bör nämnas att hydraulisk muddring kräver mindre energi och tar en mindre del av cykelns energi i anspråk, dock går tekniken endast att använda i mjuka sediment.
Vidare hittas stora miljöbelastningar, eller ”hot spots” i livscykeln inom respektive miljöpåverkanskategori. En genomgående trend för resultaten var att andra
miljöpåverkanskategorier följde energianvändningens mönster relativt bra.
Vid t.ex. stabiliseringsscenarierna fås en stor produktion av material. Nästan 90 % av den totala energianvändningen i cykeln går åt vid produktion av konventionella material och bindemedelsmixen. Vid stabilisering fås en viss påverkan på potential för global uppvärmning vilket förklaras av direkta utsläpp av CO2 vid bindemedelsproduktion. Koldioxid är den mest bidragande föroreningen till potentialen för global uppvärmning. Värt att påpeka är att produktion av cement ger ett stort utsläpp av koldioxid och därmed stor påverkan på växthuseffektspotentialen, produktion av 1 ton cement ger närmare 715 kg koldioxid (Cementa 2003).
För deponiscenarierna ligger belastningen främst på transporter och då transport av muddermassor. Ungefär 90 % av all energi går åt till att transportera muddermassorna till deponi. Nästan all resterande energi går åt vid produktion av materiel för deponin.
63
Vid tippningsalternativen går den mesta energin åt för produktion av material till kajen (bergmaterial). Transport av muddermassor till sjöss är en liten del av cykelns totala energi, vilket visar på att sjötransport av muddermassor ger en relativt liten miljöbelastning.
Vad gäller potential för global uppvärmning råder ett liknande mönster som
energianvändningen vad gäller miljöbelastningen i cykeln. Resultaten visade även här på att hantering och transport av muddermassor vid deponi var en stor belastning samt produktion av material i stabilisering.
Jämförelse med andra LCA– studier.
I studien ingick ett försök till generalisering. I Simons studie exkluderades muddringssteget ur systemet men resultaten verkade dock ändå överensstämma. Både studierna talade emot deponi för flertalet utvalda miljöpåverkanskategorier. I en annan studie med Hamburg som fallstudie fanns en del skillnader och likheter med Gävle hamn. En viktig likhet var
inkluderingen av muddringssteget, dock skiljde sig muddringssteget åt. I Hamburg togs massorna upp med sugmuddring medan i Gävle planerar man att använda mekanisk muddring för förorenade muddermassor.
En intressant skillnad var att Hamburg överlag hade flera tillämpningsområden för utnyttjande av sina muddermassor. Att Hamburg har flera tillämpningsområden för muddermassorna hänger ihop med lagstiftningen i Tyskland. Lagstiftningen gynnar nyttjandet av
muddermassor istället för att deponera vilket förklaras av att Tyskland i allmänhet är mer befolkningstätt än Sverige. En annan skillnad är att Hamburg har mer strömmande vatten (Laksso pers. kommunikation 2010) varför mer sediment bildas och därmed behovet av muddring ökar.
Val av teknik ger olika förutsättningar för massorna och därmed olika tillämpningsområden vilket tabell 8 visar.
64
Tabell 8 - Sammanställning av muddringsteknik och tillämpningsområden för Gävle, Hamburg samt Oxelösund hamn.
Hydraulisk muddring Mekanisk, enskopeverk
Deponi (land) (O)
Deponi (land) nyttiggörande, täckningsmaterial
H
Nyttiggörande, hamnexpansion G O
Nyttiggörande, tegelsten H
Tippning till havs GH O
Tippning till havs med övertäckning
Flyttning av sediment H Nyttiggörande, vägkonstruk tion t.ex.
Nyttiggörande, fyllning av hamnbassäng
H
behandling +deponi (O)
G = Gävle H= Hamburg O= Oxelösund
65
Övriga aspekter
I samband med muddringsprojekt uppstår en del övriga aspekter vid sidan av miljöaspekterna. Eftersom ekonomiska aspekter inte undersöks i denna studie skall det göras i en annan studie med Livscykelkostnad som verktyg, kommer en vidare diskussion inte att göras här. Det är dock intressant att spekulera kring orsakerna till muddringen, eftersom Gävle hamn muddrar förorenade muddermassor samt även en stor del oförorenade massor. Vid ett så omfattande muddringsprojekt kan det diskuteras i fall ekonomiska orsaker är med och styr samt hur viktiga de är.
En viktig social aspekt i samband med muddringen är att arbetet kräver utrustning och personal. Muddringen skapar alltså sysselsättning. Förutom alla entreprenörer som t.ex. PEAB (sköter stabiliseringen) och Boskalis (sköter muddringen) blir myndigheter som t.ex. Naturvårdsveket inblandande.
Vad gäller buller som uppstår från hamnen och runtomkring i samband med muddringen är det en aspekt som är svår att bedöma. Buller kan räknas som både socialaspekt och
miljöaspekt. Det är svårt att bedöma hur mycket människor störs av buller eftersom olika människor är olika känsliga. Buller tillsammans med att landskapsbilden förändras kan skapa oro hos människor och denna aspekt är svår att kvantifiera.
Buller räknas även in under god bebyggd miljö som ett av de nationella kvalitetsmålen (2005) som regeringen har lagt fram. Det är ibland svårt att distinkt dra en gräns mellan sociala aspekter och miljöaspekter eftersom skillnaderna kan vara hårfina.
LCA - metodikens för och nackdelar
Livscykelanalys är ett verktyg som tar hänsyn till en produkts eller tjänsts livscykel. Vidare så tar LCA - metodiken inte hänsyn till ekonomiska aspekter, därför finns Livscykelkostnad (LCC) som följer upp de ekonomiska aspekterna. Vad gäller sociala aspekter är det något som är problematiskt eftersom det är svårt att kvantifiera t.ex. social oro. Dessa begränsningar med LCA gör att verktyget inte kan användas i alla sammanhang.
En stor osäkerhet med LCA är datainsamlingen som ofta innebär databrist och ofta är beroende av alltför generella data. Det kan vara svårt att hitta data som är specifika för fallet vilket leder till ett visst användande av generella data och uppskattningar. Vidare så hämtas data från olika databaser som är anpassade för olika länder vilket gör det problematiskt att jämföra resultat. Vidare så skiljer sig t.ex. produktion av elektricitet mellan länder, vilket gör det svårt att jämföra LCA - studier baserade på olika länders elproduktion.
I en LCA ingår dels obligatoriska moment och dels icke obligatoriska som viktning. Att viktning inte ingår som ett obligatoriskt moment beror på att viktning baseras på subjektiva val.
En annan nackdel med LCA är att det tar tid och resurser att genomföra en LCA. Inventeringssteget räknas ofta som det mest tidskrävande steget.
66
Fördelar med LCA är att det klargör miljömässiga kontroverser och kan fungera som underlag vid viktiga beslut. Förutom identifieringen av miljöeffekter som uppstår är det lätt att
kvantifiera dessa för att se hur stora de är.
Datakvalitet och osäkerheter
I studien har data hämtats från olika källor, mest data har hämtats från Gävle hamn som fungerat som fallstudie. Data från Gävle hamn kan ses som relativt säkra eftersom de är nya och hämtade främst genom personlig kommunikation. Emissionsfaktorer som använts har hämtats från bland annat Bauman and Tillman och Stripple vars data avser 1990–talet samt början av 2000-talet.
Vidare så har samma data använt för sprängsten som för bergkross trots att de har olika densitet och tillverkningssätt. Detta beror också på databrist.
Input - data som är behäftade med en viss osäkerhet är hämtat från källan Stripple 2001. Dessa data är från 2001 och därmed 10 år gamla. I takt med utvecklingen av arbetsmaskiner och allt mer effektiv utrustning förändras emissionsfaktorer, det kan dock ses som en liten osäkerhet i sammanhanget.
Vidare så är avståndet till t.ex. deponi ett antagande, detta har diskuterats ovan i en känslighetsanalys.
Valet av miljöpåverkanskategorier och systemgränser
Av alla undersökta miljöpåverkanskategorier visade sig inget av scenarierna vara konsekvent bäst inom alla kategorier. Det är viktigt att vara medveten om att valet av kategorier påverkar resultatet. Om urvalet av kategorier skulle vidgas till att inkludera tex. eko-toxiciteten skulle eventuellt skillnaderna mellan scenarierna ändras. Ett förslag är därför att fortsatta studier görs för eko-toxiciteten för att få fram ett säkrare resultat.
Utifrån systemgränserna har ett urval av aktiviteter gjorts. Ifall systemet skulle förändras eller flera aktiviteter skulle inkluderas i systemet, tex. transport av stabiliseringsutrustning till och från hamnen skulle resultatet förändras. Det är möjligt att skillnader i det studerade systemet får en annan betydelse i ett annat sammanhang.
Eftersom de undersökta scenarierna har olika utslag på miljöpåverkanskategorierna måste alltså kategorierna vägas mot varandra. Ett försök till värdering görs inte i denna studie.
67
Normalisering och känslighetsanalys
Av normaliseringen framgår det att den miljöeffektskategori som har störts utslag i
sammanhanget är växthusgasutsläppen vid tippning. Tippning är alltså bättre än deponi och stabilisering sett ur potentialen för global uppvärmning. En miljöpåverkanskategori som är ganska jämbördig för alla scenarier är övergödning, denna kategori har minst betydelse i ett europeiskt sammanhang. Normaliseringen vid hydraulisk samt mekanisk muddring verkar följa samma mönster.
Känsligheten för avstånd till deponi är intressant att undersöka eftersom energianvändningen flerdubblas efter bara några kilometers transport av muddermassor. Transport av
muddermassor med lastbil är energimässigt ogynnsamt. Denna parameter berör endast
deponiscenarierna eftersom de andra fallen har transport av muddermassor med båt vilket inte är lika energikrävande. Vid antagandet 50 km transportavstånd till deponin har
energiförbrukningen sjudubblats i jämförelse med andra hanteringssätt och ökningen av energin verkar vara linjär.
Tippning samt deponi innebär användandet av bergkross. Transportavståndet till bergkross ökar inte så mycket med avståndet. Att hämta bergmaterial från en intern källa är fördelaktigt sett ur energisynpunkt.
Förenklingar och förbättringar/vidare arbeten
Vid beräkningarna av de olika scenarierna så har detta gjorts på mekaniskt mudderverk med 20 % vatteninblandning. Detta även i de scenarier där transport och användandet av
hydrauliskt mudderverk inbegrips. Vid upptagande med hydrauliska metoder kan
inblandningen av vatten vara upp till 80 % varför en annan vattenkvot och TS-halt uppstår. Detta har förbisetts i denna studie på grund av tidsbrist.
En annan förenkling i denna studie har varit att 1 000 000 m3 förorenade sediment (in situ) muddras och omhändertas. Den funktionella enheten har sedan varit 1000 m3 av dessa sediment. Vid tippning har alltså beräkningarna baseras på förorenade sediment. Det är förbjudet att tippa förorenade sediment till havs, därför skulle en invallning av sedimentet ske för att kunna genomföras i praktiken. En eventuell invallning har inte tagits hänsyn till i denna studie. I fall invallning behöver göras skulle tippningsscenarierna få en högre
miljöbelastning.
För att kunna deponera eller stabilisera muddermassorna måste en viss TS-halt uppnås, annars anses massorna vara flytande. Ett sätt att höja TS-halten är avvattning eller stabilisering. Att stabilisera massorna är det sätt som har valts i både deponi samt stabiliseringsscenarierna. Avvattning kräver mycket energi (Mácsik pers. kommunikation 2010) vilket gör att
stabilisering av massor vid deponi har blivit tillvägagångssättet vid Gävle hamn. Vid deponi har därför samma stabiliseringsutrustning använts samt halva bindemedelsmixen. I fall inte TS-halten når upp till ca 40 % blir massorna omöjliga att arbeta med ur geoteknisk synpunkt. Efter behandling och kompression av muddermassor vid Gävle hamn uppnåddes en TS-halt på 36 % vilket anses godkänt (efter samtal med Mácsik 2010) för deponi.
68
Vid transport av muddermassor har beräkningar gjorts på en Volvo A40 dumper (Rahm pers. kommunikation 2010) med en lastkapacitet på 40 ton. För att transportera all muddermassa till deponi behöver lastbilen köra många turer vilket inte skulle vara ett lika stort problem om större lastbilar fanns tillgängliga.
Ett sätt att minska miljöpåverkan och speciellt koldioxidutsläpp kan vara att använda mindre mängd cement i bindemedelsmixen, dock är bindmedelsmixen specifik för Gävle hamn och det är svårt att blanda in större andel flygaska ur geoteknisk synpunkt. Att blanda in mer bioflygaska är inget problem för Uppsala som är leverantören utan problemet ligger i kriterierna för tryckhållfastigheten samt utlakningen hos stabiliserade massor. Vid
inblandning av för mycket bioflygaska skulle inte värdet på tryckhållfastheten uppnås samt risken för utlakning av eventuella föroreningar bli för stor.
Användandet och förändring av landskapsbilden är något som inte tagits med i denna studie. Dock behöver stora landytor tas i anspråk vid deponi av muddermassorna i Gävle (24 hektar). Markanvändning är något som endast blir aktuellt i deponi samt tippningsalternativen. Detta gör att det blir svårt att integrera denna kategori eftersom det inte har någon påverkan vid stabilisering. Problematiken kan liknas vid eko-toxicitetspotentialen, vilket också valdes att exkluderas ur studien. Vidare studier skulle vara bra för att lösa dessa frågor.
Denna studie är av screeningkaraktär vilket gör att vissa maskiner och arbetsinsatser inte följts hela vägen från vaggan. För fordon som ingår i analysen ingår inte produktion av material eller transporter i beräkningarna. På så sätt har vissa utsläpp exkluderats ur studien. Däremot har vindkraftverket som levererar el till stabiliseringen vid Gävle hamn ansetts viktigt och tagits med i studien, där produktion och montage av vindkraftverket ingår.
Eftersom de lokala förutsättningarna varierar mellan olika hamnar blir varje fallstudie mycket specifik och typisk för hamnen i fråga. Flera fallstudier på olika hamnar bör därför göras för att öka förståelsen för muddring och möjligheterna att generalisera.
69
Förslag till förbättringar/vidare arbeten:
Invallning/övertäckning av sediment bör inkluderas i modellen. Räkna på hydraulisk muddring och integrera det i modellen.
Olika avvattningstekniker bör studeras närmare och eventuellt inkluderas i modellen. Räkna på större lastkapacitet för lastbilar som utnyttjas för transport.
Alla maskiner har inte följts från vaggan, ta hänsyn till t.ex. fordons livscykler och slitage.
Gör en förstudie till att eventuellt integrera markanvändning som en kategori. Flera fallstudier på bör göras.
70