Deutsches Kupferinstitut: Rohrsysteme aus Kupfer besonders nachhaltig

Kupferwerkstoffe reduzieren die Umweltauswirkungen von Gebäuden und gewährleisten den Verbraucherschutz laut einer Lebenszyklusanalyse (LCA) / Forschungsprojekt der der International Copper Association in Zusammenarbeit mit Sphera

KWD-SHK, 05.12.2022. Werkstoffe für den Gebäude– und Bausektor werden immer stärker unter Nachhaltigkeitsaspekten ausgewählt: wie sieht die Recyclingfähigkeit aus, was sagt der ökologische Fußabdruck, welchen Einfluss hat das Material auf die Umweltbilanz? Aspekte, die auch die Hersteller von Bauprodukten veranlassen, sich mit diesen Themen intensiv zu befassen. Die Kupferindustrie ist sich ihrer Verantwortung bewusst und arbeitet schon seit Jahren an umweltgerechten Lösungen und der Weiterentwicklung von Werkstoffen oder an der Verbesserung von Lieferketten und Kreislaufwirtschaft. Jüngste Beispiel dafür sind die Gründung einer sogenannten Lead Free Brass Initiative sowie neueste Untersuchungen zu den Umweltauswirkungen verschiedener Trinkwassersysteme.

Der Gebäude- und Bausektor verursacht jährlich etwa 35 Prozent des Endenergieverbrauchs und ca. 40 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen:

• allein der Gebäudebetrieb ist für 28 % der jährlichen Emissionen verantwortlich,
• weitere 11 % Prozent entfallen allein auf die Herstellung von Baumaterialien und die Konstruktion.

Umso wichtiger ist in diesem Zusammenhang die Betrachtung von Baumaterialien wie Kupfer- und Kupferlegierungen in Hinblick auf ihre Nachhaltigkeit – und das nicht nur durch die Entwicklung neuer Werkstoffe, sondern auch durch die Überprüfung bereits bestehender Systeme.

Denn sogenannte eingebettete Kohlenstoffemissionen sind bereits beim Bau eines Gebäudes vorhanden und können nicht durch Verbesserungen der Energieeffizienz oder durch die Einführung erneuerbarer Energiesysteme reduziert werden. Daher sind Bauprodukte (z. B. Rohrleitungen oder Wasserhähne) mit geringeren Emissionsauswirkungen der Schlüssel zur Eindämmung des gebundenen Kohlenstoffs.

Wissenschaftlicher Ökobilanzvergleich

Ein von der International Copper Association in Zusammenarbeit mit Sphera durchgeführtes Forschungsprojekt untersuchte deshalb die Umwelt- und Emissions-Auswirkungen von drei Trinkwasserrohrsystemen:

• Kupfer
• Kunststoff-Mehrschichtrohre (PEX-Al)
• kunststoffvernetztem Polyethylen (PEX)

Sphera führte eine Lebenszyklusanalyse (LCA) mittels eines wissenscha ftlichen Ökobilanzvergleichs gemäß ISO14040 durch, um zu ermitteln, wie sich die Produktion, die Lebensdauer und das Lebensende (EoL)-Phasen der Materialien auswirken.

Dr. Ladji Tikana, der für den Kupferverband die Studie mitbegleitet hat, dazu: „Wir haben die Wasserversorgung für eine 100m2-Wohnung untersucht und analysierten die benötigten Rohre und zusätzliche Systemkomponenten, wie z.B. Armaturen und Verbindungsstücke. Außerdem haben wir die Zusammensetzung der Materialien, ihre Eigenschaften, ihre Herstellungsverfahren und das jeweilige Recyclingpotenzial verglichen.“

Die Studie wurde in Übereinstimmung mit ISO14040/44 durchgeführt, und folgte den Richtlinien EN15804 der Umweltproduktdeklaration (EPD). Dr. Tikana weiter: „Die Analysen der drei Systeme wurden in Module gegliedert: A (A1-A5), die das Produktstadium und den Konstruktionsprozess abdeckten, C (C1-C4), in dem das Ende des Lebenszyklus der Materialien untersucht wurde, und D, in dem der „Nutzen jenseits der Systemgrenze“ (z. B. potenzielle Auswirkungen auf das Recycling) im Vordergrund stand.“ Bei der Beurteilung der drei Installationssyteme wurden die zehn Wirkungskategorien der europäischen Norm für die Erstellung von EPDs für Bauprodukte zugrunde gelegt.

Kupfer hilft bei der Reduzierung von Kohlenstoffemissionen in Gebäuden

„Das recht eindeutige Ergebnis für Kupfer hat uns alle überrascht“, fasst Michael Sander, Geschäftsführer des Kupferverband, das Resultat der Studie zusammen. Im Vergleich zu Systemen aus Kunststoff (PEX-Al und PEX) zeigen die Ergebnisse der Ökobilanz, dass Kupferrohrsysteme für den Transport von Flüssigkeiten in Gebäuden (z. B. Trinkwasser, Heizung, Kältemittel, Gase) besser für das Erreichen der Dekarbonisierung geeignet sind.

„Die Daten deuten jedoch auf ein höheres Versauerungspotenzial und einen höheren Wasserverbrauch für Kupfer in den Lebenszyklusphasen A1 (Rohmaterial) – A3 (Produktherstellung) im Vergleich zu den Kunststoffsystemen,“ relativiert Tikana das Ergebnis. „Daher müssen für eine optimale Performance von Kupfersystemen in diesen Bereichen Verbesserungen vorgenommen werden, obwohl die vergleichbaren Auswirkungen bei Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit ausgeglichen werden. Denn im Vergleich zu den Kunststoffsystemen hat nur das Kupfersystem eine garantierte Kreislauffähigkeit der Materialien.“

Kreislauffähigkeit ist entscheidender Faktor

Die Kreislauffähigkeit von Kupfer reduziert die Umweltauswirkungen von Gebäuden erheblich, insbesondere wenn die zukünftigen Produktlebenszyklen die Verwendung von recyceltem Kupfer berücksichtigen. Beide PEX-basierten Kunststoff Systeme weisen nur in den Kategorien Stromerzeugung und Wärmeenergie geringfügig eine Verringerung der Umweltauswirkungen auf, was auf die eher ineffiziente Verbrennung der Kunststoffsysteme am Ende ihrer Lebensdauer zurückzuführen ist. Daher sei die Rückgewinnung von Kupfer am Ende der Lebensdauer des Systems entscheidend, um das Potenzial von Kupfer als umweltfreundliches Material der Wahl für den Bausektor zu maximieren, ergänzt Tikana abschließend.

(Die komplette Studie ist auf der Webseite www.copperalliance.org/resource zu finden.)