Hållbar långsiktighet

Text av Tomas Liljenfors

Cirkulär ekonomi. Livscykel. Återvinning. End-of-life. Återbruk. Ord som används av varje organisation som har ambition att ses som ett bra miljöalternativ. Hållbarhetschefer har överraskande ofta en bakgrund som kommunikatörer istället för en bakgrund inom just hållbarhet. För flera år sedan undervisade jag blivande ingenjörer i hållbarhet och jag bad dem att välja ut en miljörapport från ett valfritt företag. Deras uppgift var inte att ta reda på vad företaget verkligen gör för att skapa hållbarhet, utan att förstå vilken bild företaget vill ge och vilka saker som de faktiskt borde göra för att uppnå något hållbart. Många företag, framförallt svenska, hade fina rapporter som tydligt gav en bild av deras hållbarhetsåtagande. Påfallande ofta förstorade företaget dock upp mindre åtgärder som visserligen var bra men endast representerade en liten del av företagets kärnverksamhet. Efter genomgången klarade studenterna av att se hålrummen. De kunde finna luckor i logiken och inse att det som företaget inte ville visa faktiskt var alldeles uppenbart. Min bestämda uppfattning är att det blir så här när man fokuserar mer på vad som kommuniceras och mindre på vad som långsiktigt går att åtgärda. Varför inte istället göra åtgärder så att miljörapporter verkligen innehåller saker som har betydelse? Det är ju inte miljörapporten i sig som är viktig, utan vilka åtgärder företaget gör. Mer transparens och fokus på faktiska åtgärder – först då kan vi faktiskt påverka på riktigt.

Jag har också genom åren ögnat igenom ett antal energideklarationer som konsultföretag har genomfört på svenska gjuterier. Smältning och varmhållning av metallen för ett gjuteri står normalt för mer än 70 % av företagets totala energiförbrukning. Gjuterier har en relativt stor energiförbrukning jämfört med många andra industrier. Att då som energikonsult främst lista åtgärder som ligger utanför smältning och varmhållning kan jag tycka är fel prioriterat. Att fokusera på lysrörsbyte och tryckluftsläckage och undvika att påpeka förekomst av smältugnar med gammal teknik och bristande underhåll i en energideklaration är inte hållbart. Man fokuserar oftast på de enkla och i sammanhanget obetydliga lösningarna och lämnar de svårare som kan göra verklig skillnad därhän. Ska man kunna påverka framtiden så behöver man prioritera rätt och lägga ansträngningen på rätt saker. Först då kan man säga att ansträngningarna kan ge en faktisk påverkan.

Min avsikt med denna och framtida artiklar är att belysa hållbarhetsaspekter för aluminiumgjuterier men också för användare för att ge inspiration att kunna ta bättre beslut vid införande av ny teknik och mätresultat istället för att luta sig mot gammal teknik och erfarenhet, eller som användare att göra en leverantörsbedömning. Svensk gjuteriindustri har styrkor som vi måste bli bättre på att framhäva, styrkor som med en relativt liten insats kommer att vara avgörande för framtida affärer och en fortsatt konkurrenskraftig svensk tillverkningsindustri. Tänk bara på det faktum att svensk el-energi har en mycket lägre koldioxidbelastning än el-energi från de flesta andra länder i världen. Ändå smälts det mesta av våra aluminiumlegeringar idag med gasol, som har samma koldioxidbelastning i Sverige som Polen, Kina eller Indien. Varför har det blivit så? Jag tror att en starkt bidragande orsak är att energideklarationer har fokuserat på lysrör istället för på ugnsteknik och att kommunikatörer har fokuserat på källsortering i lunchrummet istället för återanvändning av företagets interna återgång.

Min ambition är att ta mig an olika gjutrelaterade ämnen och förhålla mig neutral med vetenskap och mätvärde som grund och inte som ovan ge min känslomässiga bild av området. Kanske slår jag hål på en och annan gammal sanning och kanske kan jag förhindra att fler fördomar slår rot. Jag ska också försöka lyfta den forskning som görs inom området så att nya rön kan transformeras till nytta i industrin. Fakta och kunskap är idag viktigare än någonsin. Utveckling, mätning och utbildning är kortsiktigt långsamma och kostsamma, men ur ett långsiktigt perspektiv är det livsnödvändiga ingredienser.

Hur kan svenska gjuterier minska sin koldioxidbelastning?

Aluminium har goda möjligheter att återvinnas. Produkter av aluminium har olika livscykeltid. Exempelvis har folieprodukter för livsmedelsindustrin en mycket kort livscykeltid och produkter för byggnader en lång. Den största volymen av gjutna produkter har en livscykeltid mellan något år och 40 år eller mer. Om allt vill sig väl återvinns aluminiumet och smälts om till en ny produkt. Det har odlats en myt att aluminium går att återvinna oändligt antal gånger. Detta är givetvis inte sant. Det finns ett antal anledningar till förluster vid återvinning som är viktiga att belysa. Till exempel så förekommer aluminium ofta i kombination med andra material. För folierade produkter är det ofta en polymer som omger aluminiumet och för målade produkter är det en färg. Om metallskiktet är tunt i förhållande till en polymer så blir det svårare att återvinna. Likaså i ett fordon där aluminium fästs mot andra material. Att fånga upp all aluminium är svårt. Att återvinna all aluminium som fångas är också svårt då det är förknippat med stora kostnader att separera vissa produkter och att rena dessa från föroreningar. Aluminium går helt enkelt inte att återvinna ett oändligt antal gånger på grund av bland annat brister i produktdesignen, vilket är en av flera förluster vid återvinning. Materialkombinationer är således ett område som går att förbättra när man designar för återvinning.

Korroderad motordetalj från en pressgjuten aluminiumkomponent där sotpartiklar och vitrost belägger ytan

Aluminiumoxid

Aluminium förekommer naturligt som olika former av oxid. Metallens starka bindning till syre är också anledningen till dess goda korrosionsegenskaper. När aluminium oxiderar så bildar den ett tätt oxidlager som skyddar metallen mot fortsatt oxidation. Denna oxid växer sig tjockare vid anodisering, men också i korrosiva miljöer eller vid användning vid högre temperaturer i en omgivning som innehåller syre.

Vitrost på aluminumlegering

Aluminiumoxid kan användas för att dekorera och skydda aluminium. Det är en av flera goda egenskaper hos aluminium och den stora anledningen till att aluminium har framtiden för sig. Men vid återvinning blir en god egenskap istället en last. Aluminiumoxid återvinns nämligen inte industriellt idag. Ju mer yta en produkt har, desto mer oxid finns det som inte går att återvinna. En anodiserad tunnplåtsprodukt kommer att ha en lägre återvinningsgrad än ett motorblock. Ytan är en avgörande variabel när vi pratar om smältutbyte men också val av smältteknik har en avgörande roll på ytans inverkan, som vi kommer återkomma till.

Grovt gjutgods eller tackor har en stor massa i förhållande till yta och har ett högt smältutbyte

Smältutbyte är relationen mellan hur mycket metall som återvinns i förhållande till vad som smälts ned. Skrot med en stor yta i förhållande till vikt har ett lägre utbyte än till exempel ett motorblock. Utbytet beror också på ugnsteknik. Smältteknik för aluminium är oftast flam- eller elbaserad. En flamma kan genereras från ett bränsle som förbränns, vilket leder till att värme utvecklas. Det finns flammor som drivs av gas, diesel och andra fossila bränslen. Gemensamt för all förbräning är att den bildar bland annat koldioxid och vattenånga. Vatten i kombination med varm metall är dåligt eftersom vatten spjälkas till syre som oxiderar metallen och vätgas som löses in i den smälta metallen. Ett potentiellt miljöalternativ till fosila bränslen är att driva ugnar med biogas men det är idag begränsat med flytande biogas till industriändamål om gjuteriet inte skulle råka ha en biogasanläggning i närheten. Ugnar baserade på flamma genererar mer avgaser än elektriska ugnar eftersom förbränning som sagt skapar avgaser i form av koldioxid och andra förbränningsgaser. Vad som är intressant vid jämförelse av processer och återvinning är att aluminium som oxiderar skapar värme. När aluminum oxiderar i en ugn och bildar aluminumoxid så avger det värme. Just därför är aluminiumfolie en energitillgång vid sopförbränning. Detta betyder att ju sämre metallutbytet är i en process, desto lägre blir energiförbrukningen. Så om en leverantör eller ugnstillverkare skryter med låg energiförbrukning så kan det vara läge att se upp. Mer om det i följande artiklar.

Glödande slagg har en temperatur på ca 1200°C där aluminium som oxiderar skapar värme.

En värmetillförsel är antingen direkt eller indirekt, vilket påverkar temperaturen på ytan av metallen som ska smältas ned. En hög yttemperatur på aluminiumet i en syrerik atmosfär ger snabbare nedsmältning men också en ökad oxidation. Vid smältning i en vakuumugn, där syret har pumpats bort, så är metallutbytet högt. På samma sätt så oxiderar skrot mindre om det snabbt rörs ned under metallytan i ett smältbad. Ju finare skrotet är desto viktigare är det att snabbt få metallen under ytan för att inte skrotet ska oxidera. För spån som kommer från metallbearbetning så är utbytet mycket lågt om det inte snabbt kan röras ned i ugnar. För detta ändamål pressas lösa spån till briketter innan de används i ugnar där de inte kan röras ned effektivt. På så sätt kan smältutbytet öka från noll till över 60 %. Av tradition har det sagts att smältning görs bäst med direkt värme och varmhållning med indirekt. Idag är detta inte längre en lika given sanning när inte bara effektivitet i tid beaktas när man smälter aluminium. När metallutbyte, koldioxidemissioner och metallkvalitet också beaktas blir helhetsbilden en annan. Och om utbytet för pressade spån är 60 % så är fortfarande 40 % obrukbart. Med modern och anpassad ugnsteknik kan utbytet ökas med ibland ett tiotal procent.

Aluminiumspån från maskinbearbetning har en stor yta i förhållande till vikt

Energikostnaden består av flera delar. Gjuterier som smälter metall har varit undantagna den energiskatt som privatpersoner betalar för sin energi. Energin består bland annat av en effektberoende del som nätägaren fakturerar. Den består också av en rörlig del där priset per förbrukad enhet ström beror på vilken elleverantör man har och vilket produktionssätt som används. Det är alltså möjligt att till exempel köpa el som endast är tillverkad av vattenkraft. Detta kan möjligen ses som falsk marknadsföring. Just de elektroner som passerar genom ditt företag kommer faktiskt inte bara från vattenkraft. Men ni förstår vad jag menar. Det viktiga är att man genom aktiva val kan minska koldioxidbelastningen per producerad enhet. Så länge du smälter med elenergi.

Mindre gjuterier i norden har använt sig av resistensvärmda degelugnar. Större metallförbrukande gjuterier har valt schaktugnar som uteslutande är gasoldrivna. Energipriset för gasol har varit lägre än för elektricitet men idag har en utjämning av energipriset skett i Sverige vilket ger oss en ny situation. Eldrivna smältugnar har generellt lägre energiförluster eftersom avgaserna är kalla i jämförelse med avgaserna från en flamma. Driftskostnaden för en eldriven ugn är till en del beroende av energipriset och investeringskostnad, men beror också på underhållskostnadens storlek. Vad de flesta gjuterier inte räknar med idag är att metallutbytet har en större roll i totalkostnaden än vad de flesta utgår ifrån. Det finns äldre ugnar med stora metallförluster och det finns nyare ugnssystem med mindre. Om endast tackor smälts i en ugn är skillnaden i metallutbyte mindre, men de flesta gjuterier har internt återgångsskrot, som är metallförluster som sker inom det egna företaget. Ju finare skrot desto större tapp i utbyte och desto större skillnad mellan ugnstyper. De flesta gjuterier smälter om återgångsskrotet internt, vilket gör att ungefär hälften av det som smälts idag är skrot. Det är också vanligt att finare återgångsskrot som spån och finare gods inte smälts om internt inom gjuteriet utan säljs till skrothandlare, för vidare transport och omsmältning på ett smältverk. Med smältmetoder där metallen kan röras ned under den smälta metallens yta skulle även finare skrot kunna omsmältas utan höga förluster. Genom att se över smältmetoden och energislaget kan stora förbättringar göras, både för företagets resultat men också sett ur ett hållbarhetsperspektiv. Att göra en besparing på gjuteriets största utgiftspost på en till flera procent ger en besparing (och därmed ökad vinst) på samma belopp.

Gjuteriföreningens klimatsticka

Gjuteriföreningens klimatsticka

Gjuteriföreningen har sedan flera år lämnat ut en klimatsticka där elektrisk energi kan jämföras för olika länder. De nordiska länderna, som har en liten andel el producerad från fossila bränslen och istället koldioxidneutrala kraftkällor, står sig väl i jämförelse med de flesta andra länder. Så långt är det toppen att vara ett svenskt gjuteri i en tid där låg koldioxidbelastning premieras. I alla fall på pappret. I själva verket har dock de flesta aluminiumgjuterier gasoleldade smältugnar, vilket innebär att de har exakt samma koldioxidutsläpp som andra länder. Med biogas som ett alternativ skulle detta se annorlunda ut. Nordiska aluminiumgjuterier skulle då utmärka sig som ett betydligt bättre alternativ än de på den europeiska kontinenten. Eller så får smältning ske med elektricitet som de flesta järngjuterier gör.

Det pratas mycket om miljömärkning och återvinning bland tillverkare. Än så länge är det ändå priset som till sist avgör vilken leverantör som väljs. Om det inte finns en vilja hos kunden att betala mer för tillverkningstekniker med låga koldioxidemissioner, så är det tvunget att en investering i ny teknik också sänker produktionskostnaderna för att vara försvarbar.

Där är haken med investeringar i miljövänlig teknik. En ny smältteknik kräver en investering som genererar en extra kostnad. Denna kostnad får inte vara högre än de besparingar som en ny smältteknik skapar. Idag finns det subventioner för att investera i ny teknik. Dessa subventioner kan då användas för att investera i teknik som annars varit olönsam. Att planera en investering efter bidrag är en god idé för pionjärerna som ska gå först i transformationen mot en mer hållbar tillverkning, men ingen bra lösning för industrin som helhet. Min övertygelse är ändå, med den erfarenhet och kunskap jag har, att det med rätt fakta som beslutsunderlag går att motivera investeringar i ny smältteknik också utan bidrag.