Degradering

Text av Tomas Liljenfors

Degradering av aluminium vid återvinning tar bort svensk konkurrenskraft

Pantburkar – den lyckliga historien om aluminiumåtervinning där en sluten loop gör att återvunna burkar blir ny plåt för nya burkar och ingen degradering sker.

Aluminiumåtervinning får många att tänka på returburksystemet där urdruckna burkar pantas och återvinns till ny plåt för tillverkning av nya burkar. Detta kallas för en sluten återvinningsloop och är den ultimata formen av återvinning där en råvara kan återvinnas till samma kvalitet som tidigare användning. Därmed sker ingen degradering. Degradering innebär att den använda produkten efter återvinning används till produkter av ett lägre värde, eller kvalitet.

Pantburkar – Den lyckliga historien

Ölburkar som köps i ett annat land går inte att panta i Sverige utan lämnas istället till metallåtervinningen. Efter att du lämnat dessa i metallcontainern så blir burkarna inte tunnplåt för tillverkning av nya burkar utan används ofta i legeringar med en högre föroreningshalt som till exempel gjutlegeringar. Vad som händer vid sådan återvinning är alltså att en skrotråvara som skulle kunna användas till högvärdig plåt istället används till en lågvärdig gjutlegering. Ur ett hållbarhetsperspektiv är återvinning fördelaktigt, men vad händer egentligen när vi vid återvinning degraderar aluminium?

Vi vet att det kostar stora mängder energi att tillverka jungfrulig aluminium (så kallad primärmetall) från jordskorpan och att det går åt mycket mindre energi när aluminium återvinns. Som uppskattning kan ett kilogram jungfrulig råvara kosta 13kWh energi att tillverka och 1kWh att återvinna. Miljöbelastningen för en produkt tillverkad av återvunnen legering är således mycket mindre än en legering baserad på jungfrulig råvara. Energimängden som går åt att framställa ett kilo kan därmed sägas vara ”energivärdet” för ett kilo aluminium. Aluminumråvaran i varje produkt kan på detta sätt ges ett energivärde genom att räkna samman energiförbrukningen som går åt för att tillverka ett kilo aluminium och de legeringselementen som ingår i råvaran. Energivärde går att räkna om till utsläpp där man tar hänsyn till hur råvaran har tillverkats och vart i världen, och hur, tillförd energi har tillverkats. Därför blir beräknat koldioxid-värde, eller koldioxidekvivalent, olika även om energivärde är det samma.

Legeringsämne Kisel

Legeringsämne är oftast en jungfrulig råvara. I bilden ses rent kisel som tillförs gjutlegeringar vanligtvis mellan 7-12 %. Tillförseln av jungfruliga legeringsämnen har en mycket stor påverkan på klimatavtrycket för gjutna aluminiumkomponenter.

I en livscykelanalys beräknas hur en produkt påverkar omgivningen från råvarutillverkning, tillverkning, användning och tids nog till skrotning. Viktigt att uppmärksamma är att för många metallprodukter ligger den största påverkan i råvarutillverkningen och inte i tillverkningsprocessen eller användandet. Anledningen är helt enkelt att råvarutillverkningen är långt mycket mer energikrävande än tillverkningsprocesser som gjutning, mekanisk bearbetning och anodisering. En återvunnen legering kan vara mindre energikrävande, men fortfarande ha mycket stora variationer. Om det rör sig om en sluten återvinningsloop, som pantburkarna, och samtliga burkar återvinns, då blir råvarubelastningen noll. I en sluten återvinningsloop tillförs inga andra legeringselement och om endast återvunna produkter används utan degradering vid tillverkning av den återvunna råvaran blir energivärdet endast tillverkningsenergin. Vid i stort sett all annan återvinning sker degradering. En renare aluminiumråvara smälts ned för att därefter legeras med andra legeringselement som kisel, magnesium och titan. En korrekt livscykelanalys måste ta hänsyn till energivärdet för tillförda legeringselement för återvunna legeringar, eftersom de ofta har ett betydligt större energivärde än själv omsmältnings- och tillverkningsfasen tillsammans. En återvunnen legering baserad på en råvara som är degraderad består aldrig av enbart återvunnet material. Här förekommer en viss förvirring när alla återvunna legeringar likställs med cirkulärt återvunna legeringar. Det finns all anledning att se upp med beräkningar som görs för återvunna legeringar. Resultatet från dessa beror helt på vilka råvaror som används och hur legeringsämnena är tillverkade. Kom ihåg: Tillförda legeringsämne, som oftast är jungfruliga, påverkar energivärdet för återvunna legeringar på ett sätt som i en livscykelanalys överskuggar tillverkningsfasen. Att tillverka produkter i Asien med återvunna legeringsämne skulle vara mer hållbart än att tillverka samma produkt i Sverige med jungfruliga legeringsämne och ren svensk el. Och då har vi inte räknat med det förlorade energivärde som degraderingen orsakar.

Pressgjuten detalj med AlSi12-markering

En pressgjuten komponent gjuten i EN AC 46000 som är den vanligaste pressgjutlegeringen. Kiselinnehållet är mellan 8-11 % och kopparinnehållet 2-4 %. Koppar är normalt en återvunnen råvara och påverkar avtrycket mycket mindre än kislet.

För att illustrera detta så kan pressgjutna komponenter nämnas som alltid baseras på degraderat skrot där man behöver legera upp till en legeringshalt väl över 10 %. I den (så kallade) återvunna legeringen är så mycket som 10 % jungfruliga råvaror! Själva tillverkningsbelastningen, som i detta fall är gjutprocessen, är mycket mindre än råvarubelastningen. Återvunna legeringar där degradering alltid sker har alltså en mycket stor påverkan på produktens hållbarhet. Processförbättringar som gjuterier idag gör är i nästan en försumbar del i en livscykelanalys. Detta innebär att nordiska gjuterier med sin fördelaktiga energimix och låga koldioxidekvivalenter inte fullt ut kan stoltsera med hållbarhetsfördelarna och därmed skapa sig konkurrensfördelar internationellt.

Idag pratas det mycket om spårbarhet på skrotråvara också vid återvinning, vilket såklart inte är enkelt för konsumentskrot. För pre-konsumentskrot så borde det inte vara några problem att särskilja enskilda leveranser av en skrotråvara. Fördelen skulle vara att skrotråvaror inte blandas så att renheten (och ursprunget) faktisk går att bevara. Vid återvinning kan en ädlare råvara (renare legering) ses som ett högre energivärde än en mer legerad (och därmed förorenad) råvara. Vid degradering kan det också ses som en energiförlust när en högre grad (renare) råvara används i stället för en lägre grad (mer förorenad) råvara.

Skrotråvara – hur spåras den?

En vanligt förekommande skrotråvara med lättmetallfälgar. Att kunna spåra varje enskild fälg till sitt ursprung är en utmaning. Med ursprungsmärkning av skrotråvaran kan degraderingen minskas.

Det skulle vara intressant att gradera de olika skrotklasserna i energivärde där de högsta skrotklasserna får ett värde strax under jungfrulig råvara och de som idag har högst föroreningshalt ett värde nära noll. På så sätt skulle varje tillverkad legering få ett verkligt energivärde och vi skulle få en mer nyanserad bild än att jungfruliga legeringar har ett skyhögt energivärde och återvunna legeringar ett mycket lägre. Primära legeringar är ju trots allt en förutsättning för att kunna återvinna. Och genom gradering av skrot skulle också en ökad sortering leda till mindre degradering. Detta ger också incitament för en utökad återvinning av aluminium i Norden med en bättre sortering av post-konsumentskrot.

Skrotklasser EU-norm

Den europeiska normen för olika skrotklasser (SS EN 13920) definierar maximalt legeringsinnehåll för de olika klasserna. Det är ganska enkelt att ge varje klass ett energivärde som ger en hint om energiinnehållet. Författaren tror att detta kan vara ett enkelt sett att åskådliggöra energivärdet för varje tillverkad produkt så att degradering kan minska.

Minska degraderingen! Använd återvunna legeringsämnen! Öka skrotåtervinningen i Norden och ta tillvara på mer lågvärdigt skrot där vi med ny teknik och ren energi kan tillverka återvunnen aluminium med minsta möjliga miljöpåverkan! Men först av allt måste vi förmedla denna kunskap och ta bort förvirringen som otydliga begrepp och tradition kan föra med sig. Det fortsätter vi med i nästa nummer tycker jag.