10 minute read
Guide hur du sätter miljömål för återvunnen aluminium
Next Article
End-of-life-skrot kontra processkrot
Legenden säger att hästhandlaren blev, efter bilens intåg, skrothandlare. Idag är det skrothandlarna som ska se till att bilindustrin blir hållbar. Återvinning har förflyttats in i finrummet och utvecklingen går mot en högteknologisk industri, som ska se till att aluminiumdelar, efter sitt liv, återvinns till nya produkter. Det finns dock många exempel på tveksamheter inom återvinning som gör att uppsatta återvinningsmål inte alls minskar koldioxidbelastningen. Att sätta mål på återvinningsgrad i ett företag utan att sätta mål för hur stor andel som är end-of-life (EoL)-skrot är en sådan sak. Jag ska förklara varför.
Återvinning och processkrot
Återvinning av aluminium är inte så enkelt som det kanske låter. Aluminiumskrot kan delas in i processkrot, som också kallas prekonsumentskrot, och EoL-skrot, som också kallas postkonsumentskrot. Processkrot är aluminium som skapas i tillverkningskedjan mellan elektrolys och färdig produkt. Det rör sig om överblivet material från de olika processtegen, som slagg från ugnar, spån från maskinbearbetning och profilklipp från extrudering. Även produkter som kasseras innan de används i sin tilltänkta applikation räknas till processkrot. Detta skrot är välsorterat, innehåller endast kända föroreningar och tiden från att de skrotas till att de omsmälts är kort. Beroende på vart i tillverkningskedjan processkrotet uppstår så har skrotet olika återvinningsbarhet, där legeringsinnehåll, färglager, anodiseringar och korrosion påverkar hur står andel som går att återvinna.
Processkrot som inte ingår i begreppet återvunnet
Det processkrot som uppstår i den egna fabriken kallas återgångsskrot. Detta skrot är spill från ugnar, ingjutningssystem och matare vid gjutning, spån från maskinbearbetning, och komponenter som kasseras. För profiltillverkare är det ändar av göt och bortkapade profiler, spån från kapning och bearbetning, tillsammans med defekta produkter. Detta är helt enkelt processkrot som smälts om inom den egna verksamheten. Vad många inte tänker på är att återgångsskrotet påverkar en tillverkningsenhets egna utsläpp av CO2. Ju mindre andel återgångsskrot som uppstår desto högre effektivitet och lägre CO2 per producerad enhet. En låg andel återgångsskrot ger en effektiv process med små förluster. Varför då? Jo, varje gång aluminium smälts om i en process så förbrukas en del av metallen och energi förbrukas.
Från definitionen av återvinning räknas inte den interna återgången som återvinning. Det gjuteri som gjuter med en primärlegering måste betrakta sitt återgångsskrotet som fortsatt primärt, vilket är logiskt. Men nu kommer något som är konstigt. Om samma återgångsskrot som nyss betraktades som primärt skulle säljas till en skrothandlare eller till ett annat företag så betraktas detta återgångsskrot som återvunnen råvara. Nu inser du lätt att detta kan missbrukas när företag sätter är vanligt förekommande när end-of-life-skrot används. olika legeringar och former blandas i en hög och risken för föroreningar är betydande. krav på mängd återvunnen råvara. Detta är ett av problemen med att sätta mål endast på andel återvunnen råvara i en produkt.
End-of-life (EoL)-skrot
Aluminium som återvinns efter att produktens livslängd är förbrukad kallas EoL-skrot. Hur lång en livslängd är beror på hur aluminiumet har använts. Aluminium i byggnadskonstruktioner har en längre livslängd än aluminium i lastbilar, som i sin tur har en längre livslängd än aluminium i konsumentprodukter. Oavsett användning så är tiden från det att en produkt är färdigtillverkad tills den återvinns längre och mer varierande för produkter av EoL-skrot än för produkter av processkrot. Precis som för processkrot så påverkas återvinningsgraden för EoL-skrot av faktorer som ytbehandling, och korrosion.
Hur konsumentprodukterna hanteras påverkar också återvinningsgraden. Fukt, värme och korrosiva salter oxiderar aluminiumet så att metallhalten i en produkt sjunker. Det är ju endast metallen aluminium som går att återvinna, inte de delar som oxiderats. För varje typ av råvara, dvs skrotklass, till exempel tryckplåtar, så finns det en kemisk specifikation på innehållet där det också går att definiera ett minsta metallinnehåll. Låt säga att trycksvärta, oxider och smuts, maximalt tillåts vara 1 % av skrotvikten, då är det maximala metallutbytet 99 %. En anodiserad profil som har använts i en komponent som utsatts för korrosion kanske endast har 95 % metall kvar. Ett metallspån har kanske så lite som 92 % metall. Det är möjligt att definiera ett högsta möjliga metallinnehåll för varje skrotklass som en råvara kan innehålla. Den stora skillnaden mot processkrot är att EoL-skrot är en blandning av olika sorters skrotkvaliteter med stora risker för föroreningar. Det är kostsamt att sortera skrot, och ju renare kvalitet som eftersträvas desto svårare (och dyrare) blir det. Idag är det framför allt godbitar som är lätta att separera eller kan hållas avskilt som återvinns för att återvinna renare legeringar som till exempel tryckplåtar (offset-plåtar), byggprofiler och dryckesburkar. Det är kostsamt att sortera så historiskt har det ur kostnadshänseende varit mindre intressant att använda EoL-skrot. Därför är det attraktivt att använda lättsorterat EoL-skrot och processkrot. Det är därmed alltid detta skrot som kommer att användas före dyrare EoL-skrot och det finns därför ingen anledning att uppmuntra detta användande genom att sätta krav. Det vi behöver bli bättre på är att använda svårsorterat EoL-skrot så att detta används till nya högkvalitativa produkter utan att degraderas till en gjuten produkt i långt-borti-stan. Degradering av ett material innebär att en produkt av lägre renhet produceras av en renare råvara. Man tar då inte vara på värdet av den rena råvaran utan slösar på resurser så som energi och CO2, och ekonomiskt värde går förlorat. Utmaningen idag är inte att omsmälta välsorterat skrot. Utmaningen är att ta vara på en ökad andel EoL-skrot utan långa transporter och degradering.
Skrotsortering och preparering
Skrotsortering är ett teknikområde som just nu utvecklas i snabb takt. Idag fragmenteras stora flöden av skrot, som innebär att en komponent, till exempel ett kylskåp, efter sin livslängd sorteras tillsammans med andra kylskåp. Dessa placeras i en anläggning där stora kvarnar och hammare sliter och slår sönder skrotet i mindre delar som sedan kan sorteras vidare. Fragmentering påverkar det teoretiska utbytet eftersom processen skapar mycket värme vilket oxiderar aluminiumet och skapar mer yta. Det är idag på tapeten att demontera värdefulla komponenter innan fragmentering. På en bil görs det delvis redan idag då olja, däck och batterier separeras innan fragmenteringen. Inom kort kommer också motorer, växellådor, kylare och andra värdefulla komponenter separeras för att inte blandas och smutsas ned i fragmenteringsprocessen. Att demontera kan vara mer personalintensivt och skapa högre kostnader vilket kan göra denna skrotråvara dyrare att producera. Demontering skapar rena flöden för skrotråvaror där varje komponent kan återvinnas med minimal degradering.
Sorteringsteknik och mätteknik är två viktiga områden för att effektivt kunna sortera skrot. Med röntgenstrålar, infrarött ljus och laserteknik kan skrotet idag analyseras och snabbt separeras från skrotflödet, vilket skapar renare skrot med mindre risk för föroreningar. Skrotsortering är enklare när två skrotsorter har stor skillnad i en egenskap, som till exempel olika densitet, eller olika värmeledning, eller olika kemisk sammansättning, men är svårare ju mindre skillnad som finns. Två legeringar där den ena innehåller 0,1% koppar och den andra 0,001% är svåra att separera industriellt även med den senaste tekniken. Det är också svårt att garantera att det inte kommer med en liten del av ett annat material som har fastnat på en skrotbit. Att sortera flöden av EoL-skrot är därför fortfarande en utmaning där risk för föroreningar och högt pris är två utmaningar som inte är helt lätta att lösa.
Omsmältning
Vilken ugn är den bästa? Vänd på frågan. Om jag ska smälta denna typ av aluminiumråvara – vilken ugn, för detta ändamål, är då den bästa? Vad som är bäst beror på vad man vill uppnå. Bra arbetsmiljö, eller låga emissioner, eller biobränsle, eller att rent av prioritera högsta produktionstakt? Varje smältteknik har sina för- och nackdelar. Men det finns ingen teknik som är bäst på allt. En smältanläggning, som ett gjuteri eller återvinnare, borde använda sig av flera olika ugnstekniker där olika skrotsorter smälts med den ugnsteknik som är bäst för ändamålet. Idag är det oftast låga emissioner kombinerat med en hög produktionstakt som prioriteras. Eftersträvansvärt vore då elektriska ugnar med en stor kapacitet, vilket kräver mer än att bara byta ut en ugn från en befintlig process, eftersom det också kräver ändrat arbetssätt. Oavsett vilken teknik som används går det att ange ett högsta materialutbyte för en viss råvara i en viss ugn. Till kapacitetsbegreppet, som mäts i producerat ton per timme borde också läggas ett förlustbegrepp där mängden aluminium som oxideras räknas in. Att bränna upp aluminium på grund att man använder fel ugnsteknik ligger inte i tiden eftersom det påverkar hållbarheten i processen, genom att kraftigt öka CO2-utsläppen när resurskrävande råvaror som aluminium brinner upp helt i onödan. Rätt ugnsteknik för en skrotråvara är A och O vid återvinning.
Vad visar forskningen?
Precis som att det är svårt att förneka växthuseffekten så är det svårt att förneka att aluminium som smälts ned skapar förluster i form av metallförlust och energiförlust. Möjligen kan man diskutera varför CO2-halten ökar, men själva fysiken bakom effekten är obestridlig, även med ett lager folie runt fontanellen. Vad som inte är fullt lika självklart, men ändå nu tydligt visats, är att varje gång aluminium omsmälts så försämras materialkvaliteten , se vidare examensarbetet med titeln ’Sustainable Melting: The Role of Recycled Low Alloy Aluminum’ av Marcelo Meija och Wesley Episcopo från Lunds universitet. De två duktiga examensarbetarna visar i sitt jobb med att kostnadsestimera återvinningsprocessen av valsade aluminiumprocesser att återvunna bilkylare har en högre materialkvalitet när de återvinns än när de omsmälts en andra gång. Det går inte att med normal reningspraxis få en högre renhet den andra gången ett material omsmälts. De flitiga studenterna visade dessutom att omsmältning alltid är förknippat med förluster och högre kostnader, och med en högre CO2-belastning. Att återvinna råvaror med lågt legeringsinnehåll är ett bra alternativ men att omsmälta dem är ett dåligt alternativ. Detta visar att omsmältning inom verksamheter med smältning ska hållas så låg som möjligt.
Nu hoppas jag att varje företag med en ambition att skapa en bättre framtid genom lägre CO2-emissioner sätter krav på minsta andel EoL-aluminium i sina produkter. I stället för att sätta målet på 100 % återvunnet material - sätt 100 % återvunnet material, varav minst 80 % EoL. Lätt som en plätt.
