Aluminium
5. Sammenfattende vurdering5.1 Forbruget af aluminium i Danmark. 5.1 Forbruget af aluminium i Danmark. De foreliggende oplysninger om forbruget af aluminium er sammenfattet i tabel 5.1 Det samlede forbrug i 1994 kan på basis af tabellen opgøres som følger:
Metallisk aluminium Metallisk aluminium anvendes til mange formål og optræder i små mængder i en stor del af alle industriprodukter, og der er ingen enkeltanvendelser, som udgør en overvejende del af forbruget. De væsentligste enkeltanvendelser af aluminium som metal er:
Kemikalier Forbruget af aluminium med kemikalier udgjorde kun 0,5% af det samlede forbrug. De vigtigste anvendelser var med fældningskemikalier, flammehæmmere, slibemidler, vaskemidler og papir, der hver udgjorde mindre end 0,1% af det samlede aluminiumforbrug. Det samlede forbrug med kemikalier svarer til kun 2% af forbruget af aluminium som metal. Mineraler Aluminium udgør omkring 8% af jordskorpen og omsættes således i meget store mængder med mineraler. I denne analyse er kun medtaget de dele af omsætningen med mineraler, hvor produkterne i sidste ende kan ende i spildevand, affaldsforbrænding eller deponi. I praksis vil det sige, at analysen indeholder en opgørelse af omsætningen med lermineraler, kalk og kridt. De største bidrag kommer fra ler til tegl, ler til letklinker, lermineraler i papir (kaolin) og kalk til cement. I store træk vil produkterne bortset fra papir efter tilsigtet anvendelse ende på deponi eller genanvendes til opfyldningsmaterialer i forbindelse med bygge- og anlægsarbejder. Følgestof Aluminium omsattes som følgestof primært med kul, hvor omsætningen er estimeret til 60.000-169.000 tons Al. Udviklingstendenser Der foreligger ingen tidligere opgørelser af aluminiumforbruget i Danmark, som det er muligt at sammenligne med. Forbruget af råvarer og halvfabrikata af aluminium, som anvendes til produktion i Danmark, steg i perioden 1983 til 1993 med ca. 35% (af forbruget i 1983) //. Forbruget med færdigvarer må formodes at have fulgt samme udvikling, og der ses et stigende forbrug af aluminium indenfor de fleste anvendelsesområder. Aluminiumproduktionen i hele verden steg i perioden 1960 til 1990 med en faktor 4. Det danske forbrug må forventes i store træk at være steget tilsvarende. Tabel 5.1 Se her! 5.2 Bortskaffelse og tab af aluminium til omgivelserne Bortskaffelse af aluminium til deponier og tab af aluminium til omgivelserne er sammenfattet i tabel 5.2. Det er i en beskrivelse af strømmene til jord, vand og deponier hensigtsmæssigt at adskille, hvorvidt der er tale om anvendelse af aluminium som metal eller kemikalie eller anvendelse af aluminium i mineraler. Tab til deponier Det samlede tab til deponier, hvis der ses bort fra deponering af mineraler og restprodukter fra kulfyring, udgjorde 14.000-27.000 tons Al. Af dette skønnes det, på basis af opgørelser af kilder til aluminium i fast affald, at metallisk aluminium udgjorde i alt 11.300-22.000 tons. Tab af metallisk aluminium fremgår i øvrigt af tabel 5.3. Emission til luft Emission af aluminium til luft vil ske i forbindelse med afbrænding af kul og andre brændsler, støbning af aluminiumstøbegods, affaldsforbrænding, samt fremstilling af cement, tegl, sekundær-aluminium, jern og stål. Der er ingen vejledende grænseværdier for aluminium i røggas og stort set ingen tilgængelige målinger. Aluminium i kul repræsenterer omkring 1/3 af den samlede aluminiumomsætning i Danmark. Der har ikke kunnet fremskaffes konkrete emissionsmålinger fra danske kraftværker, men på baggrund af litteraturværdier anslås emission at være i størrelsen 30-170 tons Al/år. Denne emission vil sammen med emissionen fra affaldsforbrænding, som også er estimeret på baggrund af litteraturværdier, formentlig udgøre langt den væsentligste del af emissionen fra danske kilder. At der skives "formentlig" skyldes, at det ikke har været muligt at fremskaffe data vedrørende emission af aluminium fra fremstilling af tegl og cement, hvor der omsættes betydelige mængder aluminium med mineraler. Tab til jord Tab af aluminium til jord er helt domineret af det indirekte tab via spildevand til slam, som spredes på landbrugsjord. Med slam vil der spredes i størrelsen 570-800 tons Al i form af opløselige forbindelser. De væsentligste kilder til opløseligt aluminium i spildevand vurderes at være aluminiumholdige fældningskemikalier, som anvendes i renseanlæg, og aluminiumholdige zeolitter i fosfatfrie vaskemidler. Der findes ingen opgørelser af, hvor meget aluminium der efterlades med udtjente kabler i jorden, men mængden bliver her anslået til 20-100 tons Al. Denne mængde vil dog kunne stige meget væsentligt, hvis den nuværende praksis vedrørende udtjente jordkabler fortsætter når de aluminiumkabler, der er lagt de senere år, er udtjente. Tabel 5.2 Se her Tab til vand Offeranoder anvendt til katodisk beskyttelse af havneanlæg og skibe var største kilde til tab af opløseligt aluminium til havmiljøet. Tabet er opgjort på grundlag af salget af offeranoder i Danmark, men da skibene kun i mindre omfang sejler i danske farvande, repræsenterer tabet således ikke tilførsel af aluminium til danske farvande. Opløseligt aluminium i spildevand blev for ca. 97% vedkommende tilbageholdt i renseanlæggene. Udledningerne med spildevand og regnvand skyldes derfor hovedsageligt udledninger uden om renseanlæggene, som her er groft estimeret på et spinkelt grundlag. Tab af metallisk aluminium De foreliggende oplysninger om såvel tilsigtede som utilsigtede tab af metallisk aluminium i Danmark i 1994 er sammenfattet i tabel 5.3. Det samlede tab kan opgøres til 13.600-25.100 tons. Til sammenligning anslås, at der samlet blev indsamlet og genanvendt 27.100-37.200 tons metallisk aluminium. Baseret på middelværdierne kan det således estimeres, at tabet udgjorde ca. 38% af den samlede mængde der bortskaffes/tabes. Tab af aluminium med emballager, der bortskaffedes til forbrænding/deponi, tegnede sig for ca. 48% af det samlede tab. Bortskaffelse af andre produkter udgjorde i alt ca. 23% af det samlede tab. Det drejede sig især om aluminium i sammensatte produkter som elektronik, håndværkstøj, husholdningsapparater, belysningsarmaturer mm. Det skal dog bemærkes, at der kun er en meget begrænset viden om, hvorledes disse produkter faktisk bortskaffedes. For få år siden ville de være blevet bortskaffet med storskrald til forbrænding eller deponi, men i de senere år, er der sket en stigende frasortering af metalliske produkter, som bortskaffes via produkthandlere. Affald fra fremstillingsindustri, primært fra støbeprocesser og overfladebehandling, tegnede sig for ca. 8% af det samlede tab. Affaldet fra overfladebehandling bliver i stigende omfang genanvendt til fremstilling af fældningskemikalier. Omsætning med jern og stål i form af aluminiumdele i jern- og stålskrot og deoxideringsmetal, som tilsættes til jernsmelten, tegnede sig for ca. 9% af det samlede tab. Til disse anvendelser er der dog ikke tale om utilsigtede tab, men en tilsigtet anvendelse af aluminium som offermetal. Anvendelsen af aluminium som offermetal ved stålfremstilling og til katodisk beskyttelse af havneanlæg og skibe tegnede sig således samlet for ca. 12% af det samlede tab. Tab af metallisk aluminium til affald vil kunne mindskes med øget genanvendelse, men en række af tabene skyldes oxidation af metallisk aluminium og vil kun kunne mindskes gennem substitution eller ændrede produktionsprocesser. Det drejer sig om rundt regnet 3.600-4.700 tons Al, som tabes ved omsmeltning af skrot, ved overfladebehandling eller anvendes som deoxidationsmetal ved stålfremstilling eller som anoder på skibe og havneanlæg. Det producerede aluminiumoxid vil evt. kunne genanvendes til fx fældningskemikalium. Tabel 5.3 Se her Noter: Potentiale for stigning tabet Inden for nogle anvendelsesområder er mængden, der aktuelt bortskaffes, betydeligt mindre end forbrugsmængden. Det betyder, at der med den nuværende bortskaffelsespraksis vil være et potentiale for et øget tab i fremtiden. Tabet med elektriske og elektroniske produkter, som i 1994 udgjorde ca. 11% af det samlede tab, vil potentielt kunne fordobles, men det må forventes at tabet som resultat af den planlagte regulering af bortskaffelsen mindskes. I relation til andre produkter, som udgjorde omkring 14% af det samlede tab, var bortskaffelsesmængderne i gennemsnit ca. 40% af forbrugsmængderne. Med en uændret praksis vil denne fraktion således kunne mere end fordobles. Byggematerialer udgjorde kun 1% af det samlede tab, men inden for byggematerialer vil der kunne ske en væsentlig stigning, da bortskaffelsesmængderne af sammensatte produkter, hvorfra det er vanskeligere at genanvende aluminium, aktuelt kun udgør en lille del af forbrugsmængden. Det drejer sig om beslag af aluminium (forbrug: 580-880 tons Al), vinduer af plast (forbrug: 2.500-3.700 tons Al) og lister af aluminium på fx trævinduer (forbrug: rundt regnet 100-400 tons Al). Med en uændret praksis vedrørende udtjente jordkabler må det forventes, at mængden der efterlades i jorden vil stige (i takt med at de aluminiumholdige jordkabler kasseres). Det er ikke muligt præcist at angive hvor meget det vil kunne stige, men det anslås potentielt at kunne stige til 1.000 tons Al. Tab fra sekundær-aluminiumproduktion må forventes at stige i takt med at mængderne, der bortskaffes, stiger. Det angivne tab på 880-1.200 hidrører fra omsmeltning af ca. 20.000 tons skrot. Hvis der regnes med at 80% af det aktuelle forbrug på et eller andet tidspunkt skal omsmeltes vil det samlede tab fra omsmeltningsprocessen være i størrelsen 3.000 tons Al. Samlet vil tabet således potentielt med uændret forbrug og bortskaffelsespraksis kunne stige med rundt regnet 7.000-12.000 tons svarende til ca. 50% af det nuværende tab. Tab af metallisk aluminium i et lukket genanvendelseskredsløb I et lukket genanvendelseskredsløb for metallisk aluminium vil der ske tab i forbindelse med en række processer. Tabene resulterer i, at der selv i et lukket genanvendelsessystem skal tilføres en vis mængde jomfrueligt aluminium ved hver livscyklus. Tab sker primært i forbindelse med overfladebehandling og omsmeltning af skrot og produktionsaffald. Tabene i forbindelse med valsning og ekstrudering vil baseret på internationale opgørelser være af størrelsen 0,3-0,5%, da stort set alt affald kan recirkuleres. Ved processen vil, ligeledes baseret på udenlandske erfaringer, i størrelsen 25-30% af råvarerne ende i affald, som returneres til omsmeltning. Tabene ved denne omsmeltning vil formentlig være mindre end tabene ved fremstilling af sekundær-aluminium ud fra skrot, og det vurderes, at de samlede tab ved forarbejdningen er ca. 1% af det omsmeltede. Det samlede tab i tilknytning til valsning/ekstrudering er således på ca. 0,6-0,9% (ca. 0,3% i forbindelse med smeltning af den tredjedel som recirkuleres). I forbindelse med overfladebehandling sker der dels et tab ved afrensnings- og bejdseprocesser. Ved afrensning og bejdsning af profiler og plader vil i størrelsen 1-2% af materialet ende i et slamprodukt, hvor aluminiummet efter oparbejdning kan genanvendes som fældningskemikalium til spildevandsrensning. // Ved anodisk oxidation dannes der typisk et oxidlag på ca. 10-20 m m. Selv et tykt oxidlag udgør dog kun i størrelsen 0,1% af den samlede materialevægt. Oxidlaget vil i forbindelse med omsmeltning ende i slaggen og være indregnet i tabet fra denne proces. I forbindelse med omsmeltning af aluminiumskrot sker der, hvis der tages udgangspunkt i danske erfaringer, et tab af størrelsen 5-7%, som bliver deponeret. Samlet vil der således selv i et lukket genanvendelseskredsløb pr. generation ske et tab af størrelsen 7-10%, som skal erstattes af jomfrueligt aluminium. Kvalitative forringelser af aluminium Kvalitative forringelser af aluminiumressourcen sker ved, at der ved omsmeltning af aluminiumskrot sker en sammenblanding af aluminiumlegeringer, således at anvendelsesmulighederne for sekundær-aluminium - gradvist gennem gentagne omsmeltninger - vil indsnævres. Aktuelt volder sammenblandingen kun mindre problemer, da aluminiumforbruget er steget stærkt de seneste årtier. Omsætningen af aluminium med skrot er derfor på kun ca. 30% af forbruget med nye produkter. Dette betyder, at der stadig er gode afsætningsmuligheder for sekundær-aluminium, som anvendes til støbelegeringer med et højt indhold af legeringsmetaller. For højt indhold af legeringselementerne magnesium og jern kan dog aktuelt volde problemer i relation til produktion af støbelegeringer af sekundær- aluminium. Sekundær- aluminium med højt indhold af jern og magnesium afsættes derfor til stålværker, hvor det anvendes som deoxideringsmiddel og kredsløbet aflastes på denne måde for stigende indhold af disse metaller. Forbruget af aluminium til stålfremstilling i Danmark er på ca. 1% af den samlede aluminiumomsætning. Uheldigvis er det således, at det hovedsageligt er det reneste og mest genanvendelsesegnede aluminium, der tabes med emballage til forbrænding og med anoder til vandmiljøet. Sekundær-aluminium af blandet skrot egner sig ikke til valsede produkter eller anoder, og der er derfor ikke umiddelbart mulighed for at "aflaste" kredsløbet, ved at anvende sekundær-aluminium til emballageformål eller anoder. Ud over rent metallisk produktionsaffald, som eksporteres til omsmeltning på primærværker, bliver stort set alt skrot enten i Danmark eller i udlandet omsmeltet til støbelegeringer eller stålværksaluminium. Aluminium i jern g stål Aluminium anvendes som deoxideringsmiddel i forbindelse med produktion af jern og stål. Aluminium, som optræder i jern- og stålskrot, vil derfor oxideres og ende i form af oxider i slagger fra stålfremstillingen. Aluminium udgør ikke - som det er tilfældet med kobber og tin - et problem i forhold til gentagen recirkulation af stål. 5.3 Massebalance for aluminium. På grundlag af de foreliggende oplysninger er massebalancen for Danmark for metallisk aluminium og aluminium i kemikalier illustreret i figur 5.1. I forhold til oplysningerne om tab i tabel 5.2 er tabene til deponier korrigeret for bidraget fra aluminium i mineraler og som følgestof. Tabellen fraviger fra paradigmet vedrørende massestrømsanalyser //, ved ikke at medregne aluminium som følgestof og mineraler, men denne fravigelse er valgt for at fokusere balancen på metalliske anvendelser. Sekundær-aluminium produktion Produktionen af sekundær-aluminium på 18.200 tons Al er i figuren for oversigtens skyld illustreret som en recirkulation inden for landets grænser, hvilket ikke helt er tilfældet. I 1994 kom kun halvdelen af skrottet fra indenlandske kilder, mens resten blev importeret. Summen af "Nettoeksport med skrot" og "Recirkulation" udtrykker mængden af aluminium som indsamles i Danmark til genanvendelse. Den årligt indsamlede mængde er således estimeret til 27.100-37.200 tons Al, hvoraf 930-1.500 tons tabes til affald i forbindelse med oparbejdning (ikke omsmeltning) af sammensatte produkter. Ophobning i samfundet Forbruget af aluminium var i 1994 ca. dobbelt så stort som mængden, der fraførtes. Der skete således en akkumulation af aluminium i samfundet i størrelsen 29.800-39.700 tons. Aluminium akkumuleres i samfundet i en lang række produkter eksempelvis byggematerialer, transportmidler og elkabler. Det er ikke muligt på det nuværende grundlag, at vurdere præcist hvor meget aluminium der aktuelt er akkumuleret i samfundet. Hvis der oversigsmæssigt regnes med, at der i transportmidler er ophobet en mængde svarende til 10 års forbrug på 1994-niveauet, er der alene i transportmidlerne ophobet 200.000-300.000 tons Al. Et andet overslag kan opnås ved at antage, at halvdelen af det metalliske aluminium forbrugt i perioden 1960-1994 i 1994 var ophobet i samfundet. Dette ville betyde, at der var ophobet 500.000-1.000.000 tons i samfundet, som her skal vurderes at give et rimeligt estimat af den ophobede mængde. Atmosfærisk nedfald Der foreligger ingen oplysninger om atmosfærisk nedfald af aluminium og atmosfærisk nedfald er ikke omfattet af den foreliggende balance, som kun vedrører metallisk aluminium og aluminium anvendt med kemikalier. Figur .1 Se her! |