| Forside | | Indhold | | Forrige |

Ressourceeffektivitet - forslag til definition samt praktiske eksempler på anvendelse af begrebet

E Køle/smøremidler

• E.1 Introduktion
• E.2 Mængder
  • E.2.1 Forbrug af køle/smøremidler
  • E.2.2 Forbrug af vand
  • E.2.3 Forbrug af energi
  • E.2.4 Affald
• E.3 Indholdsstoffer i køle/smøremidler
  • E.3.1 Vandbaserede midler
  • E.3.2 Vandfri midler
• E.4 Ressourceopgørelse
  • E.4.1 Produktet spåner
  • E.4.2 Køle/smøremidler
  • E.4.3 Energi

E.1 Introduktion

Køle/smøremidler anvendes til køling og smøring ved skærende og spåntagende bearbejdning af emner af jern, stål og andre metaller.

Der findes to hovedtyper af produkter, - den største er de vandbaserede produkter, hvor især køleeffekten er vigtig, og en mindre gruppe af vandfri produkter, hvor den især den smørende effekt er vigtig.

Som ved den galvaniske overfladebehandling i kapitel 6 kan processen ”brug af køle/smøremidler” ikke sidestilles med et produkt. Her er valgt at se på processen i et livscyklusperspektiv som beskrevet i kapitel 2. Grafisk kan dette illustreres som vist i Figur E.1.

Figur E.1 Skærende og spåntagende bearbejdning med anvendelse af Køle/smøremidler i et livscyklusperspektiv

Det vanskelige ved vurdering af køle/smøremidler set i relation til ressourceeffektivitet er definition af en enhed, der er relevant i forhold til de forskellige skærende og spåntagende bearbejdninger i forskellige materialer, og som samtidig siger noget om forbruget af køle/smøremidlerne.

Ved opslag i UMIP-databasen, SigmaPro samt forskellige håndbøger vedrørende metalbearbejdning er det valgt at tage udgangspunkt i mængden af fjernet materiale i form af spåner, slibestøv, fraskær og andet.

Nyttevirkningen ved anvendelse af køle/smøremidler er, at en mængde materiale fra et givet emne fjernes. Derfor defineres produktet i denne sammenhæng som kg fjernet materiale.

Til at opnå den ønskede nyttevirkning anvendes køle/smøremidler, energi og vand, og der fremkommer affald som skitseret i Figur E.1.

Skærende og spåntagende bearbejdning af metaller dækker over en række forskellige processer, hvis formål er at fjerne dele af emnet.

De mest benyttede processer er:

• drejning
• fræsning
• genvindskæring
• boring
• savning

hvor man overvejende anvender vandbaserede midler.

E.2 Mængder

E.2.1 Forbrug af køle/smøremidler

Forbruget af køle/smøremidler afhænger af procestype, af anlæggets type og udnyttelsesgrad.

Her er taget udgangspunkt i forbruget på Danfoss, som beskrevet i Udpegning og kortlægning af affaldstunge industriområder (Pommer et al., 2003), da det antages, at man på denne virksomhed har et bredt udsnit af processer og materialer.

I ovennævnte kortlægning blev det estimeret, at der anvendes 24 kg vandbaserede køle/smøremidler pr. ton spåner. Det antages derfor, at forbruget ligger på mellem 20-30 kg pr. ton fjernede spåner. Antages det, at køle/smøremidlerne er en 5% opblanding af koncentrat, vil koncentratforbruget ligge på omkring 1 til 1,5 kg pr. ton fjernede spåner.

For de vandfri midler følger der i eksemplet omkring 450 kg vandfri smøremidler med 1 ton spåner. En stor del af denne mængde drænes, men kan ikke anvendes igen, da den er forurenet.

Ud fra det samlede forbrug, der er estimeret i kortlægningsprojektet kan forbrug og mængden af spåner estimeres (Pommer et al., 2003). Der skal gøres opmærksom på, at tallene er behæftet med en betydelig usikkerhed.

Tabel E.1 Forbrug af køle/smøremidler

E.2.2 Forbrug af vand

Til de vandbaserede køle/smøremidler anvendes vand anvendes vand ved opblanding af emulsionen. Ellers er der ikke noget vandforbrug. Til opblanding af 1 kg køle/smøremiddel antages anvendt 0,95 kg svarende til 19 til 28,5 kg vand pr. ton spåner.

Det samlede vandforbrug kan estimeres til i størrelsesordnen 15.000 m³. Ved anvendelse af vandfri smøremidler er der ikke noget vandforbrug.

E.2.3 Forbrug af energi

Der er et energi ved:

• Udvinding og bearbejdning af råstoffer
• Fremstilling af køle/smøremidlerne
• Brug af køle/smøremidlerne
• Bortskaffelse af køle/smøremidlerne

Energiforbruget til udvinding og bearbejdning af råstoffer er søgt opgjort i forbindelse med vurdering af indholdsstofferne, se kapitel 3.

E.2.3.1 Energiforbrug ved fremstilling

Energiforbruget til fremstilling af køle/smøremidlerne omfatter en blanding af komponenterne. En almindelig blandeproces har et meget lavt energiforbrug og sættes i denne forbindelse konservativt til 1 MJ/kg køle/smøremiddel produceret opgjort som elforbrug. Dette svarer til 9 MJ primær energi.

For de vandbaserede midler anvendes 1,24 kg køle/smøremidler pr. ton spåner, hvilket betyder, at der er et energiforbrug på 9 1,24 MJ = 11,2 MJ primær energi.

For de vandfri midler anvendes 450 kg køle/smøremidler pr. ton spåner, hvilket betyder, at der er et energiforbrug på 9 450 MJ = 4.050 MJ primær energi.

E.2.3.2 Energiforbrug ved anvendelse

Energiforbruget til skærende og spåntagende bearbejdning er meget varierende. Det afhænger af procestype og materialetype.

I UMIP-databasen er nævnt forskellige former for skærende og spåntagende bearbejdning. For bearbejdning af jern og stål, der er det mest almindelige, ligger energiforbruget på 1 til 5 MJ/kg fjernet materiale. I det følgende vælges derfor at tage udgangspunkt i et energiforbrug på 3 MJ/kg spåner opgjort som primær energi.

Ved bearbejdning udgør dette i størrelsesordnen 3 GJ pr. ton spåner eller 20.000.000 GJ for 700.000 ton spåner.

E.2.4 Affald

Spåner med køle/smøremidler drænes, før de sendes til oparbejdning – direkte eller via skrothandler.

Affald i form af drænede køle/smøremidler vil derfor forkomme

• på virksomheder, der anvendes køle/smøremidler
• hos skrothandlere, der oplagre spåner, på virksomheder
• hos oparbejdere af spåner
• samt som diffus forurening

Opsamlede køle/smøremidler vil blive opkoncenteret og derefter bortskaffet ved forbrænding.

I affaldskortlægningen (Pommer et al., 2003) er det anslået, at omkring 5% af de vandbaserede køle/smøremidler spredes som diffus forurening. Den resterede del forbrændes enten efter behandling af kasserede køle/smøremidler eller ved oparbejdning af spånerne.

For de vandfri midler er det antaget, at omkring 20% tabes som olietage. Den resterende del forbrændes, enten ved affaldsforbrænding eller ved oparbejdning af spånerne.

Ved affaldsbehandling af de vandbaserede midler sker dels en filtrering og en opkoncentrering inden forbrænding. Det antages, at energiforbruget til behandling i størrelsesordnen modsvarer den udviklede energi ved affaldsforbrændingen.

For de vandfri midler vil der ske en energiudvikling ved forbrænding. Det antages, at 80% svarende til 400 ton forbrændes. Med et energiindhold på niveau med råolie, der er omkring 40MJ/kg og en udnyttelse på 75%, svarer dette til en energiudvikling på i størrelsesordnen 12.000 GJ. Med en mængde spåner med vandfri midler på 1.000 til 1.300 ton svarer dette til 9 til 12 GJ pr. ton spåner.

E.3 Indholdsstoffer i køle/smøremidler

I affaldskortlægningen (Pommer et al., 2003) er gengivet en opgørelse fra Produktregistret, der er foretaget i september 2001. I denne opgørelse er det samlede forbrug af køle/smøremidler opgjort til omkring 1.000 ton. I opgørelsen er det ikke skelnet klart mellem midler til emulsioner – de vandbaserede midler – og midler der anvendes direkte – de vandfri midler.

Opgørelsen er anvendt i det følgende med antagelse om, at følgende midler er vandbaserede midler:

Følgende midler er antaget som vandfri midler:

Af denne opgørelse ses det, at de vandbaserede midler udgør i alt 973 ton med de væsentligste mængder inden for grupperne K6000, K6014, K6020 og K6025. For de vandfri midler omfatter opgørelsen kun to væsentlige typer olier.

Mængderne stemmer ikke helt overens med de mængder, der er antaget som forbrugt i dag. Dette kan forklares ved, at nogle af de registrerede midler ikke anvendes i det omfang, som det var forventet. De indholdsstoffer opgørelsen viser, antages det dog at kunne give et billede af, hvilke stoftyper der indgår i dels de vandbaserede og dels de vandfri midler.

E.3.1 Vandbaserede midler

Opgørelsen er gennemgået og de enkelte indholdsstoffer er grupperet efter deres type rent kemisk. Opgørelsen er vist i Tabel E.2.

Tabel E.2 Indholdsstoffer i vandige køle/smøremidler

Som det fremgår af Tabel E.2, udgør vand i køle/smøremidlerne omkring 20 % af indholdsstofferne. Råoliedestillater og raffinerede olier udgør omkring 25 %. Gruppen af organiske carbonhydrider med ilt, der omfatter fedtsyrer, aromater, alkoholer, aldehyder, ketoner og ethere, estre og acetater, organiske syrer samt glycoler udgør omkring 15 %. Chlorerede organiske forbindelser udgør 3%, mens aminer og andre kvælstofholdige forbindelser udgør 17 %. Øvrige organiske forbindelser udgør omkring 15%, og uorganiske komponenter udgør ca. 4 %.

I affaldskortlægningen er det opgjort, at der forbruges omkring 700 ton køle/smøremiddel pr. år. I Tabel E.3 viser det årlige forbrug af en række hovedkomponenter. Endvidere er forbrug pr. 1 ton spåner opgjort, underforudsætning af, at der bruges 1,25 kg køle/smøremiddel pr. ton.

Tabel E.3 Indhold af hovedkomponenter i vanddige køle/smøremidler

I Tabel E.3 er det antaget, at alle de organiske komponenter har et ressourceforbrug svarende til råolie, da det ikke har været muligt at skaffe mere detaljerede oplysninger.

Med hensyn til det primære energiforbrug ved fremstilling er de fleste data taget fra Pommer et al., 2001. Det er antaget, at råoliedestillater og raffinerede olier kan sidestilles med olieprodukter, raffinerede, flydende, og at carbonhydrider med ilt kan sidestilles med opløsningsmidler med oxygen. Chlorerede organiske forbindelser er sidestillet med chlorerede opløsningsmidler. For organiske kvælstofforbindelser og øvrige organiske forbindelser har det ikke været muligt at finde data, hvorfor der er antaget en konservativ værdi. Det samme gør sig gældende for de uorganiske komponenter.

E.3.2 Vandfri midler

Opgørelsen er gennemgået og de enkelte indholdsstoffer er grupperet efter deres type rent kemisk.

Tabel E.4 Indholdsstoffer i vandfri køle/smøremidler

Da det i affaldskortlægningen er er opgjort, at der forbruges omkring 500 ton smøremidler pr. år, er der i vist, hvilket årligt forbrug der svarer til delt op på hovedkomponenter som for de vandbaserede midler.

Tabel E.5 Indhold af hovedkomponenter i vandfri smøremidler

E.4 Ressourceopgørelse

Som basis for kortlægningen er taget udgangspunkt i forbruget af køle/smøremidler ved ydelsen ”Fjernelse af 1 ton spåner”. Produktet sættes derfor lig med 1 ton metalspåner.

Det er tidligere opgjort, at der fremkommer i størrelsesordnen 700.000 spåner i Danmark pr. år.

E.4.1 Produktet spåner

Typen af spåner afhænger af det materiale, der bearbejdes, og kan derfor være jern, stål, aluminium, kobber eller andre metaller. Mængdemæssigt vil de forskellige metalspåner ”tælle” det samme, men ses der på ressourceforbruget opgjort som mPR, vil disse metaller blive vurderet forskelligt.

Maskinstål er et meget almindeligt materialer ved skærende og spåntagende bearbejdning. Det er ligeledes valgt at se på rustfrit stål, aluminium og kobber.

Maskinstål består af jern og mangan, og ressourceforbruget er på 0,08 mPR jern og 0,05 mPR mangan svarende til i alt 0,13 mPR/kg.

Rustfrit stål består af jern, chrom og nikkel, og her er ressourceforbruget 0,06 mPR jern, 2,3 mPR chrom og 9,9 mPR nikkel, svarende til i alt 12,3 mPR/kg.

Aluminium medfører et ressourceforbrug på 1,5 mPR/kg og kobber et ressourceforbrug på 16,5 mPR.

E.4.2 Køle/smøremidler

For de vandbaserede midler anvendes 1,24 kg koncentrat pr. ton spåner. Ressourceforbruget til fremstilling af dette er opgjort til 0,0376 mPR/ton spåner. Det årlige forbrug ligger på ca. 700 ton.

For de vandfri midler anvendes der 450 kg køle/smøremiddel pr. ton spåner. Ressourceforbruget til fremstilling af dette er opgjort til 16,94 mPR/ton spåner. Det årlige forbrug ligger på omkring 500 ton.

E.4.3 Energi

Nøgletal for energiforbruget for de to typer køle/smøremidler er vist i Tabel E.6.

Tabel E.6 Energiforbrug pr. ton spåner

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Top |

Version 1.0 December 2005, © Miljøstyrelsen.