| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

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

7 Køle/smøremidler

• 7.1 Introduktion
• 7.2 Kortlægning
  • 7.2.1 Opgørelse af mængder
  • 7.2.2 Opgørelse af vurderede mængder
• 7.3 Ressourceeffektivitet
  • 7.3.1 Ressourceeffektivitet på materialeniveau
  • 7.3.2 Ressourceeffektivitet baseret på vurderet opgørelse
  • 7.3.3 Fortolkning
• 7.4 Affaldsforebyggelse

7.1 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 det især den smørende effekt der 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 7.1.

Figur 7.1 Skærende og spåntagende bearbejdning med anvendelse af køle/smøremidler (K/S-midler) 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.

7.2 Kortlægning

Skærende og spåntagende bearbejdning er udbredt over hele jern- og metalindustrien. En række metaller bearbejdes, og der fremkommer i størrelsesordnen 700.000 ton spåner årligt.

Kortlægningen af materiale- og energiforbrug ved fremstilling af køle/smøremidler og brug af disse i forhold til bearbejdning af metaller svarende til fremkomsten af 1 ton spåner er beskrevet i bilag E.

Der er gennemført en kortlægning dels af vandbaserede midler og dels af vandfri midler. For de vandbaserede midler er det forudsat, at brugsopløsningen er en 5% opblanding af koncentrat i vand.

7.2.1 Opgørelse af mængder

7.2.1.1 Materialeforbrug

Forbruget af køle/smøremidler er vist i tabel 7.1.

Tabel 7.1 Forbrug af Køle/smøremidler

Til fremstilling af 1,25 kg koncentrat til vandbaserede køle/smøremidler anvendes 1,0 kg kemikalier og 0,25 kg vand. Ved opblanding anvendes yderligere 23 liter vand.

Til fremstilling af 450 liter vandfri køle/smøremidler, der anvendes til fjernelse af 1 ton spåner, anvendes 450 kg kemikalier, der primært er organiske forbindelser.

Sammensætningen af de to typer køle/smøremidler er vist i bilag E. I tabel 7.2 er vist mængden og typerne af komponenter i de to midler.

Tabel 7.2 Indhold af hovedkomponenter i vanddige og vandfri køle/smøremidler

Ved anvendelsen er der ikke medregnet tab ved opblandingen.

7.2.1.2 Energiforbrug

Der anvendes energi til fremstilling af råvarer, til blanding af råvarerne og til selve brugen af køle/smøremidlerne. Disse tab er vist i tabel 7.3.

Tabel 7.3 Energiforbrug pr. ton spåner

7.2.1.3 Godskrivning af materialer og energi

Affald fra anvendelse af de vandbaserede køle/smøremidler indsamles, opkoncentreres, og koncentratet bortskaffes ved forbrænding. Det antages, at energiforbruget til opkoncentrering modsvarer energiudviklingen ved forbrænding.

Affald fra vandfri køle/smøremidler forudsættes bortskaffet ved forbrænding med energigenvinding. Det er opgjort, at energiudviklingen er i størrelsesordnen 10.000 MJ pr. ton spåner.

7.2.1.4 Estimering af råstoffer

Der er ikke foretaget en estimering af råstofforbruget, da kendskabet til de indgående komponenter ikke er tilstrækkeligt.

7.2.2 Opgørelse af vurderede mængder

I det følgende er materialer og energiforbrug omregnet til vurderede størrelser i mPR.

Indholdet af ressourcer i produktet 1 ton spåner har betydning for fastsættelse af ressourceeffektiviteten. Spånerne har et forskelligt vurderet ressourceforbrug afhængig af, hvilken type spåner det er. Følgende typer er medtaget:

7.2.2.1 Vurdering af materialeforbrug

Ressourceforbruget til fremstilling af 1,24 kg vandbaserede køle/smøremidler er opgjort til 0,0376 mPR.

Ressourceforbruget til fremstilling af 450 kg vandfri køle/smøremidler er opgjort til 16,9 mPR.

7.2.2.2 Vurdering af energiforbrug

Energiforbruget pr. ton spåner ved anvendelse af vandbaserede midler er opgjort til 3.084 MJ primær energi. Fremstilles denne energimængde ud fra olie, svarer det til et forbrug på 3,0 mPR.

Energiforbruget pr. ton spåner ved anvendelse af de vandfri midler er opgjort til 35.260 MJ primær energi. Ved omregning til ressourceforbrug svarer det til 34,4 mPR.

7.2.2.3 Vurdering af genvinding

For de vandfri midler er det antaget, at energi udviklet ved affaldsbortskaffelse genvindes. Mængden udgør 10.000 MJ primær energi pr. ton spåner, hvilket svarer til 9,8 mPR.

7.3 Ressourceeffektivitet

7.3.1 Ressourceeffektivitet på materialeniveau

7.3.1.1 Materialeforbrug, produktion og brug

Mængden af materialer i produktet er det definerede produkt på 1 ton eller 1.000 kg. Den mængde materialer, der yderligere forbruges, udgøres af den anvendte mænge køle/smøremiddel.

For de vandbaserede midler vil ressourceeffektiviteten derfor kunne beregnes til:

For de vandbaserede midler er der et vandforbrug på omkring 23 kg pr. ton spåner.

For de ikke vandbaserede midler vil ressourceeffektiviteten kunne beregnes til:

7.3.1.2 Materialeforbrug, produktion, brug og bortskaffelse

Der sker ingen genvinding af materialer for de to typer køle/smøremidler. Effektiviteten M Mat, P+B+A/N er derfor lig M Mat, P+B.

7.3.1.3 Materialeforbrug, hele livscyklus

Der er ikke foretaget nogen beregning af effektiviteten M Mat, R+P+B+A/N baseret på råstofforbruget, da dette ikke er opgjort.

7.3.2 Ressourceeffektivitet baseret på vurderet opgørelse

7.3.2.1 Ressourceforbrug, materialer

Ressourceeffektiviteten baseret på materialer er opgjort som forholdet mellem materialer i produktet og samlet materialeforbrug. Begge materialeopgørelser er baseret på vurderede størrelser. Da materialer i produktet, vurderet, afhænger af, hvilken type metal spånerne består af, er VMat, R+P+B vist i tabel 7.4.

Tabel 7.4 Ressourceeffektivitet, materialer, brutto

7.3.2.2 Ressourceforbrug, materialer og energi

Medtages både materialeforbrug og energiforbrug, kan den samlede effektivitet beregnes som vist i tabel 7.5.

Tabel 7.5 Ressourceeffektivitet, materialer og energi

7.3.2.3 Ressourceforbrug, hele livscyklus

Ved genvinding af energi ved forbrænding af vandfri midler vil der ”spares” 10 mPR. Dette vil betyde, at V_{Mat+energi, R+P+B+A/N} for maskinstål bliver på 84,4 % og for de andre meget tæt på 100%.

Der er ingen eller en meget lille energigenvinding ved bortskaffelse af de vandbaserede midler. Effektiviteten V_{Mat+energi, R+P+B+A/N} vil derfor være lig V_{Mat+energi, R+P+B}.

7.3.3 Fortolkning

Generelt er opstilling af ressourceeffektiviteter ikke egnede for delprocesser, hvor produktet er vanskeligt at definere.

Her er der taget udgangspunkt i det noget abstrakte begreb ”fjernelse af 1 ton spåner” fra skærende og spåntagende bearbejdning, og den mængde køle/smøremiddel, der bruges i den forbindelse, er blevet vurderet.

Tab af køle/smøremiddel ved selve brugen er yderst begrænset. Det er antaget, at der ikke spildes noget af midlerne, men at der sker en vis udslæbning med emnerne. Det sammen med at kendskabet til produktionen af køle/smøremidlerne ikke er tilstrækkeligt kendt, gør det uhyre vanskeligt at opstille et fornuftigt scenario.

De beregnede ressourceeffektiviteter ud fra vægtbaserede opgørelser udtrykker alene den mængde køle/smøremiddel, der slæbes ud med spånerne efter den skærende bearbejdning.

I de vurderede opgørelser er der taget hensyn den type metal, der bearbejdes og den mængde spåner, der fjernes er vurderet ud fra metaltypen. Eksemplet viser, at for relativt knappe ressourcer som rustfrit stål og kobber betyder tabet af køle/smøremiddel mindre end for relativt rigelige metaller som maskinstål og aluminium.

Almindeligvis foreligger der kun yderst sparsomme data set ud fra en LCA-tilgang for produkter, der hovedsagelig består af kemikalier. Dette er også tilfældet for køle/smøremidler. Grundlaget har været kendskab til en gennemsnitlig sammensætning baseret på nogle hovedtyper af kemiske forbindelser. På dette grundlag har det ikke været muligt at foretage en estimering af råstofforbruget.

Det har ikke været muligt at foretage sammenligning med andre opgørelser. Sammenligning med en opgørelse af det direkte materiale input (DMI) kunne ikke gennemføres, da DMI ikke opgøres for specifikke processer. En sammenligning med det totale materiale input har heller ikke været muligt, da råstofforbruget ikke kunne estimeres.

7.4 Affaldsforebyggelse

På det foreliggende grundlag er det vanskeligt at foretage en vurdering af muligheden for affaldsforebyggelse i forbindelse med anvendelse af køle/-smøremidler.

Der har gennem en årrække været fokuseret på at forlænge levetiden for vandbaserede køle/smøremidler og for at nedsætte udslæbet af især vandfri midler med spånerne.

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

Version 1.0 December 2005, © Miljøstyrelsen.