Genanvendelse i LCA - systemudvidelse

8 Plast

Plast er en fælles betegnelse for en lang række materialer med vidt forskellige egenskaber. Grundlæggende kan man opdele plast i to overordnede kategorier, nemlig termoplast og hærdeplast. I Europa udgør termoplast ca. 80% af forbruget, mens hærdeplast tegner sig for de resterende 20%.

Termoplast bliver plastisk (smelter) når det tilføres varme. Ved afkøling bliver det igen fast. Processen kan gentages mange gange, hvilket kan udnyttes i forarbejdningen, hvor materialerne opvarmes, formes og afkøles. Tilsvarende kan affald og gamle produkter smeltes og genanvendes.

Termoplast kan inddeles i følgende typer:

  • LDPE (low density polyethylene) (f.eks. krympefolier, bæreposer, rør, legetøj)
  • HDPE (high density polyethylene) (f.eks. rør til naturgas, flasker, dunke og kasser)
  • EPS (ekspanderet polystyren) (f.eks. bakker og kasser til kød, frugt og grønt, elektriske apparater, isolering)
  • PP (polypropylen) (f.eks. plastfilm, batterikasser, beholdere til mikrobølgeovne, låg, flasker, kapsler og æsker)
  • PET (polyethylentherephtalat) (f.eks. flasker, tekstilfibe, film til fødevarer)
  • PS (polystyren) (f.eks. bakker og bægre til kød og mejeriprodukter)
  • PVC (polyvinylchlorid) kan opdeles i hård og blød PVC:
  • Hård PVC anvendes f.eks. til vinduesrammer, tagrender, kloakrør og kabinetter til elektriske og elektroniske apparater
  • Blød PVC anvendes f.eks. til kabler samt emballage
  • ABS/SAN (styren co-polymerer (acrylonitril-butadien-styren; styren-acrylonitril)) (f.eks. kabinetter til elektriske og elektroniske apparater)
  • PC (polycarbonat) (f.eks. kabinetter til elektriske og elektroniske apparater)
  • PMMA (polymethylmethacrylat) (gennemsigtige plastplader, elektriske isolatorer, bilkomponenter)
  • PA (polyamid (”nylon”)) (film til fødevarer, tekstilfibre, temperatur-krævende anvendelser)
  • Anden plast

I modsætning til termoplast kan hærdeplast ikke smeltes efter formgivning og hærdning. Det skyldes, at den endelige polymerisation sker under hærdningen og at polymerisationen for disse materialer fører til dannelse af meget store tredimensionale netværksstrukturer.

Hærdeplast kan groft inddeles i følgende typer:

  • Melaminplast (f.eks. flere køkkenartikler)
  • Umættet polyester (indgår f.eks. i bådskrog og møllevinger)
  • Polyurethan (f.eks. i skumgummi, isolering, styrthjelme mm.)
  • Phenolplast

De forskellige plasttyper bliver ofte tilsat en række stoffer, dels for at lette forarbejdningen, dels for at forbedre egenskaberne i det færdige produkt. De vigtigste tilsætningsstoffer tilhører følgende grupper:

  • Armeringsstoffer, f.eks. glas- og kulfiber, giver materialet større styrke.
  • Blødgørere gør stive materialer bøjelige.
  • Pigmenter giver farve.
  • Stabilisatorer giver holdbarhed mod bl.a. ultraviolet lys og termisk nedbrydning.
  • Antistatika modvirker statisk elektricitet.
  • Brandhæmmende midler.
  • Fyldstoffer (bl.a. kalk og dolomit)

De fleste plasttyper skal holdes adskilt for at kunne genanvendes. Herudover mindsker tilsætningsstofferne ofte genanvendelsesmulighederne da det kan være vanskeligt både økonomisk og teknisk at separere plasttyper med forskellige indholdsstoffer.

8.1 Væsentlige miljøbelastninger

Plast er blandt andet interessant ud fra en miljømæssig vinkel af følgende årsager:

  • Mange plasttyper er relativt ressourcekrævende at fremstille, målt per kg. produceret plast. Råolie og naturgas er ofte den vigtigste råvare
  • En stor del af de indgående ressourcer findes i det færdige produkt som ”feedstock[11]”, der kan materialegenvindes eller udnyttes til at producere energi ved forbrænding
  • Plast, der er bygget op med chlor og brom som integrerede byggesten i polymeren (f.eks. PVC og PVDC), eller med tilsætning af chlor og brom som additiver (f.eks. som flammehæmmere), er ikke egnede til at blive bortskaffet ved forbrænding
  • De mange forskellige typer af plast - ofte i modificeret form - anvendes til et utal af produkter, hvilket gør det vanskeligt at indsamle ”rene” fraktioner

8.2 Markedet for plast

8.2.1 Europæisk forbrug

Det europæiske marked for plast kan analyseres på baggrund af information fra den europæiske sammenslutning af plastproducenter, APME, der omfatter en meget stor del af aktørerne på markedet.

I 2002 er forbruget af termoplast i Vesteuropa opgjort til i alt 37.363.000 ton, med følgende fordeling på de mest almindelige plasttyper (APME, 2003):

  • LDPE/LLDPE:                              7.935 KT (kiloton)
  • HDPE:                                         5.269 KT
  • PP:                                              7.805 KT
  • PVC:                                            5.792 KT (både hård og blød PVC)
  • PS/EPS:                                       3.013 KT
  • PET:                                            3.234 KT
  • PA:                                              1.399 KT
  • ABS/SAN:                                       788 KT
  • PC:                                                446 KT

Det samlede marked for termoplastiske materialer steg med cirka 9 % i perioden fra 2000 til 2002. PP og PE stod for de største stigninger, mens markedet for PVC var ”fladt” i perioden.

Forbruget af hærdeplast i Vesteuropa udgjorde i 2002 i alt 10.287.000 ton, fordelt på følgende måde på de mest almindelige hærdeplasttyper:

  • Polyurethan (PUR): 2.394 KT
  • Epoxy:                       400 KT
  • Phenolplast:               972 KT
  • Umættet polyester:    471 KT

8.2.2 Dansk forbrug

Der findes ikke sikre statistiske opgørelser over det danske forbrug af plast. De mest detaljerede opgørelser omhandler emballageplast (Jacobsen (2002), Ottosen (2002)), men i disse opgørelser indgår ikke plast til andre anvendelser.

Det samlede danske forbrug af plast var i 2000 og 2001 henholdsvis 604.000 og 568.000 ton, hvoraf noget videreeksporteres i færdige produkter (APME (2002), APME (2003)). Dall (2003) har på baggrund af den samlede mængde og en fordeling på plasttyper, der svarer til det europæiske gennemsnit beregnet det danske forbrug af de mest almindelige plasttyper i 2000 til:

  • PE:                                                                   164.000 ton
  • PP:                                                                     92.000 ton
  • PVC:                                                                   75.000 ton
  • PS/EPS:                                                              40.100 ton
  • PET:                                                                    40.600 ton
  • Øvrig termoplast:                                               56.000 ton
  • Hærdeplast:                                                      136.000 ton

Det bemærkes, at denne beregning med stor sandsynlig overvurderer forbruget af PVC i Danmark, idet det danske forbrug af PVC er reguleret på en række områder.

8.2.3 Markedet for sekundært plast

Mekanisk genanvendelse af plast sker i altovervejende grad af termoplast, idet hærdeplast ikke har en molekylestruktur, der giver mulighed for omsmeltning  og oparbejdning.

APME (2002) opgør mængden af plast, der i Europa blev mekanisk genvundet i 2001 til 2.521. 000 ton, hvoraf 298.000 ton blev eksporteret til lande udenfor Europa, fortrinsvis i Asien. Ifølge APME sker der en stor udveksling af plastaffald i forskellige kvaliteter over landegrænserne i Europa. Det overordnede billede er således, at plastaffaldet ikke nødvendigvis oparbejdes i samme land, hvor det bliver produceret som affald. England, Tyskland og Frankrig eksporterer hver mere end 25.000 ton plastaffald til ikke-EU lande. Det samme gør sig gældende for genvundet plastgranulat.

Ifølge APME importerer Danmark mellem 5 og 15.000 ton plastaffald til oparbejdning fra Tyskland, mens vi eksporterer lignende mængder oparbejdet granulat til både England og Holland.

Det kan ikke lade sig gøre at opstille et mere detaljeret billede af markedet på baggrund af APME’s oplysninger, men det bemærkes, at APME peger på, at stadig større mængder eksporteres til ikke-EU lande, fordi det er muligt at opnå økonomiske attraktive handler udenfor EU.

Markedet for plastaffald må i øvrigt karakteriseres som fragmenteret, idet der ikke finder en central prissætning sted på veletablerede børser, således som det er tilfældet for metaller og metalskrot. I stedet sker handelen formodentlig på ad-hoc basis, hvor affaldsproducenten (f.eks. den plastforbrugende virksomhed) og plastgenvinderen knytter direkte kontakt til aftageren. Det er derfor meget vanskeligt at give en vurdering af, om det samlede udbud og den samlede efterspørgsel på verdensplan er stigende eller faldende.

I USA er der dannet et debatforum, Stakeholder Dialogues, hvor genanvendelse af konstruktionsplast i elektronik diskuteres. Dette forum beskrev i maj 2003 de udfordringer, som industrien skal løse, således:

-          Der er behov for større volumina af materialer for at sikre vækst i infrastruktur og en kost-effektiv og regional oparbejdning af plast

-          Tilvejebringelse af materialer skal matches med efterspørgslen på globalt niveau

-          Der skal udvikles markeder (og markedsaccept) for høj-værdi materialer såvel som anvendelsesområder for blandet plast

Som et første skridt er der udviklet såkaldte Recycled Material Guidelines for plast fra elektronikskrot (Stakeholder Dialogues, 2003). Disse guidelines er konstrueret som en matrix, der adskiller materialer i forhold til deres kvalitet og deres kilder (produktionsaffald eller affald fra udtjente produkter). Den laveste kvalitetsgrad tildeles løs plast, efterfulgt af opballet, neddelt (shredded) plast og rent granulat. Hver af disse kategorier er underinddelt i blandet plast, plast fra TV/computere og specifikke plasttyper (f.eks. ABS, HIPS, PC, ABS/PC). Endelig er hver kvalitet karakteriseret med hensyn til vægt, farve, plasttype og forureninger i form af flammehæmmere, metaller, laminering, maling og jord. Formålet med disse Guidelines er at sikre, at en køber af sekundært plast kan definere sine krav til plasten, mens en sælger kan fortælle om sit produkts egenskaber i de samme termer. Markedet vil dog stadig være fragmenteret, idet kontakten sker direkte mellem køber og sælger og ikke via en børs, således som det kendes for mange metaller.

8.3 Produktionsprocesser for plast

8.3.1 Produktion af primær plast

Der findes mange – måske mere end 100 – forskellige plasttyper, der hver især har forskellige krav til udgangsstoffer og procesbetingelser. Organisationen PlasticsEurope (tidligere APME) har udarbejdet ”vugge-til-port” LCA data for de mest gængse plasttyper, der kan downloades fra deres hjemmeside www.plasticseurope.org.

Overordnet er det karakteristisk, at de basale råvarer, råolie naturgas og eventuelt andre, efter en række forarbejdningstrin bliver polymeriseret til det færdige plastmateriale i form af granulat. Granulatet er den typiske handelsvare, der efter en eventuel yderligere behandling (compoundering) gøres flydende (”plastisk”) ved varmepåvirkning og formgives til færdige produkter.

8.3.2 Produktion af sekundær plast som regranulat

I modsætning til produktion af primær plast er oparbejdning til sekundær plast forholdsvis ensartet for de mest almindelige plasttyper. Folier og tyndvæggede emballager gennemgår en serie trin, typisk shredding (mekanisk neddeling), vask, synke/flyde-separation og tørring, hvorefter det smeltes i en ekstruder og granuleres. Da smeltningen kræver varme, er det en termisk proces. Til bakker, rør og anden tykvægget plast benyttes en mekanisk regranulering, evt. efter forudgående vask. Endelig anvender man i udlandet undertiden en teknologi, hvor plasten opløses i, raffineres og udkondenseres fra et opløsningsmiddel.

  • Polyethylen (PE) oparbejdes både mekanisk og termisk. Ved den mekaniske proces kan regranulatet bruges i mængder på f.eks. 10% som tilsætning til primært materiale. Denne mulighed udnyttes først og fremmest ved intern genanvendelse på plastforarbejdende virksomheder, men kan også anvendes ved ekstern genanvendelse af ensartede materialefraktioner til f.eks. affaldssække. Ved den termiske proces anvendes granulatet til f.eks. blæsestøbning af flasker eller til folie. TÜV Rheinland (1999) peger på, at det sekundære granulat kun behøver at blive blandet med små mængder virgin plast, når det drejer sig om flasker til gødning, mens det ved blæsestøbning af flasker til detergenter kun kan bruges som et mellemlag på grund af lav kvalitet.
  • Polypropylen (PP) kan oparbejdes på samme måde som PE. Det er også muligt at blande PE og PP affald. Ved fremstilling af plastpæle neddeles den blandede plast og renses for urenheder i form af snavs og andre materialer i form af emballage og metaller. Det neddelte materiale kan ekstruderes med tilsætning af en farvebatch og efterfølgende støbes til plastpæle (TÜV Rheinland, 1999). Det bemærkes, at den genanvendte plast i sådanne tilfælde ikke erstatter primær plast, men træ eller beton, der typisk vil være det almindelige materialevalg til disse typer af produkter.
  • Ekspanderet polystyren (EPS) kan genanvendes ved at blive neddelt og anvendt som løsfyld eller som tilsætning til virgin plast ved støbning af ny emballage eller forbrugerprodukter som videokassetter og potteplanter. Neddelt EPS kan også blandes med cement og bruges ved støbning af swimming pools og flade tage (EPS Recycling International (http://www.epsrecycling.org/pages/recycle4.html). Endelig anvendes neddelt plast som jordløsningsmiddel i gartnerier, men her kan det i høj grad diskuteres om der er tale om genanvendelse.
  • Polystyren (PS) kan principielt oparbejdes ved en termisk proces på samme måde som PE og PP. Anvendelsesområderne for sekundært granulat er de samme som for ekspanderet polystyren.
  • Polyethylenterephthalat (PET) oparbejdes på stort set samme måde som PE og PP. Hvis PET-affaldet stammer fra emballage (flasker) vil det ofte være nødvendigt at fjerne etiketter ved hjælp af en ekstra vaskeproces, hvor limen opløses ved hjælp af damp. PET’en adskilles fra andre plastmaterialer (f.eks. PE eller PP i kapsler) ved flydeseparation, hvorefter det tørres og neddeles. Det neddelte materiale kan eventuelt oparbejdes/homogeniseres ved tilsætning af en masterbatch i en ekstruderingsproces, hvorefter det kan anvendes til f.eks. fleece-fibre, rygsække, sko, tæpper eller emballageprodukter.
  • PVC oparbejdes ligeledes på samme måde som PE og PP, men man må her skelne mellem hård og blød PVC, hvor især den hårde regranuleres mekanisk via indsamling gennem den såkaldte WUPPI ordning. For blød PVC er de miljøskadelige blødgørere, stabilisatorer og flammehæmmere, som tidligere anvendtes, et problem, og feedstock recycling[12], der nedbryder eller udskiller disse stoffer, kan være at foretrække. I sydeuropa genvindes blød PVC ved den såkaldte opløsningsmiddel-baserede Vinyloop proces (http://www.vinyloop.com/).

I Danmark er der en række (omkring 25) virksomheder, der beskæftiger sig med indsamling og/eller oparbejdning af plast. Det har ikke været muligt indenfor de budget- og tidsmæssige rammer for udarbejdelsen af vejledningen at kortlægge markedet nærmere. Det er dog klart, at kun en mindre del af den indsamlede plast rent faktisk oparbejdes i Danmark, mens langt den største del eksporteres til Syd-øst Asien. Til gengæld importeres der også indsamlet plast til Danmark. Denne bliver enten oparbejdet i Danmark, typisk de reneste fraktioner, eller reeksporteret til udlandet, primært Asien. De plasttyper, der håndteres af danske aktører er først og fremmest PE og PP, men der sker formodentlig også en mindre genanvendelse af opskummet PS.

8.3.3 Feedstock recycling

I en mekanisk genanvendelsesproces bevares plastens molekylestruktur i stort set uændret form. I modsætning hertil sker der ved feedstock genanvendelse en de-polymerisering, hvorved der fremkommer nogle råvarer, der langt hen ad vejen svarer til dem, der blev anvendt ved produktionen af den primære plast, eller som kan substituere disse råvarer i forskellige anvendelser.

De genanvendelsesprocesser der anvendes ved feedstock recycling, er væsentlig mere komplekse end de, der anvendes ved regranulering, og vil ikke blive beskrevet her. I stedet henvises der til ældre – og måske lidt forældede - litteraturbeskrivelser, først og fremmest Heyde og Kremer (1999) og – mere kortfattet – APME/VKE (1997) og TÜV Rheinland (1999). Det understreges dog, at eksemplerne i disse rapporter kun er eksempler, og at andre oparbejdningsprocesser kan være lige så sandsynlige i fremtiden. F.eks. er RGS90 herhjemme ved at udvikle en teknologi til behandling af blandet (blød) PVC affald, der nedbrydes til olie, et kokslignende produkt og salt. Det kokslignende produkt og sekundært affald[13] fra processen udnyttes til produktion af et sandblæsningsmiddel. Processen er udviklet med støtte fra EU Life, men det er endnu for tidligt at udnytte processen kommercielt.

8.4 Materialestrømme

Det samlede system for produktion, brug, genanvendelse og bortskaffelse af plast kan groft sammenfattes som i Figur 10:

Figur 10. De væsentligste materialestrømme for plast og plastaffald. Efter Frees, 2002

Figur 10. De væsentligste materialestrømme for plast og plastaffald. Efter Frees, 2002.

Figuren viser blandt andet, at indsamlingen af plastaffald kan foregå på forskellig måde. Produktionsspild vil blive genanvendt internt eller gå direkte fra affaldsproducenten til oparbejderen, eventuelt via en affaldsbehandler. Plast i kasserede produkter vil gå via et eller flere indsamlingsled, før det ender hos genanvendelsesvirksomheden eller i et forbrændingsanlæg. Transporten er i reglen af mindre miljømæssig betydning sammenlignet med det øvrige livsforløb for plasten, men kan være en vigtig parameter i det samlede billede, hvis oparbejdningen finder sted i Østen.

Figuren viser også de tre vigtigste bortskaffelsesveje for plastmaterialer og –produkter:

  • Mekanisk genanvendelse, hvor materialet efterfølgende kan (gen)anvendes til samme formål som primær plast
  • Kemisk genanvendelse (feedstock recycling), hvor plastmaterialet de-polymeriseres til råvarer og basiskemikalier med egenskaber, der f.eks. svarer til olie.
  • Forbrænding med energigenvinding, hvor den producerede energi erstatter varme og elektricitet, der ellers skal produceres ved hjælp af fossile eller vedvarende energikilder.

Den fjerde overordnede bortskaffelsesmåde, deponering, er i princippet kun relevant for halogenholdige plastmaterialer og er ikke vist i figuren. Det skal dog bemærkes, at plastprodukter, der shreddes sammen med andre materialer, også må forventes at blive deponeret, idet shredderaffaldets sammensætning gør, at det generelt ikke er forbrændingsegnet.

Figuren viser heller ikke, at der for hver af de tre primære bortskaffelsesveje vil være en del af det indsamlede materiale, der bortskaffes via en eller flere af de andre veje. Ved mekanisk genanvendelse vil der således også være en mindre fraktion, der forbrændes eller eventuelt deponeres sammen med diverse forureninger i det indsamlede plast. Ved kemisk genanvendelse til basiskemikalier kan der være en samproduktion af elektricitet og/eller varme, ligesom der dannes et restprodukt, der skal deponeres/genanvendes. Endelig vil der ved forbrænding med energigenvinding dannes slagger og aske, der skal deponeres eller genanvendes.

8.5 Konsekvensanalyse

På grund af den meget heterogene sammensætning af materialegruppen ”plast” kan der ikke gives en ensartet og simpel beskrivelse af, hvordan forskellige materialekredsløb hænger sammen – eller kan bringes til at hænge sammen. Det kan dog anbefales at bruge Mulighed 1 i afsnit 5.1 i de tilfælde, hvor den indsamlede plastfraktion vil indgå i et veletableret kredsløb sammen med andre fraktioner med tilsvarende specifikationer.

I praksis vil konsekvensen af at ændre bortskaffelsen af en given plastaffaldsfraktion være afhængig af en række parametre, der varierer fra plastmateriale til plastmateriale og fra et plastprodukt til et andet:

  • Indsamlingsrate, d.v.s. hvor stor en andel af et produkt kan forventes at blive indsamlet som følge af et givet initiativ
  • Lødighedstab, d.v.s. hvor stor en del af plastens egenskaber ødelægges ved en given oparbejdningsmetode
  • Materialetab, d.v.s. hvor meget af det indsamlede materiale ”tabes” undervejs

Set ud fra et affaldshierarkisk synspunkt er mekanisk eller kemisk genanvendelse at foretrække. Der kan ved disse processer imidlertid være både materiale- og lødighedstab, ligesom indsamlingsraten ofte er lav. Dette gælder især for uensartede og sammensatte produkter, hvor sortering i rene fraktioner kan være vanskelig. Der peges derfor ofte fra plastproducenternes side på, at forbrænding med energigenvinding er en hensigtsmæssig måde til at bortskaffe især blandet plastaffald. Forbrænding med energigenvinding kan ligeledes være en hensigtsmæssig bortskaffelsesmåde for husholdnings plastemballager der har indeholdt fedt- eller olieholdige produkter (Frees, 2002).

En sammenligning af forskellige former for bortskaffelse er således udfordrende, fordi der er mange ubekendte faktorer, der skal tages hensyn til. I de følgende afsnit om lødigheds- og materialetab samt i vejledningens eksempler gives der et første bud på, hvordan nogle af disse usikkerheder kan håndteres. Det understreges imidlertid, at der generelt vil være et behov for at få udgangspunktet for en sammenligning bekræftet, for eksempel gennem kontakt til de mange aktører, der vil blive aktiveret som følge af et initiativ. Her skal peges på de mest almindelige aktører, men der kan også være behov for specialistviden på andre områder:

  • Indsamleren: Hvilke aktiviteter er nødvendige for at indsamle en given fraktion, og hvor stor en andel forventes at blive resultatet?
  • Oparbejderen: Hvilke aktiviteter er nødvendige for at kunne afsætte en given fraktion, og hvordan vurderes markedet for sekundært granulat at være i fremtiden?
  • Anvenderen: Hvilke krav stilles det til det genvundne materiale, og hvordan vurderes afsætningsmulighederne for produkter af genvundet materiale at være i fremtiden?

Med andre ord skal der som udgangspunkt for en sådan vurdering opstilles systemgrænser, der er tilpas snævre til at være realistiske. Der er således en stor risiko for at få ”forkerte” resultater, hvis systemgrænserne er for bredt defineret, f.eks. ”indsamling og oparbejdning af plastmaterialer fra elektriske og elektroniske produkter”. Samtidigt skal man være opmærksom på, at plastmaterialer spiller en rolle i mange systemer, og at der derfor er behov for at gennemføre en vurdering, hvor der tages hensyn til at en øget materialegenanvendelsesprocent generelt vil medføre en mindre energigenvinding og dermed et øget behov for energiproduktion ved hjælp af andre energikilder end (plast)affald.

8.6 Lødighedstab

Lødighedstabet for plast afhænger dels af, hvor godt man kan udsortere plastaffaldet i rene fraktioner, og af den givne anvendelse af det sekundære plast. Hvis det anvendes som tilsætning/supplement til primær plast behøver der ikke være tale om et lødighedstab, idet mængden, der tilsættes, kan justeres i forhold til de tekniske krav til det færdige produkt. Hvis det sekundære materiale anvendes ”rent”, vil det i visse anvendelser have tilstrækkeligt gode egenskaber til at erstatte primær plast, som f.eks. ved produktion af flasker til gødning og visse typer af emballageplast.

I andre tilfælde, som f.eks. ved produktion af affaldssække af polyethylen, er det nødvendigt at bruge mere materiale for at opnå den samme træk- og brudstyrke. En konservativ vurdering er, at det er nødvendigt at bruge 20% ekstra sekundært materiale for at opnå den samme funktionalitet hos produkterne, og denne procentsats foreslås anvendt, hvis man ikke har præcist kendskab til den kommende anvendelse af det sekundære granulat og de dertil hørende tekniske krav. Den relativt store variation i lødighedstab (0-20%) bør i øvrigt medføre, at anvendelsen af den regenererede plast er et centralt element i systembeskrivelsen, da forskellen i de fleste tilfælde også vil blive afspejlet i resultaterne.

Blandet plastaffald, der ikke udsorteres ordentligt i fraktioner eller ikke kan rengøres ordentligt, kan skabe et meget højt lødighedstab i genanvendelses- produkterne. Dette skyldes, at plast er følsom for at få fremmede organiske stoffer blandet ind i polymerkæderne. Eksempler på produkter med et stort lødighedstab er havebænke og –stole samt paller, der er fremstillet ud fra blandede plastfraktioner. I mange tilfælde ville det have været en bedre idé at brænde plasten eller lave feedstock recycling (Mølgård, 1995).

8.7 Materialetab

Tabet ved oparbejdning af plast afhænger først og fremmest af affaldsfraktionens renhed, idet tilsmudsning og/eller tilstedeværelse af andre materialer betyder, at en del af den fraktion, der søges oparbejdet, vil blive kasseret undervejs i processen. Som et eksempel har man ved genanvendelse af PET-flasker i Schweiz et udbytte på 97% af det indsamlede affald (http://www.petrecycling.ch/all/frameset.cfm). Som et andet eksempel kan nævnes, at oparbejdning af LD-PE folie og PP-flasker i Danmark giver et produktionstab på 7,4% (Frees, 2002).

Disse tal vurderes at være repræsentative for ensartede fraktioner af de pågældende materialer og vil således kunne indgå i lignende beregninger. For affaldsfraktioner, der er mere forurenede, foreslås det at anvende 10% materialetab i beregningerne.

Det skal dog understreges, at de foreslåede værdier for lødigheds- og materialetab er grove estimater, som det bør forsøges at præcisere under hensyntagen til praktiske erfaringer fra både indsamlings- og oparbejdningssystemer såvel som materialeteknologiske undersøgelser.

8.8 Eksempler

8.8.1 Case – kaskadeanvendelse af plast

Det følgende eksempel illustrerer, hvordan systemudvidelse håndteres, når der er tale om en række af produkter, hvor udgangsmaterialet (virgin plast) indsamles og oparbejdes til ”nye” produkter.

Figur 11. Kaskadeanvendelse af plast i forskellige produkter. Rastede kasser er det, ”synlige” system,  mens de øvrige kasser er de tilgrænsende systemer, der berøres af ændringer i det synlige system

Figur 11. Kaskadeanvendelse af plast i forskellige produkter. Rastede kasser er det, ”synlige” system,  mens de øvrige kasser er de tilgrænsende systemer, der berøres af ændringer i det synlige system.

8.8.1.1 Konsekvensanalyse

Kort beskrevet viser Figur 11, hvordan der først produceres et produkt – en plastdunk – af primær plast (Proces A1 og Proces A2). Plastdunkene indsamles efter brug og oparbejdes til sekundært plastgranulat (Proces I1), der bruges til fremstilling af plastfolie (Proces B).  Herved undgås produktion af primær plast, der ellers ville have været nødvendig for at fremstille plastfolien (Proces D1). Plastfolien indsamles og der sker på ny en oparbejdning til plastgranulat  (Proces I2). I eksemplet anvendes det sekundære granulat til produktion af en plastpalle (Proces C). Plastpallen kan med rimelighed antages at erstatte en træpalle (Proces D2), idet det ikke er økonomisk rentabelt at producere plastpaller af virgin plast. Afslutningsvis indsamles plastpallerne, når de ikke længere opfylder deres funktion, og forbrændes med energigenvinding (Proces I3). Herved undgås konventionel produktion af varme og el (Proces D3).

8.8.1.2 Grundscenarie

Det regnemæssige udgangspunkt er, at genvundet materiale fra et produkt antages at erstatte jomfrueligt materiale af samme type (Mulighed 1 i afsnit 5.1), kombineret med Mulighed 4, hvor det er et andet marked (for træ), der påvirkes. Her skal det altså overvejes, hvilken skæbne – og dermed miljømæssig belastning – det træ, der ikke bliver anvendt til bænke, får i stedet.

Baggrunden for valget af Mulighed 1 er, at markedet for genbrugsplast af denne type (PE/PP) vurderes til at være så velfungerende internationalt, at der er afsætningsmuligheder for stort set alt plast, der kan indsamles i så rene fraktioner, at oparbejdningen kan gennemføres uden tekniske problemer. På systemniveau svarer beregningerne således i store træk til eksemplet i Kapitel 4.

Hvis denne markedsvurdering også vurderes at holde i en konkret vurdering, er det ikke nødvendigt at lave en følsomhedsanalyse på dette område. Det skal dog pointeres, at netop markedsvurdering og tilhørende konsekvensanalyse er et centralt element i livscyklusvurderinger for denne type materialer/produkter.

8.8.1.3 Lødighedstab

Hver gang plasten i eksemplet forarbejdes, mister den en del af sine tekniske egenskaber. Der kan ikke gives generelle retningslinier for, hvor stor del af de tekniske egenskaber, der går tabt.

Som udgangspunkt i en vurdering anbefales det at regne konservativt med et lødighedstab på 20%. I det ovenstående eksempel betyder dette, at 1 kg regranulat til produktion af plastfolie erstatter 0,8 kg virgin plast. Hvis der ikke er særlige krav til træk- og brudstyrke af plastfolien, f.eks. fordi den primære eller eneste funktion er afdækning af områder, hvor der ikke forekommer mekanisk belastning, er det dog en rimelig antagelse at primær og sekundær plast kan substituere hinanden i forholdet 1:1. Man skal derfor være opmærksom på, om der er tale om produktionstekniske begrænsninger, der kan betyde at det ikke er muligt at ekstrudere folie med den samme (tynde) godstykkelse, når råvaren er sekundær plast.

Ved produktion af plastpaller er der ikke tale om, at det sekundære plastgranulat erstatter primær plast. Det er derfor heller ikke relevant at kompensere for et eventuelt lødighedstab i denne forbindelse, idét det er et andet materiale (træ) der fortrænges. Dog er baggrunden for denne alternative genanvendelse et stort lødighedstab, og hvis man designede en palle fremstillet af primær plast ville man antageligt kunne nøjes med en væsentlig mindre mængde.

8.8.1.4 Materialetab

I hver for- og oparbejdningsproces sker der et tab af materiale. I selve forarbejdningsprocessen er tabet oftest minimalt, idet det består af spild ved start og afslutning af en serie samt eventuelt produktion af emner med fejl. I de fleste virksomheder vil dette spild blive genanvendt internt efter opkværning, idet det generelt er muligt at tilsætte 10% regranulat uden væsentligt tab af materialeegenskaber.

Ved oparbejdning af en indsamlet fraktion, der har været gennem en brugsfase, er tabet imidlertid signifikant. Frees (2002) har opgjort tabet ved oparbejdning af PE på en dansk virksomhed til ca. 7,5%, og denne tabsprocent anbefales anvendt, med mindre mere præcise oplysninger er tilgængelige. Det tabte materiale skal bortskaffes som affald, og her anbefales det for plastaffald at regne med, at bortskaffelsen sker som forbrænding med energigenvinding.

Når lødigheds- og materialetab kombineres, bliver resultatet at der skal mere sekundær plast til at substituere primær plast for at få dækket den samme funktion. Eksempelvis er der med et anslået lødighedstab på 20% og et materialetab på 7,5% behov for at indsamle 1/(0,8*0,925) kg plast til oparbejdning, svarende til 1,35 kg for at kunne erstatte 1 kg virgin plast.

8.8.2 Case – plast i elektriske og elektroniske apparater

Plast er en væsentlig bestanddel i de fleste elektriske og elektroniske produkter. På grund af forskellige tekniske krav anvendes generelt plast af høj kvalitet som for eksempel polycarbonat (PC) og styren-baserede co-polymerer som ABS og SAN, men også PVC anvendes i mange produkter. Til printplader anvendes der hærdeplast som epoxy og phenol-formaldehyd, eventuelt med tilsætning af brandhæmmende stoffer.

8.8.2.1 Konsekvensanalyse

Det er et generelt og velkendt fænomen, at der anvendes flere forskellige plasttyper i det samme produkt. Det er også velkendt, at det ikke umiddelbart er muligt at skelne mellem de forskellige plasttyper uden at anvende forholdsvis avanceret teknologi. Genanvendelse af plast fra elektriske og elektroniske apparater er derfor væsentligt vanskeligere end genanvendelse af ensartede produkter, der er fremstillet af et enkelt plastmateriale. For at få et så stort udbytte som muligt ud af en indsamling af elektroniske produkter, er det derfor hensigtsmæssigt at kombinere erfaring og teknologi, så der ikke sker en sammenblanding af plastfraktioner, der ikke er kompatible med hinanden ved en efterfølgende oparbejdning.

I Danmark er der en række virksomheder, der har specialiseret sig i bortskaffelse af elektriske og elektroniske produkter med henblik på en så høj genanvendelsesgrad som muligt. Da der er tale om en meget bred vifte af produkter, der behandles under samme tag, er det ikke muligt at give præcise informationer om, hvor stor en del af diverse fraktioner i enkeltprodukter, der bliver genanvendt på den ene eller anden måde. Ifølge Elektro-Miljø og DCR miljø, der er to af de store aktører i Danmark, eksporteres langt den største del af plastmaterialerne i elektriske og elektroniske produkter med henblik på genvinding. Det er imidlertid ikke klart, om der i denne forbindelse er tale om materialegenanvendelse eller energigenvinding.

En vurdering af effekten af en øget indsamling af elektronik afhænger i høj grad af fordelingen mellem materialegenanvendelse, energigenvinding og deponering af de plastmaterialer, der fremkommer ved adskillelse eller neddeling af produkterne. Det anbefales, at anvende en scenarieteknik, hvor der gennemføres en vurdering af de ”rene” scenarier, d.v.s. 100% materialegenanvendelse, 100% energigenvinding, 100% feedstock recycling (kemisk genanvendelse) og 100% deponering. Herved opnås et overblik over spændet i de potentielle gevinster.

8.8.2.2 Materialegenanvendelse

Ved en analyse af materialegenanvendelse anbefales det som udgangspunkt at antage, at den plast, der genvindes, vil erstatte virgin plast 100% (Mulighed 1 i afsnit 5.1). Baggrunden for denne anbefaling er, at plast i elektriske og elektroniske apparater generelt kan karakteriseres som højkvalitetsplast, der kan anvendes i mange produkter, herunder til interne komponenter i ”nye” elektronikprodukter eller i komponenter til biler. Dette udgangspunkt må forventes at give det ”bedste” resultat (= størst miljøgevinst), fordi den plast, der erstattes, er relativt energikrævende at fremstille.

Da markedet for genvundet plast er meget fragmenteret, anbefales det at gennemføre en følsomhedsanalyse, hvor det antages, at den genvundne plast fortrænger virgin plast og ”anden genvundet plast” i forholdet 1:1. Dette giver en indikation af den worst-case, der teoretisk er konsekvensen, hvis en øget dansk indsamling ikke får indflydelse på anvendelsen af genvundet plast. Absolut worst-case – at en dansk indsamling alene fortrænger ”andet genvundet plast” på grund af manglende efterspørgsel – er naturligvis en teoretisk mulighed, der bør undersøges, hvis der er indikation for, at dette er tilfældet.

8.8.2.3 Energigenvinding

Ved genvinding af den energi, der er indlejret i plasten, er det muligt at fortrænge produktion af el og varme, baseret på fossile brændsler, jvnf. afsnit 5.2. Som nævnt eksporteres den største del af plasten til andre lande i Europa – og måske også videre til andre kontinenter – hvor den energiproduktion, der fortrænges, er forskellig fra danske forhold. For at få en præcis vurdering er det derfor nødvendigt at kortlægge disse materialestrømme mere detaljeret, end det er muligt i denne vejledning.

I vurderingen skal der naturligvis tages hensyn til forholdene i det eller de lande, hvor energigenvindingen finder sted. Principielt bør der findes information om udbyttet ved de specifikke processer, fordi det er mest sandsynligt, at den eksporterede plast ikke indgår i de almindelige affaldsstrømme, men i stedet forbrændes i anlæg, der er specielt konstrueret til formålet.

8.8.2.4 Feedstock recycling

Kemisk genanvendelse af den feedstock, der findes i plastmaterialerne, må forventes at blive mere almindeligt i de kommende år, men på nuværende tidspunkt er der kun få og spredte erfaringer. I Danmark er der etableret et anlæg til kemisk genanvendelse af specielt PVC (RGS 90), men anlægget er på nuværende tidspunkt ikke i fuldskaladrift.

For at kunne vurdere miljøgevinsten ved kemisk genanvendelse vil det derfor være nødvendigt at indsamle informationer fra pilotanlæg, enten herhjemme eller i udlandet. Det skal dog bemærkes, at der ofte vil være tale om et output af flere produkter (stoffer/materialer) fra en sådan proces, og disse output skal hver især ses i lyset af, hvilke produkter de må formodes at erstatte. Der kan f.eks. være tale om at nedbryde plasten til den oprindelige monomer, som efterfølgende kan anvendes til produktion af ny plast, men udbyttet ved den kemiske genanvendelse kan også være olie- og gasprodukter, der kan anvendes som brændsler.

8.9 Datagrundlag

UMIP/GaBi-databasen indeholder data om produktion af en lang række plasttyper, herunder de mest almindelige. Oplysningerne er baseret på opgørelser fra den europæiske sammenslutning af plastproducenter, APME, og er de samme, som anvendes i LCA-beregninger i hele Europa. Der er tale om gennemsnitsværdier, der er beregnet for stort set alle medlemmer af APME, men det er generelt ikke muligt at vurdere, hvor stor spredningen er mellem de enkelte producenter. Baseret på information om spredningen i energiforbrug for produktion af specifikke plasttyper skønnes det dog, at spredningen er omkring 25%.

UMIP/GaBi-databasen indeholder også oplysninger om energiforbrug og miljøbelastninger ved forarbejdning af de mest almindelige plasttyper. Det skal bemærkes, at energiforbruget afhænger af emnestørrelse og med stor sandsynlighed også af forarbejdningstemperatur. Der kan derfor være behov for at vurdere, om de tilgængelige data er repræsentative for et specifikt produkt.

Med hensyn til oparbejdningsprocesser findes der oplysninger for de mest almindelige plasttyper og processer i UMIP/GaBi. Energiforbrug og miljøbelastning ved forarbejdning og oparbejdning af mere ”sjældne” plasttyper findes stort set ikke på nuværende tidspunkt. Som en mulig erstatning anbefales det som udgangspunkt at vælge data for plasttyper, der ligger så tæt på UMIP/GaBi-databasen med hensyn til forarbejdningstemperatur og emnestørrelse.

Fortrængning af anden energiproduktion kan også vurderes med de data, der er til rådighed i UMIP/GaBi-databasen, i det mindste for danske forhold. Som beskrevet i afsnit 5.2 anbefales det at regne med, at den fortrængte energi er elektricitet, idet 1 MJ brændværdi i affaldet fortrænger 0,54 MJ kul.

Det vurderes derfor samlet, at der er et tilstrækkeligt datagrundlag til at vurdere de mest almindelige scenarier for indsamling og genanvendelse af plast i Danmark med hensyn til de tekniske processer. Den største udfordring ligger dermed i at opstille realistiske mål for, hvor meget der kan indsamles af en given fraktion, idet dette varierer fra produkttype til produkttype.

Det vurderes også, at der for en vurdering af genanvendelse af konstruktionsplast fra f.eks. elektriske og elektroniske apparater er behov for en mere præcis kortlægning af de tekniske systemer og materialestrømme, hvis der ønskes et dækkende billede. Med det fragmenterede marked, der findes i dag, er det kun muligt at beregne konsekvenserne i form af grove scenarier, der kan give en indikation af, hvor stor en miljøgevinst, der kan opnås, men ikke give et præcist bundlinieresultat.

8.10 Konklusioner

Plast er en fællesbetegnelse for en bred vifte af materialer med meget forskellige egenskaber, både teknologisk og miljømæssigt. Med de mange anvendelsesmuligheder er det ikke overraskende, at plast indgår i et utal af produkter. Det er heller ikke overraskende, at kun en begrænset del af den anvendte plast på nuværende tidspunkt bliver genanvendt, af den simple grund at det for at opnå en fornuftig udnyttelse er nødvendigt at kunne holde de enkelte plastmaterialer adskilt i oparbejdningsprocessen.

Det største genanvendelsespotentiale findes derfor, hvor der er store og ensartede fraktioner, der kan indsamles og oparbejdes. Vejledningen tager ikke stilling til hvor dette er i praksis, men det er under alle omstændigheder en god ide at foretage sådanne overvejelser, inden man gennemfører en LCA, idet man derved sikrer både et godt fokus for dataindsamling og –bearbejdning.

Med i overvejelserne hører også en vurdering af, hvordan man i givet fald kan sikre afsætningsmulighederne for oparbejdet materiale. Plast adskiller sig fra mange metaller ved, at dets egenskaber forringes ved en genanvendelsesproces, og hvis det genvundne materiale ikke er økonomisk konkurrencedygtigt med primære materialer, er det svært at finde anvendelser, der er økonomisk fordelagtige for brugeren.

I LCA-sammenhæng giver systemudvidelse mulighed for at give et nuanceret billede af miljøbelastningen ved open-loop recycling eller forbrænding med energigenvinding. Det tekniske datagrundlag er langt hen ad vejen til stede, men det understreges, at en konsekvensanalyse bør foretages i hvert enkelt tilfælde.


Fodnoter

[11] Feedstock er den andel af de tilførte råvarer, der kan genfindes i det færdige (plast)produkt eller som er tabt som materialetab ved spild undervejs. Fuel er den del af de tilførte råvarer, der anvendes til at producere den energi, der er nødvendig i produktionsprocessen.

[12] Feedstock recycling er en proces, hvor plast depolymeriseres til raffinaderiprodukter, der kan erstatte primære energiråvarer som olie og naturgas i industrielle processer.

[13] Sekundært affald er det affald, der er tilbage efter oparbejdning af det oprindelige affald.

 



Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.