Odzysk i recykling wyrobów gumowych

Problemy techniczne, ekonomiczne i legislacyjne

Przemysł gumowy generuje znaczne ilości odpadów poprodukcyjnych i poużytkowych. Wynika to ze specyfiki procesu technologicznego. Ostateczną formę i parametry użytkowe wyrobów uzyskuje się w nieodwracalnym procesie wulkanizacji. Światowy przemysł gumowy produkuje rocznie ok. 35 mln ton wyrobów. Z punktu widzenia ochrony środowiska największym problemem są opony, które stanowią 60-70% produkcji przemysłu gumowego i od lat większość z nich trafiała na składowiska.

Sytuacja w Unii Europejskiej
W 2003 r. w UE powstało ok. 2,6 mln ton zużytych opon, podczas gdy w Polsce ok. 136 tys. ton. Zużyte opony stanowią ok. 80% poeksploatacyjnych wyrobów gumowych. Są one nie tylko zdecydowanie największą grupą poeksploatacyjnych wyrobów gumowych, ale ze względu na swój skład i budowę ich recykling jest znacznie trudniejszy niż metali, szkła i termoplastów. Oprócz gumy zawierają one kord tekstylny i stalowy, który należy oddzielić podczas procesów recyklingu. Duży wpływ na zagospodarowywanie zużytych opon w UE miało uchwalenie przez Parlament Europejski trzech dyrektyw: Landfill 1999/31/EC, End-of-Life Vehicle 2000/53/EC i Waste Incineration 2000/73/EC.
Dyrektywa Landfill 1999/31/EC wprowadziła zakaz składowania całych zużytych opon od lipca 2003 r., a od lipca 2006 r. również opon rozdrobnionych. Zobowiązuje ona ponadto kraje członkowskie do stworzenia warunków umożliwiających realizację tego zamierzenia. Z kolei dyrektywa End-of-Life Vehicle 2000/53/EC nakazała zdejmowanie opon z pojazdów przed ich złomowaniem. Ostatnia z dyrektyw Waste Incineration 2000/73/EC zobowiązała cementownie stosujące opony jako paliwo uzupełniające do uzyskania niższych limitów zawartości zanieczyszczeń w gazach odlotowych (wymagana będzie redukcja zawartości NO_x w gazach odlotowych do 800 mg/m³). Przewiduje się, że w 2008 r. w UE trzeba będzie zagospodarować ok. 3,5 mln ton zużytych opon. W tabeli 1 podano wskaźniki zagospodarowania zużytych opon w „starej” UE w 2000 i 2003 r.

Tab. 1. Średnie wskaźniki zagospodarowania zużytych opon w UE

Rok	Odzysk	Ponowne użycie/ Eksport	Bieżnikowanie	Recykling	Paliwo	Składowanie
2000	61%	10%	11%	19%	21%	39%
2003	73,4%	11,4%	12,6%	25,0%	24,4%	26,6%

Problem zużytych opon – rozwiązania
Istnieją trzy zasadnicze kierunki rozwiązania problemu zużytych opon: przedłużenie czasu ich użytkowania poprzez bieżnikowanie i zwiększenie trwałości, recykling materiałowy oraz stosowanie opon jako paliwa, czyli odzysk energetyczny. Pewna ilość opon może być wykorzystana w całości. W 2003 r. w UE wykorzystano 10% całych zużytych opon. Opony częściowo zużyte są przedmiotem eksportu.
Proces bieżnikowania jest powszechnie stosowanym, ekonomicznie uzasadnionym i bezpiecznym dla środowiska sposobem wykorzystania zużytych opon. W 2003 r. w UE poddano bieżnikowaniu średnio 12,6% zużytych opon, z czego większość stanowiły opony do samochodów ciężarowych. Istotnym czynnikiem wpływającym na ceny opon bieżnikowanych jest koszt pozyskania odpowiednich, nieuszkodzonych zużytych opon, tzw. karkasów, dlatego ważną rolę odgrywa tu właściwa organizacja produkcji i zbiórki zużytych opon.
Recykling opon polega na ich rozdrabnianiu i wykorzystywaniu produktów rozdrabniania do różnych zastosowań. Opony można rozdrabniać w temperaturze otoczenia, tzn. bez chłodzenia, oraz metodą kriogeniczną. Ze wzrostem stopnia rozdrobnienia rosną jednak znacznie koszty.
Na konferencji ETRA w marcu 2004 r. została zaprezentowana metoda rozdrabniania opon strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem, umożliwiająca uzyskanie czystego miału gumowego o powierzchni właściwej 2-3 m²/g. W wyniku prac wspólnego zespołu Europejskiego Centrum Normalizacji (CEN) i Europejskiego Stowarzyszenia Recyklingu Opon (ETRA) powstał obszerny dokument CWA14243-2002 „Materiały ze zużytych opon i przykłady ich stosowania”, na którego podstawie opracowano projekt Normy Europejskiej prEN 14243 CEN/BT/TF 145 N 22 (tabela 2).

Tab. 2. Klasyfikacja materiałów otrzymywanych ze zużytych opon wg CWA 14243

Rodzaj	Wielkość
Opony cięte (połówki i mniejsze kawałki)	>300 mm
Strzępy (shred)	300-40 mm
Czipsy (chips)	50-10 mm
Granulat	10-1 mm
Miał	0-1 mm i 0-0,5 mm
Ścier (produkt uboczny bieżnikowania opon)	40-0 mm

Wykorzystanie rozdrobnionych odpadów
Sposób wykorzystania rozdrobnionych odpadów gumowych zależy od stopnia ich rozdrobnienia. Strzępy i czipsy stosowane są jako wypełnienia lekkie w konstrukcjach tuneli, przejść podziemnych, nasypów, jako warstwy podkładowe dróg itp. Granulat wykorzystywany jest do sztucznych darni boisk piłkarskich, nawierzchni placów zabaw, boisk sportowych, ścieżek do biegania, barier przeciwhałasowych, podkładów amortyzujących uderzenia i drgania itp. Ponadto stosowany jest przy modyfikacji nawierzchni asfaltowych metodą ,,na sucho”. Zastosowanie granulatu do wykonywania sztucznej darni i nawierzchni placów zabaw wymaga przeprowadzenia testów toksyczności granulatu, polegających na oznaczaniu zawartości cynku w ekstrakcie kwaśnym i ekstrakcie wodnym, zgodnie z DIN-V 18035-7.
Miał gumowy, czyli mieszanki gumowe, przeznaczany jest do produkcji wyrobów takich jak: dywaniki samochodowe, wycieraczki, maty dla bydła, podeszwy, wykładziny podłogowe, pokrycia dachowe, kompozycje z polipropylenem o właściwościach termoplastycznych, z których wykonuje się wykładziny oraz uszczelnienia. Duże zainteresowanie wzbudza możliwość wykorzystania miału gumowego do modyfikacji lepiszcza asfaltowego stosowanego w drogownictwie. Stosuje się go do modyfikacji nawierzchni asfaltowych metodą „na mokro” i otrzymuje się tzw. asfalt gumowany. Miał gumowy wprowadzony do asfaltu zwiększa jego giętkość i twardość, zmniejsza odbijanie światła, zapewnia dobrą adhezję i kohezję, powoduje zmniejszenie hałasu na drogach, zwiększenie odporności nawierzchni na ścieranie, zmniejszenie poślizgu oraz poprawia ich charakterystykę w warunkach opadów i niskiej temperatury. Najpoważniejszą przeszkodą są większe koszty budowy takich nawierzchni. Tańsza jest jednak ich konserwacja.
W 2003 r. w UE głównym produktem recyklingu opon był granulat, który stanowił 63%, następnie strzępy i czipsy – 12% i miał 8%. Najwięcej, bo 55% granulatu zastosowano do produkcji nawierzchni boisk sportowych a 30% do produkcji wyrobów przemysłowych. Generalnie zdolności produkcyjne granulatu gumowego były większe o 40% od zapotrzebowania. W samej tylko Portugalii wybudowano 413 km dróg przy użyciu gumowanego asfaltu, w Niemczech 26 km, a w Polsce odcinki kilkukilometrowe. W UE w 2003 r. wykorzystano do tego celu zaledwie 5% granulatu.

Prawnie o…
Uchwalone przez Sejm w 2001 r. i 2002 r. ustawy dotyczące gospodarki zużytymi oponami są zgodne z dyrektywami UE. Ustawa o odpadach wprowadziła zakaz składowania całych zużytych opon na wysypiskach od 1 lipca 2003 r., a rozdrobnionych od 1 lipca 2006 r. Obowiązywał również zakaz importu zużytych opon do spalania, który stracił ważność po wejściu Polski do UE. Z kolei ustawa o obowiązkach przedsiębiorców nakłada na producentów i importerów obowiązek uzyskania wyznaczonych w poszczególnych latach poziomów odzysku wprowadzonych na rynek opon. Docelowo poziom odzysku ma osiągnąć 75% w 2007 r., pod sankcją płacenia opłaty produktowej, co dotyczy również importerów samochodów. Zgodnie natomiast z tzw. ustawą czyszczącą od 2004 r. obowiązuje również uzyskanie wskaźnika recyklingu opon, który docelowo ma wynosić 15% w 2007 r. Stanowi to poważne wyzwanie, ponieważ rynek produktów recyklingu opon jest w Polsce niewielki. Brakuje m.in. oficjalnych danych, jaka ilość zużytych opon została spalona, jaka poddana bieżnikowaniu i recyklingowi.

Obowiązek odzysku i recyklingu – liczby
Producenci i główni importerzy opon (ponad 90% rynku opon) utworzyli Centrum Utylizacji Opon Organizacja Odzysku SA, które w ich imieniu ma realizować obowiązek odzysku i recyklingu zużytych opon. W 2002 r. uzyskany wskaźnik odzysku zużytych opon wyniósł 27,5% i był wyższy od wymaganego o 2,5%. Został on zrealizowany głównie przez spalanie całych opon w cementowniach. Nie wszyscy jednak wywiązali się z tego obowiązku i do Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej wpłynęło na specjalne subkonto ok. 600 tys. zł opłat produktowych. Z kolei w 2003 r. średni wskaźnik odzysku dla różnego rodzaju opon wynosił 35%, a osiągnięto 43,1%. Do NFOŚiGW wpłynęło 526,2 tys. zł opłat produktowych. Środki te, zgodnie z ustawą, NFOŚiGW powinien przeznaczyć na finansowanie przedsięwzięć prowadzących do recyklingu, odzysku i unieszkodliwiania odpadów poużytkowych z opon.

Rynek produktów recyklingu opon
Wskaźnik odzysku opon w 2004 r. wynosi 50%, w tym 6% ma być poddanych recyklingowi. Powstał więc problem, co się będzie działo z 50% opon wprowadzonymi na rynek w 2004 r. Zapewne, jak dotychczas będą one spalane w sposób niekontrolowany w szklarniach, małych cegielniach itp. oraz wyrzucane w przypadkowych miejscach. Nie ma obecnie w Polsce możliwości zagospodarowania takiej ilości zużytych opon, ani dostatecznie dużego rynku na produkty recyklingu opon.
W Instytucie Przemysłu Gumowego są prowadzone prace badawczo-rozwojowe, których celem jest rozszerzenie zakresu zastosowań granulatu i miału gumowego otrzymywanych z odpadów gumowych. Powstałe w 2000 r. Stowarzyszenie Ekoguma, wspólnie z Instytutem Przemysłu Gumowego, prowadzi działalność informacyjną i propaguje różne zastosowania produktów recyklingu opon, a szczególnie granulatu i miału gumowego.

dr Leszek Pyskło
dr inż. Wanda Parasiewicz
Instytut Przemysłu Gumowego

Śródtytuły od redakcji