Recykling a składowanie samochodów
Jedną ze sfer działalności ludzkiej, utożsamianej ze szczególną degradacją środowiska, jest motoryzacja. Samochód może być niemal idealnym przykładem masowego produktu, który jako obiekt techniczny o bardzo złożonej budowie oddziałuje na środowisko w całym cyklu istnienia, poczynając od fazy wydobycia surowców, a na fazie likwidacji kończąc.
Nie budzi wątpliwości, że w obszarze motoryzacji recykling może być jednym ze skuteczniejszych sposobów ograniczania negatywnego wpływu człowieka na środowisko.
Do niedawna zainteresowanie samochodami wycofanymi z eksploatacji wynikało głównie z możliwości pozyskania i sprzedaży złomu oraz części zamiennych. Bez wątpienia zarówno złom, jak i pozyskane części mogą być źródłem korzyści finansowych. Należy jednak podkreślić, że ze środowiskowego punktu widzenia przerób tego samego złomu przyczynia się również do ograniczenia szkód, jakie powstałyby w sytuacji zaspokajania całego popytu na te materiały tylko produkcją pierwotną. Produkcja jednej tony stali ze złomu zmniejsza zużycie energii o 74% oraz zapotrzebowanie na surowce pierwotne o 90%1. Podobnie jest w przypadku wykorzystania złomu aluminium. Proces wytwarzania jednej tony aluminium z boksytu pochłania ok. 15 tys. kWh energii elektrycznej, podczas gdy wykorzystanie surowców wtórnych w produkcji może zmniejszyć to zużycie nawet o 95%. Użycie surowców wtórnych w produkcji miedzi pozwala zaoszczędzić 85% energii w porównaniu z ilością energii potrzebną do wyprodukowania miedzi z surowców pierwotnych, a produkcja cynku z wykorzystaniem surowców wtórnych redukuje zużycie energii o 60%2. Korzyści środowiskowe identyfikowane są również w procesie recyklingu metali szlachetnych. Proces uzyskania 1 kg platynowców wymaga wydobycia ok. 150 ton rudy z głębokości ok. 1000 m, podczas gdy taką samą ilość można uzyskać z ok. 0,5 tony nośników katalitycznych3,4. Samochody wycofywane z eksploatacji słusznie zatem uznane zostały za źródło wielu wartościowych surowców.
Pojazdy zawierają również substancje niebezpieczne, np. przepracowany olej. Z tego powodu na recykling należy spojrzeć szerzej, aniżeli z punktu widzenia odzyskiwania złomu. Z jednej tony przepracowanego oleju można bowiem uzyskać ok. 110 kg oleju napędowego oraz ok. 600-700 kg olejów smarowych (w tym ok. 100-150 kg wysokojakościowych olejów silnikowych), podczas gdy do wyprodukowania ok. 100-150 kg olejów mineralnych niezbędna jest jedna tona ropy naftowej. Z powyższych porównań wynika, że recykling 1 tony przepracowanego oleju może zrównoważyć zapotrzebowanie na ok. 5-6 ton ropy naftowej5. Jeżeli jednak ten sam olej nie zostanie poddany recyklingowi, to rozlany na powierzchnię wnika głęboko w ziemię, powodując zatrucie jej wierzchniej warstwy i skażenie wód gruntowych6.
Polichlorek winylu jest inną toksyczną substancją, której niewłaściwie zagospodarowanie może stanowić duże obciążenie dla środowiska. Podczas składowania odpadów zawierających PVC, dodatki w postaci plastyfikatorów, stabilizatorów i pigmentów mogą przedostać się do wód infiltracyjnych, powodując obciążenie gleby i wód gruntowych szkodliwymi substancjami organicznymi oraz metalami ciężkimi. Samowolne spalanie odpadów z PVC jest szkodliwe dla środowiska i ludzkiego zdrowia. Z tego względu można go spalać tylko w specjalnych instalacjach.
Niewłaściwe unieszkodliwianie odpadów nierzadko prowadzi do skażenia środowiska toksycznymi substancjami i stanowi jego duże obciążenie. Jak duże? Jednym ze sposobów umożliwiających oszacowanie wielkości tego obciążenia jest metoda LCA, dzięki której możliwa jest identyfikacja najbardziej uciążliwych dla środowiska naturalnego etapów oraz ocena zakresu oddziaływań w całym cyklu istnienia produktu.
Tabele i rysunki (PDF)
Ocena środowiskowa
Metoda środowiskowego oszacowania cyklu istnienia produktów – LCA (Life Cycle Assessment) – w sposób ilościowy określa obciążenia środowiskowe, opierając się na inwentaryzacji czynników środowiskowych w odniesieniu do obiektu, procesu lub innej działalności w cyklu od wydobycia surowców do ich końcowego zagospodarowania7. Metodę tę uznaje się za jedno z lepszych narzędzi wspomagających analizy wyrobów z punktu widzenia obciążeń środowiska.
W analizie całkowite obciążenie środowiska może być wyrażone za pomocą jednej liczby – ekowskaźnika. Śledzi się również kolejne kroki procedury i grupuje oddziaływania środowiskowe wg trzech kategorii. Pierwszą z nich jest oddziaływanie na zdrowie ludzkie, na którą składają się emisje substancji rakotwórczych, organicznych i nieorganicznych substancji powodujących choroby układu oddechowego; zjawiska zmiany klimatu; ubożenie warstwy ozonowej oraz emisja promieniowania jonizującego. Na drugą kategorię – stan ekosystemu – wpływ mają: skażenie środowiska substancjami toksycznymi; zakwaszenie i eutrofizacja oraz wykorzystanie terenu. Ostatnia kategoria dotyczy wyczerpywania zasobów i jest związana z wydobyciem minerałów oraz wyczerpywaniem zasobów paliw kopalnych.
Porównanie recyklingu ze składowaniem
Dzięki ocenie ekobilansowej porównano korzyści środowiskowe towarzyszące recyklingowi samochodów wycofanych z eksploatacji, z negatywnymi skutkami, jakie wywoływane są składowaniem odpadów pozyskanych z SWE. Podstawę obliczeń stanowiła ilość odpadów możliwa do pozyskania z jednego samochodu wycofanego z eksploatacji, która została wyznaczona na podstawie danych udostępnionych z pięciu stacji demontażu. Średnie masy poszczególnych materiałów oraz ich procentowy udział w całkowitej masie odpadów możliwych do pozyskania z jednego wraku przedstawiono w tabeli.
Wyniki analizy zostały wyrażone w punktach środowiskowych, jednostce przyjętej w metodzie LCA do określenia wielkości oddziaływań środowiskowych. Podkreślić należy, że ujemne wartości punktów środowiskowych oznaczają korzyści środowiskowe, wartości dodatnie natomiast to negatywny wpływ na środowisko. Z kolei wartości zerowe na niektórych wykresach mogą oznaczać, że do tej pory nie zidentyfikowano takich oddziaływań lub też wielkość tych oddziaływań jest nieznaczna w porównaniu z wpływem innych materiałów na daną kategorię. Liczby „zero” nie należy zatem traktować jako całkowitego braku oddziaływań, gdyż mogłoby to doprowadzić do błędnych wniosków.
Rys. 1 pokazuje, że recykling przynosi znaczne korzyści środowiskowe w kategorii wpływu na wyczerpywanie zasobów. Bez wątpienia jest to efekt obniżenia wielkości zapotrzebowania na ograniczone zasoby surowców pierwotnych. Środowiskowe korzyści identyfikowane są również w kategorii wpływu na zdrowie ludzkie, co wynika głównie z tego, że w procesie recyklingu niebezpieczne odpady nie przedostają się do środowiska naturalnego. Negatywny wpływ wywierany w procesie recyklingu na stan ekosystemu (1,6 pkt.) może wynikać z faktu, że nie ma procesów przemysłowych ekologicznie czystych w 100% – różny może być jedynie stopień powodowanego przez nie zanieczyszczenia. Jednak negatywny wpływ recyklingu na środowisko naturalne stanowi niespełna 5% całkowitych konsekwencji składowania odpadów możliwych do pozyskania z samochodów wycofanych z eksploatacji.
W przypadku składowania całej objętości materiałów możliwych do pozyskania z jednego pojazdu negatywne oddziaływania środowiskowe zidentyfikowano we wszystkich trzech kategoriach oddziaływań.
Po zbilansowaniu przedstawionych na rys. 1 danych obrazujących wielkość oddziaływań środowiskowych możliwe jest ukazanie całkowitego obciążenia środowiska jako efektu realizacji badanych procesów przy pomocy jednej liczby, tzw. ekowskażnika. Pozwala to na jednoznaczne porównanie obiektów analizy. Współczynniki środowiskowe odzwierciedlające poziom całkowitych oddziaływań środowiskowych związanych z zagospodarowaniem jednego pojazdu wycofanego z eksploatacji przedstawiono na wykresie (rys. 2).
Poza sumarycznym ukazaniem oddziaływań środowiskowych za pomocą ekowskaźnika możliwe było również szczegółowe porównanie oddziaływań środowiskowych wpływających na poszczególne kategorie oddziaływań (rys. 3).
Wśród negatywnych oddziaływań dominują: emisja związków rakotwórczych (23,87 pkt.) w kategorii wpływu na zdrowie ludzkie (składowanie) oraz skażenie środowiska substancjami toksycznymi (7,39 pkt.) w kategorii wpływu na stan ekosystemu (składowanie). Z kolei w procesie recyklingu dominującą kategorią oddziaływań jest wyczerpywanie zasobów paliw kopalnych (-76,36 pkt), ale w tym przypadku oddziaływania są identyfikowane z korzyściami środowiskowymi.
Wielkość wpływów środowiskowych związanych z recyklingiem i składowaniem odpadów pochodzących z samochodów wycofanych z eksploatacji, zgrupowanych zgodnie z tabelą, przedstawiono na rys. 4.
Uzyskane wyniki umożliwiły identyfikację grup materiałowych, które poddane recyklingowi lub składowaniu cechują się dominującym pod względem wielkości wpływem na środowisko. Wynika z tego, iż największe korzyści środowiskowe przynosi recykling materiałów metalowych (-71,63 pkt.). Kolejne co do wielkości oddziaływań korzyści związane są z recyklingiem materiałów eksploatacyjnych (-4,23 pkt.) i materiałów niemetalowych (-3,32 pkt.). Składowanie materiałów eksploatacyjnych przynosi największe negatywne skutki w przypadku aut (28,43 pkt.), natomiast następne co do wielkości niepożądanych oddziaływań są materiały metalowe (6,95 pkt.).
Wyniki dotyczące konsekwencji środowiskowych recyklingu i składowania SWE z jednej strony pozwoliły na obiektywne ze środowiskowego punktu widzenia porównanie poddanych analizie procesów, z drugiej strony pozwoliły porównać między sobą poszczególne składniki. Zidentyfikowano dzięki temu materiały, które niepoddane recyklingowi wywierają największy negatywny wpływ na środowisko naturalne, wskazano te, których recykling przynosi znaczne korzyści środowiskowe oraz określono kategorie oddziaływań środowiskowych, na które materiały te wywierają wpływ dominujący.
Źródła
Robert Lewicki
Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, Politechnika Poznańska
Nie budzi wątpliwości, że w obszarze motoryzacji recykling może być jednym ze skuteczniejszych sposobów ograniczania negatywnego wpływu człowieka na środowisko.
Do niedawna zainteresowanie samochodami wycofanymi z eksploatacji wynikało głównie z możliwości pozyskania i sprzedaży złomu oraz części zamiennych. Bez wątpienia zarówno złom, jak i pozyskane części mogą być źródłem korzyści finansowych. Należy jednak podkreślić, że ze środowiskowego punktu widzenia przerób tego samego złomu przyczynia się również do ograniczenia szkód, jakie powstałyby w sytuacji zaspokajania całego popytu na te materiały tylko produkcją pierwotną. Produkcja jednej tony stali ze złomu zmniejsza zużycie energii o 74% oraz zapotrzebowanie na surowce pierwotne o 90%1. Podobnie jest w przypadku wykorzystania złomu aluminium. Proces wytwarzania jednej tony aluminium z boksytu pochłania ok. 15 tys. kWh energii elektrycznej, podczas gdy wykorzystanie surowców wtórnych w produkcji może zmniejszyć to zużycie nawet o 95%. Użycie surowców wtórnych w produkcji miedzi pozwala zaoszczędzić 85% energii w porównaniu z ilością energii potrzebną do wyprodukowania miedzi z surowców pierwotnych, a produkcja cynku z wykorzystaniem surowców wtórnych redukuje zużycie energii o 60%2. Korzyści środowiskowe identyfikowane są również w procesie recyklingu metali szlachetnych. Proces uzyskania 1 kg platynowców wymaga wydobycia ok. 150 ton rudy z głębokości ok. 1000 m, podczas gdy taką samą ilość można uzyskać z ok. 0,5 tony nośników katalitycznych3,4. Samochody wycofywane z eksploatacji słusznie zatem uznane zostały za źródło wielu wartościowych surowców.
Pojazdy zawierają również substancje niebezpieczne, np. przepracowany olej. Z tego powodu na recykling należy spojrzeć szerzej, aniżeli z punktu widzenia odzyskiwania złomu. Z jednej tony przepracowanego oleju można bowiem uzyskać ok. 110 kg oleju napędowego oraz ok. 600-700 kg olejów smarowych (w tym ok. 100-150 kg wysokojakościowych olejów silnikowych), podczas gdy do wyprodukowania ok. 100-150 kg olejów mineralnych niezbędna jest jedna tona ropy naftowej. Z powyższych porównań wynika, że recykling 1 tony przepracowanego oleju może zrównoważyć zapotrzebowanie na ok. 5-6 ton ropy naftowej5. Jeżeli jednak ten sam olej nie zostanie poddany recyklingowi, to rozlany na powierzchnię wnika głęboko w ziemię, powodując zatrucie jej wierzchniej warstwy i skażenie wód gruntowych6.
Polichlorek winylu jest inną toksyczną substancją, której niewłaściwie zagospodarowanie może stanowić duże obciążenie dla środowiska. Podczas składowania odpadów zawierających PVC, dodatki w postaci plastyfikatorów, stabilizatorów i pigmentów mogą przedostać się do wód infiltracyjnych, powodując obciążenie gleby i wód gruntowych szkodliwymi substancjami organicznymi oraz metalami ciężkimi. Samowolne spalanie odpadów z PVC jest szkodliwe dla środowiska i ludzkiego zdrowia. Z tego względu można go spalać tylko w specjalnych instalacjach.
Niewłaściwe unieszkodliwianie odpadów nierzadko prowadzi do skażenia środowiska toksycznymi substancjami i stanowi jego duże obciążenie. Jak duże? Jednym ze sposobów umożliwiających oszacowanie wielkości tego obciążenia jest metoda LCA, dzięki której możliwa jest identyfikacja najbardziej uciążliwych dla środowiska naturalnego etapów oraz ocena zakresu oddziaływań w całym cyklu istnienia produktu.
Tabele i rysunki (PDF)
Ocena środowiskowa
Metoda środowiskowego oszacowania cyklu istnienia produktów – LCA (Life Cycle Assessment) – w sposób ilościowy określa obciążenia środowiskowe, opierając się na inwentaryzacji czynników środowiskowych w odniesieniu do obiektu, procesu lub innej działalności w cyklu od wydobycia surowców do ich końcowego zagospodarowania7. Metodę tę uznaje się za jedno z lepszych narzędzi wspomagających analizy wyrobów z punktu widzenia obciążeń środowiska.
W analizie całkowite obciążenie środowiska może być wyrażone za pomocą jednej liczby – ekowskaźnika. Śledzi się również kolejne kroki procedury i grupuje oddziaływania środowiskowe wg trzech kategorii. Pierwszą z nich jest oddziaływanie na zdrowie ludzkie, na którą składają się emisje substancji rakotwórczych, organicznych i nieorganicznych substancji powodujących choroby układu oddechowego; zjawiska zmiany klimatu; ubożenie warstwy ozonowej oraz emisja promieniowania jonizującego. Na drugą kategorię – stan ekosystemu – wpływ mają: skażenie środowiska substancjami toksycznymi; zakwaszenie i eutrofizacja oraz wykorzystanie terenu. Ostatnia kategoria dotyczy wyczerpywania zasobów i jest związana z wydobyciem minerałów oraz wyczerpywaniem zasobów paliw kopalnych.
Porównanie recyklingu ze składowaniem
Dzięki ocenie ekobilansowej porównano korzyści środowiskowe towarzyszące recyklingowi samochodów wycofanych z eksploatacji, z negatywnymi skutkami, jakie wywoływane są składowaniem odpadów pozyskanych z SWE. Podstawę obliczeń stanowiła ilość odpadów możliwa do pozyskania z jednego samochodu wycofanego z eksploatacji, która została wyznaczona na podstawie danych udostępnionych z pięciu stacji demontażu. Średnie masy poszczególnych materiałów oraz ich procentowy udział w całkowitej masie odpadów możliwych do pozyskania z jednego wraku przedstawiono w tabeli.
Wyniki analizy zostały wyrażone w punktach środowiskowych, jednostce przyjętej w metodzie LCA do określenia wielkości oddziaływań środowiskowych. Podkreślić należy, że ujemne wartości punktów środowiskowych oznaczają korzyści środowiskowe, wartości dodatnie natomiast to negatywny wpływ na środowisko. Z kolei wartości zerowe na niektórych wykresach mogą oznaczać, że do tej pory nie zidentyfikowano takich oddziaływań lub też wielkość tych oddziaływań jest nieznaczna w porównaniu z wpływem innych materiałów na daną kategorię. Liczby „zero” nie należy zatem traktować jako całkowitego braku oddziaływań, gdyż mogłoby to doprowadzić do błędnych wniosków.
Rys. 1 pokazuje, że recykling przynosi znaczne korzyści środowiskowe w kategorii wpływu na wyczerpywanie zasobów. Bez wątpienia jest to efekt obniżenia wielkości zapotrzebowania na ograniczone zasoby surowców pierwotnych. Środowiskowe korzyści identyfikowane są również w kategorii wpływu na zdrowie ludzkie, co wynika głównie z tego, że w procesie recyklingu niebezpieczne odpady nie przedostają się do środowiska naturalnego. Negatywny wpływ wywierany w procesie recyklingu na stan ekosystemu (1,6 pkt.) może wynikać z faktu, że nie ma procesów przemysłowych ekologicznie czystych w 100% – różny może być jedynie stopień powodowanego przez nie zanieczyszczenia. Jednak negatywny wpływ recyklingu na środowisko naturalne stanowi niespełna 5% całkowitych konsekwencji składowania odpadów możliwych do pozyskania z samochodów wycofanych z eksploatacji.
W przypadku składowania całej objętości materiałów możliwych do pozyskania z jednego pojazdu negatywne oddziaływania środowiskowe zidentyfikowano we wszystkich trzech kategoriach oddziaływań.
Po zbilansowaniu przedstawionych na rys. 1 danych obrazujących wielkość oddziaływań środowiskowych możliwe jest ukazanie całkowitego obciążenia środowiska jako efektu realizacji badanych procesów przy pomocy jednej liczby, tzw. ekowskażnika. Pozwala to na jednoznaczne porównanie obiektów analizy. Współczynniki środowiskowe odzwierciedlające poziom całkowitych oddziaływań środowiskowych związanych z zagospodarowaniem jednego pojazdu wycofanego z eksploatacji przedstawiono na wykresie (rys. 2).
Poza sumarycznym ukazaniem oddziaływań środowiskowych za pomocą ekowskaźnika możliwe było również szczegółowe porównanie oddziaływań środowiskowych wpływających na poszczególne kategorie oddziaływań (rys. 3).
Wśród negatywnych oddziaływań dominują: emisja związków rakotwórczych (23,87 pkt.) w kategorii wpływu na zdrowie ludzkie (składowanie) oraz skażenie środowiska substancjami toksycznymi (7,39 pkt.) w kategorii wpływu na stan ekosystemu (składowanie). Z kolei w procesie recyklingu dominującą kategorią oddziaływań jest wyczerpywanie zasobów paliw kopalnych (-76,36 pkt), ale w tym przypadku oddziaływania są identyfikowane z korzyściami środowiskowymi.
Wielkość wpływów środowiskowych związanych z recyklingiem i składowaniem odpadów pochodzących z samochodów wycofanych z eksploatacji, zgrupowanych zgodnie z tabelą, przedstawiono na rys. 4.
Uzyskane wyniki umożliwiły identyfikację grup materiałowych, które poddane recyklingowi lub składowaniu cechują się dominującym pod względem wielkości wpływem na środowisko. Wynika z tego, iż największe korzyści środowiskowe przynosi recykling materiałów metalowych (-71,63 pkt.). Kolejne co do wielkości oddziaływań korzyści związane są z recyklingiem materiałów eksploatacyjnych (-4,23 pkt.) i materiałów niemetalowych (-3,32 pkt.). Składowanie materiałów eksploatacyjnych przynosi największe negatywne skutki w przypadku aut (28,43 pkt.), natomiast następne co do wielkości niepożądanych oddziaływań są materiały metalowe (6,95 pkt.).
Wyniki dotyczące konsekwencji środowiskowych recyklingu i składowania SWE z jednej strony pozwoliły na obiektywne ze środowiskowego punktu widzenia porównanie poddanych analizie procesów, z drugiej strony pozwoliły porównać między sobą poszczególne składniki. Zidentyfikowano dzięki temu materiały, które niepoddane recyklingowi wywierają największy negatywny wpływ na środowisko naturalne, wskazano te, których recykling przynosi znaczne korzyści środowiskowe oraz określono kategorie oddziaływań środowiskowych, na które materiały te wywierają wpływ dominujący.
Źródła
- Szymańska K.: Efekty środowiskowe działalności gospodarczej. II Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Problemy Recyklingu”. Rogów 2002.
- Gaballah I., Kanari N.: Recycling Policy in the European Union. JOM 2001.
- Kuemmerle W., Duesmann R.: Katalysatorsysteme: Aufbau und Recycling. „Motortechnische Zeitchrift“ 55/1994.
- Bocheński C.I., Kojtych A.: Recykling katalizatorów. I Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Problemy Recyklingu”. Rogów 2001.
- Olszewski W.: Wybrane zagadnienia recyklingu przepracowanych olejów smarowych. I Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Problemy Recyklingu”. Rogów 2001.
- Markiewicz M.: Przepracowane oleje smarowe – ich zbiórka i zagospodarowanie”. „Paliwa, Oleje i Smary w Eksploatacji” 63/1998.
- Kłos Z.: Środowiskowa ocena maszyn i urządzeń. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. Poznań 1998.
Robert Lewicki
Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, Politechnika Poznańska
