Trendy w recyklingu olejów odpadowych w UE
Oleje odpadowe powstają w wyniku gospodarczej działalności człowieka jako odpad z eksploatacji olejów smarowych, stosowanych m.in. w przemyśle motoryzacyjnym. Z wieloletnich statystyk wynika, że ilość generowanych przez gospodarkę w skali rocznej olejów odpadowych wynosi ok. 50% ilości produkowanych „świeżych” olejów smarowych. Pozostałe 50% jest zużywane w procesach użytkowania.
W krajach starej Unii Europejskiej roczna produkcja olejów smarowych wynosi ok. 4,8 mln ton, co oznacza, że potencjalna pula pozostających do zagospodarowania olejów odpadowych kształtuje się na poziomie ok. 2,4 mln ton w skali roku¹.
Problem prawidłowego zarządzania zbiórką i przerobem lub unieszkodliwianiem olejów odpadowych jest niezwykle złożony. Wymaga bowiem stworzenia organizacyjno-prawnego systemu recyklingu, obejmującego efektywną zbiórkę olejów odpadowych, zgodne z zasadami ekologii i sprawne z technicznego punktu widzenia ich przetwarzanie oraz zabezpieczenie rynku zbytu dla uzyskiwanych produktów recyklingu.
Gospodarka olejami odpadowymi nie jest dziedziną dochodową, dlatego też w systemie zbiórki i przeróbki tych odpadów muszą działać zarówno przepisy nakazowo-kontrolne, jak i mechanizmy subwencji, ulg podatkowych i/lub innych bodźców finansowych. Niezwykle istotnym czynnikiem jest też świadomość społeczna.
Dlaczego oleje odpadowe są groźne dla środowiska?
Szkodliwe działanie olejów odpadowych na środowisko wynika z ich toksyczności, rakotwórczości i słabej zdolności do biologicznego rozkładu2-4.
Niekontrolowany wyciek olejów odpadowych na powierzchnię ziemi powoduje groźne, często nieodwracalne w skutkach zatrucie gleby i wód gruntowych. Z badań wynika, że oleje odpadowe zmieniają mikrobiologiczną postać gleby, działają mutagennie na bakterie i redukują produkcję fitoplanktonu.
Poprzez cieki wodne i wody podskórne olej odpadowy dostaje się do zbiorników wodnych i rzek. Jak wyliczono, obecność 1 kg oleju odpadowego w jakimkolwiek akwenie skaża i czyni niezdatnym do picia 1 – 5 mln litrów wody.
Zatruciu ulęgają znaczące zasoby fauny i flory bytującej w skażonych zbiornikach. Stwierdzono, że niektóre zanieczyszczenia zawarte w olejach odpadowych, np. polichlorobifenyle, przenoszone są przez wędrujące gatunki ryb (np. łososie) do miejsc ekologicznie czystych, w których nigdy nie dochodziło do skażeń. Oleje odpadowe „upłynniane” do kanałów ściekowych zanieczyszczają powierzchnię ścieku i zakłócają pracę systemów filtracyjnych oraz instalacji kanalizacyjnych.
Rakotwórczość olejów odpadowych związana jest z zawartymi w nich metalami ciężkimi oraz wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, zwłaszcza benzo(a)pirenu i jego pochodnych nitrowych. Związki te stwarzają ogromne zagrożenie dla fauny i flory żyjącej na skażonych terenach, a ponadto wykazują działanie embrionotoksyczne, zarówno w kontakcie bezpośrednim, jak i na skutek działania z zewnątrz, np. poprzez skorupy ptasich jaj.
Oleje mineralne, w tym odpadowe, wykazują słabą skłonność do biodegradacji. W glebie, w zależności od składu chemicznego oleju, rozkładowi ulega od 24 do 82% jego całkowitej masy. W zbiornikach wodnych w ciągu 100 dni degradacji biologicznej podlega jedynie ok. 20% masy oleju odpadowego.
Biorąc pod uwagę zagrożenia, jakie dla środowiska niesie problem powstawania i nieprawidłowego gospodarowania olejami odpadowymi, zgodnie z polskim prawem (Prawo ochrony środowiska, Prawo wodne, ustawa o odpadach) pod karą aresztu lub grzywny zabrania się odprowadzania olejów odpadowych do wód i systemów odwadniających, deponowania ich do gleby lub ziemi, niekontrolowanego odprowadzania pozostałości z ich przerobu lub unieszkodliwiania oraz wszelkiego przetwarzania olejów odpadowych, powodującego pogorszenie stanu środowiska (w tym zanieczyszczenie powietrza przekraczające wartości określone odpowiednimi przepisami).
Charakterystyka zanieczyszczeń zawartych w olejach odpadowych
Jakość olejów odpadowych podlegających zbiórce, a następnie przemysłowemu zagospodarowaniu, uzależniona jest w znacznym stopniu od właściwości olejów smarowych, z których się wywodzą, a także od zanieczyszczeń, jakie powstają na skutek przemian chemicznych bądź są wnoszone do olejów smarowych w procesach ich użytkowania5,6.
Bazą mineralną olejów smarowych są oleje podstawowe, wytwarzane w procesach przerobu ropy naftowej. W celu wyprodukowania gotowych olejów smarowych o różnym przeznaczeniu (takich jak oleje silnikowe, przekładniowe, hydrauliczne itp.) do uzyskanych olejów podstawowych dodaje się dodatki uszlachetniające, wpływające na poprawę konkretnych właściwości użytkowych tych olejów. Pakiety dodatków stanowią od 5 do 25% masy gotowego oleju smarowego. Dodatki uszlachetniające są to na ogół związki organiczne lub polimerowe, wykazujące działanie toksyczne na organizmy żywe i świat biologiczny.
W procesach eksploatacji olejów smarowych dodatki uszlachetniające stopniowo zużywają się, tworząc różnorodne produkty przekształceń chemicznych, takie jak węglany wapnia, magnezu i baru, merkaptany, tiofosforany, siarczki i tlenki metali.
Związki powstające w wyniku starzenia się oleju podstawowego to produkty rozkładu termicznego oraz skoksowania węglowodorów, w tym wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, laki i żywice. Produkty te, wraz z mikrocząsteczkami metali pochodzącymi z zużycia ruchomych elementów silników i maszyn, stanowią podstawowe zanieczyszczenia olejów po eksploatacji. Do zanieczyszczeń olejów odpadowych należy również woda i zanieczyszczenia mechaniczne (piasek, gleba, rdza), wnoszone w całym cyklu ich eksploatacji, a także zanieczyszczenia przypadkowe (płyny niskozamarzające, rozpuszczalniki, farby, lakiery, detergenty), które mogą zostać wprowadzone do olejów w trakcie ich zbiórki.
Całkowita zawartość zanieczyszczeń występujących w olejach odpadowych, na którą składają się zanieczyszczenia typowe (związane z eksploatacją olejów smarowych) i przypadkowe (nabyte podczas zbiórki) powoduje, że pozostająca do odzyskania baza olejowa stanowi ok. 80 – 90% masy odzyskiwanych olejów odpadowych. Rodzaj i zawartość zanieczyszczeń znajdujących się w olejach odpadowych decyduje o sposobach ich zagospodarowania i w znaczny sposób wpływa na jakość uzyskiwanych produktów celowych.
Do najgroźniejszych zanieczyszczeń olejów odpadowych należy chlor, pochodzący ze związków chlorowcoorganicznych, w tym z dodatków uszlachetniających lub rozpuszczalników zawierających chlor oraz innych niebezpiecznych komponentów.
W trakcie przeróbki oleju zanieczyszczonego związkami chlorowcoorganicznymi powstaje chlorowodór o silnie korodującym działaniu, wpływający negatywnie na żywotność i stan techniczny instalacji, głównie instalacji do wstępnej destylacji olejów odpadowych. Szczególnie groźnym dla olejów odpadowych rodzajem związków zawierających chlor są polichlorowane difenyle, oznaczane skrótem PCB (polichlorodifenyle) i PCT (polichlorotrifenyle). Związki te były niegdyś powszechnie stosowane jako oleje do transformatorów i kondensatorów, a także jako płyny hydrauliczne. Po odkryciu ich toksyczności zostały całkowicie wycofane z użycia. Jednakże w olejach odpadowych do dziś spotyka się niewielkie domieszki polichlorobifenyli – od 2 do 100 ppm (mg/kg). Z tego też powodu do prawodawstwa krajów członkowskich UE z zakresu ochrony środowiska wprowadzono obligatoryjne ograniczenie zawartości PCB/PCT w olejach odpadowych, kierowanych do regeneracji bądź spalania, do 50 ppm (mg/kg)7,8. Rozporządzenie MGiP z 4 sierpnia 2004 r. w sprawie szczegółowego sposobu postępowania z olejami odpadowymi ogranicza zawartość związków typu polichlorodifenyli w olejach odpadowych kierowanych do regeneracji do 25 ppm (mg/kg)9.
W tab. 1 przedstawiono rodzaj i zawartość typowych zanieczyszczeń, występujących w olejach odpadowych zbieranych w krajach byłej Piętnastki5, a na rysunku – w formie graficznej – jakościową i ilościową charakterystykę najbardziej istotnych zanieczyszczeń występujących w krajowych olejach odpadowych10.
Tab. 1. Zanieczyszczenia występujące w olejach odpadowych zbieranych w krajach UE
Rodzaj zanieczyszczeń | Pochodzenie zanieczyszczeń | Zakres zawartości zanieczyszczeń
[ppm (mg/kg)] |
Bar (Ba) | Dodatki uszlachetniające | < 100 |
Wapń (Ca) | Dodatki uszlachetniające | 1000 – 3000 |
Ołów (Pb) | Benzyna ołowiowa/zużycie łożysk | 100 – 1000 |
Magnez (MG) | Dodatki uszlachetniające | 100 – 500 |
Cynk (Zn) | Dodatki uszlachetniające | 500 – 1000 |
Fosfor (P) | Dodatki uszlachetniające | 500 – 1000 |
Żelazo (Fe) | Zużycie silnika | 100 – 500 |
Chrom (Cr) | Zużycie silnika | Ślady |
Nikiel (Ni) | Zużycie silnika | Ślady |
Glin (Al) | Zużycie łożysk | Ślady |
Miedź (Cu) | Zużycie łożysk | Ślady |
Cyna (Sn) | Zużycie łożysk | Ślady |
Chlor (Cl) | Dodatki/ rozpuszczalniki/PCB | średnio 300 |
Krzem (Si) | Dodatki uszlachetniające/zanieczyszczenia przypadkowe (piasek) | 50 – 100 |
Siarka (S) | Olej podstawowy/produkty spalania | 0,2 – 1% mas. |
Woda | Produkt spalania/zanieczyszczenia przypadkowe | 5 – 10% mas. |
Lekkie frakcje węglowodorowe | Paliwa rozpuszczone w olejach | 5 – 10% mas. |
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne | Procesy niecałkowitego spalania i polimeryzacja | < 1000 |
Zbiórka olejów odpadowych w UE
Zgodnie z danymi obejmującymi lata 1999 – 2001¹, wskaźnik efektywności zbiórki (rozumiany jako stosunek ilości olejów odpadowych potencjalnie podlegających zbiórce do ilości faktycznie zebranej w skali rocznej, wyrażony w procentach) waha się dla poszczególnych krajów członkowskich UE w granicach od 37 do 86% (średnio wynosi 70 – 75%).
Według danych Europejskiej Organizacji Rafinerów GEIR11 zużycie olejów smarowych w krajach członkowskich UE w 2002 r. wyniosło 4763 tys. ton. Potencjalną pulę olejów odpadowych, przeznaczonych do zbiórki, oszacowano na 2336 tys. ton (49%). Na podstawie danych statystycznych stwierdzono, że faktyczna zbiórka objęła jedynie 1816 tys. ton tych olejów, co oznacza, że pozostałe 520 tys. ton „upłynniono” metodą nielegalnego spalenia lub zrzutu do środowiska. Faktyczny wskaźnik zwrotu w poszczególnych krajach członkowskich kształtował się na poziomie od 39 do 86%, średnio 78% (w tab. 2 przedstawiono powyższe wskaźniki zbiórki olejów odpadowych z podziałem na poszczególne kraje dawnej Piętnastki).
Tab. 2. Dane dotyczące zbiórki olejów odpadowych w krajach UE
Kraj członkowski UE | Zbiórka w 2002 r. | |||
Zużycie olejów smarowych
[tys. ton] | Zbiórka potencjalnie
[tys. ton] | Zbiórka faktycznie
[tys. ton] | Wskaźnik zwrotu
[%] | |
Austria | 102 | 45 | 34 | 74 |
Belgia | 174 | 76 | 60 | 79 |
Dania | 71 | 46 | 35 | 75 |
Finlandia | 89 | 48 | 39 | 80 |
Francja | 718 | 368 | 302 | 82 |
Grecja | 88 | 60 | 22 | 37 |
Hiszpania | 496 | 223 | 105 | 47 |
Holandia | 155 | 84 | 60 | 72 |
Irlandia | 39 | 20 | 17 | 86 |
Luksemburg | 10 | 5 | 2 | 39 |
Niemcy | 1076 | 538 | 460 | 85 |
Portugalia | 113 | 62 | 64 | 40 |
Szwecja | 147 | 79 | 63 | 80 |
Wielka Brytania | 804 | 410 | 353 | 86 |
Włochy | 681 | 272 | 200 | 74 |
Razem | 4763 | 2336 | 1816 | śr. 78 |
W Polsce zużycie olejów smarowych na przestrzeni ostatnich kilku lat kształtuje się na poziomie ok. 220 – 230 tys. ton na rok, co zgodnie z przyjętym w UE potencjalnym wskaźnikiem zwrotu na poziomie 49% oznacza, że coroczna zbiórka olejów odpadowych powinna wynosić ok. 108 – 113 tys. ton. Zakładając, że efektywność zbiórki w kraju kształtuje się na poziomie zbliżonym do średniego wskaźnika osiąganego w krajach Piętnastki, do realnego zagospodarowania pozostaje ok. 84 – 88 tys. ton olejów odpadowych12.
Dane GUS dotyczące zbiórki olejów odpadowych w kraju były przez szereg lat zawyżane, co wynikało z nieprawidłowości panujących na rynku tego odpadu, w tym kwalifikowania jako odpadowe olejów, które faktycznie nimi nie były. Obecnie, na skutek wprowadzania szeregu wykonawczych przepisów prawnych dotyczących zbiórki i przerobu olejów odpadowych, a także administracyjnego zaostrzenia kontroli w tym zakresie, podaż olejów odpadowych kształtuje się na poziomie zbliżonym do ilości wynikających z szacunków.
Rys. Charakterystyka i rozkład zanieczyszczeń w olejach odpadowych
System zbiórki i dalszego zagospodarowania olejów odpadowych różni się znacznie w poszczególnych krajach członkowskich UE. Generalnie, sposób postępowania z olejami odpadowymi od momentu ich „wytworzenia”, poprzez zbiórkę, do finalnego zagospodarowania, jest objęty przepisami prawa oraz odpowiednią regulacją podatkową, stymulującą efektywność i bezpieczeństwo tych działań. W większości krajów istnieje jeden organ kontrolny, zajmujący się stroną organizacyjną oraz problemem dofinansowania zbiórki i przerobu olejów odpadowych. System zbiórki ma charakter kompleksowy i obejmuje sieć bezpośredniego odbioru olejów odpadowych od wytwórców, tj. dużych zakładów przemysłowych i firm usługowych, sieć terenowych punktów zbiórki znajdujących się w gestii administracji samorządowej oraz sieć mniejszych punktów skupu olejów odpadowych od indywidualnych posiadaczy (tzw. zbiórka DIY – did it yourself)1,5.
W Polsce w zakresie gospodarki olejami odpadowymi jest jeszcze wiele do zrobienia. Istniejące centra zbiórki skupione są wokół podmiotów realizujących recykling olejów odpadowych (tj. prowadzących ich regenerację lub kraking) i działają na zasadzie konkurencji rynkowej. Wobec swobody gospodarczej w zakresie udzielania zezwoleń na przerób olejów odpadowych ilość tych olejów „zatwierdzonych” do przerobu na mocy udzielonych zezwoleń w znacznym stopniu przekracza możliwości podaży tego odpadu w kraju. Z tego powodu są one poszukiwane na rynku, a ich cena jest zawyżona w stosunku do ich wartości użytkowej. Fakt dużego popytu i wysokiej ceny olejów odpadowych wpływa negatywnie na możliwość ich prawidłowego zagospodarowania, zgodnego z zasadami nowoczesnej technologii i ochrony środowiska, wymagającego nieustannych nakładów inwestycyjnych na rozwój instalacji przemysłowych i aparatury kontrolującej poziom wpływu na środowisko. System ten daje większe możliwości podmiotom przerabiającym olej odpadowy metodami prostszymi technologicznie, generujących mniejsze koszty operacyjne.
Dalsze porządkowanie gospodarki odpadami, w tym olejami odpadowymi, zostało ujęte w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami, uchwalonym przez Radę Ministrów 29 października 2002 r.13. Plan ten określa zadania inwestycyjne, legislacyjne i organizacyjne oraz poziom wydatków finansowych, koniecznych do rozwiązania problemów z gospodarką odpadami na terenie całego kraju. Jednym z zadań, które zostały zaproponowane w odniesieniu do olejów odpadowych, jest zintensyfikowanie ich pozyskiwania ze źródeł rozproszonych poprzez zorganizowanie zbiórki na terenie poszczególnych gmin. Wdrożenie tego systemu byłoby równoznaczne ze zrealizowaniem brakującego ogniwa zbiórki i pozwoliłoby na zwiększenie jej efektywności oraz poprawę istniejących relacji na rynku olejów odpadowych.
Halina Syrek
Instytut Technologii Nafty, Kraków
Źródła
- Critical Reviev of Existing Studiem and Life Cycle Analisis of thr Regeneration and Incineration of Waste Oils, TSofres Consulting SA, Fal Report, Brussels, December 2001.
- Davidson J., LaPierre R.B.: Lubricants to meet the challenges of the twenty-first century, a view from one of the oil majors, Industrial Lubrication and Technology, Vol. 50, No 3, 1998.
- Mang T.: Umweltschonende and arbeitsplatzfreundliche Schmierstoffe, Tribologie und Schmierungstechnik, Vol. 38, Jahrgang 4, 1991.
- Jakóbiec J., Wysopal G., Jaskólski J.: Recykling olejów smarowych przepracowanych a ekologia, „Inżynieria i Ochrona Środowiska”, t. 2, nr 3-4, 1999.
- CONCAWE. Report No 5/96: Collection and disposal of used lubricating oil, Brussels, November 1996.
- Childers J.C., Shu-Jen Huang, Romba M.: Metalworking fluid additives for waste minimization, Lubrication Engineering, June 1990.
- Dyrektywa Rady 75/439/EEC z 16 czerwca 1975 r., Official Journal of European Communities, No. L 194 25.07.1975.
- Ustawa z 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (DzU nr 62, poz. 628, z późn. zm.).
- Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z 4 sierpnia 2004 r. w sprawie szczegółowego sposobu postępowania z olejami odpadowymi (DzU nr 192, poz. 1968).
- Syrek H., Antosz A.: Instrukcja postępowania z olejami odpadowymi, Dokumentacja ITN Nr 3704/2003, praca niepublikowana.
- Dalla Giovanna F.: Waste oils. Recoverable quantities and quality, GEIR.NIDO Cyprus Chamber of Commerce and Industry. Cyprus, 5 April 2004.
- Jakóbiec J., Wysopal G., Cygan R.: Ustalenie wielkości i zasobów olejów odpadowych możliwych do odzyskania na drodze ich przemysłowego wykorzystania, Dokumentacja ITN Nr 3496/2001, praca niepublikowana.
- Uchwała Nr 219 Rady Ministrów z 29 października 2002 r. w sprawie krajowego planu gospodarki odpadami (MP z 2003 r. nr 11, poz. 159).