Livscykelperspektiv på produkter

1. Plaster och MiljöMiljöteknik M1, 041125Docent Antal Boldizar, Institutionen för materialteknikEtt orienterande miljöperspektiv, särskilt ommiljöanpassning av plastprodukter

2. Livscykelperspektiv på produkter Råvaruutvinning Tillverkning av material Tillverkning av produkter Användning av produkter Återanvändning och återvinning Deponering

3. Råvaror till polymera material Polymera framställs till ca 90 % av råolja och naturgas Undantag är främst naturgummi, regenererad cellulosa och stärkelse Råolja Asfalt, smörjolja, 9 % vaxer och andra kemisk-tekniska produkter 4 % Syntetiska polymerer 87 % Förbränning Världsproduktionen råolja ca 3.500 miljoner ton år 2000 I Sverige konsumeras ca 0,5 % av världsproduktionen olja

4. Världsproduktionen av polymera material Världsproduktionen år 2004 uppskattas till ca 180 miljoner ton Ökar med ca 5 % per år, fördubbling under 12 - 15 år Världsproduktionen av stål var ca 750 miljoner ton, relativt liten förändring under senare år

5. Världsproduktionen av polymera material Termoplaster 80 % Härdplaster 10 % Gummi 10 % De fyra största termoplasterna (PE, PP, PS och PVC) står för ca 70 % av produktionen PE är volymmässigt störs, ca 1/3 av totala produktionen Volymen syntetiska gummin något större än naturgummin

6. Plast = Polymer + Tillsatser Halten tillsatser från 0,1 till ca 70 %, vanligen mindre än 2 % Förekommande tillsatser Stabilisatorer, smörjmedel, färgämnen, brandskyddsmedel, antistatmedel, mjukgörare, fyllmedel, armeringsmedel, jäsmedel och många fler Miljöbelastande effekter av tillsatser? Exempel på begränsningar och förbud Blybaserade stabilisatorer och mjukgörare i PVC Högaromatiska oljor i gummi Bromerade brandskyddstillsatser

7. Användning av polymera material • Låg densitet och goda mekaniska egenskaper • Fri design • Rationella och energisnåla tillverkningsprocesser • Område % • Förpackningar 41 • Byggprodukter 19 • Elapplikationer 8 • Fordon 7 • Jordbruk 3 • Övrigt 22 • Summa 100

8. Formsprutning Muggar av PS, väggtjocklek 0,5 mm, 6-kavitets verktyg och cykeltid 3,7 s. Blomkruka av PP, väggtjocklek 0,42 mm, singelkavitet och cykeltid 2,76 s. (PlastForum nordica nr 1 2001)

9. (PlastForum nordica nr 4 2001)

10. Vad kan vi göra med använda produkter? • EU:s avfallstrappa • Minimera generering av avfall • Återanvändning, flaskor och backar • Återvinning av material, fibrer av PET-flaskor • Energiåtervinning, brännbar fraktion av kommunalt avfall • Deponering, aska efter energiåtervinning • Särskilda alternativ för produkter av polymera material • Återvinning av råvaror, kemikalier genom nedbrytning av plast • Biologisk nedbrytning, kompostering av plastpåsar och blöjor • Kretsloppsanpassning • Att utnyttja alternativen för hantering av restprodukter i så stor utsträckning som möjligt

11. Återanvändning av plastprodukter Stor och positiv miljöeffekt, besparingar av råvaror och energi Förutsättningar Återanvänd produkt acceptabel Beständighet, särskilt mot solljus, temperatur och kemikalier 10 – 30 år möjligt men krävande Exempel Transportbackar, förvaringslådor, lastpallar och flaskor

12. Återvinning av polymera material Process Källsortering Insamling och grovsortering Fraktionering, finsortering, tvättning och torkning Justering av kvalitet med nya tillsatser (stabilisering och blandbarhet) Förnyad bearbetning I princip enkelt för termoplaster, svårare för gummin och härdplaster Problem? Pris, egenskaper, återstående teknisk livslängd och processteknik

14. Simulerad återvinning av en LDPE. Varje cykel består av en extrudering och en accelererad åldring motsvarande 3 år i rumstemperatur (Plaster - Materialval och Materialdata, utgåva 5, C Klason och J Kubát)

15. Plankor tillverkade av träfibrer och återvunnen polyeten (PlastForum nordica Komposit, nr 8 aug 2001)

16. Återvinningsfraktioner • Egenskaper hos återvunna plaster och deras användbarhet beror huvudsakligen på • Halten föroreningar och främmande plaster • Åldringsstatus • Särskilda tillsatser • Tre klasser av öppna kretslopp av återinsamlade plaster • Sorterat produktionsspill, lite föroreningar, välsorterat och har inte åldrats • Sorterade uttjänta produkter, har vissa halter föroreningar och har åldrats • Blandade uttjänta plastprodukter, innehåller betydande mängder föroreningar och har åldrats

17. Återvinning till basråvara • Sönderdelning av polymerer till basråvara genom pyrolys eller hydrolys • Icke demonterbara produkter bestående av flera material • Förorenade produkter • Storskaliga anläggningar är mycket dyra vad gäller kapitalinvesteringar och kräver stora volymflöden för fullt utnyttjande • Exempel • Hydrolys av fotografisk film typ röntgenfilm (PET), • främst återvinning av silver • Pyrolys av gummi • aktivt kol och råvaror till förbränning

18. Återvinning av energi • Högt energiinnehåll • Förbränningsvärde hos plaster mellan 45 till 20 MJ/kg (kol/olja till träved) • PE, PP och PS har 45 - 40 MJ/kg • Energiinnehållet i blandat kommunalt avfall har ökat till drygt 10 MJ/kg • Energitillskott till samhället i form av elkraft och hetvatten för uppvärmning • Reducering av volym • Volymen till deponering minskar med mer än 90 % • Höga kapitalkostnader • Emissioner och andra restprodukter behöver begränsas med • bästa tillgängliga teknik

19. (PlastForum nordica Nr 7 2001)

20. Bionedbrytbara plaster • Nedbrytbara i biologiskt aktiva miljöer • Baserade på stärkelse, mjölksyra och polyester • Beständiga i torr miljö • Vid viss fukthalt kan mikroorganismer konsumera polymeren • Exempel • Lös fyllning till paket, komposterbara påsar, jordbruksfilm, hygienartiklar • Implantat

21. Deponering av polymera material Slutförvaring av avfall och därvid begränsa ekologiska effekter, hänsyn till hygien, geologi, hydrologi och rörelser i jordlager, höga krav på långsiktig säkerhet (lakvatten, grundvatten och emissioner) 5 - 10 % av det kommunala avfallet utgörs av plaster, framför allt av plastförpackningar Problem? Plast i deponier betraktas som inert, erfarenheter saknas EU:s miljölagstiftning 2002 Brännbart avfall skall avskiljas, deponeringsförbud

22. Exempel på standardiserad märkning av plastprodukter (Plaster - Materialval och Materialdata, utgåva 5, C Klason och J Kubát)