Aluminium er ikke bare aluminium. Ulike legeringer og forurensninger gjør det vanskeligere å resirkulere enn du kanskje trodde. Foto: Thinkstock

Resirkulering – en boks om gangen

Produksjonen av rent aluminium fra malm står for så mye som én prosent av alle utslipp av drivhusgasser. Resirkulering er den beste måten å få ned utslippene på. Men det krever planlegging.

RESIRKULERING: En brusboks er virkelig et teknologisk vidunder.

Den er lett og har derfor liten innvirkning på vekten og kostnaden ved å transportere leskedrikken som er inni. Samtidig er den sterk nok til å beskytte innholdet under reisen.

Resirkulering av aluminiumsfelger

  • Biler inneholder en miks av av forskjellige aluminiumslegeringer som kan resirkuleres, men som ofte blandes sammen. Det begrenser bruksområdene for det resirkulerte metallet, og kan føre til en overflod av aluminium som bare er skrap.
  • I «Long Term Strategies for Increased Recycling of Automotive Aluminium and Its Alloying Elements» takler Løvik og Müller dette problemet ved å sette opp en modell for hvordan bildeler, legeringer og legeringselementer kan resirkuleres mer effektivt. Demonteringen av biler kan bli mer effektiv, og ny sorteringsteknologi kan identifisere ulike legeringer på transportbånd. Forskjellige typer skrap kan blandes og bilproduksjonen kan få nye standarder. Det mest effektive er samarbeid mellom ulike aktører i livsløpet til en bil.
  • For eksempel er hjulene av sikkerhetshensyn vanligvis laget av rene aluminiumlegeringer uten noe resirkulert materialer. Løvik og Müller foreslår at hjulene resirkuleres til nye bilhjul. Dette er teknisk sett et enkelt mål, som kan gjøre en stor forskjell på grunn av mengden av aluminium som brukes i hjul.Men det kan bare gjøres om aluminiumsindustrien kan garantere kvaliteten, og om bilprodusenter vedtar nye standarder for hjul produsert av resirkulert aluminium.

Den avkjøles raskt, til stor glede for både forhandlerne og kundene, og den glatte, buede overflaten er et perfekt lerret for reklamen for innholdet i boksen. Bare tenk på den røde boksen med hvit løkkeskrift på. Man regner med at 94 prosent av verdens befolkning vet hva som er inni en slik boks: Coca-Cola.

Det beste av alt med disse vidunderlige aluminiumsboksene er at de kan resirkuleres i det uendelige. Å resirkulere aluminiumet i boksene for å lage nye, koster oss bare fem prosent av energien vi ville brukt for å produsere ren aluminium til boksene. Derfor er resirkuleringen en viktig måte å redusere karbonfotavtrykket til aluminiumbruken vår på, sier ekspertene.

Problemet med forurenset aluminium

Men det er ett steg i prosessen med å resirkulere aluminiumsbokser som kan ødelegge hele greia. Hver gang en boks smeltes ned til en sølvskimrende aluminiumsdam, blir det med forurensende partikler fra for eksempel den lakkerte overflaten, fra søppel som folk har dyttet inn i boksen etter bruk, og fra støv og skitt som ble med på veien fra munnen din til gjenvinningsstasjonen.

– Europa resirkulerte 64 prosent og Nord-Amerika 57,3 prosent av alle slike bokser i 2009. Med disse tallene blir mengden forurensende partikler så lav at den som regel ikke noe å si for kvaliteten på det resirkulerte aluminiumet.

Det sier Amund Løvik som er stipendiat ved NTNU og forsker innenfor fagfeltet industriell økologi.

Resirkulering av aluminium i Holmestrand. Foto: Norsk Hydro

Resirkulering av aluminium i Holmestrand. Foto: Norsk Hydro

Men dersom vi begynner å resirkulere så mye som 75 prosent av alle aluminiumsbokser, vil mengden forurensende partikler øke med 135 prosent. Det forklarer Løvik og veilederen hans Daniel Müller.

Forurensningen ville endret egenskapene til aluminiumet så kraftig at det til slutt ikke ville vært mulig å lage det om til en ny boks.

Hemmelige oppskrifter for å lage bokser

Løvik og Müller kan beregne hvor mye forurensningen vil øke når flere bokser resirkuleres, men de vet ikke akkurat hvor mye forurensning som finnes i dagens bokser. Det er nemlig hemmelig.

– Industrien har sine egne «hemmelige oppskrifter» for hvordan de lager aluminiumsbokser, forklarer Müller.

Urenheter hoper seg opp

Med en enkel datamodell kan Løvik og Müller beregne hvordan forurensningen varierer over tid, og hvilken effekt mengden av urenheter har på produktene laget av det resirkulerte materialet.

Prisvinnende forskning

«A Material Flow Model for Impurity Accumulation in Beverage Can Recycling Systems» av Amund Løvik and Daniel B. Müller ble publisert i fjor i en artikkel i tidsskriftet Light Metals. I mars fikk en pris av The Minerals, Metals and Materials Society for sitt arbeid.

Modellen bygger på et konsept som heter «steady state impurity concentrations» (stabil konsentrasjon av urenheter). Det vil si at når bokser blir resirkulerte om og om igjen, vil mengden urenheter i en boks øke for hver resirkulering.

Når urenhetene stabiliserer seg

Mange bokser når aldri gjenvinningsstasjonen, og nye bokser blir laget av ren aluminium for å erstatte dem. På et eller annet tidspunkt vil dette skape en balanse i systemet slik at mengden urenheter holder seg på et stabilt nivå.

– Urenheter i aluminiumsbokser er som vann i et badekar hvor kranen står på samtidig som det lekker i bunnen av karet. Ved en gitt styrke på kranen vil vannet som renner oppi karet tilsvare mengden som renner ut, og da vil vannstanden stabilisere seg. På samme måte vil urenhetene i boksene kun nå et visst nivå før det stabiliserer seg, forklarer Müller.

Fra Sunndal, der Norsk Hydro lager aluminium fra bauksitt. Foto: Norsk Hydro

Fra Sunndal, der Norsk Hydro lager aluminium fra bauksitt. Foto: Norsk Hydro

Akkurat nå er det en grei mengde urenheter i aluminiumsbokser, sier Müller, fordi godt under 100 prosent av boksene resirkuleres. Dersom målet er at alle skal resirkuleres, vil urenhetene øke dramatisk, men til slutt nå et stabilt nivå. Likevel kan små endringer underveis i hvor mange bokser som resirkuleres, spesielt når det er snakk om en høy prosentandel, føre til så store endringer at det går over det stabile nivået.

En ny skjebne for skrapmetallet

Ved hjelp av datamodellen sin kan Løvik og Müller beregne hvor raskt urenhetene i systemet når et stabilt nivå. De fant at det i USA vil nå et nytt høyt nivå innen kun to år. Det gir ikke verken de som resirkulerer eller de som produserer aluminiumsbokser særlig lang tid på å tilpasse seg, forklarer forskerne.

Det er der studien deres kommer inn i bildet. Den gir resirkulerings- og produksjonsindustrien en mulighet til å se hvilke problemer som venter dem i fremtiden. På den måten kan de gjøre grep for å få ned mengden urenheter og slik unngå problemer.

– De kan for eksempel fjerne lakken på boksene før de smelter dem om, og prøve å få bort mest mulig av søppelet som ofte kommer sammen med boksene. Dersom urenhetene først kommer med i smelteprosessene er det for sent, forklarer Løvik.