Θέμα: Εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωση, αλουμινίου και μολύβδου

Transcript

1 ~~--- Νοέμβρ.-Δεκ Τεχνικά Χρονικά 15 Πρόεδρος: Ευχαριστούμε τον κύριο (Κιπλάινεν) για την ωραία παρουσίαση που μας έκανε. Εδώ στο προεδρείο ό πως είπα και πριν υπάρχουν ορισμένα αντίτυπα για να u ποβάλλετε να σας σταλούν τα διάφορα έντυπα. Η επόμενη ανακοίνωση είναι του καθηγητή κυρίου Κουμούτσου και των κυρίων Αλεξοπούλοu, Σπυροπούλου και Διακουλάκη. Την ανακοίνωση θα παρουσιάσει η κυρία Σπυροnούλου. Παρακαλώ την κυρία Σπυροπούλου στο βήμα. Θέμα: Εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωση, αλουμινίου και μολύβδου Εισηγητές: Στ. Αλεξοπούλου, Ν. Κουμούτσος, Ε. Σπυροπούλου, Δ. Χατζηϊωσήφ-Διακουλάκη Η εργασία αυτή αποτελεί τμήμα ερευνητικών προγραμμάτων με τίτλο «Ανακύκλωση μη σιδηρούχων μετάλλων ε ξοικονόμηση πρώτων υλών και ενέργειας» που εκπονήθηκε στο Ε.Μ.Π. για το Π.Α.ΕΤ του Υπ. Βιομ. Ερευνας και Τεχνολογίας. ξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει από την ανακύκλωση των μη σιδηρούχων μετάλλων. Πίνακας 1. Εξοινονόμηση ενέργειας από την ανακύκλωση Μ.Σ.Μ. Εισαγωγή Ανακύκλωση υλικών, είναι η επάνοδος στο παραγωγικό σύστημα και η αξιοποίηση απορριμμάτων και γενικότερα απρόβλεπτων από την παραγωγική διαδικασία ή την κατανάλωση. Οι τεχνικές ανακύκλωσης αναπτύχθηκαν σημαντικά τα τελευταία χρόνια με στόχους: την εξοικονόμηση υλικών και μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Ειδικότερα η ανακύκλωση των μη σιδηρούχων μετάλλων (Μ.Σ.Μ.) έχει αναπτυχθεί περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη κατηγορία υλικών γεγονός που οφείλεται στην υ ψηλή τιμή τους, και τη μεγάλη αντοχή τους στο χρόνο. Οι βιομηχανίες παραγωγής πρωτόχυτου μετάλλου είναι πολύ ενεργειοβόρες στην περίπτωση των μη σιδηρούχων μετάλλων. Έτσι η εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωσή τους είναι σημαντική, αφού τα απορρίμματα βρίσκονται ήδη σε μεταλλική κατάσταση και απαιτούν απλώς καθαρισμό και επαναχύτευση. Η εξοικονόμηση ενέργειας εκτός από τα συναλλαγματικά έχει και γενικότερα οικονομικά οφέλη. Στον παρακάτω πίνακα 1 δίνεται η ε- Ύψος εξοικονόμη- Ποσοστό εξοικονό- Μέταλλο σης ενέργειας μησης ενέργειας (10 6 Btυ/ton) (%) Αλουμiνιο Χαλκός Μόλυβδος Ψευδάργυρος Νικέλιο Πηγή: J. Ροweιι: Α Comparison οι the Energy Saνίng lrom the Use οι Secondary Materials. Τα απορρίμματα των μετάλλων, ανάλογα με την προέλευσή τους διακρίνονται σε: ~ Απορρίμματα από την παραγωγή 1. Home scrap: ανακυκλώνονται μέσα στην ίδια μονάδα από την οποία προέρχονται 2. New scrap: προέρχονται από ομοειδείς παραγωγικές δραστηριότητες και ανακυκλώνονται στην ίδια μονάδα. - Απορρίμματα από την κατανάλωση

2 16: Τ'-'ε,_,χ~ικά Χρο=-ν"'ικc:οά, Νοέμβρ.-Δεκ Old scrap: ανακυκλώνονται σε εξειδικευμένη μονάδα μετά τη συγκέντρωσή τους από τον τόπο χρήσης ή απόρριψης. 1. Παραγωγή αλουμινίου και μολύβδου στην Ελλάδα 1.1. Παραγωγή αλουμινίου Το κύριο μετόλλευμα παραγωγής αλουμινίου είναι ο βωξίτης πολu καλής ποιότητας και δε γίνονται εισαγωγές μεταλλεύματος. Το μονοπώλιο της επεξεργασίας βωξίτη για παραγωγή α λουμινίου κατέχει από το 1966 η εταιρεία «ΑΛΟΥΜΙ ΝΙΟΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ Α.Ε.». Η κατεργασία περιλαμβάνει τα εξής στάδια: εξόρυξη, εμπλουτισμός και καθαρισμός του βωξίτη, παραγωγή αλουμίvας και στη συνέχεια αλουμινίου. Η παραγωγή του βωξίτη στη δεκαετία παρουσιάζει μικρές διακυμάνσεις με μέση τιμή 2800 χιλ. tn ετησίως, και η παραγωγή αλουμίνας και αλουμινίου παρουσιάζει σημαντική σταθερότητα (500 χιλ. tn και 145 χιλ. tn αντίστοιχα), γεγονός που οφείλεται στο όριο του υπάρχοντος παραγωγικού δυναμικού. Σημαντικές εξαγωγές γίνονται τόσο βωξίτη όσο και αλουμίνας και αλουμινίου, ενώ μικρές ποσότητες αλουμινίου (κυρίως ειδικά κράματα) εισάγονται. Η φαινόμενη κατανάλωση του μετάλλου τροφοδοτεί την εγχώρια μεταποίηση. Οι κλάδοι της εγχώριας μεταποιητικής βιομηχανίας είναι: έλαση, διέλαση, χυτήρια και καλώδια και τα προlόντα τους είναι είτε τελικά προίόντα (n.χ. καλώδια), είτε αποτελούν πρώτη ύλη για τις βιομηχανίες δεύτερης μεταποίησης. Τα τελικά προϊόντα αλουμινίου χρησιμοποιούνται στις οικοδομές και μεταφορές, στη συσκευασία, στις μηχανολογικές, ηλεκτρολογικές και γεωργικές εφαρμογές καθώς και στις συσκευές οικιακού εξοπλισμού Παραγωγή μολύβδου Ο μόλυβδος προέρχεται βασικά από θειούχα μεταλλεύματά του (γαληνίτης). Τα μικτά θειούχα μεταλλεύματα στα οποία περιέχεται και ο γαληνίτης είναι πολύ διαδεδομένα στον ελληνικό χώρο. Από τα μεταλλεύματα του γαληνίτη προκύπτουν συμπυκνώματα - μετά από διαδικασίες εμπλουτισμού - τα οποία είτε εξάγονται, είτε τροφοδοτούν την εγχώρια μεταλλουργία μολύβδου. Η ε τήσια δυναμικότητα παραγωγής συμπυκνώματος μεταλλεύματος κυμαίνεται περίπου στους 35 χιλ. τόνους. Στην Ελλάδα λειτουργεί μια μονάδα μεταλλουργίας μολύβδου στην περιοχή Λαυρίου Αττικής (Ε Μ ΜΕΛ). Τα τελευταία 2 χρόνια η παραγωγή της μονάδας αυτής σε μέταλλο ήταν περίπου 15 χιλ. τόνοι. Χαρακτηριστικό είναι ότι η προέλευση του συμπυκνώματος το οποίο η ΕΜΜΕΛ επεξεργάζεται είναι κατά μικρό μόνο μέρος εγχώρια. Εκτός από τις εισαγωγές γαληνίτη, η Ελλάδα εισάγει και ποσότητες μολύβδου για να καλύψει τις ανάγκες της μεταποιητικής βιομηχανίας, στις οποίες αδυνατεί να ανταποκριθεί η εγχώρια μεταλλουργία. Οι εξαγωγές γαληνίτη είναι σημαντικές, ενώ αμελητέες χαρακτηρίζονται οι εξαγωγές του μετάλλου. Η φαινόμενη κατανάλωση του μολύβδου κατανέμεται στις διάφορες μονάδες μεταποίησης του μετάλλου. Τα κύρια προ'ίόντα μεταποίησης του μολύβδου είναι συσσωρευτές, καλώδια, χημικές ενώσεις (μίνιο, PbO), φύλλα, σωλήνες, κράματα, τυπογραφικά μέταλλα κ.ά., τα οποία χρησιμοποιούνται σε διάφορα πεδία εφαρμογών. 2. Προσδιορισμός Διαθέσιμης Ποσότητας Απορριμμάτων. Εξοικονόμηση υλικών Ο προσδιορισμός της διαθέσιμης ποσότητας απορριμμάτων αποτελεί το πρώτο απαραίτητο βi]μα σε μια προσπάθεια αξιολόγησης του σημερινού επιπέδου εφαρμογής της ανακύκλωσης για τα αναφερόμενα προϊόντα και ε πομένως για τον υπολογισμό της συνεπαγόμενης εξοικονόμησης ενέργειας. Είναι επομένως αρχικά αναγκαία η αναλυτική εξέταση της διακίνησης των αντίστοιχων μετάλλων μέσα στην οικονομία από την παραγωγή μέχρι και τη χρήση τους. Η πορεία αυτή μπορεί να διαχωρισθεί σε τρεις φάσεις (βλ. σχήμα 1 ): 1η φάση: παραγωγή-εμπορία μετάλλου 2η φάση: μεταποίηση-εμπορία μετάλλου (μεταλλικών προϊόντων) 3η φάση: τελική χρήση-απόρριψη μεταλλικών προιόντων. Στην πρώτη φάση αnό τη συνολική εγχώρια παραγωγή, τις εισαγωγές και τις εξαγωγές του μετάλλου προκύπτει η φαινόμενη κατανάλωση του καθαρού μετάλλου που α ποτελεί την τροφοδοσία στην επόμενη φάση του κυκλώματος. Στη δεύτερη φάση περιλαμβάνονται, όλες εκείνες οι κατεργασίες που γίνονται στην εγχώρια μεταποιητική Βιομηχανία, δίνοντας στο μέταλλο την τελική του μορφή - έτοιμο δηλαδή προς χρήση. Από τις διεργασίες μεταποίησης προκύπτουν απορρίμματα παραγωγής εκ των οποίων ένα μέρος αποτελεί το home scrap και ανακυκλώνεται εσωτερικά στη μεταποιητική μονάδα και το υπόλοιπο αποτελεί το new scrap που τροφοδοτεί τις μονάδες δευτερογενούς παραγωγής του κάθε μετάλλου. Στη δεύτερη επίσης αυτή φάση υπολογίζεται και η φαινόμενη κατανάλωση των προϊόντων του μετάλλου, η οποία κατανέμεται στην τρίτη φάση του κυκλώματος σε επιμέρους κατηγορίες, ανάλογα με τον τομέα χρήσης των προϊόντων (και με βάση στατιστικά και εμπειρικά δεδομένα). Μια ποσότητα από τα nροίόντα αυτά διασπείρεται κατά τη χρήση τους, οπότε το περιεχόμενο σ αυτά μέταλλο δεν είναι δυνατό να ανακυκλωθεί. Η υπόλοιπη ποσότητα μεταλλικών προϊόντων αποτελεί τα απορρίμματα της κατανάλωσης και είναι θεωρητικά διαθέσιμη για ανάκτηση του περιεχόμενου μετάλλου που γίνεται επίσης σε μονάδες δευτερογενούς παραγωγής. Οι παράγοντες αυτοί εκφράζονται από τους συντελεστές rρ, rc αντίστοιχα για απορρίμματα παραγωγής και κατανάλωσης. Ο δείκτης ανάκτησης RP και Rc του μετάλλου υπολογίζεται βάσει των παραπάνω αναφερόμενων συντελεστών. R = g.r Με βάση τα παραπάνω συμπεραίνεται ότι η συνολικά α-

3 Νοέμβρ.-Δεκ Τεχνικά Χρονικά 17 ~ ~~~~~~~dη 1 pοϊόντwν ετίιλλου ( c 2 } =-ΞLΞ -- c_~ I Χρήση I Πpο'ίόvτων ~1ετάλλου ~ 1 (C 2 =ΣC 2 ~ r t -1]R ί c c c Διot;rrnpά.. ι [Απομρ~~~ιατα κατα τη Καταναλωση(;,-W~} [XDriσr,(ό.C 2 J_~ - ΓΑ-;;~ε~~l v~~τι)1σr, J ,_,.::; Σχήμα 1. Διάγραμμα ροής μετάλλου στην οικονομiα.

4 _1~8~ τ~εχ~ν~ικ~ά~χ~ρο~ν~ικ~ά~ ~ν~ο~έ~μεβρ~-~-δ~ε~κ~-~19~8~9 νακτήσιμη ποσότητα μετάλλου από τα απορρίμματά του είναι: A(t) = Rp(t).Wp(t) + R,(t).W,(t) Οι δείκτες ανάκτησης Rp, Rc θεωρείται ότι εξαρτώνται από το χρόνο εφ όσον κατάλληλα οργανωτικά μέτρα και τεχνολογικές εξελίξεις μπορεί να αυξήσουν τους αντίστοιχους συντελεστές ανάκτησης. Για να εφαρμοστεί η παραπάνω μεθοδολογία, και για να υπολογιστεί η διαθέσιμη ποσότητα απορριμμάτων τα προσεχή χρόνια, είναι απαραίτητη η εκτίμηση της μελλοντικής εξέλιξης των όρων που ήδη αναφέρθηκαν ΑΑουμίνιο - Εξοικονόμηση πρώτων υαών Στην περίπτωση του αλουμινίου γίνεται αρχικά μια εκτίμηση της εξέλιξης στην παραγωγή και την κατανάλωση των προiόντων. Διαμορφώθηκαν τρία σενάρια για τον υ πολογισμό τους από τα οποία το λογικό σενάριο είναι αυτό που δίνει τις πιο αξιόπιστες τιμές. Ετσι για την ε πόμενη 15ετία οι μέσες ετήσιες μεταβολές δίνονται στον παρακάτω πίνακα 2. Πίνακας 2. Μέσες ετήσιες μεταβολές στην παραγωγή και την κατανάλωση α λουμινίου (%). Παραγωγή -- Κατανάλωση 'Ελαση 1,8 1 '1 Διέλαση 2,4 1,9 Καλώδια ο ο Χυτήρια ο ο Η εξέλιξη της παραγωγής στα επόμενα χρόνια χρειάζεται για τον υπολογισμό της διαθέσιμης ποσότητας new scrap, οι δε συντελεστές απώλειας fi στη μεταποίηση του αλουμινίου είναι αυτοί που φαίνονται στον πίνακα 3. Ο τεχνολογικός συντελεστής ανάκτησης του αλουμινίου από new scrap είναι 9Ρ :::::: 0,95 και δεν προβλέπεται να μεταβληθεί τα επόμενα χρόνια. Ο συντελεστής ανάκτησης που εκφράζει τους οργανωτικούς περιορισμούς στην ανάκτηση new scrap είναι ε πίσης πολύ υψηλός r, = 0,95 και δεν προβλέπεται να μεταβληθεί. Επομένως ο δείκτης ανάκτησης για το new scrap στο χρονικό διάστημα θα είναι σταθερός Rp = 0,9025. Πίνακας 3. Συντελεστές απώλειας κατά την παραγωγή (Fi)- Κλάδος Έλαση Διέλαση Καλώδια Χυτήρια Ποσοστό απορριμμάτων % 6,5* 25 * 3,5 5 * Στην έλαση και διέλαση περιλαμβάνονται και τα απορρίμματα κατά τη διαδικασία επεξεργασίας των ημιπpο1όντων για την παραγωγή τελικών προϊόντων. Η εκτίμηση της κατανάλωσης τα επόμενα χρόνια είναι α παραίτητη για τον υπολογισμό της διαθέσιμης ποσότητας old scrap. Επίσης απαραίτητη είναι η κατανομή των προϊόντων σε χρήσεις καθώς και οι χρόνοι ζωής των nροιόντων αυτών. Πίνακας 4. Κατανομή φαινόμενης κατανάλωσης σε τομείς χρήσης και χρόνος ζωής των προϊόντων. Πρόβλεψη Χρόνος Χρήσεις 1985 (%) 2000 (%) ζωής Μεταφορές Οικοδομές Μηχανολογικές εφαρμογές Ηλεκτρολογικές εφαρμογές Συσκευασία Οικιακός εξοπλισμός Γεωργικές εφαρμογές Διάφορα Σύνολο Ο τεχνολογικός συντελεστής ανάκτησης αλουμινίου από old scrap είναι Qc=0,80 και εκτιμάται ότι θα παραμείνει στα ίδια επίπεδα μέχρι το Ο οργανωτικός συντελεστής ανάκτησης old scrap το 1985 ήταν r c=0,35, και ο συνολικός συντελεστής ανάκτησης R,=0,28, τιμή την οποία δεχόμαστε ως ελάχιστη. Το 2000 προβλέπεται έτσι ότι η ποσότητα του old scraρ θα διπλασιαστεί και με μια οργανωμένη προσπάθεια συλλογής του scrap το 2000 μπορεί ο οργανωτικός συντελεστής ανάκτησης να φτάσει τη μέγιστη τιμή r~=0,65 οπότε ο συνολικός συντελεστής ανάκτησης θα είναι R~=0,52, τιμή που δεχόμαστε σαν μέγιστη. Έτσι υπολογίστηκε η εξοικονόμηση υλικών από ανακύκλωση αλουμινίου την επόμενη 15ετία Στον επόμενο πίνακα 5 δίνονται οι τιμές για τα έτη 1986 και Πίνακας 5. Εξοικονόμηση υλικών από ανακύκλωση απορριμμάτων αλουμινίου (χιλ. tn) New scrap 30,67 39,63 Old scrap ελάχιστη τιμή 3,98 7,33 μέγιστη τιμή 4,16 13,62 Σύνολο ελάχιστη τιμή 34,66 46,97 μέγιστη τιμή 34,83 53, ΜόΑυβδος - Εξοικονόμηση πρώτων υαών Στην περίπτωση του μολύβδου η παραπάνω μεθοδολογία εφαρμόζεται για τέσσερα μόνο προίόντα του μετάλλου. Επειδή τα προίόντα αυτά αποτελούν από μόνα τους πεδία εφαρμογών, θεωρείται ότι προϊόντα μολύβδου και και

5 Νοέμβp.-Δεκ Τεχνικά Χρονικά 19 χρήσεις τους ταυτίζονται. Τα παραπάνω αναφερόμενα προϊόντα είναι οι συσσωρευτές, τα καλώδια, τα φύλλα και οι σωλήνες. Βέβαια στην Ελλάδα και διεθνώς γίνεται α νακύκλωση και άλλων προϊόντων που όμως αποτελούν μικρές μόνο ποσότητες και είναι δύσκολο να υπολογισθούν. Για τον υπολογισμό της διαθέσιμης ποσότητας απορριμμμάτων από την παραγωγή στο χρονικό διάστημα διαμορφώνονται επίσης τρία σενάρια πρόβλεψης της εξέλιξης παραγωγής και κατανάλωσης των προίόντων μεταποίησης του μετάλλου. Οι προβλέψεις προκύmοuν από τις τάσεις που παρουσιάζουν οι χρονοσειρές των στατιστικών στοιχείων του παρελθόνη!)ς και από τις εκτιμήσεις για τις προοπτικές των κλάδων. (Οι εκτιμήσεις αυτές στηρίζονται στις απόψεις των βιομηχανικών για τις διαφαινόμενες εξελίξεις καθώς και σε βιβλιογραφικά στοιχεία για τις διεθνείς τάσεις). Όπως και στο αλουμίνιο, έτσι και στο μόλυβδο οι εκτιμώμενες μέσες ετήσιες μεταβολές στην παραγωγή και στην κατανάλωση των προϊόντων για το λογικό σενάριο δίνονται στον πίνακα 6. Πίνακας 6. Μέσες ετήσιες μεταβολές στην παραγωγή και στην κατανάλωση προϊόντων Pb, %. Παραγωγή Κατανάλωση Συσσωρευτές 3,5 3,5 Καλώδια -5 ο Φύλλα 2 ο Σωλήνες -3 ο Η χρησιμοποιούμενη ποσότητα μολύβδου για την παραγωγή των τεσσάρων αυτών προϊόντων aποτελεί το 60% περίπου της συνολικής ζήτησης μολύβδου. Τα προίόντα αυτά τα χρόνια απορρόφησαν περί τους τόνους μολύβδου ετησίως, για την παραγωγή τους. Τα ποσοστά συμμετοχής των προϊόντων σήμερα και το 2000 καθώς και οι χρόνοι ζωής τους, δίνονται στον πίνακα 7. Πίνακας 8. Συντελεστές απώλειας μετάλλου f; Συσσωρευτές Καλώδια Φύλλα Σωλήνες Οι 9Pi συντελεστές για το 9. f, (%) 2,5 6 0,7 2,6 μόλυβδο δίνονται στον πίνακα Συσσωρευτές Καλώδια Φύλλα Σωλήνες Πίνακας 9. Τεχνολογικός συντελεστής ανάκτησης g 0 ; του μολύβδου από new scrap -Δείκτης ανάκτησης Ro;. Qpj 0,7 0,97 0,98 0,98 R~ 0,67 0,92 0,93 0,93 Οι τιμές των g, 1 είναι σύμφωνα και με τα διεθνή δεδομένα αρκετά ικανοποιητικές. Ετσι στην πεpίmωση του μολύβδου δεν προβλέπεται αύξησή του στην Ελλάδα, τουλάχιστον για τα προσεχή χρόνια. Οι συντελεστές r Pi παpουσιάζονται πολύ ψηλοί r Pi 0,95. Η τιμή του δείκτη ανάκτησης μολύβδου από new scrap Rρi φαίνεται επίσης στον πίνακα 9. Οι συντελεστές 9c 1 θεωρούνται στην περίπτωση του μολύβδου ίσοι με τους αντίστοιχους 9ΡΙ Οι συντελεστές r ci καθώς και οι δείκτες ανάκτησης Rci δίνονται στον πίνακα 1 Ο που ακολουθεί. Πίνακας 10. Τιμές των συντελεστών r c; για το μόλυβδο - Δείκτης ανάκτησης Rc;. Πίνακας 7. Κατανομή προιοντων μολύβδου Συσσωρευτές Καλώδια Φύλλα Σωλήνες σε χρήσεις και χρόνοι ζωής. Ποσοστό συμ/χής για % 54% 20% 50% 30% 20% Χρόνοι ζωής Οι συντελεστές f 1 για την περίπτωση του μολύβδου δίνονται στον πίνακα 8. Γcj Rcι Συσσωρευτές 0,75 0,5 Καλώδια 0,65 0,63 Φύλλα 0,65 0,62 Σωλήνες 0,65 0,62 Οι τιμές του r cj. για το μόλυβδο κρίνονται ικανοποιητικές σε σχέση και με τα ευρωπα"ίκά δεδομένα, και γίνεται έτσι η παραδοχή ότι δε θα αυξηθούν σημαντικά στο προσεχές μέλλον. Με εφαρμογή των παραπάνω παραδοχών και επεξεργασία των δεδομένων στοιχείων, σύμφωνα με την παραπάνω αναφερόμενη μεθοδολογία, προκύπτει η συνολική ε ξοικονόμηση υλικών, που δίνεται στον πίνακα 11.

6 20 Τεχvικά Χρονικά Νοέμβρ.-Δεκ scrap Πίνακας 11. Εξοικονόμηση υλικών από ανακύκλωση απορριμμάτων μολύβδου σε χιλ. τόννους. 'Ετος Από New scrap 0,53 8,39 Από Old scrap 3,47 0,34 Σύνολο 4,00 8,73 3. Εξοικονόμηση ενέργειας Η συνολική εξοικονόμηση ενέργειας από την ανακύκλωση των απορριμμάτων της παραγωγικής διαδικασίας απ όλους τους κλάδους μεταποίησης του μετάλλου που ε πεξεργάζεται, καθορίζεται από το ύψος της ανακτήσιμης ποσότητας του μετάλλου και από τη διαφορά Δε, μεταξύ ενεργειακής κατανάλωσης προϊόντος κατά την πρωτογενή και δευτερογενή παραγωγή του μετάλλου. Α ντίστοιχα η συνολική εξοικονόμηση ενέργειας από την ανακύκλωση των aπορριμμάτων κατανάλωσης εξαρτάται από το ύψος της ανακlήσιμης ποσότητας του μετάλλου και από τη διαφορά Δεc μεταξύ ενεργειακής κωανάλωσης κατά την πρωτογενή παραγωγή του μετάλλου και κατά τη δευτερογενή την προερχόμενη από τα απορρίμματα της κατανάλωσης. Τα Δερ και Δεc είναι γενικά διαφορετικά μεταξύ τους. Τ ο Δερ μπορεί να διαφοροποιείται ανάλογα με το είδος του παραγόμενου προiόντος και το είδος του aπορρίμματος αντίστοιχα. Για τον υπολογισμό των Δεp, Δεc είναι απαραίτητος ο υ πολογισμός της ενεργειακής κατανάλωσης σε όλες τις διαδοχικές φάσεις της παραγωγής του μετάλλου, οι ο ποίες γενικά περιλαμβάνουν διαδικασίες εξόρυξης μεταλλεύματος εμπλουτισμού και άλλες, που καθορίζονται από την τεχνολογία παραγωγής του μετάλλου που εξετάζεται Ομοίως απαιτείται και ο υπολογισμός της ενεργειακής κατανάλωσης κατά τη δευτερογενή παραγωγή του μεγάλλου. Επίσης απαραίτητη είναι η αναγωγή των ενεργειακών α παιτήσεων σε μονάδες πρωτογενούς ενέργειας, γεγονός που προϋποθέτει τη γνώση του βαθμού απόδοσης στην παραγωγή κάθε ενεργειακής μορφής Αλουμίνιο- Εξοικόνομηση ενέργειας Οι σημαντικότερες διεργασίες που ακολουθούνται στο παραγωγικό σύστημα του αλουμινίου είναι: 1. Εξόρυξη βωξίτη 2. Παραγωγή αλουμίνας 3. Παραγωγή αλουμινίου 4. Μεταποίηση αλουμινίου Η ανακύκλωση των απορριμμάτων από τη μεταποίηση και την κατανάλωση γίνεται σε μονάδες δευτερογενούς παραγωγής που αποτελούν το 5ο στάδιο του συστήματος. Η ενεργειακή κατανάλωση διαφοροποιείται σε κάθε κλάδο μεταποίησης, καθώς και στις μονάδες δευτερογενούς παραγωγής ανάλογα αν η πρώτη ύλη σ αυτές είναι new ή old scrap. Η αναγωγή της δευτερογενούς (άμεσης) σε πρωτογενή ενεργειακή κατανάλωση βασίστηκε στην απόδοση των ε νεργειακών βιομηχανικών, όπως αυτή έχει υπολογιστεί με ενεργειακή ανάλυση στην Ελλάδα και στο εξωτερικό. Συγκεκριμένα οι αποδόσεις αυτές είναι για την παραγωγή πετρελαιοειδών 91% και για την παραγωγή ηλεκτρισμού από τη ΔΕΗ 28%. Για το ποσοστό (40%) ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται στην παραγωγή αλουμίνας και προέρχεται από συστήματα συμπαραγωγής θερμικής /ηλεκτρικής ενέργειας υπολογίστηκε ένας συντελεστής απόδοσης 60%. Με δεδομένο τέλος ότι για την παραγωγή 1 tn αλουμινίου απαιτούνται 2 tn αλουμίvας και 4 tn βωξίτη υπολογίζονται οι ενεργειακές καταναλώσεις ε, ανά tn ΑΙ (πίνακας 12). Από τα στοιχεία του πίνακα προκύπτει: Δε, = 212,44 GJ/tn Δε, = 208,40 GJ/tn Δε, = 5,073 τι π /tn Δε, = 4,977 τιπιtn Πίνακας 12. Ενεργειακές καταναλώσεις στο παραγωγικό σύστημα αλουμινίου Δευτερ. ενεργ. Πρωτογ. ενεργ. ε, Διεργασία (MJ/tn) (MJ/th) (MJ/th ΑΙ) Θερμική Ηλεκ/κή Συνολική Συνολική 1. Εξόρυξη βωξίτη Παραγωγή ΑΙ,ο, Παραγωγή Α Ι Μεταποίηση ΑΙ * * * Ανακύκλωση 5.1. New scrap Old scrap * Η ενεργειακή κατανάλωση ποικίλει από κλάδο σε κλάδο και σε μικρότερο βαθμό από βιομηχανία σε βιομηχανία, τόσο ως προς το συνολικό της ύψος, όσο και ως προς τη σχετική συμμετοχή θερμικής και η λεκτρικής ενέργειας.

7 Νοέμβρ.-Δεκ Τεχνικά Χρονικά 21 Για τον υπολογισμό των ενεργειακών καταναλώσεων του συστήματος δεν πάρθηκε υπόψη το ενεργειακό κόστος για τη μεταφορά των απορριμμάτων στις μονάδες δευτερογενούς παραγωγής. Αυτό οφείλεται: - Η ενεργειακή αυτή δαπάνη για το μεγαλύτερο ποσο~ ατό απορριμμάτων, είναι αντίστοιχη της απαιτούμενης για τη μεταφορά τους στη χωματερή ή/και για τη μεταφορά πρωτογενούς ΑΙ από τη μονάδα παραγωγής τους. - Ακόμη και αν υποτεθεί - για new scrap από τις λίγες μονάδες μεταποίησης που είναι απομακρυσμένες σε σχέση με τις μονάδες δευτερογενούς χύτευσης ή για ορισμένα είδη old scrap- ότι η ενεργειακή δαπάνη μεταφοράς κατά την ανακύκλωση είναι μεταλύτερη, υπολογίζεται ότι η αύξηση αυτή θα είναι της τάξης του 0,05-0,1 %(για απόσταση μεταφοράς Km) ως προς τις τιμές Δε, και Δε, Η διαφορά μεταξύ μεγίστης και ελαχίστης εξοικονόμησης ενέργειας οδηγεί σε μείωση του ενεργειακού κόστους των προιόντων μεταποίησης σε σχέση με τη σημερινή τιμή του, που ορίζεται από το σημερινό (και εκτιμώμενο ελάχιστο στο μέλλον) επίπεδο ανάκτησης old scrap. Η μείωση αυτή εξαρτάται από το ύψος της χρήσης του εni πλέον ανακτώμενου scrap σε κάθε κλάδο μεταποίησης. Με βάση όμως μια μέση τιμή ενεργειακής κατανάλωσης κατά τη μεταποίηση (από τον πίνακα 12) υ πολογίζεται ότι κατά μ. ο. θα είναι της τάξης του 5-10%. Ετσι υπολογίστηκε ότι η εξοικονόμηση της ενέργειας που προκύmει από την ανακύκλωση αλουμινίου είναι: Ελάχιστη εξοικονόμηση Μέγιστη εξοικονόμηση Πίνακας 13. Ελάχιστη και μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωση αλουμινίου (χιλ. GJ) Η ελάχιστη εξοικονόμηση της ενέργειας υπολογίζεται αν θεωρηθεί ότι ο οργανωτικός συντελεστής θα παραμείνει στα ίδια με τα σημερινά επίπεδα (r c :::: 0,35) ενώ με αύξηση αυτού, φτάνοντας την τιμή r~ = 0,65 υπολογίζεται η μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση Μόλυβδος - Εξοικονόμηση ενέργειας Η παραγωγή του καθαρού μολύβδου είναι αποτέλεσμα των παρακάτω διαδοχικών διεργασιών. 1. Εξόρυξη γαληνίτη 2. Παραγωγή συμπυκνώματος γαληνίτη 3. Παραγωγή πρωτογενούς μολύβδου 4. Μεταποίηση μολύβδου Η ενεργειακή κατανάλωση στο στάδιο της μεταποίησης είναι διαφορετική για κάθε προϊόν. Η παραγωγή δευτερογενούς μολύβδου χαρακτηρίζεται επίσης από διαφορετική κατανάλωση ενέργειας για κάθε προίόν, που είναι η ίδια όμως για κάθε συγκεκριμένο προίόν ανεξάρτητα από το αν αυτό αποτελεί διαθέσιμο προς ανακύκλωση υλικό, σαν new ή old scrap. Από τα στοιχεία του παρακάτω πίνακα 14 προκύπτει: Δε,, = 31,57 GJ/tn Δε,, = 40,65 GJ/tn Δε,, = 40,91 GJ/tn Δε,. = 40,91 GJ/tn ή Δε,, = 0,754 τiπ/tn Δε,,= 0,971 τiπ/tn Δερ3 = 0,977 τiπ/tn Δε,, = 0,977 τiπ/tn Για την εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωση ισχύει όπως ήδη αναφέρθηκε Δεcί :::: ΔεΡί όπου οι δείκτες i :::: 1, 2, 3, 4 αναφέρονται αντίστοιχα στους συσσωρευτές, τα καλώδια, τα φύλλα και τους σωλήνες. Για τον υπολογισμό της ενεργειακής κατανάλωσης του συστήματος δεν πάρθηκε υπόψη το ενεργειακό κόστος της μεταφοράς των απορριμμάτων στις μονάδες παραγωγής δευτερογενούς μολύβδου. Ετσι υπολογίστηκε ότι η εξοικονόμηση ενέργειας από ανακύκλωση μολύβδου θα είναι: Εξοικονόμηση ενέργειας (χιλ. GJ) Πίνακας 14. Ενεργειακές καταναλώσεις για τα στάδια παραγωγής και επεξεργασίας του μολύβδου* Διεργασία i. ii. iii. Ιν. ν. Εξόρυξη γαληνίτη Εμπλουτισμός γαληνίτη Παραγωγή μολύβδου Μεταποίηση μολύβδου - Συσσωρευτές - Καλώδια - Φύλλα - Σωλήνες (Οχετοί) Ανακύκλωση μολύβδου - Συσσωρευτές -Καλώδια - Φύλλα - Σωλήνες ει** Mj/tπ Pb * Η ενεργειακή απαίτηση για την ανακύκλωση φύλλων και σωλή~ νων είναι για την aπλή τήξη αυτών και υπολογίζεται θεωρητικά από δεδομf:να της βιβλιογραφίας. Πρακτικά αυτή κυμαίνεται στα ίδια επίπεδα, όπως προέκυψε από στοιχεία των μονάδων παραγωγής δευτερογενούς μολύβδου. Συμπεράσματα Με βάση τα στοιχεία αυτά συμπεραίνεται ότι: η εξοικονόμηση της ενέργειας που θα προκύψει το 2000 θα είναι από μεν την ανακύκλωση αλουμινίου θα κυμαίνεται από 9950 ως χιλ. FJ. Η μέγιστη αντιστοιχεί στο εκτιμούμενο μέγιστο δυνατό ποσοστό ανάκτησης. Από δε την ανακύκλωση του μολύβδου η ενέργεια που θα εξοικονομηθεί θα ανέρχεται σε 305 χιλ. GJ.

8 22 Τεχνικά Χρονικά Νοέμβρ.-Δεκ Η ενέργεια αυτή δε θα εξοικονομηθεί σε εθνικό επίπεδο. Κι αυτό γιατί η μείωση της παραγωγής των μετάλλων θα οδηγούσε στην υποαπασχόληση του μεγάλου ύψους των επενδεδυμένων κεφαλαίων στις αντίστοιχες μονάδες με σοβαρές οικονομικές επιmώσεις για την αποδοτική λειτουργία τους αλλά και για την εθνική οικονομία. Το γεγονός όμως ότι το αυξανόμενο ύψος παραγωγής της εγχώριας μεταποιητικής βιομηχανίας θα καλύπτεται σε όλο και μεγαλύτερο βαθμό από δευτερόχυτο μέταλλο, ενώ η πλεονάζουσα παραγωγή πρωτόχυτου θα κατευθύνεται σε εξαγωγές, σημαίνει ότι αυτή η εξοικονόμηση ενέργειας οδηγεί στη μείωση του ενεργειακού κόστους των εγχώριων προϊόντων μεταποίησης. Η εξοικονόμηση της ενέργειας από ανακύκλωση απορριμμάτων αλουμινίου ανέρχεται στο 1,8% επί της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης στη χώρα και στο 4,4% επί της βιομηχανικής κατανάλωσης στο βιομηχανικό τομέα, ενώ αντίστοιχα χαμηλότερα ποσοστά εξοικονομούνται από την ανακύκλωση μολύβδου. Βιβλιογραφία 1. Chaρman P.F.: 'Έnergy conserνation and recycling of Copper and Aluminίum", Metals and Meterials, 6/ Beνer Μ.Β.: "Recyclίng ίn the materίals system", Materials and Society, Vol. 1, p. 167, Beνer Μ. Β.: ''rhe recyclίng of metals- 11. Nonferrous metals", Conserνation and Recyclίng, Vol. 1, Ρ. 137, Powell J.: "Α comparίson of the energy saνίngs from the use of secondary materίals", Conserνation and Recyclίng, Vol. 6, Νο 1/2, ρ. 27, Οργανισμός προωθήσεως (ΟΠΕ): «Προϊόντα αλουμινίου. Ερευνα για τις ελληνικές εξαγωγές στην ΕΟΚ>>, Αθήνα ΙΟΒΕ: «Η ελληνική βιομηχανία πρώτης μεταποίησης αλουμινίου το 1983» Ιανουάριος Commissίon of the European Communίtίes: "Raw Materίals", Researsch and Deνelopment, Stυdies on Secondary Raw materίals, 11, Recycling of non-ferrous metals" February Ρ. Chapman:" Energy cost: Α reνίew of methods", Energy Polίcy, June Ρ. Chapman, G. Leach, Μ. Slesser: ''rhe energy cost of fuels", Energy Policy, Sept., Μελέτη σπουδαστών: <<Ενεργειακό κόστος της ε νέργειας στην Ελλάδα», ΕΜΠ, Φλεβάρης Γ. Ιωαννίδη, Μ. Μιχαηλίδη, Α. Ορφανού-Δενιόζου, Γ. Παντέκη: «Οικονομοτεχνική μελέτη για την μεταλλουργική αξιοποίηση των μικτών μεταλλευμάτων μολύβδου - ψευδαργύρου. της Ελλάδος», ΤΕΕ, Μάίος ΚΕΠΕ: «Η αυτοκινητοβιομηχανία στην Ελλάδα». 13. R. Doνe, ΜΒΜ staff, reports: "Secondary smeltίng υnder dίscυssίon" Lead-Metal Bυlletίn Monthly March Ευχαριστώ Πρόεδρος: Ευχαριστούμε πολύ την κυρία Σπυροπούλου. Η επόμενη ανακοίνωση είναι του καθηγητού κυρίου Κουμούτσου και της κυρίας Διακοuλάκη. Την ανακοίνωση θα παρουσιάσει η κυρία Διακουλάκη, χημικός μηχανικός και επιστημονικός συνεργάτης του Ε.Μ.Π.