Az ELV/ASR újrahasznosítása

1.4. Az ELV/ASR újrahasznosítása

Az üvegházhatást okozó gázok növekvő kibocsátásából adódó problémák, a mobili-tás, a fenntartható fejlődés, a környezetvédelem, a kőolajmezők kimerülésével kapcsola-tos aggodalmak és egyes nemzetközi egyezmények mind hatással vannak a hulladékokra vonatkozó előírásokra, melyek folyamatosan változnak és szigorodnak [21]. Általános-ságban elmondható, hogy a hulladékokra vonatkozó irányelvek (pl. 75/439/EGK) elsőd-leges célja azok keletkezésének megelőzése, csökkentése és a hulladékok újrahasználata, újrahasznosítása. Ez alapján a korszerű hulladékgazdálkodásban elsősorban a hulladékok keletkezésének megelőzésére kell törekedni, például kis tömegű, hosszú élettartamú, ja-vítható termékek/alkatrészek gyártásával. Ha ez nem oldható meg, a lehetőségekhez mér-ten a hulladékokat újra kell használni ugyanarra a célra, amire eredetileg készítették (lásd autóbontók). Ha pedig ez az újrahasznosítási mód sem valósítható meg, akkor a követ-kező lépés a hulladékok mechanikai vagy kémiai újrahasznosítása. Ezután következhet csak az energetikai hasznosítás, mely a legtöbb esetben energia-visszanyeréssel kombi-nált hulladékégetés. Az utolsó, elkerülendő lehetőség a hulladéklerakás. Az ELV/ASR hulladékok kezelésére az előzőek alapján a lerakás, égetés és az újrahasznosítás/újrafel-használás alkalmazható [6]. Ugyanakkor meg kell azt is jegyezni, hogy az iparágat sza-bályozó előírások jelentős szigorításon mentek keresztül. Napjainkban az ELV 95%-át kimutatható módon újra kell hasznosítani, ami sok esetben nehezen megoldható kihívás elé állítja a piaci szereplőket.

1.4.1. Az ELV/ASR tulajdonságai

Az ELV/ASR összetétele az 1-2. mellékletekben látható, melyet Shin-ichi Sakai és munkatársai különböző szakirodalmakból gyűjtöttek össze [19]. Az ASR elsősorban po-limereket (műanyag, gumi, szövet) (9,9-74,6%) és fémeket tartalmaz (0,3-26,9%). Az elemösszetétel tekintetében a szén (17,5-90,0%), az oxigén (0-30,0%), a hidrogén (1,3-12,0%), a kalcium (1,5-13,0%), a szilícium (2,1-12,9%) és az alumínium (0,2-10,0%) mennyisége a legnagyobb. Ezen kívül a króm, nikkel, ólom és cinktartalom is jelentős.

A fémeket a legtöbb esetben megpróbálják a hulladékáramból kivonni és anyagában újrahasznosítani. A nemfémes elemek tekintetében a legnagyobb gond az, hogy azok ve-gyületeik formájában fordulnak elő, emiatt elemi állapotban történő kivonásuk a legtöbb esetben nem, vagy csak bonyolult és költséges módon valósítható meg. A szerves halogén vegyületek közül a polibrómozott-difenil-éterek, a hexabróm-ciklododekán és a

15 poliklórozott bifenilek mennyisége magas, melyeket égésgátló és égéskésleltetőként használnak a műanyagokban. A melléklet adataiból jól látszik az ASR hulladékok komp-lexitása, illetve az, hogy az újrahasznosításuk során milyen sok összetevőből álló anyagi rendszer szétválasztását és további alkalmazhatóságát kell megoldani.

1.4.2. Az ELV/ASR újrahasznosításának jogszabályi környezete

Az autóipari hulladékok tekintetében elsősorban a nagyon magas újrahasznosítási arány teljesítése miatt nem megkerülhető a műanyaghulladékok hasznosítása. Az ELV hulladékok további sorsát, kezelését és hasznosítását számos direktíva, törvény vagy ren-delet szabályozza (9. ábra).

9. ábra

Az ELV hulladékok szabályozásával foglalkozó főbb direktívák, törvények, jogszabályok

A 2000/53/EK direktíva legfontosabb intézkedése, hogy az ELV hulladékok újrafel-dolgozásának és a hasznos anyagok kinyerésének az arányát a lehető legnagyobb mérté-kig növeli a környezet megóvása érdekében. 2002-ben lépett hatályba és előírta, hogy 2006. január 1-ig az újrahasználat és a hasznosítás arányát az adott autó tömegére vonat-kozóan 85%-ra kell növelni, továbbá hogy az újrahasználat és visszanyerés aránya mini-málisan 80% kell hogy legyen. Ugyanez a direktíva 2015. január 1. után már 95%-ot ír elő az újrahasználat és hasznosítás mértékének, mindamellett, hogy az újrahasználat és visszanyerés arányának minimálisan 85%-nak kell lennie [6,22,23]. A két érték közötti közel 10% eltérést a visszanyerés és a hasznosítás igen eltérő definiálása okozza.

1.4.3. Az ELV/ASR újrahasznosításának lehetőségei

A 10. ábrán az EU általános ELV újrahasznosítási folyamata látható, mely a gép-jármű szétbontásával kezdődik. Azoknál először a veszélyes hulladékot tartalmazó része-ket gyűjtik össze (pl. ólom, olaj), majd az értékes és újrahasznosítható részerésze-ket válogatják

2000/53/EK

2005/64/EK

2002/151/EK 2003/138/EK 2005/293/EK

2005/63/EK 2005/437/EK 2005/63/EK 2005/438/EK

2002/525/EK 2005/673/EK 2008/689/EK 2010/115/EU 2011/37/EU 2013/28/EU 2016/774/EU 2017/2096/EK

16 ki (pl. motor, kerék, üzemanyagtartály, lökhárító). A szétbontás után az ELV tömege a kiindulási érték 55-70%-ára csökken. Az anyagok szelektív összegyűjtése azért is kiemel-ten fontos, hogy az ELV-ből keletkező ASR mennyisége minél kisebb és veszélyes hul-ladéktól mentes legyen.

10. ábra

Az ELV feldolgozás sematikus ábrája az EU-ban [19,24]

Az autó váza a szétbontás után aprítógépbe kerül, melyből ASR keletkezik. Majd a felaprított anyagokat fajsúly szerint szétválogatják és a könnyű frakciót elválasztják. Ezt követően a vasakat és a színesfémeket mágneses szeparátorokkal, vagy színesfém kollek-torokkal válogatják szét. Ennek a folyamatnak a maradéka a nehéz ASR. Az EU-ban a vas és színesfém súlya egy jármű tömegének 36-70%-a, míg az ASR (könnyű és nehéz) mennyisége 12-32%. Meg kell azonban jegyezni, hogy az újrafelhasználási nehézségek miatt sajnos az ASR meghatározó része sok esetben hulladéklerakóba kerül [19]. Ugyan-akkor a lerakás semmiképp sem megfelelő megoldás a lerakó-kapacitások gyors kimerü-lése, a lerakók környezet irányába mutatott emissziója [25], illetve az anyag- és erőforrá-sok pazarlása miatt. Ezen kívül a hulladékokból (pl. műanyagokból) értékes energia, egyéb anyagok, esetleg alapanyagok nyerhetők ki [26-31]. A 11. ábra a nagy polimertartalmú ELV/ASR hulladékok további kezelésének lehetőségeit, azok előnyeit és hátrányait foglalja össze. Az újrahasznosítás során igazán jó minőségű, értékes termé-ket tiszta, egynemű kiindulási anyagból lehet előállítani. Emiatt arra kell törekedni, hogy

17 a gépjárművek szétbontásakor keletkező szerkezeti és egyéb anyag alkotta keveréket komponenseire válasszuk szét (pl. PVC, poliolefinek, polisztirol, réz, acél stb.).

11. ábra

Nagy polimertartalmú ELV/ASR hulladékok kezelési módjainak előnyei-hátrányai

A különböző típusú ELV/ASR hulladékok újrahasznosíthatósága és egymáshoz vi-szonyított újrahasznosítási aránya között jelentős különbségek vannak. Az EU-ban a for-galomból kivont gépjárművek fém- és üvegtartalmának újrahasznosítása viszonylag meg-oldott, de a 10-15%-ot kitevő műanyagalkatrészek (újra)hasznosítása körüli nehézségek miatt a korábban említett 95%-os újrahasznosítási arány elérése az egyes tagországokban komoly akadályokba ütközik. Elsősorban a gépjárművek magas műanyagaránya és az azokból keletkező hulladékok újrahasznosíthatósága okoz nehézségeket. Emiatt az utóbbi években egyre többen foglalkoznak az ELV/ASR műanyaghulladékok (újra)hasznosítá-sával. A fő problémát a hulladékok heterogén összetétele és szennyezőanyag tartalma jelenti, illetve az üzemanyagtartályok esetén a tartály anyagába diffundált motorhajtó-anyagok mennyisége, melyek a darálás, formázás során robbanásveszélyes gázok fejlő-dését okozhatják. Emiatt hosszú távon a mechanikai hasznosítás megvalósítása nem meg-oldott, sokszor költséges és sok műszaki, kémiai, illetve alkalmazástechnikai nehézségbe ütközik. Ezzel szemben az olajos és motorhajtóanyaggal szennyezett műanyagok nem jelentenek problémát a kémiai hasznosítás során, sőt a hulladékok szénhidrogén szennye-ződésének esetenként pozitív hatása is lehet a lejátszódó folyamatokra; pl. növelhetik az értékesebb termékek mennyiségét (pl. szén nanocső gyártás) [6,32].

Hulladéklerakás

18 Az EU-t, Svájcot és Norvégiát tekintve a hulladékégetés egyre nagyobb részaránnyal bír, mely 2016-ban közel 42%-ot jelentett a kezelési módszereken belül [1]. Ebben azon-ban annak is nagy szerepe van, hogy az utóbbi időben az EU-s statisztikák gyakran hasz-nosítási és nem kezelési módként említik a hulladékégetést. A műanyagok közül a tiszta polietiléneknek, polipropilénnek és polisztirolnak az energiatartalma gyakorlatilag meg-egyezik a legjobb fűtőolaj (44 MJ/kg) energiájával. Ugyanakkor a káros anyagok emisz-sziója (pl. dioxinok) jelentős veszélyforrást és megoldandó műszaki nehézséget jelent.

Egyes kimutatások szerint a dioxinok emissziója évente csaknem 30%-kal növekedett a lakossági hulladékégetők miatt [8,26-34].

A mechanikai hasznosítás anyagában történő hasznosítást jelent, mely során a hulla-dékból önmagában, vagy más anyagokkal keverve újra valamilyen terméket állítanak elő.

Ennél a hasznosítási módnál kiemelten fontos a fajtánkénti gyűjtés, mert az eltérő anya-gok különböző kémiai szerkezete, felületi szennyeződéseik, vagy az adalékok jelentős minőségromlást eredményezhetnek. A mechanikai hasznosítás során az anyagok kémiai szerkezete lényegesen nem változik, és azokból általában ugyanazt, vagy az eredetihez hasonló felhasználásra szánt terméket állítanak elő [6]. A mechanikai újrahasznosítás so-rán ritkán teljesíthető az eredetivel azonos követelményszint, emiatt gyakoribb az alacso-nyabb szintű újrahasznosítás (down-cycling) [8,26]. Megjegyzendő, hogy az anyagok ez irányú újrahasznosítása a felhasználói szokások miatt sok nehézségbe ütközik. A legna-gyobb kihívás a műanyag ELV/ASR újrahasznosítás során, azok heterogén összetétele és a szennyeződések. Ez az oka, hogy csak magas költségekkel és nehezen kivitelezhető a műanyag ELV/ASR mechanikai újrahasznosítása. A szennyeződéseken belül nagy prob-lémát jelentenek a szénhidrogének, mert azok már néhány mg/kg mennyiségben is képe-sek a műanyagba bediffundálni.

Kémiai hasznosítás alatt főleg a különböző degradációs eljárásokon alapuló megol-dásokat értjük. A degradáció definíciószerűen azokat a folyamatokat jelenti, amelyek kü-lönböző hatásra a polimer struktúrájának irreverzibilis megváltozásához vezetnek. Ez a változás a polimerlánc leépülését jelenti, mely során a molekulatömeg csökken, és emel-lett jelentősen változnak a kémiai és a fizikai tulajdonságok is. Legnagyobb jelentősége a termikus és a termo-katalitikus degradációnak van. A termikus degradációt krakkolás-nak, pirolízisnek nevezzük, mely a szerves anyagok termokémiai bontását jelenti magas hőmérsékleten, oxigén távollétében. A termékek hozama és tulajdonságai a reakció

para-19 méterekkel jelentősen befolyásolhatók [35]. A kémiai újrahasznosítás elterjedése legin-kább a keletkezett termékek (pirolízis olaj, éghető szénhidrogén gázok, hidrogén [36,37]) további hasznosításától függ. Ezek elsősorban energia előállításra, petrolkémiai, illetve az olajipar alapanyagaként hasznosíthatók [38].

1.5. Az ELV/ASR hulladékok kémiai hasznosítása