Építőipari hulladék útépítési hasznosításának ökológiai előnyei

Átírás

1 HULLADÉKOK ÉS KEZELÉSÜK 4.5 Építőipari hulladék útépítési hasznosításának ökológiai előnyei Tárgyszavak: ökológia; útépítés; építőipar; hulladékhasznosítás. Németországban az 1998-ban képződött 77,1 Mt építkezési hulladékból álló és mozgó berendezésekben kb. 68 M tonnát dolgoztak fel 55,1 Mt újrahasznosítható építőanyaggá, amelynek 73%-át fő átvevője, az útépítés használta fel. Az útépítési kőzetek össztermelésében az újrahasznosított építőanyagok aránya 8,4% volt. A prognózisok 2005-re 802, 2010-re 872 Mt összes föld/ásvány/kőzet felhasználásról szólnak, és ennek 30%-a jut majd útépítési homokra és kavicsra, 70%-a apró és durvább zúzott kőre. Feltételezhető, hogy az építőanyag hulladék hasznosítása műszakilag és gazdaságilag is ésszerű, megbízható becslés ez ideig nem készült a készlet mélyépítésben és benne útépítésben való alkalmazásának ökológiai hasznáról, primer anyagokéval összehasonlítva. A németországi Münster Építőmérnöki Főiskolájának munkatársai, átfogó adatbázis hiányában nem vállalkozhattak teljes ökológiai mérleg felállítására, vizsgálataikat a földmunkák és az útépítés kötőanyag nélküli hordozórétegeihez használt, mély- és magasépítési hulladék újrahasznosításából származó szóró termékekre korlátozták. Az ökomérleg-készítés elvei A tanulmány a jelű DIN EN ISO szabványsorozat ökomérleg-elemeire épül, és funkcionális egységként a kötőanyag nélküli réteg 1 cm 3 -nyi tömörített anyagát veszi alapul. Az összehasonlításban szereplő primer építőanyag életciklusát a kitermeléstől a beépítésen és használati szakaszon át a kiemelésig definiálták. Az újrahasznosított építőanyagok forgatókönyveit aszerint különböztették meg, hogy álló vagy mozgó berendezésben készültek-e.

2 A mozgó berendezésből származó anyagok felhasználási forgatókönyve (1. ábra) tartalmazza a berendezés, ill. a késztermék szállítását az egyes helyszínek (kitermelés, feldolgozás, beépítés) között. szállítás, mozgó berendezés feldolgozás helyszínen, 125% szállítás, 100% beépítés, 100% kiemelés, 100% szállítás, 100% szállítás, 25% egyéb felhasználás vagy lerakás, 25% 1. ábra Forgatókönyv (modellváltozat) mozgó hulladékfeldolgozó berendezésben előállított újrahasznosított építőanyaggal A tömegbecslésnél, a feldolgozási veszteség figyelembevételével, az újrahasznosított termék 100%-os beépítéséhez 125%-kal kell számolni. Az életciklus használati szakaszának káros kibocsátásai során egyik forgatókönyvben sem vették figyelembe a szivárgást a talajba és a talajvízbe, mivel ezekről jelenleg ellentétes szakvélemények látnak napvilágot. Tekintettel az ellenőrzött minőségű építőanyagok felhasználására, vízgazdálkodási ártalmatlanságukból lehetett kiindulni. Az ún. dologi/tárgyi mérleg (Sachbilanz) hatáskategóriáit a német országos Építőanyag-Szövetség (Bundesverband Baustoffe) évi kiadványa alapján jelölték ki (1. táblázat), kihagyva az ott felsoroltakból az adatokkal nem eléggé megalapozható területhasználat-igénybevétel, egészséget potenciálisan veszélyeztető anyagok kibocsátása és ökológiai rendszerek lehetséges károsítása címűeket. Az egyes hatáskategóriák modellezésekor minden káros anyaghoz egyedi ekvivalenciatényezőt rendeltek, ez a faktor a mindenkor irányadó paraméter esetében 1. A többi környezeti hatást erre az irányadó paraméterre kell vonatkoztatni (2. táblázat).

3 Környezeti hatás kategóriák 1. táblázat Hatáskategória Rövid leírás Példák Erőforrás felhasználása nyersanyagok nem fenntartható fogyasztása kőolaj- és ércbányászat Kumulált energiafelhasználás Üvegházhatás összes primerenergia-bevitel, az anyagok termeléséhez fogyasztott energiával együtt a légkör hőháztartását befolyásoló emissziók fosszilis, nukleáris és regenerálódó primer energiák CO 2, CH 4 Savassági potenciál savas esőt okozó légköri emissziók SO 2, NO x, HCl, HF stb. Eutrofizálási potenciál túlságos műtrágyázás P- és N-vegyületek Ózonképző potenciál földközeli ózonképzők kibocsátása a légkörbe szénhidrogének 2. táblázat Ekvivalencia-tényezők alkalmazása az üvegházhatás megoszlása meghatározásának példáján Üvegházhatású gáz Tárgyi mérleg, kg/kg Ekvivalenciatényező CO 2 -egyenérték Részarány, % Szén-dioxid 1,09: ,09: ,24 Metán 1,97: ,13:10-4 3,62 Dinitrogén-oxid 4,18: ,30:10-4 1,14 Összesen 1,09:10-2 1,14: ,00 Egy speciális számítógépes ökomérleg-készítő program segítségével és a rendszerint ismert útépítési adatok (anyagfajták és -mennyiségek, szállítási távolságok stb.) felhasználásával meghatározták minden variánsra (forgatókönyvre) az egyes hatáskategóriák mérlegének eredményeit (2. ábra); az életciklus egyes szakaszaiban fellépő kiválasztott környezeti hatásokon mért eltéréseket a variánsok ( forgatókönyvek ) közt (hulladékkitermelés, -feldolgozás, -szállítások); a variánsokra jellemző hatáskategóriák mérlegeredményeinek relatív eltéréseit.

4 erőforrás-fehasználás ózonképző potenciál hatáskategóriák, kg/m 3 eutrofizáló potenciál energiaigény, MJ/m 3 üvegházhatás savasítóhatás kiemelés anyag mozgó feldolgozás 100% mészkő hulladék 0,01 0 0, ábra A hatáskategóriák szerinti ökomérleg-eredmények A számításokat 1 életciklusra végezték el a keretfeltételekkel megállapított modellváltozatokra (3. táblázat). Az egyes forgatókönyvek modellváltozatainak keretfeltételei 3. táblázat Jellemzők 1. változat 2. változat 3. változat Építőanyag 100% primer 64% újrahasznosított 35% újrahasznosított Feldolgozó berendezés álló mozgó álló Szállítótávolság állandó (50 km, ill. 25 km) 100% primer mozgó, változó ( km) 100% primer álló változó primer: km újrahasznosított: km

5 Eredmények A környezeti hatások túlnyomó része az alapanyagok feldolgozásának, felhasználásra való előkészítésének és szállításának tulajdonítható, kisebb részük származik a kiemelés és beépítés műveleteiből. Pl. a mészkő üvegházhatásának 60%-át az előkészítés, 35%-át a szállítás okozza és csupán 5%-át a kitermelés és a felhasználás. Újrahasznosított alapanyag esetében ezek az arányok: 44, 47, ill. 9%. Az újrahasznosított alapanyagnak a mészkőénél sokkal kisebb üvegházhatása a mészkőbányászathoz képest felével kisebb feldolgozási energiaigényének köszönhető. A szállítási távolságokból eredő különbséget a mészkő előnyére a különböző anyagáramok (szállítási egységek) és sűrűségek okozzák. A rétegesen mészkövet és újrahasznosított terméket használó változat üvegházpotenciálja a két 100%-os szélsőség közötti érték. A bontás és beépítés adatai között kevés a különbség, tekintettel az analóg műveletekre. Az adatszolgáltatás bizonytalanságára jellemző, hogy a tisztán mészköves referenciaváltozatra a német Energiaügyi Kutatóintézet, FfE tárgyi ökomérlegének eredményével számított üvegházhatás 27%ponttal az idézett listák alatt van, de így is kisebb, mint az építési hulladéké. Az útépítési felhasználásra alkalmas anyag előállítása (kitermelés, feldolgozás) újrahasznosítás esetén ökológiailag előnyösebb természetes építőanyagok felhasználásánál, homok és kavics kivételével. A primer alapanyagok közül a mészkő pl. a bazaltnál és a dolomitnál kisebb, de a homoknál és kavicsnál még mindig nagyobb feldolgozási munkával és kibocsátással jár együtt. A különböző eredetű adatok között az üvegházhatásra vonatkozók közt a legnagyobbak az eltérések, ami különösen feltűnő primer építőanyagoknál (3., 4. ábra). Ezek az ingadozások erősen befolyásolhatják az ökológiailag ésszerű vagy nem ésszerű hasznosításra vonatkozó döntést. A német Szövetségi Környezetvédelmi Hivatal adatbankjában (ProBas) a primer építőanyagok kinyerésére közölt adatok tükrében az összehasonlítás mindig az újrahasznosított anyagoknak kedvez a feltételezett átlagos szállítási távolságokkal számolva (5. ábra). Az újrahasznosított anyagok ökológiailag jobb minősítése valamennyi hatáskategóriára érvényes, így az összértékeléshez nincs szükség a környezeti hatások súlyozására.

6 100% mészkő mészkő: újrahasznosított: 64% : 36% mészkő: újrahasznosított: 36% : 64% -120% -100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% ökológiailag jobb ökológiailag rosszabb ózonképző potenciál eutrofizálódási potenciál savasodási potenciál üvegházhatás kumulált energiaigény 3. ábra Mészkő és újrahasznosított építőanyag különböző arányú felhasználásának összehasonlítása (ProBas adatbázis) mészkő: újrahasznosított: 64% : 36% 100% mészkő mészkő: újrahasznosított: 36% : 64% 100% mészkő, ProBas-adatok a források összehasonlításához -120% -100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% ökológiailag jobb ökológiailag rosszabb ózonképző potenciál eutrofizálódási potenciál savasodási potenciál üvegházhatás kumulált energiaigény 4. ábra Mészkő és újrahasznosított építőanyag különböző arányú felhasználásának összehasonlítása (FfE-adatok)

7 100% mészkő mészkő 10 km mészkő 20 km újrahasznosított, 10 km újrahasznosított, 25 km újrahasznosított, 50 km újrahasznosított, 60 km újrahasznosított, 75 km -120% -100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% ökológiailag jobb ökológiailag rosszabb ózonképző potenciál eutrofizálódási potenciál savasodási potenciál üvegházhatás kumulált energiaigény 5. ábra Mészkő és újrahasznosított építőanyag különböző arányú felhasználásának összehasonlítása, különböző szállítótávolságok esetén (ProBas) A tiszta mészköves változatban a kinyerésre az FfE-mérleg adatainak felhasználása néhány hatáskategóriánál az újrahasznosított építőanyag más értékeléséhez vezet, ti. ökológiai előnye megmarad az energiaigény és az üvegházhatás, de megszűnik a savasodás, az eutrofizálódás és az ózonképződés vonatkozásában. Sőt, ha a két építőanyag beszerzési távolsága egyenlő, vagy az újrahasznosított terméké netán még hosszabb is, akkor a mészkő teljes ökomérlege pozitív (l. a 4. ábrát). A mozgó feldolgozási rendszer viszont minden variánsra és hatáskategóriát tekintve az újrahasznosított termék javára billenti a mérleget. Egyenlő átlagos szállítótávolságokat feltételezve a hulladékból nyert építőanyag ökológiai előnye a mészkőnél is nagyobb bazalthoz és dolo-

8 mithoz képest. Ezzel szemben az összehasonlítás a homok és a kavics javára dől el, tekintettel e kettő egyszerű kezelésére. Legfeljebb az kíván megfontolást és esetleges módosítást, hogy mindkét természetes anyagból a többinél vastagabb réteget kell alkalmazni. Összeállította: Dr. Boros Tiborné Gallenkamper, B.; Hams, S.: Ökologischer Nutzen des Recyclings und der Kreislaufwirtschaft im Bauwesen. = Müll und Abfall, 36. k. 6. sz p Kollar, J.: Ziegelreiche Recycling-Baustoffe doch verwertbar? = Strasse und Autobahn, 55. k. 9. sz p Egyéb irodalom Növekvő újrafeldolgozás és szelektív gyűjtés az ÖKO-Pannon Kht. szervezésében. = Anyagmozgatás + Csomagolás, 49. k. 2. sz márc./ápr. p T. Békés S.: Elektronikai hulladék-újrahasznosítás EU-támogatással. = Technika, 47. k. 4. sz p Hargitai M.: Alumíniumdoboz-rapszódia. = Hulladéksors, 5. k. 4. sz p Csomagolási hulladékok Németországban. = Hulladéksors, 5. k. 4. sz p Farkas H.: Régi hiányokat pótolna a települési szilárd hulladékok összetételének vizsgálata. = Hulladéksors, 5. k. 4. sz p Horváth A.: Elektromos és elektronikai hulladékok. Formálódik a kezelés szabályozása. = Hulladéksors, 5. k. 4. sz p Kosaras Csné: A hulladékká vált járművekkel kapcsolatos szabályozás. = Műanyag és Gumi, 41. k. 6. sz p