MOTO 2030 to copiątkowy cykl Gazeta.pl, w którym poruszamy najważniejsze tematy dotyczące przyszłości motoryzacji, transportu, technologii. Samochody, drogi i miasta bardzo dynamicznie zmieniają się na naszych oczach. Co piątek dziennikarze Moto.pl będą o tych zmianach pisać. Tutaj znajdują się wszystkie artykuły z cyklu MOTO 2030.
Auta są najlepiej przetwarzanym produktem na świecie
Nie aluminiowe puszki, ani gazety, ale właśnie samochody są produktem konsumenckim przetwarzanym w największym stopniu. Można znaleźć różne dane, ale od 84 do 86 procent wagi ich komponentów jest poddawane skutecznemu recyklingowi. Ponad 95 proc. aut pod koniec żywota przechodzi ten proces.
Częściowo i głównie w krajach Unii Europejskiej wymuszają go przepisy. Według danych amerykańskiej firmy Recycle Nation w 2018 roku w USA ponad 12 milionów samochodów było poddane recyklingowi. W Europie to więcej niż osiem milionów rocznie, a na całym świecie prawie 30 milionów aut.
Recykling samochodów jest tak popularny, ponieważ to prosta i opłacalna czynność. Auta w większości składają się ze stali i stopów innych metali. Ich odzyskiwanie jest wyjątkowo efektywne i ekologicznie. W czasie recyklingu stali zanieczyszcza się 76 proc. mniej wody i 86 proc. mniej powietrza, niż przy wydobyciu i przetworzeniu rud metali.
Rosnący udział stopów aluminium w konstrukcji samochodów również temu sprzyja. Producenci lubią ich używać, bo obniżają masę samochodów, a to podstawowy warunek współczesnego projektowania. Przy okazji aluminium jest też drogie, ale bardzo proste do późniejszego odzyskania.
Jeśli wagowo stanowi około 10 proc. samochodu spalinowego, to jego udział w koszcie materiałów sięga prawie 50 proc. Dlaczego producenci nie mieliby tego robić? Firmy motoryzacyjne bardzo chętnie odzyskują stal, aluminium i inne metale nieżelazne.
To nie wszystko. Przetworzyć można prawie każdy element współczesnych aut. Nie zawsze jest to proste i nie wszystkie da się ponownie użyć w tej samej roli. Spora część przechodzi tzw. downcycling lub upcycling i nie wraca do motoryzacji, ale to zupełnie inna historia.
To przemysł motoryzacyjny wymyślił recykling
Motoryzacja w Stanach Zjednoczonych opracowała współczesny system produkcji masowej. Henry Ford wymyślił taśmę produkcyjną, która zrewolucjonizowała wytwarzanie bardziej skomplikowanych urządzeń. Wraz z seryjną produkcją narodziło się odzyskiwanie zużytych materiałów. Powód był ten sam - ekonomia. Dopiero później inne branże skorzystały z tego przykładu.
Spokojnie można powiedzieć, że przemysł motoryzacyjny jest ojcem praktycznego recyklingu. Odzyskiwanie materiałów na szeroką skalę rozpoczęło się w tej branży 77 lat temu. Produkcja masowa i rosnąca z jej powodu liczba wytwarzanych samochodów sprawiły, że opłaciło się inwestować w systemowe rozwiązania.
Opracowanie technologii i łańcucha recyklingu stali szybko zaczynało się zwracać. Obecnie branża recyklingu jest na 16. biznesem w USA zwiększającym produkt krajowy brutto tego kraju o około 25 miliardów dolarów rocznie.
Da się przetworzyć więcej niż cały samochód
Jak to możliwe? Proces zaczyna się już w trakcie jego eksploatacji. Poważny udział w recyklingu mają elementy zużywane w czasie jazdy. Przede wszystkim chodzi o akumulatory, opony i płyny eksploatacyjne, głównie olej silnikowy. Obecnie przetwarza się prawie 100 procent akumulatorów zasilających układy elektryczne samochodów spalinowych.
Z opon robi się asfalt i inne nawierzchnie, a nawet sandały. Część przetworzonego ogumienia można nawet wykorzystać jako dodatek do paliwa opałowego, chodzi tak zwane TDF (Tire-Derived Fuel). Jednak takie paliwo wymaga specjalnych pieców, które zmieniają je na energię w wysokiej temperaturze i kontrolowanych warunkach. Nie palcie oponami w domowych piecach, bo wszyscy umrzemy.
Ważnym elementem recyklingu eksploatacyjnego jest odpowiednie przetworzenie zużytego oleju. Po oczyszczeniu może pełnić wiele funkcji. Dlatego trzeba go wymieniać w serwisach, które później dostarczają przepracowany olej do skupów. W innym przypadku zanieczyszcza glebę, wody gruntowe i rzeki, niszcząc naturalne ekosystemy. W przypadku oleju silnikowego odpowiedzialność leży po stronie użytkowników.
Co z elementami samochodu który oddajemy na złom?
Jak ustaliliśmy wcześniej stopy stali oraz metale są najprostszym zadaniem dla przemysłu recyklingowego. Dotyczy to zarówno nadwozi, jak i silników oraz innych podzespołów. Najtrudniej przetwarza się szyby samochodowe i część tworzyw sztucznych używanych w produkcji aut.
Główny problemem w przypadku szyb to, że nie składają się z samego szkła. Wiele szyb w samochodach jest laminowana ze względów technologicznych, bezpieczeństwa i komfortu. Pomiędzy warstwami szkła znajduje się cienka warstwa folii z PVB (butyralu poliwinylu).
Poza tym wiele szyb ma elementy metalowe, takie jak ogrzewanie. W procesie recyklingu bardzo trudno je oddzielić od siebie. Jeśli się to uda, pozyskany materiał można wykorzystać do wykonania materiałów izolujących z włókna szklanego, jako składnik betonu, a nawet do produkcji butelek.
Inny kłopot stanowi recykling plastików. Część poddaje mu się łatwo, inne - wręcz przeciwnie. To bardzo ważny temat, bo udział tworzyw sztucznych w konstrukcji samochodów rośnie proporcjonalnie do poziomu zaawansowania chemicznego tych materiałów. Dotyczy to zwłaszcza kompozytów.
Laminaty włókna szklanego i węglowego mają bardzo dobry stosunek masy do wytrzymałości i można używać ich nie tylko do produkcji wyposażenia. Coraz częściej z tworzyw sztucznych powstają panele poszycia, a nawet elementy strukturalne samonośnych nadwozi.
Do łatwych w recyklingu tworzyw sztucznych należą między innymi: polipropylen (PP) i polietylen (HDPE, LDPE). Znacznie gorzej idzie z tworzywami ABS (terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy) i PVC (polichlorek winylu).
Ambitnym zadaniem dla producentów samochodów jest takie zaprojektowanie i wykonanie elementów z tworzyw sztucznych, aby można je było później łatwo przetworzyć. Firmy coraz częściej przy wykonaniu wnętrz sięgają po komponenty stworzone w sposób ekologiczny i z już wcześniej odzyskanych materiałów.
Tak wygląda czyściec dla samochodów
Po wyrejestrowaniu starego samochodu oddajemy go do punktu gromadzenia odpadów, tak zwanego złomowiska albo szrotu. Zanim to zrobimy, naszym zadaniem jest opróżnienie go z jakichkolwiek przedmiotów, nawet jeśli nie są nam do niczego potrzebne. To początek procesu recyklingu i znacznie ułatwia jego sprawne przeprowadzenie.
Gdy auto trafia na złom, przechodzi prawdziwą gehennę. Najpierw jest ograbiane ze wszystkich sprawnych części. Można je potem sprzedać właścicielom używanych aut, czyli wykorzystać ponownie, zamiast wykonać nowe. Dotyczy to reflektorów, lusterek, zderzaków i innych części, które notorycznie są uszkadzane w stłuczkach i kolizjach.
Później biedny samochód jest pozbawiany reszty podzespołów: silnika, wnętrza, elementów zawieszenia, przeniesienia napędu, itp. Potem trafia do zgniatarki, czyli prasy hydraulicznej, która miażdży go na placek. To ułatwia transport do składnicy złomu i huty oraz obniża jego koszty.
Pozostałe części są rozdzielane przy użyciu pasów transmisyjnych wyposażonych w elektromagnesy. Rozdzielają elementy ze stali i tworzywa, oraz mniejsze od większych. To najprostszy i najbardziej efektywny sposób segregacji materiałów. Następnym jest odsysanie lekkich elementów przy pomocy specjalnych odkurzaczy. Oddzielają od reszty pianki, kawałki gumy i tworzyw.
Polityka miecza. Od dwóch lat mamy problem z recyklingiem plastików
Poważny kłopot dotknął wszystkich gałęzi przemysłu, które używają tworzyw sztucznych. W 2018 roku Chiny zmieniły swoją politykę klimatyczną i zapowiedziały ograniczenie ich produkcji. Zaraz potem zakazały importu większości plastikowych odpadów. Nowy kierunek został nazwany "National Sword Policy" - narodową polityką miecza - i uciął możliwość nieograniczonego eksportu plastikowych śmieci do tego kraju.
Wcześniej Chiny importowały 95 procent odpadów z tworzyw sztucznych z Unii Europejskiej i 70 procent z USA. Wkrótce po wejściu w życie zakazu, świat recyklingu pogrążył się w chaosie. Do tej pory kraje nie wiedzą co robić z rosnącymi górami plastikowych śmieci. Przewiduje się, że w najbliższej dekadzie zbierzemy aż 111 milionów ton odpadów tworzyw sztucznych.
Nie wiadomo co z nimi zrobimy. Dawniej kraje rozwinięte ochoczo wysyłały je do Państwa Środka, pozbywając się problemu i nie interesując się ich dalszym losem. Tak naprawdę zaledwie dziewięć procent było przetwarzane i możliwe do ponownego użycia, a 12 proc. spalane. Resztę po prostu składowano albo zakopywano pod ziemią.
Trudno się dziwić Chinom, że po wzbogaceniu się chcą przestać to robić. Kłopotem nie jest niesubordynacja Chin tylko uzależnienie cywilizacji od plastików. W dalszej perspektywie musimy znaleźć bardziej zrównoważony sposób wytwarzania przedmiotów codziennego użytku i ograniczyć konsumpcję. Inaczej czeka nas globalna katastrofa ekologiczna.
Największym wyzwaniem w przyszłości będzie przetwarzanie akumulatorów
Tworzywa sztuczne to problem całego świata. Motoryzacja ma jeszcze jeden. Skutkiem transformacji tego przemysłu jest nowa konstrukcja samochodów. Coraz rzadziej mają spalinowe silniki i emitują mniej szkodliwych gazów, ale rośnie liczba akumulatorów. Przetwarzanie zużytych akumulatorów trakcyjnych o nowoczesnej konstrukcji jest znacznie większym wyzwaniem, niż recykling starych, kwasowo-ołowiowych.
Problemem stanowi ich rosnąca liczba i stopień komplikacji. Akumulatory są najdroższym składnikiem samochodów elektrycznych i wydawałoby się, że recykling to idealny sposób na oszczędność. Nic bardziej mylnego. Na razie trwa walka o obniżenie ceny samochodowych "baterii", które nie są projektowane z myślą o łatwym recyklingu.
Akumulatory litowo-jonowe mają zbyt skomplikowaną budowę, aby ich przetwarzaniem zajmowały się roboty. Trzeba robić to ręcznie. Wprawdzie zawierają kosztowne i rzadkie materiały (lit, kobalt i nikiel), ale ich odzyskanie jest nawet pięciokrotnie droższe niż wydobycie. Pełne przetworzenie akumulatora litowo-jonowego kosztuje około jeden euro za kilogram. Wartość odzyskanych w ten sposób minerałów jest trzy razy niższa.
Ekodywaniki nie wystarczą. Samochody trzeba projektować inaczej
Recykling akumulatorów będzie największym wyzwaniem motoryzacji w przyszłości. Na razie samochodów elektrycznych jest stosunkowo niewiele, a cykl życia akumulatorów wyjątkowo długi. Nawet kiedy auto zostaje skazane na śmierć technologiczną i nikt nie chce nim jeździć, akumulatory mają do 70 procent wydajności.
Można je wykorzystać jako domowe i przemysłowe banki energii oraz używać jeszcze przez wiele lat. Różni producenci samochodów zaczynają to robić. Namawia do tego między innymi General Motors, BMW, Toyota, BYD, Renault, Nissan, Tesla. Na razie nie ma wielkiego popytu na takie produkty.
Poza tym samochodowe ogniwa litowo-jonowe nie są idealne do tego celu. Gdy znika konieczność ograniczania wagi i rozmiarów, da się znaleźć o wiele tańsze i mniej kłopotliwe sposoby magazynowania prądu. Problem ekologicznej utylizacji i przetwarzania akumulatorów litowo-jonowych wróci do nas za jakiś czas.
Największym aktualnym wyzwaniem recyklingu jest zalew odpadów z tworzyw sztucznych. Producenci muszą zacząć projektować auta w zupełnie inny sposób i uwzględniać proces ich przetworzenia u podstaw. Dodawanie ekologicznych dywaników nie wystarczy. Trzeba używać zupełnie nowych materiałów, a auta projektować tak, aby później można było efektywnie recyklingować również takie materiały. Firmy już zaczynają to robić, ale są dopiero na początku długiej drogi. Muszą ją pokonać, bo nikt już nie chce naszych plastikowych śmieci.
