Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav aplikované a krajinné ekologie
Výzkum možností využití vybraných druhů komunálních odpadů se zaměřením na odpadní pneumatiky Disertační práce
Školitel: doc. RNDr. Jana Kotovicová, Ph.D. Brno 2011
Vypracovala: Bc. Ing. Dana Adamcová
Poděkování Ráda bych touto cestou poděkovala doc. RNDr. Janě Kotovicové, Ph.D. za příkladné vedení při zpracování této disertační práce, dále za cenné připomínky k této práci a podnětné rady. Dále bych ráda poděkovala Ing. Michalovi Věříšovi, řediteli společnosti ODES, s.r.o. a Ing. Jiřímu Drapáčovi, referentu životního prostředí a požární ochrany, Českomoravský cement, a.s., nástupnická společnost Mokrá, za věnovaný čas, poskytnutí potřebných dat, informací a odpovědí na mé dotazy.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem disertační práci na téma Výzkum možností využití vybraných druhů komunálních odpadů se zaměřením na odpadní pneumatiky vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury.
Datum: Podpis studenta:
OBSAH OBSAH............................................................................................................................. 4 SUMMARY...................................................................................................................... 6 1 ÚVOD............................................................................................................................ 7 2 CHARAKTERISTIKA PNEUMATIKY ...................................................................... 8 2.1 Pneumatika.................................................................................................................. 8 2.2 Funkce pneumatiky..................................................................................................... 8 2.3 Části pneumatiky ........................................................................................................ 9 2.4 Hmotnost pneumatik................................................................................................. 10 2.5 Složení pneumatiky................................................................................................... 11 2.6 Výhřevnost pneumatik.............................................................................................. 12 2.7 Výroba pneumatik..................................................................................................... 13 2.7.1 Typy koster plášťů pneumatik ............................................................................... 15 3 ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU........................................................................ 16 3.1 Produkce odpadních pneumatik v EU ...................................................................... 16 3.2 Produkce odpadních pneumatik v ČR ...................................................................... 18 3.3 Nakládání s odpadními pneumatikami v EU ............................................................ 20 3.4 Nakládání s odpadními pneumatikami v ČR ............................................................ 23 3.4.1 Zpětný odběr pneumatik ........................................................................................ 27 4 CÍL ............................................................................................................................... 30 5 MATERIÁL A METODIKA....................................................................................... 31 5.1 Metodika LCA .......................................................................................................... 33 5.1.1 Definice cílů a rozsahu .......................................................................................... 34 5.1.2 Inventarizace.......................................................................................................... 35 5.1.3 Hodnocení dopadů ................................................................................................. 36 5.1.4 Interpretace ............................................................................................................ 39 6 VÝSLEDKY A DISKUSE .......................................................................................... 41 6.1 Životní cyklus pneumatiky ....................................................................................... 41 6.1.1 Fáze životního cyklu pneumatik ............................................................................ 41 6.2 Stanovení předmětu analýzy..................................................................................... 43 6.3 Českomoravský cement, a.s., závod Mokrá.............................................................. 44 6.3.1 Historie závodu ...................................................................................................... 44
-4-
6.3.2 Výroba cementu..................................................................................................... 45 6.4 ODES s.r.o. ............................................................................................................... 46 6.4.1 Informace o společnosti ......................................................................................... 46 6.5 Popis technologických operací ................................................................................. 47 6.5.1 Využití pneumatiky jako paliva v cementárně ...................................................... 48 6.5.2 Drcení pneumatik................................................................................................... 52 6.6 Stanovení funkční jednotky ...................................................................................... 58 6.7 Vymezení rozsahu sledovaných technologických procesů....................................... 59 6.7.1 Předpoklady stanovené pro hodnocení způsobů nakládání ................................... 62 6.8 Inventarizační analýza .............................................................................................. 62 6.8.1 Inventarizační matice „využití jako palivo“ .......................................................... 62 6.8.2 Inventarizační matice „drcení“ .............................................................................. 63 6.9 Hodnocení posuzovaných technologií ...................................................................... 64 6.9.1 Stanovení a definice kategorií vlivů ...................................................................... 65 6.9.2 Klasifikace ............................................................................................................. 66 6.9.3 Charakterizace ....................................................................................................... 67 6.9.4 Vyhodnocení.......................................................................................................... 69 6.9.5 Interpretace ............................................................................................................ 77 7 ZÁVĚR ........................................................................................................................ 86 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ......................................................................... 90 9 SEZNAM PŘÍLOH...................................................................................................... 94 10 SEZNAM TABULEK, OBRÁZKŮ A GRAFŮ........................................................ 95 10.1 Seznam tabulek ....................................................................................................... 95 10.2 Seznam obrázků...................................................................................................... 96 10.3 Seznam grafů .......................................................................................................... 97 11 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK........................................................................ 99 PŘÍLOHY ..................................................................................................................... 100 ANOTACE ................................................................................................................... 124
-5-
SUMMARY Thesis "Research of selected types of municipal waste with focus on waste tyres" is divided into theoretical and practical parts. The theoretical part contains basic information about current state of waste tyres in the Czech Republic. It is particularly focused on production of waste tyres, ways of dealing with this waste, take-back, etc. The theoretical part also deals also with comparison between the Czech Republic and other European Union countries, but also Japan and the United States of America. The practical part of the thesis compares two possible ways of processing waste tyres: “utilization in a cement factory” and “shreding tyres” (production of granulate) in terms of their environmental impacts that may arise during these processes. For determination and comparison of these two processes LCA methodology was used. Within the used methodology it was necessary to assess the examined technology according to the established set of criterion. Multi-criterion evaluation methodology was used in this examination.
-6-
1 ÚVOD Pneumatiky jsou významnou součástí běžného života každého člověka. Setkáváme se s nimi téměř každodenně, ať již při jízdě osobním automobilem či při jízdě autobusem hromadné dopravy, ale i v hojně využívané letecké dopravě. V neposlední řadě nelze opomenout pneumatiky nákladních automobilů, které mají důležitý význam při přepravě různých materiálů, výrobků či zařízení. Dnes si asi málo kdo z nás umí představit život bez pneumatik. První, kdo si nechal výrobek podobný pneumatice patentovat, byl Robert William Thomson a bylo to v roce 1845. V době vynálezu pneumatiky neměl tento výrobek žádné praktické uplatnění a tak se na něj zapomnělo. Avšak vývoj a pokrok se nedal zadržet, a již v roce 1887 Angličan John Boyd Dunlop vyrobil první pneumatiku z gumové hadice, na zalévání zahrady. Tato pneumatika měla vylepšit jízdní vlastnosti tříkolky pro jeho syna. První využití pneumatik bylo pro jízdní kola a až následně pro automobily a v roce 1906 byly použity pro letadla. Pneumatiky pronikají do různých odvětví: automobilové závody, závody Formule 1, pracovní stroje, atd. V současné době nabízejí a poskytují nejen pohodlnou jízdu, ale i slušnou odolnost vůči proražení a potřebný výkon. V posledních letech ve světě v důsledku rozvoje společnosti stoupá poptávka po pneumatikách a s tím úměrně souvisí i produkce odpadních pneumatik. „Jeden z hlavních problémů, který souvisí s odpadními pneumatikami, je najít vhodný způsob nakládání s nimi. Nakládání s odpadní pneumatikou je specifické tím, že již na současné úrovni techniky, kterou člověk disponuje, je možné s ní pracovat v souladu s principy udržitelného rozvoje. To znamená, že výrobně a energeticky náročný výrobek lze po skončení jeho použití 100% recyklovat a získané komponenty se mohou výhodně znovu využít. Nedostatečná motivace veřejnosti bohužel i tuto komoditu řadí mezi odpady poškozující životní prostředí. Možná právě proto, že odhozená pneumatika nikoho neohrožuje jedovatými výpary nebo nevytékajícími zdraví nebezpečnými jedy, které by se z ní po odhození uvolňovaly.“[1]
-7-
2 CHARAKTERISTIKA PNEUMATIKY 2.1 Pneumatika Pro přesnost je nutné specifikovat pojem pneumatika. Pneumatiku (tyre, tire, reifen) tedy lze charakterizovat následujícím způsobem: „Jedná se o dutou pryžovou obruč kol silničních vozidel, která je naplněna stlačeným vzduchem. Pneumatika vede směr jízdy vozidla a u vozidel na poháněných kolech přenáší hnací sílu.“ [38] Slouží k tlumení nárazů a otřesů na nerovnostech vozovky, odolává smyku za běžných povětrnostních podmínek a musí být také odolná proti průrazům a oděru.
2.2 Funkce pneumatiky Pneumatika má celou řadu důležitých funkcí. Mezi základní funkce pneumatiky patří: „Vedení směru - pneumatiky vedou vozidlo přesně, bez ohledu na stav povrchu komunikace nebo bez ohledu na klimatické podmínky. Stabilita vozidla záleží na tom, jak pneumatiky dokáží držet stopu. Pneumatika musí vydržet příčné síly, aniž by vozidlo opustilo svoji trajektorii. Dodržením správného rozdílu tlaku na přední a zadní nápravě se dosáhne ideální směrové stability vozidla. Nesení zátěže - pneumatiky jsou oporou vozidla nejen při jízdě, ale i když vozidlo stojí na místě. Kromě toho musejí být stále schopny odolat značnému přesunu zátěže při akceleraci a brzdění. Pneumatika osobního automobilu nese více než padesátinásobek vlastní hmotnosti. Tlumení - pneumatiky pohlcují nárazy při přejezdu přes překážky a chrání vozidlo před poškozením vlivem nerovností na silnici. Tím zajišťují řidiči i cestujícím pohodlí a přispívají k prodloužení životnosti vozidla. Hlavní vlastností pneumatiky je její výjimečná, především vertikální, pružnost. Díky skvělé elastičnosti vzduchu, jímž je naplněna, se může pneumatika přizpůsobovat překážkám a nerovnostem terénu. Správný tlak v pneumatice potom zaručuje vysokou úroveň komfortu při zachování dobrých řídících vlastností. Valivý pohyb - čím se pneumatiky odvalují rovnoměrněji, jistěji a s nižším valivým odporem, tím jsou lepší jízdní vlastnosti a nižší spotřeba paliva. -8-
Životnost - pneumatiky mají velkou životnost. I po miliónech otáček si kola zachovávají dostatečný výkon. Opotřebení pneumatiky samozřejmě závisí na podmínkách jejího použití, (zátěž, rychlost, stav povrchu vozovky, stav vozidla, způsob jízdy, atd.), ale z velké části také na kvalitě kontaktu se zemí. Důležitou roli proto hraje tlak v pneumatice. Má vliv na: velikost a tvar styčné plochy, rozložení tlaků na různých místech pneumatiky v kontaktu se zemí.“[19]
2.3 Části pneumatiky
Obr. 1 – Části pneumatiky [19] Pneumatika se skládá z několika částí (viz Obr.1). Jedná se o neoddělitelný soubor materiálů s velmi odlišnými vlastnostmi, jejichž výroba vyžaduje velkou přesnost. Pneumatika se skládá z následujících polotovarů : „Vnitřní vložka - vrstva vzduchotěsné syntetické pryže. Nachází se uvnitř pneumatiky a má stejnou funkci jako duše, která se používala u starších typů pneumatik. Vrstva kostry - kostra se skládá z tenkých textilních vláken, uložených rovnoběžně vedle sebe a zalitých do pryže. Tato textilní vlákna jsou klíčovou složkou ve struktuře pneumatiky a zajišťují její odolnost proti tlaku. Tkanina jedné automobilové pneumatiky obsahuje asi 1400 vláken, z nichž každé může odolávat síle 15 kg. Patka pláště - její úlohou je přenášet točivý moment motoru a brzdění z ráfku pneumatiky až na styčnou plochu pneumatiky s vozovkou. Patní lana - jimi je patka vyztužena. Pomáhají držet pneumatiku na ráfku. Mohou nést zátěž až 1800 kg bez rizika přetržení. Ohebné pryžové bočnice - pomáhají chránit pneumatiku proti nárazům, které by mohly poškodit plášť, například proti menším nárazům o obrubníky, výmoly atd. Místo, kde se pneumatika dotýká ráfku, je zpevněno tvrdou gumou.
-9-
Nárazníky - jsou zpevněné jemnými, velmi pevnými ocelovými lanky mezi dvěmi vrstvami pryže. Tyto 2 vrstvy (někdy jich bývá i větší počet) jsou přilepené k sobě a k ploše běhounu a svírají spolu úhel asi 60º. Ocelová lanka kříží tkaninu pláště a tvoří s ní výztužné trojúhelníky. Kolem obvodu pneumatiky musí mít dostatečnou pevnost, aby nebyly nataženy odstředivou silou, a tímto způsobem zachovávají průměr pneumatiky za všech podmínek. Rovněž musí být pevné i v příčném směru, aby odolávaly tlakům a namáhání při změně směru jízdy. Zároveň musí být ve svislém směru dostatečně ohebné, aby "absorbovaly" deformace způsobené nerovnostmi povrchu a jinými překážkami. Při výrobě těchto vrstev je třeba přilepit ocel k pryži. Běhoun - to je vzorkovaná část pneumatiky, která je v kontaktu s vozovkou. V místě kontaktu musí být běhoun schopen odolávat značným tlakům. Směs běhounu musí být schopna uchycení na všech typech povrchu, odolávat opotřebení a obrušování a měla by se co nejméně zahřívat.“[ 19, 44] Následuje vytvarování vzorku dezénu a všechny výše zmíněné polotovary jsou vulkanizovány do jednoho výsledného produktu, kterým je kompletní pneumatika.
2.4 Hmotnost pneumatik „Hmotnost pneumatik závisí na jejich typu. V Tab. 1 jsou uvedeny rozsahy hmotností nejužívanějších pneumatik na našem trhu. Tab. 1 - Hmotnost pneumatik dle typu dopravního prostředku [22] Skupina plášťů (pneumatik) Osobní Dodávkové Nákladní Autobusové Ostatní
Rozsah hmotnosti [kg] 4,5 – 13,9 8,1 – 22,4 20,7 – 96,5 39,8 – 70 1,0 - 430
Průměrná hmotnost pneumatik se uvažuje pro osobní auto cca 7 kg, lehké nákladní automobily cca 11 kg, těžké nákladní automobily 50 kg, kamiony cca 70 kg, zemědělské prostředky 100 kg. V průběhu používání se u pneumatiky otírá a obrušuje vrchní část – běhoun. Postupně se tak snižuje jejich hmotnost o cca 10 – 15%.“[22]
- 10 -
2.5 Složení pneumatiky „Pneumatika se skládá z různých materiálů a strukturních složek, které přispívají ke zlepšení jejich vlastností. Složení pneumatiky závisí na jejím typu. Počet různých typů pneumatik, které jsou používány v České republice se pohybuje řádově ve stovkách a se zaváděním nových výrobků se stále zvyšuje. Přibližně
80%
celkové
hmotnosti
pneumatik
osobních
automobilů
a 75% hmotnosti pneumatik nákladních automobilů tvoří směs pryže z vulkanizovaných přírodních a syntetických kaučuků, sazí a dalších minoritních přísad. Pneumatiky nákladních automobilů obsahují všeobecně více přírodní pryže než pneumatiky osobních automobilů. Zpevňovací materiály pneumatik (výztuž) tvoří ocel a textil. Dříve používané textilní materiály z přírodních surovin (bavlna) jsou postupně nahrazovány viskózou, polyamidy a také ocelí (celoocelové pláště all-steel).“[22] Složení směsí používaných při výrobě plášťů patří mezi přísně střežená tajemství jednotlivých výrobců. Velice obecně se dá říci, že z materiálového hlediska objemově tvoří pneumatiku zejména kaučuky, syntetické nebo přírodní. „Mezi nejčastěji používané kaučuky patří butadien-styrenový kaučuk (dále jen SBR), butadienový kaučuk a isoprenový kaučuk. V dnešní době existuje velké množství typů syntetického kaučuku rozdílných chemických a fyzikálních vlastností. V nejširší míře jsou hlavně používány SBR. Více než polovina světové produkce syntetických kaučuků připadá na SBR, který je syntetizován ze styrenových a butadinových monomerů, které jsou součástí ropy. Celá čtvrtina produkce SBR připadá na výrobu pneumatik. Další složkou pneumatik jsou pak saze, antioxidanty (2-fenylnaftylamin, parafenylendiamin, chinolin), změkčovadla (minerální oleje), vulkanizační činidla (nejčastěji prášková síra v obsahu 1-3 %), urychlovače vulkanizace (difenylquanidin, N-sulfenamidy, 2-merkaptobenzothiazol) a aktivátory (oxid zinečnatý), kord a patní lana.“[40, 32] „Kord je tkanina, která plní v pneumatice velmi důležitou roli z hlediska pevnosti. Tvoří základ kostry i nárazníku. Uvnitř pláště musejí být jednotlivá vlákna od sebe oddělena pryžovou směsí, aby se vzájemně o sebe netřela.“[41, 45] Procentické zastoupení materiálu u pneumatiky je uvedeno v Grafu 1.
- 11 -
1% 4% 1% 10%
Kaučuk 38%
16%
Výplň (saze) Zpevňující materiál (ocel) Změkčovadla (pryskyřice, oleje) Antioxidanty Chemikálie pro vulkanizaci Ostatní
30% Graf 1 – Materiálové složení pneumatiky [43] Procentické zastoupení materiálového složení osobních a nákladních pneumatik v rámci Evropské unie je uvedeno v Tab. 2. Tab. 2 - Materiálové složení pneumatik pro osobní a nákladní automobily v Evropské unii v % [22] Materiál Guma/elastomer Saze Kov Textil Oxid zinečnatý (ZnO) Síra Přísady
Osobní automobil 47 21,5 16,5 5,5 1 1 7,5
Nákladní automobil 45 22 25 2 1 5
„Provozováním pneumatik se postupně obrušuje dezén běhounu. Dochází k úbytku materiálů z části pneumatiky a relativní zastoupení materiálů se v opotřebované pneumatice v porovnání s novou postupně mění. Podstatný je úbytek pryže a sazí a zvýšení podílu oceli a textilu v opotřebovaných pneumatikách.“[22]
2.6 Výhřevnost pneumatik „Výhřevnost pryžového odpadu z pneumatik, ale i výhřevnost samotné pneumatiky je poměrně vysoká. Výhřevnost pneumatik se pohybuje od cca 25 do cca 32 MJ. kg-1. Jedna tuna pneumatik tak dokáže nahradit energii až 750 m3 zemního
- 12 -
plynu Tato výhřevnost je srovnatelná s běžnými fosilními palivy, což je dáno vysokým podílem uhlovodíků (nad 75%). Z těchto důvodů pneumatiky představují alternativu konvenčních paliv. V některých zemích elektrárny a teplárny využívají tento odpad jako palivo (např. ve Velké Británii nebo v Německu). Nejčastěji se odpad využívá jako přídavné palivo v cementářských pecích.“ [33, 22]
2.7 Výroba pneumatik „Poslední období je charakterizováno boomem gumárenského průmyslu. Výroba pneumatik přitom není pouhým tvarováním černé kaučukové hmoty, jak se většina veřejnosti domnívá.“ [39] Technologicky je možné výrobu plášťů popsat jako několik
vedle sebe
probíhajících samostatných operací. „Na počátku vlastního výrobního cyklu je míchání gumárenských směsí. Každá část pneumatiky má specifické požadavky na fyzikálně-mechanické a užitné vlastnosti, což se odráží jak ve spektru použitých materiálů, tak v samotném procesu míchání. Obecně lze míchání charakterizovat jako vysoce energeticky náročný proces, při němž jsou do základní kaučukové matrice zapracována jednotlivá aditiva. Míchání směsí je vícestupňový proces, který probíhá v hnětičových linkách, což jsou ve své podstatě fyzikálně-chemické reaktory, připodobitelné k mixérům používaným při jiných výrobách. Každý stupeň míchání je charakterizován konkrétními surovinami a také teplotní charakteristikou. Teplotní režim a jeho zvládnutí v celém procesu je klíčovým technologickým faktorem výroby pneumatik. Po míchání směsi následuje příprava polotovarů. Polotovary lze podle způsobu jejich výroby rozdělit do tří základních skupin: Vytlačované polotovary – běhoun, bočnice, vnitřní guma. Pogumovaný textil – kordové vložky, ségl, molino, monofil. Patní lana. Vytlačování polotovarů probíhá ve dvou etapách. Při první se směs ohřívá a homogenizuje ve šnekovém tubusu. Poté následuje vlastní vytlačování: tvar a rozměry jsou dány tzv. vytlačovací hlavou a šablonou. Nakonec je polotovar rozsekán na úseky podle požadované délky dané rozměrem pláště.
- 13 -
Významnou součástí pláště je tzv. kostra, která tvoří jednotlivé vložky z pogumovaného kordu zakotvené kolem patkových lanek. Kostra nese po nahuštění zatížení, které na pneumatiku působí. Kord může být podle konstrukce daného pláště vyroben z různých materiálů. Nejčastěji se jedná o polyamidy, polyestery a ocelové dráty. Ve všech případech je na kord nanesena vrstva směsi o tloušťce zhruba 1 až 3 mm. Nanášení probíhá na vícekalandrových (válcových) linkách. Další fází výroby pneumatiky je kompletace pneumatiky. Pro kompletaci pneumatiky se všeobecně vžil pojem konfekce. Konfekce může být podle typu a velikosti pláště různého typu. Při klasické konfekci převládá manuální výroba, v tomto případě je fyzicky velmi náročná. Proto se u některých plášťů přechází na automatizovanou výrobu s využitím tvz. sdružených profilů (polotovarů). Tyto polotovary jsou sdružovány již při výrobě. Tento způsob klade menší nároky na pracovníky. Speciálním druhem konfekce je tzv. namotávaná konfekce. Této technologie se používá zejména při výrobě velkorozměrových plášťů, protože při ní odpadá problematická manipulace s běhounem. Celá konfekce běhounu spočívá v postupném navíjení pásu běhounové směsi na již připravenou kostru pneumatiky. Výsledkem je surová pneumatika (green tyre) neboli karkasa, která již vzdáleně připomíná výsledný produkt. Po kompletaci následuje proces vulkanizace. Surová karkasa je nejprve povrchově ošetřena, aby při lisování nedocházelo k mechanickým problémům. K tomu slouží tzv. emulgace, tedy aplikace vnějších a vnitřních roztoků. Vulkanizace je chemický děj, při němž se gumárenská směs mění na pryž - vzniká struktura, v níž jsou jednotlivé elastomerní řetězce pospojovány přes můstky tvořené atomy síry, což materiálu propůjčuje potřebné fyzikálně-mechanické vlastnosti. Při vulkanizaci neprobíhají pouze chemické procesy, ale také značný přesun hmoty uvnitř vulkanizační formy. Aby děj proběhl správně, je nutné dodržet optimální podmínky pro vulkanizaci, a to jak z hlediska požadovaných vlastností, tak i z ekonomického hlediska (délka procesu, produktivita, spotřeba energií apod.). Tyto podmínky jsou shrnuty v tzv. vulkanizačním předpisu, v němž je definována zejména délka procesu, teplota, tlak. Ohřívacím médiem je ve většině případů horká pára.“ [39] „Zařízení, ve kterém probíhá vulkanizační děj, se nazývá vulkanizační lis. Jedná se o zařízení, kde pneumatiky získávají svůj konečný tvar a profil dezénu.“ [45] „Tvarování a vulkanizace pneumatiky probíhá uvnitř horké formy. Forma nese podobu budoucího dezénu, logo výrobce na bočnicích a další
- 14 -
povinné značení. Vulkanizace probíhá při teplotách nad 300 stupňů, po dobu 12 až 25 minut, podle rozměru pneumatiky.“ [41] „Po vychladnutí a stabilizaci přichází plášť na výstupní kontrolu. Při ní se nejprve provádí důkladná vizuální kontrola, u rychlostních plášťů (osobní pláště, pláště pro kamiony, autobusy apod.) následuje ještě rentgenová kontrola. Výstupní kontrola uzavírá celý výrobní proces pneumatiky, která je pak následně expandována k cílovému uživateli.“ [39] 2.7.1 Typy koster plášťů pneumatik Existují různé typy konstrukcí plášťů pneumatik. „Nejčastěji se hovoří o pláštích diagonálních, radiálních a o pláštích se smíšenou konstrukcí (Schéma viz Obr. 2).
Obr. 2 – Schéma radiální a diagonální pneumatiky [30] Kostra diagonálního pláště - je tvořena vložkami, které zasahují od patky k patce. Kordové nitě jsou uloženy pod úhlem podstatně menším než 90° vzhledem ke střední rovině běžné plochy a v sousedních vložkách se navzájem kříží. Kostra radiálního pláště – je tvořena jednou nebo více vložkami z pogumovaného kordu, které jsou zakotveny kolem patkových lanek. Kordové nitě jsou uloženy pod úhlem blízkým 90° vzhledem ke střední rovině běžné plochy. Kostra je obvodově vyztužena téměř neroztažitelným pásem. Kostra pláště smíšené konstrukce (biasbelted) – je podobná kostře diagonálního pláště. Je zpevněna obvodově pásem ze dvou nebo více vrstev kordu s úhlem kordových nití blízkým úhlu nití kostře. Tvoří přechod mezi diagonálním a radiálním pláštěm.“ [39]
- 15 -
3 ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU Tato kapitola se věnuje analýze současného stavu problematiky odpadních pneumatik, zejména produkci a způsobům nakládání s touto komoditou v rámci Evropské unie (dále jen EU) a České republiky (dále jen ČR) . Situace v produkci a tedy i v prodeji téměř většiny výrobků, byla ovlivněna světovou hospodářskou krizí. Tato skutečnost ovlivnila i trh s prodejem pneumatik a následně i produkci odpadních pneumatik. Použité pneumatiky lze rozdělit do tří základních kategorií: 1) „Částečně použité, které ještě slouží původnímu účelu. 2) Opotřebené (odpadní pneumatiky), které nelze znovu použít a jsou vhodné k protektorování. 3) Pneumatiky na konci životnosti, jedná se o opotřebené pneumatiky, které nelze ani znovu použít ani protektorovat a které se označují jako tzv. ELT (zkratka z anglických slov End of life tyre). Výraz používán v rámci EU.“ [22] Pro kategorie 2 a 3 se v rámci ČR používá běžně označení odpadní pneumatiky nebo použité pneumatiky.
3.1 Produkce odpadních pneumatik v EU „Asi 1,4 bilionu pneumatik jsou každým rokem prodány na celém světě. Následně přibližně stejné množství pneumatik spadá do kategorie ELT, i když v posledních letech v důsledku rozvoje výrobních technologií vzrůstá životnost pneumatik a došlo ke zpomalení hospodářského růstu v Evropě, USA a Japonsku vlivem ekonomické krize, i přesto je stanoven předpoklad, že počet vozidel a intenzita silniční dopravy na celém světě stále bude vzrůstat.“ [2] „Porovnáme-li produkci odpadních pneumatik v rámci EU. Je situace následující. V období 1992 až 2002 nedošlo k významnějšímu vzrůstu objemu produkce odpadních pneumatik v rámci EU. Produkce v těchto letech činila cca 2 500 000.103 kg za rok.“ [2,5] Hodnota popisuje situaci v 15 členských státech Evropské unie (dále jen EU 15). Jedná se o tyto státy Rakousko, Belgie, Dánsko, Finsko, Francie, Německo, Řecko, Irsko, Itálie Lucembursko, Nizozemsko, Portugalsko, Španělsko, Švédsko a Spojené království (dále jen UK).
- 16 -
„V Evropě se odhadují roční náklady na správu ELT na 600 milionů EUR. Vývoj situace v produkci opotřebených pneumatik v rámci EU v posledních třech letech popisuje Graf 2. 3 396 000
3
[10 kg]
3 281 000 3 202 000
2007
2008
2009
Graf 2 – Produkce opotřebených pneumatik v EU v letech 2007-2009 [2,3] Od roku 2002 do roku 2007 byl zaznamenána výraznější produkce opotřebených pneumatik v EU. V roce 2009 produkce opotřebených pneumatik v EU činila 3 202 000.103 kg (včetně pneumatik pro protektorování a opětovné použití/vývoz). Počet vyprodukovaných opotřebených pneumatik se snížil o 5% oproti roku 2007 a o 2,5% oproti roku 2008.“ [2] Od roku 2007 je zaznamenán tedy mírný pokles produkce opotřebených pneumatik v EU. V roce 2009 oproti roku 2007 bylo vyprodukováno o 194 000.103 kg opotřebených pneumatik méně. „Po vytřídění jsou odhady, že přibližně 2 600 000.103kg ELT zůstává na trhu EU pro využití a recyklaci.“ [2] Za hlavní příčinu poklesu produkce je označována ekonomická krize. Produkce odpadních pneumatik v jednotlivých zemích Evropské unie se samozřejmě
liší,
souvisí
to
s výší
životní
úrovně
a
s počtem
automobilů
zaregistrovaných v jednotlivých zemích. V následujícím grafu (Graf 3) jsou uvedeny produkce odpadních pneumatik u 5 států s největším množstvím vyprodukovaných odpadních pneumatik v roce 2009 v rámci EU. Stejné státy patřily i v minulých letech (2007, 2008) k největším producentům odpadních pneumatik v EU.
- 17 -
Španělsko
280 000
Francie
364 000
Itálie
416 000
Velká Británie
479 000
Německo
571 000 3
[10 kg] Graf 3 – Země s největší produkcí odpadních pneumatik v rámci EU v roce 2009 [4] Jak vyplývá z grafu, mezi největší producenty odpadních pneumatik v rámci EU v roce 2009 patřily v následujícím pořadí tyto státy: Na prvním místě Německo, na druhém místě Velká Británie, na třetím místě Itálie, na čtvrtém místě Francie a na pátém místě Španělsko. Podrobnější informace o produkci opotřebovaných pneumatik v jednotlivých členských státech EU pro jednotlivé roky 2007, 2008 a 2009 jsou uvedeny v Příloze č. 1 a v Příloze č. 2. Tyto přílohy obsahují Tab. 3, Graf 23, které popisují data související s výše uvedenou problematikou. „V EU žilo v roce 2009 přibližně 495 milionů obyvatel.“ [23] Na jednoho obyvatele EU za rok v průměru připadá produkce 6,47.10-3kg opotřebených pneumatik.
3.2 Produkce odpadních pneumatik v ČR Jaká je situace v produkci odpadních pneumatik v České republice? Produkce odpadních pneumatik v ČR od roku 2002 – 2005 každým rokem vzrůstala, v tomto období se pohybovala v intervalu 30 000 – 110 000.103kg. „Produkce odpadních pneumatik v posledních čtyřech letech se pohybuje v rozmezí 40 000 – 60 000.103kg, přičemž od roku 2007 je zaznamenán postupný pokles produkce (Graf 4). Mezi roky 2007 a 2008 o 5% a mezi roky 2008 a 2009 podle výsledků předběžného zpracování dat o odpadovém hospodářství o 24%.“[37] - 18 -
60 024
56 774
49 511
3
[10 kg]
43 152
2006
2007
2008
2009
Graf 4 – Produkce odpadních pneumatik v ČR v letech 2006-2009 [37] V EU v roce 2009 připadala produkce 6,47.10-3kg opotřebených pneumatik na jednoho obyvatele. V ČR v roce 2009 žilo celkem „10 491 492 obyvatel“. [16] Na jednoho obyvatele tedy připadá průměrná produkce 4,1.10-3kg odpadních pneumatik na rok. Jaký byl vývoj průměrné produkce odpadních pneumatik na jednoho obyvatele za daný rok v ČR, popisuje Graf 5. V Grafu 5 je znázorněn vývoj v letech 2006 – 2009. 5,8
5,4
4,8
-3
[10 kg]
4,1
2006
2007
2008
2009
Graf 5 – Produkce odpadních pneumatik v ČR na jednoho obyvatele/rok
- 19 -
3.3 Nakládání s odpadními pneumatikami v EU „Velké množství použitých pneumatik předpokládá vytvoření vyváženého systému mezi výskytem pneumatik, kapacitou a způsobem recyklace a také potřebou a využitím produktů recyklace. Systémový přístup k ekologicky přijatelnému řešení nakládání s použitými pneumatikami spadá do období kolem roku 1980, kdy se v průmyslově nejvyspělejších zemích začal prosazovat význam ekologických hledisek pro další budoucnost. Byly navrženy projekty řešení a za podpory státu byli do procesu zapojeni výrobci, obchodníci, majitelé autoservisů, sběrných míst, protektorovací firmy, cementárny a spalovny, zpracovatelé granulátu atd.. Dalším krokem bylo zajištění finančních zdrojů pro zahájení funkčního systému. Byla zavedena „recyklační daň“ (recyklační poplatek) a zaváděna „spravedlivá pravidla“ pro její rozdělování. Příkladem národní organizace, která dosáhla konkrétních úspěchů je např. Společnost pro systémy využití staré gumy (Gesellschaft für Altgummi-Verwertungs Systeme GmbH) v Německu, Svensk Dackatervinning AB (SDAB) ve Švédsku nebo vládní komise v Anglii. V roce 1994 byla založena nadnárodní organizace ETRA (European Tyre Recycling Association – Evropské sdružení pro recyklaci pneumatik) se sídlem v Bruselu, které se z původních 19 členů z pěti zemí rozrostla na více než 160 členů z 31 zemí.“ [22] „Nakládání s použitými pneumatikami v rámci EU není upraveno samostatným specifickým právním předpisem, přesto se k problematice nakládání s použitými pneumatikami vztahuje několik směrnic EU, a to konkrétně Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/76/ES ze dne 4. prosince 2000 o spalování odpadů, dále Směrnice Rady 99/31/ES z 26. dubna 1999 o skládkování odpadů
a Směrnice
Evropského parlamentu a Rady 2000/53/ES z 18. září 2000 o vozidlech s ukončenou životností a další významné strategické dokumenty.“ [9] „V rámci EU v roce 2009 bylo vyprodukováno 3 202 000.103kg opotřebených pneumatik. Z toho po vytřídění zůstalo pro využití přibližně 2 621 000.103kg ELT. Statistiky uvádí, že 95% vzniklých ELT v rámci EU je opětovně využito (míra využití činí 95%).“ [2] Jedná se o poměrně vysoké číslo v porovnání se Spojenými státy americkými (dále jen USA) a např. Japonskem, viz Graf 6.
- 20 -
% Opětovně využito Produkce ELT
91 737 000 814 000
Japosnko
89 USA
4 105 800 4 595 700
95 EU 27 + Švýcarsko + Norsko
2 494 000 2 621 000 3
[10 kg]
Graf 6 – Využití ELT v roce 2009 v EU, USA a Japonsku [2] Situace ve využití vyprodukovaných ELT je jak v USA, tak v Japonsku poměrně dobrá. V USA činí tato hodnota 89% a v Japonsku 91% opětovně využitých ELT. Obdobná situace je i v EU, kde procentické vyjádření využití ELT činí 95%. Jaké existují způsoby využití na území EU? V EU se vzniklými opotřebenými pneumatikami
lze
nakládat,
jak
uvádí
European
Tyre
and
Rubber
manufacturers´association (dále jen ETRMA), těmito možnými způsoby: Využití/vývoz. (Využití = pneumatika využita znovu k původnímu účelu) Protektorování. Materiálové využití. Energetické využití. Skládkování.
Situace v nakládání s odpadními pneumatikami se neustále vyvíjí a to nejen v důsledku legislativních změn, ale i s rozvojem nových technologií. I ve způsobech nakládání s odpadním pneumatikami je zaznamenán odklon od některých způsobů využití, jedná se zejména o skládkování odpadních pneumatik. Tento způsob nakládání je v řadě členských států legislativně zakázán. Oproti předcházejícím létům se do popředí využití odpadních pneumatik v posledních 8 letech dostává energetické a materiálové využití. Podrobnější popis v oblasti nakládání s odpadními pneumatikami v EU v letech 2006-2009 je uveden v Grafu 7.
- 21 -
4 2009
37
9 9 6
2008 8
37 39
11
8,7 2007 9
32,3 11,3 13
2006 9
40
Skládkování Energetické využití Materiálové využití Protektorování
38,7
Využití/Vývoz
32 34
12 [%]
Graf 7 – Nakládání s odpadními pneumatikami v EU v letech 2006-2009 [2,5] V roce 2009 bylo v EU největší množství odpadních pneumatik využito energeticky (40%). Zbývající množství bylo využito jak materiálově 37% (druhý nejčastější způsob využití v daném roce) a zbývajících 22% odpadních pneumatik bylo využito následujícími způsoby, řazeny dle nejvyššího procentického vyjádření: protektorování (9%), využití/vývoz (9%) a skládkování (4%). Míra opětovného využití opotřebených pneumatik v rámci EU se každým rokem liší. V důsledku vlivu legislativy a rozvoje nových metod a postupů, míra využití v posledních třech letech zaznamenala mírný nárůst, viz Tab. 3. I když se jedná o mírný nárůst, procentický podíl opětovného využití je značně vysoký. V posledních třech letech se pohybuje v průměru kolem 94%. Tab. 3– Opětovné využití odpadních pneumatik v EU v letech 2007-2009 [4] Rok 2007 2008 2009
Opětovné využití % 91 95 96
Jaká je situace v oblasti nakládání s odpadními pneumatikami u největšího producenta v EU Německa v roce 2009? V roce 2009 bylo v Německu vyprodukováno přibližně 571 000.103kg odpadních pneumatik. Graf 8 popisuje situaci v nakládání s odpadními pneumatikami v Německu v roce 2009. Podobně jako v EU, tak
- 22 -
i v Německu je obdobnými způsoby nakládáno s odpadními pneumatikami. Největší podíl odpadních pneumatik je využit energeticky, na druhém místě jsou odpadní pneumatiky zpracovány materiálově. Zbývající množství vyprodukovaných odpadních pneumatik je využito k využití/vývozu a k protektorování. Skládkování odpadních pneumatik je v Německu legislativně zakázáno. Tento způsob nakládání již v současné době v Německu není realizován. „Jak uvádí statistiky 100% odpadních pneumatik vzniklých v Německu je opětovně využito.“[4] 0%
14%
9%
Využití/Vývoz Protektorování
46%
Materiálové využití Energetické využití 31%
Skládkování
Graf 8 – Nakládání s odpadními pneumatikami v Německu v roce 2009 [4]
3.4 Nakládání s odpadními pneumatikami v ČR „Česká republika má bohatou tradici v oblasti gumárenského průmyslu. Dlouhodobě se vyrábí základní suroviny pro výrobu pryže, je zde rozvinuta výroba pneumatik a dalších gumárenských produktů. V souvislosti s výrobou se rozvinulo i zpracování pryžového odpadu. Regenerační stanice pryže v Otrokovicích zahájila činnost v roce 1953, tepelné a surovinové využití pneumatik v cementárně v Mokré u Brna bylo zahájeno v roce 1983. Díky optimistickým ekonomickým úvahám podnikatelů a státní podpoře recyklačních technologií byla v České republice pro roce 1989 zahájena výstavba četných zpracovatelských kapacit. Většina těchto zařízení se však krátce po svém zprovoznění začala potýkat s vážnými ekonomickými problémy. V ekonomice provozu se projevilo nedostatečné využití kapacit zařízení díky nedostatečnému přísunu pneumatik, růstu cen energií a následné nízké prodejnosti - 23 -
výsledných produktů. Na druhé straně se rozvíjí energetické využití opotřebených pneumatik v cementářských pecích (cementárny Mokrá a Čížkovice).“ [22] Nakládání s odpadními pneumatikami v České republice se řídí platnou příslušnou legislativou. Způsoby nakládání s použitými pneumatikami jsou obdobné jako způsoby využívané v Evropské unii. Nakládání s odpadními pneumatikami v České republice je zastoupeno energetickým využitím, materiálovým využitím, protektorováním, či jinými způsoby. V minulých letech bylo také využíváno skládkování, ale v současné době je „skládkování použitých pneumatik zakázáno vyhláškou MŽP č. 383/2001 Sb., ve znění pozdějších právních předpisů, s výjimkou pneumatik používaných jako materiál pro technické zabezpečení skládky v souladu s provozním řádem skládky.“ [22] Jaký je stav v nakládání s odpadními pneumatikami v ČR v současné době a jaký byl v letech minulých. Jelikož se jedná o situaci nakládání s odpadními pneumatikami v ČR, tak se budeme věnovat této problematice více do hloubky. „V roce 2009 byl, dle předběžných údajů z Informačního systému odpadového hospodářství (dále jen ISOH), největší
podíl
produkce
odpadů
zařazených
podle
katalogového
čísla
16 01 03 Pneumatiky, využito 36,2% energeticky (viz Graf 9). Druhým nejčastěji uváděným způsobem byla předúprava odpadů před dalším využitím uváděná pod kódem nakládání R12 (27,9%). Třetím v pořadí byl způsob uváděný pod kódem R3
–
získání/regenerace
organických
látek,
tímto
způsobem
bylo
využito
16,3% odpadních pneumatik. Zbývající způsoby nakládání jsou v ČR zastoupeny v jednotkách procent (N1 – terénní úpravy, N12 – využití jako TZS na skládky, D1 – skládkování, N7 – vývoz do EU.“ [37]
Vývoz do EU Skládkování Využití jako TZS na skládky
1,4 2,3 3,7
Terénní úpravy
12,2
Získání/regenerace org. látek
16,3
Předúprava
27,9
Energetické využití
36,2 [%]
Graf 9 – Nakládání s odpadními pneumatikami v ČR v roce 2009 [37]
- 24 -
Vývoj v nakládání odpadních pneumatik v ČR v letech 2007 - 2009 je zobrazen v Grafu 10.
2009
2008
1,4 2,3 3,7
27,9
36,2
Vývoz do EU Skládkování
1,3 0,4 3 11
0,1 0,6 2007
12,2 16,3
Využití jako TZS na skládky
22
Terénní úpravy
25,2
37,1
Získání/regenerace org. látek Předúprava
6,9
Energetické využití
25,3
0,4
26,7
40
[%] Graf 10 - Vývoj v nakládání odpadních pneumatik v ČR v letech 2007-2009 [37] V posledních letech došlo k nárůstu energetického využití, uváděného pod kódem nakládání R1. Oproti roku 2002 bylo tímto způsobem v roce 2009 využito přibližně o 49% více vzniklých odpadních pneumatik. Další způsob nakládání, který zaznamenal vzrůstající tendenci, je způsob nakládání označený pod kódem R12 – předúprava. Nárůst činí oproti roku 2002 100% a oproti roku 2003 o 77%. „Prudký nárůst v posledních osmi letech je zaznamenán také u způsobu nakládání uvedeného pod kódem R3 – získání/regenerace organických látek, kdy vlivem spuštění nových technologií došlo v roce 2009 oproti roku 2002 k nárůstu o 89%. “ [37] U
zbývajících
způsobů
nakládání
s odpadními
pneumatikami
nebyly
zaznamenány tak významné změny v nárůstu využívání. „Postupný útlum naopak zaznamenává využití odpadních pneumatik na terénní úpravy v rámci rekultivací N1, mezi roky 2008 a 2009 o polovinu. Ke stagnaci dochází při ohlašování využití odpadních pneumatik jako technologického zabezpečení skládek N12, které je sice zakázáno, ale vlivem neúplného definování a oddělení technologického materiálu skládek sloužícího k provoznímu zajištění skládkování (tvorba příjezdových cest v tělese skládek, překryvným vrstvám, úpravě odpadů) od materiálů sloužících ke konstrukci tělesa skládek (těsnící a drenážní vrstvy dna skládek, výstavby jednotlivých
- 25 -
etáží, hrázek, apod.) dochází k rozdílenému přístupu provozovatelů skládek k evidenci.“ [37] Porovnáme-li situaci ve způsobech nakládání s odpadními pneumatikami v ČR a v EU v roce 2009, zjistíme následující informace. V ČR, stejně jako v EU, na prvním místě ve způsobu nakládání s odpadními pneumatikami je energetické využití, druhým nejčastěji využívaným způsobem je materiálové využití. Ve způsobech využití formou skládkování a protektorování se již pořadí liší. V ČR je způsob využití protektorováním před způsobem uložení odpadních pneumatik na skládku.V EU jsou tyto způsoby zastoupeny v opačném pořadí, způsob skládkování je využíván častěji než protektorování odpadních pneumatik.
71%
2009
96%
72%
2008
ČR 95%
EU
72%
2007
91%
Graf 11 – Opětovné využití odpadních pneumatik v ČR a v EU v letech 2007-2009 [2,5] Jaká je tedy míra opětovného využití odpadních pneumatik v ČR? Míra opětovného využití opotřebených pneumatik v ČR se v průběhu posledních třech let v průměru pohybovala okolo 71,6%. V důsledku celé řady vlivů, například legislativy ale i rozvoje nových metod a postupů, míra opětovného využití v posledních dvou letech zaznamenala mírný nárůst o 1%, viz Graf 11. I když se jedná o mírný nárůst, procentický podíl opětovného využití v ČR v současné době dosahuje spíše podprůměrných hodnot v porovnání s průměrem hodnot opětovného využití odpadních pneumatik členských států EU. Rozdíl vůči evropskému průměru činí 25%. Porovnáme-li ČR, která je v rámci EU v roce 2009 na 14 místě v produkci odpadních pneumatik, s největším producentem odpadních pneumatik v rámci EU Německem.
- 26 -
Německo oproti ČR využije opětovně o 29% více vyprodukovaných odpadních pneumatik, tedy jak uvádí statistiky je míra opětovného využití v Německu 100%. V opětovném využití odpadních pneumatik má ČR ještě rezervy, abychom dosáhli výsledků jako např. v Německu. S tímto problémem úzce souvisí počty a kapacity zařízení pro zpracování pneumatik. V ČR existuje řada zařízení pro zpracování pneumatik. Jejich polohy v rámci ČR jsou uvedeny na následujícím obrázku (Obr. 3).
Obr. 3 – Umístění zařízení na zpracování pneumatik v ČR [9] Celkem bylo v provozu v roce 2009 v ČR 48 zařízení na zpracování pneumatik. Největší podíl představují zařízení na protektorování, jejich počet činil celkem 21. Druhé největší zastoupení ve zpracování pneumatik mají závody na předúpravu odpadů, těch v roce 2009 bylo celkem 10. Na třetím místě v počtu výskytu zařízení na území ČR, byla zařízení specializující se na spalování, těchto zařízení bylo celkem 6. Ostatní zařízení na zpracování pneumatik, využití odpadních pneumatik jako palivo (5), získání organických látek (4), předání (dílů) pro opětovné použití (1) a získání anorganických látek (1), jsou zastoupeny v menším počtu. 3.4.1 Zpětný odběr pneumatik
„Povinnost zpětného odběru pneumatik v EU není podložená žádnou směrnicí. Přesto v ČR a v některých dalších státech je tato povinnost stanovena národní legislativou nebo dobrovolnou dohodou.“ [36] - 27 -
„Právní rámec zpětného odběru pneumatik v ČR se řídí následujícími právními předpisy (všechny ve znění pozdějších předpisů). Jedná se o zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů - §38 zpětný odběr některých výrobků, dále vyhláška č. 237/2002 Sb., o podrobnostech způsobu provedení zpětného odběru některých výrobků, vyhláška č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, vyhláška č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu – příloha č. 5 Seznam odpadů, které je zakázáno ukládat na skládky všech skupin nebo využívat na povrchu terénu a odpady, které lze na skládky ukládat jen za určitých podmínek.“ [9] Povinnost zajistit zpětný odběr vyřazených pneumatik má povinná osoba, tj. právnická osoba nebo fyzická osoba oprávněná k podnikání, která pneumatiky vyrábí nebo dováží. Tato osoba musí zajistit, aby byl spotřebitel informován o způsobu zpětného odběru. Prodejce je povinen při prodeji pneumatik informovat spotřebitele o způsobu zpětného odběru vyřazených pneumatik. V případě, že tak prodejce neučiní, je povinen vyřazené pneumatiky odebrat přímo v provozovně, a to bez nároku na úplatu a bez vázání odebraných vyřazených pneumatik na nákup zboží. Místa zpětného odběru musí být pro spotřebitele stejně dostupná jako místa prodeje nových pneumatik. Zpětný odběr vyřazených pneumatik musí být proveden bez nároku na úplatu za tento odběr od spotřebitele. Povinná osoba musí zajistit využití nebo odstranění zpětně odebraných vyřazených pneumatik v souladu se zákonem o odpadech a jeho prováděcími předpisy. Kontrolou, zda prodejci naplňují své povinnosti, je pověřena Česká inspekce životního prostředí (dále jen ČIŽP), kam se může nespokojený občan obrátit s podnětem ke kontrole. Dále zákon o odpadech stanovuje povinným osobám povinnost odevzdat do 31. března Ministerstvu životního prostředí roční zprávu o plnění zpětného odběru za minulý rok.“ [33,6] Jaká je situace v oblasti zpětného odběru pneumatik v ČR v posledních letech, konkrétně v období 2005-2009, je znázorněno v následujícím grafu (Graf 12). Úroveň zpětného odběru pneumatik ve sledovaném období má vzrůstající tendenci. V roce 2009 bylo zpětně odebráno 80% pneumatik, což je oproti stavu zpětného odběru v roce 2005 o 28% více. Podíváme-li se na situaci ve zpětném odběru pneumatik v minulých letech, přesněji na rok 2002, v tomto roce bylo zpětně odebráno 25% pneumatik. Oproti úrovni roku 2009 bylo odebráno formou zpětného odběru o 55% pneumatik méně.
- 28 -
2009
80
2008
63
2007
58
2006
60
2005
52 0
20
40
[%]
60
80
Graf 12 – Zpětný odběr pneumatik v ČR v letech 2005-2009 [9]
- 29 -
100
4 CÍL Cílem této práce je provést výzkum možností využití odpadů z komunální sféry se zaměřením na odpadní pneumatiky. Existuje řada způsobů nakládání s tímto druhem odpadu. Analýza zabývající se situací v oblasti produkce tohoto druhu odpadu a statistikou způsobů nakládání s odpadními pneumatikami jak v ČR, tak v rámci členských států EU a ve světě (USA, Japonsko), je popsána v literární části této práce. Na tuto část navazuje praktická část práce. Mezi primární cíle práce patří: A. Zjistit a zhodnotit posouzení dopadů u způsobu „využití pneumatiky jako paliva“ a u způsobu „drcení pneumatik“. B. Výsledky posuzovaných procesů vzájemně porovnat. C. Navrhnout opatření, která zjištěné negativní vlivy sníží, a tak přispět ke zlepšení stavu životního prostředí. Aby bylo možné splnit vytyčené primární cíle, bylo nutné realizovat níže uvedené cíle sekundární: 1) Pro potřeby analytické části práce najít vhodné partnery (cementárnu využívající pneumatiky jako alternativní palivo, firmu zabývající se drcením pneumatik), kteří budou ochotni poskytnout vstupní data, informace a součinnost při zpracování. 2) Vhodně zvolit předmět analýzy a funkční jednotku tak, aby analýza poskytla dostatečně objektivní a přesné výsledky. 3) Provést analýzu negativních vlivů na životní prostředí způsobených posuzovanými způsoby, jak pro „využití jako palivo“, tak i pro „drcení pneumatik“. 4) Na základě dosažených výsledků určit technologii, která má nižší dopady na životní prostředí.
- 30 -
5 MATERIÁL A METODIKA Hlavními partnery, kteří se na tomto výzkumu podíleli, byli firma Českomoravský cement, a.s. - závod Mokrá nástupnická společnost a firma ODES s.r.o.. Způsoby nakládání s odpadními pneumatikami či pneumatikami na konci životnosti (ELT) působí různými vlivy na životní prostředí. Každý tento způsob nakládání má svá specifika, proto je nutné u jednotlivých způsobů nakládání s tímto odpadem zohlednit vliv na životní prostředí. „V současné době se na trhu s tímto typem odpadu v ČR jednoznačně nejvíce prosazuje energetické využití v cementářských rotačních pecích (72%) a na druhém místě materiálové využití (14,5%).“ [36] Výzkum se zaměřil na využití pneumatiky jako paliva v cementářských pecích a na drcení pneumatik. Tento výzkum je také zajímavý z toho důvodu, že hlavní metodou využitou ke zhodnocení těchto dvou způsobů je použita metoda LCA, tj. srovnání různých aspektů. Tyto aspekty budou vytyčeny později K vyřešení stanovených úkolů a k dosažení vytyčených cílů byla využita v průběhu vypracování této práce řada metod. Metody byly aplikovány samostatně, ale ve většině případů využity ve vzájemné souvislosti a podmíněnosti. Metody využité při zpracování práce: Metoda komparativní, která představuje proces srovnávání. Tato metoda byla využita
pro srovnávání jednotlivých způsobů nakládání s odpadními pneumatikami, ale současně i s metodou aproximace byla využita zejména v závěrečné části práce, kde byl srovnán negativní dopad na životní prostředí u předmětu analýzy. Metoda analyticko – syntetická, která byla využita prakticky v celém rozsahu této
práce. Zejména při realizaci analýzy vstupů a výstupů daných procesů, kvalifikaci, charakterizaci a hodnocení vlivů na životní prostředí. Metody indukce a dedukce, které byly zejména využity při interpretaci výsledků
a formulaci obecně platných závěrů. Metoda kvalifikovaného odhadu. Tato metoda byla uplatněna při zjišťování dat
potřebných k vyhodnocení negativních vlivů na životní prostředí. Základem pro naplnění primárních cílů této práce se stala metodika LCA pro hodnocení environmentálních dopadů zvoleného způsobu nakládání. V rámci uvedené metodiky bylo nutné zkoumané technologie (využití pneumatiky jako paliva
- 31 -
v cementářských pecích a drcení pneumatik) posuzovat podle vzniklého souboru kritérií (tj. zjištěných negativních dopadů na životní prostředí). K tomu byla použita metoda vícekriteriální hodnocení variant (dále jen VHV). „Obecný postup využití VHV spočívá v následujícím algoritmu. Úloha VHV je charakterizována tzv. kriteriální maticí, kde sloupce odpovídají kritériím Aj, kde j = 1, 2, ..., k a řádky hodnoceným variantám Xi, kde i = 1, 2, ..., n. Prvky matice vyjadřují ohodnocení i-té varianty podle j-tého kritéria. Následně je nutno stanovit ideální a bazální variantu. Ideální variantou se rozumí hypotetická nebo reálná varianta, která dosahuje ve všech kritériích nejlepší možné hodnoty. Obdobně bazální variantou je ta varianta, která má všechny hodnoty kritérií na nejnižší úrovni. Dalším krokem je sjednocení zadaných kritérií. Jsou-li některá kritéria zadána jako maximalizační a některá jako minimalizační, musí dojít k jejich převodu na kritéria maximalizační. Jelikož jsou hodnoty vícekriteriální matice vyjádřeny v různých jednotkách, je dále nutno tyto hodnoty normalizovat podle vztahu rij
= (y´ij – Dj)/(Hj – Dj), kde
Dj představuje nejnižší hodnotu j-tého kritéria a Hj představuje nejvyšší hodnotu j-tého kritéria. Existuje několik metod řešení úloh VHV (např. metoda grafická, metoda váženého součtu či metoda minimální vzdálenosti od ideální varianty). Pro potřeby této práce byla zvolena metoda váženého součtu, která vyžaduje určení vah jednotlivých kritérií. Protože vektor vah má značný vliv na výsledné uspořádání variant, je jeho určení velmi důležité. Existují tedy metody odhadu vah, které umožňují na základě subjektivních informací řešitele úlohy váhy určit. V zájmu objektivity určení vah byly použity informace zainteresovaných osob na řešeném problému. K určení vah byla zvolena tzv. bodovací metoda. Zainteresované osoby stanovily pro každé kritérium bodové ohodnocení ve stupnici 0 až 5. Čím je kritérium pro ně důležitější, tím je ohodnocení vyšší. Následně byly vypočítány váhy kritérií podle jednotlivých zúčastněných osob. Celková váha každého kritéria byla určena jako průměr těchto hodnot. U metody váženého součtu je jako optimální varianta vybrána ta, která maximalizuje součet součinů vah a odpovídajících hodnot kritérií v případě, že jsou všechna kritéria zadána jako maximalizační nebo na ně převedena. Pokud jsou však všechna kritéria minimalizační, je optimální variantou ta, která minimalizuje součet součinů vah a odpovídajících hodnot kritérií.“ [18]
- 32 -
5.1 Metodika LCA „Definice metody LCA je uvedena v ČSN EN ISO 14040 a zní: LCA je shromažďování a vyhodnocování vstupů, výstupů a možných dopadů na životní prostředí výrobkového systému během jeho celého životního cyklu. (Pod pojmem životní cyklus se rozumí všechna stádia „života“ výrobku, tj. získávání surovin potřebných k výrobě výrobku, vlastní výroba výrobku, jeho distribuce a použití a také způsob zneškodňování výrobku po jeho použití). Podstata metody LCA je založena na té skutečnosti, že stav životního prostředí je ovlivňován charakterem a množstvím látek, jež jsou do životního prostředí vnášeny a z něj odebírány. Tím pádem lze na základě předpokládaného mechanismu reakcí, které zjištěné odběry a vnášení látek (tzv. elementární toky) v životním prostředí vyvolají, lze teoreticky určit celkové vlivy posuzovaných systémů na životní prostředí.“ [27] „Základní myšlenka metody LCA (dále jen LCA) tj., posoudit produkt, činnost nebo nějaký systém od jeho vzniku až po jeho zánik z hlediska dopadu na ŽP, respektive i z jiného hlediska (dopad na zdraví člověka, na bezpečnost, na vznik rizika) je v praxi velmi užitečná. Dovoluje vybrat mezi alternativními výrobky ten výrobek, jehož
životní cyklus bude nejméně poškozovat ŽP, popřípadě vhodně
zkombinovat jednotlivé fáze životního cyklu.“ [14] „LCA je analytická metoda hodnocení možných environmentálních dopadů spjatých s životním cyklem určitého výrobku, služby, technologie, obecně produktu. Studie LCA sestává ze čtyř základních fází: 1) Definice cílů a rozsahu 2) Inventarizace 3) Hodnocení dopadů 4) Interpretace Vzájemný vztah těchto fází je znázorněn na Obr. 4. Obousměrné šipky mají znázornit iterační podstatu přístupu sestavování LCA. Pojem iterační zdůrazňuje, že poznatky z jedené fáze mohou ovlivnit východiska fáze předcházející, kterou je třeba následně přehodnotit a pokračovat opět k fázi následující.“ [11]
- 33 -
Obr. 4 – Schéma fází LCA [11] INTERPRETACE
INVENTARIZAC E
DEFINICE CÍLŮ A ROZSAHU
HODNOCENÍ DOPADŮ
5.1.1 Definice cílů a rozsahu
„Prvním a velice důležitým krokem při vypracování LCA je stanovení cílů a rozsahu. Cíl musí jednoznačně stanovit a specifikovat produkt či proces, který je předmětem studie. Dále je to důvod zpracování studie, včetně jasně definovaných požadavků na její užití u potenciálních uživatelů (tj. pro interní či externí použití). Následně je nutno definovat, jak budou výstupy využity zadavatelem studie, a vymezit jednak
prvky
zahrnuté
do
analýzy,
jednak
prvky
do
analýzy
nezahrnuté
(např. socioekonomické a estetické aspekty). Nejobtížnějším úkolem v začátku procesu LCA je vymezení hranic systému, tzn. definovat ty procesy, které budou do LCA zahrnuty. Tím je jednoznačně vymezen rozsah a časová kapacita potřebná pro zpracování. Nedostatečné interpretace hranic jsou zdrojem největších chyb a často zavádějících výsledků studie. Není však vyloučeno, aby v průběhu vypracování studie nedocházelo k úpravě hranic, neboť LCA je iterativní metodou. Dále je nutno určit funkční jednotku, na niž jsou přepočty vztahovány. Například při hodnocení nápojových obalů může být funkční jednotkou množství obalu potřebného na obsah 1 litru nápoje. Funkční jednotka je velice důležitá zejména při provádění komparativních studií, kde je podmínkou přesné vymezení obou sledovaných systémů.“ [17]
- 34 -
5.1.2 Inventarizace
„Fáze LCA, nazývána inventarizací, slouží ke zjištění a vyčíslení všech materiálových a energetických toků vstupujících do životního cyklu produktu a především těch, které jej opouštějí a působí v ŽP. Podstatou inventarizace je modelování produktového systému, které se obvykle realizuje pomocí specializovaného databázového software. Součástí inventarizace je sběr dat. Jedná se o zjišťování informací o jednotlivých procesech životního cyklu produktu, o energetické a materiálové náročnosti všech zúčastněných procesů.“ [11] „Důležitým krokem v inventarizační analýze je vyznačení všech energetických a materiálových toků, jež překračují hranice systému, definovaného v předcházející fázi. Je-li sledovaný systém příliš složitý a nebo rozměrný, je vhodné rozdělit jej do menších subsystémů
a
systematicky
postupovat
od
jednoho
subsystému
k druhému
a shromažďovat potřebná data o vlivech systému na ŽP. Z hlediska vstupů jde o spotřebu přírodních zdrojů, surovin, materiálů a energie. Z hlediska výstupů se jedná o vnášení látek a energií do ovzduší, vody a půdy, včetně ukládání tuhých odpadů. Mezi způsoby, jimiž se potřebná data nejčastěji získávají patří: Přímá měření na místě, pohovory s pracovníky v daném podniku, literární rešerše a hledání v databázích, výpočty, kvalifikované odhady, apod.“ [13] „Výstupem z inventarizační analýzy je soubor dat shrnujících materiálové toky vstupující a vystupující přes hranice produktového systému. Zjednodušeně řečeno se jedná o informace, jaká množství jakých látek se dostávají během celého životního cyklu produktu do ŽP ve formě různých emisí a jaké množství přírodních surovin bylo spotřebováno. Tento soubor dat nazýváme ekovektorem produktu a bývá prezentován v tzv. inventarizačních tabulkách (inventarizační matice) “ [11] (viz Tab. 4). „Výsledky inventarizace by měly přehlednou formou sdělovat, kolik a jakých látek z okolního prostředí do systému vstupuje a kolik vystupuje.“ [11]
- 35 -
Tab. 4 – Matice vlivů na životní prostředí (vychází z nařízení Rady ES 880/92) [17] Vlivy na životní prostředí
Spotřeba přírodních zdrojů ovzduší Emise do vody půdy Emise hluku Spotřeba energie Nebezpečné látky Závažnost odpadů Vliv na ekosystémy
Životní cyklus výrobků Předvýroba Výroba Distribuce Užití Zneškodnění X X X X X
X
X X
X
X X
X X X
5.1.3 Hodnocení dopadů
„Na základě údajů z inventarizační analýzy se provede kvalitativní a kvantitativní vyhodnocení možných dopadů na životní prostředí. Tato fáze je nejproblematičtější, v současnosti se teprve rozvíjí a není podložena obecně přijatým metodickým postupem. Dále je nutné si uvědomit, že působení jednotlivých látek na životní prostředí nelze posuzovat jednotlivě, nýbrž v závislosti na různých příčinách i následcích, a že uvolněné látky působí na sebe navzájem, prostřednictvím synergických, kumulativních či antagonických efektů. Některé závažné účinky také nejsme dosud schopni kvantifikovat, např. erozi půdy při těžbě nerostných surovin, porušení ekosystému, estetické narušení krajiny, či důsledky ropných havárií. Fáze hodnocení vlivů životního cyklu se rozděluje do třech po sobě jdoucích kroků, které se podle ISO 14040 označují jako: klasifikace, charakterizace a vyhodnocení.“ [17] 1) Klasifikace vlivů
„Klasifikace vlivů představuje krok, kdy se primární efekty uvedené v inventarizační analýze roztřídí a seskupí do kategorií podle charakteru působení na životní prostředí. Toto seskupování umožní jednu položku zařadit i do více kategorií (např. NOx způsobuje jak acidifikaci prostředí, tak i eutrofizaci vod). Environmentální dopady, nejčastěji efekty druhého řádu, mohou být globální (např. skleníkový efekt), regionální (např. kyselé deště) a lokální (hluk). Kategorie globálního oteplování zahrnuje všechny plyny, které k tomuto jevu přispívají, tj. oxid uhličitý, metan, oxid dusný a freony. Do kategorie narušování ozónové vrstvy patří zejména freony, acidifikaci způsobují všechny kyselé látky, zejména oxidy síry a dusíku.
- 36 -
Konečným výsledkem je tzv. environmentální profil studovaného systému, neboli ekoprofil. Většinou bývá ve formě tabulky, v níž jsou uvedeny jednotlivé kategorie negativních dopadů na životní prostředí způsobených posuzovaným systémem. Dopady jsou zařazovány do zvolených kategorií obecných vlivů na prostředí, např. na vyčerpávání zdrojů, vlivu na lidské zdraví a vlivu na kvalitu prostředí. Tab. 5 zobrazuje způsob možného roztřídění a seskupení jednotlivých vlivů působících na životní prostředí.“ [17] Tab. 5 – Kategorie specifických dopadů a jejich působení na ŽP [17] Kategorie specifických dopadů (efektů) Vyčerpávání zdrojů: - abiotických - biotických Znečištění: - globální oteplování - narušování ozonové vrstvy - humánní toxicita - ekotoxicita - tvorba fotochemických oxidantů - acidifikace - eutrofizace Degradace ekosystémů a krajiny: - užití půdy
Oblasti životního prostředí Lidské Kvalita Zdroje zdraví prostředí
+ + (+) (+) + (+) + (+) (+)
(+) + + + + +
2) Charakterizace vlivů
„Charakterizace je fází, jejímž úkolem je posoudit celkový dopad sledovaného systému na životní prostředí z kvantitativního hlediska. Provádí se analýza, kvantifikace, a je-li to možné i agregace dopadů do jednoho ukazatele, který představuje celkový vliv. Pro každou kategorii efektů druhého řádu (tj. vzniku sekundárních efektů v důsledku vzájemného působení více složek, např. freony primárně přispívají ke skleníkovému efektu a sekundárně k rozrušování ozónové vrstvy), je třeba zvolit vhodný ekvivalent, tzv. standard, na který budou ostatní dopady přepočítávány. Jedná se o standardizaci. Pro nejznámější efekty již byly tyto ekvivalenty stanoveny. Přepočet se provádí tak, že se jednotlivé dopady vynásobí příslušným koeficientem, který vyjadřuje jejich poměr k danému ekvivalentu. Získané výsledky jsou aditivní veličiny, mohou se sčítat, a tak je výsledkem několika dílčích údajů jedna číselná hodnota, což přispívá k přehlednosti výsledků pro další hodnocení. Standardizace však nezohledňuje poměrnou škodlivost jednotlivých vlivů z hlediska - 37 -
dané lokality, a tak se někdy ještě provádí tzv. „normalizace“, kdy se stanoví hodnoty referenčních vlivů a standardizované vlivy se jimi podělí . Smyslem normování je zvýšit srovnatelnost dat z různých kategorií dopadu a tím i zajistit základny pro další krok, kterým je vyhodnocení.“ Kategorie dopadů a možný způsob jejich vyjádření uvádí Tab. 6. [17,28] Tab. 6 – Kategorie dopadů a způsob jejich vyjádření [17] Kategorie dopadů Spotřeba fosilních zdrojů energie Skleníkový efekt Fotochemický oxidační smog Eutrofizace Acidifikace
Humánní toxicita Ekotoxicita Objem odpadů ke skládkování Spotřeba dřeva Spotřeba vody Jaderná energie Hlučnost (vzdálený zdroj) Hlučnost (blízký zdroj)
Způsob vyjádření: po agregaci jako ropný ekvivalent po agregaci jako CO2 -ekvivalent po agregaci jako etylén-ekvivalent po agregaci jako PO42- - ekvivalent po agregaci jako SO2 -ekvivalent agregace a souhrnné vyjádření není možné, je nutno vyjádřit pomocí jednotlivých údajů agregace a souhrnné vyjádření není možné, je nutno vyjádřit pomocí jednotlivých údajů jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr
3) Vyhodnocení cílů
„Jedná se o určení vzájemného relativního významu všech získaných dílčích zátěží. I tato část studie LCA je jednou z velmi obtížných a ani zde není stanoven metodický postup. Ten často závisí na cílech a účelu studie. Nejvážnější problémy nastávají při stanovení pořadí významnosti jednotlivých vlivů, popřípadě se určují vlivy s absolutní prioritou. K určení pořadí se často používá vah a nebo některých expertních metod matematické operační analýzy, např. vícekriteriálního hodnocení. V uvedené fázi se často přihlíží i k politicky či ekonomicky motivovaným důvodům. Je nutné si uvědomit, že v této chvíli LCA zahrnuje soud, který je subjektivní. Důležitým aspektem však je tlak na transparentnost hodnotících postupů, použitých expertních řízení či stanovení vah. Jak již bylo uvedeno, LCA je iterativní metodou, to znamená, že se po etapách provádí stále opakovaně, a tak zmíněná transparentnost umožňuje postupy sledovat a reagovat na vznikající závěry a nové
- 38 -
okolnosti, které je účelné následně do studie zapracovat. Příklad možného způsobu hodnocení environmentálních dopadů je uveden v následující tabulce (Tab. 7.).“ [17,7] Tab. 7 – Ekologická závažnost sledovaných kategorií dopadů [17,7] Kategorie dopadů Spotřeba fosilních zdrojů energie Skleníkový efekt Fotochemický oxidační smog Eutrofizace Acidifikace Humánní toxicita Ekotoxicita Objem odpadů ke skládkování Spotřeba dřeva Spotřeba vody Jaderná energie Hlučnost (vzdálený zdroj) Hlučnost (blízký zdroj)
Ekologická závažnost Závažná Velmi závažná Závažná Střední Střední Hodnotí se na základě jednotlivých údajů Hodnotí se na základě jednotlivých údajů Malý až střední Malá Malá Není hodnocena Malá až střední Střední
5.1.4 Interpretace
„Interpretace životního cyklu slouží k přehledné prezentaci zjištěných poznatků typu: které stádium životního cyklu produktu se nejvíce podílí na environmentálních dopadech, která kategorie dopadu je nejvíce zasažena, kde dochází k největší materiálové či energetické náročnosti, apod.. Tento typ poznatku se v LCA nazývá významné zjištění a je vždy podroben pečlivému zhodnocení.“ [11] Cílem této fáze je „propojení poznatků z inventarizační analýzy a hodnocení vlivů na ŽP, získání závěrů a doporučení navrhující opatření, která mají pozitivní dopad na zlepšení environmentálních vlastností výrobku a jiných vytyčených cílů studie. V této fázi je třeba zvážit i další faktory, jako je technická účinnost, či ekonomické a sociální aspekty. Neprovádí-li se komparativní studie, výsledkem celkového zhodnocení je identifikace procesů, které nejvíce zatěžují životní prostředí, případně návrhy a doporučení ke zmírnění negativních dopadů sledovaného systému na životní prostředí.“ [17] „Hodnocení návrhu zlepšení (Improvement Assessment) je etapou studie LCA, v níž se vyhledávají a vyhodnocují možnosti a varianty vedoucí ke snížení ekologických dopadů nebo zatížení systému. Metodika této etapy, podobně jako u etapy hodnocení dopadu, nebyla dosud sjednocena. Hodnocení zlepšení se zabývá označováním, vyhodnocováním a výběrem voleb pro ekologická zlepšení s ohledem na výrobek nebo
- 39 -
výrobní postupy. Skutečná přeměna ve výrobně technické konstrukci výrobku nebo postupu však není součástí LCA, je pouze jednou z jejích aplikací. Závěry ze všech stupňů hodnocení LCA poskytují projektantům výroby a technologie informace o ekologických dopadech systému, a nezřídka ukáží uživatelům ty části operací, kde se zřetelně rýsují možnosti pro ekologická zlepšení. Důležitým faktorem studií LCA je kvalita údajů. Vyhodnotit a dokumentovat kvalitu dat ve studiích je podstatné pro správnou interpretaci. V současnosti je definice sledující pevné zařazení těchto úvah do přípravy LCA v raném stadiu. Nebyly dosud vyvinuty ani postupy s cílem ověření specifické kvality vstupních dat, ani jmenovité hodnotící činnosti . Přesnost výsledků LCA může být tak vysoká, jak je vysoká přesnost vstupních dat. Indikátory kvality dat zahrnují jednak kvantitativní atributy, například přesnost, jednak kvalitativní atributy, například kompletnost. Výběr a aplikace indikátorů kvality dat pro specifické údaje musí provést osoba, jenž má dokonalé znalosti posuzovaného předmětu, nejlépe vedoucí pracovník z praxe. Záleží na povaze údajů a jejich předpokládaném použití.“ [17]
- 40 -
6 VÝSLEDKY A DISKUSE 6.1 Životní cyklus pneumatiky Životní cyklus pneumatiky lze rozdělit do čtyř základních vzájemně navazujících fází (etap). Konkrétně se jedná o fáze: Vývoj/výzkum, výroba, spotřeba (užití) využití/odstranění.
Pro jednotlivé fáze životního cyklu pneumatiky lze stanovit pozitivní či negativní vlivy na ŽP. Pořadí jednotlivých fází životního cyklu pneumatiky (včetně vazeb, vstupů a výstupů) je zobrazeno v Příloze č. 3. 6.1.1 Fáze životního cyklu pneumatik
Než se budeme věnovat fázi Ukončení životnosti pneumatiky, zaměříme se na předcházející fáze, u kterých se pokusíme popsat možné dopady na ŽP. Fáze - Výzkum
Fáze Výzkum představuje počátek, první fázi LCA pneumatiky. Jedná se o velice důležitou fázi, a to zejména z důvodu, že tato fáze významně
ovlivňuje ostatní
zbývající fáze životního cyklu pneumatiky. Tato fáze nejvíce ovlivňuje možné dopady životního cyklu pneumatiky. Např. ve fázi Ukončení životnosti pneumatik se výzkum zabývá novými technologiemi na zpracování odpadních pneumatik. Fáze – Těžba a výroba
Pneumatika je složena přibližně ze 35 – 40% (podle typu výrobce) z kaučuku. Jedná se o přírodní kaučuk nebo syntetický kaučuk. Dopady na životní prostředí v případě přírodního kaučuku jsou zejména v oblasti vlivu na ekosystémy (společenstva), dále také na přírodu a krajinu. Přírodní kaučuk je pěstován na plantážích s kaučukovými stromy. „Jedná se hlavně o narušení přírodního rázu primárních ekosystémů a další vlivy způsobené dopravní obsluhou při získávání přírodního
- 41 -
kaučuku a jeho transport do zpracovatelského závodu.“ [33] V případě druhé varianty, tedy syntetického kaučuku jsou ekologické dopady spojeny „s procesem těžby ropy, její rafinace a transportu. Dopady tedy jsou zastoupeny znečištěním ovzduší, vod a produkcí odpadů.“ [33] Fáze – Výroba pneumatik
Proces výroby pneumatik je konkrétně popsán v kapitole 2.7 Výroba pneumatik. I během výroby pneumatik existuje řada dopadů na životní prostředí, i když jak je uváděno v odborné literatuře. „Obor výroby pneumatik patří z hlediska zátěže na životní prostředí k průmyslovým odvětvím s poměrně nízkou zátěží pro životní prostředí. Mezi hlavní dopady na životní prostředí patří znečištění ovzduší a hluk. Většina firem vyrábějící pneumatiky zavádí nízkoodpadové technologie či technologické postupy do procesů výroby.“ [33] Fáze – Užití pneumatik
Během procesu používání pneumatik se můžeme setkat s řadou dopadů na životní prostředí. Mezi tyto dopady patří především prašnost, hluk, spotřeba pohonných hmot (vyšší v případě nesprávného tlaku v pneumatikách). Fáze – Ukončení životnosti
Po výše uvedených fázích v životním cyklu pneumatiky následuje fáze Ukončení životnosti. Způsoby nakládání s pneumatikou, která se dostane do této fáze, jsou: protektorování, materiálové využití, energetické využití a skládkování. Touto fází, konkrétně způsobem energetického
využití
(využití pneumatiky jako paliva
v cementářských pecích) a materiálového využití (drcení pneumatik) se dále podrobněji budeme věnovat v této práci. Bylo by vhodné stručně popsat možné dopady na životní prostředí u zbývajících způsobů nakládání s pneumatikami a to konkrétně u způsobu protektorování a v současné době legislativně zakázaného způsobu skládkování. „Protektorování přináší velké materiálové a energetické úspory oproti výrobě nových pneumatik. Je používáno menší množství materiálů potřebných na výrobu pneumatiku.“ [33] U protektorování jsou definovány obdobné dopady na životní prostředí jako u fáze Výroby, znečištění ovzduší a hluk. Dalším dopadem jsou emise do - 42 -
ovzduší, tyto emise jsou vyprodukovány při zahřívání směsi používané k protektorování opotřebeného pláště pneumatiky a dalším dopadem při protektorování je znečištění vod. „K znečištění vod může docházet při přípravných procesech znovuožívaných koster pneumatik, jako je čištění, odmašťování a povrchová úprava.“ [33] „Vyřazené
pneumatiky
jsou
právní
úpravou
odpadového
hospodářství
v ČR vyloučeny z odstraňování skládkováním. Zákaz ukládání vyřazených pneumatik na skládky je upraven v § 21 odst. 5 zákona o odpadech a Seznamem odpadů podle § 11 odst. 13 vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, a to jednak v podobě zákazu ukládání využitelných odpadů, dále v podobě zákazu ukládání odpadů podléhajících povinnosti zpětného odběru a konečně jako zákaz ukládání pneumatik, s výjimkou pneumatik používaných jako technologický materiál pro technické zabezpečení a uzavírání skládky, v souladu s provozním řádem skládky.“ [33] Způsob skládkování je v hierarchii nakládání s odpady považován za nejméně vhodný způsob nakládání s odpadem. Samotný způsob skládkování má řadu dopadů na životní prostředí, jako např. výtoky průsakových vod (výluhů) z tělesa skládky, vývin skládkového plynu v tělese skládky, stabilita tělesa skládky, jeho sedání a splachy, prašnost, úlety materiálu a pachy, koncentrovaný výskyt hlodavců a ptáků na skládce, hlučnost z provozu skládky. Odpadní pneumatika má velkou chemickou odolnost a nízkou biologickou rozložitelnost, což pneumatiku činí téměř ideálním odpadem ukládaným na skládku. „Dopad na životní prostředí je v případě uložení pneumatiky na skládku dlouhodobý a především skládkování odpadních pneumatik je nesmyslné plýtvání energetickými a materiálovými zdroji,“ [33] které odpadní pneumatika obsahuje.
6.2 Stanovení předmětu analýzy Jelikož fáze Ukončení životnosti pneumatik je významnou oblastí pro bilanci dopadů životního cyklu pneumatik na životní prostředí, proto je předmětem analýzy této práce právě tato fáze. Mezi způsoby nakládání s pneumatikou po ukončení životnosti patří: protektorování, energetické využití, materiálové využití, a v minulých letech také hojně využívaný způsob skládkování.
- 43 -
Zhodnocení dopadů se týká konkrétně dvou možných způsobů, jak s použitou pneumatikou nakládat – „využití pneumatik jako paliva“ a „drcení pneumatik“. Jedná se o dvě rozdílné technologie. Předmětem analýzy je tedy: Využití pneumatik jako paliva v cementárně (dále jen palivo v cementárně). Drcení pneumatik (dále jen drcení).
Cílem bude tedy srovnat, který ze dvou způsobů nakládání s odpadními pneumatikami dle metody LCA má nejmenší dopad na životní prostředí. V níže uvedené tabulce (Tab. 8) jsou uvedeny výhody a nevýhody těchto dvou způsobů nakládání s pneumatikami. Tab. 8 - Výhody a nevýhody porovnávaných způsobů nakládání Palivo v cementárně Náhrada fosilních paliv alternativními Výhody zdroji Nižší produkce emisí Žádná produkce popelu Minimální produkce odpadů Vázání síry do slínku Materiálové využití železa nedokonalém spalování Nevýhody Při uvolňování toxických látek. Emise mohou obsahovat dioxiny a furany. Vysoké investiční náklady. Zájem veřejnosti o emise.
Drcení Minimální produkce odpadů
Redukce objemu
Prašnost Hlučnost Energetická náročnost Vysoké investiční náklady – cena výsledného produktu
6.3 Českomoravský cement, a.s., závod Mokrá 6.3.1 Historie závodu
„Rozvoj vápenického a později cementářského průmyslu v brněnském regionu má dlouholetou tradici, neboť předměstí Brna leží na jihu velkého ložiska vápenců. Přímo v okolí Brna bylo vybudováno koncem 19. století několik vápenek. Kruhové pece pod Bílou horou, pod Stránskou skálou v Juliánově a severně od obce Líšeň na Hádech. Šachtové pece byly postaveny v Ochozu pod kopcem Pod Žernávkou, v obci Mokrá Pod Mokerským lesem a na severu u obce Šošůvka. V roce 1907 byla postavena v Maloměřicích cementárna s rotačními pecemi na výpal slinku mokrým způsobem. V letech 1961 – 1968 byl vybudován nový závod
- 44 -
v Mokré, který vyrábí cement a vápno. Leží asi 15 km východně od Brna a je umístěn v zalesněné krajině mimo zemědělskou oblast. V lednu 1990 byl založen samostatný státní podnik Cementárny a vápenky Mokrá.“ [24] 6.3.2 Výroba cementu
Společnost Českomoravský cement, závod Mokrá se zabývá výrobou cementu. Výroba cementu zahrnuje několik fází (Schéma výroby cementu viz Příloha č.4) , které na sebe navzájem navazují. Jednotlivé fáze výroby cementu jsou stručně popsány v následujícím textu. Prvním krokem při výrobě cementu je těžba, drcení a skládkování surovin. „Těžba kamene se provádí ve vápencovém lomu Mokrá vzdáleném dva kilometry od výrobního
závadu.
Rozpojování
horniny
se
provádí
clonovanými
odstřely.
Vysokokapacitními nakladači a automobily je hornina přepravována na drtírnu, ve které se kámen upravuje na potřebnou velikost. Z lomu je podrcená surovina dopravována pomocí pásového dopravníku o délce 2 km do zastřešené surovinové skládky v závodě. Na tuto fázi navazuje výroba surovinové moučky. Ze skládky se dopravuje již podrcená surovina včetně potřebného množství korekční složky do oběhových surovinových mlýnů, kde je mleta a sušena. Rozemletá surovina postupuje přes homogenizační sila do zásobních sil. V průběhu celého výrobního postupu jsou prováděny zkoušky a na jejich základě lze složení suroviny upravit. Nejdůležitějším procesem výroby cementu je výpal slínku (fáze výpal portlandského slínku). Surovinová moučka prochází cyklónovým výměníkem, kde dochází k předehřátí suroviny na teplotu 800°C, do rotační pece. Ve výměníku dochází k využití tepla kouřových plynů a k dokonalému zachycení oxidu siřičitého, který se přemění na neškodný síran vápenatý. Pálením na mez slinutí (cca 1450°C) se tvoří umělé, tzv. slínkové materiály, které se následným prudkým ochlazením v chladiči stabilizují a vzniká slínek. Ten je následně dopraven do slínkového sila. Následuje fáze mletí cementu. Ze slínkového sila se slínek odebírá pro mletí v oběhových cementových mlýnech, kde se mele společně s regulátorem tuhnutí (chemosádrovec, energosádrovec), případně dalšími složkami (struskou, popílkem, odprašky apod.) na jemná prášek – cement. Hotový cement je skladován v cementových silech a po přezkoumání kvality se uvolňuje k expedici.
- 45 -
Cement se expeduje jako volně ložený v autocisternách nebo ve speciálních železničních vagónech nebo také balený v papírových pytlích. Naplněné pytle postupují z baličky na paletizační linku, kde jsou ukládány na dřevěné palety. Paletovaný cement (s fólií i bez) se expeduje na nákladních autech nebo v železničních vagónech. Kontrolu a řízení jakosti provádí laboratoř, vybavená moderní chemickou a fyzikálně mechanickou zkušebnou. Cementárna je plně automatizována. Celá výroba je řízena z centrálního velínu pomocí výpočetní techniky.“ [25]
6.4 ODES s.r.o. „Firma ODES s.r.o byla založena v roce 1993, má tedy téměř 20 letou tradici. V současné době sídlí v ulici Dolecká 14, v Jaroměři. Jedná se o českou firmu. Firma ODES s.r.o má 100% českého kapitálu. ODES s.r.o. vyrábí a dodává technologie pro zpracování odpadu a pro logistické systémy dopravy surovin. Cílem firmy je poskytnout komplexní řešení problému - včetně projektu, výroby a nákupu jednotlivých komponent technologie, dodávky, montáže a oživení technologie až po následný servis tak, aby byla zajištěna ekonomická návratnost investice. Firma ODES s.r.o. má vlastní konstrukční kancelář, výrobně montážní halu a servisní středisko. Mezi zákazníky této firmy patří celá řada průmyslových závodů (např. Kaučuk a.s. Kralupy, MCHZ a.s. Ostrava, Duslo a.s. Šala), zpracovatelské firmy (např. A.S.A. s.r.o. Praha, Praktik s.r.o. Liberec, Kovohutě Příbram Nástupnická a.s., Safina a.s.Vestec), ale i řada nemocnic, hotely, rodinné firmy atd.. Tato firma exportuje zařízení do řady států Evropy, například do Německa, Francie, Řecka, Anglie, Polska a především na Slovensko.“ [42] Firma ODES s.r.o dodala drtící linku na zpracování pneumatik i pro společnost, která umožnila analýzu tohoto způsobu zpracování použitých pneumatik. Tato společnost si přála zůstat v anonymitě. 6.4.1 Informace o společnosti
Tato společnost nabízí inovativní a komplexní řešení ve všech oblastech odpadového
hospodářství,
jako
například
- 46 -
environmentální
poradenství,
sběr
a zpracování odpadu z elektrických a elektronických zařízení, či zpracování opotřebených pneumatik a gum. Společnost poskytuje širokou nabídku služeb a výrobků, které realizuje tým kvalifikovaných pracovníků, v rámci tří divizí a třech středisek. Jedna ze tří divizí se zaměřuje na sběr a zpracování opotřebených pneumatik a gumy. Hlavním zaměřením této divize je tedy sběr, zhodnocení a recyklace opotřebených pneumatik. Ve dvou závodech tato společnost zpracovává opotřebené pneumatiky na granulát, který je následně využit ke zpracování při výrobě gumových lisovaných výrobků (fotografie viz Příloha č. 6). Při procesu zpracování vzniká jako hlavní produkt gumový granulát. Gumový granulát vyrábí v různých frakcích podle přání zákazníka (viz Tab. 9). Tab. 9 – Frakce granulátu a jeho použití Frakce 0,0 - 0,5 mm 0,0 - 1,0 mm 0,5 - 2,0 mm 1,0 - 3,0 mm 2,5 - 4,0 mm
Použití
Nové výrobky. Nové výrobky. Zásyp do umělých trávníků, výrobky z recyklované gumy, hřiště. Zásyp do umělých trávníků, výrobky z recyklované gumy, hřiště. Výrobky z recyklované gumy, hřiště.
Granulát má široké použití, používá se jako vstupní surovina při výrobě nových gumových produktů, při výstavbě multifunkčních hřišť, gumových rohoží, jako zásyp do umělých trávníků, speciální dlažba pro koně, zvukově – izolační panely, amortizéry na mostní konstrukce a podkolejové jednotky apod.. Granulát vyrobený touto společností splňuje všechny zdravotní a právní předpisy platné v EU, o čem svědčí i získané certifikáty, kterými společnost disponuje.
6.5 Popis technologických operací U obou popisovaných způsobů nakládání s pneumatikami je důležitou vazbou doprava odpadních pneumatik na místo jejich zpracování (nakládání). Jak u drcení odpadních pneumatik, tak i u odpadních pneumatik, které jsou využívány jako palivo v cementárně, je samozřejmě nutné tyto pneumatiky dopravit na místo jejich zpracování. V důsledku toho, že odpadní pneumatiky se musejí dovážet jak do Cementárny Mokrá, tak i k procesu drcení. Doprava, přesněji cena za dopravu (náklady na dopravu daného odpadu) je velice specifickým faktorem (dáno různými zdroji
- 47 -
odpadu a možnostmi nakládání s nimi v jednotlivých krajích), tak se tato práce vstupní dopravou zabývat dále nebude, ale zaměří se konkrétněji na dopravu (vazbu) mezi jednotlivými operacemi (fázemi) pro výše uvedené způsoby nakládání. 6.5.1 Využití pneumatiky jako paliva v cementárně
Technologické operace při využití pneumatiky jako paliva v cementárně jsou zobrazeny v Obr. 5. Obr. 5 – Základní schéma technologických postupů využití pneumatiky jako paliva v cementárně DOPRAVA PNEUMATIK VYLOŽENÍ DOPRAVA
ROZTŘÍDĚNÍ DOPRAVA
ZÁSOBNÍK
DOPRAVNÍK
ROTAČNÍ PEC
Práce dále popisuje a rozebírá jednotlivé kroky (fáze) operací. Tyto operace jsou rozděleny do 5 základních bodů. 1) Vyložení pneumatik (vyskladnění) – existují dvě možnosti:
a) Vyložení sklopením z nákladního vozidla. b) Vyložení pomocí vysokozdvižného nakladače . 2) Roztřídění pneumatik – pneumatiky jsou uspořádány podle velikostí
a) Osoba
(zaměstnanec) ručně roztřídí pneumatiky podle velikosti
(u pneumatik z osobních automobilů).
- 48 -
b) Osoba (zaměstnanec) oddělí pomocí vysokozdvižného nakladače pneumatiky větších rozměrů (pneumatiky z nákladních automobilů, pneumatiky z traktorů). 3) Zásobník – prostor vyhrazen k umísťování pneumatik. 4) Dopravník – automatizované zařízení k přepravě pneumatik. 5) Rotační pec – spalování pneumatik.
Poslední dva body operací využití pneumatiky jako paliva v cementárně jsou plně automatizované, bez nutnosti přímé účasti osob (zaměstnanců). 1) Vyložení pneumatik (vyskladnění)
Vyložení pneumatik (vyskladnění) v Cementárně Mokrá probíhá následujícím způsobem. V areálu cementárny je vyhrazen prostor pro manipulaci, uskladnění a dodávání odpadních pneumatik do rotační pece. Fotografie daného prostoru jsou uvedeny v Příloze č. 5. Odpadní pneumatiky jsou dováženy do areálu cementárny v nákladním vozidle. Při vjezdu do prostoru cementárny (přes vrátnici po vstupní kontrole) dopravce přepraví náklad na předem určené místo. Dané místo je celé vyasfaltované a je tvořeno zásobníkem
a skladovací plochou. Zásobník je umístěn pod úroveň příjezdové
komunikace. Jedná se o betonovou konstrukci, kde ve spodní části (dně) se nachází začátek dopravníku. Skladovací plochu tvoří povrch z asfaltu. Po přistavení
vozidla
do
prostoru
určeného
k manipulaci
s odpadními
pneumatikami jsou pneumatiky vyloženy. Pneumatiky jsou vyloženy přímo z nákladního vozidla do zásobníku (vysypány) nebo z vozidla pomocí vysokozdvižného nakladače uloženy na prostor k jejich uskladnění. Celý prostor je monitorován termokamerou z velína cementárny a to z důvodu prevence před vznikem požáru v prostoru uskladněných pneumatik. 2) Roztřídění
Pneumatiky jsou po vyložení z nákladního vozidla rozděleny podle velikosti (typu) na pneumatiky z osobních automobilů (představují největší podíl) a na pneumatiky z nákladních automobilů (v menší míře) (fotografie viz Příloha č.5). Takto roztříděné pneumatiky jsou následně pomocí vysokozdvižného nakladače vkládány do zásobníku.
S vysokozdvižným
nakladačem
manipuluje
1
proškolená
(zaměstnanec). Jedná se o vysokozdvižný nakladač typu JCB 531-70. - 49 -
osoba
3) Zásobník
Provozním zásobníkem je myšleno zařízení pro nashromáždění vyskladněných, roztříděných pneumatik. (fotografie viz Příloha č. 5). „Kapacita provozního zásobníku činí 180.103 kg. Rozměry provozního zásobníku jsou 16 x 27 m. Zásobník je tvořen zpevněnou plochou z asfaltobetonu a ohrazen monolitickými zdmi. Kapacita zásobníku je cca 20.103 kg.“ [29] Dno tohoto zařízení je vybaveno mechanickým zařízením po kterém pneumatiky, určené jako alternativní palivo do rotační pece, jsou posouvány na navazující dopravník. Pneumatiky jsou do zásobníku vkládány přímo z nákladního vozidla, nebo z prostoru uskladnění pomocí vysokozdvižného nakladače. 4) Dopravník
Automatizované zařízení, které dopravuje požadované množství (hmotnost) pneumatik do rotační pece. Dopravník (fotografie viz Příloha č. 5) je tvořen řadou na sebe navazujících dopravních pásů, po kterých jsou pneumatiky dopraveny ke spálení. Na začátku dopravníku, hned za prostorem zásobníku je umístěna váha, pomocí které lze dávkovat požadované množství (hmotnost) pneumatik. 5) Rotační pec
Jedná se o zařízení, kam jsou pneumatiky pomocí dopravníků dopraveny. Rotační pec představuje jen část pecního systému. Celý pecní systém tvoří disperzní výměník tepla, předkalcinátor, již zmiňovaná rotační pec, chladiče slínku, stabilizátor a elektrostatické odlučovače prachu. „Cementárny využívají pneumatiky jako alternativní palivo a tím nahrazují paliva klasická, jakostnější, která tak zůstanou k dispozici pro vytápění např. bytových objektů nebo pro rafinérský průmysl. Pneumatiky se v Cementárně Mokrá využívají nejen energeticky, ale i materiálově. Pneumatiky obsahují řadu oxidů a prvků, které při výrobě cementářského slínku pomáhají a zbylou popelovinu zabudují do tzv. slínkových materiálů, kde navěky odolává působení rozkladných reakcí. Pneumatiky po vstupu do rotační pece se rychle ohřívají v místě kde horká surovinová moučka dosahuje teploty nejméně 800°C a horké plyny mají teplotu kolem 1 100°C. Při ohřátí pneumatiky na teplotu asi 350 °C se povrch zapálí. Protože je však parciální tlak kyslíku v kouřových plynech nízký, dochází k pyrolitickému rozkladu. Vzniká velký počet organických sloučenin v plynném stavu a oxid uhelnatý. Tím se vytvoří lokálně silně redukční - 50 -
prostředí, které redukuje oxidy dusíku a snižuje jejich koncentraci v kouřových plynech. Organické sloučeniny a oxid uhelnatý v cyklónovém výměníku vyhoří. Jedná se o předání tepla v místě kalcinace, v místě největší spotřeby, a to za podmínek spalování při nižších teplotách než na hlavním hořáku. Dodaný podíl energie na kalcinaci je zatížen výrazně menší emisí NOX, než kdyby byla tato energie dodávána hlavním hořákem. Výsledkem je tudíž nejenom úspora paliv na hlavním hořáku, ale i snížení měrné spotřeby paliv na výpal slínku, a také snížení celkového množství emisí. Železné dráty a ostatní anorganické složky zreagují se surovinou a stávají se součástí slínkových minerálů a mezerní minerální hmoty. Pneumatiky, zejména radiální, obsahují 18 – 20 % ocelového kordu, tedy železa, které při výrobě cementářského slínku působí nejen jako součást suroviny s níž je nutno počítat při výpočtu surovinové směsi, kde ušetří přidávání železité korekce, ale navíc působí jako účinný mineralizátor, tj. snižuje hodnotu teploty vzniku eutektika, tedy teplotu, při níž vzniká první tavenina a tím představuje i energetickou úsporu při výrobě. Z jednoho kilogramu pneumatiky se spálením získá cca 25 MJ energie a zbude i cca 5 – 7% popela, který je zabudován při slinování do pevných roztoků slínkových minerálů. Obsah Cl je v pneumatikách pro osobní vozy odhadován v rozmezí 0,1 – 0,3%. Pneumatiky pro nákladní vozy neobsahují chlorobutylový kaučuk a obsah chloru je u nich ještě nižší. Fluor se v kaučuku nevyskytuje a ani v dalších složkách nelze jeho významný obsah předpokládat. Pneumatiky obsahují rovněž síru, která je důležitým bilančním prvkem pro vlastní provoz rotační pece a souvisejících zařízení. V provozu je třeba, aby v určitém množství byla v pecním systému přítomna, neboť je schopna vázat volné alkálie ve formě síranů. Přebytek síry však zvyšuje tvorbu nálepků ve výměnících tepla a není žádoucí. Obsah síry v pneumatikách nepřevyšuje 4% a je dána stupněm vulkanizace kaučuku.“ [10] „Hlavními palivy pro výpal slínku jsou: mleté černé uhlí, těžký topný olej a zemní plyn. Pro uvedení pecní linky do provozu jsou používána schválená paliva. Dále se používají alternativní kapalná paliva (např. ZPO - zbytkový produkt oxoalkoholů, SLO - surový lehký olej, HGD - hnědouhelný generátorový olej, AROL - aditivované regenerované oleje), tuhá aditivní paliva získaná jako produkt destilace ropy (např. pod názvem Kormul), TAP (směs pryže, textilií, plastů, dřeva, papíru a jiných spalitelných látek), MKM (masokostní moučka) a nově je povoleno spoluspalování odpadů dle §17 odst. 2. písm. c) zákona č. 86/2002 Sb.“ [29]
- 51 -
V Cementárně Mokrá v roce 2010 představovaly odpadní pneumatiky jako alternativní palivo 14% z celkového množství použitých paliv. Vývoj v množství využívání odpadních pneumatik v Cementárně Mokrá popisuje Graf 13. V letech 2008-2010 bylo využito celkem 52 441.103 kg odpadních pneumatik. Jak vyplývá z grafu, v letech 2008 – 2010 je zaznamenán pokles v množství pneumatik využívaných jako
alternativní
palivo
v Cementárně
Mokrá.
V roce
2010
bylo
využito
15 110.103 kg pneumatik jako palivo. Oproti roku 2008 bylo v Cementárně Mokrá využito o 7 406.103 kg pneumatik méně, což v procentickém vyjádření činí 33%.
22516
15110
2009
2010
3
[10 kg]
14815
2008
Graf 13 – Množství spálených pneumatik v Cementárně Mokrá v letech 2008-2010 6.5.2 Drcení pneumatik
Technologické návaznosti (operace) při drcení pneumatik jsou zobrazeny na Obr. 6. Práce dále popisuje a rozebírá jednotlivé kroky (fáze) operací. Schéma drtící linky je uvedeno v Příloze č. 8. Tyto operace jsou rozděleny do 7 základních bodů. 1) Vyložení pneumatik (vyskladnění) 2) Nadrcení pneumatik – nahrubo rozdrcené části pneumatik 3) Vstup materiálu na linku 4) Drcení
a) Okruh primárního mlýna b) Okruh sekundárního mlýna
- 52 -
5) Granulování 6) Separování frakcí 7) Výstup materiálu
Technologické operace drcení, granulování, separace frakcí jsou paralelně doplněny o technologickou operaci odsávání. Většina operací je plně automatizovaná, ale v některých fázích je nutná účast osob (zaměstnanců). Obr. 6 – Základní schéma technologických postupů drcení pneumatik DOPRAVA PNEUMATIK
VYLOŽENÍ DOPRAVA
NADRCENÍ DOPRAVA
VSTUP MATERIÁLU
DRCENÍ GRANULOVÁNÍ SEPARACE FRAKCÍ
VÝSTUP MATERIÁLU
1) Vyložení pneumatik (vyskladnění)
Vyložení pneumatik (vyskladnění) ve společnosti probíhá následujícím způsobem. V areálu společnosti je vyhrazen prostor pro manipulaci, uskladnění a dodávání odpadních pneumatik k jejich následnému zpracování. Fotografie daného prostoru jsou uvedeny v Příloze č. 7. Odpadní pneumatiky jsou dováženy do areálu společnosti v nákladním vozidle. Při vjezdu do prostoru společnosti (přes vrátnici po vstupní kontrole) dopravce přepraví
- 53 -
náklad na předem určené místo. Po přistavení vozidla do prostoru určeného k manipulaci s odpadními pneumatikami, jsou pneumatiky vyloženy. Pneumatiky jsou vyloženy (vysypány)
přímo z nákladního vozidla na skladovací prostor pro
pneumatiky. 2) Nadrcení pneumatik
Nadrcení pneumatik probíhá na drtiči, který je umístěn v blízkosti prostoru pro vyložení a uskladnění pneumatik určených ke zpracování drcením a zároveň v těsné blízkosti haly, kde je umístěna samotná linka na zpracování pneumatik. Druhý drtič se nachází již v prostoru haly. Pneumatiky určené ke zpracování jsou pomocí nakladače MANITOU (nakladač se používá pro manipulaci na dvoře s celými opotřebenými pneumatikami) předány na dopravníkový pás (fotografie viz Příloha č. 7), který pneumatiky dopraví k danému drtiči (fotografie viz Příloha č. 7). Materiál z tohoto drtiče je pomocí dopravníku dopraven k dalšímu drtiči. Jedná se o drtič DRT900 (fotografie viz Příloha č. 7). Tento drtič je již umístěn společně v hale s linkou na zpracování opotřebených pneumatik. Výstupem jsou nahrubo nadrcené části pneumatik (fotografie viz Příloha č. 7). 3) Vstup materiálu na linku
Materiál (nahrubo nadrcené části pneumatik) vstupuje do linky vsypáním na vstupní dopravník (8). Vstupní materiál je na vstupní pás dopraven za pomocí vysokozdvižného vozíku (tuto činnost vykonávají nakladače LUGLI a DESTA), který ze lžíce vysype materiál (fotografie viz Příloha č. 7). Vstupní pás je umístěn za primárním mlýnem. 4) Drcení
Operace drcení probíhá ve dvou okruzích, a to v primárním mlýně a v sekundárním mlýně. Cílem drcení je dosáhnout rozemletí největších kusů pneumatik na menší části. Materiál drtičem může projít i opakovaně. a) Okruh primárního mlýna „Materiál přichází do primárního mlýna (9), kde se provádí drcení na menší části. Z nich je pomocí magnetického separátoru 1 (11) (fotografie viz Příloha č. 7) oddělován kov. Součástí okruhu tohoto primárního mlýna je vibrační třídič Rotex 1 (12) (fotografie - 54 -
viz Příloha č. 7), na které je oddělena nejdrobnější část materiálu, která je dále odvedena přímo k vibračnímu třídiči Rotex 4. Většina materiálu se ale vrací pomocí dopravníku (13) zpět ke zpracování do primárního mlýna. Drť je v tomto okruhu primárního mlýna opakovaně zpracovávána až do okamžiku, kdy obsluha provede přepuštění vsázky materiálu do okruhu sekundárního mlýna (24). Okamžik ukončení zpracování vsázky okruhem primárního mlýna je určeno obsluhou, která vizuálně kontroluje stupeň zpracování drti. Přesměrování toku materiálu do sekundárního mlýna se provádí vzduchovou klapkou pod třídičem Rotex 1.“ [21] Po vyprázdnění okruhu primárního mlýna je opět vložena další dávka nadrcených částí pneumatik. b) Okruh sekundárního mlýna „V okruhu sekundárního mlýna (24) je materiál dále rozmělňován, tříděn a průběžně zbavován kovové složky pomocí magnetického separátoru 4 (26). Proud materiálu se průběžně vrací k vibračnímu třídiči Rotex 1, který odděluje střední frakci, která dále pokračuje přes magnetický separátor 2 (14) a magnetický separátor 3 (17) až k vibračnímu třídiči Rotex 4 (48). Materiál je sekundárním mlýnem zpracováván, dokud všechen neprojde vibračním sítem Rotex 1 a nedostane se dále k třídiči Rotex 4. Mezi vibračními třídiči Rotex 1 a Rotex 4 jsou umístěny dva magnetické separátory. Nad dopravním pásem (15) je umístěn magnetický separátor č. 2 (14), nad dopravníkem (16) je magnetický třídič č. 3 (17). Ve vibrační třídiči Rotex 4 (48) je oddělena část materiálu pro uskladnění v sile (22) a část materiálu pokračuje směrem k vibračnímu třídiči Rotex 2.“ [21] 5) Granulování , 6) Separování frakcí, 7) Výstup materiálu
Jelikož se jak technologie granulování, separování frakcí a výstup materiálu na dané lince navzájem propojují, proto byl popis těchto technologických návazností popsán společně. Fotografie související s těmito činnostmi jsou uvedeny v Příloze č. 7. „Vstupním místem do části granulátorů je skladovací silo (22). Do sila se ukládá materiál zpracovaný v okruhu mlýnů. Materiál je z tohoto zásobníku dopravován ke dvěma paralelním granulátorům (41A + 41B). Odtud materiál pokračuje pomocí proudu vzduchu z ventilátorů pneudopravy přes cyklony s turnikety do šnekového dopravníku a dále do vibračního síta Rotex 2. Z tohoto vibračního síta je oddělena frakce 00-05, která pokračuje přes magnetický separátor (38) do velkoobjemového vaku Big Bag (39), kde je ukládána. - 55 -
Frakce 05-25 je dopravována směrem k třídiči Rotex 3 (31) a dále do vibračního žlabu (56). Z vibračního žlabu frakce 05-25 pokračuje přes bubnový magnetický separátor (59) do dvojice Big Bagů (35). Ostatní materiál pokračuje z rotelu 2 do Granulátoru (41C). Odtud materiál pokračuje pomocí proudu vzduchu z ventilátoru pneudopravy (42C) přes cyklon s turniketem (43C) ke šnekovému dopravníku (52) a dále do kruhového síta ALLGAIER, kde je směs tříděna na tři frakce. Nejmenší částice směsi – frakce 00-05 jsou dopravovány šnekovým dopravníkem přes magnetický separátor 6 (38) a dále pak ke stojanu Big Bagu (39). Frakce 05-25 je z kruhového síta ALLGAIER odvedena do vibračního žlabu (56), odkud přes bubnový magnetický separátor (59) pokračuje dopravníkem (33) k dvojitému stojanu na Big Bag (15). Zbývající frakce 25-40 odchází dopravníkem (32) ze síta ALLGAIER přes magnetický separátor 5 (34) ke stojanu pro Big Bag (39). V systému jsou zřízena dvě místa, odkud je možno vkládat dříve zpracovaný materiál k dopracování, nebo opětovnému zpracování (přesívání). Prvním takovým místem je dopravník (60), který má sloužit v případě, že okruhy mlýnů vyprodukovaly více materiálu, který se už nevešel do zásobníku (22) a nedošlo k jeho dalšímu zpracování granulátory. Materiál se například v případě poruchy, nebo údržby v okruhu granulátorů předzpracuje oběma mlýny a objem, který zásobník není schopen pojmout, se skladuje mimo zpracovatelskou linku. V okamžiku, kdy je okruh granulátorů znovu schopen dalšího provozu, je možnost tento materiál pomocí dopravníku (60) opět zakládat do linky a dále zpracovávat. Druhým „bočním“ vstupem do linky je výsypná stanice Big Bagu a dopravník (57), který se používá pro vstup materiálu určeného pouze k přetřídění. Materiál je dopravován do kruhového síta ALLGAIER (18), odkud pokračuje pomocí dopravníků podle frakcí do velkoobjemových vaků Big Bag.“ [21] Veškerý rozdrcený a roztříděný materiál je ukládán do velkoobjemových vaků Big Bagů zavěšených do stojanu. Vak je zavěšen na stojanu vybaveném elektrickou váhou. Naplněné vaky jsou umísťovány v prostorech společnosti tomu určených. Kovová a textilní složka je ukládána do označených nádob (kontejnerů). Odsávání
Během celého procesu zpracování, tedy konkrétně při rozmělňování pneumatik se neodděluje jen kovová složka, ale i poměrně velké množství chemlonu (textilní složky), který je v drti obsažen. Textilní složka se z materiálu odděluje na několika místech dané linky. Jedná se o místa kde dochází k přesypávání materiálu. Konkrétně se jedná - 56 -
většinou o místa na koncích dopravníků, kde přesypávaný materiál letí vzduchem. Textilní složka se ze směsi odsává. K tomu se využívá složitý a rozsáhlý systém vzduchové techniky, jehož nejdůležitější částí je ventilátor umístěný venku. Množství zpracovaných opotřebených pneumatik touto společností v letech 2008 – 2010 je uvedeno v Grafu 14. Jak je patrné z grafu, množství zpracovaných pneumatik v roce 2010 je vyšší než v roce 2008, produkce zpracování se zvýšila o 74%. 13 660
3
[10 kg]
10 235
3 559
2008
2009
2010
Graf 14 – Množství zpracovaných pneumatik v letech 2008-2010 Produktem ze zpracování je gumový granulát. Vzniklé frakce gumového granulátu mohou mít tyto rozměry: 00-05, 05-25 a 25-40 mm. Fotografie jednotlivých frakcí gumového granulátu jsou uvedeny v Příloze č. 9. Vývoj v produkci gumového granulátu v letech 2008 – 2010 v dané společnosti je uveden v následujícím grafu (Graf 15). 10 589
3
[10 kg]
7 903
2 740
2008
2009
2010
Graf 15 – Produkce gumového granulátu 2008-2010 - 57 -
Jelikož se zvýšila produkce zpracování opotřebených pneumatik, úměrně rostla i produkce gumového granulátu i ostatních složek (textilní a kovové). Konkrétní hodnoty množství gumového granulátu jsou uvedeny v Grafu 15. Podíl gumového granulátu z 103 kg odpadní pneumatiky činil v průměru za sledované období 77,23%. Při tomto způsobu zpracování vzniká jako odpad textilní složka (chemlon) a kovová složka. Fotografie textilní složky a kovové složky jsou uvedeny v Příloze č. 10. Jejich produkce v letech 2008-2010 je uvedena v Grafu 16. Podíl textilní složky z 103 kg odpadní pneumatiky činil v průměru za sledované období 6,17%. A podíl kovové složky z 103 kg odpadní pneumatiky činil v průměru za sledované období 16,60%.
2 012
[10 kg]
1 778
3
1 059 630
553
189 2008
2009
2010
Graf 16 – Produkce textilní a kovové složky v letech 2008-2010
6.6 Stanovení funkční jednotky Stanovení funkční jednotky je důležitým krokem v metodě LCA. To jak bude funkce produktu specifikována a jaké bude určené množství, stanovuje tzv. funkční jednotka. Hlavní funkcí hodnocených způsobů je využití tohoto odpadu jako paliva pro cementářský průmysl a dále jeho využití drcením. Funkční jednotkou pro účely této práce bylo stanoveno množství 1.103 kg odpadní pneumatiky. Důvody pro stanovení funkční jednotky jsou následující: Funkční jednotka umožňuje lépe stanovit množství vstupů (energie, apod.) a výstupů
(emise, odpady, apod.) uvedených v inventarizačních maticích jednotlivých způsobů
- 58 -
nakládání. Vstupy a výstupy náležející k jednotlivým technologickým procesům jsou v některých hodnocených dopadech stanoveny odborným odhadem. Pro zhodnocení obou způsobů nakládání s odpadními pneumatikami je zapotřebí
stanovit stejné množství suroviny, v tomto případě odpadní pneumatiky.
6.7 Vymezení rozsahu sledovaných technologických procesů Tato část práce se zabývá procesy, které jsou charakteristické pro dané způsoby nakládání a jsou velice důležité a sledované zpracovateli tohoto typu odpadu. Jelikož se jedná o rozdílné způsoby nakládání s odpadními pneumatikami, jsou rozdílné i technologické procesy. Níže jsou tedy uvedeny konkrétní procesy u způsobu využití jako alternativní palivo v cementárně a procesy pro způsob drcení. Jedná se o tyto procesy u způsobu „využití jako alternativní palivo v cementárně“: vyložení do zásobníku, vyložení na skladovací plochu, roztřídění, dopravení do zásobníku, přesun ze zásobníku na dopravník, dopravení prostřednictvím dopravníku, rotační pec.
Je nutné uvést procesy, které doposud nebyly zmíněny, ale je zapotřebí je zde zmínit. Jedná se o: uskladnění, zvážení, dávkování.
Jedná se o tyto procesy u „drcení pneumatik“: vyložení, dopravení k nadrcení, nadrcení, přeprava k drcení, drcení, granulování, separace frakcí,
- 59 -
odsávání, plnění do Big Bagů, odvoz Big Bagů.
Je nutné uvést procesy, které doposud nebyly zmíněny, ale je zapotřebí je zde zmínit. Jedná se o: zvážení, uskladnění.
U jednotlivých operací byly dále popsány činnosti. Operace a k nim určené činnosti jsou uvedeny v Tab. 10 pro alternativu palivo pro cementárnu a v Tab. 11 pro způsob drcení. Tab. 10 - Seznam operací „palivo v cementárně“ Operace Vyložení do zásobníku
Činnost Práce techniky (sklopení a následné vysypání do zásobníku z přistaveného kamionu) Vyložení na skladovací plochu Práce zaměstnance a techniky (vysokozdvižný nakladač) Roztřídění Práce zaměstnance Uskladnění Dopravení do zásobníku Práce zaměstnance a techniky Přesun ze zásobníku na dopravník Automatizovaná technika Zvážení Automatizovaná technika - váha Dávkování Automatizovaná technika Dopravení prostřednictvím dopravníku Automatizovaná technika Rotační pec Automatizovaná technika Tab. 11 - Seznam operací „drcení“ Operace Vyložení Uskladnění Dopravení k nadrcení
Nadrcení Přeprava k drcení Drcení Granulování Separace frakcí Odsávání Plnění do Big Bagů Zvážení Odvoz Big Bagů
Činnost Práce techniky (nákladní automobil) Práce zaměstnance a techniky (nakladač Manitou) Automatizovaná technika a práce zaměstnance Práce zaměstnance a techniky (nakladač LUGLI a DESTA) Automatizovaná technika a práce zaměstnanců Automatizovaná technika Automatizovaná technika Automatizovaná technika Technika Technika Práce zaměstnance a techniky (nakladač LUGLI a DESTA)
- 60 -
Energetické a materiálové toky, které jsou stanoveny pro jednotlivé postupy, jsou znázorněny v následujících obrázcích (Obr. 7, Obr. 8). Obr. 7 – Procesy, energetické a materiálové toky spojené s využitím pneumatik jako paliva v cementárně VSTUPY
PROCESY
VÝSTUPY
Nafta
Vyložení
Emise do ovzduší + hluk+prašnost
Nafta
Přeprava
Elektrická energie
Zásobník + dopravení
Vstupní materiál
Rotační pec
Hluk+emise do ovzduší + prašnost Prašnost Teplo+ popel (zabuduje do slínku)+emise
Obr. 8 – Procesy, energetické a materiálové toky spojené s drcením pneumatik VSTUPY
PROCESY
VÝSTUPY
Nafta
Vyložení
Emise do ovzduší + hluk+prašnost
Nafta
Přeprava
Hluk+emise do ovzduší + prašnost
Elektrická energie
Nadrcení
Prašnost + meziprodukt
Vstupní materiál +elektrická energie
Drcení
Nafta
Odvoz
- 61 -
Gumový granulát + kovová složka + textilní složka + prašnost Hluk+emise do ovzduší + prašnost
6.7.1 Předpoklady stanovené pro hodnocení způsobů nakládání
V této kapitole je zapotřebí upozornit na skutečnost, že metodika použita v této práci není klasickou metodikou LCA, jak je uvedeno v kapitole 5.1. Tato práce plně neodpovídá základní myšlence LCA posoudit celý životní cyklus. Hlavním důvodem je časová náročnost zpracování LCA pneumatiky v celém (metodikou vyžadovaném) rozsahu. V tomto okamžiku vzniká prostor pro případné jiné řešitele, kteří mohou dopracovat zbývající části LCA pneumatiky v dalších pracích, zaměřených na tuto problematiku. Předmětem této práce je zhodnocení dvou možných způsobů nakládání s použitou pneumatikou. V prvním případě se jedná o využití tohoto odpadu jako alternativního paliva v cementárně a druhou eventualitou je drcení. Hodnoty a informace, které jsou využity v této práci pocházejí z podnikových evidencí, technologických popisů, z případových studií, ale především vycházejí z odborných odhadů, úsudků, zkušeností ekologů, technologů, ředitelů společností, výrobních ředitelů a ostatních pracovníků, kteří se věnují této otázce.
6.8 Inventarizační analýza Cílem inventarizace (inventarizační analýzy) je poskytnout souhrn všech toků, tedy materiálů a energií, které vstupují a vystupují u jednotlivých fází procesů. Získání údajů a informací pro tuto část práce je poměrně obtížné a náročné. Data, která jsou v této práci uvedena, byla získána z údajů jednotlivých společností (z podnikových evidencí, případových studií) nebo na základě konzultace, ať písemné či ústní, s odbornými pracovníky (referent životního prostředí, ekology, ředitelem společnosti, výrobním ředitelem atd.). 6.8.1 Inventarizační matice „využití jako palivo“
Údaje vztahující se k materiálovým a energetickým tokům pro jednotlivé procesy u způsobu využití pneumatiky jako paliva v cementárně jsou znázorněny do podoby inventarizační matice, viz Tab. 12. Inventarizační matice je rozčleněna na část vztahující se ke vstupům (první část) a na část zabývající se výstupy (druhá část). První
- 62 -
část obsahuje: spotřebu paliva (nafta) a energie u jednotlivých technologických operací. Mezi výstupy jsou zařazeny následující údaje: emise CO2, hluk, teplo a ostatní emise. Za funkční jednotku (viz kapitola 6.6) bylo zvoleno 1.103 kg použitých pneumatik. Tab. 12 - Inventarizační matice pro „využití jako palivo“ Technologické operace
Vyložení do zásobníku Vyložení na skladovací plochu Roztřídění Uskladnění Dopravení do zásobníku Přesun ze zásobníku na dopravník Zvážení Dávkování Dopravení prostřednictvím dopravníku Rotační pec Vážený průměr Celkem *) [10-6 kg]
TZL
VSTUPY Nafta Elektrická energie [dm3] [kWh]
Teplo [MJ]
Hluk [dB]
VÝSTUPY Emise CO2 [10-3kg]
Emise při spoluspalování odpadu
0,25
-
-
80
634,26
-
0,37
-
-
80
945,14
-
-
-
-
-
-
-
0,02
-
-
82
46,44
-
-
-
-
-
-
-
-
7,77
-
-
40
-
-
-
25.103
50
837 194
*
0,64
7,77
25.103
66,40 -
838819,84
-
SO2
NOx
HCl
HF
TOC
Tl Hg ** Dioxiny + a Cd furany Celkem 818,10 7090,20 7272,29 272,70 27,27 681,75 1,36 1,36 1,36 2,727 **) Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 6.8.2 Inventarizační matice „drcení“
Údaje vztahující se k materiálovým a energetickým tokům pro jednotlivé procesy u způsobu drcení použitých pneumatik jsou znázorněny do podoby inventarizační matice, viz Tab. 13. Inventarizační matice je rozčleněna na část vztahující se ke vstupům (první část) a na část zabývající se výstupy (druhá část). První část obsahuje: spotřebu energie u jednotlivých technologických operací a spotřebu paliva (nafta). Mezi
- 63 -
výstupy jsou zařazeny následující údaje: gumový granulát, textilní složka, kovová složka, emise CO2 a hluk. Za funkční jednotku (viz kapitola 6.6) bylo zvoleno 1.103 kg použitých pneumatik. Tab. 13 - Inventarizační matice pro „drcení“ Technologické operace
Vyložení Uskladnění Dopravení k nadrcení Nadrcení Přeprava k drcení Drcení Granulování Separace frakcí Odsávání Plnění do Big Bagů Zvážení Odvoz Big Bagů Vážený průměr Celkem *) Hodnota
VSTUPY Nafta Elektrická energie [dm3] [kWh] 0,29 -
Hluk [dB] 80 -
Gumový granulát [103 kg] -
VÝSTUPY Textilní Kovová složka složka [103 kg] [103 kg] -
Emise CO2 [10-3kg] 745,71 -
0,38 -
*
80 85
-
-
-
977,14 -
0,49
-
81
-
-
-
1992,67
-
65,63
89,7
0,78
0,07
0,15
-
0,33
-
81
-
-
-
1342
82,78 1,49 65,63 0,78 0,08 0,15 5057,52 65,63 kWh je suma potřebné elektrické energie na operace nadrcení
+ operace: drcení, granulování, separace frakcí, odsávání, plnění do Big Bagů a zvážení. Operace nadrcení představuje přibližně 8% (5,25 kWh) podíl s celkového množství elektrické energie.
6.9 Hodnocení posuzovaných technologií Výstupem z inventarizace jsou inventarizační tabulky, které shrnují množství vstupujících a vystupujících materiálových a energetických toků. Tyto údaje informují o množství spotřebovaných surovin a o do prostředí emitovaných látek, ale tyto informace pro zjištění environmentálních dopadů nejsou zcela dostačující. Je zapotřebí, v této části práce provést kvantitativní a kvalitativní vyhodnocení možných dopadů na životní prostředí z údajů předchozí kapitoly (viz Kapitola
- 64 -
6.8 Inventarizační analýza). Jedním z nejdůležitějších kroků této kapitoly je stanovení a definování jednotlivých kategorií vlivů, které budou hodnoceny. Hodnocení se provádí ve čtyřech krocích (etapách): 1. Klasifikace 2. Charakterizace 3. Vyhodnocení 4. Interpretace 6.9.1 Stanovení a definice kategorií vlivů
Posuzovanými
procesy jsou „využití pneumatiky jako paliva v cementárně“
a „drcení pneumatik“. Tyto procesy působí na životní prostředí zejména spotřebou látek a energií ze složek životního prostředí, ale i také vnášením látek a energií z posuzovaných systémů do jednotlivých složek životního prostředí. Do této kategorie, označené jako „spotřeba látek a energií ze životního prostředí“, patří: Energie nabytá přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů (elektrická energie). Primární neobnovitelné zdroje, tj. ropa, která je v podobě nafty či benzínu využívána
jako energetická a palivová surovina. Pro požadavky fáze „Klasifikace“ budou využity obě kategorie, jak „spotřeba energie nabyté přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“, tak i „spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů“. Jednotlivé operace v rámci posuzovaných technologií působí určitou formou negativně na životní prostředí. Jedná se zejména o emise do ovzduší, zatížení pracovního prostředí hlukem, atd. Hranice systému pro účely této práce byly zjednodušeny. Hranice systému (viz Příloha č. 11) v souladu s příslušnou normou jsou zaměřeny čistě jen na environmentální posouzení hodnocení dvou postupů, které se věnují zpracování odpadních pneumatik. Předmětem této práce bylo popsat obecný postup aplikace metody LCA na konkrétní procesy („využití jako palivo“ a „drcení pneumatik“), proto byla realizována určitá zjednodušení v hodnocení: Zjednodušení bylo provedeno při hodnocení negativních dopadů na životní prostředí
vlivem emisí vznikajících při spalování pohonných hmot (nafty) u obou procesů. Pro
- 65 -
přehlednost byly brány v úvahu emise CO2, i když výfukové plyny obsahují i jiné znečišťující látky (NOx, CO, SO2, PM25 a PM10, PAU aj.). Obdobné zjednodušení bylo provedeno i u škodlivin vznikajících při výrobě
elektrické energie, kde se hodnotily pouze emise CO2. Od ostatních polutantů vznikajících při výrobě elektrické energie bylo upuštěno. Předpokladem je, že elektrická energie byla vyrobena v tepelných elektrárnách. 6.9.2 Klasifikace
Jedná se o krok, kdy se primární efekty uvedené v inventarizační analýze roztřídí a seskupí do kategorií podle charakteru působení na životní prostředí, které byly definovány v předchozí části práce. Konkrétně se jedná o „spotřebu energie nabyté přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“, které lze označit jako „hodnocení energetické náročnosti“, tedy o údaje o spotřebě elektrické energie v etapách obou posuzovaných postupů, na zpracování 1.103 kg použitých pneumatik. Pro přehlednost jsou tyto údaje uvedeny v následující tabulce (Tab. 14). Tab. 14 – Hodnocení energetické náročnosti Operace
Přesun ze zásobníku na dopravník Zvážení Dávkování Dopravení prostřednictvím dopravníku Nadrcení Drcení Granulování Separace frakcí Odsávání Plnění do Big Bagů Zvážení Celkem
Jednotka
Využití jako palivo
Drcení pneumatik
[kWh]
7,77
-
[kWh]
-
65,63
[kWh]
7,77
65,63
Spotřeba elektrické energie při obou způsobech zpracování použitých pneumatik nezpůsobuje přímé negativní vlivy na životní prostředí. I když se musí zohlednit vysoká spotřeba primárních surovin potřebných k výrobě elektrické energie. Jedná se o spotřebu zejména uhlí, ropy a zemního plynu. Při samotné výrobě z těchto surovin vzniká celá řada emisí, které mají negativní vliv. Zejména jde o tuhé znečišťující látky,
- 66 -
CO2, SO2, NOx atd. Elektrická energie je nezbytná pro velkou část operací u obou posuzovaných procesů. Následně byla do této části práce zahrnuta i „spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů“ (viz Tab. 15). Tab. 15 – Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů Surovina Nafta Celkem
Jednotka [dm3] [dm3]
Využití jako palivo 0,64 0,64
Drcení pneumatik 1,49 1,49
Tato tabulka popisuje množství pohonných hmot (nafty) potřebné během jednotlivých technologických operací v případě způsobu „využití jako paliva“, tak i v případě způsobu „drcení pneumatik“. Spotřeba pohonných hmot souvisela se zpracováním 1.103 kg použitých pneumatik. 6.9.3 Charakterizace
Charakterizace je fází, jejímž úkolem je posoudit celkový dopad posuzovaných procesů na životní prostředí z kvantitativního hlediska. Při tomto zjištění vycházíme z dat obsažených v inventarizační analýze. Nezbytný krok, který je nyní zapotřebí učinit, je přeměnit údaje stanovené v jednotlivých klasifikačních skupinách na společný standard. A to takovým způsobem, aby bylo možné provést posouzení negativních dopadů celé kategorie zjištěných vlivů. Jedná se tedy o standardizaci. Dalším krokem v charakterizaci je normalizace. Normalizace slouží k zhodnocení určených škodlivých vlivů vztažených k území na kterém působí. Standardizace
Standardizace se v tomto případě týká emise do ovzduší. Emise jsou popsány pomocí příspěvku ke skleníkovému efektu. „Příspěvek ke skleníkovému efektu“ je u posuzovaných způsobů zastoupen ze skupiny plynů, které přispívají ke vzniku skleníkového efektu, CO2. Stanovení „příspěvku ke skleníkovému efektu“ se určuje pomocí ekvivalentu CO2. I když ve způsobu „využití jako palivo“ vznikají i jiné emise. Tyto emise budou uvedeny v přehledu výstupu z procesů a budou zohledněny v samostatné kategorii.
- 67 -
Tab. 16 – Přehled výstupů Výstup Emise CO2 [10-3kg] Hluk [dB] ** Emise při spoluspalování odpadu [10-6 kg] *
Využití jako palivo 838819,84 66,40
Drcení pneumatik 5057,52 82,78
16169,12
-
-
0,07 0,15
Textilní složka [103 kg] Kovová složka [103 kg] *) TZL
SO2
NOx
HCl
HF
TOC
818,10 7090,20 7272,29 272,70 27,27 681,75 ***) Sb+As +Pb+Cr +Co+Cu +Mn+Ni +V
Tl + Cd 1,36
Hg
***
Dioxiny a furany
1,36 1,36
2,727
**) Průměrná hodnota hluku byla stanovena jako vážený průměr, ve kterém váhy tvořily průměrnou dobu provozu jednotlivých technik (strojů). Tab. 16 v přehledné podobě uvádí množství a typy výstupů, které byly stanoveny pro zpracování 1.103 kg odpadních pneumatik, při způsobu „využití jako palivo“ a při způsobu „drcení pneumatik“. V procesu „využití jako palivo“ vzniká na straně výstupu teplo, ale jelikož je toto veškeré teplo následně využito v rotační peci. Nebude se u tohoto výstupu stanovovat negativní dopad na životní prostředí. U procesu drcení pneumatik vzniká na straně výstupu gumový granulát, ale tento výstup, byl zařazen do kategorie produkt, jelikož je v jiném procesu zpracován na řadu výrobků. Také u tohoto výstupu se nebudou stanovovat negativní dopady na životní prostředí. Normalizace
Normalizace je proces posouzení zjištěných vlivů u jednotlivých hodnocených kategorií. Popisuje místo vzniku negativních dopadů a jejich rozsah působení. Odborná literatura stanovuje tři možné kategorie rozsahu působnosti (dopadu) – globální, regionální či lokální. Globální kategorie dopadu zasahuje do všech částí Země (úbytek neobnovitelných zdrojů, globální oteplování, aj.) „Za regionální kategorie dopadu lze považovat takové, jejichž příčina pochází ze stejného geografického regionu, ve kterém pozorujeme jejich působení. Nedochází zde ke globálnímu přenosu nebezpečné vlastnosti.“ [12] Mezi regionální kategorie dopadu například patří, eutrofizace vod, acidifikace, atd.. „Mezi lokální zdroje dopadu patří ty dopady, které jsou způsobené konkrétním zdrojem znečištění, kdy lokální zdroj přímo ovlivňuje zasaženou kategorii
- 68 -
dopadu. Geografický rozsah je maximálně v řádu kilometrů. Do této skupiny dopadů patří například úbytek obnovitelných zdrojů, ekotoxicita, využívání krajiny, apod.“ [12] „Spotřeba energie nabytá přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“ je první klasifikovanou skupinou. K primárním zdrojům určených k nabytí energie, v našem případě se jedná o elektrickou energii, patří převážně zdroje pocházející z území České republiky. Druhou klasifikovanou skupinou je „Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů“. Na rozdíl od první klasifikované skupiny spotřebovaná nafta pocházela převážně ze zahraničních zdrojů. Třetí klasifikovanou skupinu představuje „Příspěvek ke skleníkovému efektu“. Skleníkový efekt (jev) je schopnost atmosféry zadržovat energii. Je přirozený a nezbytný pro život na Zemi. Z tohoto důvodu je skleníkový efekt zařazován jako globální zdroj dopadu a proto patří mezi nejvýznamnější. Do čtvrté klasifikované skupiny byl zařazen hluk. Hluk škodí svojí nadměrnou intenzitou. Vystavení se nadměrné intenzitě hluku může u člověka vést k závratím, šelestu v uších, bolestem v uchu nebo až k poškození sluchu. Nadměrná intenzita hluku neškodí jen pracovníkům, ale negativně ovlivňuje životní úroveň obyvatelstva. Do páté klasifikované skupiny je zařazena produkce odpadu, jelikož produkce vzniklého odpadu významně ovlivňuje jak environmentální stránku podniku, tak zejména ekonomickou stránku (vysoké náklady na zneškodňování odpadu, či jeho uložení na skládku). Poslední klasifikovaná skupina se vztahuje pouze k procesu „využití jako palivo“. Do šesté klasifikované skupiny patří emise vznikající při spoluspalování pneumatik. 6.9.4 Vyhodnocení
Tato část práce je velice obtížná. Předmětem je vyhodnocení významu všech určených negativních dopadů. Pro tento krok není stanoven jednotný metodický postup. Při vyhodnocování se vycházelo z velké části ze subjektivního přístupu zpracovatele a z názorů expertů na danou problematiku. Vyhodnocování byly podrobeny vlivy, které byly rozděleny do sedmi klasifikovaných skupin (viz Kapitola 6.9.3). Zjištěné údaje byly převedeny do grafické podoby a pro snadnější přehlednost do tabulek. Celkový negativní dopad na životní prostředí je uveden v příslušných jednotkách bez ohledu na důležitost jednotlivých vlivů. Tab. 17 obsahuje informace vztahující se k negativnímu vlivu na životní prostředí, který souvisí se spotřebou elektrické energie.
- 69 -
Tab. 17 – Negativní vlivy spotřeby elektrické energie působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
Spotřeba elektrické energie Celkový negativní dopad
[kWh] -
Využití jako palivo 7,77 7,77
Drcení pneumatik 65,63 65,63
Graf 17 zobrazuje hodnoty negativního vlivu pro spotřebu elektrické energie u obou posuzovaných způsobů. Graf 17 – Negativní vliv spotřeby elektrické energie působící na životní prostředí
65,63
[kWh] 7,77
Využití jako palivo
Drcení pneumatik
Tab. 18 obsahuje informace vztahující se k negativnímu vlivu na životní prostředí, který souvisí se spotřebou pohonných hmot (spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů). Tab. 18 – Negativní vliv spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
[dm3]
Využití jako palivo 0,64
Drcení pneumatik 1,49
Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů Celkový negativní dopad
-
0,64
1,49
Graf 18 zobrazuje hodnoty negativního vlivu pro spotřebu primárních neobnovitelných zdrojů u obou posuzovaných způsobů.
- 70 -
Graf 18 – Negativní vliv spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů působící na životní prostředí
1,49
3
0,64
[dm ]
Využití jako palivo
Drcení pneumatik
Tab. 19 obsahuje informace vztahující se k negativnímu vlivu na životní prostředí, který souvisí s produkcí CO2 (příspěvek ke skleníkovému efektu). Tab. 19 – Negativní vliv produkce CO2 působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
[10-3kg]
Využití jako palivo 838819,84
Drcení pneumatik 5057,52
Příspěvek ke skleníkovému efektu Celkový negativní dopad
-
838819,84
5057,52
Graf 19 zobrazuje hodnoty negativního vlivu příspěvku ke skleníkovému efektu u obou posuzovaných způsobů. Graf 19 – Negativní vliv produkce CO2 působící na životní prostředí
838819,84
-3
[10 kg]
5057,52 Využití jako palivo
Drcení pneumatik
- 71 -
Tab. 20 obsahuje informace vztahující se k negativnímu vlivu na životní prostředí, který souvisí s produkcí hluku. Tab. 20 – Negativní vliv hluku působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
Hluk Celkový negativní dopad
[dB] -
Využití jako palivo 66,40 66,40
Drcení pneumatik 82,78 82,78
Graf 20 zobrazuje hodnoty negativního vlivu hluku u obou posuzovaných způsobů. Graf 20 – Negativní vliv hluku působící na životní prostředí
82,78 66,40 [dB]
Využití jako palivo
Drcení pneumatik
Tab. 21 obsahuje informace vztahující se k negativnímu vlivu na životní prostředí, který souvisí s produkcí odpadu. Jedná se o odpad vznikající při procesu drcení pneumatik, konkrétně o kovovou složku a textilní složku. Tab. 21 – Negativní vliv produkce odpadu působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
Odpad Celkový negativní dopad
[103kg] -
Využití jako palivo 0 0
Drcení pneumatik 0,22 0,22
Graf 21 zobrazuje hodnoty negativního vlivu produkce odpadu u obou posuzovaných způsobů.
- 72 -
Graf 21 – Negativní vliv odpadu působící na životní prostředí
0,22
3
[10 kg]
0 Využití jako palivo
Drcení pneumatik
Tab. 22 obsahuje informace vztahující se k negativním vlivům na životní prostředí, které souvisí s produkcí emisí vznikajících při spoluspalování odpadu. Tab. 22 – Negativní vlivy produkce emisí vznikajících při spoluspalování odpadu působící na životní prostředí Klasifikační skupina
Jednotka
TZL SO2 NOx HCl HF [10-6 kg] TOC Tl +Cd Hg * Dioxiny a furany Celkový negativní dopad *) Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
Využití jako palivo 818,10 7090,20 7272,29 272,70 27,27 681,75 1,36 1,36 1,36 2,727 16169,12
Drcení pneumatik
0
0
Graf 22 zobrazuje hodnoty negativního vlivu produkce emisí vznikajících při spoluspalování odpadu pouze u způsobu „využití jako palivo“.
- 73 -
Graf 22 – Negativní vlivy emisí vznikajících při spoluspalování odpadu působící na životní prostředí 7090,207272,29
-6
[10 kg]
818,10
1,36
2,73
Dioxiny a furany
1,36
*
TOC
1,36
Hg
27,27
Tl +Cd
681,75
HF
HCl
NOx
SO2
TZL
272,70
*) Sb+As +Pb+Cr +Co+Cu +Mn+Ni +V Pro potřeby souhrnného posouzení dopadů na životní prostředí budou řešené způsoby
zpracování
odpadních
pneumatik
označeny
následujícím
způsobem:
X1 – Využití jako palivo a X2 – Drcení pneumatik. K posouzení byla zvolena metoda vícekriteriálního hodnocení variant. Tato metoda je podrobně popsána v kapitole 5 Materiál a metodika. Volba
kritérií
vychází
z klasifikačních
skupin,
které
jsou
popsány
v předcházejícím textu této práce. Kritéria byla zvolena následovně: A1 - Spotřeba energie nabytá přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů (spotřeba
elektrické energie). A2 - Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů (spotřeba pohonných hmot). A3 - Příspěvek ke skleníkovému efektu. A4 - Hluk. A5 – Produkce odpadu. A6 – Emise vznikající při spoluspalování odpadu.
- 74 -
K určení vah byla zvolena tzv. bodovací metoda. Váhy jednotlivých kritérií byly získány jako vážený průměr bodových hodnot získaných od čtyř osob. Tyto zainteresované osoby pro každé kritérium stanovily bodové ohodnocení. Bodové ohodnocení volily z intervalu <1;5> přirozených čísel, přičemž vyšší hodnota bodového ohodnocení reprezentuje, že kriterium je pro danou osobu významnější. V Tab. 23 je uvedený přehled výsledku, kterého bylo dosaženou bodovou metodou. Tab. 23 – Bodové ohodnocení kritérií Kritérium * Osoba 1 Osoba 2 Osoba 3 Osoba 4 A1 5 5 4 4 A2 4 5 5 3 A3 4 3 3 3 A4 4 2 3 2 A5 5 4 4 4 A6 3 3 3 5 Celkem 25 22 22 21 *) A1 - Spotřeba energie nabytá přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů.
A2 - Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů. A3 - Příspěvek ke skleníkovému efektu. A4 - Hluk. A5 – Produkce odpadu. A6 – Emise vznikající při spoluspalování odpadu. Z údajů vyplývajících z Tab. 23 byly následně vypočítány váhy pro jednotlivá kritéria podle jednotlivých osob. „Hodnota kritéria se lomila součtem ohodnocení, a to pro každou osobu zvlášť“ [18], např. pro Osobu 1 byl výpočet váhy pro kritérium A1 5/25 = 0,20. Výsledky byly zaokrouhleny na dvě desetinná místa. Celková váha pro každé kritérium byla stanovena jako aritmetický průměr zjištěných hodnot, tedy podílem Σvij/4, kde i=1 až 6 představují hodnoty kritérií, j=1 až 5 představuje ohodnocení kritérií jednotlivými zúčastněnými osobami. Výsledná váha pro každé kritérium byla zaokrouhlena na dvě desetinná místa. Získané výsledky jsou uvedeny v Tab. 24. Tab. 24 – Váhy stanovených kritérií Kritérium (vij) Osoba 1 Osoba 2 A1 0,20 0,23 A2 0,16 0,23 A3 0,16 0,14 A4 0,16 0,09 A5 0,20 0,18 A6 0,12 0,14
Osoba 3 Osoba 4 0,18 0,19 0,23 0,14 0,14 0,14 0,14 0,10 0,18 0,19 0,14 0,24
- 75 -
Σvij Celková váha (vj) 0,80 0,20 0,76 0,19 0,58 0,15 0,49 0,12 0,75 0,19 0,64 0,16
Na základě dat uvedených v Tab. 24 byl určen vektor vah. Vektor vah je pro potřeby této práce označen písmenem V. V = (0,20; 0,19; 0,15; 0,12; 0,19; 0,16) Dalším krokem metody vícekriteriálního hodnocení variant je sestavení tzv. kriteriální matice, kde sloupce dané matice odpovídají kritériím, tedy A1 a A6. Řádky této matice představují hodnocené varianty (způsoby zpracování odpadních pneumatik). Konkrétně se jedná o způsob „využití jako palivo“ – X1 a „drcení pneumatik“ – X2. Prvky matice aij vyjadřují ohodnocení i-té varianty podlé j-tého kritéria. Výsledná kriteriální matice: A1 Y =
A2
A3
A4
A5
A6
7,77
0,64
838819,84
66,40
0
16169,12
X1
65,63
1,49
5057,52
82,78
0,22
0
X2
Po sestavení kriteriální matice je dále zapotřebí stanovit ideální a bazální variantu. Ideální varianta bude pro potřeby této práce značena písmenem H a bazální varianta ponese označení D. Ideální variantou je myšlena hypotetická nebo reálná varianta, která dosahuje ve všech kritériích nejlepší možné hodnoty. Bazální variantou je myšlena varianta, která má všechny hodnoty kritérií na nejnižší úrovni (resp. nejvyšší hodnoty). H = (7,77; 0,64; 5057,52; 66,40; 0; 0) D = (65,63; 1,49; 838819,84; 82,78; 0,22; 16169,12) Po sestavení ideální a bazální varianty je nutné z jednotlivých prvků yij matice Y vypočítat prvky zij normalizované matice Z s využitím bazální Dj a ideální Hj varianty dle vztahu (1). zi, j = ( yi j - Di,j) . (Dj - Hj )-1
Z=
(1)
0
0
1
0
0 1
X1
0
1
0
1
1 0
X2
Po sestavení normalizované matice Z se následně provede za pomoci vah jednotlivých kritérií vj (viz Tab. 24) a prvků zij (viz normalizovaná matice Z) výpočet hodnot váženého součtu u(xi) pro jednotlivé varianty xi, kde i <1;2> přirozených čísel dle rovnice (2).
- 76 -
(2)
Výsledky výpočtu hodnot váženého součtu u(xi) mají tyto hodnoty: u(x1) = 0,31 u(x2) = 0,50
Proces (způsob) zpracování odpadních pneumatik s nižším environmentálním dopadem bude varianta s nejnižší hodnotou váženého součtu, protože byla aplikována minimalizační kritéria. Pořadí posuzovaných procesů je následující: 1. „využití jako palivo“ 2. „drcení pneumatik“
V pořadí na prvním místě dle použité metody váženého součtu a podle výše stanovených kritérií se umístil proces „využití jako palivo“. Na druhém místě za využití stejné metody a podle výše uvedených kritérií je proces „drcení pneumatik“. 6.9.5 Interpretace
Interpretace je poslední etapou v hodnocení posuzovaných procesů. Cílem této etapy je spojit poznatky, informace, data z inventarizační analýzy, které jsou následně využity k hodnocení vlivů na životní prostředí porovnávaných procesů a ke stanovení závěrů. Získané podklady mohou sloužit i k navržení nových, z environmentálního hlediska, účinnějších opatření. Z údajů vycházejících z inventarizační analýzy, ale i z informací, které jsou obsaženy v části práce, která se zabývá hodnocením daných procesů, byly určeny operace, které způsobují závažné negativní dopady na životní prostředí. Využití jako palivo
V tomto procesu byly na straně vstupů u technologických operací, kterých se to týkalo, hodnoceny dva parametry. Pořadí technologických operací (kroků) pro tento proces je uvedeno v kapitole 6.5.1 Využití pneumatiky jako paliva v cementárně. Za prvé se jednalo o spotřebu pohonných hmot, v tomto případě se jednalo o naftu. Druhým parametrem, který byl hodnocen, byla elektrická energie. Celková spotřeba pohonných hmot, pro tento typ procesu, činila 0,64 dm3/1.103 kg použité pneumatiky. Nejnáročnější z technologických operací na tento vstup byla operace - 77 -
„vyložení na skladovací plochu“, kde spotřeba nafty činila 0,37 dm3, což představuje přibližně 58% z celkové spotřeby pohonných hmot. Celková spotřeba elektrické energie na realizaci tohoto procesu činila 7,77 kWh na 1.103 kg použité pneumatiky. Druhá strana, výstupy, jsou zastoupeny: vznikajícím teplem, hlukem, emisemi CO2, emisemi při spoluspalování odpadu. Z 1.103kg použité pneumatiky vzniká při procesu spoluspalování v rotační peci 25.103 MJ tepla. Dalším parametrem, který byl sledován je hluk. Vážený průměr hluku pro tento proces činil 66,40 dB. Největší intenzita hluku byla u operace „doprava do zásobníku“ (82 dB) a u operací „vyložení do zásobníku“ a „vyložení na skladovací plochu“ (80 dB). Předposledním zástupcem na straně výstupů byly emise CO2 10-3kg na1.103 kg použitých pneumatik. Mezi tyto emise patří emise CO2 vznikající při spalování pohonných hmot a emise CO2 při spoluspalování použitých pneumatik v rotační peci. Největší podíl 99% představovaly emise CO2 vznikající při spoluspalování v rotační peci. Posledním sledovaným zástupcem na straně výstupů byly emise označované jako emise vznikající při spoluspalování. I tento parametr byl vztažen na 1.103 kg opotřebených pneumatik Největší podíl z těchto emisí představovaly tyto emise: NOx (45%) a SO2 (44%). Drcení pneumatik
V tomto procesu byly na straně vstupů u technologických operací, kterých se to týkalo, hodnoceny obdobně jako u předcházejícího procesu dva parametry. Pořadí technologických operací (kroků) pro tento proces je uvedeno v kapitole 6.5.2. Drcení pneumatik. První parametr, který byl sledován na straně vstupů, byla spotřeba pohonných hmot, v tomto procesu se jednalo o naftu. Celková spotřeba pohonných hmot pro tento typ
procesu
činila
1,49
dm3/1.103
kg
použité
z technologických operací na tento vstup byly operace
pneumatiky.
Nejnáročnější
„přeprava k drcení“, kde
spotřeba nafty činila 0,49 dm3/1.103 kg, což představuje přibližně 33% z celkové spotřeby pohonných hmot a operace „doprava k nadrcení„, kde spotřeba nafty činila 0,38 dm3/1.103 kg, což představuje 26% z celkové spotřeby pohonných hmot. Druhým parametrem, který byl hodnocen, byla elektrická energie. Celková spotřeba elektrické energie na realizaci tohoto procesu činila 65,63 kWh na 1.103 kg použité pneumatiky. Druhá strana, výstupy, jsou zastoupeny: hlukem, odpady (textilní složka a kovová složka) a emisemi CO2. Prvním parametr, který byl sledován je hluk. Vážený průměr hluku pro tento proces činil 82,78 dB. Největší intenzita hluku byla u souboru operací, - 78 -
které probíhají souběžně, a proto jsou souhrnně označovány jako „drcení“, konkrétně se jedná o tyto operace: drcení, separace frakcí, odsávání, plnění do Big Bagů a zvážení, hodnota činila (89,70 dB). Předposledním zástupcem na straně výstupů byly odpady. Odpady vznikající při tomto procesu jsou textilní složka (0,07.103kg) a kovová složka (0,15.103kg). Textilní složka tvořila cca 8% a kovová složka představovala cca 15% z 1.103 kg použité pneumatiky. Při drcení použitých pneumatik vznikal také gumový granulát (0,78.103 kg/1.103 kg použité pneumatiky). Gumový granulát není v této práci zařazen jako odpad, ale je považován za produkt, který je následně zpracován na různé typy výrobků (zvukově – izolační panely, zámková dlažba, gumová dlažba pro koně, atd.). Následné zpracování gumového granulátu probíhá v jiném provozu, který nebyl předmětem posuzování. Posledním zástupcem na straně výstupů byly emise CO2 10-3 kg na 1.103 kg použitých pneumatik. Jedná se o emise CO2, které vznikaly při několika operacích během posuzovaného procesu, konkrétně se jednalo o tyto operace: vyložení, doprava k nadrcení, přeprava k drcení a odvoz Big Bagů. Tyto emise vznikaly při spalování pohonných hmot (nafta). Celkem bylo vyprodukováno 5057,52.10-3 kg CO2. Nejvíce emisí CO2 vzniklo při operaci „přeprava k drcení“ a to 39% z celkového množství vyprodukovaných emisí. Následující část práce je zaměřena na vzájemné porovnání posuzovaných metod, z hlediska jejich negativního působení na ŽP a na návrh možných opatření, jak negativní environmentální dopady snížit. Z pohledu „spotřeby energie nabyté přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“ (tento vliv souvisí se spotřebou elektrické energie v procesech) si na základě
zjištěných výsledků lépe vede proces „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se spotřebuje 8,5 krát méně elektrické energie než při procesu „drcení pneumatik“. Tedy využívá tento způsob pouze cca 12% elektrické energie z množství elektrické energie potřebné pro zpracování použitých pneumatik procesem drcení. Kromě pozitivního environmentálního hlediska (nižší čerpání neobnovitelných zdrojů potřebných na výrobu elektrické energie) to samozřejmě přináší i ekonomickou úsporu za využití elektrické energie pro společnost zabývající se tímto způsobem zpracování. Proces „drcení pneumatik“ je považován za recyklaci. Recyklace je velice energeticky náročný proces, což je jeden z hlavních důvodů, proč není tento způsob více využíván jak v ČR, tak v zemích EU. Dalším důvodem je ekonomická
- 79 -
stránka tohoto procesu. Produkty vyrobené z gumového granulátu jsou někdy až 8 krát dražší než-li výrobky neobsahující materiál získaný z recyklace. Další vliv, který byl hodnocen, je vliv „spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů“. Tento vliv souvisí se spotřebou pohonných hmot. U obou způsobů v řadě
technologických operací je využívána jako pohonná hmota nafta. Jak vyplývá z údajů uvedených v Tab.18, nižší negativní vlivy související se spotřebou primárních neobnovitelných zdrojů na životní prostředí jsou u způsobu „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se spotřebuje přibližně 2 krát méně pohonných hmot než při procesu „drcení pneumatik“. Tento způsob využívá pouze cca 43% pohonných hmot z množství potřebného pro zpracování použitých pneumatik procesem drcení. Při procesu „využití jako palivo“ se s použitými pneumatikami provádí méně operací než při procesu „drcení pneumatik“. Proces „drcení pneumatik“ má více technologických operací, při kterých jsou spotřebovávány primární neobnovitelné zdroje. Jedná se konkrétně o tyto operace: vyložení, dopravení k nadrcení, přeprava k drcení a odvoz Big Bagů. U procesu využití jako palivo lze dosáhnout snížení spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů využitím strojů, které jsou vybaveny modernějšími motory, které mají nižší spotřebu paliva. U procesu „drcení pneumatik“ lze dosáhnout snížení spotřeby nafty u některých operací stejným způsobem jako u procesu „využití jako palivo“ a lze využít u tohoto způsobu zpracování použitých pneumatik stroje využívající jiné zdroje surovin. Jedná se například o vysokozdvižné vozíky, které jsou vybaveny hybridními pohony, či elektrickými bateriemi. S vlivem „spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů“ úzce souvisí i „příspěvek ke skleníkovému efektu“. Třetím hodnoceným vlivem, který je v současné době velmi diskutován, byl „příspěvek ke skleníkovému efektu“. Byly hodnoceny pouze emise CO2. Jak vyplývá
z údajů uvedených v Tab.19, nižší negativní vlivy související s emisemi CO2 na životní prostředí jsou u způsobu „drcení pneumatik“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se vyprodukuje přibližně 166 krát (o 99,4 %) méně emisí CO2 než při procesu „využití jako palivo“. Proces „drcení pneumatik“ je z hlediska „příspěvku ke skleníkovému efektu“ na tom lépe než proces „využití jako palivo“. Je ale zapotřebí na tomto místě říci, že největší podíl „příspěvku ke skleníkovému efektu“ v procesu „využití jako palivo“ představují emise CO2 vyprodukované při procesech probíhajících v rotačních pecích. Oxid uhličitý vzniká spalováním všech druhů paliv využívaných v rotačních pecích cementárny, tedy i při spalování použitých pneumatik. Díky - 80 -
modernizaci výrobních linek pecí je výrazně snížena produkce emisí CO2. Množství emisí CO2 je vyšší u způsobu „drcení pneumatik“, ale z hlediska platné legislativy, je toto množství v pořádku. „Podle Drapáče Cementárna Mokrá plní všechny platné zákonné limity, zejména se jedná o limity stanovené ve vyhlášce MŽP č. 205/2009 Sb., o zjišťování emisí ze stacionárních zdrojů a o provedení některých dalších ustanovení zákona o ochraně ovzduší, ve vládním nařízení č. 615/2006 Sb., o stanovení emisních limitů a dalších podmínek provozování ostatních stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší a vládním nařízení č. 354/2002 Sb., emisní limity a další podmínky pro spalování odpadů.“ [8] U procesu „drcení pneumatik“je zastoupen příspěvek ke skleníkovému efektu emisemi CO2, které vznikají při spalování pohonných hmot. U obou porovnávaných procesů lze snížit podíl emisí CO2, vznikající spalováním pohonných hmot. V případě drcení pneumatik, konkrétně u operací „přeprava k drcení“ a „odvoz Big Bagů“, nahradit současnou techniku za vysokozdvižný vozík poháněný elektrickou energií. „Elektrické vysokozdvižné vozíky jsou číslem jedna tam, kde stojí na prvním místě eliminace výfukových plynů a redukce hluku. Navíc mají elektrické vysokozdvižné vozíky vysokou provozní spolehlivost, zatížitelnost a přitom jsou ještě velmi hospodárné. Robustní, výkonné trakční baterie s vysokou akumulační schopností a dlouhou životností dodávají dostatek energie pro osmihodinovou směnu.“ [34] Další možností je volba hybridního vysokozdvižného vozíku, jehož prioritou pro provozy, ve kterých jej lze využít, je omezení nákladů na pohonné hmoty a redukce emisí CO2. U obou typů vysokozdvižných vozíků výrobci garantují snížení produkce emisí CO2 g/km v rozmezí od 15 – 20% oproti strojům využívajících benzín či naftu. U procesu „využití jako palivo“ lze emise CO2 vyprodukované při spalování pohonných hmot u procesů „vyložení do zásobníku“, „vyložení na skladovací plochu“ a „dopravení do zásobníků“ eliminovat použitím takové techniky (nákladní automobil, vysokozdvižný nakladač), která je vybavena inovovanými motory, které produkují nižší množství emisí CO2 g/km než starší motory o stejném výkonu. Další vliv, který byl hodnocen, je vliv „příspěvek k hladině hluku“. U obou způsobů v řadě technologických operací hluk vzniká, jedná se především o operace související s dopravou, manipulací a operacemi na zpracování materiálu. Jak vyplývá z údajů uvedených v Tab.20, nižší negativní vliv u tohoto vlivu na životní prostředí je u způsobu „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik vzniká přibližně 1,3 krát méně hluku než při procesu „drcení pneumatik“. Při tomto způsobu tedy vzniká přibližně o 20% méně hluku než při zpracování použitých - 81 -
pneumatik procesem drcení. Při procesu „využití jako palivo“ hluk vzniká při těchto technologických operacích: vyložení do zásobníku, vyložení na skladovací plochu, dopravení do zásobníku, doprava k rotační peci, vstup do rotační pece. U procesu „drcení pneumatik“ se jedná konkrétně o tyto operace: vyložení, dopravení k nadrcení, přeprava k drcení, drcení, granulování, separace frakcí, odsávání, plnění do Big Bagů, zvážení a odvoz Big Bagů. Hluk je jedním z fyzikálních faktorů, který nepříznivě ovlivňuje lidské zdraví, ale i životní prostředí. „Podle Smetany je hluk vedle daleko hmatatelnějšího znečišťování ovzduší a vod jedním z nebezpečí přijatelného životního prostředí. Pouze zdánlivě je hluk méně nebezpečný než znečišťování chemická, ale jeho nebezpečnost byla zdravotně prokázána i v případech, kdy se nejedná o zmenšení citlivosti sluchu nebo přímo hluchotu. Hlučnost v životním prostředí roste s pokračující technizací našeho života v takové míře, že nejen překračuje v podstatném počtu případů hranici zdravotní únosnosti, ale v mnohých případech se stává nekontrolovatelnou v tom smyslu, že se vymyká technicko-ekonomickým možnostem udržet rostoucí hlučnost prostředí pod přijatelnou - i když zdravotní únosnost překračující - hranici.“ [31] Jak lze omezit intenzitu hluku u porovnávaných procesů či jednotlivých technologických operací. „Podle Vaverkové opatření proti hluku mohou být technická, organizační, zdravotnická či jiná náhradní (například ochranné pomůcky). Způsoby používané při boji s hlukem je možno rozdělit do několika základních metod: 1. metoda – redukce hluku ve zdroji, 2. metoda – metoda dispozice, 3.metoda – metoda izolace, 4. metoda – využívá poznatků prostorové akustiky a 5. metoda – spočívá v používání osobních ochranných pomůcek.“ [15] U procesu „využití jako palivo“ lze dosáhnout snížení hluku například volbou strojů a zařízení s nižší hlučností, správným provozem (pravidelný servis, výměna součástí – porušených či nesprávně fungujících – za nové, které nebudou příčinou hluku). U zaměstnance, který se pohybuje v prostoru (venkovní prostor) či pracuje se stroji, které produkují hluk, je zapotřebí využívat osobní ochranné pomůcky, které vedou ke snížení negativních dopadů na jeho zdraví. U procesu „drcení pneumatik“, jako možná opatření, připadají v úvahu metoda izolace, která spočívá ve zvukovém odizolování zdroje hluku, metoda založená na používání ochranných pomůcek, dále připadá v úvahu také správný provoz, či použití strojů při jejichž činnosti vzniká méně hluku. Jelikož při tomto procesu vznikalo více hluku než při procesu „využití jako palivo“, zaměříme se podrobněji na jednotlivé operace tohoto procesu. Nejvyšší hladina hluku vzniká při operaci souhrnně označené jako drcení (jedná se - 82 -
o operace, které probíhají současně nebo na sebe v sledu navazují). Zdrojem hluku je řada strojů, například: drtič, pásové dopravníky, primární mlýn, separátory, granulátor, aj. Tato operace probíhá ve výrobní hale, kde je linka umístěna. Hluk lze snížit izolací dané haly nebo omezením zdrojů hluku uvnitř haly. Toto omezení spočívá ve výběru strojů a zařízení s nejnižší hlučností, jejich vhodným umístěním a správným provozováním nebo náhradou starších strojů za novější. Všichni zaměstnanci by měli využívat ochranné pomůcky proti hluku. Dalším zdrojem hluku jsou operace související s dopravou a manipulací použitých pneumatik, s odpady a gumovým granulátem. Při těchto operacích jsou používány vysokozdvižný nakladač a vysokozdvižné vozíky. Pohonnou hmotou je nafta. Možné opatření vedoucí ke snížení hluku je nahradit tyto stroje za stroje využívající k pohonu elektrickou energii nebo za stroje, které jsou vybaveny hybridními motory. Výrobci u strojů s tímto typem pohonu uvádějí intenzitu hluku 70 dB, což je přibližně o 12,5% méně než u strojů využívající pohonné hmoty. Z pohledu „produkce odpadu“ si na základě zjištěných výsledků lépe vede proces „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik „podle Pořízka dochází k jejich bezpečné likvidaci a současnému využití energetického obsahu.“ [26] Při procesu „drcení pneumatik“ bylo vyprodukováno 0,22.103 kg odpadů, z toho představuje 0,07.103 kg textilní složka a 0,15.103 kg kovová složka. Vzniklé odpady jsou předány k následnému zpracování, kde je využit jejich materiálový a energetický obsah. V případě textilní složky (chemlon) je tento odpad z provozu odvážen do spalovny, kde je následně využita energie obsažená v tomto odpadu. Vzniklá kovová složka z procesu drcení je odvážena na sběrný dvůr. I když při procesu „drcení pneumatik“ vznikají odpady, velkým kladem je, že z těchto odpadů je možno ještě využít materiál, či energii v nich obsaženou. Je důležité se na tomto místě zmínit, že v procesu „drcení pneumatik“ vzniklo 0,78.103 kg gumového granulátu z 1.103 kg použité pneumatiky. Tento gumový granulát vzniká ve 3 frakcích: 00-05 mm, 05-25 mm a 25-50 mm. Gumový granulát je plněn do velkoobjemových Big Bagů, ve kterých je následně přepravován dle potřeby do dalšího provozu, který se zabývá výrobou produktů, při nichž je využit gumový granulát. Z gumového granulátu jsou vyráběny například tyto výrobky: zámková dlažba, dlažba k bazénu, gumové rohože, zásypy do umělých trávníků, zvukově – izolační panely, amortizéry na mostní konstrukce, podkolejové jednotky, gumový granulát se také využívá k výstavbě multifunkčních hřišť.
- 83 -
Poslední vliv, který byl hodnocen, byl vliv „produkce emisí vznikajících při spoluspalování odpadu“. Z pohledu tohoto vlivu si na základě zjištěných výsledků
hůře vede proces „využití jako palivo“. Tento vliv u procesu „drcení pneumatik“ nelze stanovit, jelikož tyto emise při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik nevznikají a tedy nejsou ani sledovány. Emise, které jsou měřeny při spalování pneumatik v cementárně jsou následující. TZL, SO2, NOX, HCL, HF, TOC, Tl + Cd, Hg, dále množství Sb+As+Pb+Cr+Co+Mn+Ni+V, dioxiny a furany. Konkrétní hodnoty pro jednotlivé emise jsou uvedeny v Tab. 22. Množství emisí vznikajících při spoluspalování odpadu (použitých pneumatik) při tomto procesu je z hlediska platné legislativy v pořádku. Cementárna plní u všech emisí limity stanovené v legislativě vztahující se k této problematice. V důsledku moderních, ověřených a ekologicky šetrných technologií (moderní výrobní linka pecí, odlučovače) jsou limity těchto emisí dodržovány s dostatečně velkou rezervou. Například u emisí tuhých znečišťujících látek v důsledku celé řady nových nainstalovaných odlučovačů prachu ve výrobě a expedici cementu došlo k snížení těchto emisí. „Podle Pořízka tato odlučovací zařízení výrazně snížila podíl úletů tuhých znečišťujících látek do ovzduší. Účinnost těchto zařízení je velmi vysoká, až 99,9%.“ [26] U obou porovnávaných procesů byla zaznamenána „prašnost“. U tohoto vlivu nebyl hodnocen environmentální impakt, a to z důvodu nedostupnosti dat. Ale je nutné se o tomto vlivu v části interpretace zmínit, protože je prašnost doplňujícím jevem při řadě operací u obou procesů. Větší prašnost byla zaznamenána u procesu „drcení pneumatik“, a to na základě subjektivního posouzení, které bylo zjištěno při prohlídce procesu drcení. Rozsah škodlivých účinků prachu na člověka je velmi široký. Vdechování prašných částic způsobuje různé nepříznivé biologické reakce lidského organismu. Vniknutí prachu do dýchacích cest u zaměstnanců v procesu „drcení pneumatik“ lze zabránit používáním ochranných pracovních pomůcek (respirátory). I když je linka a hala vybavena zařízením na odsávání prachových částic, nikdy nelze docílit 100% odstranění prašnosti a jeho šíření do okolí. Ve výše uvedeném textu bylo provedeno zhodnocení negativních vlivů obou porovnávaných procesů na zpracování použitých pneumatik na životní prostředí. Je nezbytné se zde zmínit, že údaje, které byly zpracovány se týkaly úniku znečištění, zatížení nebo dopadu porovnávaných procesů. K rozhodnutí o volbě procesu ke zpracování tohoto typu odpadu je zapotřebí mít k dispozici řadu aspektů, jako například - 84 -
ekonomické údaje. Jedná se konkrétně o tyto informace: investiční náklady, provozní náklady, možnosti trhu, atd.. I když ekonomická stránka při volbě procesu hraje důležitou roli, tato stránka v této práci nebyla zpracována, a to zejména z důvodu nedostupnosti potřebných dat týkajících se nákladů či investic a také z důvodu velké náročnosti.
- 85 -
7 ZÁVĚR Cílem této práce bylo provést výzkum možností využití odpadů z komunální sféry se zaměřením na odpadní pneumatiky. Tento výzkum se týkal porovnání dvou možných způsobů zpracování odpadních pneumatik, a to „využitím pneumatik jako palivo“ v cementárně a „drcením pneumatik“, z hlediska jejich negativních vlivů, které mohou vznikat při těchto procesech. Ke stanovení a srovnání těchto dvou procesů byla využita metodika LCA. Primární cíle byly: A. Zjistit a zhodnotit posouzení dopadů u způsobu „využití pneumatiky jako paliva“ a u způsobu „drcení pneumatik“. B. Výsledky posuzovaných procesů vzájemně porovnat. C. Navrhnout opatření, která zjištěné negativní vlivy sníží, a tak přispět ke zlepšení stavu životního prostředí. Vytyčené primární cíle byly splněny. Pro splnění vytyčených primárních cílů bylo zapotřebí uskutečnit cíle sekundární. Shrnutí naplnění sekundárních cílů je následující: 1) Pro potřeby analytické části práce byli nalezeni vhodní partneři, kteří byli ochotni poskytnout data, údaje, informace, názory, podněty a rady pro zpracování této práce. Hlavními partnery byly: Českomoravský cement, a.s., nástupnická společnost, závod Mokrá, firma ODES s.r.o. a firma provozující drtící linku, která si přála zůstat v anonymitě. Českomoravský cement, a.s., nástupnická společnost, závod Mokrá využívají při výrobě cementu jako alternativní palivo odpadní pneumatiky. Firma ODES s.r.o. se zabývá výrobou a dodáváním technologií pro zpracování odpadu a pro logistické systémy dopravy surovin. A poslední firma se věnuje odpadovému hospodářství, dále také
například
environmentálnímu
poradenství,
sběru
a
zpracování
odpadu
z elektrických a elektronických zařízení, či zpracování opotřebených pneumatik a gum. 2) Předmětem analýzy byly zvoleny procesy „využití pneumatiky jako paliva v cementárně“ a proces „drcení pneumatik“. Hlavním důvodem volby těchto dvou způsobů je, že v zemích EU dominuje při zpracování odpadních pneumatik na prvním místě energetické využití a na druhém místě materiálové využití. Funkční jednotkou byla zvolena 1.103kg odpadních pneumatik. Hlavním důvodem pro určení této funkční jednotky byl objektivnější způsob vyhodnocení. Stanovená funkční jednotka umožňuje stanovení množství vstupů (spotřeba elektrické energie
- 86 -
a pohonných hmot) a výstupů (hluk, emise CO2, odpady, apod.) a také proto, že tuto jednotku používají při svých výpočtech společnosti zpracovávající odpadní pneumatiky. 3) Informace nezbytné pro analýzu negativních vlivů na životní prostředí u obou procesů byly získány z údajů uvedených v inventarizační analýze. Cílem inventarizace je poskytnou souhrn všech toků, tedy materiálů a energií, které vstupují a vystupují u jednotlivých operací procesů. V dalším kroku, následném hodnocení, byly vybrány tyto parametry. Na straně vstupů se jednalo o spotřebu elektrické energie a spotřebu pohonných hmot a strana výstupů je zastoupena hlukem, teplem, odpady, emisemi CO2 a emisemi vznikajícími při spoluspalování odpadu v cementárně. Dosud není definován jednotný metodický postup, který by hodnocení negativních vlivů upravoval. Velká část úvah byla založena na odborném úsudku expertů z daných oblastí, jak v praktické, tak i teoretické oblasti a na subjektivním přístupu zpracovatele. Po sestavení inventarizačních tabulek pro oba posuzované procesy, bylo provedeno kvantitativní a kvalitativní vyhodnocení možných dopadů na životní prostředí, vycházející z údajů z inventarizační analýzy. Jedním z nejdůležitějších kroků této části práce je stanovení a definování jednotlivých kategorií vlivů, které budou hodnoceny. Hodnoceny byly: Spotřeba energie nabytá
přeměnou
primárních
neobnovitelných
zdrojů,
spotřeba
primárních
neobnovitelných zdrojů, příspěvek ke skleníkovému efektu, příspěvek k hladině hluku, produkce odpadu a emise vznikající při spoluspalování odpadu. Z pohledu „spotřeby energie získané přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“ si na základě zjištěných výsledků lépe vede proces „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se spotřebuje 8,5 krát méně elektrické energie než při procesu „drcení pneumatik“. Tedy využívá tento způsob pouze cca 12% elektrické energie z množství elektrické energie potřebné pro zpracování použitých pneumatik procesem drcení. Další vliv, který byl hodnocen, je vliv „spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů“. Tento vliv souvisí se spotřebou pohonných hmot. U obou způsobů v řadě technologických operací je využívána jako pohonná hmota nafta. Nižší negativní vlivy související se spotřebou primárních neobnovitelných zdrojů na životní prostředí jsou u způsobu „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se spotřebuje přibližně 2 krát méně pohonných hmot než při procesu „drcení pneumatik“.
- 87 -
Třetím hodnoceným vlivem byl „příspěvek ke skleníkovému efektu“. Byly hodnoceny pouze emise CO2. Proces „drcení pneumatik“ je z hlediska „příspěvku ke skleníkovému efektu“ na tom lépe než proces „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik se vyprodukuje přibližně 166 krát (o 99,4 %) méně emisí CO2 než při procesu „využití jako palivo“. Další vliv, který byl hodnocen, je vliv „příspěvek k hladině hluku, který je nižší u způsobů „využití jako palivo“. Při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik vzniká přibližně 1,3 krát méně hluku než při procesu „drcení pneumatik“. Při tomto způsob tedy vzniká přibližně o 20% méně hluku než při zpracování použitých pneumatik procesem drcení. Z pohledu „produkce odpadu“ si na základě zjištěných výsledků lépe vede proces „využití jako palivo“. Poslední vliv, který byl hodnocen, byl vliv „produkce emisí vznikajících při spoluspalování odpadu“. Z pohledu tohoto vlivu si lépe vede proces „drcení pneumatik“. Tento vliv u procesu „drcení pneumatik“ nelze stanovit, jelikož tyto emise při tomto způsobu zpracování použitých pneumatik nevznikají a tedy nejsou ani sledovány. 4) Na základě dosažených výsledků určit technologii, která má nižší dopady na životní prostředí. Pro objektivitu výsledků byla využita matematická operační analýza. Konkrétně se jednalo o metodu váženého součtu, což je jedna z metod vícekriteriálního hodnocení variant. Zjištěné výsledky jsou následující: 1. „využití jako palivo“ a 2. „drcení pneumatik“. Interpretace je poslední etapou v hodnocení posuzovaných procesů. Z údajů vycházejících z inventarizační analýzy, ale i z informací, které jsou obsaženy v této práci, byly určeny operace, které způsobují negativní dopady na životní prostředí a to u obou posuzovaných procesů. Pro jednotlivé negativní vlivy byla navržena opatření, která by mohla snížit jejich negativní vliv na životní prostředí. Je nezbytné se zde zmínit, že údaje, které byly zpracovány se týkaly úniku znečištění, zatížení nebo dopadu porovnávaných procesů. K rozhodnutí o volbě procesu ke zpracování tohoto typu odpadu je zapotřebí mít k dispozici řadu aspektů, jako například ekonomické údaje, například investiční náklady, provozní náklady, možnosti trhu, atd.. I když ekonomická stránka při volbě procesu hraje důležitou roli, tato stránka v této práci nebyla zpracována, a to zejména z důvodu nedostupnosti potřebných dat týkajících se nákladů či investic a také z důvodů velké náročnosti. - 88 -
Přínos pro praxi je spatřován v možnosti využít pro hodnocení nebo srovnání environmentálních impaktů metodiku LCA. Dále mohou výsledky této práce poskytnout doporučení firmám, které se zabývají zpracováním odpadních pneumatik způsobem „využití jako palivo v cementárně“ a „drcením pneumatik“, na zlepšení svých procesů (operací) po stránce environmentálních impaktů. Práce dále obsahuje možnosti návrhů na vylepšení operací, v těchto konkrétních firmách, které v procesech nejvíce negativně působí na životní prostředí nebo upozorňuje na možná nebezpečí, která mohou hodnocené vlivy způsobit.
- 89 -
8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] BORECKÝ, Karel. Ojeté pláště pneumatik a jejich postavení v systému odpadového hospodářství ČR. ODPADOVÉ FÓRUM. 2009, 10, s. 23-25. [2] CINARALP, Fazilet; TAVERNE, Jean - Pierre. End of life tyres : A valuable resource with growing potential [online]. 1. Brussels : ETRMA, 2010 [cit. 2011-02-04].
DostupnézWWW:http://www.etrma.org/pdf/20101220%20Brochure%20ELT_2010_fin al%20version.pdf, Increasing volumes to be treated worlwide,s.4-16>. [3] CINARALP, Fazilet; TAVERNE, Jean - Pierre. End of life tyres : A valuable resource with growing potential [online]. 1. Brussels : ETRMA, 2010 [cit. 2011-02-04].
DostupnézWWW:http://www.etrma.org/pdf/20101220%20Brochure%20ELT_2010_fin al%20version.pdf, Material Recovery,s.10>. [4] CINARALP, Fazilet; TAVERNE, Jean - Pierre. End of life tyres : A valuable resource with growing potential [online]. 1. Brussels : ETRMA, 2010 [cit. 2011-02-04].
DostupnézWWW:http://www.etrma.org/pdf/20101220%20Brochure%20ELT_2010_fin al%20version.pdf, Annexes,s.17>. [5] CORI, Francesco; CINARALP , Frazilet. Annual aktivity report 2008-2009[online]. 1.
Brussels :
ETRMA,
2008
[cit.
2011-02-04].
Dostupné
z
WWW:
. [6] Česká republika. Zákon o odpadech. In Sbírka zákonů ČR. 2001, 2001, 71, 185, s. 4088-4089.
Dostupný
také
z
WWW:
zakonu/SearchResult.aspx?q=2001&typeLaw=zakon&what=Rok&stranka=11>. [7] ČURDA, D., FUCHSOVÁ, A.: Ekologická bilance – hodnocení životního cyklu. MŽP ČR. 1996.s.60. ISBN 80-85-368-95-1. [8] DRAPÁČ, Jan.:Ústní sdělení. Českomoravský cement, a.s., závod Mokrá. Duben 2011. [9] DREFKO, Filip; ŠPŮR, Jaroslav. Zpětný odběr pneumatik. Třetí ruka : Více času na podstatné
[online].
12.10.2009,
1,
[cit.
2011-07-03].
Dostupný
z
WWW:
. [10] GEMRICH, Jan . Současná paliva v cementářském průmyslu : Materiálové a energetické využití použitých pneumatik. Mimořádná příloha časopisu Odpadové fórum. únor 2009, 1, s. 4.
- 90 -
[11] KOČÍ, Vladimír. Posuzování životního cyklu : Life Cycle Assessment - LCA. Ekomonitor. Chrudim : Vodní zdroj Ekomonitor spol.s.r.o., 2009. Čtyři fáze metody LCA, s. 263. ISBN 978-80-86832-42-5, s. 22,23,24,25. [12] KOČÍ, Vladimír . Posuzování životního cyklu : Life Cycle Assessment - LCA. 1. Chrudim : Vodní zdroj Ekomonitor spol.s.r.o., 2009. Kategorie dopadu, s. 263. ISBN 978-80-86832-42-5, s. 82 - 85. [13] KOTOVICOVÁ, Jana, et. al. Čistší produkce. Brno, 2003. 134 s. Skripta. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. ISBN 80-7157-675-1, s. 73-74. [14] KOTOVICOVÁ, Jana, et. al. Čistší produkce. Brno, 2003. 134 s. Skripta. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. ISBN 80-7157-675-1, s. 77. [15] KOTOVICOVÁ, Jana. Ochrana životního prostředí II. Brno, 2009. 165 s. Skripta. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v. ISBN 978-80-7375-262-0, s. 102,103. [16] LACHMANOVÁ, Věra. Www.csu.cz : Demografická ročenka 2009 [online]. 29.10.2010, 7.6.2011 [cit. 2011-05-02]. Český statistický úřad. Dostupné z WWW: . [17] MALÝ, Karel. Životní cyklus průmyslových podlah v zemědělství a lesnictví. Brno, 2010.
106
s.,
Disertační
práce.
Mendelova
univerzita
v Brně,
s.
11,12,13,14,15,16,17,18. [18] MALÝ, Karel. Životní cyklus průmyslových podlah v zemědělství a lesnictví. Brno, 2010. 106 s., Disertační práce. Mendelova univerzita v Brně, s. 50,82. [19] Michelin : Nejlepší cesta do předu [online]. 2004 , 2004 [cit. 2009-10-06]. Dostupný z WWW: .
[20] Norma. ČSN EN ISO 14 040 Environmentální management - Posuzování životního cyklu - Zásady a osnova. Plzeň : ÚŘAD PRO TECHNICKOU NORMALIZACI,
METROLOGII A STÁTNÍ ZKUŠEBNICTVÍ ., 1.11.2006. 36 s. [21] NOVOTNÝ, Martin ; TRNEČKA, Pavel. Případová studie : Rozšíření a modernizace linky v závodě na zpracování opotřebených pneumatik se zaměřením na automatizaci provozu. Jaroměř : ODES s.r.o., 2008. 41 s.8,9,10,23.
[22] Pneumatiky. ODPADOVÉ FÓRUM. 2004, 01, s. 10-19. [23] Portál Evropské unie [online]. 2011 [cit. 2011-03-26]. Europa. Dostupné z WWW: . [24] POŘÍZEK, Oldřich . Cementárna Mokrá a životní prostředí [online]. Mokrá : Českomoravský cement, a.s. závod Mokrá, květen 2005 [cit. 2011-05-04]. Historie
- 91 -
závodu,s.3.DostupnézWWW:. [25] POŘÍZEK, Oldřich. Cementárna Mokrá a životní prostředí [online]. Mokrá : Českomoravský cement, a.s. závod Mokrá, květen 2005 [cit. 2011-05-04]. Výroba cementu,s.4,5.DostupnézWWW:. [26]
POŘÍZEK,
Oldřich.
Cementárna
Mokrá
a
životní
prostředí.
Mokrá :
Českomoravský cement, a.s. závod Mokrá, květen 2005. Ochrana a šetření zdrojů, s. 12,14.DostupnézWWW:. [27] REMTOVÁ, Květa. Metoda LCA nebo-li posuzování životního cyklu. PLANETA : Dobrovolné environmentální aktivity , ORIENTAČNÍ PŘÍRUČKA PRO PODNIKY.
2006, XIV, 6, s. 19-20. [28] REMTOVÁ, Květa.Hodnocení životního cyklu výrobku. In EKO.č.5 1997.s. 1822. [29] ROZHODNUTÍ. Integrované povolení. Brno : Krajský úřad Jihomoravského kraje,12.5.2005.42s.DostupnézWWW:. [30] SAIDL, Jan . Autolexicon.cz - náskok díky znalostem [online]. 2011, 2011 [cit. 2011-05-12].
Autolexicon.cz.
Dostupné
z
WWW:
. ISSN 1804-2554. [31] SMETANA, Ctirad, et al. Hluk a vibrace : Měření a hodnocení. 1. Praha : MTT, 1998. Harmonické kmitání, vlnění, vibrace, s. 9. ISBN 80-901936-2-5. [32] Stanovení procenta recyklace pneumatik ve vazbě na technické a ekonomické možnosti získaných produktů : Projekt VaV/720/4/03. Praha : ECO trend s.r.o., 2004. 19
s. [33] Stanovení procenta recyklace pneumatik ve vazbě na technické a ekonomické možnosti získaných produktů : Projekt VaV/720/4/03. Praha : ECO trend s.r.o., 2004. s.
5,6,17,24,25,27,28,49, <:http://www.env.cz/AIS/web-pub.nsf>. [34] STILL Česká republika [online]. 2011 [cit. 2011-06-19]. Elektrické vysokozdvižné vozíky
-
vše
pro
všechny
případy!.
Dostupné
z
WWW:
. [35] ŠPŮR, Jaroslav; DREFKO, Filip,. Zpětný odběr pneumatik. ODPADOVÉ FÓRUM . 2009, 10, s. 26-27. - 92 -
[36] ŠPŮR, Jaroslav ; ŠEPEĽOVÁ, Gabriela Buda. Zpětný odběr : Zpětný odběr minerálních olejů, pneumatik a baterií a akumulátorů v roce 2009. ODPADOVÉ FÓRUM. 2011, 5, s. 14-16.
[37] VALTA, Jiří . Pneumatiky : Nakládání s pneumatikami zařazenými do režimu odpadů. ODPADOVÉ FÓRUM. 2010, 10, s. 24-25. [38] Všeobecná encyklopedie v osmi svazcích 6 p/r. 1. Praha : DIDEROT, 1999. 482 s. ISBN 80-902555-8-2. [39] Výroba pneumatik : Moderní doprava klade vysoké nároky i na výrobu pneumatik. Silniční doprava [online]. 2005, 2005, 37, [cit. 2010-12-10]. Dostupný z WWW:
. [40] Www.bozpinfo.cz [online]. 5.6.2009, 2011 [cit. 2011-04-012]. BOZP info.cz. DostupnézWWW:. ISSN 1801-0334. [41] Www.goodyear.eu [online]. 2010 [cit. 2011-05-21]. GOODYEAR Safety together. Dostupné z WWW: . [42] Www.odes.cz : Drtiče odpadu - dopravníky - separátory - linky na zpracování odpadu [online]. 2011 [cit. 2011-06-15]. ODES zařízení pro ekologii. Dostupné z
WWW: . [43] Www.pneu-peterka.cz [online]. 2009 [cit. 2009-05-10]. Penu Peterka. Dostupné z WWW: <www.pneu-peterka.cz>. [44] Www.pneuservis-smart.cz [online]. 2010 [cit. 2010-06-011]. Pneuservis SMART.cz. Dostupné z WWW: . [45] Www.vossost.cz [online]. 2010 [cit. 2010-11-12]. Vossost. Dostupné z WWW: .
- 93 -
9 SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1 .................................................................................................................... 101 Příloha č. 2 .................................................................................................................... 102 Příloha č. 3 .................................................................................................................... 103 Příloha č. 4 .................................................................................................................... 104 Příloha č. 5 .................................................................................................................... 105 Příloha č. 6 .................................................................................................................... 108 Příloha č. 7 .................................................................................................................... 111 Příloha č. 8 .................................................................................................................... 119 Příloha č. 9 .................................................................................................................... 120 Příloha č. 10 .................................................................................................................. 122 Příloha č. 11 .................................................................................................................. 123
- 94 -
10 SEZNAM TABULEK, OBRÁZKŮ A GRAFŮ 10.1 Seznam tabulek Tab. 1 - Hmotnost pneumatik dle typu dopravního prostředku ...................................... 10 Tab. 2 - Materiálové složení pneumatik pro osobní a nákladní automobily v Evropské unii v % ........................................................................................................................... 12
Tab. 3 – Opětovné využití odpadních pneumatik v EU v letech 2007-2009 ................... 22 Tab. 4 – Matice vlivů na životní prostředí (vychází z nařízení Rady ES 880/92) ........... 36 Tab. 5 – Kategorie specifických dopadů a jejich působení na ŽP .................................. 37 Tab. 6 – Kategorie dopadů a způsob jejich vyjádření .................................................... 38 Tab. 7 – Ekologická závažnost sledovaných kategorií dopadů ...................................... 39 Tab. 8 - Výhody a nevýhody porovnávaných způsobů nakládání .................................. 44 Tab. 9 – Frakce granulátu a jeho použití ....................................................................... 47 Tab. 10 - Seznam operací „palivo v cementárně“......................................................... 60 Tab. 11 - Seznam operací „drcení“ ............................................................................... 60 Tab. 12 - Inventarizační matice pro „využití jako palivo“ ............................................ 63 Tab. 13 - Inventarizační matice pro „drcení“ ............................................................... 64 Tab. 14 – Hodnocení energetické náročnosti ................................................................. 66 Tab. 15 – Spotřeba primárních neobnovitelných zdrojů ................................................ 67 Tab. 16 – Přehled výstupů .............................................................................................. 68 Tab. 17 – Negativní vlivy spotřeby elektrické energie působící na životní prostředí ..... 70 Tab. 18 – Negativní vliv spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů působící na životní prostředí .............................................................................................................. 70
Tab. 19 – Negativní vliv produkce CO2 působící na životní prostředí ........................... 71 Tab. 20 – Negativní vliv hluku působící na životní prostředí ......................................... 72 Tab. 21 – Negativní vliv produkce odpadu působící na životní prostředí ...................... 72 Tab. 22 – Negativní vlivy produkce emisí vznikajících při spoluspalování odpadu působící na životní prostředí........................................................................................... 73
Tab. 23 – Bodové ohodnocení kritérií ............................................................................ 75 Tab. 24 – Váhy stanovených kritérií ............................................................................... 75 Tab. 25 – Produkce opotřebovaných pneumatik v jednotlivých státech EU v 103kg.... 101
- 95 -
10.2 Seznam obrázků Obr. 1 – Části pneumatiky ................................................................................................ 9 Obr. 2 – Schéma radiální a diagonální pneumatiky ....................................................... 15 Obr. 3 – Umístění zařízení na zpracování pneumatik..................................................... 27 Obr. 4 – Schéma fázi LCA ............................................................................................... 34 Obr. 5 – Základní schéma technologických postupů využití pneumatiky jako paliva v cementárně ................................................................................................................... 48
Obr. 6 – Základní schéma technologických postupů drcení pneumatik ......................... 53 Obr. 7 – Procesy, energetické a materiálové toky spojené s využitím pneumatik jako paliva v cementárně ........................................................................................................ 61
Obr. 8 – Procesy, energetické a materiálové toky spojené s drcením pneumatik........... 61 Obr. 9 - Fáze životního cyklu pneumatik ...................................................................... 103 Obr. 10 – Schéma výroby cementu v závodě Mokrá ..................................................... 104 Obr. 11 – Skladovací plocha pro pneumatiky ............................................................... 105 Obr. 12 – Skladovací plocha pro pneumatiky ............................................................... 105 Obr. 13 – Zásobník........................................................................................................ 106 Obr. 14 – Zásobník........................................................................................................ 106 Obr. 15 – Dopravník ..................................................................................................... 107 Obr. 16 – Dopravník ..................................................................................................... 107 Obr. 17 – Zámková dlažba – z přední strany ................................................................ 108 Obr. 18 – Zámková dlažba – ze zadní strany ................................................................ 108 Obr. 19 – Část zvukově – izolačního panelu - z přední strany ..................................... 109 Obr. 20 – Část zvukově – izolačního panelu – ze zadní strany ..................................... 109 Obr. 21 – Gumová dlažba pro koně .............................................................................. 110 Obr. 22 – Zámková dlažba............................................................................................ 110 Obr. 23 – Skladovací plocha pro pneumatiky ............................................................... 111 Obr. 24 – Drtič venkovní............................................................................................... 111 Obr. 25 – Dopravníkový pás ......................................................................................... 112 Obr. 26 – Nahrubo rozdrcené pneumatiky.................................................................... 112 Obr. 27 – Drtič DRT900 ............................................................................................... 113 Obr. 28 – Manipulace s materiálem ............................................................................. 113 Obr. 29 – Magnetický separátor č. 1 ............................................................................ 114
- 96 -
Obr. 30 – Vibrační třídič Rotex 1 ................................................................................. 114 Obr. 31 – Plné vaky Big Bagů...................................................................................... 115 Obr. 32 – Odsávání textilní složky ............................................................................... 115 Obr. 33 – Kovová složka ............................................................................................... 116 Obr. 34 – Rotex 2 a Rotex 3 .......................................................................................... 116 Obr. 35 – Síta ................................................................................................................ 117 Obr. 36 – Granulátor .................................................................................................... 117 Obr. 37 – Vibrační síto ................................................................................................. 118 Obr. 38 – Výsypná stanice Big Bagů ........................................................................... 118 Obr. 39 – Schéma drtící linky ....................................................................................... 119 Obr. 40 – Frakce 00-05................................................................................................ 120 Obr. 41 – Frakce 05-25................................................................................................ 120 Obr. 42 – Frakce 25-40................................................................................................ 121 Obr. 43 – Textilní složka .............................................................................................. 122 Obr. 44 – Kovová složka .............................................................................................. 122 Obr. 45 – Hranice systému „využití jako palivo“ ........................................................ 123 Obr. 46 – Hranice systému „drcení pneumatik“ ......................................................... 123
10.3 Seznam grafů Graf 1 – Materiálové složení pneumatiky ....................................................................... 12 Graf 2 – Produkce opotřebených pneumatik v EU v letech 2007-2009.......................... 17 Graf 3 – Země s největší produkcí odpadních pneumatik v rámci EU v roce 2009........ 18 Graf 4 – Produkce odpadních pneumatik v ČR v letech 2006-2009 ............................... 19 Graf 5 – Produkce odpadních pneumatik v ČR na jednoho obyvatele/rok ..................... 19 Graf 6 – Využití ELT v roce 2009 v EU, USA a Japonsku ............................................. 21 Graf 7 – Nakládání s odpadními pneumatikami v EU v letech 2006-2009 .................... 22 Graf 8 – Nakládání s odpadními pneumatikami v Německu v roce 2009 ....................... 23 Graf 9 – Nakládání s odpadními pneumatikami v ČR v roce 2009 ................................ 24 Graf 10 - Vývoj v nakládání odpadních pneumatik v ČR v letech 2007-2009 ............... 25 Graf 11 – Opětovné využití odpadních pneumatik v ČR a v EU v letech 2007-2009 ..... 26 Graf 12 – Zpětný odběr pneumatik v ČR v letech 2005-2009 ......................................... 29 Graf 13 – Množství spálených pneumatik v Cementárně Mokrá v letech 2008-2010 .... 52
- 97 -
Graf 14 – Množství zpracovaných pneumatik v letech 2008-2010 ................................. 57 Graf 15 – Produkce gumového granulátu 2008-2010 .................................................... 57 Graf 16 – Produkce textilní a kovové složky v letech 2008-2010 ................................... 58 Graf 17 – Negativní vliv spotřeby elektrické energie působící na životní prostředí....... 70 Graf 18 – Negativní vliv spotřeby primárních neobnovitelných zdrojů působící na životní prostředí .............................................................................................................. 71
Graf 19 – Negativní vliv produkce CO2 působící na životní prostředí ........................... 71 Graf 20 – Negativní vliv hluku působící na životní prostředí ........................................ 72 Graf 21 – Negativní vliv odpadu působící na životní prostředí ..................................... 73 Graf 22 – Negativní vlivy emisí vznikajících při spoluspalování odpadu působící na životní prostředí .............................................................................................................. 74
Graf 23 – Produkce opotřebených pneumatik v jednotlivých státech EU v roce 2009 102
- 98 -
11 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK AROL - Aditivované regenerované oleje ČIŽP - Česká inspekce životního prostředí ČR - Česká republika ELT - Pneumatika na konci životnosti ETRA - Evropské sdružení pro recyklaci pneumatik ETRMA - Evropské sdružení výrobců pneumatik a pryže EU - Evropská unie EU15 - Státy Evropské unie - Rakousko, Belgie, Dánsko, Finsko, Francie, Německo, Řecko, Irsko, Itálie, Lucembursko, Nizozemsko, Portrugalsko, Španělsko, Švédsko, Spojené království. HGD - Hnědouhelný generátorový olej ISOH - Informační systém odpadového hospodářství LCA - Životní cyklus výrobku MKM - Masokostní moučka MŽP - Ministerstvo životního prostředí PAU - Polycyklické aromatické uhlovodíky PM10 - Prachové částice o velikosti frakcí částic do 10 μm aerodynamického průměru PM25 - Prachové částice o velikosti frakcí částic do 25 μm aerodynamického průměru SBR - Butadien - styrenový kaučuk SLO - Surový lehký olej TAP - Směs pryže, textilií, dřeva, papíru a jejich spalitelných složek TOC - Celkový organický uhlík TZL - Tuhé znečišťující látky TZS - Technické zabezpečení skládek UK - Spojené království VHV - Vícekriteriální hodnocení variant ZPO - Zbytkový produkt oxoalkoholů
- 99 -
PŘÍLOHY
- 100 -
Příloha č. 1 Produkce opotřebovaných pneumatik v jednotlivých státech EU
Tab. 25 – Produkce opotřebovaných pneumatik v jednotlivých státech EU v 103kg [2,3] Stát
Rok 2007
Rok 2008
Rok 2009
Rakousko
53 000
52 000
53 000
Belgie Bulharsko Kypr Česká republika Dánsko Estonsko Finsko Francie Německo Řecko Maďarsko Irsko Itálie Litva Lotyšsko Malta Nizozemsko Polsko Portugalsko Rumunsko Slovenská republika Slovinsko Španělsko Švédsko Velká Británie Řecko
77 000 25 000 8 000 60 000 45 000 11 000 48 000 398 000 567 000 56 000 47 000 48 000 453 000 11 000 13 000 1 000 58 000 194 000 92 000 39 000 24 000 16 000 342 000 77 000 517 000 19 000
84 000 27 000 8 000 60 000 43 000 9 000 47 000 369 000 568 000 52 000 45 000 42 000 421 000 9 000 11 000 1 000 57 000 203 000 93 000 54 000 24 000 16 000 314 000 71 000 508 000 -
78 000 32 000 8 000 48 000 40 000 6 000 41 000 364 000 571 000 61 000 40 000 32 000 416 000 6 000 7 000 1 000 59 000 259 000 89 000 49 000 19 000 13 000 280 000 70 000 479 000 -
- 101 -
Příloha č. 2 Produkce opotřebených pneumatik v jednotlivých státech EU v roce 2009 Řecko
0 479 000
Velká Británie 70 000
Švédsko
280 000
Španělsko Slovinsko
13 000
Slovenská republika
19 000
Rumunsko
49 000 89 000
Portugalsko
259 000
Polsko 59 000
Nizozemsko Malta
1 000
Lotyšsko
7 000
Litva
6 000
Itálie Irsko Maďarsko Řecko
416 000 32 000 40 000 61 000
Německo
571 000
Francie Finsko Estonsko Dánsko Česká republika Kypr Bulharsko Belgie Rakousko
364 000 41 000 6 000 40 000 48 000 8 000 32 000 78 000 53 000 3
[10 kg]
Graf 23 – Produkce opotřebených pneumatik v jednotlivých státech EU v roce 2009 [2]
- 102 -
Příloha č. 3 Schéma fází životního cyklu pneumatiky
Obr. 9 - Fáze životního cyklu pneumatik [33] VSTUPY
FÁZE ŽIVOTNÍHO CYKLU PNEUMATIKY
VÝSTUPY
VÝZKUM
Suroviny Energie
TĚŽBA A VÝROBA PRIMÁRNÍCH SUROVIN
Odpady Ekologické dopady
Odpady Suroviny Energie
DOPRAVA
Suroviny Energie
Ekologické dopady
Odpady VÝROBA PNEUMATIK
Ekologické dopady Odpady
Nové pneumatiky
DOPRAVA
Ekologické dopady
Energie
Nové pneumatiky
Odpady UŽITÍ PNEUMATIK
Energie
Použité pneumatiky Energie
Ekologické dopady
Odpady DOPRAVA
Ekologické dopady
Použité pneumatiky
PROTEKTOROVÁNÍ
ENERGETICKÉ VYUŽITÍ
Odpady a ekologické dopady
- 103 -
MATERIÁLOVÉ VYUŽITÍ
Příloha č. 4 Schéma výroby cementu
Obr. 10 – Schéma výroby cementu v závodě Mokrá VÁPENCOVÝ LOM
A
DRTIČ
SKLAD SUROVINY
SUROVINOVÁ MLÝNICE
HOMOGENIZAČNÍ SILO
VÝMĚNÍK TEPLA
B
ROTAČNÍ PEC
CHLADIČ SLÍNKU
SLÍNKOVÉ SILO A SILA NA DALŠÍ SLOŽKY
CEMENTOVÁ MLÝNICE
C
CEMENTOVÁ SILA
Železniční vagóny
A-
Autocisterny
Balení a paletizace
těžba, drcení a skládkování surovin, výroba surovinové moučky
B - výpal slínku C - mletí cementu, kontrola kvality
- 104 -
Příloha č. 5 Fotografie Cementárna Mokrá
Obr. 11 – Skladovací plocha pro pneumatiky [Dana Adamcová]
Obr. 12 – Skladovací plocha pro pneumatiky [Dana Adamcová]
- 105 -
Obr. 13 – Zásobník [Dana Adamcová]
Obr. 14 – Zásobník [Dana Adamcová]
- 106 -
Obr. 15 – Dopravník [Dana Adamcová]
Obr. 16 – Dopravník [Dana Adamcová]
- 107 -
Příloha č. 6 Fotografie výrobků z gumového granulátu
Obr. 17 – Zámková dlažba – z přední strany [Dana Adamcová]
Obr. 18 – Zámková dlažba – ze zadní strany [Dana Adamcová]
- 108 -
Obr. 19 – Část zvukově – izolačního panelu - z přední strany [Dana Adamcová]
Obr. 20 – Část zvukově – izolačního panelu – ze zadní strany [Dana Adamcová]
- 109 -
Obr. 21 – Gumová dlažba pro koně [foto společnosti]
Obr. 22 – Zámková dlažba [foto společnosti]
- 110 -
Příloha č. 7 Fotografie z procesu drcení pneumatik
Obr. 23 – Skladovací plocha pro pneumatiky [Dana Adamcová]
Obr. 24 – Drtič venkovní [Dana Adamcová]
- 111 -
Obr. 25 – Dopravníkový pás [Dana Adamcová]
Obr. 26 – Nahrubo rozdrcené pneumatiky [Dana Adamcová]
- 112 -
Obr. 27 – Drtič DRT900 [Dana Adamcová]
Obr. 28 – Manipulace s materiálem [Dana Adamcová]
- 113 -
Obr. 29 – Magnetický separátor č. 1 [Dana Adamcová]
Obr. 30 – Vibrační třídič Rotex 1 [Dana Adamcová]
- 114 -
Obr. 31 – Plné vaky Big Bagů [Dana Adamcová]
Obr. 32 – Odsávání textilní složky [Dana Adamcová]
- 115 -
Obr. 33 – Kovová složka [Dana Adamcová]
Obr. 34 – Rotex 2 a Rotex 3 [Dana Adamcová]
- 116 -
Obr. 35 – Síta [Dana Adamcová]
Obr. 36 – Granulátor [Dana Adamcová]
- 117 -
Obr. 37 – Vibrační síto [Dana Adamcová]
Obr. 38 – Výsypná stanice Big Bagů [Dana Adamcová]
- 118 -
Příloha č. 8 Schéma drtící linky
Obr. 39 – Schéma drtící linky [21]
- 119 -
Příloha č. 9 Fotografie frakcí gumového granulátu
Obr. 40 – Frakce 00-05 [Dana Adamcová]
Obr. 41 – Frakce 05-25 [Dana Adamcová]
- 120 -
Obr. 42 – Frakce 25-40 [Dana Adamcová]
- 121 -
Příloha č. 10 Fotografie textilní složky a kovové složky
Obr. 43 – Textilní složka [Dana Adamcová]
Obr. 44 – Kovová složka [Dana Adamcová]
- 122 -
Příloha č. 11 Hranice systému
Obr. 45 – Hranice systému „využití jako palivo“ [Dana Adamcová]
POHONNÉ LÁTKY ELEKTRICKÁ ENERGIE
EMISE
PROCES
HLUK TEPLO
HRANICE SYSTÉMU
Obr. 46 – Hranice systému „drcení pneumatik“ [Dana Adamcová]
POHONNÉ LÁTKY ELEKTRICKÁ ENERGIE
EMISE
PROCES
HLUK ODPAD
HRANICE SYSTÉMU
- 123 -
ANOTACE Každý rok ve světě produkce odpadních pneumatik stoupá. Stejná situace je i v zemích Evropské unie. V rámci Evropské unie je vyprodukováno přibližně 3,2 mil.103kg použitých pneumatik ročně a 3 mil.103 kg těchto použitých pneumatik jsou recyklovány nebo jiným způsobem využity. Pneumatiky jsou svým složením a energetickými vlastnostmi významným zdrojem materiálu, energie a také surovin. Disertační práce na téma „Výzkum možností využití vybraných druhů komunálních odpadů se zaměřením na odpadní pneumatiky“ je rozdělena na část teoretickou a část praktickou. Teoretická část práce obsahuje analýzu současného stavu v oblasti nakládání s odpadními pneumatikami v České republice. Konkrétně se věnuje otázce produkce odpadních pneumatik, způsobům nakládání s tímto odpadem, zpětným odběrem a s tím související problematikou. Dále je v ní uvedeno porovnání v této oblasti mezi Českou republikou, zeměmi Evropské unie, ale i se světem, který je zastoupen Japonskem a Spojenými státy americkými. V praktické části disertační práce byl proveden výzkum, který porovnával dva možné způsoby zpracování odpadních pneumatik: „využití pneumatik jako palivo v cementárně“ a „drcení pneumatik“, z pohledu jejich environmentálních impaktů, které mohou při těchto procesech vznikat. Ke srovnání těchto dvou procesů byla využita metodika LCA. V rámci uvedené metodiky bylo nutné zkoumané technologie posuzovat podle vzniklého souboru kritérií. K tomu byla použita metoda vícekriteriálního hodnocení variant.
- 124 -
