Primärproduktion

Für uns ist es ausgesprochen wichtig, die Umwelteinflüsse der Aluminiumproduktion so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig entwickeln wir Produkte, die die Umweltbelastung reduzieren können, wenn sie verwendet werden.

Die Vorteile bei der Verwendung von Aluminium können die Auswirkungen beim Abbau und der Herstellung mehr als ausgleichen. Hier sind die wichtigsten Phasen bei der Erzeugung von Primäraluminium:Schritt 1: Die Herstellung von Anoden erfolgt durch Mischen von Koks und Pech. Schritt 2: Vom Bauxit zum Aluminiumoxid, das mittels elektrischer Energie, die durch die Anoden geleitet wird, reduziert (gespalten) wird. Das Ergebnis ist Aluminium, das gegossen, gewalzt oder stranggepresst wird.

Die Herstellung von Primäraluminium erfolgt in großen Produktionslinien in den Schmelzhütten.

Hier wird raffiniertes Aluminiumoxid in Aluminium umgewandelt. Dazu sind drei verschiedene Rohstoffe erforderlich:

  • Aluminiumoxid (Tonerde)
  • Elektrizität
  • Kohlenstoff

Das Aluminiumatom des Aluminiumoxids ist an Sauerstoff gebunden. Diese Bindung muss durch die Elektrolyse zerlegt werden, damit Aluminium erzeugt werden kann.

Elektrolysezelle

  1. Aluminiumoxid wird zu den Hütten transportiert und in eine Zelle (ein großer Behälter) gefüllt. Hier wird das Aluminiumoxid in einem elektrolytischen Bad aufgelöst.

  2. Aluminiumoxid hat einen hohen Schmelzpunkt und wird in einem elektrolytischen Verfahren umgewandelt. In den Elektrolysezellen wird ein hoher Gleichstrom zwischen eine negative Kathode und eine positive Anode geleitet, die beide aus Kohlenstoff sind. Die Anode wird beim Verfahren aufgebraucht, da sie mit dem Sauerstoff des Aluminiumoxids reagiert und CO2 bildet.

  3. Flüssiges Aluminium wird aus den Zellen abgesaugt mit Spezialfahrzeugen zur Gießerei gebracht und zu Pressbolzen, Walzblöcken oder anderen Blöcken gegossen, abhängig von der weiteren Verarbeitung.

Wie viel Aluminium kann eine Schmelzhütte erzeugen?

Die Kapazität der unternehmenseigenen Schmelzhütten und der Beteiligungshütten von Hydro variiert von 60.000 bis zu 600.000 Tonnen jährlich. Die weltweit größte Schmelzhütte kann bis zu einer Million Tonnen pro Jahr erzeugen.

Bessere Elektrolysezellen = weniger Energieverbrauch

Die Herstellung von Aluminium ist ein energieintensiver Prozess. Hydro arbeitet ständig an der Entwicklung der Elektrolysezellen, um folgendes zu verbessern:

  • Energieeffizienz
  • Wirtschaftsleistung
  • Umwelteinflüsse
  • Arbeitsumfeld

Hydro ist stolz, eine führende Rolle unter den Aluminiumherstellern einzunehmen, wenn es um die Entwicklung und Inbetriebnahme von energieeffizienten Zellen mit niedrigen Emissionen geht.
Die von Hydro entwickelte Technologie wird immer energieeffizienter und trägt dazu bei, die Klimagasemissionen pro erzeugter Tonne Aluminium zu reduzieren.

Weltweite Produktion

 

Weltweite Aluminiumerzeugung: China 42 %, Afrika 4 %, Nordamerika 11 %, Südamerika 5 %, Asien 6 %, Westeuropa 9 %, Ost-/Zentraleuropa 10 %, Ozeanien 5 %, GAC/Golfregion 8 %

China ist bei weitem der größte Aluminiumhersteller der Welt und verzeichnet auch die höchste Wachstumsrate.

Wie viel Aluminium wird erzeugt?

2011 erreichte die weltweite Produktion von Primäraluminium etwa 44 Millionen Tonnen. Die Aluminiumerzeugung von Hydro belief sich 2011 auf fast 2 Millionen Tonnen, das entspricht 4,5 Prozent der weltweiten Produktion.

Weltweite Aluminiumproduktion: 44 Millionen Tonnen

Welche Auswirkungen hat die Erzeugung von Primäraluminium auf die Umwelt?

  • Energieerzeugung und -überführung – einschließlich Treibhausgasemissionen
  • Treibhausgasemissionen während des Herstellungsprozesses
  • Emissionen von Fluoriden, SO2, Staub und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)
  • Abwasser

Abfallentsorgung

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Energieversorgung

Da eine große Menge Energie erforderlich ist, um Aluminium herzustellen, machen die Energiekosten einen großen Teil (20-40 Prozent) der Aluminiumerzeugung aus.

Der Bau von Schmelzhütten war häufig Anlass für die Entwicklung einer lokalen Energiequelle, und umgekehrt. Deshalb befinden sich die meisten norwegischen Hütten in der Nähe von Wasserfällen, die zur Erzeugung von Wasserkraft genutzt werden.

Da einige Aluminiumhütten aufgrund der steigenden Strompreise ums Überleben kämpfen, ist es eine große Herausforderung für die Behörden, Rahmenbedingungen zu schaffen, die das Weiterbestehen der besten Anlagen gewährleisten.

Welche Auswirkungen hat die Energieerzeugung auf die Umwelt?

Auch wenn die Energie, die zur Aluminiumerzeugung verwendet wird, auf dem Markt zugekauft wird, ist unsere Branche verantwortlich für die Auswirkung von Stromquellen auf die Umwelt.

Hydro legt bei der Energiebeschaffung Wert auf folgende Faktoren:

  • Erneuerbare Energie (in der Praxis Wasserkraft)
  • Energie aus Gaskraftwerken mit hoher Effizienz

Falls neue Anlagen mit Kohle als Kraftquelle gebaut werden, sollen die geologischen Bedingungen eine Kohlendioxidabtrennung und -speicherung auf längere Sicht erlauben.

Wie wir den Energieverbrauch reduzieren wollen

Etwa 14 Kilowattstunden Elektrizität sind erforderlich, um ein Kilogramm Aluminium zu erzeugen. Das entspricht der Menge an Strom, die 30 Fernseher eine Stunde am Laufen hält.

Dank der effizienten Produktion erzeugt Hydro zurzeit Primäraluminium mit geringeren Kosten als die meisten anderen Hersteller und ist ein führender Lieferant von veredelten Gießereiprodukten.

Verbesserungen haben den weltweiten Energieverbrauch in Schmelzhütten im Laufe von 100 Jahren um 70 Prozent reduziert.

Hydro hat ehrgeizige Pläne, den Energieverbrauch noch weiter zu senken. In Årdal in Norwegen haben wir einen Verbrauch von 12,5 MWh pro Tonne erzeugtes Aluminium erreicht, und diese Technologie kann nun auch in einer großen Schmelzhütte eingesetzt werden.

Hydro untersucht auch die Möglichkeit, Wärmerückgewinnung zu nutzen.

Die Schmelzhütten in Sunndal, Høyanger und Årdal in Norwegen liefern alle Warmwasser für die Beheizung von öffentlichen Gebäuden und Sportanlagen.

Luftaufnahme der Aluminiumhütte in Sunndal in Norwegen
Sunndal, Norwegen

Emissionen von Treibhausgasen

Moderne Schmelzhütten emittieren CO2, das vor allem beim Verbrauch der Anoden, die für die Aluminiumerzeugung notwendig sind, entsteht. Zusätzlich fallen aufgrund von Prozessstörungen, die man Anodeneffekt nennt, kleine Mengen des hochpotenten Treibhausgases PFC (perfluorierte Kohlenwasserstoffe) an. Hydro bemüht sich, den Anodeneffekt so gering wie möglich zu halten, hauptsächlich mittels guter Produktionssysteme und hochqualifizierter Produktionsmitarbeiter.

Die Elektrizität für die Schmelzhütten steht für nahezu 60 Prozent der gesamten CO2-Emissionen.

Die Elektrizität für die Schmelzhütten beträgt nahezu 60 Prozent der gesamten CO2-Emissionen während der Aluminiumerzeugung (diese Zahl reflektiert den weltweiten Durchschnitt der Emissionen vom Abbau bis zum fertigen Metall, mit Ausnahme von China)

Andere Luftemissionen

Neben den Treibhausgasen emittieren die Schmelzhütten auch andere Gase.
In modernen Schmelzhütten kann der Grad dieser Emissionen kontrolliert und auf ein sehr niedriges Niveau pro Tonne erzeugtes Aluminium gesenkt werden. Allerdings sind einige Schmelzhütten so groß, dass es dennoch zu lokalen Beeinträchtigungen kommen kann.

Fluoride werden hauptsächlich bei Arbeiten an den Zellen (zum Beispiel Austausch der Anoden) emittiert. Die Schmelzhütten von Hydro in Norwegen gehören international zur Spitzengruppe, wenn es um niedrige Fluoridemissionen geht. Fluoridemissionen aus modernen Schmelzhütten werden nicht als Gesundheitsrisiko für den Menschen eingestuft.

Schwefeldioxid (SO2) wird hauptsächlich emittiert bei der Oxidation des Schwefelgehalts in den Anoden. Schwefeldioxid (SO2)wird oft durch Nasswaschen (beispielsweise mit Meereswasser) entfernt. Alle Schmelzhütten von Hydro in Norwegen sowie die Beteiligungshütte Qatalum in Katar haben Einrichtungen für Nasswäsche, die 90 bis 99 Prozent des SO2 entfernen.

Staub wird hauptsächlich aus den Zellen und durch Transportsysteme emittiert. Die feinsten Staubpartikel können zu Atemwegserkrankungen, vor allem im Arbeitsumfeld, führen. Bessere Entstaubungssysteme haben diese Probleme in den vergangenen Jahren in den meisten Schmelzhütten wirksam reduziert.

PAK sind Teerverbindungen, die zu Krebserkrankungen führen können. Ältere Elektrolysetechnologie, die PAK-Emissionen verursachte, ist größtenteils abgeschaltet worden. Die Anodenproduktion ist ebenfalls eine Quelle für PAK, aber effizientere Systeme haben diese Emissionen auf ein Minimum reduziert.

In den Hütten Sunndal, Årdal und Qatalum werden besondere Abluftreiniger (RTO) verwendet, um PAK auf energieeffiziente Weise zu eliminieren.

Wasserverbrauch in Schmelzhütten

In vielen Gegenden ist die Verwendung von Süßwasser eingeschränkt. Um dieser Herausforderung zu begegnen sind Behandlungssysteme entwickelt worden, die erlauben, das Wasser wieder zu verwenden. Neue Schmelzhütten haben oft keine Emissionen von Prozesswasser, sie kaufen nur das Wasser, das sie benötigen, um Verdampfung und andere kleinere Verluste auszugleichen. Qatalum ist so ausgelegt.

Die meisten norwegischen Schmelzhütten befinden sich in Gegenden mit viel Süßwasser. Diese Schmelzhütten verwenden deshalb Kühlsysteme, bei denen das Wasser nur einmal verwendet wird.

Abfall aus Schmelzhütten

  • Aluminiumhütten produzieren auch festen Abfall.
  • Alle fünf bis acht Jahre muss der Kathodenboden der Zellen ausgetauscht werden.

Dieser Ofenausbruch wird als gefährlicher Abfall betrachtet, da er Fluoride, Zyanid, PAK und reaktive Metalle enthält.

Um die Abfallmenge zu verkleinern, bemüht sich Hydro, die Nutzung der Zellen zu verlängern. Andere Industriebranchen können auch einen Teil des Ofenausbruchs in ihrer Produktion verwenden.

Beispiel:
Die Zementindustrie kann den Kohlenstoff aus dem Ofenausbruch (SPL) als Energiequelle verwenden. In unserer Beteiligungshütte Albras in Brasilien liefern wir den gesamten Ofenausbruch an lokale Zementwerke, die ihn als alternativen Kraftstoff und Rohstoff verwenden. Alt eller farlig-avfall-biten?]. I følge hvitboka leveres alt.

Die Zielsetzung von Hydro ist es, dass spätestens 2020 kein Ofenausbruch mehr auf Abfalldeponien verbracht wird.

Aluminiumabfall wird zu Rohstoffen recycelt

Schlacke oder Krätze sind Rückstände, die beim Gießverfahren anfallen. Sie enthalten einen hohen Anteil an Aluminium, das in spezialisierten Recyclinganlagen rückgewonnen wird. Bei diesem Rückgewinnungsprozess entstehen Rückstände, die Aluminiumoxid, Salze und Spuren von Metall enthalten. Dieser Abfall wird als Rohstoff an verschiedene Betriebe geliefert, die die Rückstände aufarbeiten und daraus Produkte machen.

Neben Ofenausbruch und Schlacke entstehen bei der Aluminiumerzeugung noch weitere Abfälle.

Strenge Kontrollen in den Anlagen zielen darauf ab, diese Abfallmengen zu reduzieren, sie für die Produktion nutzbar zu machen oder sie anderen Branchen zur Verwendung zuzuführen.


Aktualisiert am: 11. Oktober 2016