Primærproduksjon

Det er svært viktig for oss å gjøre miljøpåvirkningen av aluminiumproduksjonen så liten som mulig. Samtidig utvikler vi produkter som kan redusere miljøbelastningen når de er i bruk.

Fordelene ved å bruke aluminium kan mer enn utlikne effektene av utvinning og produksjon. Dette er de viktigste fasene i produksjon av primæraluminium:

Trinn 1: Koks kombineres med bek til en anode. Trinn 2: Fra bauksitt til alumina som reduseres (spaltes) ved hjelp av elektrisk kraft gjennom anoden. Resultatet er aluminium som støpes, valses eller ekstruderes.

Produksjon av primæraluminium foregår i lange produksjonslinjer. Det skjer i primærverket.

Her omdanner smelteprosessen raffinert alumina til aluminium. For å gjøre dette trengs det tre ulike innsatsfaktorer:

  • Aluminiumoksid (alumina)
  • Elektrisitet
  • Karbon

Aluminiumatomet i alumina er bundet til oksygen. Dette båndet må brytes ved elektrolyse for å produsere metallet aluminium.

 Elektrolysecelle

  1. Alumina transporteres til anleggene og inn i en celle (en stor beholder). Her blir aluminaen oppløst i et elektrolytisk bad.
  2. Alumina har et høyt smeltepunkt, og omdannes gjennom en elektrolytisk prosess. I elektrolysecellene kjøres det sterk likestrøm mellom en negativ katode og en positiv anode, begge lagd av karbon. Anoden forbrukes i prosessen, ettersom den reagerer med oksygenet i aluminaen og danner CO2.
  3. Flytende aluminium tas ut fra cellene med spesialiserte redskap og støpes til pressbolt, valseblokker eller andre typer blokker, avhengig av hvordan de skal bearbeides videre.

Hvor mye aluminium kan et smelteverk lage?

Kapasiteten ved Hydros heleide og deleide smelteverk varierer mellom 60.000 og 600.000 tonn aluminium i året. Det største smelteverket i verden kan produsere opptil én million tonn i året.

Bedre elektrolyselinjer = lavere energiforbruk

Det å framstille aluminium er en energiintensiv prosess. Hydro arbeider hele tiden for å utvikle elektrolyselinjene for å forbedre:

  • Energieffektiviteten
  • De økonomiske resultatene
  • Miljøpåvirkningen
  • Arbeidsmiljøet

Hydro er stolt av å være i front blant aluminiumprodusentene når det gjelder å utvikle og ta i bruk energieffektive celler med lave utslipp.
Teknologien Hydro har utviklet blir mer og mer energieffektiv og bidrar til å redusere klimagassutslippene per tonn aluminium som produseres.

Global produksjon

 

Global aluminiumproduksjon: Kina 42%, Afrika 4%, Nord-Amerika 11%, Sør-Amerika 5%, Asia 6%, Vest-Europa 9%, Øst-/Sentral-Europa 10%, Oseania 5%, GAC/Gulf-regionen 8%

Kina er verdens suverent største produsent av aluminium, og har også den største veksten.

Hvor mye aluminium produseres det?

I 2011 var den globale produksjonen av primæraluminium om lag 44 millioner tonn. Hydros primærproduksjon i 2011 var nærmere 2 millioner tonn, noe som tilsvarer 4,5 prosent av verdensproduksjonen.

Global produksjon av aluminium: 44 million tonn. Hydro: 2 millioner tonn.

Hvilke negative effekter har produksjon av primæraluminium på miljøet?

  • Produksjon og overføring av energi – inkludert klimagassutslipp
  • Utslipp av klimagasser fra produksjonsprosessen
  • Utslipp av fluorforbindelser, SO2, støv og tjærestoffer (PAH)
  • Avløpsvann
  • Avfallsdeponering

Produksjon, overføring og forbruk av energi - Utslipp av klimagasser, Fluorforbindelser, SO2, støv og tjærestoffer (PAH) – Avløpsvann - Avfallsdeponering

Energiforsyning

Ettersom det kreves mye energi for å produsere aluminium, utgjør energikostnadene en stor andel (20-40 prosent) av aluminiumproduksjonen.

Bygging av smelteverk har ofte vært utløsende for utvikling av en lokal kraftkilde, og omvendt. Det er derfor de fleste norske smelteverkene ligger i nærheten av vassdrag som brukes til å produsere vannkraft.

Ettersom flere aluminiumverk strever med å overleve på grunn av økende kraftpriser, er det en stor utfordring for myndighetene å lage rammebetingelser som gjør at de beste anleggene er i stand til å fortsette sin virksomhet.

Hvilken effekt har energiproduksjon på miljøet?

Selv om kraften som brukes til å lage aluminium kjøpes i markedet, har også vår bransje et ansvar for miljøeffektene av de ulike kraftkildene.

Hydros strategi for anskaffelse av energi har følgende prioriteringer:

  • Fornybar energy (i praksis vannkraft)
  • Gasskraft med høy effektivitet

Dersom nye anlegg blir bygget med kull som kraftkilde, vil vi sørge for at de geologiske forholdene gjør det mulig å lagre karbon på lang sikt.

Vår plan for å bruke mindre energi

Det går med om lag 14 kilowattimer elektrisitet til å produsere ett kilo aluminium. Det tilsvarer den kraften som trengs for å ha på 30 TV-er i en time.

Takket være effektiv produksjon lager Hydro nå primæraluminium til en lavere kostnad enn de fleste andre produsenter, og er en ledende leverandør av foredlede støperiprodukter.

Forbedringer har gjort at det globale forbruket av elektrisitet i smelteverkene er redusert med 70 prosent sammenliknet med for 100 år siden.

Hydro har ambisiøse planer om å redusere energiforbruket enda mer. I Årdal har vi oppnådd et forbruk på 12,5 MWh per tonn aluminium produsert, og denne teknologien er nå klar for bruk i et fullskala smelteverk.

Hydro undersøker også mulighetene for å bruke varmegjenvinning.

Aluminiumverkene i Sunndal, Høyanger og Årdal leverer alle varmt vann til oppvarming av offentlige bygninger og sportsanlegg.

Flyfoto av aluminiumverket i Sunndal.
Smelteverket i Sunndal

Klimagassutslipp

Den viktigste klimagassen som slippes ut fra moderne smelteverk er CO2, og hovedkilden til dette er forbruket av anoder som brukes i produksjonen. I tillegg produseres det små mengder av den kraftige klimagassen perfluorkarboner (PFC) gjennom prosessforstyrrelser som kalles anodeeffekt. Hydro jobber for å gjøre anodeeffekten minst mulig, hovedsakelig ved hjelp av gode produksjonssystemer og kompetente operatører.

Elektrisitet til smelteverket utgjør nærmere 60 prosent av de samlede utslippene av CO2.

Elektrisitet til smelteverket utgjør nærmere 60 prosent av de samlede CO2-utslippene som stammer fra aluminiumproduksjon (dette tallet reflekterer gjennomsnittsutslipp på verdensbasis, unntatt utslipp fra Kina), fra gruve til ferdig metall.

Andre utslipp til luft

Smelteverkene slipper også ut andre gasser i tillegg til klimagasser.
I et moderne smelteverk kan nivået på disse utslippene kontrolleres til et svært lavt nivå per tonn aluminium produsert. Likevel er noen smelteverk så store at det kan gi innvirkning lokalt.

Fluorforbindelser slippes hovedsakelig ut ved arbeid på cellene (som for eksempel ved anodebytte). Hydros smelteverk i Norge ligger i verdenstoppen når det gjelder lave utslipp av fluorforbindelser. Utslipp av fluorforbindelser fra moderne smelteverk vurderes ikke som en helserisiko for mennesker.

Svoveldioksid (SO2) slippes i hovedsak ut gjennom oksidering av svovelinnholdet i anodene. Svoveldioksidet fjernes ofte gjennom våtvasking (som for eksempel med sjøvann). Alle Hydros norske smelteverk, og også smelteverket Qatalum, som Hydro er deleier av, har våtvaskere. De fjerner 90-99 prosent av svoveldioksidet.

Støv slippes hovedsakelig ut fra elektrolyselinjene og som følge av materialhåndtering. De fineste støvpartiklene kan bidra til luftveisplager, spesielt i arbeidsmiljøet. Bedre systemer for støvkontroll har redusert disse problemene betydelig ved de fleste smelteverkene i senere år.

PAH er en gruppe tjærestoffer som kan forårsake kreft. Gammel smelteverksteknologi som ga utslipp av PAH er for det meste fjernet. Anodeproduksjon er også en kilde til PAH, men mer effektive systemer har redusert disse utslippene til et minimum.

Anleggene i Sunndal, Årdal og Qatalum bruker spesielle oksidanter (RTO) for å eliminere PAH på en energieffektiv måte.

Vannforbruk i smelteverk

I mange geografiske områder er det begrensninger på bruk av ferskvann. På grunn av dette er det laget vannbehandlingssystemer som gjør at vannet kan brukes om igjen. Nye smelteverk bygges ofte med null utslipp av prosessvann. De bare kjøper det vannet de tenger for å erstatte fordamping og andre mindre vanntap. Qatalum har et slikt design.

De fleste norske smelteverkene ligger i områder med store mengder ferskvann. Disse smelteverkene bruker derfor kjølesystemer der vannet går kun en gang gjennom.

Avfall fra smelteverk

  • Aluminiumverk danner også fast avfall.
  • Hvert 5.-8. år er det nødvendig med omforing av cellene.

Karbondelen av katodeavfallet anses som farlig avfall på grunn av innholdet av fluorforbindelser, cyanid, PAH og reaktive metaller.

For å produsere minst mulig av dette avfallet jobber Hydro for å få cellene til å vare lenger. Andre bransjer kan også benytte noe av katodeavfallet i sin produksjon.

Eksempel:
Sementindustrien kan bruke karbonet fra katodeavfallet (SPL) som energikilde. Ved samarbeidsselskapet Albras i Brasil leverer vi alt katodeavfallet til lokale sementfabrikker, der det brukes som alternativt drivstoff og råvare.

Hydro har som mål å fjerne deponering av SPL innen 2020.

Aluminiumavfall resirkuleres til råvare

Dross er avfall fra støpeprosessen. Dross har et høyt innhold av aluminium, som gjenvinnes ved spesialiserte gjenvinningsanlegg. Denne gjenvinningsprosessen skaper et avfall som inneholder aluminiumoksid, salter og spor av metall. Dette avfallet leveres som råvare til ulike virksomheter som bearbeider avfallet og lager et produkt av det.

I tillegg til SPL og dross skaper produksjon av aluminium en rekke andre typer avfall.

Streng kontroll ved anleggene skal redusere disse avfallstypene, gjøre det mulig å bruke dem I produksjon, eller gjøre dem nyttige for andre bransjer.


Oppdatert: 11. oktober 2016