Miejskie kopalnie, czyli jak uwolnić potencjał naszych elektronicznych śmieci

Co by było, gdybyśmy zamiast rozwijać nową infrastrukturę wydobywczą, odzyskali zasoby metali zawarte w nieużywanym już sprzęcie elektronicznym, takim jak smartfony czy komputery? Istnieje wiele dobrych powodów, aby skupić się na potencjale tych „miejskich kopalni”, zwanych również wyrobiskami wtórnymi, dla odróżnienia od kopalni „pierwotnych”, w których zasoby ukryte pod ziemią są eksploatowane bezpośrednio.

Te alternatywne zasoby nie tylko rozwiązałyby problem niedoboru infrastruktury wydobywczej, ale także pomogłyby zmniejszyć ilość odpadów elektronicznych, zwanych inaczej „e-śmieciami”. To najszybciej rosnący strumień zanieczyszczeń na świecie, a elektroniczne odpadki sieją globalne spustoszenie w ekosystemach i stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia poprzez wypłukiwanie toksycznych substancji do gleby i wody, zwłaszcza w Azji.

Lepszy recykling produktów elektronicznych mógłby również zmniejszyć duży wpływ górnictwa na środowisko. W przypadku niektórych metali odzyskiwanie surowców jest bardziej efektywne energetycznie niż ich wydobywanie. Na przykład pozyskiwanie aluminium w drodze recyklingu wymaga od 10 do 15 razy mniej energii niż produkcja pierwotna.

Czytaj także: Nie tylko księżna Walii poprawia swoje zdjęcia. Eksperymentowanie z edycją ma dłuższą tradycję

Kwestia ta jest szczególnie ważna, ponieważ niektóre z metali nadających się do recyklingu są kluczowymi zasobami dla równoległej transformacji Unii Europejskiej w kierunku gospodarki cyfrowej i zeroemisyjnej. Surowce takie jak lit, kobalt, nikiel i metale ziem rzadkich są niezbędne do produkcji elektroniki, pojazdów elektrycznych i komponentów energii odnawialnej, w tym paneli fotowoltaicznych. Są one jednak w niewielkim stopniu wydobywane w Europie i narażone na wysokie ryzyko wystąpienia zakłóceń w dostawach. W tym celu od 2011 r. Unia Europejska co trzy lata ocenia i publikuje listę kluczowych surowców mineralnych, które powinny stanowić priorytet dla górnictwa miejskiego.

Piąta lista, opublikowana w 2023 r., obejmowała 34 kluczowe metale, w tym pierwiastki ziem rzadkich, lit, miedź i nikiel. Niestety, rozdźwięk między zaleceniami Unii Europejskiej a praktykami górnictwa miejskiego jest aż nadto widoczny.

Cykl życia pełen przeszkód dla recyklingu

Potencjał odzysku z danego przedmiotu jest ograniczony na każdym etapie jego cyklu życia przez bariery techniczne, organizacyjne, regulacyjne i ekonomiczne. Już od samego początku pewne praktyki ograniczają możliwość recyklingu metali, na przykład stosowanie ich w określonych stopach, ponieważ nie wszystkie z nich można poddać recyklingowi, lub hybrydyzacji. W przypadku materiałów kompozytowych recykling jest trudniejszy, choć nie niemożliwy. Na przykład, w opakowaniach na płynną żywność, większość kartonów wykonana jest z tektury i PolyAl, mieszanki aluminium i polietylenu (rodzaj plastiku).

Przez wiele lat tektura z kartonów na żywność była odzyskiwana i poddawana recyklingowi, ale nie PolyAl, co prowadziło do niepełnego recyklingu. W tym konkretnym przypadku firmy Tetra Pak i Recon Polymers ostatecznie opracowały proces separacji, otwierając w 2021 r. zakład recyklingu specjalnie na potrzeby PolyAl. Jednak wiele innych produktów nadal trudno jest poddać recyklingowi, właśnie dlatego, że aspekt ten nie został uwzględniony na etapie projektowania.

Bądź na bieżąco z najważniejszymi informacjami, subskrybując nasz codzienny newsletter 300Sekund! Obserwuj nas również w Wiadomościach Google.

Podejście dyspersyjne, które obejmuje wykorzystanie niewielkich ilości metali w produktach w celu modyfikacji ich właściwości, to kolejna praktyka, która wymyka się recyklingowi. Weźmy na przykład nanocząstki srebra: ich zastosowanie przemysłowe obejmuje dezynfekcję sprzętu medycznego, uzdatnianie wody i zapobieganie nieprzyjemnym zapachom w tekstyliach. Podobnie, kilka gramów dysprozu, metalu ziem rzadkich, może być również wykorzystane do zwiększenia siły przyciągania magnesów. Podsumowując, niektóre metale mają tak wiele zastosowań, że niemożliwe jest zapewnienie ich cyrkularności.

Elektroniczna hibernacja – komórki zalegające na strychu

Po zaprojektowaniu i użyciu urządzeń pojawia się druga przeszkoda, która wynika z tego, że konsumenci mają tendencję do trzymania ich, niezależnie od tego, czy działają, czy nie, zamiast oddawać je do właściwych punktów recyklingu. Zjawisko to znane jest jako elektroniczna hibernacja. Już w 2009 roku pionierskie badanie wykazało, że amerykańskie gospodarstwa domowe na strychach i w piwnicach przechowują średnio 6,5 zahibernowanych urządzeń elektronicznych. Liczba ta rosła wykładniczo na przestrzeni lat.

W 2021 r. badanie przeprowadzone przez Google zidentyfikowało siedem najważniejszych barier utrudniających konsumentom recykling urządzeń elektronicznych:

Niska świadomość istniejących opcji przekazywania (recykling)
Oczekiwania dotyczące rekompensaty finansowej lub społecznej
Emocjonalna więź z urządzeniem
Chęć zachowania zapasowych części
Kwestie związane z odzyskiwaniem danych
Niepewność co do gwarancji usunięcia danych
Niedogodności związane z opcjami przekazania sprzętu.

Najnowsze badanie przeprowadzone w Szwajcarii nieco łagodzi te wyniki: 40 proc. respondentów stwierdziło, że byliby skłonni rozstać się ze swoim starym telefonem komórkowym za mniej niż pięć dolarów. Interesujące byłoby jednak przeprowadzenie takiego samego badania w krajach mniej zamożnych niż Szwajcaria.

Wreszcie, trzecia przeszkoda dotyczy systemów zbiórki i infrastruktury recyklingu. We Francji, skąd piszę ten tekst, większość sprofilowanych kanałów odpadowych („śmieci elektroniczne”, opakowania, opony itp.) jest zarządzana przez organizacje ekologiczne, podmioty prywatne, które ponoszą odpowiedzialność organizacyjną lub finansową. Są one regularnie przedmiotem kontrowersji: analizy wskazują, że odzyskiwanie materiałów z przepływów odpadowych, zarządzane przez organizacje ekologiczne jest często nieefektywne, głównie ze względu na to, że są one nastawione przede wszystkim na zysk.

Angażowanie inżynierów, projektantów, polityków i konsumentów

Pomimo tych przeszkód, wiele inicjatyw ma na celu wspieranie firm w ich wysiłkach na rzecz ekoprojektowania, od żłobka do nagrobka. Firmy są zachęcane do utrzymania „jakości surowców w wielu cyklach życia zarówno produktu, jak i jego komponentów”.

Jednak poza takimi programami każdy uczestnik łańcucha wartości musi przeanalizować swoją odpowiedzialność za odpady:

Dla inżynierów i projektantów produktów oznacza to przyjęcie bardziej zrównoważonego podejścia do projektowania, uwzględniającego cały cykl życia produktu od samego początku etapu projektowania: jest to wyzwanie zarówno w zakresie eko-projektowania, jak i eko-koncepcji.
Jednocześnie firmy muszą przyjąć podejście długoterminowe, zamiast skupiać się wyłącznie na krótkookresowej rentowności, szczególnie w kontekście niestabilnych cen metali.
Dla konsumentów oznacza to większą świadomość potrzeby sortowania odpadów w celu ich utylizacji przez określone kanały, w szczególności odpadów elektronicznych.
Wreszcie, rządy i władze lokalne dobrze zrobiłyby, gdyby wprowadziły przepisy dostosowane do złożoności sektora, potencjalnie obejmujące ambitne cele dla określonych wskaźników recyklingu według specyfiki metalu, a także pewną formę planowania terytorialnego w celu lepszej koordynacji przepływów. Zapewnienie większej dostępności punktów recyklingu jest również kluczowym czynnikiem w promowaniu dobrych zachowań w tym zakresie.

Trudności związane z przejściem na gospodarkę obiegu zamkniętego

Nie podjęliśmy się jeszcze raportowania wskaźników recyklingu metali. Jeden z nich, wskaźnik recyklingu po wycofaniu z eksploatacji (EOL-RR), odnosi się do procentu zużytego metalu, który jest poddawany recyklingowi. Inny miernik, zawartość metalu z recyklingu (RC), uwzględnia udział procentowy z recyklingu w całkowitej produkcji surowca.

Nic dziwnego, że te dwa wskaźniki pokazują bardzo różne poziomy recyklingu. Na przykład, chrom (Cr), miedź (Cu) i cynk (Zn) mają wskaźnik recyklingu wynoszący ponad 50 proc., co oznacza, że ponad połowa ilości wprowadzonych do obiegu metali jest poddawana recyklingowi. Jednak ich udział w całkowitej produkcji wynosi od 10 do 25 proc., ponieważ pierwotne wydobycie tych surowców stale rośnie: udział metali pochodzących z recyklingu w całkowitym obrocie pozostaje zatem na niskim poziomie.

W rezultacie, nawet gdybyśmy byli w stanie osiągnąć optymalną eksploatację miejskich złóż kopalnianych i wysokie wskaźniki recyklingu dla wszystkich metali (mierzone w EOL-RR), nadal bylibyśmy daleko od gospodarki cyrkularnej, ponieważ popyt na surowce nadal rośnie w tempie wykładniczym. Przykładowo, globalna produkcja miedzi (Cu) niemal podwoiła się od 2000 roku, wzrastając z 14 do 25 milionów ton rocznie.

Skuteczny recykling metali obecnych w złożach miejskich jest zatem warunkiem koniecznym, ale niewystarczającym dla prawdziwie cyrkularnej gospodarki. Zanim górnictwo miejskie będzie w stanie częściowo zastąpić eksploatację złóż pierwotnych, będziemy musieli doświadczyć znacznego spadku ilości zasobów mineralnych wykorzystywanych w przemyśle.

Tłumaczył: Tomasz Krzyżanowski

Tekst został opublikowany w The Conversation i zamieszczony tutaj na podstawie otwartej licencji (Creative Commons license). Przeczytaj oryginalny artykuł.

Polecamy również inne teksty z The Conversation: