Vilka alternativa återvinningsområden finns för gips?
What alternative recycling areas are available for gypsym?
Författare: Albin Forsberg Samira Simatova Uppdragsgivare: Wiklunds Åkeri AB
Externa handledare: Daniel Blomberg, Wiklunds Åkeri AB Niklas Blomberg, Wiklunds Åkeri AB Handledare på KTH: Mikael Eriksson, KTH ABE
Examinator: Per-Magnus R Roald, KTH ABE
Examensarbete: 15,0 högskolepoäng inom Byggteknik och Design Godkännandedatum: 2017–06–26
Serienummer: 2017;12
ii
iii
Sammanfattning
Jordens ökande befolkning utnyttjar jordens begränsade naturresurser allt mer, det skapar behov av resurseffektivitet. EU har angett i direktiv att minst 70% av icke-farligt avfall från byggsektorn senast år 2020 ska enligt prioriteringsordning återanvändas, materialåtervinnas eller energiåtervinnas.
Ett av de vanligaste byggmaterialen är standardgipsskivan som används invändigt för vägg- och takbeklädnad. Gipsskivan har positiva egenskaper vad gäller ljudisolering och brandtålighet. Det gipsavfall som uppstår vid rivning/renovering, nybyggnationer och nyproduktion hamnar idag antingen på återvinning eller deponi. Kraven för deponering av gipsavfall har skärpts sedan 2012 varvid gips endast får deponeras i enskilda celler avskilt från avfall med organiskt innehåll eftersom det finns risk för oönskad gasbildning.
Gips Recycling är den största aktören inom gipsåtervinningsbranschen och tar emot det mesta av gipsavfallet (Löf 2014) men endast en liten andel av allt gipsavfall från byggsektorn återvinns idag.
Wiklunds Åkeri, som författarna samarbetar med, arbetar med avfall från byggarbetsplatser och har önskemål om att undersöka andra möjliga återvinningsområden.
Denna studie är av en kvalitativ karaktär med en deduktiv ansats. I detta arbete har författarna undersökt tre alternativa återvinningsområden för gips: jordbruk, cement, bränsleadditiv. Författarna har undersökt om återvinningsgips (går även under namnet returgips) kan användas som
kalkprodukter i jordbruk, gips i cementtillverkning och bränslekomponent i biobränsleanläggningar.
En intervju med Gips Recycling har genomförts och 17 forskare och professorer inom de tre områdena har besvarat frågor enligt e-formulären som författarna skickat dem.
Intervjun och svaren på frågeformulären har analyserats och redovisas som resultat. Från dem har författarna dragit slutsatser huruvida returgips kan eller inte kan användas inom respektive
återvinningsområde och vilka eventuella hinder som finns. Vid tillverkning av gipsskivor används råvaror som naturgips och en restprodukt som uppstår vid industriella processer, industrigips. Det finns risk att olika tungmetaller överförs till industrigipset från de industriella processerna för att senare hamna i returgipset.
Bästa sättet att återvinna gips är nytillverkning av nya gipsskivor. Fastän returgips kan tillföra värdefulla näringsämnen till jordbruk är det idag olämpligt att använda eftersom grödor skulle kunna ta upp de spår av tungmetaller och andra föroreningar som kan förekomma i returgips. Föroreningar av kartong och tillsatser i tillverkning av gipsskivor gör returgips även olämpligt att använda vid
cementtillverkning. Sista återvinning området författarna har undersökt är gips som bränsleadditiv.
Här finns en potential för att återvinna, men pågående forskning bör avslutas innan säkra slutsatser kan dras. Ett hinder är dock nuvarande lagstiftning som behöver ändras innan returgips kan användas som bränsleadditiv.
Nyckelord: Gips, gipsskivor, avfall, återvinning, deponi
iv
v
Abstract
The increasing population on earth demands more of the planets scars natural resources and that creates needs for resource efficiency. The EU has adopted a directive to the effect of at least 70% of non-hazardous waste from the construction sector by 2020 should be either re-used, recycled or energy recovered, according to waste hierarchy.
One of the most common building materials is the plasterboard, and that is used for interior walls and ceilings. The plasterboard has beneficial properties in terms of sound insulation and fire resistance.
Waste that origin from plasterboards at constructions sites is now being recycled or end up at landfills.
The requirements for gypsum waste disposal at landfills have been tightened since 2012, with the effect that gypsum can now only be deposited in individual cells separated from organic matter, as there is a risk of undesired gasification.
Gips Recycling is the largest operator in the gypsum recovery industry and receives most of the waste from gypsum boards (Löf 2014), but only a minor part of all gypsum waste from the construction sector is recycled today. Wiklunds Åkeri, which the authors collaborate with, is a haulage contractor handling waste from construction sites and with an interested in investigating other possible recycling areas for gypsum waste.
In this work, the authors examined three alternative recycling areas for gypsum: agriculture, cement, and fuel additives. The authors have examined whether recycled gypsum can be used as products in agriculture, gypsum in cement production and as fuel additives in biofuel plants. An interview with a representative of Gips Recycling has been carried out and 17 researchers and professors in the three examined areas have answered questionnaires.
This study has a qualitative character with a deductive approach. The interview and the responses to the questionnaires have been analysed and reported as result. From these result, we have concluded whether recycled gypsum is suitable for use within the respective recycling area and what are the potential barriers. The raw materials used in the manufacture of plasterboards comprise both of natural gypsum and of gypsum produced as a by-product in industrial processes, this is referred to as flue gas desulfurization gypsum (FDG). There is a risk that the FDG will include different heavy metals, as these emerge from the industrial processes when the FDG is created. When gypsum boards including FDG are recycled, any remaining heavy metals will then also be part of the recycled gypsum.
The best way for recycled gypsum is to manufacture new plasterboards. Although recycled gypsym can add valuable nutrients to agriculture, it is currently inappropriate to use because crops could record the traces of heavy metals and other pollutants that may occur in return. Pollutants from lining paper and additives in the manufacturing of plasterboard make recycled gypsym also unsuitable for cement manufacturing. The last recycling area the authors have examined for recycled gypsum is as fuel additives. There is a potential for this, but ongoing research should be completed before safe
conclusions can be drawn. However, an obstacle is current legislation that needs to be changed before recycled gypsym can be used as a fuel additive.
Keywords: Gypsym, plaster boards, waste, recycling, landfill
vi
vii
Förord
Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng och har bedrivits våren 2017 och är ett avslutande moment på Högskoleingenjörsprogrammet Byggteknik & Design vid Kungliga Tekniska Högskolan.
Studien omfattar tio veckors arbete och har genomförts i uppdrag av Wiklunds Åkeri.
Tack till våra handledare och examinator som har bidragit med stöd, vägledning, workshops och dialoger som lett arbetet i rätt riktning, tack även till dem som deltog i intervjun och frågeformulären som möjliggjordt vårt arbete.
Avslutningsvis riktar författarna ett stort tack till alla lärare på den här utbildningen för de senaste åren.
Stockholm 2017–06–26
Samira Simatova Albin Forsberg
viii
ix
Innehåll
Sammanfattning... iii
Abstract ... v
Förord ... vii
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte och mål ... 2
1.3 Frågeställningar ... 2
1.4 Avgränsningar ... 2
1.5 Lösningsmetoder ... 3
1.5.1 Kvantitativ och kvalitativ ansats... 3
1.5.2 Induktion och deduktion ... 3
1.5.3 Validitet och reliabilitet ... 3
2 Nulägesbeskrivning ... 5
2.1 Wiklunds Åkeri ... 5
2.1.1 Hantering av gips ... 5
2.2 Gips Recycling ... 6
2.2.1 Återvinningsprocess ... 6
3 Teoretisk referensram ... 7
3.1 Tidigare studier ... 7
3.2 Gips ... 7
3.2.1 Historik ... 7
3.2.2 Vad är gips? ... 8
3.2.3 Användningsområden ... 8
3.2.4 Produktionsprocess ... 9
3.2.5 Varför återvinna gips? ... 9
3.3 Avfall ... 10
3.3.1 Lagstiftning och riktlinjer ... 10
3.4 Hållbarhet ... 10
3.5 Byggbranschens miljöarbete ... 11
3.6 Cirkulär ekonomi ... 12
4 Faktainsamling ... 13
4.1 Omvärldsanalys ... 13
4.1.1 GYPSOIL ... 13
4.1.2 Gipsspridning på åkermark mot fosforförluster ... 13
4.1.3 WRAP: Recycled gypsym in a novel cementitious material ... 14
4.1.4 Gips som bränsleadditiv ... 14
x
5 Genomförande ... 15
5.1 Litteratur ... 15
5.2 Intervju ... 15
5.3 Frågeformulär ... 16
6 Analys ... 17
6.1 Intervju med Gips Recycling ... 17
6.2 Frågeformulär ... 19
6.2.1 Jordbruk ... 19
6.2.2 Cement ... 21
6.2.3 Bränsleadditiv ... 23
6.2.4 Sammanfattning ... 25
7 Resultat ... 27
7.1.1 Jordbruk ... 27
7.1.2 Cement ... 27
7.1.3 Bränsleadditiv ... 27
8 Diskussion ... 29
8.1 Slutsats... 30
9 Rekommendationer ... 31
Källförteckning ... 33
Elektroniska källor ... 33
Övriga källor... 38
Bilagor ... 41
Bilaga 1 ... 41
Bilaga 2 ... 43
Bilaga 3 ... 49
Bilaga 4 ... 55
1
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Jordens begränsade naturresurser och ökande befolkning gör det allt viktigare att använda jordens resurser effektivt. För att öka samhällets resurseffektivitet har avfallsminimering och avfallshantering identifierats som viktiga för att minska klimat och miljöpåverkan (Naturvårdsverket, 2012).
Enligt EU-direktivet (2008/98/EG) ska medlemsstaterna senast år 2020 se till att minst 70 viktprocent av icke farligt avfall från byggverksamheter återanvänds, materialåtervinnas eller energiåtervinnas.
Direktivet anger en avfallshierarki med prioriteringsordning för hur avfall bör tas om hand.
Avfallshierarkin anger de bästa åtgärderna för minskad miljöpåverkan.
1. Förebyggande
2. Förberedelse till återanvändning 3. Materialåtervinning
4. Energiåtervinning 5. Deponering.
Gipsbaserat avfall från byggsektorn har identifierats som viktig av miljöskyddsmyndigheter i Sverige, Norge, Danmark och Finland, för att kunna uppnå EU-direktivet om minst 70% återanvändning och återvinning (Arm et al. 2014). Ett vanligt gipsbaserat material som används inom byggsektorn vid husprojekt idag är gipsskivor (Sörensen & Higson, 2015).
Officiell statistik från SCB (2016) för hur mycket gipsavfall som uppstår i byggsektorn är svårtydd eftersom redovisad statistik av icke-farligt mineraliskt bygg- och rivningsavfall inkluderar förutom gipsprodukter även betong, tegel, spårballast, klinker och keramik (Europeiska kommissionen, 2010).
Erika Nygren från Naturvårdsverket hävdar i rapporten Evaluation of the European recovery target for construction and demolition waste (refererat i Arm, 2014) att 100 000–300 000 ton återvinningsbart gipsavfall från byggsektorn uppstod år 2010 varav 20 000–25 000 ton gick till återvinning.
Återanvändning för att undvika deponi är inget alternativ i praktiken vid rivningsobjekt eftersom gipsskivor skadas ofta i samband med hantering vid demontering (Heinsoo & Westerbring 2016).
Materialåtervinning av gipsskivor är idag möjlig. Gips Recycling AB är en aktör i Sverige som samlar upp och tar emot spill av gipsskivor från byggarbetsplatser. Gipsavfallet bearbetas till gipspulver fritt från föroreningar som tapeter, skruvar och papper. Gipspulvret används sedan som råvara vid
produktion av nya gipsskivor (Gips Recycling, 2012).
Föreskrifter och allmänna råd för deponering av gipsavfall har skärpt sedan EU-kommissionen 2010 ansåg att Sverige inte uppfyller kraven för gipsdeponering enligt EU-direktivet 99/31/EG
(Naturvårdsverket 2016). Nuvarande lagstiftning för deponering anger att gips deponeras i monoceller med innehåll av högst 5% organiskt material (Wigart, 2017).
För 15 år sedan var byggbranschen ointresserad av byggande med hänsyn till miljön
men sedan dess har bolag inom byggbranschen börjat profilera sig inom miljöarbeten. Byggbranschen är konservativ och långsam i omställningen av arbetssätt, möjliga miljövänligare lösningar väljs bort och bolag vill ofta använda material och metoder som är inkörda, ifall det sparar pengar (Engdahl, 2017).
Skärpta krav på deponering av gips samt EU:s direktiv för byggavfall borde öppna för att byggherrar och byggbolag skall sträva efter att förhindra uppkomst av gipsavfall och att materialåtervinna gipsskivor där så är möjlig. Tjänster från avfallsbolag som Wiklunds kan förmodas påverkas av tidigare nämnda omständigheter.
2
1.2 Syfte och mål
Författarna vill tillsammans med Wiklunds åkeri (WÅ) undersöka vilka förutsättningar som finns för att återvinna gipsavfall från nybyggnadsprojekt, för att stärka WÅs strävan att förse sina kunder med hållbara lösningar för att undvika att gipsavfall deponeras.
Examensarbetet utreder vilka återvinningsområden som skulle kunna finnas för gipsavfall och vilka hinder/möjligheter som finns för de olika alternativen i framtiden. Målet med arbetet är att skapa en grund för vidare studier och arbeten om hur återvinning av avfallsfraktionen gips från framtida byggprojekt ska ske.
1.3 Frågeställningar
Utifrån bakgrund och syfte finns två frågeställningar:
• Vilka alternativa återvinningsområden finns för gips?
• Hur ser potentialen ut för framtida återvinningsområden och vilka hinder finns?
1.4 Avgränsningar
Detta arbete har bedrivits inom en tidsram om tio veckor och har därför avgränsats enligt följande:
Geografiskt begränsat till Sverige.
Ett lands marknad bör väljas och avgränsas då marknaden för ett land har samma lagar och regler att förhålla sig till. Avsteg i geografiska avgränsningar för sökandet av alternativa användningsområden för återvunnet gips förekommer. Författarna har behövt beakta vad som gjorts även utanför Sverige.
Standardgipsskivor som tillverkarna även kallar “normal” gipsskiva.
Ett förekommande problem i återvinningsprocessen idag är att det ständigt utvecklas nya gipsprodukter med olika egenskaper. Därför avgränsas studien till en typ av produkt, standardgipsskivan. Skivan ska vara i gips med ytskikt av kartong och inte innehålla fiberförstärkningar som tex plastfiber. Författarna kommer därför att skriva gipsskivor men alltså syfta på standardgipsskivan om inget annat anges.
Avfall vid nyproduktion.
Gipsavfall uppstår vid tillverkning, renoveringar, rivningar och nybyggnationer/återuppbyggnad vid ROT-projekt. Studien kommer att avgränsas med fokus på det avfall som bildas vid
nyproduktion eftersom att utifrån byggvarudeklarationerna kan man se vad spill från gipsskivor innehåller.
3
1.5 Lösningsmetoder
1.5.1 Kvantitativ och kvalitativ ansats
Denna undersökning är av en kvalitativ karaktär vilket innebär att studien förlitar sig mer på ordens innebörd i datainsamlingen av intervjun och enkäterna. Det innebär alltså att studien baseras på människors erfarenheter och syn på ämnesområdet, till skillnad från kvantitativ ansats som förlitar sig på omfattningen av statistik och siffror. Den kvalitativa forskningsmetoden har fått kritik för att inte generera en objektiv sanning med anledningen att verkligheten uppfattas olika, men kan till fördel användas när man i förväg inte besitter mycket kunskaper inom ämnet. På grund av arbetsgångens tidsram om tio veckor kommer studien inte inkludera många personer, dock med fördel att kunna gå djupare in på ämnet.
1.5.2 Induktion och deduktion
Induktion och deduktion är två nyckelbegrepp inom vetenskapsmetodiken. Induktion kan beskrivas som observationer eller fenomen i verkligheten som generaliseras till teorier eller utsagor. Deduktiv ansats, som denna studie är uppbyggt på innebär “omvänt sätt” att man utifrån teori formulerar hypoteser. Hypoteserna kan bytas ut och uppträda i form av frågeformulär. Detta arbete kommer att utgå från den teoretiska referensramen och faktainsamlingen för att sedan implementera det i intervjun och enkätundersökningarna.
1.5.3 Validitet och reliabilitet
Validitet och reliabilitet används som viktiga kriterier för att bedöma trovärdigheten i utredningar med kvantitativ ansats. Begreppet validitet kan behandlas och definieras på olika sätt, men den generella definitionen är ‘’Vad säger insamlade data?’’. Reliabilitet avser att säkerställa att insamlade data kan upprepas och framtas oavsett undersökare, tid och plats (Mälardalens högskola, 2014).
Denna studie har sin utgångspunkt i kvalitativ ansats och avser inte att mäta siffror eller variabler där tillförlitligheten kvantifieras. Begreppen beskrivna ovan är inte aktuella i denna studie.
4
5
2 Nulägesbeskrivning
Det här kapitlet presenterar organisationerna som berör studien och beskrivning av deras arbetssätt samt deras hållbarhetsarbete.
2.1 Wiklunds Åkeri
Wiklunds Åkeri är verksamma i Storstockholm och Uppsala, indelade i tre affärsområden:
avfallshantering, kranbilar och bygglogistik. Verksamheten utgörs av transporter och avfallshantering för företag inom bygg och industri. WÅ jobbar med att ständigt effektivisera sortering och transporter för att hjälpa sina kunder effektivt och miljövänligt (Wiklunds Åkeri [WÅ])
På de flesta arbetsplatser sorteras avfallet i olika fraktioner för att uppnå en kostnadseffektiv och miljövänlig hantering. Sortering sker i form av containers, återvinningskärl, säckar eller en
kombination av dessa. Återvinningskärl kan användas i arbetsplatser med bristande utrymme. På större arbetsplatser kan avfall sorteras på ett effektivt sätt med hjälp av återvinningskärl, interna container och bra bygglogistik (WÅ)
WÅ erbjuder även flexibel containerslösning. En s.k. ’flexicontainer’’ lyfts på plats med hjälp av bilens kran. Containrarna kan staplas på varandra och en transport kan ta upp till åtta fraktioner. I fordonsparken finns 150 lastbilar av olika typer och utrustning, varav 80-tal är kranfordon. Som en del av miljöengagemanget erbjuder WÅ en grön fordonsflotta till sina miljöfokuserade kunder. I flottan ingår el- & dieselhybrider. WÅ är ISO-certifierade vilket innebär kontinuerlig uppföljning av fordon.
Företaget är idag ett privatägt företag och har ca 210 medarbetare med en omsättning på 250 miljoner kronor (WÅ).
2.1.1 Hantering av gips
I följande ordning beskrivs kortfattat WÅ:s hantering av gips, steg för steg.
1. Kund köper in gips
2. Kund räknar med ett ”spill” på ca 10%, vilket medför att de köper in mer gips än vad som går åt.
3. Spill som uppstår vid bygget separeras och sorteras i egen container ”Fraktion: Gips”.
4. Kund beställer tömning/hämtning av container
5. Wiklunds hämtar container och kör materialet till Gips Recycling i Bålsta.
6. Statistik på insamlat material skickas till kund (samt faktura).
Viktmässigt så ligger utsorteringsgraden på ca 10–12% av den totala avfallsmängden inom nyproduktion (Blomberg, 2017).
Förutsättning för att Gips Recycling ska kunna ta emot materialet är att det enbart är gips och ej annat skräp som medför en nedklassning till blandat avfall. Blandat avfall levereras inte till Gips Recycling utan måste till WÅ:s sorteringsanläggning i Upplands Väsby, EDS återvinning. Upptäcks
nedklassningen när WÅ har skickat avfallet till Gips Recycling så kommer Gips Recycling att skicka en faktura till WÅ på nedklassningen och måste därefter föra kostnaden vidare till kund (Blomberg 2017).
6
2.2 Gips Recycling
Gips Recycling AB ingår i den danska koncernen Gypsym Recycling International som startades 2001. Idag är de även verksamma i Nederländerna, Belgien, Tyskland, USA, Norge och Sverige.
I Sverige startades bolaget 2003 med säte i Löddeköpinge och två mottagningsanläggningar i
Halmstad och Bålsta där gipsavfall tas emot från Borlänge, Mora, Söderhamn söderut mot Trelleborg, Ystad och Malmö. Gips Recycling arbetar med att återvinna gipsavfall till ny råvara som skickas tillbaka till gipstillverkarna, istället för att gipsavfallet skickas på deponi. Koncernen samarbetar med världens 6 största gipstillverkare, i Sverige sker samarbetet med Gyproc och Knauf Danogips (Gips Recycling).
Allt gipsavfall från renoverings-, rivnings-och nybyggnadsarbeten kan tas emot, men skall vara separerat från stålreglar, träreglar, isolering, plast och vara fritt från kakel. Gipset får ha ytbehandling bestående av färg, tapet, väv, spikar, skruvar, små trälister och skall förvaras torrt. Om annat avfall än gips överskrider 2% av mängden tillkommer en avgift.
Bolaget har kunder från bygg-, rivnings-, avfalls-, transportbolag samt sorterings- och kommunala återvinningsanläggningar (Gips Recycling).
2.2.1 Återvinningsprocess
Gips Recycling erbjuder två insamlingstjänster, den ena genom specialutvecklade lastbilar som samlar upp gipsavfall från containrar och den andra specialtillverkade containrar som kunder kan hyra.
Lastbilarna hämtar avfallet på plats anvisat av kund eller att kund lämnar avfallet själva på mottagningsanläggningen. En sådan container har volymen 30 m3 och kan rymma upp till 6 ton gipsavfall. Lastbilen har en kapacitet upp till 25 ton och kör mellan flera olika insamlingsplatser, enligt körschema eller beställning av kund. Detta för att bespara miljön på onödiga fram-och-tillbaka transporter. Lastbilen kan samla avfall från ca 5–6 fulla containrar. Med hjälp av lastbilens monterade gripskopa som tömmer containrarna och pressar avfallet i lastbilen, kan innehållet kompakteras upp till ca 50%. Kunderna erbjuds även storsäck för insamling av gipsavfall (Gips Recycling).
Efter insamlingen lagras avfallet i någon av de två hallarna där det skyddas mot den yttre miljön, för att säkra jämn kvalitet. Sortering sker för hand att få bort oönskat material.
En hall har en fyllnadskapacitet på 2500 ton, när fyllnadsgraden uppnår ca 85% kommer den mobila återvinningsanläggningen till hallen. Totalt finns det tre st mobila anläggningar inom företaget som betjänar de olika hallarna, totalt sex st i Skandinavien. De tre mobila anläggningen bearbetar 40 ton/h, 30 ton/h respektive 20 ton/h. Man räknar med att det tar ca tre veckor att tömma en hall. Gips
Recycling har tillstånd att ta emot 17 000 ton gipsavfall per anläggning (Lassen 2017.)
Gipset krossas (mekanisk bearbetning) med en efterföljande separering från annat material, det återvunna materialet delas slutligen upp i tre delar: gips, metall (skruvar, spikar) och papper (kartong).
Gipspulvret som utgör ca 90% av det återvunna materialet, går till nyproduktion av
gipsskiveprodukter. Idag levereras gipspulvret till Gyproc som har sin produktionsanläggning i anslutning till hallen i Bålsta. Pulvret levereras även till Knauf Danogips för att säkerställa leveransmöjligheter.
7
3 Teoretisk referensram
Det här kapitlet inleds kortfattat med kurser och tidigare studier som berör studien. Detta efterföljs av presentation av materialet gips, dess produktionsprocess och hur återvinningen ser ut idag. Därefter beskrivs begreppen/teorierna kring hållbarhet och cirkulär ekonomi.
3.1 Tidigare studier
I denna studie har grundläggande kunskaper inhämtats från nedanstående kurser för att begripa vilka byggprodukter och vilka användningsområden gips används i samt dess materialegenskaper.
AF1710 Byggteknik 1, husbyggnad och design AF1711 Byggteknik 2, byggfysik och materiallära
Förkunskaper inom materiallära och vägdimensionering har tillämpats i förståelsen för
omvärldsanalysen (presenteras under kapitel 4) där gips testas i cementblandningar. Förkunskaper har inhämtats från:
AH1908 Anläggning 2. Byggande, drift och underhåll av vägar och järnvägar
Vidare har tidigare studier gjorts för att få en förståelse för uppkomsten av gipsspill samt dess funktion från att det blir avfall, fram till återvunnet gipspulver. Studie har även gjorts kring hur lagstiftningen berör hanteringen av gipsavfall.
Optimering av gipshantering inom produktion (2015) – KTH Gips som avfall, produkt eller biprodukt? (2014) - Umeå Universitet
Miljöoptimera avfallsindustrin i Sverige - återvinn restprodukten gips (2011)
3.2 Gips
3.2.1 HistorikGipsbaserade material sträcker sig tillbaka 5000 f Kr i Egypten där murverken bestod huvudsakligen av gips (Berge, 2009). Amerikanerna Augustine Sackett och Fred Kane kom på idén att skapa en byggskiva av gips och år 1888 lyckades de skapa s.k. “Sackett Board” efter ett par års misslyckanden.
Skivan bestod av flera lager kartongskivor doppade i gipsmassa (Riksantikvarieämbetet 2013).
Den moderna gipsskivan patenterades år 1908 av Stephen Kelley och 1910 utvecklades den av Clarence Utzman med kartong på kanterna. På 50-talet börjades tillverkning av skivor med kartongbeklädnad avsedd för ljudabsorption. Gipsskivor importerades till Sverige 1927 och 30 år senare startades den svenska första gipstillverkaren i Varberg (Riksantikvarieämbetet 2013).
8 3.2.2 Vad är gips?
Gips (CaSO4*H2O) förekommer naturligt i jorden i form av gipssten (även kallad naturgips).
Det förekommer även som en biprodukt vid rökgasrening från svavel, även kallad industrigips, som framställs på kraftvärmeverk vid förbränning av kol eller olja. Gips som framställs ur gipssten och industriell gips har liknande tekniska egenskaper (Berge, 2009).
Gipssten har den kemiska formeln (CaSO4*2H2O). Vid förbränning av gipssten drivs ¾ av kristallvattnet bort och s.k. halvhydrat (CaSO4*½H2O) uppstår. När all kristallvattnet avgår bildas anhydrid, s.k. gipspulver (CaSO4). Tillsätts vatten binder det ihop på nytt för bildning av dihydrat (CaSO4*2H2O). Upphettningen får inte överskrida 200oC för att processen ska bli reversibel.
Gips är ett mjukt material med hårdheten 2 på Mohrs skala, där diamant har hårdheten 10 (Naturhistoriska Riksmuseet 2016). Gipsskivor klassas som obrännbart material, men bör inte användas i miljöer varmare 45oC då hållfastheten försämras på grund utav att kristallvattnet börjar avgå (Burström 2007).
Industrigips är en biprodukt från reningsprocess av svaveloxider i rökgaser från kraftvärmeverk.
Industrigips har även benämningen FGD-gips (flue-gas desulfurization) och kemisk gips. Rening från svaveldioxider sker genom att tillsätta ett slam av vatten blandat med kalk i rökgaserna. Svavlet reagerar ihop med vattenslammet och bildar kalciumsulfid som därnäst blir gips (kalciumsulfat) sedan kalcuimsulfiden oxiderat. Tungmetaller kan även följa med gipset i reningsprocessen (Kroon, 2013).
3.2.3 Användningsområden
Gipsskivor är idag ett vanligt byggmaterial som används. De vanligaste användningsområdena är invändig beklädnad av vägg- och takskivor. Gips har positiva egenskaper gällande brandskydd, ljudisolering, underlag för ytbehandling (Norgips, 2017).
Det finns många olika typer av gipsskivor, den vanligaste typen är standardgipsskivan.
Standardgipsskivan har en tjocklek på 12,5mm, bredden 900 mm och en varierande längd på 1800–
3600 mm. Skivan väger 9 kg/ m2 (Norgips, 2017). Den består av en gipskärna med ytskikt av pappkartong, s.k. ”kartonggipsskiva”. Gipskärnan är oftast poröst, med uppskattad lufthalt på 70 %.
Detta medför en lätt produkt och ergonomiskt sett lätt att hantera. Enligt byggvarudeklarationerna från följande gipsskivetillverkare består en standardgipsskiva av:
95% gips (industrigips och returgips), 4,5% kartong, 0,5% tillsatser (Norgips 2011)
94% gips (industrigips, 10% returgips), 5% kartong, 0,5% tillsatser (Knauf Danogips 2011)
≤96 % gips (industrigips ≤60%, naturgips, ≤30% returgips), ≤4 % kartong, ≤0,72% tillsatser (Gyproc 2012)
Det finns många typer av gipsskivor på marknaden, nedan följer ett par exempel på kartongklädda skivor:
Lättviktsskivan har samma dimensioner som standardgipsskivan men skiljer sig viktmässigt då den väger 25% mindre, dvs 6,7 kg/ m2(Gyproc 2017).
Hårdgipsskivan har en tjocklek på 12,5 mm, bredden 900 mm och en varierande längd på 2500–
3000 mm. Skivan väger 11,7 kg/ m2. Används där tålighet mot stötar är prioriterat, exempelvis skolor och hotell (Gyproc 2017).
Brandgipsskivan har en tjocklek på 15,4 mm, bredden 900 mm och en varierande längd på 2400–3000 mm. Skivan väger 12,7 kg/ m2. Skivan har förbättrade brandegenskaper och används i brandklassade konstruktioner (Gyproc 2017)
Vindskyddsskivan har en tjocklek på 9,5 mm, bredden 1200 mm och en varierande längd på 2500–3000 mm. Skivan väger 7,2 kg/m2. Skivan används utvändigt för
ytterväggskonstruktioner och är fukt- & vattenavvisande (Gyproc 2017)
9
Olika skivor förekommer även som glasfiberklädda, dvs att gipsskivan har vattenavvisande glasfiberduk som ytskikt och en impregnerad glasfiberarmerad kärna. Dessa gipsskivor används i fuktiga utrymmen (Norgips 2017).
3.2.4 Produktionsprocess
Gipsskivor tillverkas genom att gipssten kalcineras, dvs att gipset mals ner samtidigt som den upphettas, eftersom vatten behövs avlägsnas. Efter kalcineringen kvarstår gipspulver som sedan kan formas. För att gipset ska få bra flytegenskaper i blandningen tillsätts vatten och olika tillsatser beroende på vilken sort av skiva som tillverkas. Blandningen mixas och appliceras därefter över en kartongpapp som motsvarar framsidan (Knauf Danogips, 2017). Därefter kommer blandningen fram till extrudern, där materialet formas och beläggs med kartong som blir dess baksida. Materialet formas i ett enda långt stycke samtidigt som härdningsprocessen påbörjas. Efter härdningen grovkapas stycket till skivor för att sedan köras in i en torkugn, där överflödigt vatten får torka bort. Efter torkning sorteras defekta skivor bort och sågar resterande skivor till rätt längd, för att sedan paketeras, staplas upp och transporteras vidare (Knauf Danogips, 2017).
3.2.5 Varför återvinna gips?
Återvinning är sätt att spara på naturens resurser och tillgångar, Gips Recycling menar att ett ton återvunnet gipspulver besparar ett ton av naturens råvaror. Nedan nämner även Gypsym to gypsym ([GtoG] 2015).
följande anledningar till att återvinna gipsskivor.
1. Gips är fullt återvinningsbar då dess kemiska sammansättning är detsamma under brukstiden.
2. EU-direktivet 2008/98/EG redogör för avfallshierarkin som ska appliceras på alla medlemsländer. Avfallstrappan som den även kallas, sammanfattas nedan i prioriteringsordning:
i. Förebyggande ii. Återanvändning iii. Återvinning iv. Energiutvinning
v. Deponi/bortskaffande
2. EU:s återvinningsmål på 70% av genererat byggavfall fram till 2020. Gipsavfall är inkluderat.
3. Gips på deponier kan under vissa omständigheter bilda svavelvätegaser, som är bl.a. farliga ur hälso- och brandsynpunkt.
4. Återvinning av gipsspill undviker konsumtion av naturlig gipsråvara. Gips Recycling menar även att 1 ton återvunnet gips sparar miljön på 0,2 ton växthusgaser.
10
3.3 Avfall
Det gipsavfall som uppkommer är vid gipstillverkning, nyproduktion och rivnings-/renoveringsarbete.
Avfallet samlas in från sorteringsanläggningar, återvinningscentraler och byggarbetsplatser.
Uppskattningsvis genererades 1,150,000 ton gipsspill år 2012. Det kan konstateras att den siffran är betydligt högre i Europa, då siffran baseras på en undersökning av åtta EU-länder (Gypsym to gypsym [GtoG] 2015).
Den europeiska gipsindustrin omfattar ca 160 stenbrott och 200 fabriker (industrigips) (ibid). I Sverige är Gyproc, Norgips och Knauf Danogips de tre ledande leverantörerna av gips. Gips Recycling kan räknas som den största och ledande aktören inom återvinningsbranschen (Löf 2014).
3.3.1 Lagstiftning och riktlinjer
EU-kommissionen har ansett att Sverige inte uppfyller de regler som finns kring hantering av gipsavfall. Naturvårdsverket har då ändrat föreskrifterna i området som trädde i kraft april 2012 (Avfall Sverige 2012). Gipsavfall får inte deponeras tillsammans med blandat avfall med organiskt innehåll. Bakomliggande orsaker är att det finns risk för svavelvätebildning, som är brandfarlig och hälsofarlig att andas in. Svavelväte skapar även dåliga lukter.
Återanvänds inte gipsavfall finns två lagliga sätt, att deponeras i mono-cell eller att återvinnas.
Bestämmelserna gäller allt gipsavfall, oavsett mängd. Det är deponin som ansvarar för att reglerna följs (Gips Recycling 2017).
Deponering av gips i monoceller betyder att gips inte ska blandas med andra avfallsfraktioner.
Efter föreskrifter (NFS 2012:2) om ändring i Naturvårdsverkets föreskrift 26 § NFS 2004:10 trädde i kraft 1: a april 2012, får inte gipsavfall längre deponeras i celler där övrigt avfall överskrider halter av 5% totalt organiskt kol eller 800 mg/kg löst organiskt kol i lakvattnet.
Lagen om deponiskatt (SFS 1999:673) för avfall infördes år 2000. Lagen syftar till att göra det lönsamt i avfallshanteringen flyttar upp i avfallstrappan (Obrovac, 2013). Vid införande av deponiskatten var taxan 250 kr per ton deponerat avfall. Sedan deponiskatten infördes har skatten höjts, idag ligger skatten på 500 kr per ton deponerat avfall.
3.4 Hållbarhet
Hållbarhet och hållbar utveckling har kommit att betyda olika för den som tolkar begreppen.
Idag finns runt trehundra olika definitioner för hållbarhet och hållbar utveckling (Santillo et al. 2007).
Flera tidigare studier (Santillo et al. 2007; Hedenus et al. 2015) lyfter fram Our Common Future (1987) definition av hållbar utveckling.
“Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs” (World Commission on Environment and Development, 1987)
Hållbarhet utveckling brukar delas upp i tre dimensioner: social, ekonomisk och ekologisk.
För att illustrera hållbar utveckling finns olika modeller. En modell för att illustrera hållbar utveckling är att dimensionerna ses som pelare och styrmedel för att upprätthålla behov samt välbefinnande hos nuvarande och framtida generationer (se figur 1) (Hedenus et al. 2015).
Figur 1 illustrerar hållbarutveckling. Ekologisk-, ekonomisk- och socialdimensioner är styrmedel uppnå nuvarande generationers behov samt framtida generationers behov.
Framtida generationer
Mänskligt välbefinnade och behov
Ekologisk Ekonomiskt Social
11
Dimensionernas förhållande till varandra kan även illustreras i ett Venndiagram som tre lika stora hoplänkade cirklar (se figur 2). För att uppnå hållbar utveckling eftersträvas balans mellan cirklarna och att dimensionernas inverkan på varandra ska hamna i jämvikt (Giddings et al. 2002).
Dimensionerna tolkas som fristående från varandra och att bakomliggande kopplingar mellan dimensionerna ofta förbises, vilket gör modellen ofullkomlig. För att visa inverkan mellan
dimensionerna bör de istället omfamna varandra för att bättre visa på inverkan och beroendet mellan dimensionerna (se figur 3) (Giddings et al. 2002). Ekonomisk hållbarhet verkar innanför ramarna för social och ekologisk hållbarhet, social hållbarhet ömsesidiga beroende till ekologisk hållbarhet.
Figur 2 visar ekologisk, ekonomisk och sociala dimensionerna som hoplänkade.
Figur 3 visar att dimensioner ömsesidiga inverkan på varandra.
3.5 Byggbranschens miljöarbete
Byggbranschen är en av de branscher som genererar mycket växthusgaser tar mest naturresurser i anspråk vid produktion (Ding 2008). Klimatpåverkan från byggprocessen i Sverige motsvarar ca 10 miljoner ton koldioxidekvivalenter varje år, vilket är ca 17 procent av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser år 2012 (Westlund et al. 2014). Till följd av byggbranschens höga resursutnyttjande måste hållbar utveckling beaktas vid projektering av byggprojekt, framför allt när hänsyn tas till byggnadernas långa livslängd, medellivslängden är 80–100 år (Sev 2009). Ett sätt att beakta hållbar utveckling inom byggbranschen är att klassa och certifiera byggnader enligt miljöbedömningssystem.
Att klassa byggnader som gröna genom miljöbedömningssystem har förändrats från att varit nästan okänt till nödvändigt på för projektutvecklare av bostäder (Lind et al. 2013). Vanligaste
certifieringssystem i Sverige är LEED, BREEAM, EU Green Buildings och Miljöbyggnad (Lind et al.
2013). Vid klassning av LEED och BREEAM gynnas åtgärder mot uppkomst av avfall,
återanvändning och materialåtervinning (Naturvårdsverket, 2015). Sedan 2008 har 1443 byggnader certifierats med antingen LEEDS, Miljöbyggnad eller EU Green Buildings (Sweden Green Building Council, 2017).Ding (2008) hävdar att miljöbedömningssystem bidrar till hållbar utveckling.
Dock saknas miljöbedömningssystem som klargör miljö och ekonomiska aspekterna till fullo för byggprojekt.
Ekologisk
Social Ekonomisk
Ekonomiska Social
Ekologiska
12
Det är enligt Sev (2009) omöjligt att utföra ett byggprojekt efter alla hållbarhetsaspekter, eftersom aspekterna för att uppnå ett hållbart byggande ofta motsätter varandra.
Sev (2009) framhåller användning av giftfria byggmaterial, samt effektiv resurshantering och avfallshantering genom att minimera åtgång av material, återanvändning och materialåtervinning.
I Naturvårdsverkets (2015b) rapport om ett mer resurseffektivt samhälle hävdas det att inom
byggsektorn är materialkostnader lägre i förhållande till arbetskostnaden för att hantera byggmaterial på byggarbetsplatser för att minska spill, vilket leder till att materialåtgången är större än behovet för projekt. Material som inte byggs in förväntas bli avfall det om inte kan återanvändas.
Återanvändning av gipsskivor är inte lämpligt alternativ för gipsskivor från rivningsobjekt enligt Heinsoo och Westerbring (2016). I examensarbetet av Heinsoo och Westerbring (2016) konstateras i intervjuer och enkäter till personer inom rivningsbranschen att gipsskivor ofta skadas vid demontering.
Gipsskivor kan utsättas för fuktskador och mögelangrepp som ger upphov av toxiner för människan, vid hantering och lagring av gipsskivor på byggarbetsplatser (Land, 2004). Mögelangrepp och fuktskador kan uppstå från rivning till återanvändning utan att uppfattas vid okulär av gipsskivor.
3.6 Cirkulär ekonomi
I flera tidigare arbeten (Andersen 2007; Ghisellini et al. 2016; Su 2013) hävdas att cirkulär ekonomi som koncept introducerades av Pearce och Turner (1990). Pearce och Turners tankar byggde på termodynamikens lagar där inget förstörs eller skapas i slutna system. Efter författarnas analyser av naturresursers utnyttjande och miljöpåverkan i linjära modellens öppna ekonomiska system, föreslogs en övergång till ekonomiska system med material i slutna kretslopp, cirkulär ekonomi (Su et al. 2013).
Linjära modellen karaktäriseras av en Take-make-dispose av naturresurser. Material utvinns,
producenter tillför energi och arbete till produkten, för att senare sälja till konsumenten som gör sig av med produkten efter det uppfyllt sitt syfte. Resursförluster är starkt kopplat till följd av linjära
systemet. Linjära systemet har uppmuntrats senaste århundradet av ekonomiska incitament som låga priser på råmaterial och att bortskaffande av avfall har varit billigare i jämförelse med arbetskostnader (Ellen Macarthur Foundation, 2012)
I tidigare arbeten (Li 2012; Su et al. 2013) lyfts fram tre grundprinciper för att åstadkomma cirkulär ekonomi: Reducering, återanvändning och återvinning. Principerna är ordnade efter vad som är mest resurseffektivt, sett till hela processen (Su et al. 2013).
Den högst prioriterade principen reducering, handlar om att i minska behovet av resurser i form av energi och råmaterial samt att minimera uppkomst av avfall vid produktion och användning av produkter (Li 2012; Ghisellini et al. 2016)
Återanvändning sker genom att använda produkten på nytt eller genom underhåll förlänga dess livslängd. Återanvändning minskar miljöpåverkan om produktionen av nya produkter minskar (Li 2012).
Tredje och sista principen, återvinning för att skapa en cirkulär ekonomi sluter kretslopp för
materialflöden. Genom att processa avfall tillvaratas råmaterial som kan återförs in i produktionen av nya produkter. Genom återvinning sluts materialflöden och utvinning av jungfruligt material från naturen minskas (Li 2012; Su et al. 2012).
Dessa tre principer återfinns i avfallstrappan. EU:s mål om 70% av allt byggavfall ska hanteras enligt antigen de två sista principerna. Om gips inte lämpar sig för återanvändning av anledningar nämnt i kapitlet innan, finns endast återvinning kvar som alternativ för att skapa cirkulär ekonomi.
13
4 Faktainsamling
Det här kapitlet presenterar en omvärldsanalys, där exempel baseras på vad som har gjorts utanför Sverige.
4.1 Omvärldsanalys
4.1.1 GYPSOILÅr 2002 startades gipsverksamhet GYPSOIL av agronomen Ron Chamberlain och hans fru, Cheryl, som sökte tillstånd att sälja gips till jordbruk i Indiana. Redan i det tidiga 2000-talet såg agronomen fördelar med att använda gips i sina kunders gårdar. Han konstaterade att markstrukturen blev bättre, sprödare och mjukare. Jorden undvek även skorpbildning och kompaktering. Med tiden bekräftade hans kunder att skörden blev betydligt mer produktiva tack vare de friskare jordarna. Efter
etableringen av varumärket GYPSOlL 2006, började Chamberlain samarbeta med verksamheter som erhöll gips, för att sedan leverera det till odlare.
GYPSOIL använder sig av industrigips och är den ledande leverantören till jordbruksändamål (White 2014). År 2009 slöt företaget ett partnerskap med Beneficial Reuse Management (hädanefter BRM) – organisation som bl.a. arbetar med att skapa möjligheter i att återanvända biprodukter från
tillverkningsprocesser, till bl.a. geotekniska projekt. BRM jobbar alltid enligt tekniska krav och regelverk (BRM).
Vd:n för BRM och chef för GYPSOIL avdelningen, Robert Spoerri, förklarar att de senaste fyra åren har försäljningen av industrigips fördubblats varje år och tror att trenden kommer att fortsätta (White 2014). 25 miljoner ton gips kommer från industriella processer årligen, där gipssten har liten andel. 8 miljoner ton används i gipsskiveindustrin där produkterna är väl lämpade att återanvändas i jordbruket, menar Spoerri. Dock hamnar mer än hälften av allt gipsavfall på deponi (White 2014).
4.1.2 Gipsspridning på åkermark mot fosforförluster
Fosfor ökar växtligheten. Det kan vara en fördel i jordbruket, men också leda till övergödning av mark, sjöar och hav. Övergödning av hav till följd av fosforutsläpp leder till algblomning och syrebrist på havsbottnar. En orsak till utsläpp av fosfor är jordbruket, där det ingår i produkter till gödsling (Johansson, 2016). 2011 stod jordbruket för 35% av utsläppen av fosfor, en annan källa mänskliga aktiviteter (Jordbruksverket, 2016).
Helsingfors universitet och Finlands miljöcentral undersöker möjligheterna att minska fosforförluster från åkermarker till Östersjön, genom spridning av gips. Försöken avser sprida 6200 ton gips på 1550 hektar åkermark som riskerar släppa ut fosfor (Finlands miljöcentral, 2016). Gipset är en biprodukt från framställning av gödningsmedel till jordbruk.
Tidigare studier gjorda av Petri Ekholm (2011) om gips påverkan av fosforförluster från åkermark har han kommit fram till att genom gipsspridning kan förluster av både fosforbundna jordpartiklar och lös fosfor minskas.
Ekholm (2011) uppskattar att om gipsspridning på jordbruket skulle ske på alla 93 000 hektar på leråkrar för Finlands skärgårdshav uppsamlingsområde, kunde fosforförluster minskas med 11%. Första året efter gipsspridning skulle minskningen fosforförlusterna motsvara 57% av Finlands nationella mål, för fosforförluster.
14
4.1.3 WRAP: Recycled gypsym in a novel cementitious material
Waste & Resources Action Programme (WRAP) är ett statligt finansierat avfallshanteringsprogram i Storbritannien och drivs av en ideell organisation startad år 2000. Organisationen arbetar i partnerskap för att uppmuntra konsumenter och företag att återvinna mer. WRAP har ett program för
byggindustrin, för att främja lägre kostnader och bättre användning av material (WRAP).
Cement är ett bindemedel som ingår i flera produkter, exempelvis betong.WRAP har i ett samarbetsprojekt med Skanska UK, Coventry University och Lafarge Plasterboard arbetat för att utveckla nya cementblandningar där gipsskivor och annat mineralavfall återanvänds. Cementen kan sedan användas, t.ex. för grundläggning av vägar. Projektet startade i oktober 2005 och pågick i 16 månader och omfattade laborationstester samt försök på tre byggarbetsplatser.
Gipset som användes i forskningen var bitar av gipsskivor som blivit över vid nyproduktion av byggnader. Det slutliga gipspulvret som återvunnits i laboratoriet, innehöll mindre än 1% halt av pappersfiber (WRAP). Projektet ledde till följande slutsatser:Det nya bindemedlet kunde användas som komponent i cementet för att stabilisera grunder på ler- och/eller sandjordar. Det nya bindemedlet bidrog till långsammare stabilisering av hållfastheten än hos vanlig Portlandcement (även vanlig cement) därför behöver tiden för härdning förlängas (WRAP).
Återvunnet gips kan användas i olika betongblandningar med låg-medium hållfasthet, lämpade för grundläggning av mindre vägar och parkeringsplatser. Det nya bindemedlet bestod av återvunnet material och andra biprodukter och kan alltså användas där cementbaserade produkter krävs (WRAP).
4.1.4 Gips som bränsleadditiv
Biobränslen och brännbart avfall används idag som bränslen i kraftvärmeverk. I ett kraftvärmeverk produceras el och vid producering av el bildas värme som då går till fjärrvärmesystemet.
Förbränning av biobränslen har lett till att kraftvärmeverk fått askrelaterade driftproblem: slaggning i eldstad, beläggningsbildning och korrosion (Paulrud, 2015). Det finns idag halm som skulle kunna användas till förbränning. Halmens innehåll av klor och kalium orsakar dock problem med dessa askrelaterade driftproblem. För att överkomma driftproblemen vid förbränning av halm kan additiv tillsättas (Paulrud, 2015).
Tidigare arbeten visat att svavelbaserade additiv och kalkbaserade additiv kan användas för att klara av dessa driftrelaterade problem. Svavelbaserade additiv används redan idag och reducerar korrosion på överhettare. Eftersom gips (CaSO4) både innehåller både svavel och kalcium skulle det vara av intresse att använda som bränsleadditiv enligt Piotrowska (2013).
Två fullskaleförsök av Paulrud (2015) och Rebbling (2013) har gjorts för att se effekterna av att blanda in gips som additiv till bränslen. I studierna har gipspulver från återvunnet gipsavfall använts som bränsleadditiv och halm som bränsle.
I försöken hade gips och svavel en inblandningsgrad (viktbaserad) på 2% respektive 0,3% till bränslemixen av 20% halm och 80% energived. Paulrud (2015) drar slutsatsen att gips rimligen bör kunna användas som bränsleadditiv för att minska risken för beläggningsbildning och korrosion. Dock behövs i framtiden längre försökserier än projektets fyra försök à ca 24 timmar, för att bevisa
minskning av högtemperaturkorrosion när gips används som additiv i bränslet.
15
5 Genomförande
Det här kapitlet beskriver författarnas tillvägagångssätt av informationssamlingen och vilka metoder som författarna har övervägt.
5.1 Litteratur
Information från litteratur har inhämtats i stort sett under hela arbetsgången. Litteraturen omfattar tidigare rapporter, studentlitteratur, böcker, artiklar, offentliga utredningar och andra dokument.
Litteraturen har inventerats via sökningar på Google Scholar, DiVA Portal och källor som refererats i den först funna litteraturen. Via e-post korrespondens har medverkade personer tipsat om dokument, rapporter och givit kommentarer av relevans för studien.
Inventeringen har gjorts inom ramen för ämnet och har sedan konkretiserats i nulägesbeskrivningen och den teoretiska ramverken.
Vid val av källor har författarna prioriterat förstahandskällor och tidigare rapporter som ligger nära i tiden, för att underlagen för rapporten skall utgöras av “färsk” information. Officiella, privata, statliga och ideella organisationer står bakom källorna.
5.2 Intervju
Intervjun har baserats på intervjuguiden “En kvalitativ metod med tonvikt på intervju” (Hedin 1996).
Intervjufrågorna finns bifogade som Bilaga 1 under kapitlet Bilagor.
Gips Recycling Sverige AB räknas som den största aktören inom gipsåtervinningsbranschen, därför har intervju gjorts med företaget i syfte att få en insyn i vilka utmaningar och möjligheter det finns för att ta emot gipsavfall idag och i framtiden.
Intervjun omfattar 17 frågor som har formulerats på ett lättförståeligt sätt och så att upprepningar undvikits. Frågorna provinspelades för att säkerställa att inspelningen fungerade korrekt. Innan intervjun påbörjades informerade vi intervjuobjektet om vilka vi är, syftet med studien och intervjun, kontaktuppgifter, uppskattad tid, hur materialet ska behandlas och att intervjun spelas in (under förutsättning att intervjuobjektet godkänner).
Under intervjun noterades tiden och anteckningar gjordes för att underlätta den kommande analysen.
Intervjumallen är semi-strukturerad vilket karaktäriseras av öppna frågor snarare än mer exakta och detaljerade. Fördelen med en semi-strukturerad intervju är att den ger informanten andrum och ger möjlighet för följdfrågor. Det utmynnar även i diskussioner som är av intresse för kommande analys (Hedin 1996).
16
5.3 Frågeformulär
Tre frågeformulär skapades på Google Formulär, ett för varje återvinningsområde och med syftet att undersöka de användningsområden som finns beskrivet under omvärldsanalysen.
De användningsområden som undersöktes är jordbruk, cementblandningar och bränsleadditiv.
Enkäterna finns bifogade som Bilaga 2, bilaga 3 respektive bilaga 4 under Bilagor.
Frågorna uppskattas till 12–14 st. och formulerades på ett så enkelt och förståeligt sätt som möjligt.
Frågorna är standardiserade och är inte omotiverat långa.
• Frågeformulär skickades ut till tolv respondenter inom området jordbruk varav sex svarade.
Tre personer meddelade att de inte kunde svara, resterande gick inte att nå vid uppringning.
• Frågeformulär skickades ut till tolv respondenter inom området cement varav sex svarade. En skulle återkomma senare, två kunde inte svara på frågorna, och tre andra gick inte att nå vid uppringning.
• Frågeformulär skickades ut till tio respondenter inom området bränsleadditiv varav fem svarade. Ytterligare en skulle återkomma senare, medan resterande inte har kunnat nås om deras deltagande skulle var möjlig.
Formulären bifogades som en länk i e-postutskicken. Från e-posten framgick vilka författarna är, kort bakgrundsfakta, syfte och mål. Respondenten fick hoppa över frågor som denne inte hade kännedom om. Frågeformulären har fördelen att liten arbetsinsats krävs vid sammanställning jämfört med en intervju. Andra fördelar är att fler respondenter kan nås och då i synnerhet de som verkar på andra geografiska områden och att respondenterna kan överväga sina svar i lugn och ro. Nackdelen jämfört med en intervju har respondenten inte möjlighet att ställa följdfrågor om något verkar oklart, därmed kan svaren som är baserade på missförstånd inte korrigeras.
17
6 Analys
Det här kapitlet behandlar svaren från intervjun och frågeformulären och knyts an till det teoretiska ramverket och genomförande. Därefter avslutas kapitlet med en sammanfattning i tabellform.
6.1 Intervju med Gips Recycling
Intervjuerna har gjorts med Henrik Lassen, VD, på Gips Recycling AB och informationen i detta avsnitt kommer från honom.
Gips Recycling största marknad för återvinning av gipsavfall är den skandinaviska, jämfört med Tyskland, Holland, England och USA. Anledningen är att gipsskivor används i större utsträckning i Skandinavien än i de tidigare nämnda länderna och gipsavfall därför utgör större andel av avfallet från byggen. Returgips från gipsskivor som används till produktion av nya gipsskivor kan ersätta samma mängd naturgips. Det skapar miljövinster eftersom returgips minskar utbrytning av naturgips.
Naturgips som används vid tillverkning av gipsskivor i Sverige kommer från Spanien. Utsläpp från transporter av naturgips från gruvorna i Spanien till fabriker i Sverige kan undvikas genom att gips ersätts av returgips som redan finns i Sverige.
Idag består gipset i skivorna till 10–15% av returgips. Det skulle vara möjligt att tillverka gipsskivor med 100% returgips, men det finns inte tillräckliga volymer gipsavfall för att tillverka skivorna enbart med returgips.
Gips Recycling tar emot gipsavfall från avfallsaktörer och erbjuder själva insamling av gips med lastbilar. Insamlingen sker främst i södra Sverige, nordligast hämtar Gips Recycling med lastbilar från Hudiksvall och Falun, till Bålsta. Om gips ska hämtas längre norrut än Falun behöver det transporteras med tåg för att utsläppen från transporten inte ska vara större än de miljövinster som görs med
återvinningen. Tågtransporterna ökar kostnaderna för Gips Recycling, jämfört med lastbilsinsamling.
Det är inga av Gips Recyclings kunder som är villiga att betala kostnaden för att frakta gips med tåg idag enligt Lassen.
För 13 år sedan fick Gips Recycling betalt av gipsskivetillverkare för gipspulvret. Sedan dess har kontrakten omförhandlats och gipsskivetillverkare får idag gipspulvret gratis av Gips Recycling.
Författarna antar att Gips Recyclings inkomster därför måste komma från aktörer som vill bli av med gipsavfall.
Upphandling av avfallsentreprenörer omfattar oftast alla avfallsfraktioner från byggen, snarare än enskilda avfallsfraktioner såsom gips. Avfallsfraktionerna metall, plast och trä från byggsektorn kan säljas till återvinning, medan gipsavfall medför en kostnad för avfallsentreprenörer att återvinna eller deponera. Avfallsentreprenörers vinstmarginal är liten om gipsavfall är den enda fraktionen som handlas upp och de vill därför hellre arbeta med fraktioner de kan sälja vidare till återvinning med förtjänst.
Många byggherrar och kommuner ställer idag krav på byggentreprenörer och avfallsentreprenörer om att återvinna gipsavfall och kunna visa på vilka de jobbar med, samt hur de hanterar gipsavfall för att undvika att det läggs på deponi. Lassen uppfattar att återvinning ökat successivt med att krav kommit från byggherrar och kommuner. För att klara kraven samarbetar avfallsentreprenörer med Gips Recycling, däremot sker samarbetet ofta inte fullt ut. Lassen beskriver att Gips Recycling får in en del av gipsavfallet till återvinning från samarbetspartners, medan övrigt gipsavfall som inte återvinns deponeras och/eller omklassificeras vid deponier.
18
Anledningen att gips omklassificeras till konstruktionsmaterial vid deponier är att
konstruktionsmaterial inte omfattas av deponiskatten. Omklassificering kan därför sänkta kostnader och öka vinster hos oseriösa aktörer enligt Lassen. Myndigheter och miljöinspektörer har inte möjlighet att följa upp gipsavfallets omklassning vid deponier på grund av tidsbrist. Lassen upplever att uppföljning av asbest och ämnen klassat som farligt avfall prioriteras av myndigheter till nackdel för uppföljning av gipsavfallets hantering. Lassen önskar att uppföljning av gipsavfall skulle
prioriteras högre, emellertid tror han att det inte kommer ske. Lassen tror också att gipsåtervinning inte kommer öka såvida inte myndigheter skärper regler om återvinning och slår ner på aktörer som bryter mot dessa.
Lassen anser att Gips Recycling arbetssätt och avsättning för returgipset är det mest optimala för gipsavfall. Nedan ger han sin syn på dem tre återvinningsområdena.
Jordbruk
En vanlig missuppfattning är att returgips är en ren kalkprodukt och därmed förbises att returgips kan innehålla färg och mögel från gipsskivors ytskikt samt tillsatser från tillverkningen. Lassen nämner att det ska finnas en studie gjord med krossade gipsskivor som sprids på åkrar, där grödors upptagning av ämnen studerats. Studien ska ha visat att tungmetaller från gipsskivor och färg tas upp av grödorna.
Författarna till den här rapporten har letat efter studien som Lassen nämner, men inte kunnat finna den.
Kalkprodukter till jordbruk är dyrt och därför sökes nya kalkprodukter. Lantbrukare har krossat gipsskivor och sedan spridit rester i jorden. Förutom de problem med returgips till åkermark som redan nämnts ovan, är det inte lämpligt att sprida rester från krossade gipsskivor på grund av förmultningen av kartonghöljet runt gipsskivorna. Gipset innesluts av kartongen och löses upp i marken först när kartongen förmultnat. Förmultningen av kartong kräver 10 till 15 år, vilket anses vara lång tid enligt Lassen.
Returgips kommer inte användas inom jordbruket enligt Lassen, för att rening av de gifter och material som följer med gipset skulle vara kostsamt och lantbrukare troligtvis inte kommer vilja använda en produkt som riskerar att förgifta grödor.
Cement
Gips Recycling har deltagit i försök att tillföra returgips i cement tillsammans med cementtillverkare i Sverige. Lassen hävdar att returgips inte är lämpat att använda till cement på grund utav att såpa tillsätts vid tillverkning av gipsskivor och resterna finns kvar i returgipset och verkar som skummedel i cement. Det gör att cement “bubblar som gör att det blir hål”. Huruvida hålbildning i cement har negativ effekt har författarna till rapporten ingen kännedom om. Cementtillverkare har använt returgips tidigare i sina produkter, dock har de slutat eftersom det medför ovan nämnda negativ inverkan med de tillsatser som finns i gipsskivor idag. Att cementtillverkare inte längre kan använda returgips har varit ett avbräck för Gips Recycling.
Bränsleadditiv
Gips Recycling medverkar som leverantör av returgips till ett svenskt forskningsprojekt om
bränsleadditiv. Liknande projekt vet Lassen också pågår utanför Sverige. Projekten är fortfarande i ett tidigt stadium att Lassen inte kan bedöma användningen i framtiden. Gips Recycling har levererat 1,5 ton gipspulver en vecka i april till projektet och sedan ytterligare 1 ton. Det är små mängder anser Lassen, för att vara en viktig avsättning möjlighet för återvunnet gips.
19
6.2 Frågeformulär
Svaren från intervjun och från frågeformulären har analyserats och sammanställts i tre områden;
jordbruk, cement och bränsleadditiv. Utdrag från formulären eller annat som respondenterna hänvisar till kan komma att citeras och anges inom citattecken. Jordbruk
6.2.1 Jordbruk
Lämpligheten att sprida naturgips respektive industrigips på mark
Industrigips innehåller mer föroreningar än naturgips, främst tungmetaller och är därför mindre lämpat att sprida på marker än naturgips. Speciellt gäller det marker som används för matproduktion.
Tungmetallerna tas upp av grödorna som anrikas i näringskedjorna. Enligt regelverket (KRAV:s regel 4.8.8) för ekologisk produktion får endast naturgips användas. Utdrag ur KRAV, s.27:
“Gödselmedlen får inte ha genomgått några processer annat än malning för att inte störa de naturliga processerna i marken. Det är skälet till att mald kalksten och gips från naturliga fyndigheter är de enda former av kalkningsmedel som odlaren får använda”
En respondent menar att “Om industrigips uppfyller miljönormer ser jag ingen skillnad”.
Fördelar med att använda gips i jordbruk
Gips tillför S- (svavel) och Ca- (kalcium) till gödsel där dom behövs. S-tillförseln är speciellt nyttig till korsblommiga växter som kålväxter. Det har visats att gips förstärker aggregatstrukturer genom den s.k. salteffekten för att det är ett relativt lösligt salt (jämfört med t.ex. kalkstensmjöl) men inte så lösligt att det orsakar skördebortfall. Det har antagligen inte samma långtidseffekt som strukturkalk1 men för en tid om 3–4 år kan det förbättra strukturen på lerjordar.
Andra incitament än fördelar i jordbruket att tillvara gipsavfall inom jordbruk
Att tillvara gipsavfall i jordbruket kan minska behovet av att tillföra andra typer av gödning eller mineraler och därmed minska behovet av naturresurser. Men det förutsätter att gipsavfallet är lämpad för att spridas på marker där mat produceras. Respondenterna menar att det är främst de som har hand om byggavfallet som ser nyttan i att tillföra gipset i jordbruket, medan lantbrukarna vill “mer eller mindre av princip inte vill ta emot städernas avfall”.Platser eller områden som skulle ha nytta av att gips tillförs
Lerjordar (med risk för erosion), ekologisk grönsaksodling på friland och i växthus, bär- och fruktodling anses kan ha nytta av tillfört gips.
I USA har det testats tillföra gips längs med ett vattendrag som var utsatt för höga fosforhalter. Det problemet förekommer inte i Sverige, men skulle kunna testas runt deponierna.
Svårigheter med att tillföra gipsavfall i jordbruk
Svårigheterna kan ligga i att gipsen kan vara kontaminerad för tungmetaller och andra föroreningar som exempelvis spik, trä och annat. Är det rent bör det inte vara några problem. Vid eventuell spridning bör det ske under samma förhållande som strukturkalk dvs att det sker i torra förhållanden, noggrann bearbetning och lätt att sprida. Man vet dessutom inte vad effekterna är då långliggande försök inte har gjorts. Om produkten ska användas för markstrukturförbättring måste den vara mycket billig eftersom man måste återkomma vart fjärde år.
1 De fördelar som nämns med strukturkalkning enligt Lantmännen Lantbruk är att jorden torkar upp snabbare, blir jämnare, ger högre skörd, fångar upp fosfor, ger mindre dragmotstånd och ger möjlighet till andra val av grödor.
20
Kännedom om gips från gipsskivor har testats i jordbruk
Ingen av de respondenter som svarat kände inte till om sådana tester har gjorts. Undantaget är intervjun med Gips Recycling, men tyvärr har vi inte kunnat hitta den rapport som Henrik Lassen hänvisar till.
Möjlighet att rena gipset från tungmetaller och annat.
Det hade varit önskvärt att rena gipset från tungmetaller och andra skadliga ämnen innan det tillförs jordbruksmarker för livsmedelsproduktionen eller naturen. Respondenterna “gissar” att det skulle vara svårt och dyrt att rena gipset. Detta är en nackdel då alternativet naturgips har ett lågt pris idag.
Vad behövs göras för att undvika att gips hamnar på deponi
Respondenterna är eniga om att gips bör återvinnas och att material från förbrukade skivor bör används till nya. Utöver det anser en respondent att det inte borde vara ett problem att lägga gips på avfallsupplag och en annan respondent att man kanske skulle kunna testa om man kunde använda gipset som skydd runt de deponier där man har lagrat mycket fosfor t ex i form av slam.
Behov av ändringar i lagar/föreskrifter för utvecklingen av tillämpningsområden för återvunnen gips
Lagändringar som innebär att man gör undantag i gränsvärdena för miljöfarliga ämnen bör undvikas eftersom de finns där av en orsak. Orsaken är förstås att skydda befolkningen så att den mat som produceras på åkrarna idag eller i framtiden inte blir ohälsosam. I övrigt hade man inte uppfattning om lagändringar behövdes eller inte.
Vem/vilka i kedjan från att gipsavfallet uppstår till dess att det används i jordbruket är ansvariga för att regelverken uppfylls
En respondent menar att alla i kedjan bär på ansvaret för att regelverken uppfylls, i övrigt ska den som säljer produkterna för att sprida på åkrar bära på ansvaret. Detta motiveras av att gipset måste testat för oönskade substanser innan det levereras vidare.
21 6.2.2 Cement
Lämplighet att använda naturgips respektive industrigips som tillsats i cement
Såväl naturgips som industrigips kan användas i cementtillverkning.Enligt cementstandarden SS- EN197-1 kan båda sorterna användas men de flesta cementföretag använder FGD-gips förcementproduktion eftersom det är billigt. Naturligt gips förekommer i block/sten och måste slipas om det ska användas i cement. Industrigipsen skall dock uppträda i rätt form av hydrat, dihydrat,
halvhydrat eller anhydrid gips.
En annan respondent menar dock att industrigips har en annan kemi och kristallstruktur “vilket ofta har ställt till med problem” och menar då att man har istället återgått till naturgips. Enligt Cementas2 cementproduktionsbeskrivning uppstår restprodukten gips som återanvänds senare i
produktionsprocessen (Cementa 2017).
Fördelar med att använda gips i cement
Gips är en avgörande komponent i cementtillverkning då det förhindrar att betongen stelnar för fort (icke returgips).
Andra incitament för att tillvara gipsavfall i cement än att det kan vara fördelaktigt för cementen
Alla utom en av respondenter poängterar att tillföra gips från gipsavfall i cement inte är fördelaktigt.
Detta motiveras av den redan tillgängliga FGD-gips och naturgips som finns har höga
kvalitetsstandarden för cement och att gips som ingår i cement går igenom tuffa kvalitetskontroller.
Gips från gipsavfall kan inte medföra samma kvalitetsstandard, såvida inte en förädlingsprocess är möjlig.
Samtliga håller med om att det bästa sättet att återvinna gipsavfall är att tillverka nya gipsskivor.
Platser eller områden som skulle ha nytta av att gips tillförs
Respondenterna är eniga om att avfall bör strävas mot återvinning. De nämner andra alternativa användningsområden som pigment i målarfärg och eller som jordförbättrare.
Att använda returgips som pigment har inte behandlats i rapporten. Författarna resonerar att det skulle vara en olämplig eftersom returgips kan innehålla spår av cellolusafiber.
Svårigheter med att tillföra gips från gipsavfall i cement
Här menar respondenterna att återvunnet gips måste uppnå samma kvalitet och pris som FDG gips om returgips skulle kunna användas i cementtillverkning (FGD-gips redan billig). Svårigheten gäller renhet, kostnader och logistik.
Vad kostnaden skulle vara för att använda returgips vid cementtillverkning relativt kostnaden för att använda industrigips kan författarna till rapporten inte ge svara på.
2 Cementa AB är idag en av Sveriges största cementtillverkare.
22
Kännedom om gips från gipsskivor har testats i cement
En respondent kände till ett försök där man använde gipset som tillsatsmaterial vid malning av cementklinker till cement. Gipsen var inte ren och bestod av organiskt material från pappret som påverkade förloppet i betongens härdning. Övriga respondenter kände inte till om retur av gipsskivor har prövat användas vid cementtillverkning.
I intervjun informerar Gips Recycling om att returgips inte är en ren produkt och kartong kan följa med returgipset samt att skummedel kan orsaka bubblor i cementen. Eftersom två av respondenterna nämner orenhet hos returgipset som en svårighet för att använda det vid tillverkning av cement drar författarna till den här rapporten slutsatsen att returgips är olämpligt att använda för
cementtillverkning.
Vad behöver göras för att undvika att gips hamnar på deponi
I första hand bör förhindras att avfall uppstår, men eftersom det inte helt kan undvikas bör det gipsavfall som ändå uppstår återanvändas. En respondent menar att returgips bör återvinnas som nya gipsskivor än vid tillverkning av cement, eftersom kraven på renhet då är lägre.
Behov av ändringar i lagar/föreskrifter för utvecklingen av tillämpningsområden för återvunnen gips
En av respondenterna svarar på frågan om behovet av ändrade lagar och föreskrifter att hen inte tror att något försök att andra lagar eller föreskrifter genom ”lobby” kommer göras inom 10–15 år.
Oklart om det beror på att inget behov av ändrade lagar eller förskrifter finns, eller om möjligheterna till förändring anses svårt, men respondenten hänvisar till svårigheter med att lobba för återvinningen av andra material i betong. En annan respondent menar att ändringar i betongstandarden (SS 137 003:2008) troligen måste ske och ansvarig organisation skulle då vara SIS. Ytterligare en annan svarade ”piska brukar fungera” vilket förmodas mena att ytterligare press genom regler skulle öka återvinningen. Övriga svarade med “nej” och “vet inte”.
