Statoilbygget på Fornebu har mye aluminium i fasaden.
Statoilbygget på Fornebu har mye aluminium i fasaden. (Foto: Schüco)

Aluminium fra vugge til vugge

Aluminium utgjør modernismen framfor noe annet. Råstoffet er et av de mest internasjonale byggematerialene som finne i verden, i vinduer, dører og fasader. Men aluminium står overfor store miljøutfordringer, derfor arbeider industrien og leverandørene på spreng for at aluminium kan bli enda mer klimavennlig.

  • aluminium
Motta nyhetsbrev fra Fremtidens Byggenæring

Dette er spesielt fascinerende for nordmenn, fordi vi opplever aluminium som genuint norsk, produsert som det er innerst i vestlandsfjorder, på rå fossekraft. For 150 år siden var produkter av aluminium like kostbart som gull, og svært sjeldne. Etter hvert mistet aluminium sin eksklusivitet, som skyldes at utvinningsmetodene ble bedre. På slutten av 1800-tallet kunne lettmetallet framstilles ved elektrolyse, som førte til storskalaproduksjon, også her i landet. Norge inntok raskt en posisjonen som en av verdens aller største produsenter av aluminium.

Gjenbruk av aluminium

Per i dag er det benyttet om lag 220 millioner tonn aluminium i bygg over hele verden. Hvert år tilføres om lag 13 millioner tonn ny aluminium inn i byggesektoren, noe av dette er resirkulert aluminium. Det er fordi aluminium kan resirkuleres på en økonomisk og miljømessig forsvarlig måte.

Brukt aluminium kan resirkuleres i det uendelige, uten tap av kvalitet. Studier fra 2004 viser at innsamlingen av aluminium i europeiske bygninger var mellom 92 til 98 prosent. Bare fem prosent av den energien som trengs for å produsere primæraluminium er nødvendig for å smelte om aluminium til nye formål. Dessuten bidrar resirkulering til reduserte utslipp og endringer i landskapet som følge av gruvevirksomhet og raffinering. Sammenliknet med produksjon av såkalt primær aluminium (nyvunnet ) sparer resirkulert aluminiumskrap store mengder energi og CO2.

«I fremtiden vil vi se en økning av fasader med styringssystemer og automatikk.»

- Thomas Aasen

Resirkuleringsindustrien spiller en viktig rolle i kretsløpet for aluminium. Mengden resirkulert metall øker, og de som resirkulerer har funnet nye og bedre måter å redusere utslippene fra omsmelting av brukt metall. Siden 1980 er mengden gammelt og handlet metall firedoblet fra 5 til 20 millioner tonn. Den årlige produksjonen av primærmetall har økt fra 15 til 44 millioner tonn. Resirkuleringsindustrien omfatter også innsamlere, demonteringsbedrifter, metallgrossister og skrapbearbeidere, som står for innsamling og behandling av skrap.

Fasadene kan i mange tilfeller ferdigstilles som elementer på fabrikk, og komplekse løsninger kan gjennomføres under kontrollerte forhold. Aluminium samles inn og resirkuleres tilnærmet 100 prosent fra byggenæringen og utgjør derfor en evigvarende ressurs etter første gangs fremstilling.

I en artikkel i Glass & Fasade skriver prosjektleder Thomas Aasen i Schüco at fasader av aluminium tidvis blir beskyldt for å representerer et energisluk som bør unngås. Dessuten anklages disse materialene for å påvirke energiregnskapet negativt siden de inneholder mye bunden energi. Vi spurte Aasen hva som har skjedd på veien mot at bruk av aluminium til bygg har blitt mer klimavennlig, og hva som gjenstår for å kunne kalle aluminium et bærekraftig materiale.

– Aluminium og tre benyttet i fasader er tilnærmet likeverdige med hensyn til bærekraft-egenskaper, mener Thomas Aasen i Schüco.
– Aluminium og tre benyttet i fasader er tilnærmet likeverdige med hensyn til bærekraft-egenskaper, mener Thomas Aasen i Schüco. Foto: Schüco

Aasen forteller at i en rapport fra 2015 konkluderer Drees & Sommer GmbH og PE-International (i dag Thinkstep) at aluminium og tre benyttet i fasader er tilnærmet likeverdige med hensyn til bærekraft-egenskaper. Rapporten er utarbeidet av to anerkjente rådgivningsfirmaer innen livsløpsanalyse og bærekraft. Dette skyldes at aluminium er enkelt å vedlikeholde, har lang levetid, enkelt å resirkulerer og at nesten 100 prosent av produsert aluminium kan gjenvinnes til nye produkter.

Verdens ressursbank

Man kan se på beholdningen av benyttet aluminium som en verdens ressursbank. Rundt 75 prosent av all aluminium produsert er fortsatt i bruk, og deler av det har vært gjennom utallige resirkuleringer.

Mange aluminiumprodukter har et langt liv, slik som i bygninger, som fører til at resirkulert aluminium ikke dekker dagens etterspørsel. Resten må dekkes av primæraluminium.

– Etterspørselen etter aluminium er per i dag så høy at kun om lag 25 prosent av behovet i markedet kan dekkes opp med resirkulert materiale. Vi er i en situasjon der om lag alt av skrapaluminium samles inn og resirkuleres, men det er foreløpig mer hensiktsmessig å benytte ”jomfruelig” materiale til avanserte produkter og resirkulert aluminium til enklere uten strenge krav til styrke og overflatekvalitet, forteller Aasen.

I mange land oppmuntrer myndighetene til å resirkulere mer aluminium, og industrien har omstilt seg. Europa og Nord-Amerika har utviklet teknisk avansert resirkuleringsindustri for aluminium, bygd opp i løpet av de siste 70 årene. Japan stanset sin innenlandske produksjon av primæraluminium på 1980-tallet. I stedet benytter de resirkulert aluminium. Kina, India og Russland utvider sine resirkuleringsaktiviteter.

– Først når tilgjengelig skrap-aluminium samsvarer bedre med den totale etterspørselen, vil det gi miljømessig gevinst også å kunne fremstille mer avanserte produkter av resirkulert aluminium. Når det skjer vil industrien naturlig møte markedets behov og etablere nettverk for innsamling, sortering og produksjon som er nødvendige for å sikre en bærekraftig distribusjon, sier han.

«Ved resirkulering behøves kun ca. 5 prosent av energien ved førstegangs produksjon. Derfor kan materialet ses på som en energibank for fremtiden når det først er fremstilt en gang.»

- Thomas Aasen

Aasen forteller at som materiale til fasader har aluminium gjennomgått en rivende utvikling innen isolasjonsegenskaper. Fasader, vinduer og dører som oppfyller passivhuskrav er i dag en realitet, og som erstatning for tidligere oljebaserte tilbehørskomponenter tilbys alternativer basert på fornybart plantemateriale. Aluminium vil med enkelt vedlikehold kunne fungere problemfritt i 50 år som ligger til grunn for EPD-dokumentasjon

Fra vugge til vugge

Schüco er en av de ledende systemleverandørene av vinduer-, dører- og fasadesystemer i aluminium, PVC og stål. Selskapet er til stede i mer enn 80 land, har 4750 ansatte og hadde i 2016 en omsetning på 1.460 milliarder euro.

I tillegg til å tilby materialløsninger hjelper selskapet aktører i byggenæringen med miljødeklarasjoner og resirkulering av materialer. Utgangspunktet deres er det kjente designkonseptet Cradle to Cradle (C2C) (vugg til vugge) utviklet av prof. dr. Michael Braungart, en tilnærming mot konsekvent å sikre effektiv ressursbruk og bærekraft. C2C betyr at produktene må utvikles slik at de i framtiden ikke oppstår som avfall som må kastes. Materialer er verdifulle ressurser, som etter bruk blir fullstendig resirkulert og går inn i kretsløpet igjen på det samme kvalitetsnivå. Filosofien bak C2C baner dermed veien for nye muligheter innen økonomi der gjenbruk er en sentral komponent.

Fakta om aluminium:

Kjemisk symbol er Al, et sølvhvitt lettmetall. Det finnes ikke i ren form i naturen, men bundet til andre grunnstoffer. Aluminium utvinnes av den leiraktige jordarten bauxitt, som først omdannes til aluminiumoksid og deretter elektrolyseres. Aluminiumsproduksjon er svært energikrevende. Selv om aluminium er et av de vanligste elementene i jordskorpa, er det likevel svært sjeldent å finne i metallisk form. Årsaken er at aluminium er et svært reaktiv grunnstoff som danner en kraftig kjemisk binding med oksygen.

 

Den industrielle framstillingen av aluminium foregår i dag ved elektrolyse i en flytende saltløsning, også kalt «bad» eller «smelte». Aluminiumoksid i pulverform løses da opp i et «bad» som stort sett består av kryolitt, aluminiumfluorid og kalsiumfluorid ved en temperatur på rundt 950-960°C.

 

Norsk Hydro er verdens tredje største produsent av aluminium på grunn av rikelig tilgang på elektrisk energi. Norsk Hydro, Alcoa og Alcan har til sammen sju smelteverk fra Lista i sør til Mosjøen i nord. Det faktum at norsk aluminium framstilles ved hjelp av miljøvennlig vannkraft gjør at CO2-utslippet per tonn Al blir bare 1/10 av utslippet ifra et smelteverk som drives med strøm ifra et kullkraftverk, noe som er vanlig i f. eks Kina.

Schüco regnes som en av pionerene i utviklingen av C2C-sertifiserte produkter i byggenæringen. Selskapet forventer at behovet for og dermed etterspørselen etter disse sertifikatene vil øke betraktelig siden ingen andre systemer dekker bærekraft på produktnivå som er så omfattende og konsekvent. Selskapets to produktserier innen dører og vinduer med aluminium er sertifisert i samsvar med kravene til det amerikanske Cradle to Cradle Products Innovation Institute.

Norsk forskning på resirkulert aluminium

Den industrielle framstillingen av aluminium foregår i dag ved elektrolyse i en flytende saltløsning, også kalt «bad» eller «smelte». Aluminiumoksid i pulverform løses da opp i et «bad» som stort sett består av kryolitt, aluminiumfluorid og kalsiumfluorid ved en temperatur på rundt 950-960°C.

Aasen forteller at det store energiforbruket skjer ved første gangs fremstilling av aluminium, såkalt primær aluminium.

–Ved resirkulering behøves kun ca. 5 prosent av energien ved førstegangs produksjon. Derfor kan materialet ses på som en energibank for fremtiden når det først er fremstilt en gang, sier han.

Hydro har satt seg strategiske mål for å øke sin produksjon av resirkulert aluminium. Sammen med NTNU og SINTEF ser man nærmere på hvordan kan selskapet kan opprettholde høy og forutsigbar kvalitet ved bruk av mer resirkulert metall i produktene. I et samarbeidsprosjekt skal de også komme fram til hvordan tapet av metall i smelteprosessen kan reduseres, hvordan man kan gjenvinne mer energi fra organiske materialer i belegg og hvordan utvikle nye legeringer som er lettere å resirkulere.

Grønn merking

Noen myndigheter og miljøorganisasjoner ønsker seg “grønn merking” av produkter som inneholder mye resirkulert materiale. Ettersom tilgangen på aluminiumskrap er begrenset, kan slik merking føre til en diskriminering av aluminium i forhold til andre materialer. Med andre ord: For å øke innholdet av resirkulert materiale i et aluminiumprodukt, må vi redusere tilsvarende innhold i et annet produkt.

Aluminium har høy markedsverdi, noe som betyr at nesten alt skrap vil bli brukt til resirkulering heller enn å bli kastet eller lagret.

Fremtidens produkter

Aasen forteller at, relatert til klimabelastning vil produksjonsmetodene for aluminium forbedres kontinuerlig.

– Vi kan også tenke oss produksjonsmetoder som tillater direkte gjenbruk av materialer uten den miljøbelastningen ny produksjon innebærer. Av byggesystemer for fasader vil vi antakelig se en økende grad av modulproduksjon, der komponenter enkelt kan skiftes ut ved endrete behov og gir enkel demontering ved riving. I fremtiden vil vi se en økning av fasader med styringssystemer og automatikk. Profilsystemer av aluminium er godt egnet for å implementere ulike komponenter, teknologi og kabelføringer ved fremstilling av elementer på verksted, forteller Aasen.

TRE/15. desember 2017

Industrielt trebyggeri gir store muligheter for utviklingen av byggenæringen

Det har i løpet av de senere år blitt oppført en stor mengde store byggeprosjekter med tre som hovedmateriale. Dette omfatter blant annet skoler, boligblokker, næringsbygg, idrettsbygg og omsorgsbygg. Disse prosjektene har i hovedsak benyttet ulike typer trebaserte industrialiserte konsepter. Dette var ett av temaene på TTF’s årlige julemøte nylig. Les hele saken

Til toppen