30. júlí 2000 | Aðsent efni | 4136 orð | 5 myndir

Stóriðja

UM ÁL, VINNSLU ÞESS OG NOTKUN

Tafla 1. Losun gróðurhúsalofttegunda vegna álvinnslu við mismunandi vinnsluaðferðir raforkunnar til hennar. (kg CO2/kg áls).
Tafla 1. Losun gróðurhúsalofttegunda vegna álvinnslu við mismunandi vinnsluaðferðir raforkunnar til hennar. (kg CO2/kg áls).
[ Smellið til að sjá stærri mynd ]
Íslensk stjórnvöld eiga hrós skilið fyrir að vilja ekki skrifa undir Kyoto-bókunina í óbreyttri mynd, segir Jakob Björnsson í grein sinni um álframleiðslu.

1. Inngangur

Allmikið hefur verið rætt um álvinnslu hér á landi að undanförnu í tengslum við skoðanaskipti sem orðið hafa í fjölmiðlum um hana og tilheyrandi virkjanir. Hér á eftir verður fjallað nokkuð almennt um þennan merka málm, vinnslu hans og notkun.

2. Hvað er ál?

Ál er eitt frumefnanna. Það er léttur málmur. Eðlisþyngd þess er aðeins 35% af eðlisþyngd járns og 30% af eðlisþyngd kopars svo tekið sé dæmi af algengum málmum. Það er því ekki að undra að ál er notað þar sem léttleiki skiptir miklu máli, t.d. í flugvélar, en bolur og vængir þeirra eru að 90 hundraðshlutum og þar yfir gerðir úr áli og álblöndum. Ál er í vaxandi mæli notað í önnur farartæki líka, svo sem bíla og járnbrautarvagna. Við það verða þau léttari og þar með þarf minni orku til að knýja þau. Ál er þannig orkusparandi í samgöngum. Að því verður nánar vikið síðar.

Ál kemur ekki fyrir óbundið í náttúrunni heldur í samböndum við önnur efni; fyrst og fremst súrefni. Talið er að álsambönd myndi 8% af jarðskorpunni. Ál er þriðja algengasta frumefnið og algengasti málmurinn í henni.

3. Úr hverju er ál unnið og hvernig?

Það álsamband í náttúrunni sem mest er notað til álvinnslu nefnist báxít á íslensku en bauxite á öðrum Evrópumálum. Heiti þess er dregið af bænum Les Baux í Suður-Frakklandi. Báxít er til í miklu magni og finnst aðallega í hitabeltislöndum og heittempruðum löndum, en einnig víðar, t.d. sums staðar í Evrópu. Báxít inniheldur svonefnt súrál, sem á efnafræðimáli kallast áltríoxíð (Al2O3). Aðskotaefnin eru hreinsuð frá súrálinu. 2 til 3 kg af báxíti þarf til að fá 1 kg af súráli; mismunandi eftir því hversu súrálsauðugt báxítið er. Til að vinnsla á báxíti svari kostnaði má súrálsinnihald þess helst ekki vera undir 40%. Súrálið er fíngert hvítt duft. Úr því er álmálmur unninn með rafgreiningu. Sú vinnsla er einn sá raforkufrekasti iðnaður sem til er. Það þarf um 15 kWh af raforku til að vinna 1 kg af áli. Raforkukostnaður er af þeim sökum umtalsverður hluti heildarkostnaðar við álvinnslu og greiður aðgangur að raforku á ekki allt of háu verði er ein frumforsenda hennar.

Báxítið er unnið í námum á yfirborði. Jarðveginum er flett ofan af því og hann geymdur þar til náman hefur verið tæmd. Þá er honum dreift yfir hana og plantað í hann, annað hvort upphaflegum gróðri að hluta til eða nýjum gróðri, svo sem grasi til búfjárræktar eða skógi.

Báxítið er þvegið og malað og leyst við háan hita og þrýsting upp í vatni sem inniheldur vítissóda. Vökvinn inniheldur þá uppleyst natríumálnítrat og óuppleysta hluta úr báxítinu sem hafa að geyma járn, kísil og títaníum. Þessi óuppleysti báxítúr
gangur, sem nefnist einu nafni "rauðleðja", botnfellur úr vökvanum og er fjarlægður. Vökvanum með natríumálnítratinu er síðan dælt í stóra úrfellingartanka þar sem súrálið er botnfellt. Botnfallið er hitað í um 1100°C til að reka úr því kemískt bundið vatn. Eftir verður hvítt duft, hreint súrál. Vítissódalausnin er hirt og hún notuð aftur.

Tvö kg af súráli gefa eitt kg af áli.

Til að vinna ál úr súrálinu er það fyrst leyst upp í bráðnu krýólíti (natríumál-flúóriði á efnafræðimáli) í stórum stálkerum sem klædd eru innan með kolefni (grafíti). Mjög sterkum rafstraumi, gjarnan um 150.000 amper eða meira, en með lágri spennu, örfáum voltum, er hleypt í gegnum krýólítupplausnina frá jákvæðu rafskauti úr kolefni yfir í kolefnisklæðninguna innan í stálkerinu sem neikvætt rafskaut. Fljótandi ál safnast fyrir á botni kersins sem sogað er burt við og við yfir í geymsluofn. Stundum er blandað þar öðrum efnum í álið eftir því hvaða álblöndu er óskað eftir, það síðan hreinsað og venjulega steypt.

Dæmigert álver hefur um 300 ker og framleiðir árlega í kringum 125.000 tonn af áli. En sum nýjustu álverin eru miklu stærri, með árs-afköst á bilinu 350.000-400.000 tonn.

Fyrir heiminn í heild er meðal-raforkunotkun 15,7 kWh á kg af áli. Það meðaltal nær yfir mörg gömul álver. Í nýtísku álverum með bestu fáanlega tækni er notkunin um 14 kWh/kg. Með bættri hönnun og endurbótum á framleiðsluferlinu hefur raforkunotkunin farið lækkandi úr nálægt 21 kWh/kg á sjötta áratugnum.

Álið er um 900°C heitt þegar því er hellt í mótin en bræðslumark áls er hins vegar aðeins 660°C. Varminn sem fæst þegar álið kólnar niður í bræðslumarkið er í mörgum álverum notaður til að bræða ál til endurvinnslu sem þannig er blandað saman við hráálið. Endurvinnsla á áli þarf aðeins 5% þeirrar orku sem þurfti til að framleiða það úr súráli, þannig að mikill orkusparnaður og skilvirkni í notkun á iðnaðarvarma felst í því að blanda endurunnum málmi í nýmálminn. Enginn munur er á gæðum eða öðrum eiginleikum endurunnins málms og nýmálms.

Álbræðsla þarf að vera samfelld. Ekki er auðvelt að stöðva álver og setja það í gang aftur. Stöðvist framleiðsla vegna rafmagnsbilunar í lengri tíma en fáeinar klukkustundir storknar málmurinn í kerunum og það þarf að endurnýja þau, sem er mjög dýrt.

Grafítfóðrunin innan í kerunum hefur takmarkaðan endingartíma og það þarf því að endurfóðra þau við og við.

Flest álver framleiða 99,7% hreint ál, sem nægir til flestra nota. En ofurhreint ál, 99,99%, er nauðsynlegt til sumra sérhæfðra nota, einkum þar sem þörf er á mikilli mýkt eða góðri rafleiðni. Sá litli munur sem er á hreinleika áls úr kerunum og ofurhreins áls hefur í för með sér verulegar breytingar á eiginleikum málmsins.

Dæmigert nýtísku álver með 375.000 tonna afköstum á ári, byggt á alveg nýjum stað, kostar um 1,6 milljarð bandaríkjadala, eða nálægt 120 milljörðum króna.

4. Hversu mikið ál er framleitt í heiminum og hvar?

Heimsframleiðslan á hrááli var um 22 milljónir tonna 1998, en því til viðbótar var endurunnið ál um 7 milljónir tonna á ári.

Vegna þess hve álvinnsla er raforkufrek eru álver staðsett þar sem greiður aðgangur er að raforku úr vatnsorku, jarðgasi, kolum eða kjarnorku; eins ódýrri og völ er á. Sum álver eru á afskekktum stöðum og fá rafmagn sitt frá orkuverum sem sérstaklega eru reist þeirra vegna.

Hagkvæm vatnsorka, sem lengi hefur staðið undir meirihluta álvinnslu í heiminum - og gerir raunar enn - er að verða fullnýtt í mörgum helstu iðnríkjum heims eins og yfirlitið hér að neðan yfir nýtingu hagkvæmrar vatnsorku í nokkrum þeirra 1997 sýnir. Nýtingin á Íslandi er sýnd til samanburðar.

Sviss100%

Spánn 99%

Frakkland 95%

Bandaríkin 92%

Þýskaland 91%

Japan 70%

Portúgal 69%

Ítalía67%

Austurríki66%

Kanada64%

Noregur58%

Svíþjóð57%

ÍSLAND12%

Miklar breytingar eru að verða á raforkumarkaði margra landa; bæði iðnríkja og þróunarlanda. Samkeppni hefur víða verið innleidd og samtengd raforkukerfi ná nú mun víðar en áður, þar á meðal til vatnsorkuríkra landa, eins og t.d. Noregs, sem áður bjuggu að mestu að sínu í raforkumálum. Raforkuframleiðendur í þessum löndum eiga nú aðgang að mörkuðum þar sem verð raforku ræðst af því hvað það kostar að framleiða hana úr eldsneyti eða kjarnorku. Þeir geta því selt sitt vatnsorkurafmagn á verði sem er hærra en álvinnsla getur með góðu móti greitt. Hún á því undir högg að sækja í slíkum löndum. Nú síðast hefur Noregur bæst í þennan hóp. Þetta hefur þau áhrif að álframleiðendur, sem til þessa hafa keypt rafmagn á hagstæðu verði eftir langtímasamningum, geta ekki lengur vænst þess að fá þá endurnýjaða á svipuðum kjörum og áður. Þessir framleiðendur leita nú í vaxandi mæli til annarra landa eftir raforku og hyggjast flytja starfsemi sína þangað. Þetta er m. a. orsökin fyrir áhuga norskra álframleiðenda á Ís-landi, Trinidad og ýmsum löndum í Mið-Austurlöndum sem auðug eru að jarðgasi.

Af þeim löndum sem talin eru hér að framan hafa öll nema Ísland nýtt hátt í fimm sinnum stærri hlut hagkvæmrar vatnsorku sinnar en Ísland hefur gert, eða meira. Þegar það bætist við aðgang þeirra að almennum raforkumarkaði, sem Ísland á ekki kost á vegna legu sinnar, verður sérstaða Íslands sem álitlegs álvinnslulands enn meira áberandi. Því er ekki að undra þótt álfyrirtæki sýni áhuga á að kanna möguleikana hér á landi.

Ál er nú unnið í meira en 120 álbræðslum víðs vegar um heim; bæði í iðnríkjum og þróunarlöndum. Hlutur iðnríkjanna er þó yfirgnæfandi eins og 1. mynd gefur ljóslega til kynna.

Því er stundum haldið fram í deilum um álvinnslu hér á landi að hún og tilheyrandi virkjunarframkvæmdir geri Íslendinga að "þriðja heims þegnum" því að þess konar iðja sé nú helst stunduð í þriðja heiminum; þróunarlöndunum. Myndin sýnir ljóslega hvílík fjarstæða það er.

5. Til hvers er ál aðallega notað?

Ál er haft til mjög fjölbreytilegra nota nú á tímum. Dæmi:

Valsað ál, gjarnan blandað kísil og járni, er notað eins og segir hér að neðan. Mangan og magnesíum er einnig notað í sama tilgangi. Ofurhreint ál (99,99% hreint) er haft í sérhæfða hluta í farartækjum og raftæki.

Í hluta í vélar og raftæki, svo sem í varmaskipta og teina í tengivirkjum. Einnig í örsmá rafeindatæki og í ker þar sem efnahvörf í efnaverksmiðjum fara fram.

Í einangrun, þök, rennur og niðurföll í byggingum.

Í geyma og umbúðir um matvæli, þar á meðal dósir undir drykkjarvörur og búnað fyrir framreiðslu matar.

Í plötur fyrir steinprentun í prentiðnaðinum.

Steypt ál, venjulega blandað kísil og kopar, er haft í létta hluta í ökutæki, flugvélar, skip og geimför.

Almennt í vélahluta þar sem nauðsyn er á léttleika og viðnámi gegn tæringu.

Skraut á byggingum þar sem léttleiki og gott útlit eru mikilvæg atriði.

Hátæknibúnað fyrir heimili og skrifstofur.

Útpressað ál, venjulega blandað magnesíum og kísil er haft til almennra nota, en flóknari álblöndur þar sem þörf er á miklum styrkleika. Dæmi:

Léttar klæðningar og burðarhlutar í flugvélar, geimför, járnbrautarvagna, bíla, flutningavagna, skip, byggingar, brýr og umferðarmerki.

Rafmagnsvörur, svo sem ljósabúnað, hreyfla, heimilisraftæki og raforkukerfi.

Notkun á áli í samgöngutæki er sívaxandi, ekki síst vegna þarfarinnar á að draga úr eldsneytisnotkun farartækja, bæði í sparnaðarskyni og til að hafa hemil á gróðurhúsaáhrifunum. Að því er vikið nánar síðar.

6. Hverjar eru framtíðar- horfur í álnotkun?

Ál er mjög ungur málmur. Breskur vísindamaður, Sir Humprey Davy, uppgötvaði tilvist hans árið 1808 og 1825 framleiddi danski náttúrufræðingurinn H. C. Ørsted örlítið af álmálmi í rannsóknarstofu. Árið 1827 skilgreindi Þjóðverjinn Wöhler iðnferli til að framleiða álduft með því að láta kalíum hvarfast við þurrt álklóríð. Aðferðin var síðar endurbætt af Frakkanum Henri Sainte-Clare Deville svo að úr varð nothæft iðnferli til framleiðslu í atvinnuskyni. Það var hins vegar mjög dýrt iðnferli því að álið var dýrara en bæði platína og gull. Sú saga er sögð að Jósefína, drottning Napóleons mikla, hafi verið "hamingjusamasta kona heims" þegar eiginmaður hennar gaf henni hring úr áli. Allar vinkonur hennar áttu gullhringa í tugatali en engin þeirra átti þvílíkt djásn sem álhring! Árið 1886 uppgötvuðu Frakkinn Paul Louis Toussant Héroult og Bandaríkjamaðurinn Charles Martin Hall, hvor í sínu lagi og án þess að vita hvor af öðrum, nýja rafgreiningaraðferð til framleiðslu á áli sem er grundvöllur allrar álframleiðslu í dag enda þótt aðferðin hafi verið endurbætt síðan. Aðferðin nefnist síðan Hall-Héroult iðnferlið. 1888 voru fyrstu álfélögin stofnuð í Frakklandi, Sviss og Bandaríkjunum. Árið 1900 voru framleidd 8 þúsund tonn af áli í heiminum en um 22 milljónir tonna 1998.

2. mynd sýnir álnotkun á mann 1975-1995 í Evrópu, Bandaríkjunum og Japan. Meðalvöxtur álnotkunar á mann á árabilinu 1975-1995 hefur verið um 3,7% í Evrópu, 2,1% í Bandaríkjunum og 4,8% í Japan. Vöxturinn í Japan endurspeglar hinn hraða hagvöxt eftirstríðaáranna þar í landi. Að vöxturinn í Bandaríkjunum á þessu tímabili hefur verið mun hægari en í Evrópu og Japan skýrist af því að Bandaríkjamenn hafa verið á undan bæði Evrópumönnum og Japönum í ál-notkun sem sést á því að árið 1975 var notað meira en tvöfalt meira ál á mann þar en í Evrópu og Japan. Búist er við 2,5% vexti í álnotkun á mann í Evrópu til lengri tíma litið. Í þróunarlöndunum er álnotkun enn sem komið er lítil borið saman við þessar tölur. En mörg þróunarlönd eru óðum að iðnvæðast; ekki síst hin fjölmennustu þeirra, Kína og Indland, svo og löndin í Suður-Ameríku. Iðnvæðingin og bættur efnahagur kallar á meiri álnotkun. Búist er við að mannkyninu fjölgi á árabilinu 1990-2020 um 2,1 milljarð, úr 5,3 milljörðum 1990 í 7,4 2020. Fjölgunin hefur í för með sér meiri álnotkun. Vaxandi ferðamennska hefur einnig í för með sér meiri álnotkun í flugvélasmíði og notkun áls mun aukast í smíði annarra samgöngutækja á kostnað annarra efna, vegna viðleitninnar til að spara orku í samgöngum. Það er því enginn vafi á að álnotkun á eftir að stóraukast í heiminum á næstu áratugum. En vegna vaxandi endurvinnslu á áli mun framleiðslan á hrááli vaxa nokkru hægar en álþörfin í heild. En hún vex samt.

Í umræðum hér á landi um álvinnslu og virkjanir er því stundum haldið fram að álvinnsla sé "starfsemi gærdagsins". Nú er það svo augljóst að ekki þarf um að deila að engin starfsemi getur orðið "starfsemi gærdagsins" fyrr en þær þarfir sem hún miðar að því að uppfylla eru orðnar "þarfir gærdagsins", þ.e. þegar ekki er lengur eftirspurn eftir afurðum hennar. Álvinnsla verður þá fyrst "starfsemi gærdagsins" þegar eftirspurn eftir áli hverfur og eitthvað annað kemur í þess stað. Engar horfur eru á að það verði næstu hálfa öldina eða lengur.

7. Áhrif vinnslu og notkunar áls á losun gróðurhúsalofttegunda

7.1 Áhrif álvinnslu

Álvinnslu fylgir losun á gróðurhúsalofttegundum út í andrúmsloftið. Annars vegar er það koltvísýringur, sem er megin gróðurhúsalofttegundin í heiminum, og hins vegar flúorkolefni, sem hafa milli 6.000 og 9.000 sinnum meiri hnattrænan hitunarmátt en kol-tvísýringur og eru þannig sem því svarar öflugri gróðurhúsalofttegundir en hann. Á móti kemur að magn þessara efna er afar lítið í nýtísku álverum sem búin eru nútíma stýritækni.

Flúorkolefnin losna eingöngu frá kerum álversins. Magn þeirra er því óháð því hvar álverið er staðsett og hvernig rafmagnið til þeirra er framleitt. Koltvísýringurinn stafar hins vegar sumpart frá kerum álversins og notkun eldsneytis í því. Sá hluti er einnig óháður staðsetningunni og vinnsluaðferð raforkunnar. En sumpart stafar hann frá vinnslu raforkunnar sem álverið notar. Sá hluti koltvísýringsins er háður því hvernig raforkan er unnin. Af raforkuverum sem brenna eldsneyti er hann mestur frá kolaorkuverum, nokkru minni frá olíuorkuverum og minnstur frá jarðgasorkuverum. Enn minni er þessi hluti frá vatnsorku- og jarðhitastöðvum og frá kjarnorkustöðvum losnar enginn koltvísýringur. Koltvísýringur frá jarðhitastöðvum kemur upp úr borholunum með djúpvatninu og nemur oft í kringum 10% af losuninni frá jafn stórri kolastöð. Hjá vatnsaflsstöðvum stafar hann eingöngu frá rotnandi plöntuleifum í miðlunarlóninu. Magnið er breytilegt frá því að vera hverfandi, 0,1% eða minna af losuninni frá jafnstórri kolastöð í löndum eins og Íslandi, upp í 10 til 20% frá vatnsaflsstöðvum í hitabeltinu. Hér er reiknað með 15%. Orsök þess að magnið er svona lítið í löndum eins og Íslandi er sú að einungis hluti þess lands sem fer undir miðlunarlón er gróinn og gróðurhulan er bæði gisin og þunn. Hjá vatnsaflsstöðvum í hitabeltinu er lónsstæðið oft þakið þéttum og gróskumiklum trjágróðri og þar losnar því miklu meiri koltvísýringur.

Gróðurhúsaáhrif frá álvinnslu sem notar rafmagn úr kjarnorku eða vatnsorku sem framleidd er við aðstæður eins og á Íslandi felur í sér lágmark slíkra áhrifa frá slíkum iðnaði hvar sem er í heiminum.

Tafla 1 sýnir losun á gróðurhúsalofttegundum frá nýtísku álveri, sem búið er bestu tækni, eftir því hvernig raforkan til þess er framleidd, í kg af koltvísýringi á hvert kg af áli. Tölurnar fyrir flúorkolefnin sýna koltvísýringsígildi þeirra, þ.e. það magn koltvísýrings sem hefur jafn mikinn hnattrænan hitunarmátt og þau. Í eldri álverum, án tölvustýringar á rekstri keranna, getur losun flúorkolefna verið tíföld eða meira á við það sem taflan sýnir og heildarlosun gróðurhúsalofttegunda frá slíku álveri sem fær raforku úr kjarnorku þar með orðið 3,7 kg CO2/kg áls eða meir, í stað 1,9 kg.

Taflan ber með sér það sem áður var sagt að losun gróðurhúsalofttegunda frá kerum álversins er hin sama hvernig sem rafmagnið er framleitt. Þar eð flúorkolefnin koma eingöngu frá kerunum er magn þeirra einnig óháð vinnsluaðferð raforkunnar. Aftur á móti er heildarmagn koltvísýringsins mjög háð henni eins og næstaftasti dálkurinn sýnir ljóslega. Því er eðlilegt að bera magn hans saman þegar gróðurhúsaáhrif álvera eru borin saman eftir vinnsluaðferð raforkunnar.

Aftasti dálkurinn sýnir svonefnt koltvísýringshlutfall, sem er heildarmagn koltvísýrings frá álverinu sjálfu og raforkuvinnslu í hlutfalli við magnið frá álveri sem fær raforkuna úr kjarnorku eða vatnsorku við íslenskar aðstæður. Frá álveri sem notar rafmagn frá kolastöð losnar 8,7 sinnum meiri koltvísýringur samkvæmt töflunni en frá álveri á Íslandi eða ef rafmagnið er framleitt úr kjarnorku. Koltvísýringurinn frá eldsneytiskyntri rafstöð er í öfugu hlutfalli við nýtni stöðvarinnar; þ.e. það magn raforku sem fæst úr hverri orkueiningu í eldsneytinu sem brennt er. Í töflunni er reiknað með nýtni í nýlegum eldsneytisstöðvum, en hún er mun hærri en meðalnýtni eldsneytisstöðva í heiminum sem nú framleiða rafmagn til álvinnslu. Væri reiknað með meðalnýtninni færi koltvísýringshlutfallið yfir 10 fyrir kolastöðvar.

7.2 Áhrif álnotkunar á losun gróðurhúsalofttegunda

Samkvæmt töflu 1 er heildarlosun gróðurhúsalofttegunda vegna álvinnslu 1,9 kg af koltvísýringi eða ígildi hans á hvert kg af áli ef rafmagnið til vinnslunnar kemur annað hvort frá kjarnorkustöð eða vatnsaflsstöð við íslenskar aðstæður. Með núverandi tækni er þetta hin minnsta losun sem náð verður í álvinnslu. Þyki hún of mikil er ekki um annað að ræða en að láta það vera að framleiða ál. Myndi það draga úr heildarlosun gróðurhúsalofttegunda? Skoðum þá spurningu aðeins nánar.

Ál er léttur málmur, eins og áður er á minnst. Léttleiki álsins ræður miklu um það hversu eftirsótt það er til margra nota. Alveg sérstaklega á þetta við um notkun þess í samgöngutæki, bíla, flugvélar, járnbrautarvagna og skip. Þannig er ál og álblöndur um 80% af heildarþyngd tómrar faraþegaþotu , en 90% eða meira af efninu í bol hennar og vængjum. Í öðrum farartækjum er hlutfallið lægra. Álið gerir þessi farartæki léttari en ef þess nyti ekki við og veldur því að minna eldsneyti þarf til að knýja þau áfram. Þetta á einnig við um rafknúnar járnbrautarlestir ef eldsneyti er notað til að framleiða rafmagnið sem knýr þær. Ál er líka notað í margs konar aðrar vörur sem við það verða léttari ef ef aðrir málmar, eins og járn, væru notaðir í þær. Flutningur á vörunum krefst af þeim sökum minna eldsneytis. Þar á meðal er ál notað í umbúðir um vökva. Áldósir eru léttari en glerflöskur og minna eldsneyti þarf því til að flytja vökva þannig. Sá sparnaður kemur til viðbótar sparnaðinum af því að nota ál í sjálft flutningstækið. Minni eldsneytisnotkun leiðir af sér minni losun á koltvísýringi.

Reiknað hefur verið að hvert kílógramm af áli sem notað er í venjulegan fólksbíl í stað þyngri málma spari andrúmsloftinu 20 kg af CO2 yfir endingartíma bílsins. Þá er ekki gert ráð fyrir að álið sé endurunnið. Sé það gert eykst sparnaðurinn þar eð endurvinnslan útheimtir aðeins 5% þeirrar orku sem fór í að vinna hráálið í byrjun. Fyrir flugvélar er tilsvarandi sparnaður af álnotkun margfaldur á við þetta. Hann er svipaður fyrir vörubíla en eitthvað minni fyrir járnbrautarvagna. Ef við notum þessi 20 kg sem meðaltal fyrir hvert kg af áli sem kemur í stað annarra málma í flutningstækjum yfirleitt höfum við vanmetið sparnaðinn talsvert. Ef við síðan reiknum með að 30% af öllu hrááli sem framleitt er sé notað í farar- og fluningstæki, sem mun ekki vera fjarri lagi, þá samsvarar áðurnefndur 20 kg sparnaður fyrir andrúmsloftið á hvert kg af áli í farar- og flutningstækjum 6 kg af CO2 á hvert kg af hrááli. Til viðbótar því kemur sparnaður af léttari vörum í vöruflutningum.

Í töflu 2 er heildarlosun á gróðurhúsalofttegundum vegna álvinnslu við mismunandi vinnsluaðferðir raforkunnar til hennar borin saman við ofangreindan sparnað, 6 kg af CO2 á kg af áli. Þar sést að fyrir þann hluta álvinnslunnar sem fær raforku úr kolum, olíu eða jarðgasi er nettósparnaðurinn neikvæður. Sá samdráttur í losun á koltvísýringi sem notkun áls í stað þyngri málma í samgönguttækjum hefur í för með sér er minni en sú losun sem fylgir vinnslunni á álinu. Öfugt er þessu farið ef álverið fær rafmagn úr kjarnorku eða vatnsorku. Þar er nettósparnaðurinn jákvæður; sparnaðurinn af notkun álsins er meiri en losunin samfara vinnslu þess. Þetta á við um álvinnslu á Íslandi, byggða á vatnsorku og reyndar á jarðhita líka. Hún stuðlar þannig að samdrætti í heildarlosun gróðurhúsalofttegunda í heiminum.

Með skiptingu álvinnslunnar í heiminum á orkulindir eins og hún var 1998, sem einnig er sýnd í töflu 2, er heildarsparnaðurinn í heiminum af því að nota ál í samgöngum neikvæður um 0,8 kg CO2 á hvert kg af áli sem framleitt var í heiminum.

Meginorsök þessarar neikvæðu útkomu er mikil hlutdeild kola í raforkuvinnslu til álframleiðslu, 31,4% 1998, sem hefur farið vaxandi undanfarin ár. Ef hlutdeild vatnsorku vex á ný og jarðgas og kjarnorka ná til sín stærri hlut á kostnað kolanna getur heildarútkoman orðið jákvæð, þ.e. að samdrátturinn í losun koltvísýrings vegna notkunar áls í samgöngum verði meiri en sú losun sem fylgir framleiðslu þess þegar á heildina er lítið. Aukin álvinnsla í vatnsorkuríkum löndum eins og Íslandi stuðlar að því.

Sumir kunna að vilja gera þá athugasemd að í lágmarks-losunartölunni fyrir álvinnslu, 1,9 kg CO2/kg áls, sé ekki meðtalin sú losun sem fylgir námi báxítsins úr jörðu, vinnslu súrálsins úr því og flutningi þess til álversins, né heldur flutningi álsins á markað. Það er rétt. En á móti kemur að í sparnaðartölunni, 6 kg CO2/kg áls, er heldur ekki meðtalin sú losun sem fylgir námi úr jörðu á því málmgrýti sem þeir málmar væru unnir úr sem álið kemur nú í staðinn fyrir, né sú sem fylgir flutningi þess málmgrýtis, vinnslu málma úr því eða flutningi þeirra málma á markað. Samanburðurinn þarna á milli er álinu síst í óhag.

Framleiðsla á áli með bestu fáanlegri tækni og rafmagni úr vatnsorku við íslenskar aðstæður, eða kjarnorku, hefur í för með sér losun gróðurhúsalofttegunda er nemur 1,9 kg á hvert kg af áli. Væri sá kostur tekinn að hætta alveg að nota ál, en nota aðra málma í þess stað, leiddi það til 6 kg meiri losunar á CO2 fyrir hvert kg af áli sem hætt er að nota.

Álvinnsla með rafmagni úr íslenskri vatnsorku og með bestu fáanlegri tækni hefur þannig ekki aðeins í för með sér minnstu losun gróðurhúsalofttegunda sem fylgt getur framleiðslu á áli, heldur dregur hún beinlínis úr þeirri losun frá því sem hún væri ef ál væri alls ekki framleitt og notað.

8. Álvinnsla á Íslandi og Kyoto-bókunin

Sagt hefur verið að pólitík sé list hins mögulega en tæknin aftur á móti list hins ómögulega. Því að það er tæknin sem gerir mögulegt það sem áður var ómögulegt.

Kyoto-bókunin er dæmigert plagg hins pólitískt mögulega! Hún er það plagg sem mögulegt reyndist að ná samkomulagi um á fundunum í Kyoto. Framhald þessarar bókunar hefur gengið brösuglega sem kunnugt er. Megingalli Kyoto-bókunarinnar er sá að hún tekur ekki á kjarna vandamálsins, sem er heildarlosun gróðurhúsalofttegunda í heiminum. Andrúmsloft jarðar, hið eina andrúmsloft sem við jarðarbúar eigum, gerir engan mun á losun í iðnríkjum og þróunarlöndum. Kyoto-bókunin fjallar hins vegar fyrst og fremst um skuldbindingar iðnríkja. Þróunarlöndin taka ekki á sig neinar umtalsverðar skuldbindingar með henni. En gróðurhúsavandinn verður ekki leystur nema með samstilltu átaki alls mannkyns. Lausn hans verður að vera verk alls mannkyns. Verk sem allir bera "sameiginlega, en mismunandi, ábyrgð á", eins og segir í Ríó-sáttmálanum. Mismunandi ábyrgð þýðir ekki mismikla ábyrgð heldur mismunandi hlutverk. Það er einmitt hlutverkaskipting iðnríkja og þróunarlanda sem ekki hefur náðst samkomulag um. Veigamikil ástæða til þess er sú, að iðnríkin hafa ekki viljað fallast á það sjónarmið þróunarlandanna að "frelsi frá örbirgð er veigamikill og óaðskiljanlegur hluti af góðu og heilnæmu umhverfi". Á meðan það sjónarmið er ekki viðurkennt er lítil von til að það takist að hemja gróðurhúsaáhrifin.

Hér að framan, í töflum 1 og 2, var rakið að álvinnsla í nýtísku álverum á Íslandi, og í öðrum sambærilegum vatnsorkulöndum, sparar sameiginlegu andrúmslofti jarðarbúa 4,1 kg af CO2 fyrir hvert kg af áli sem þar er framleitt. En samkvæmt reikningsmáta Kyoto-bókunarinnar íþyngir álvinnsla á Íslandi andrúmsloftinu með 1,9 kg CO2 á hvert kg af áli vegna þess að losunin er á Íslandi en sparnaðurinn (6 kg CO2/kg ál) að mestu annars staðar! Eru þó allir sammála um að það er heildarlosunin ein sem máli skiptir fyrir gróðurhúsaáhrifin. En þá staðreynd megnar "list hins mögulega" ekki að taka með í reikninginn! Að réttu lagi ætti Ísland að fá inneign upp á 2 kg af CO2, helminginn af nettó-sparnaðinum, fyrir hvert kg af áli sem þar er framleitt í stað þess að vera skuldfært fyrir 1,9 kg! Hinn helmingurinn kæmi í hlut landa sem framleiða farartæki með áli í stað þyngri málma. Inneign Íslands kæmi á móti annarri losun á Íslandi, svo sem frá samgöngum og fiskveiðum.

Íslensk stjórnvöld eiga hrós skilið fyrir að vilja ekki skrifa undir Kyoto-bókunina í óbreyttri mynd. Vera má að torsótt verði fyrir Ísland að fá viðurkenningu fyrir inneigninni. Meðan hún fæst ekki gæti Ísland undirritað bókunina í núverandi mynd með þeim fyrirvara að undirritunin gilti um alla aðra losun á Íslandi en frá álvinnslu, enda skuldbindi Ísland sig til að nota ávallt bestu fáanlegu tækni í hvert skipti sem nýtt álver er reist í landinu. Rökin fyrir þessum fyrirvara væru þau sem að framan eru rakin að álvinnsla á Íslandi eykur ekki losun gróðurhúsalofttegunda í heiminum heldur dregur beinlínis úr henni! En það er einmitt sjálft markmið Kyoto-bókunarinnar!

Sjálfsagt myndu ýmis ríki mótmæla slíkum fyrirvara. En rökin fyrir honum eru ómótmælanleg. Og slík rök sigra að lokum.

Höfundur er fv. orkumálastjóri.

Aðgangsupplýsingar

Notandi:Þú ert ekki innskráð(ur).
Greinin: Þessi grein er ókeypis þar sem hún er eldri en þriggja ára.
Morgunblaðið - fyrsta forsíðan

Morgunblaðið hjá Landsbókasafni

Á vefnum timarit.is er að finna stafrænt safn Landsbókasafns yfir helstu dagblöð og tímarit landsins. Þetta er eina leiðin til að leita að efni úr Morgunblaðinu frá því fyrir 1986.