1. Wstęp
Opakowania do spożywczych napojów gazowanych i niegazowanych każdego roku są sprzedawane w coraz większych ilościach. Firma Husky, kanadyjski producent form wtryskowych, opublikowała w 2009 r. raport, z którego wynika, że pomiędzy rokiem 2008 a 2012 przewiduje się wzrost światowej produkcji opakowań do napojów gazowanych (CSD – Carbonated Soft Drinks), przy czym opakowania szklane będą produkowane na niezmiennym poziomie (ok. 50 miliardów sztuk rocznie), produkcja opakowań aluminiowych wzrośnie nieznacznie (z około 100 miliardów w 2008 roku do około 105 miliardów opakowań w 2012 roku), natomiast produkcja opakowań z tworzywa PET wzrośnie w największym stopniu (z około 93 miliardów w 2008 roku do około 103 miliardów opakowań w 2012 roku) [1,2]. Przewiduje się, że po roku 2012 opakowania z PET przeznaczone do CSD będą produkowane w największych ilościach [1,2].
Napoje gazowane najczęściej są sprzedawane w opakowaniach o pojemności od 0,33 do 2,5 litra, natomiast napoje niegazowane (głównie woda) w opakowaniach o pojemności do 6 litrów. Opakowania te to głównie butelki szklane, puszki aluminiowe i butelki z PET. Celem niniejszej pracy jest ocena zużycia energii i emisji związków chemicznych do środowiska w procesie wytwarzania tego typu opakowań.
Jeśli chodzi o zużycie energii (elektrycznej, chemicznej, mechanicznej) w procesie produkcji różnych rodzajów opakowań, dla celów porównawczych w tej pracy przyjęto umowną teoretyczną wielkość określoną jako równoważnik energetyczny. Równoważnik energetyczny zdefiniowano jako ilość energii w kilowatogodzinach (Kwh), uzyskaną w wyniku podzielenia ceny opakowania przez cenę 1 kWh energii elektrycznej. Do kalkulacji przyjęto cenę 1 kWh energii elektrycznej w Polsce w 2011 roku w wysokości 0,56 zł [3]. Zdefiniowany równoważnik energetyczny będzie odniesiony do jednostkowego opakowania o pojemności 0,5 litra. Dane do powyższej oceny porównawczej zostały zaczerpnięte z literatury oraz przyjęte na podstawie własnych doświadczeń autorów.
W poniższej pracy nie wzięto pod uwagę opakowań do na-pojów w postaci pudełek z tektury i laminatów ze względu na ich przepuszczalność dla gazów (dwutlenku węgla) i związane z tym raczej niestosowanie ich jako opakowań do napojów gazowanych.
2. Czynniki wpływające na wielkość zużycia energii i emisji szkodliwych związków do środowiska
Na wielkość wymaganego zapotrzebowania energii do wytworzenia jednorazowego opakowania oraz emisję zanieczyszczeń podczas tego procesu największy wpływ mają:
n przygotowanie surowców pierwotnych: butelki z PET – ropa naftowa oraz dodatkowe odczynniki i katalizatory; puszki aluminiowe – boksyt oraz dodatkowe substancje niezbędne do wytopu i oczyszczenia aluminium; butelki szklane – piasek szklarski (kwarcowy) oraz dodatkowe substancje niezbędne do wytopu i oczyszczenia szkła;
n proces otrzymywania surowca przejściowego: butelki z PET – granulat PET; puszki aluminiowe – bloki aluminiowe; butelki szklane – roztopione kęsy szkła;
n proces otrzymywania półfabrykatu: butelka z PET – kształtka wstępna (preforma) otrzymywana z granulatu PET w procesie formowania wtryskowego; puszki aluminiowe – blachy aluminiowe otrzymane z walcowania bloków aluminiowych; butelki szklane – brak półfabrykatu;
n proces otrzymywania gotowego produktu: butelka z PET –rozdmuch butelki z rozciąganiem z termicznie uplastycznionej preformy; puszki aluminiowe – głębokie wytłaczanie korpusu puszki z blachy aluminiowej; butelki szklane – rozdmuch butelki z roztopionego kęsa szklanego;
n transport półproduktów i produktów (ze względu na masę): butelki z PET – masa o wiele niższa niż butelek szklanych, ale nieznacznie większa (ze względu na stosunkowo ciężką nakrętkę) od masy puszki aluminiowej, butelki szklane – najcięższe; puszki aluminiowe – najlżejsze;
n wykorzystanie przestrzeni magazynowej (co się wiąże np. z zapotrzebowaniem energii w celu klimatyzowania lub ogrzewania): butelki z PET i butelki szklane – porównywalne między sobą; puszki aluminiowe – najkorzystniejsze (ze względu na walcowy kształt puszki).
Z powyższego wynika, iż występuje wiele czynników mających wpływ na wielkość zużycia energii i emisji szkodliwych związków do środowiska. Analiza energetyczna jest zatem wyjątkowo trudna, a nawet w pewnych przypadkach, np. z racji wykorzystywania przez producentów różnych procesów technologicznych, niemożliwa do zrealizowania. Z tego względu oraz w celach porównawczych zużycia energii (elektrycznej, chemicznej, mechanicznej) w procesie produkcji różnych rodzajów opakowań przyjęto równoważnik energetyczny, zdefiniowany w punkcie 1. Należy zauważyć, iż tak zdefiniowany równoważnik energetyczny w postaci przeliczonej na ilość energii elektrycznej zawiera również ukryte, oprócz ilości energii jako takiej, wartości wynikające z kosztów reklamy, robocizny, transportu, magazynowania i innych opłat wraz z zyskiem poszczególnych producentów surowców, półfabrykatów i opakowań końcowych. Ilość energii otrzymanej z przyjętego równoważnika jest zatem większa aniżeli wynikająca z samego procesu produkcji, ale do porównania zużycia energii wydaje się wartością jak najbardziej adekwatną.
3. Analiza opakowań pod względem zapotrzebowania energetycznego i emisji zanieczyszczeń do środowiska
3.1. Butelka z PET
Zgodnie z poz. [4] pkt 6 „Literatura” cena 1 tony granulatu PET wyprodukowanego z ropy naftowej wynosiła w roku 2011 około 1800 euro, czyli 7200 zł przy założeniu kursu euro na poziomie 4 zł/1 euro [5]. Jedna przeciętna butelka z PET o pojemności 0,5 litra ma masę ok. 21 gramów [6], więc z tony tworzywa przy założeniu produkcji bezodpadowej można wyprodukować około 47 600 butelek, czyli wyprodukowanie ilości granulatu do wytworzenia jednej butelki o objętości 0,5 litra kosztuje w najmniej korzystnym przypadku około 0,15 zł. Według poz. [7] pkt 6 wyprodukowanie z granulatu PET kształtki wstępnej, czyli preformy (półfabrykatu do produkcji butelek z PET) kosztuje około 0,05 zł (uwzględniając koszty transportu, robocizny itp.). Rozdmuchanie butelki PET z preformy (wraz ze wszystkimi pozostałymi kosztami) kosztuje kolejne 0,05 zł. Do tego należy jeszcze doliczyć koszt około 0,05 zł wynikający z ceny nakrętki i etykiety. Całkowity koszt butelki z PET o pojemności 0,5 litra wynosi zatem około 0,3 zł. Jeśli zastosujemy wprowadzony równoważnik energetyczny przy uwzględnieniu wyżej podanej ceny 1 kWh, to otrzymamy w wyniku, że w najbardziej niekorzystnym przypadku wyprodukowanie jednej butelki o pojemności 0,5 litra wymaga zużycia 0,54 kWh (1,94 MJ) energii elektrycznej.
Według innych źródeł koszt energetyczny wyprodukowania 1 tony PET waha się w przedziale od 70 do 150 GJ [8], a zgodnie z badaniami wykonanymi dla Europejskiego Stowarzyszenia Przetwórców Tworzyw Sztucznych (APME) całkowity koszt energetyczny wytworzenia 1 tony granulatu PET można przyjąć na poziomie 84 GJ (23333 kWh) [8], co się przekłada na 1,76 MJ energii potrzebnej do wyprodukowania ilości tworzywa na wytworzenie butelki o pojemności 0,5 litra. W celu wytworzenia butelki należy jeszcze przeprowadzić procesy wtrysku i rozdmuchu, jednak zgodnie z poz. [7] pkt 6 w procesach tych zużywa się wyłącznie energię elektryczną. Uwzględniając cenę wtrysku i rozdmuchu [7] oraz cenę 1 kWh można oszacować, iż proces wtrysku i rozdmuchu wymaga zużycia 0,18 kWh (0,65 MJ). W sumie wytworzenie butelki z PET o pojemności 0,5 litra (bez etykiety i nakrętki) wymagałoby zatem zużycia około 2,4 MJ energii.
Według danych niezależnej organizacji związanej z ochroną środowiska [9] emisja zanieczyszczeń przy produkcji 1 tony PET (od złóż ropy naftowej do granulatu PET) przeznaczonego do wytwarzania butelek została przedstawiona w tabeli 1.
Jak łatwo można zauważyć, największą wadą, jeśli chodzi o wytwarzanie opakowań z PET, jest wykorzystywanie nieodnawialnych zasobów złóż ropy naftowej. Naukowcy firm Toray Industries Inc oraz Gevo Inc odkryli jednak możliwość pozyskiwania tworzywa PET nie tylko z ropy naftowej, ale w całości ze źródeł odnawialnych. Związkiem tym jest izobutanol, który otrzymuje się z etanolu [10]. Co więcej, właściwości mechaniczne i chemiczne granulatu PET bazującego na bioetanolu nie odbiegają od właściwości granulatu PET bazującego na rafinacji ropy naftowej. Wskaźnikiem rozwoju tej branży opakowań jest fakt, że firma Coca Cola chce w 2020 r. wycofać butelki z tworzyw, których produkcja bazuje na wykorzystaniu ropy naftowej i w tym celu rozwija współpracę z przedsiębiorstwami zajmującymi się produkcją bazujących na bioetanolu tworzyw sztucznych (Virent, Gevo oraz Avantium) [28].
Emisja zanieczyszczeń w procesie wtrysku (wytworzenie preformy z granulatu) oraz procesie rozdmuchu (wytworzenie butelki z preformy) jest związana praktycznie wyłącznie z produkcją energii elektrycznej potrzebnej i przetwarzanej we wtryskarkach (energia termiczna – roztopienie, energia ciśnienia –wtrysk) oraz maszynach rozdmuchowych (energia termiczna –uplastycznienie, energia sprężonego powietrza – rozdmuch, energia mechaniczna – proces rozciągania preformy). Zanieczyszczenia te jednak wynikają z wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni, a zanieczyszczenia emitowane przez elektrownie są zróżnicowane w zależności od wykorzystywanego źródła energii, użytych nowoczesnych technologii zmniejszających emisję zanieczyszczeń itp. Z tych powodów można założyć, że zanieczyszczenia emitowane do środowiska w procesie wtrysku preform i rozdmuchu butelek z PET można uwzględnić w powyższej analizie dodając zanieczyszczenia jako efekt wytworzenia energii elektrycznej wartej 0,1 zł (tyle kosztuje proces wtrysku i rozdmuchu). Uwzględniając cenę 1 kWh proces wtrysku i rozdmuchu wymaga zużycia 0,18 kWh. Emisja szkodliwych substancji do atmosfery w wyniku wytworzenia 1 kWh wynika ze spalania określonych surowców kopalnych i najczęściej tymi zanieczyszczeniami są dwutlenek węgla, szkodliwe związki siarki i azotu oraz pył. W tabeli 2 zestawiono emisje zanieczyszczeń w wyniku produkcji energii elektrycznej w przeliczeniu na 1 kWh w polskich elektrowniach w 2004 r. oraz przeliczenie na proces wtrysku i rozdmuchu dla butelki z PET o pojemności 0,5 litra.
Dane z tabeli 2 należy dodać do danych z tabeli 1, co zostało wykonane w rozdziale 4.
3.2. Butelka szklana
Do stopienia 1 tony szkła (przy założeniu optymalnej zawartości stłuczki szklanej oraz maksymalnego uzyskania energii ze spalania gazu ziemnego) potrzebne jest ok. 4 GJ energii ze spalania gazu ziemnego [12], co stanowi od 60% do 80% całej energii wykorzystywanej w pełnym „cyklu życia” butelki szklanej [12]. Wynika z tego, że w „życiu” butelki szklanej jednorazowego użytku zużywa się średnio ok. 6 GJ energii (elektrycznej oraz uzyskanej ze spalania gazu ziemnego), gdzie 2 GJ wynikają z procesów produkcji butelki z roztopionego kęsa szkła.
Z innych źródeł, w zależności od rodzaju huty, wynika, że zużycie energii na wytop 1 tony szkła wynosi od 4,5 do 7,0 GJ, a wyprodukowanie tony opakowań szklanych wymaga zuży-cia od 6,5 do 9,0 GJ [13] energii elektrycznej oraz uzyskanej ze spalania gazu ziemnego. W przypadku opakowań szklanych wysokiej jakości lub specjalnie barwionych koszt energetyczny może być znacznie wyższy. Przy uwzględnieniu, że przeciętna butelka szklana o pojemności 0,5 litra ma masę ok. 350 gramów [14] wynika, że z jednej tony szkła można maksymalnie wyprodukować ok. 2860 butelek szklanych o pojemności 0,5 litra. Z przeliczenia podanej wyżej ilości wykorzystywanej energii wynika, że do produkcji jednej butelki szklanej o pojemności 0,5 litra zużywa się od 2,27 do 3,14 MJ energii, średnio ok. 2,7 MJ.
Wykorzystując przyjęty równoważnik energetyczny można przeliczyć na koszt energetyczny wyprodukowanie butelki szklanej o pojemności 0,5 litra. Zgodnie z poz. [15] pkt 6 jeden gram butelki szklanej wyprodukowanej w Chinach kosztuje 0,00025 dolara, co przy założeniu ceny dolara na poziomie 3,1 zł [16] daje 0,0008 zł. Czyli jedna butelka szklana o pojemności 0,5 litra kosztuje około 0,28 zł, co przy dodaniu ceny etykiety i zamknięcia o tej samej wartości jak dla butelek z PET daje 0,33 zł. Przelicza-jąc to na wprowadzony równoważnik energetyczny otrzymujemy 0,59 kWh (2,12 MJ) energii elektrycznej wykorzystanej do wytworzenia butelki szklanej o pojemności 0,5 litra.
Emisja zanieczyszczeń w czasie przetopu i przetwarzania tony szkła zgodnie z badaniami z 2005 roku [12] dla przypadku wykorzystania wtórnej redukcji zanieczyszczeń została przedstawiona w tabeli 3. Zgodnie z poz. [12] pkt 6, 80-90% zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery w czasie produkcji szkła powstaje w procesie stapiania szkła, więc wyniki przedstawione w tabeli 3 można interpretować jako całościowe emisje poszczególnych zanieczyszczeń do atmosfery w czasie produkcji szkła. Zgodnie również z tą samą poz. [12] pkt 6 emisja zanieczyszczeń jest większa o 10%, jeśli chodzi o wytwarzanie szkła do produkcji butelek do napojów gazowanych, co zostało również uwzględnione w tabeli 3.
Na podstawie innych źródeł – poz. [17] pkt 6 – emisję zanieczyszczeń przy produkcji tony szkła przeznaczonego do wytwarzania butelek przedstawiono w tabeli 4.
Porównując tabele 3 i 4 można stwierdzić, że najprawdopodobniej w źródle podanym w poz. [17] pkt 6 nie uwzględniono procesów związanych z wtórną redukcją zanieczyszczeń, dlatego też w dalszej części tego opracowania będą użyte dane, które się powtarzają w tabelach 3 i 4, z tabeli 3. Dane z tabeli 3 nie ujmują procesu rozdmuchu butelek z kęsa roztopionego szkła, ale ponieważ butelki szklane produkuje się w sposób podobny jak butelki z PET, można przyjąć, że cała emisja zanieczyszczeń w procesie rozdmuchu pochodzi z produkcji energii elektrycznej. Zostało to dokładniej omówione w analizie butelki z PET.
W procesie produkcji butelek z przygotowanego kęsa szkła zużywa się ok. 2 GJ (555 kWh) na tonę butelek, a więc wyprodukowanie takiej ilości energii wiąże się z emisją zanieczyszczeń podaną w tabeli 5.
3.3. Puszka aluminiowa
Zgodnie z poz. [18, 19] pkt 6 koszt energetyczny wyprodukowania 1 tony aluminium z rudy glinu (boksytu) wynosi 20000 kWh (72 GJ), przy czym udział energii stanowi zaledwie 20-30% całkowitych kosztów produkcji tony metalicznego glinu [18]. Pozostała część zużytej energii jest ukryta w procesach pobocznych wytopu glinu z rudy [20] i procesach związanych z usuwaniem niepotrzebnych związków z rudy (do wyprodukowania 1 tony metalicznego aluminium potrzeba ok. 4 ton boksytu [20]). Można zatem stwierdzić, że całościowy koszt energetyczny wyprodukowania 1 tony metalicznego glinu z rudy (nie uwzględniając procesu wydobycia i transportu rudy do huty) wynosi około 210 GJ. Koszt energetyczny wydobycia i przygotowania do wytopu 4 ton rudy (boksytu) równowartościowo wynosi około 700 kg ropy naftowej [21]. Jedna metryczna tona ropy naftowej jest równoważna 41,8 MJ, czyli wydobycie i przygotowanie 4 ton boksytu do wytopu wymaga ok. 29,2 GJ. Całkowity koszt energetyczny wyprodukowania metalicznego aluminium ze złóż boksytu przyjęto na poziomie 200 GJ.
Koszty związane z produkcją aluminium zdecydowanie spadają w procesie recyklingu. Recykling aluminium jest bardzo korzystny pod względem ekonomicznym i ekologicznym, gdyż zwiększa niezależność surowcową kraju, zmniejsza o 95% zapotrzebowanie energetyczne do produkcji nowej partii aluminium w porównaniu z wytopem aluminium z rudy, zmniejsza o 95% emisję zanieczyszczeń w porównaniu z wytopem aluminium z rudy oraz zmniejsza o 97% zużycie wody w porównaniu z wytopem aluminium z rudy [20]. Koszty produkcji aluminium ze złomu są o 60% niższe niż z boksytów [20].
Według danych statystycznych z zakładów europejskich [19] średni koszt energetyczny wyprodukowania tony aluminium ze złomu wynosi zaledwie 11 GJ. Jest to potwierdzone w obliczeniach całkowitych kosztów energetycznych przetopu złomu aluminiowego, przy uwzględnieniu wszystkich procesów pobocznych związanych z przetopem złomu aluminiowego. Według poz. [19] pkt 6 koszt wytopu 1 tony aluminium ze złomu (odzyskanego aluminium) wynosi ok. 9,9 GJ (bez uwzględnienia kosztów pozyskiwania złomu).
Zgodnie z poz. [22] pkt. 6 w 2011 roku masa obecnie najlżejszej produkowanej puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra wynosiła 15,83 grama. Jednak standardowa puszka aluminiowa o pojemności 0,5 litra waży ok. 18 g [19] i ta masa puszki będzie wykorzystywana w dalszych obliczeniach. Podczas produkcji w czasie wykrawania krążków z arkusza blachy aluminiowej, z których następnie wytłacza się puszki, zawsze występuje odpad materiałowy i zgodnie z poz. [23] pkt 6 ilość odpadów wynosi 9% (teoretycznie), a w rzeczywistości 12-14%. W dalszej analizie wielkości te nie będą brane pod uwagę.
Zakładając zatem, że w pełni wykorzystujemy materiał blachy aluminiowej, to z jednej tony aluminium można wyprodukować ok. 55 555 sztuk puszek o pojemności 0,5 litra [19]. Wynika z tego, że koszt energetyczny wyprodukowania ilości aluminium potrzebnego do produkcji jednej puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra wynosi 3,7 MJ dla aluminium pierwotnego (uzyskanego z wytopu z boksytów) oraz 0,19 MJ dla aluminium wtórnego (uzyskanego z przetopu złomu aluminiowego). Przy założeniu odzysku 50% surowca (w krajach europejskich odzyskuje się od 20% do 75% aluminium przeznaczonego do produkcji puszek) można przyjąć, że ilość energii potrzebnej do wyprodukowania jednej puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra będzie równa średniej arytmetycznej i wyniesie 1,95 MJ. Nie znaleziono informacji o kosztach energetycznych walcowania aluminium do postaci blachy aluminiowej i kosztach energetycznych wytłaczania puszek z tej blachy.
Wykorzystując wprowadzony we wstępie równoważnik energetyczny można przeliczyć cenę puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra na odpowiadającą tej cenie ilość energii elektrycznej. Zgodnie z poz. [7] pkt 6 cena puszki aluminiowej waha się pomiędzy 0,09 a 0,12 euro, co przy założonym wcześniej kursie euro daje kwotę 0,36-0,48zł. Według innych źródeł cena puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra wynosi ok. 0,125 dolara [24], czyli 0,38 zł według kursu dolara z poz. [16] pkt 6. W dalszych obliczeniach zostanie użyta cena najniższa, czyli 0
,36 zł/puszkę. Przy założeniu, że całkowity koszt puszki aluminiowej jest związany tylko ze zużyciem energii elektrycznej, to na wyprodukowanie 1 puszki trzeba zużyć 0,64 kWh (2,3 MJ) energii.
Według innych źródeł – poz. [1,2] pkt 6 – całkowity koszt energetyczny wytworzenia jednej puszki aluminiowej o pojemności 0,335 litra wynosi 3,91 MJ (w Ameryce Północnej) oraz 3,16 MJ (w Europie). Dla puszki o pojemności 0,5 litra koszt energetyczny byłby z pewnością wyższy ze względu na konieczność użycia większej ilości aluminium.
Produkcja aluminium z boksytu pociąga za sobą nie tylko bardzo duże zużycie energii, ale również emisję groźnych dla środowiska związków, w tym związków fluoru. Powodują one skażenie gleby i wód podskórnych. Nieznaczne przekroczenie limitu fluoru w organizmie człowieka stanowi bardzo poważne zagrożenie dla zdrowia (udowodniono, że fluor zmniejsza wchłanianie magnezu, zwiększa ryzyko nowotworów mózgu, układu kostnego i jelita grubego oraz wielu innych [25]).
Emisja zanieczyszczeń do środowiska przy produkcji tony metalicznego aluminium z boksytu (aluminium pierwotne) i złomu (aluminium wtórne) przy uwzględnieniu emisji zanieczyszczeń wywołanych wytworzeniem energii elektrycznej według poz. [19] pkt 6 została przedstawiona w tabeli 6.
W przypadku butelek z PET i butelek szklanych procesy wytwarzania butelki z granulatu lub butelki z kęsa szkła pociągają za sobą prawie wyłącznie emisję zanieczyszczeń wynikającą z produkcji energii elektrycznej w elektrowniach. Natomiast jeśli chodzi o produkcję puszek aluminiowych, ze względu na emisję zanieczyszczeń nie można pominąć procesu wytłaczania i procesów z nim związanych. W procesie wytłaczania puszek używane są środki smarno-chłodzące, do czyszczenia puszek po procesie wytłaczania używa się silnych detergentów i różnych chemikaliów, które są źródłem emitowanych zanieczyszczeń [26]. Co więcej, po umyciu puszki lakieruje się od wewnątrz warstewką ochronną, co powoduje emisje do atmosfery polimerów w formie aerozolu. Nie znaleziono badań odnośnie do emisji zanieczyszczeń w trakcie procesów wytłaczania puszki, ale zgodnie z poz. [1,2] pkt 6 w procesie produkcji i transportu puszki aluminiowej o pojemności 0,335 litra emisja gazów cieplarnianych (GHG – Green House Gas), w tym dwutlenku węgla i jemu podobnych, wynosiła w 2009 roku 229,1 g (Ameryka Północna) oraz 167,9 g (Europa), co stanowi wartość porównywalną z ilością dwutlenku węgla emitowaną w czasie wytopu aluminium, podaną w poz. [19] pkt 6 (tabela 5). Można z tego wyciągnąć wniosek, że najprawdopodobniej emisja gazów cieplarnianych związana z produkcją puszki aluminiowej wiąże się przede wszystkim z wytopem, oczyszczeniem i przygotowaniem aluminium.
4. Podsumowanie
Na podstawie powyższych danych w tabeli 7 przedstawiono podsumowanie zapotrzebowania na energię w czasie produkcji opakowań szklanych, aluminiowych i z tworzywa PET. W tabeli tej zestawiono ze sobą wyniki danych literaturowych oraz wartości energii obliczonej na podstawie przyjętego równoważnika energetycznego.
Kolejna tabela 8 zawiera zestawienie danych literaturowych dotyczących zużycia energii (elektrycznej, mechanicznej, cieplnej) w trakcie wytwarzania materiału opakowaniowego, produkcji opakowania z tego materiału i transportu wyprodukowanych opakowań szklanych, aluminiowych i z tworzywa PET o pojemności 0,335 litra [1,2].
Kolejne dwie tabele przedstawiają zbiorcze zestawienia emisji zanieczyszczeń na podstawie omawianych w niniejszym opracowaniu danych. Tabela 9 zawiera zestawienie danych literaturowych dotyczące emisji gazów cieplarnianych (GHG), emitowanych w trakcie wytwarzania materiału opakowaniowego, produkcji opakowania z tego materiału i transportu wyprodukowanych opakowań szklanych, aluminiowych i z tworzywa PET o pojemności 0,335 litra [1,2]. Tabela 10 natomiast zawiera zestawienie emisji zanieczyszczeń w czasie produkcji opakowań szklanych, aluminiowych i z tworzywa PET o pojemności 0,5 litra w przeliczeniu na jedno opakowanie.
5. Wnioski
Z prezentowanych zestawień tabelarycznych, utworzonych na podstawie zebranych danych literaturowych [8,13,19] w punkcie 4 wynika, że przy porównaniu ze sobą opakowania szklanego i z PET o pojemności 0,5 litra zużycie energii jest niższe w przypadku tworzywa PET (tabela 7). Nie znaleziono danych literaturowych dotyczących kosztów energetycznych związanych z wyprodukowaniem puszki aluminiowej, ale bazując na cenie tworzywa PET i aluminium potrzebnych do wyprodukowania opakowania o pojemności 0,5 litra oraz przyjmując założenie, że koszt energetyczny wytłoczenia puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra jest porównywalny z kosztem energetycznym wtrysku i rozdmuchu butelki z PET o tej samej pojemności, można stwierdzić, że wyprodukowanie puszki aluminiowej o pojemności 0,5 litra wiąże się z większym nakładem energetycznym niż butelki z PET, ale niższym niż butelki szklanej (tabela 7).
Również przyjęty równoważnik energetyczny, opisany w rozdziale 1, świadczy o najniższym zapotrzebowaniu na energię do wytworzenia opakowań o pojemności 0,5 litra do napojów gazowanych i niegazowanych z tworzywa PET, zaś najwyższe zapotrzebowanie na energię stwierdzono dla puszek aluminiowych (tabela 6).
Co do emisji zanieczyszczeń (tabela 9) można ustalić jednoznacznie, że jeśli chodzi o wytworzenie ilości tworzywa potrzebnego do wyprodukowania opakowania o pojemności 0,5 litra, jest ona najniższa dla tworzywa PET. Co więcej, w czasie wytwarzania tworzywa PET nie są emitowane szkodliwe związki fluoru, jak ma to miejsce w przypadku produkcji szkła lub aluminium.
W opracowaniu podano również dane z innych źródeł [1,2] porównujących koszty energetyczne oraz emisję zanieczyszczeń związane z wytwarzaniem opakowań szklanych, aluminiowych i z PET o pojemności 0,335 litra, przeznaczonych do gazowanych napojów spożywczych (tabela 7 i 8). Z danych tych wynika, że zużycie energii jest najniższe w przypadku butelek z PET, a najwyższe dla butelek szklanych (tabela 7), natomiast emisja gazów cieplarnianych, w ogólnym bilansie, jest najniższa dla butelek z PET, a najwyższa dla puszek aluminiowych (tabela 8).
Powyższe wnioski potwierdzają również inne dane literaturowe (np. Poz. [27] pkt 6), które nie zostały omówione w niniejszym opracowaniu.
Literatura
[1] Firma Husky; Quantifying Environmental Impacts of Carbonated Soft Drink (CSD) Packaging, Case Study: CSD Beverage Package Performance in North America; Data source: SavvyPack® System from Allied Development Corporation. © Copyright 2009. Husky Injection Molding Systems Ltd.
[2] Firma Husky; Quantifying Environmental Impacts of Carbonated Soft Drink (CSD) Packaging, Case Study: CSD Beverage Package Performance in Europe; Data source: SavvyPack® System from Allied Development Corporation. © Copyright 2009. Husky Injection Molding Systems Ltd.
[3] Forum internetowe na temat „Koszt energii dla ogrzewania”; adres strony internetowej http://forum.oilpeak.pl/about259-60.html; post nadany w 2011
[4] Magazyn internetowy portalspozywczy. pl; „Prezes KIG PR: Istnieje ryzyko kolejnego wzrostu cen granulatu do produkcji butelek PET”; adres strony internetowej: http://www.portalspozywczy.pl/inne/napoje_bezalkoholowe/wiadomosci/prezes-kig-pr-istnieje-ryzyko-kolejnego-wzrostu-cen-granulatu-do-produkcji-butelek-pet,64415.html; 2012
[5] Strona internetowa: http://www.kurs-euro.com.pl; 2012
[6] Katalog wyrobów firmy Suwary SA; adres strony internetowej: http://www.suwary.com.pl/opakowania.asp?gr1=pet; 2012 „Przyszła pora na „zielony” PET”; Technologie Polimerów, 10/2011
[7] Dane własne firmy TES sp. z. o.o.
[8] Marek Szostak; Recykling Politereftalanu etylenu – PET; Opakowanie, 6/2005
[9] Niezależna organizacja ochrony środowiska Environmental Impact; Adres strony internetowej: http://envimpact.org/node/14/bottomline; ostatnia aktualizacja 2012
[10] Przyszła pora na „zielony” PET; Technologie Polimerów, 10/2011
[11] doc. dr inż. A. Strupczewski, dr inż. U. Radović (Agencja Rynku Energii); Koszty zewnętrzne wytwarzania energii elektrycznej w Polsce; adres strony internetowej: http://www.atom.edu.pl/index.php/ekologia/koszty-zewnetrzne-w-polsce.html. Artykuł zamieszczony pierwotnie w Biuletynie Miesięcznym PSE, styczeń 2006, s. 14-29, Cykl: Energetyka atomowa
[12] WORLD BANK GROUP, IFC; Environmental, Health, and Safety Guidelines for Glass Manufacturing; 4/2007
[13] Dokument Ministerstwa Ochrony Środowiska obejmujący czynności przemysłowe określone w rozdziałach 3.3 i 3.4 załącznika 1 dyrektywy 96/61/EC; 12/2001
[14] Sklep internetowy WinnicaCieplice. pl; adres strony internetowej: http://winnica.bazarek.pl/opis/1426694/butelka-szklana-500-ml-braz-piwo.html; ostatnia aktualizacja 2012
[15] Sklep internetowy; adres strony internetowej: http://www.alibaba.com/product-gs/475130571/Beverage_glass_bottles.html; ostatnia aktualizacja 2012
[16] Strona internetowa: http://www.kursdolara.com.pl; 2012
[17] Niezależna organizacja ochrony środowiska Environmental Impact; Adres strony internetowej: http://envimpact.org/node/160/bottomline; ostatnia aktualizacja 2010
[18] Długa historia Alu-puszki, czyli aluminiowej puszki na napoje; program edukacyjny dla szkół fundacji na rzecz odzysku aluminiowych puszek po napojach Recal w roku szkolnym 2011/2012
[19] Pikoń K., Pompa Ł.; Politechnika Śląska; Uciążliwość ekologiczna recyklingu opakowań aluminiowych; Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 12 nr 1, 2010
[20] Małgorzata Litwińczyk-Kwaśnicka; Aluminium. Metody otrzymywania oraz odzysku z materiałów odpadowych; Gospodarka Surowcami Mineralnymi Tom 24 2008 Zeszyt 3/3
[21] Program edukacyjny dla przedszkoli fundacji na rzecz odzysku aluminiowych puszek po napojach Recal; Warszawa 2009; wydanie 4.
[22] Portal internetowy plastech.pl; Ball zmniejsza wagę opakowań; adres strony internetowej: http://www.plastech.pl/wiadomosci/artykul_5634_1/Ball-zmniejsza-wage-opakowan; 2011
[23] W. Dariusz, M. Walczak; Puszka aluminiowa – wczoraj – dziś – jutro; Opakowanie 3/1998
[24] Sklep internetowy; adres strony internetowej: http://www.alibaba.com/product-gs/396807971/2_piece_Aluminium_Cans.html; ostatnia aktualizacja 2012
[25] Żaneta Polkowska, Malwina Diduch, Jacek Namieśnik; Oznaczenie stężeń jonów fluorkowych w próbkach wody pitnej z terenu miasta Malborka; Ecological Chemistry and Engineerings, Vol. 17, No. 3 2010
[26] Firma Auroka Automatyk zajmująca się oprogramowaniem maszyn i instalacji; adres strony internetowej: http://automatyka.auroka.pl/pl/zadania/sterowanie-produkcja.html; ostatnia aktualizacja 2012
[27] CCFGroup. com; PET bottles more environment friendly than glass or aluminium: Study; firma Franklin Associates 04/2010; adres strony internetowej: http://www.ccfgroup.com/newscenter/newsview.php?Class_ID=600000&Info_ID=20100413025
[28] Portal internetowy plastech. pl; Coca Cola chce w 2020 r. wycofać butelki z tworzyw; adres strony internetowej: http://www.plastech.pl/wiadomosci/artykul_6569_1/Coca-Cola-chce-w-2020-r-wycofac-butelki-z-tworzyw; 07/2012
