Утилизации подлежит алюминий от машин, дверей, каркасных конструкций, окон и банок от напитков. Каждая категория имеет различный процент утилизации и количества, которые довольно значительно разнятся в разных странах и штатах. Например, в США утилизация алюминия из машин в 2002 была около 85 - 90%. В 1998 процент утилизации банок от напитков в США был 63% (в сравнении со значением 90% в западноевропейских странах, например, в Норвегии). При проценте утилизации 60%, материал для 100 новых банок перерабатывается из 150 использованных банок. Таким образом, каждая новая банка используется 2,5 раза до окончательного уничтожения. Для сравнения, процесс утилизации в 90% дает по расчетам 11 кратное использование до конечного уничтожения.
Модель принимает в расчет утилизацию алюминиевых банок и других емкостей (домохозяйств и бизнеса) так же, как и алюминиевые отходы от производства и строительства. Выход алюминия может быть увеличен для учета более высокого потребления в производстве (например, для солнечных систем).
См. лист “Цементный цех”.
Возможны различные методы производства цемента и цементной продукции. Для производства цемента выбран высокотемпературный, сухой производственный процесс, с использованием предварительного кальцинирования, включая предварительный нагрев. У данного процесса более низкие рабочие расходы и потребление энергии, чем у большинства простых процессов.
Цементный клинкер, необработанный полуфабрикат цемента, производится из минералов, содержащих кальций, кремний, алюминий и железо. Известняк, мергель и мел являются основными источниками кальция. Глина, глинистый сланец, боксит и железо дают компоненты кремния, алюминия и железа. Цемент производится путем смешивания тонкодисперсного размельченного клинкера с небольшим количеством сульфата кальция (гипс). В зависимости от типа производимого цемента, добавляются дополнительные компоненты, такие как зольная пыль, печной шлак или фильтрованная пыль. Например, стандартный портландцемент содержит 95% клинкера и 5% гипса. Так называемый шлаковый цемент может содержать до 95% шлака с 5% клинкера.
В ряду цементной продукции, бетон является смесью 11% портландцемента, 16% воды, 6% воздуха, 26% песка (мелкий заполнитель) и 41% гравия или дробленого камня (крупный заполнитель).
Специфические требования в отношении энергии и материалов на входе применяются при производстве портландцемента. Модель может быть обновлена для отражения более высокой номенклатуры продукции, если потребуется.
Следует заметить, что бетон как строительный материал для зданий и строений, а также для дорог, имеет несколько преимуществ при анализе жизненного цикла из-за долгосрочного использования, сопротивления теплу, силовым нагрузкам и т.д. Например, бетонная тротуарная плитка требует на 40% меньше освещения, цементные здания могут минимизировать или даже совсем исключить необходимость кондиционирования воздуха благодаря эффекту температурной регуляции, а цементные дороги дают понижение топлива до 10% (и более длительное использование) в сравнении со смесями ископаемых смол.
2.5.7 Цех по производству извести и строительство
См. листы “Цех по производству извести” и “Строительство”.
Известь – это продукт, получаемый при высокотемпературном прокаливании известняка (CaCO3). Для производства извести требуются полезные ископаемые, т.к. транспортировка известняка дорога. Для того чтобы классифицироваться как известняк, камень должен содержать как минимум 50% карбоната кальция. Если камень содержит 30-45% карбоната магния, он называется доломитом или доломитизированным известняком. Известь может также производиться из арагонита, мела, кораллов, мрамора и ракушечника.
Соответствующая входному сырью известняковая продукция: негашеная известь, доломитизированная известь и гидравлическая известь. Гидравлическая известь частично гидратизированна и содержит цементирующие компоненты, и используется только в строительстве. Основные области использования (всех видов) извести включают: металлургию, экологию, строительство и сельское хозяйство.
Особые требования по материалу и энергии на входе применяются при производстве негашеной извести (CaO). Модель может быть обновлена для отражения более высокой номенклатуры продукции, если потребуется.
Модель рассматривает строительство и опорные сооружения (например, мосты). Входные данные подлежат пересмотру, потому что многие варианты использования не определены; модель основана на усиленных сталью бетонных конструкциях.
Источники: [34]
См. лист “Производство и сборка”.
Производство и сборка товаров может включать в себя широкую номенклатуру продукции (которая поэтому не конкретизируется). Однако, предположения по потреблению энергии и других материалов и по выработке отходов производства, включены в модель.
Источники: [34]
2.5.9 Текстильная промышленность
См. лист “Производство текстиля”.
Этот раздел находится в разработке.
2.5.10 Производство солнечных систем
См. лист “Производство солнечных систем”.
Солнечная энергия для отопления или производства электричества обеспечивает важные вводные данные в концепции устойчивого города. Электричество, произведенное фотоэлектрическими системами (PV) может покрывать пиковую потребность в дневное время. Однако базовые системы производства электроэнергии (см. Системы управления энергией и отходами, Рис. 5) могут работать более эффективно с относительно постоянным уровнем производства электроэнергии. Производство горячей воды от солнечных элементов снижает потребность в основанном на сжигании нагреве воды с использованием ископаемого топлива в жилых и промышленных зданиях.
Поскольку системы солнечной энергетики интегрированы как основной элемент в энергосистему, солнечные системы включены в набор отраслей. В базовое производство было включено производство исходных кремниевых элементов и фотомодулей (например, поликристаллических кремниевых (Si) элементов) и элементов солнечного нагревания. Город мог бы стать поставщиком солнечных систем и мог бы инсталлировать, эксплуатировать и обслуживать солнечные системы для других сообществ. Однако для этого сообщество должно стать лидером в разработке и производстве солнечных технологий.
На 2002 год, 98% всех солнечных элементов были основаны на кремнии. Кристаллические кремниевые элементы доминируют, но быстро развиваются тонкопленочные солнечные элементы и солнечные элементы основанные не на кремнии. Более высокая эффективность систем и улучшенные методы производства позволяют обеспечить более широкое применение солнечных систем.
На данной стадии развития модель включает только производство поликристаллических солнечных элементов. Производство полной системы состоит из трех этапов: производство кремния, производство солнечных модулей и сборка в готовую солнечную систему. Основные материалы кроме кремния – стекло (покрытие) и алюминий (рамы).
Силикон из песка (кварца, кремнезема) или богатого кремнием сырья очищается, обычно при помощи высокотемпературного процесса химического осаждения из газовой фазы, с использованием хлора как связывающего агента. Хлор легко утилизируется, т.к. отбросный хлористый водород (HCl) может быть использован другими отраслями. Энергетические потребности при производстве кремния очень велики. Обычно требуется 3-7 летняя работа солнечного элемента, чтобы восполнить энергию, затраченную на производство нового кристаллического солнечного элемента. Необходимая чистота кремния для солнечных элементов значительно ниже, чем для компьютерных чипов, что привело к тому, что солнечная отрасль является самым крупным потребителем отходов компьютерных чипов. [Примечание: использование альтернативных материалов (например, углерода) и методов производства кремния находятся в фазе разработки.]
Текст в этот раздел будет добавляться.
Источники: [17], [18], [19], [20], [35], [45]
2.5.11 Производство систем ветроэнергетики
См. лист “Системы ветроэнергетики”.
Ветряная энергия рассматривается как самая устойчивая форма энергообразования. Анализ жизненного цикла [57] показывает, что современная ветротурбинная система производит примерно в 80 раз больше энергии за свой жизненный цикл, чем затрачивается на ее производство, инсталляцию, эксплуатацию, обслуживание и демонтаж/утилизацию при работе 20 лет. Требуется всего 3 месяца работы ветротурбинной системы для восполнения всей энергии, затраченной всем ее жизненным циклом.
Ветряные системы доступны на рынке в широком ассортименте от нескольких кВт.ч до многих кВт.ч на ветротурбинную систему. На май 2004 года, установлены 3 самых крупных отдельных ветротурбинных системы в северной Германии компанией Enercon [56] с производительностью 4,5 мВт. На сегодня типичная наземная установка использует отдельные ветротурбины от 1,0 до 2,0 мВт. Построены ветровые электростанции производительностью до 600 мВт.ч в США и до …