Teknosfären. som gruva. Joakim Krook Docentföreläsning

Transkript

1 Teknosfären som gruva Joakim Krook Docentföreläsning

2 Industriell ekologi Industriell ekologi HUR? Industriell symbios An industrial ecosystem where the consumption of material and energy is optimized, waste generation is minimized and the effluents of one process serve as the raw material for another process. (Frosch and Gallopoulos, 1989) Systemperspektiv Industriell metabolism VAD? Studier av processer för bättre samverkan mellan aktörer med syftet att öka utbytet av material, energi och information dem emellan. Systemanalytiska verktyg används för att identifiera och kvantifiera miljöpåverkan från samhällets flöden av material och energi Sluta kretslopp Ayres, Ayres 2001 Bourg, Erkman 2003

3 Krook et al Forskning om materialflöden i ett historiskt perspektiv Materialflöden i teknosfären = problem Från föroreningsfokus till resursfrågor Begreppet Urban mining växer fram Studier av resursförråd i teknosfären Mer konkurrens om resurser Stora förråd av material i samhället Teknosfären som gruva Minskande förråd av resurser i miljön Starkare drivkrafter för återvinning

4 Technosphere Urban Rural Fringe Spatial location In-use Hibernation Dissipation Tailings Slag Landfill Type of stock Active Uncontrolled Inactive Controlled Management State of stock Förråd av metaller i teknosfären Stock Properties Relative size Concentration High Average Large Medium Small Bergbäck et al. 2001; Gordon 2002; Kapur 2004; Muller et al. 2004; Spatari et al. 2005; Graedel, Kapur 2006; UNEP Low Allen,Behmanesh 1994; Bergbäck et al. 2001; Gordon 2002; Reijnders 2003; Huisman 2004; Johnson et al. 2007; Frändegård et al

5 Teknosfären som gruva är inget nytt begrepp In highly developed economies of the future, it is probable that cities will become huge, rich and diverse mines of raw materials. These mines will differ from any now to be found because they will become richer the more and the longer they are exploited. [ ] The largest, most prosperous cities will be the richest, the most easily worked and the most inexhaustible mines. Jane Jacobs, 1969 Mining above ground Landfill mining Secondary processing Urban mining Secondary resource exploitation Waste mining

6 remediation Main objective non-mineral recovery mineral recovery En taxonomi för Gruvdrift i teknosfären Technospheric mining In-use mining Hibernation mining Tailing mining Virgin mining Landfill mining Slag mining Dissipation mining rarely realized pilot-scale projects common practice Johansson et al. submitted Level of realization

7 Gruvdrift i teknosfären traditionell återvinning utvinning av metaller eller mineraler från förråd i teknosfären som har exkluderats från pågående och av människan orsakade materialflöden. Nya, tidigare outnyttjade (metall)källor Fokus på förråd snarare än årliga avfallsflöden Mer renodlat resursperspektiv Mer marknadsdrivet

8 Vår forskning i korthet Huvudområde Teknosfären som gruva Projektområden Städer som gruvor Inaktiva förråd av material i teknosfären Deponier som gruvor Angreppssätt Identifiera Utveckla Utvärdera -Resursinventering -Återvinningspotential -Villkor för implementering -Aktörssamverkan -Utvärdera prestanda -Kritiska faktorer Metoder -Materialflödesanalys -Intervjuer/aktörsanalys -Teknikutveckling -Livscykelanalys -Cost Benefit analys

9 Städer som gruvor - om de inaktiva metallförråden i Norrköpings underjord K A B L A R Växelström Likström Hushållsel (aktivt) Privata ledningar (inaktivt) Hushållsel (inaktivt) Spårvagnsel (inaktivt) R Ö R Hushållsgas (inaktivt) Fjärrvärme (aktivt)

10 Varför infrasystem i städers underjord? Systemen är stora Består av värdefulla material Urkopplade delar lämnas kvar Risk för att dessa förråd glöms bort

11 Hur kartlägger man metaller i infrasystem? GIS-data Digitaliserade kartor Historisk kommunstatistik Intervjuer Teknisk data Geografiskt informationssystem (GIS) Datakällor Kvantifiering av metallförråd i användning och dvala Lokalisering av förråd i dvala (Norrköping i 36 delar + Södra Butängen)

12 Järn i urkopplat stadsgas- och fjärrvärmenät Stadsgas Användning(ton): 975 Dvala (ton): Dvala (%): 80 Fjärrvärme Användning(ton): Dvala (ton): 895 Dvala (%): 10

13 Koppar i urkopplade delar av elnäten Växelström Användning(ton): 2075 Dvala (ton): 295 Dvala (%): 10 Likström Användning(ton): 4 Dvala (ton): 265 Dvala (%): 100

14 Vad räcker 560 ton koppar till? 450 km kraftkabel eller eller bilar datorer

15 Skillnaden mellan reserver och tillgångar Reserver Tillgångar Urkopplade infrasystem Ökat Ekonomiskt utbyte Ökad kännedom om fyndigheten The McKelvey resource classification system (Smil, 2003)

16 Krook et al Berglund et al. submitted Koppar i svenska städers växelströmsnät, jordkabel Linköping (2 765 km) Norrköping (1 340 km) Göteborg (6 410 km) ton i drift 200 ton i dvala 5 % i dvala ton i drift 300 ton i dvala 10 % i dvala ton i drift 1700 ton i dvala 15% i dvala 0,2 ton koppar i dvala per km elnät 1,4 ton koppar i drift per km elnät km elnät i svenska städer Totalt ton koppar i dvala Totalt ton koppar i drift

17 Urkopplade el- och telenät = potentiell koppargruva? Litosfär Teknosfär Stad Land Elnät Telenät Elnät Telenät Reserver Reserver Tillgångar Drift Dvala Drift? Drift? Drift Dvala SGU 2008 Relativ storlek på kopparförråd Baserat på: Wendell 2005; Krook et al. 2011; Berglund et al. submitted Relativ tillgänglighet Hög Mellan > 1500 kton kton kton <50 kton Låg

18 Varför kopplas delar av eller hela system ur? Systemen blir utkonkurrerade av bättre presterande, mer driftsäkra system Hela system kopplas ur, t ex stadsgas och likströmsnät. Stagnation Planerade projekt Underhåll Förtätning av stadskärnan Nedläggning av större industrier Stadsomvandling Förändringar i annan infrastruktur Uppgradering av systemet Externa grävjobb Vattenläckor Sättningar i marken Förbrukad livslängd Måndagsexemplar Berglund et al. manuskript Längre sträckor eller hela sektioner av system kopplas ur. Många urkopplingar men kortare sträckor.

19 Varför lämnas urkopplade infrasystem kvar? Optimera funktion Sluta materialflöden Har inga rutiner för att tänka så Mer fokus på att lamporna lyser Det är ju att det är dyrt att gräva upp dom då Dyrt att gräva och återställa mark Förändrad lokalisering Trångt i underjorden - risker Inga krav brist på rutiner Bristfällig dokumentation Berglund et al. manuskript Vi har dokumentation på det men vi kollar det inte. Mest för att det är tidspressat Ja, det finns väl ingen anledning, det är väl bara onödiga uppgifter

20 Krook et al Ekonomiska villkor för kabelåtervinning i städer Enbart kabelåtervinning Återvinning integrerat med underhåll

21 Krook et al Ekonomiska villkor för kabelåtervinning på landsbygd

22 När sker upptagning av urkopplade infrasystem? när forskare tar saken i egna händer annars sällsynt och framförallt på grund av: - utrymmesbrist - miljöskäl, risk för förorening Är det väldigt trångt tas det upp, annars inte

23 När kan upptagning av urkopplade infrasystem bli praxis? Policy och råmaterialpriser Mervärden Stadsomvandling Nya samarbetsformer Ny teknik