Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

KörnyezetvédelemVilágítástechnika

A LED-es lámpák újrahasznosításának kérdései

2014/5. lapszám | Kovács Béla |  4753 |

Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A LED-es lámpák újrahasznosításának kérdései

Mindenki előtt ismert, hogy a különböző izzókat, fénycsöveket és lámpákat nem tehetjük a háztartási hulladékba, illetve – nagyobb épületek villamossági karbantartásakor, korszerűsítésekor – a bontási hulladékba. Az energiatakarékos lámpák, fénycsövek, a kültérben és beltérben egyaránt használt ún. gázkisüléses elven működő lámpák kis mennyiségben higanyt és egyéb mérgező anyagokat tartalmaznak, így veszélyes hulladéknak számítanak. Ártalmatlanításukra egy – a villanyszerelő szakma által is jól ismert – elkülönített hulladék-begyűjtő és -hasznosító rendszer áll rendelkezésre.

Az újrahasznosítási program átöleli a hagyományos izzók és halogénlámpák körét is (ezek nem tartalmaznak a környezetre káros anyagokat), belőlük ugyanúgy visszanyerik az üveget és a fémet, mint a többi lámpából. De mi a helyzet a LED-es lámpákkal? Megváltozott-e a fényforrás-hulladék összetétele a LED-ek térnyerése következtében? Milyen anyagokkal dolgoznak a jelenlegi LED-es termékgyártók? Mit tudunk hasznosítani és milyen mértékben a „LED-es értékláncban”?

A visszanyerhető anyagok tekintetében öt kulcskomponenst tartunk számon a LED-es értékláncban, ezek a LED modulok alapegységei: ostya, chip, foszfor és az elsődleges optika (1. ábra), és a „LED light engine”(azaz a LED-es fénykibocsátó egység), mely az alapegységekből és az az oka működtető driver-ből (működtető elektronikából) áll (2. ábra).

1. ábra LED-modulok alapegységei

2. ábra: LED-es fénykibocsátó egység alkotóelemei

Amennyiben a LED-es fénykibocsátó egységhez egy másodlagos optikát (pl. egy lencsét) és egy a hűtést biztosító egységet (pl. egy bordázott hőelvezető egységet) adunk, megkapjuk a „Ledinaire-t”, a LED-es világítótestet (3. ábra).

3. ábra: A LED-es világítótest komponensei

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) egy három részből álló tanulmányt készített, hogy értékelje a teljes életciklus hatását a LED retrofit lámpák (Edison-fejű, a hagyományos izzókkal csereszabatos LED-es lámpák) és a LED-es lámpatestek vonatkozásában. Az életciklus-elemzés (LCA) szerint nem csak a használat, hanem magának a terméknek a legyártása, szállítása és ártalmatlanítása során is sokkal kedvezőbb a környezetre gyakorolt hatás, mint az eddig használt fényforrások esetén. A DOE tanulmányban szereplő LED-es lámpák közül 3 típust kiválasztottunk, és kiszámítottuk, hogy mennyi hasznos (újrahasznosítható) anyagot tudunk belőlük visszanyerni (1. táblázat).

A DOE tanulmányban szereplő LED-es  lámpák alkotórészei LED-es spot lámpa LED-es, általános világításra szolgáló Edison-fejű lámpa LED-es lámpatest
  g % g % g %
Fém 190,2 59% 81,5 45% 257,2 69%
Műanyag 91,1 28% 16,2 9% 66,4 18%
Elektronika (driver) 33,2 10% 50,1 28% 39,4 11%
LED chip 4,1 1% 6,5 4% 6,0 2%
Egyéb 3,7 1% 25,1 14% 4,4 1%
Összesen 322,3   179,4   373,4  
             
Visszanyerhető fém részek összesen* 196,84 61% 91,52 51% 265,08 71%
Hulladéklerakóba kerülő részek összesen 125,46 39% 87,88 49% 108,32 29%
Összesen 322,3   179,4   373,4  
             
Hasznosítási arány 51-61% 71%

1. táblázat: Az alumínium hűtőborda a fő oka annak, hogy a LED-ek újrahasznosíthatósági aránya ilyen magas (51 és 71% közötti). *Az elektronikából visszanyerhető fém aránya kb. 20%

Magyarországon a világítástechnikai hulladékok újrahasznosításával foglalkozó Electro-Coord Nonprofit Kft. végzett számításokat annak meghatározására, hogy hogyan alakul a hagyományos és a LED-es lámpák aránya a piacon 2040-ig, ennek eredményét az 4. ábrán láthatjuk. A trendnek megfelelően a fényforrá-sok hulladékainak visszaáramlása is jelentősen megváltozik (5. ábra).

4. ábra: Hagyományos és LED-es lámpák aránya a piacon 2040-ig

5. ábra: A fényforráshulladék-visszaáramlás várható változása 2040-ig

Külön elemzésre került a LED-es lámpák hulladékainak mennyisége és összetétele is. Ennek során egy hónapon keresztül a magyarországi fényforrás-hulladékgyűjtő edényekbe visszahozott lámpahulladékok közül a LED-es lámpahulladékok kigyűjtésre és analizálásra kerültek. Egy hónap alatt országos szinten 91 kg (1840 db) LED-es lámpa hulladék keletkezett és került újrahasznosításra. Mind az 1840 db LED-es fényforrás úgynevezett LED retrofit lámpa volt (Edison-fejű, a hagyományos izzókkal csereszabatos LED-lámpa), a lámpahulladékok összetételét a 2. táblázat mutatja. A hulladék „felboncolását” követően az egy darab LED-es lámpa alkatórészeinek átlaga is megállapításra került, amelyet a 3. táblázatban tekinthetjük meg.

  Típus Darab Arány Tömeg  (g/db) Össz tömeg (g)
           
E14 fejű   315 17% 43 13 500
  reflektor 131 7% 62 8 122
  gömb 82 4% 32 2 624
  gyertya 102 6% 27 2 754
E27 fejű   276 15% 55 15 208
  reflektor 83 5% 73 6 059
  gömb 128 7% 33 4 224
  különböző forma 61 3% 61,4 3 745
  PAR 38 4 0,2% 295 1 180
GU10 fejű   1 033 56% 51 52 894
  üvegtestű 721 39% 48 34 608
  alutestű 158 9% 67 10 586
  műanyagtestű 154 8% 50 7 700
MR16   132 7% 39 5 148
  MR16 foglalatú 132 7% 39 5 148
Vegyes törmelék   84 5% 50 4 200
  vegyes törmelék 84 5% 50 4 200
           
ÖSSZESEN   1 840   49 90 950

 2. táblázat: Elemzésre került a LED-es lámpák hulladékainak mennyisége és összetétele, ennek során az egy hónap alatt a magyarországi fényforrás hulladékgyűjtő edényekbe visszahozott lámpahulladékok közül kerültek kigyűjtésre és analizálásra.

Egy darab LED-es lámpa alkotórészei (átlag)  
  g %
Fém 7,6 15%
Műanyag 4,5 9%
Üveg 15,4 31%
Elektronika (driver) 8,9 18%
LED chip 7,5 15%
Egyéb (porcelán, gumi stb.) 5,7 11%
Összesen 49,6 100%
     
Visszanyert fém* 9,4 19%
Hulladéklerakó 40,2 81%
Összesen 49,6 100%
     
Újrafeldolgozási arány 19%  

 3. táblázat: Egy darab LED-es lámpa alkotórészei (átlag)

Összeségében azt állapíthatjuk meg, hogy 2014-ben a magyar lámpahulladék-begyűjtő edényekben a LED-es fényforrások közül még csak a LED-es csereszabatos lámpák vannak jelen. A kiégett LED-es lámpákon nincs gyártási idő feltüntetve, így azok élettartamára nézve még csak becsléseket sem tudunk adni. Ami viszont tény, hogy a visszajövő LED-es lámpa- hulladék fémtartalma rendkívül alacsony, így a lámpák újrahasznosítási foka is alacsony, csupán 19%, messze alacsonyabb a fent idézett amerikai DOE tanulmány LED-es lámpáinak összetételéből számított 51-71%-os újrahasznosítási rátáinál!

Éves átlagban Magyarországon 600 tonna fényforrás-hulladék kerül összegyűjtésre és hasznosításra. Ez az évente értékesített mennyiség 55%-a, ami azt jelenti, hogy gyakorlatilag minden második lámpát sikerül megmenteni a hulladéklerakótól és újrahasznosítani. A begyűjtött hulladék túlnyomó többsége (kb. 80%-a) kiégett egyenes fénycső. A LED-ek hulladékban képviselt aránya 0,2% csupán, de ahogy az értékesítésük rohamosan nő, úgy az újrahasznosítandó mennyiség is fokozatosan növekedni fog. Ami a LED-es termékek összetételét illeti – mint ahogy a fenti számokból is láthattuk –, sajnos kevés bennük az olyan anyag, amit hasznosítani lehet. A „shredderezési” (darálási) eljárást követően az üveg, a műanyag és a fém alkotórészek szétfrakciózásra kerülnek, de jelenleg csak a fémek hasznosítására van lehetőség.

A LED-es lámpák, lámpatestek nem tartalmaznak higanyt, teljesítik mind a ROHS, mind a REACH követelményeit, e tekintetben sokkal környezetkímélőbb megoldások, mint a hagyományos fénycsövek és egyéb gázkisüléses elven működő fényforrások. Ami a hulladékbegyűjtési rendszert illeti, a LED-es fényforrásokra az elkülönített gyűjtési rendszert tovább kell működtetni, így e tekintetben megtakarítás nem várható. Az újrahasznosítás költségei várhatóan kismértékben csökkennek majd a hulladék alacsony pozitív értéke miatt. Nem lehet elégszer hangsúlyozni akár a szakemberek, akár a lakosság irányába, hogy a kiégett izzókat, fénycsöveket és lámpákat ne a kommunális hulladékba, hanem a fénycső és lámpa hulladékbegyűjtő konténerekbe helyezzék. A hulladék beszállítása a mezőkovácsházai feldolgozó üzembe egy komplex logisztikai rendszer keretében történik. Ennek részeként a kereskedelmi egységekben, a hulladékudvarokban és a veszélyeshulladék-gyűjtő vállalkozásoknál adhatók le az elhasznált fénycsövek és lámpák.

4. táblázat: Újrafeldolgozási ráták

A hulladékfeldolgozás közben szakszerűen távolítják el a fénycsövekben rejlő és a környezetre veszélyes anyagokat, pl. a higanyt és a különböző fényporokat. A korszerű újrahasznosítás jelentős mennyiségű hasznos alapanyagot biztosít a lámpa- és az üvegipar számára. A hasznosítás foka – mint ahogy a 4. táblázatban láthatjuk kb. 85–%-os, tehát csupán 15% az a mennyiség, amely környezetbarát módon kerül ártalmatlanításra.

FénycsőLEDVilágítástechnika

Kapcsolódó