Vi har smeltet en milliard tons genanvendeligt aluminium. Skal vi tjene mere?

Aluminium er let og alsidigt, men enormt energikrævende at producere, og det kræver 10 % af Australiens samlede elproduktion. Genbrug af det bruger kun en brøkdel af energien. Hvorfor lukker vi ikke sløjfen?

Dette metal - det mest udbredte i jordskorpen - bruges i alt fra køkkenredskaber til sodavandsdåser, bygninger og flydele.

Siden vi opdagede, hvordan man udvinder det i det 19. århundrede, er omkring 1 milliard tons aluminium blevet smeltet. Heraf er tre fjerdedele tilgængelige til genbrug.

Desværre har aluminiums energitunge produktion store konsekvenser for klimaforandringerne. Vi skal drive aluminiumsproduktion med vedvarende energi og finde bedre måder at genbruge dette mest nyttige metal på.

For at vække tanker om aluminium og dets energibehov, samarbejdede jeg med designeren Kyoko Hashimoto om at producere nye designværker ved hjælp af aluminium. Disse spejle og vaser er i øjeblikket udstillet som en del af National Gallery of Victorias udstilling Sampling the Future.

Som kritiske designere håber vi at kommunikere det affaldsproblem, der skabes ved at blande aluminium i uoprettelige kompositter, og omformulere opfattelsen af ​​metallets værdi, som er blevet mindre siden dets opdagelse.

Fra ædelmetal til almindelig engangsartikel

Da aluminium først blev udvundet og renset, var det dyrere end guld. Napoleon III havde berømt sin søns babyrangle lavet af aluminium. I 1884, som det mest eksotiske metal på sin tid, blev det brugt til pyramidehætten på Washington-monumentet.

Nu er aluminium rigeligt og billigt. Australien er verdens førende producent af hovedmalmen, bauxit, og vi eksporterer det meste til forarbejdning i udlandet.

Imponerende store mængder energi er nødvendige for at bryde metallets tætte bindinger fra dets oxider. I Australien udgør fremstilling af nyt aluminium 6,5 % af vores drivhusgasemissioner. Den intense kemiske proces skaber også giftige biprodukter og forurening.

I løbet af de seneste år er aluminiumproduktionen flyttet til lande som Island, med billig og bæredygtig energi fra geotermiske kilder.

Desværre foregår størstedelen af ​​produktionen i lande som Kina, og er ofte afhængig af australsk kul. Australien rangerer også højt i CO₂-emissioner fra aluminiumoxidraffinering, et mellemtrin i forarbejdningen.

Genanvendelse af aluminium kræver kun omkring 5 % af energien ved smeltning, den største genanvendelsesenergibesparelse for ethvert større materiale.

Globale genanvendelsesprocenter for aluminium spænder fra 34 % til 70 %. I Australien er genbrugsprocenten for aluminiumsemballage mellem 44% og 66%, men sandsynligvis lavere for industri- og forbrugerprodukter.

Hvorfor genbruger vi ikke alt vores aluminium?

Der er mulighed for at øge genanvendelsen, men produktdesign og affaldsstrømme udgør udfordringer.

For eksempel er det aluminium, vi brugte i vores designs, nymalet "5083", en højkvalitets, korrosionsbestandig magnesiumlegering med spor af mangan og krom. Sådanne spormetaller bruges til at forbedre stivhed, korrosionsbestandighed eller svejsekapacitet.

Mens vores leverandør sender affald og skrot til genbrug, betyder blandingen af ​​forskellige legeringer, at disse 'downcycles' til produkter af lavere kvalitet. Det meste af Australiens aluminiumsskrot eksporteres, så øget lokal genbrug ville mindske emissionerne fra forsendelse af dette skrot offshore.

Der er tab på tværs af både industri- og forbrugeraffaldsstrømme, på trods af nye sorteringsteknologier. Magnetiske hvirvelstrømsteknologier kan sortere metalgenstande fra ikke-metalgenstande og endda ikke-jernholdige metalgenstande fra hinanden.

Jobbet bliver sværere, når du støder på multi-materiale genstande. Metalfastgørelsesmidler som skruer, nitter og stifter samt limede klæbemidler er førende årsager til urenheder i aluminiumgenbrug.

Mange aluminiumsprodukter er også designet som "monstrøse hybrid"-kompositter, der bruger materialer, der ikke let kan adskilles. Kaffepuder er det mest berømte eksempel.

Disse problemer skal løses på designstadiet. Sådanne problemer betyder, at aluminium støt går tabt til menneskelig brug og ender på lossepladsen og tilbage til miljøet.

Mens aluminiummalm let findes over hele verden, er metallet mærkeligt fraværende i biologiske systemer. Det har kun haft en lille rolle i plante- eller dyreevolutionen, og biologisk tilgængeligt aluminium kan være giftigt. Vi ved ikke, om dette vil have langsigtede konsekvenser i naturen.

Vi gjorde opmærksom på disse skjulte problemer i designet af vores "metalloplastiglomerat"-vaser. De blev lavet ved at krølle og hamre aluminiumsplader omkring organisk fiber, plastik og blødt metalaffald.

I disse værker spekulerer vi i, hvad der vil ske med aluminium, når det skubbes ud fra kollapsende byer og forvandles tilbage til geologisk sten i en fjern fremtid.

Kunne vi være pionerer i en cirkulær økonomi med aluminium?

Selvom verden kæmper for at afværge farlige klimaændringer, skønnes efterspørgslen efter nyt aluminium at fordobles eller tredobles i 2050. Hvis Australiens aluminiumgenanvendelse forbedres, vil vi sandsynligvis fortsætte med at fremstille nyt aluminium for at dække den stigende internationale efterspørgsel.

Australien eksporterer det meste af sit nye aluminium, på trods af at vores smelteværker er afhængige af store offentlige tilskud. Disse smelteværker er blevet brugt af politikere til at retfærdiggøre strøm fra fossile brændstoffer for deres baseload output.

Dette er en furphy. Vandkraft fungerer også godt med smelteværker. Aluminiumsproduktion ved hjælp af vedvarende energi kan være berettiget i Australien, hvis vi kan håndtere dens andre miljøpåvirkninger.

Australien bør også stoppe eksporten af ​​bauxit eller aluminiumoxid til lande med fossile brændstoffer drevne smelteværker.

Det er fuldt ud muligt at afslutte behovet for nyt aluminium. Siden vi opdagede metallet, har vi produceret omkring 1 milliard tons af det. Omkring 75 % er i øjeblikket i brug og er tilgængelig til genbrug, når det bliver nødvendigt. Planlægning af at stoppe med at producere nyt aluminium ville skabe et incitament til bedre at passe på det metal, vi har, og reducere spild.

Og selvom aluminium er værdsat som et let og stærkt materiale, er der andre materialer med potentiale til at erstatte det, inklusive dem, der fanger kulstof i stedet for at frigive det.

At bremse og i sidste ende standse ny aluminiumproduktion ville vise, hvordan verdens økonomi kan trives under afvækst - en kontrolleret sammentrækning af produktionen for at dæmme op for klimaændringer og fungere inden for planetens økologiske grænser.

Vi overvejede denne idé i designet af vores aluminium- og bauxitspejle. De indeholder nogenlunde den mængde aluminium, der kan fremstilles fra de bauxitbjergarter, der holder dem. For at kommunikere en følelse af bevaring modificerede vi klippen så lidt som muligt. Vi lavede et snit for at afsløre dens smukke småstenslignende indre struktur, og et andet for at holde spejlet.

I vores design håber vi at vise den teknologiske skønhed ved aluminiumsproduktion, samt den omhu, hvormed vi bør gribe det an.

Aluminiums unikke egenskaber driver stadig større produktion. Men en vækst for enhver pris-mentalitet for ressourceudvinding er farlig – især når vi kan bruge det, vi allerede har.