Úsporné světelné zdroje a recyklace

Úsporné světelné zdroje

Změna klimatu a rostoucí nedostatek zdrojů vedou ke změně lidského uvažování, a tedy ke změně vývoje technologií a fungování ekonomiky. Efektivní a udržitelné využívání energie se proto stává přirozenou tendencí současného vývoje.

Za posledních sto let spotřeba elektřiny v ČR vzrostla v průměru každý rok o 4,4 %. Zatímco při vzniku republiky v roce 1918 činila hrubá spotřeba na území Čech, Moravy a Slezska celkem 1 TW·h, nyní to je téměř 74 TW·h. Odhaduje se, že do roku 2050 využití elektřiny vzroste až trojnásobně, a to především v dopravě, průmyslu a v budovách. Z celkové spotřeby elektrické energie na osvětlení připadá asi 17 %, což jistě není zanedbatelná část.

V rámci efektivního a udržitelného využívání elektrické energie byly v EU zakázány klasické přímo žhavené žárovky (obyčejné žárovky). V roce 2009 začal postupný proces stahování těchto obyčejných žárovek z trhu, který se prvně projevil zákazem 100 W žárovek. Tento proces pokračoval až do roku 2012, kdy se z trhu postupně začaly stahovat i nejmenší obyčejné žárovky (např. 40 W). A od 1. září 2018 začalo v EU platit nové nařízení zakazující prodej některých neúsporných halogenových žárovek. Současnými úspornějšími alternativami světelných zdrojů jsou zářivky a zejména LED světelné zdroje a svítidla.

Odpadní světelné zdroje a životní prostředí

Tak jak za posledních 100 let rostla v ČR spotřeba elektřiny, rostlo také množství odpadu, které vzniká ze světelných zdrojů, jež se používají k osvětlení v domácnostech, firmách, institucích či jako osvětlení na veřejných prostranstvích. Separovaný sběr a recyklace světelných zdrojů jsou legislativně řešeny v zákoně o odpadech, konkrétně v jeho částech vztahujících se k odpadním elektrickým a elektronickým zařízením (dále jen OEEZ). Ročně v ČR vznikne asi 170 tisíc tun OEEZ (lednice, pračky, televizory, počítače atd.), přičemž světelných zdrojů vznikne zhruba 3 tisíce tun (tedy ani ne 2 % hmotnostní). Základním smyslem systému sběru a recyklace světelných zdrojů je ochrana životního prostředí a zdraví člověka. Je tedy potřebné maximálně využít druhotné zdroje, které se opět použijí ve výrobě nových produktů, a zároveň zamezit úniku nebezpečných látek (v našem případě zejména rtuti) do životního prostředí. Na obr. 1 je zobrazen odhad vzniku odpadních světelných zdrojů – množství odpadu neustále roste.

Obr. 1. Odhad množství vzniku odpadních světelných zdrojů v ČR (vlastní odhad)

Systém sběru a recyklace světelných zdrojů je velmi specifický ve vztahu k ostatním skupinám OEEZ. Jedna tuna odpadních světelných zdrojů znamená asi 5 tisíc kusů, kdežto jedna tuna odpadních velkých domácích spotřebičů (pračky, myčky, ledničky atd.) představuje pouhých 21 kusů. Tedy pro stejnou hmotnost OEEZ je třeba sebrat 250krát více světelných zdrojů než velkých spotřebičů. Spotřebitelé by tedy měli být informováni, že světelné zdroje nepatří do směsného komunálního odpadu, ale na místa tzv. zpětného odběru (prodejci, sběrné dvory atd.). Jedním z kolektivních systémů, který se zabývá zpětným odběrem vysloužilých elektrospotřebičů včetně světelných zdrojů, je společnost ASEKOL.

Technologie recyklace světelných zdrojů

Vedle energetické úspornosti mají současné světelné zdroje také svá negativa. U zářivek je to obsah velmi toxické rtuti a toxického fluorescenčního prášku luminofor. Na obr. 2 je ukázáno, že ve zmíněných třech tisících tunách odpadu je asi 50 tun luminoforu a 130 kg rtuti. Zářivky navíc obsahují relativně velké množství tzv. kritických materiálů (pro výrobu fluorescenčního prášku), zejména prvků vzácných zemin: yttria nebo europia. LED zdroje zase obsahují jiné kritické materiály – galium a indium. Nicméně tyto prvky se v současné době ekonomicky nerecyklují, přestože technologicky je to možné. Recyklace světelných zdrojů může být založená buď na mokrém, nebo na suchém procesu. V podstatě vždy jde o mechanické drcení s následnou automatickou separací jednotlivých materiálů, jako jsou sklo, železné kovy, neželezné kovy, plasty či fluorescenční prášek. Rtuť je zachytávána na uhlíkovém filtru a následně ji lze znovu získat.

Obr. 2. Potenciální množství druhotných surovin v ročním množství odpadních světelných zdrojů (vlastní odhad)

Závěr

V minulých několika letech mnoho domácností nahradilo obyčejné žárovky kompaktními zářivkami, které pro týž světelný tok potřebují jen pětinu elektřiny. Ještě účinnější než zářivky jsou LED svítidla a světelné zdroje, a při používání těchto svítidel je tedy předpoklad pro nižší spotřebu energie. Avšak zdánlivá úspora se může zvrátit v ještě větší spotřebu jak energie, tak materiálových zdrojů. Tento jev známý ekonomům je označován jako Jevonsův paradox. Lze jej popsat tak, že technologický pokrok přinášející větší efektivitu při využívání určitého zdroje paradoxně zvyšuje spotřebu tohoto zdroje z důvodu větší poptávky (místo očekávaného poklesu spotřeby). To je patrné nyní v případě velmi efektivních LED světelných zdrojů. Důsledkem jejich masivního využívání je jejich zlevňování a též úspory, které ovšem vedou k větší spotřebě. LED se v současné době používají v hračkách, nábytku, v automobilovém průmyslu atd. Spotřebitelé také pod dojmem, že svícení diodami LED spotřebovává velmi málo elektřiny, svítí častěji a déle, což v posledních pár letech nejenže vyvolává problém světelného znečištění, ale rovněž vede ke zmíněnému Jevonsově efektu. Podle některých odhadů se vlivem tohoto paradoxu může spotřeba energie použité na svícení do roku 2030 až zdvojnásobit.

V budoucnosti nás tedy čeká několik výzev. Z pohledu separovaného sběru je to zlepšování povědomí spotřebitelů o uvedené problematice tak, aby rostla míra sběru tohoto odpadu, a zvyšování povědomí o možnostech úspor energie. Co se týče zpracování OEEZ, jde zejména o ekonomicky a v průmyslovém měřítku fungující recyklační proces, který bude schopen využívat především prvky vzácných zemin (yttrium, europium, terbium, galium, indium) jako druhotné suroviny k výrobě nových světelných zdrojů a uzavřít tak materiálový cyklus těchto materiálů, v budoucnosti možná těžko dostupných (tzv. closing the loop).

Více na www.asekol.cz.

---

Vyšlo v časopise Světlo č. 6/2018 na straně 52.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.