Aluminium is licht en veelzijdig, maar enorm energie-intensief om te produceren, waarvoor 10% van de totale elektriciteitsproductie van Australië nodig is. Recycling verbruikt slechts een fractie van de energie. Waarom sluiten we de cirkel niet?

Dit metaal - het meest voorkomende in de aardkorst - wordt in alles gebruikt, van keukengerei tot frisdrankblikjes, gebouwen en vliegtuigonderdelen.

Sinds we in de 19e eeuw ontdekten hoe we het konden winnen, is er ongeveer 1 miljard ton aluminium gesmolten. Daarvan is driekwart toegankelijk voor recycling.

Helaas heeft de energie-intensieve productie van aluminium grote gevolgen voor klimaatverandering. We moeten de aluminiumproductie aandrijven met hernieuwbare energiebronnen en betere manieren vinden om dit meest bruikbare metaal te recyclen.

Om na te denken over aluminium en zijn energiebehoeften, werkte ik samen met ontwerper Kyoko Hashimoto om nieuwe ontwerpen te maken met aluminium. Deze spiegels en vazen ​​zijn momenteel te zien als onderdeel van de Sampling the Future-tentoonstelling van de National Gallery of Victoria.

Als kritische ontwerpers hopen we het afvalprobleem te communiceren dat ontstaat door het mengen van aluminium tot onherstelbare composieten, en de perceptie van de waarde van het metaal, die sinds de ontdekking ervan is afgenomen, te herzien.

Van edelmetaal tot gewoon wegwerp

Toen aluminium voor het eerst werd gewonnen en gezuiverd, was het duurder dan goud. Napoleon III had de beroemde babyrammelaar van zijn zoon gemaakt van aluminium. In 1884, als het meest exotische metaal van zijn tijd, werd het gebruikt voor de piramidekap op het Washington monument.

Nu is aluminium overvloedig en goedkoop. Australië is 's werelds grootste producent van het belangrijkste erts, bauxiet, en we exporteren het meeste voor verwerking naar het buitenland.

Indrukwekkend grote hoeveelheden energie zijn nodig om de hechte bindingen van het metaal van zijn oxiden te verbreken. In Australië vertegenwoordigt de productie van nieuw aluminium 6,5% van onze uitstoot van broeikasgassen. Het intense chemische proces zorgt ook voor giftige bijproducten en vervuiling.

De afgelopen jaren is de aluminiumproductie verschoven naar landen als IJsland, met goedkope en duurzame energie uit geothermische bronnen.

Helaas vindt het leeuwendeel van de productie plaats in landen als China en is het vaak afhankelijk van Australische steenkool. Australië scoort ook hoog op het gebied van CO₂-emissies van aluminiumoxideraffinage, een tussenstadium van verwerking.

Voor het recyclen van aluminium is slechts ongeveer 5% van de smeltenergie nodig, de hoogste energiebesparing voor alle belangrijke materialen.

Wereldwijde recyclingpercentages voor aluminium variëren van 34% tot 70%. In Australië liggen de recyclingpercentages voor aluminiumverpakkingen tussen 44% en 66%, maar waarschijnlijk lager voor industriële en consumentenproducten.

Waarom recyclen we niet al ons aluminium?

Er is ruimte om recycling te stimuleren, maar productontwerp en afvalstromen vormen uitdagingen.

Het aluminium dat we in onze ontwerpen hebben gebruikt, is bijvoorbeeld nieuw gefreesd "5083", een hoogwaardige, corrosiebestendige magnesiumlegering met sporen van mangaan en chroom. Dergelijke sporenmetalen worden gebruikt om de stijfheid, corrosieweerstand of lascapaciteit te verbeteren.

Terwijl onze leverancier restanten en schroot opstuurt voor recycling, betekent de mix van verschillende legeringen dat deze worden 'gedowncycled' tot producten van lagere kwaliteit. Het meeste aluminiumschroot in Australië wordt geëxporteerd, dus als we onze lokale recycling vergroten, zouden de emissies van het offshore-transport van dit schroot afnemen.

Ondanks nieuwe sorteertechnologieën zijn er verliezen in zowel industriële als consumentenafvalstromen. Magnetische wervelstroomtechnologieën kunnen metalen objecten van niet-metalen objecten en zelfs non-ferro metalen objecten van elkaar scheiden.

Het werk wordt moeilijker als je objecten van meerdere materialen tegenkomt. Metalen bevestigingsmiddelen zoals schroeven, klinknagels en pinnen, evenals gebonden lijmen, zijn de belangrijkste oorzaken van onzuiverheden bij het recyclen van aluminium.

Veel aluminiumproducten zijn ook ontworpen als "monsterlijke hybride" composieten met materialen die niet gemakkelijk kunnen worden gescheiden. Koffiepads zijn het bekendste voorbeeld.

Deze problemen moeten in de ontwerpfase worden opgelost. Dergelijke problemen betekenen dat aluminium gestaag verloren gaat voor menselijk gebruik, op de vuilstort terechtkomt en weer in het milieu terechtkomt.

Hoewel aluminiumerts gemakkelijk over de hele wereld te vinden is, is het metaal merkwaardig afwezig in biologische systemen. Het heeft weinig rol gespeeld in de evolutie van planten of dieren en biologisch beschikbaar aluminium kan giftig zijn. We weten niet of dit op lange termijn gevolgen zal hebben voor de natuur.

Bij het ontwerp van onze "metalloplastiglomeraat" vazen ​​hebben we aandacht gevraagd voor deze verborgen problemen. Ze werden gemaakt door aluminiumplaat rond afval van organische vezels, plastic en zacht metaal te verkreukelen en te hameren.

In deze werken speculeren we over wat er met aluminium zal gebeuren als het uit instortende steden wordt uitgestoten en in de verre toekomst weer verandert in geologisch gesteente.

Kunnen we met aluminium pionieren in een circulaire economie?

Zelfs terwijl de wereld vecht om gevaarlijke klimaatverandering af te wenden, wordt geschat dat de vraag naar nieuw aluminium tegen 2050 zal verdubbelen of verdrievoudigen. Als de aluminiumrecycling in Australië verbetert, zullen we waarschijnlijk nieuw aluminium blijven maken om aan de toenemende internationale vraag te voldoen.

Australië exporteert het grootste deel van zijn nieuwe aluminium, ondanks het feit dat onze smelters afhankelijk zijn van zware overheidssubsidies. Deze smelterijen zijn door politici gebruikt om stroom uit fossiele brandstoffen te rechtvaardigen voor hun basislastoutput.

Dit is een furphy. Waterkracht werkt ook goed bij smelterijen. De productie van aluminium met behulp van hernieuwbare energie kan in Australië gerechtvaardigd zijn, als we de andere milieueffecten ervan kunnen beheersen.

Australië moet ook stoppen met de export van bauxiet of aluminiumoxide naar landen met smelterijen die op fossiele brandstoffen werken.

Het is heel goed mogelijk om de behoefte aan nieuw aluminium te beëindigen. Sinds we het metaal hebben ontdekt, hebben we er ongeveer 1 miljard ton van geproduceerd. Ongeveer 75% is momenteel in gebruik en beschikbaar voor recycling als dat nodig is. Plannen om te stoppen met de productie van nieuw aluminium zou een stimulans zijn om beter voor het metaal dat we hebben te zorgen en afval te verminderen.

En hoewel aluminium wordt gewaardeerd als een licht en sterk materiaal, zijn er andere materialen die het kunnen vervangen, waaronder materialen die koolstof vastleggen in plaats van vrijgeven.

Het vertragen en uiteindelijk stoppen van de nieuwe aluminiumproductie zou aantonen hoe de wereldeconomie kan gedijen onder degrowth - een gecontroleerde inkrimping van de productie om klimaatverandering tegen te gaan en te functioneren binnen de ecologische grenzen van de planeet.

Met dit idee hebben we rekening gehouden bij het ontwerp van onze spiegels van aluminium en bauxiet. Ze bevatten ongeveer de hoeveelheid aluminium die kan worden geproduceerd uit de bauxietrotsen die ze bevatten. Om een ​​gevoel van behoud over te brengen, hebben we het gesteente zo min mogelijk aangepast. We hebben één snede gemaakt om de prachtige kiezelachtige interne structuur zichtbaar te maken, en een tweede om de spiegel vast te houden.

In onze ontwerpen hopen we de technologische schoonheid van aluminiumproductie te laten zien, evenals de zorg waarmee we het moeten benaderen.

De unieke eigenschappen van aluminium zorgen voor een steeds grotere productie. Maar een mentaliteit van groei ten koste van alles voor het winnen van hulpbronnen is gevaarlijk, vooral als we kunnen gebruiken wat we al hebben.