Advanced materials shaping the future

PRODUKTUTVIKLING,

BIPRODUKTER I EN

SIRKULÆR ØKONOMI

Miljøforum 2015

9 Sept 2015

Advanced materials shaping the future

PRODUKT ELLER SIDESTRØM

• Elkem Solar: Utvikling av en ny prosess:

• Industrialisere forskning for å lage ren silisium til solceller (Elkem ESS®)

• Laveste LCA / CO2 utslipp og laveste energiforbruk til solceller

• Flere rensetrinn i prosess, inkludert en slaggbehandling

• Velger mest effektive rensemetoder – økonomisk og ressursmessig

• Ny fabrikk og industrialisering i stor skala:

• Produktstrøm: 6 000 MT solcellesilisium OG 6 000 MT ren slagg

• Størst verdiskapning er i silisium => Dette er hovedprodukt

• Like stort volum i slagg, med en åpenbar verdi som høyrent materiale

• Rene råstoffer, ingen tungmetaller, ingen vesentlige sporelementer, ikke organisk…

• Et så rent materiale spisser problemstillingene mellom sidestrøm og avfall!

• En 6N Si (99,9999 %w) krever X N slagg…

2 Miljøforum 2015

Elkem.com/elkem-solar

cfp-japan.jp

Advanced materials shaping the future

SIDESTRØMSPROBLEMATIKK?

• Industrihistorie og utvikling fra problemavfall til sidestrøm til produkt

• ‘The alkali act’, London 1863: Den første loven mot luftforurensning

• Leblanc-prosessen 1820 - 1900, fremstilling av soda (natriumkarbonat, Na2CO3)

• 1870-årene var britisk produksjon opp over 200 000 MT årlig:

• Tilsvarer utslipp ca 140 000 MT saltsyregass

og 175 000 MT kalsiumsulfid slam

• Lovpålagt begrensning i luftutslipp

• Utviklet vasketårn / absorpsjonstårn

• Lager klorgass => blekemiddel

• Klor blir i løpet av kort tid hovedproduktet og økonomisk bærer for prosessen

• Etter 1. verdenskrig utkonkurrert av Solvay-prosessen (sode) og saltelektrolyse (klor)

3 Miljøforum 2015

Advanced materials shaping the future

WIDNES, CHESHIRE UK, ‘SENT PÅ 1800-TALLET’

4 Wikipedia: Widnes

Advanced materials shaping the futureWikipedia (James Muspratt)

SIDESTRØMSPROBLEMET

5 Miljøforum 2015

• Elkems egen historie:

• Microsilica – fra avfall til industrisuksess, fra 1980 og senere

• Produktutviklingen var fra ca 100 ideer til ca 10 produktstammer

• I dag flere forskjellige markedsområder

• Burj Khalifa, Dubai: 11 000 MT Elkem MicrosilicaWik

ipedia

: B

urj K

halif

are

cort

ado

Advanced materials shaping the future

RESSURSBRUK FOR ET NYTT PRODUKT 2005 - 2015

• Utgangspunkt

• Basiskarakterisering, utlakingstester, materialkarakterisering, fasekartlegging…

• ‘Låse’ prosess og sammensetning etter hvert som bedriften kjøres inn

• Kunnskapsbygging – med utgangspunkt i egenskaper fra testene:

• Litteratursøk, rapporter => internasjonalt vekstområde ‘Silisium til landbruk*

• Inkubasjonstester, 2 ½ år, effekter som følge av kornfinhet

• Nasjonal registrering som kalkingsmiddel, datablad, anvendelsesblad

• Fibrighet

• Sporelementer, tungmetaller – 3 mndr prøvetaking fra løpende drift

• PSI – Product safety information / produktsikkerhetsblad

• REACH-registrering, inkl innarbeidelse i dossier

• Applikasjonstester

• 3-årig Feltforsøk, korn, Drivhusforsøk, agurk,

Spredeforsøk i landbruk, andre tester

6 Miljøforum 2015

Advanced materials shaping the future

EU-INNARBEIDELSE NØDVENDIG?

• Fra nasjonal godkjenning til leveranse til flere land

• Mulig rute – gjensidig nasjonal godkjenning (bilaterale avtaler)

• Ikke valgt pga antagelse om flere involverte land

• Innarbeidelse i EU Gjødselslovgivning (EC 2003/2003)

• EC Regulation 463/2013 innarbeider kalkingsmidler i gjødselsloven

• Vårt materiale passer ikke i loven per i dag, må opprette ny klasse / nytt stoff

• Leverer dossier iht komiteens fremgangsmåte (Nov. 2013), presenterer underlaget

• Vanskelig å få gjennomslag i komitémøte. Politikk og vanskelige avveininger?

• Behandling skyves på i møter via gjentatte spørsmål

• Internt ressursspørsmål – deltar ikke i møtene, representert ved Mattilsynet

• Eksempel: Formalavklaring fra norske myndigheter: Biprodukt og ikke avfall

• Vurdering – Miljødirektoratet: Biprodukt (9.3.15)

• Komiteen er ikke i tråd med sine egne krav og fremgangsmåte for endring

• Komiteens medlemmer diskuterer sirkulær økonomi seg i mellom…

7 Miljøforum 2015

Advanced materials shaping the future

NYTT PRODUKT TIL ET NYTT MARKED

• For Elkem: Svært utfordrende i forhold til andre aktiviteter

• Samtidig starte en ny fabrikk og industrialisere en ny prosess!

• Elkem må fokusere det andre hovedproduktet – kost, kvalitet, kapasitet, inntekt

• Er ikke en leverandør til landbruksmarkedet og parallelle markeder…

• Men – Elkems microsilica var en tilsvarende utvikling (viktig for Elkem i dag)

• Dagens krav: En trippel høna og egget

• Vanskelig å investere i prosesseringsanlegg uten kjent markedsverdi…

• Vanskelig å teste et materiale uten dokumentasjon (..put in the market..)

• Vanskelig å dokumentere produktverdi uten konsistent materiale fra prosessering…

• Utfordring å vise kortsiktig økonomi i et slikt prosjekt!

• Kort- / langsiktighet i prioritet innen konsernutvikling / produktutvikling

• Vanskelig å vite hvor mye som skal investeres i forsøk, tester, underlag

• Har fått store resultater med en minimal innsats

8 Miljøforum 2015

Advanced materials shaping the future9 Miljøforum 2015

C Blok et al., Proc. IS on Growing Media & Soilless Cultivation, Acta Hort. 1034, ISHS 2014

Anne Erstad

Advanced materials shaping the future

KONKLUSJONER - INNSPILL

• Kompliserte, ressurskrevende utviklingsarbeide

• Kartlegging, REACH eller PPoRD, PSI / SDS, variabilitet/stabilitet

• Ukjent økonomi i satsning for full karakterisering og registrering

• Ressurs- og tidskrevende å verifisere produktet – usikkerhet i forsøk (klima..)

• Må ha mellomløsninger for å ivareta volumstrømmen (lagring, håndtering, anvendelse)

• God støtte fra myndighetsorganer

• Mattilsynet

• Sentralt for oss – registrering, oppfølging mot EU, deltagelse i komitemøter

• Miljødirektoratet

• Avklaring – juridisk vurdering biprodukt, støtte i prosessen

• EU og EU-baserte prosesser (eks REACH)

• Vanskelig prosesser, avhengig av støtte (finansielt og representasjon) for å fremme

• Støttemiddelapparatet betraktelig utviklet i løpet av de senere år

• NFR, Regionale forskningsfond, Skattefunn, mv

10 Miljøforum 2015

Advanced materials shaping the future

LÆRINGSVERDIEN I HELT NYE PRODUKTER

• Må følge materialegenskapene

• Introduserer andre bransjer, modeller, tankebaner

• Alternative markedsmekanismer, ser nye muligheter

• Ville dette vært enda vanskeligere for en annen bedrift?

• Konserninterne ressurser

• System for innovasjonshåndtering

• Prosjektmuligheter

• Spørsmål?

11 Miljøforum 2015

Anne Erstad