Recyklace LED světelných zdrojů

Za posledních sto let spotřeba elektřiny v ČR narostla 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.

Topení, chlazení a osvětlení obytných a nebytových budov spotřebují v technologicky vyspělých státech přibližně 40 % veškeré energie, což je podíl, který vyžaduje velkou pozornost. Průměrná roční spotřeba české domácnosti je asi 2 500 kW·h. To zhruba odpovídá množství elektřiny dodané do bytu, kde žijí dvě až tři osoby, které používají běžné elektrické spotřebiče, avšak nevyužívají elektrický ohřev vody. Z celkové spotřeby elektrické energie na osvětlení připadá asi 17 % (obr. 1).

Obr. 1. Rozložení spotřeby energie v modelové české domácnosti (%)

V souvislosti s udržitelným využíváním elektrické energie byly v EU i v některých zemích mimo ni zakázány klasické přímo žhavené žárovky (obyčejné žárovky), které jsou z hlediska spotřeby energie velmi neefektivní – pouze 5 % energie přeměňují ve světlo. V roce 2009 začal postupný proces stahování těchto žárovek z trhu, který se prvně projevil zákazem prodeje 100W žárovek. Tento proces pokračoval až do roku 2012, kdy se z trhu začaly postupně stahovat i nejmenší obyčejné žárovky (např. 40 W). Od 1. září 2018 začalo v EU platit nové nařízení 2015/1428, zakazující prodej neúsporných halogenových žárovek třídy C (a horších).

Odpadní světelné zdroje a životní prostředí

Tak, jak za posledních 100 let vzrůstala v ČR spotřeba elektřiny, rostlo také množství odpadu, které vzniká ze světelných zdrojů používaných k osvětlení v domácnostech, firmách, institucích či k osvětlení veřejných prostranství. Separovaný sběr a recyklace světelných zdrojů jsou legislativně řešeny v zákoně o odpadech, konkrétně 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.), z toho světelných zdrojů je okolo 3 tisíc tun (tedy ani ne 2 % hmotnosti). Základním smyslem systému sběru a recyklace světelných zdrojů je ochrana životního prostředí a zdraví člověka. Je tedy třeba maximálně využít druhotné zdroje, které se opět použijí při výrobě nových produktů, a zároveň zamezit úniku nebezpečných látek (v případě zářivek zejména rtuti) do životního prostředí.

Na obr. 2 je odhad současného zastoupení odpadních světelných zdrojů za použití výpočtového nástroje Evropské komise, přičemž LED zdroje činí asi 5 % hmotnostních.

Obr. 2. Odhad současného zastoupení odpadních světelných zdrojů v ČR

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 (např. pračky) představuje pouhých 21 kusů. Tedy pro stejnou hmotnost OEEZ je třeba sebrat 250× více světelných zdrojů než velkých spotřebičů. Spotřebitelé by tedy měli být informovaní o tom, že světelné zdroje nepatří do směsného komunálního odpadu, ale na místa tzv. zpětného odběru (prodejci, sběrné dvory atd.), kterých jsou v současné době v ČR tisíce, přičemž nejbližší sběrné místo lze zjistit např. v databázi sběrných míst na stránkách kolektivního systému ASEKOL nebo na www.sberne-dvory.cz.

Recyklace LED světelných zdrojů

Světelné zdroje LED jsou nejúspornější variantou současné světelné techniky. Používají se v různých aplikacích, včetně využití jako alternativa k původním žárovkám či později zářivkám. Odhaduje se, že LED zařízení bude mít v roce 2020 zhruba 60 % trhu se světelnými zdroji. LED světelné zdroje mají oproti přímo žhaveným žárovkám a zářivkám několik výhod:
– úspora energie je více než 90 % oproti přímo žárovkám,
– mají delší dobu života, a to až 60 tisíc hodin (desetkrát delší dobu života než zářivky a 130× delší dobu života než klasické žárovky),
– nevyvíjejí téměř žádné teplo, což snižuje riziko požáru,
– neobsahují toxickou rtuť na rozdíl od zářivek,
– jsou odolnější proti poškození při transportu.

Lze říct, že všechny zmíněné výhody znamenají též menší produkci odpadu. Z hlediska obsažených materiálů, a tedy z hlediska technologie recyklace jde také o významnou změnu. Současný zpracovatel odpadních světelných zdrojů, kde převládají zářivky, produkuje zejména sklo (více než 85 % hmotnostních), dále v menší míře hliník, plast a železo. V současném odpadním toku světelných zdrojů je rovněž ročně obsaženo asi 130 kg rtuti, která se zachycuje na uhlíkových filtrech.

Oproti tomu LED světelné zdroje obsahují množství drahých a vzácných kovů, jelikož jejich součástí jsou desky plošných spojů. V LED zdrojích lze nalézt kovy jako gallium, indium, germanium, stříbro nebo zlato. Na obr. 3 je ukázán odhad materiálového složení LED zdrojů, zahrnující kovy, plasty, desky plošných spojů a v malé míře také sklo.

Obr. 3. Materiálové složení LED světelných zdrojů (odhad)

V současné době neexistuje specifická technologie úzce zaměřená pouze na recyklaci LED světelných zdrojů, a to zejména proto, že uvedeného odpadu je stále velmi málo (desítky až stovky tun ročně v celé ČR). LED světelné zdroje se nyní recyklují s ostatním elektroodpadem, kdy je odpad nejprve drcen a posléze separován na jednotlivé druhy materiálů. Ty jsou dále tříděny a rafinovány, až do vzniku druhotné suroviny. Nicméně do budoucnosti lze očekávat, že taková specifická technologie může být vyvinuta. Ekonomickým i environmentálním základem bude maximální využití již zmíněných kovů.

---

Vyšlo v časopise Světlo č. 6/2019 na straně 50.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.