Seri: Tambang & Bahan • Bagian 12 saka 14
Industri Sirkular: Sampah = Masukan
Kita ngrancang kampus kaya organisme urip: panas iku panganan, banyu iku getih, lan “sampah” iku kanca kamar sing nduwèni gawéan. Ing bagean iki kita nyambung loop — logam, panas, banyu, gas, mineral — supaya tangga teparo nyukupi tangga teparo lan ora ana sing mlayu.
Misi dina iki
Peta saben produk sampingan menyang panuku ing sacedhake.
Terbitna ukuran loop sing wis diitung sadurunge.
Buktekna yèn kampus isa meneng, resik, lan migunani net kanggo kutha.
Napa sirkular (fisika dhisik, roman kapindho)
Kita ora “offset” — kita interlock. Elektron sing padha (Bagian 3) sing melelehake logam (Bagian 4–6) uga ngoperasikake pompa, kiln (Bagian 9), lan data hall (Bagian 11). Iki ngidini kita ngatur panas, banyu, lan produk sampingan kanthi sengaja: saben aliran metu iku menu, lan kabeh kampus lagi luwe.
- Loop cendhak menang: mindhah panas 80 m luwih murah tinimbang pipa bahan bakar 800 km.
- Pelabuhan standar: MEC‑48/96 njaga pertukaran cepet (Bagian 10).
- Bentuk kapal, dudu sampah: tailings/batu bata/blok tetep lokal (Bagian 1, 8, 9).
Loop bahan (scrap, cullet, lan kanca-kanca)
Logam
- Baja: EAF leleh scrap saka pabrik kita dhewe & pelanggan. Tingkat scrap loop tertutup tipikal: 20–35% saka output.
- Aluminium: leleh maneh bali <10% saka energi virgin; jaga aliran scrap resik saben aloi (Bagian 6).
- Tembaga: potong & poles toko sing ditolak → ER → katoda 99,99%; dross bali menyang anoda.
Kaca & silikon
- Cullet: 20–35% batch miturut massa; ngurangi energi lan aus melter (Bagian 9).
- PV offcuts: bali menyang batch kaca utawa rel aluminium; sel menyang daur ulang khusus; kita ngrancang kanggo pembongkaran (Bagian 3).
Kemasan & pallet
Pallet baja/aluminium sing bisa digunakake maneh kanthi pojok bolt‑on. Dheweke bali menyang omah nalika bali, dipindai, lan digunakake maneh. Kardus nduweni siji tugas: nglindhungi optik, banjur mlebu loop kertas.
Loop panas (ora ana plume, mung tangga teparo)
Sumber (kampus tipikal)
| Unit | Kelas | Bisa dipulihake | Cathetan |
|---|---|---|---|
| Gas off-EAF & kanopi | Sedheng/Tinggi | ~8–15 MWth | Kanggo uap, pengering |
| Anneal/temper kaca | Rendah/Sedheng | ~6–12 MWth | Kanggo pengering, bangunan |
| Balai elektro-refining | Rendah | ~1–3 MWth | Koil udara→air |
| Rak komputasi (Part 11) | Rendah | ~18–20 MWth | Loop cair 45–60 °C |
Wastafel (ngendi panas ngasilake penghasilan)
- Pengering produk (bijih, bata, lapisan)
- Air panas domestik & HVAC bangunan
- Langkah proses suhu rendah (pickling, cuci)
- Loop distrik menyang kolam kutha, rumah kaca, laundry
Aturan jempol: tangkep kabeh sing luwih saka 30 °C. Yen aliran ora migunani dina iki, simpen utawa pindhahake 80 m menyang wong sing mesem.
Loop banyu (tertutup sacara default)
Anatomi jaringan
- Mentah → proses → poles → daur ulang; blowdown menyang blok/pengikat.
- Udan saka padang PV nyuplai make‑up; danau nglindhungi musim (Bagian 1).
- Pisahake loop resik/kotor supaya resik tetep resik.
Nomer perencanaan
| Garis | Tingkat daur ulang | Make‑up | Cathetan |
|---|---|---|---|
| Pendinginan logam | ~90–98% | ~2–10% | Menara tertutup/HEX |
| Kaca & pelapis | ~85–95% | ~5–15% | Filter + RO |
| Battery metals | ~80–95% | ~5–20% | Gumantung saka rute leach |
Blowdown mineralizes blok (Bagéan 9) tinimbang ketemu kali.
Gas & reagen (nggawe kimia tumindak)
Byproduct → Produk
| Saka | Dadi | Digunakake déning |
|---|---|---|
| Smelter SO₂ (Cu sulfida) | H₂SO₄ (asam sulfat) | Leach shops (battery metals) |
| LC³ e‑calciner CO₂ | Aliran CO₂ | Karbonasi cure kanggo blok |
| Compute pompa & drives | Panas tingkat rendah | Pengering • HVAC • Greenhouses |
| Glass baghouse fines | Silika alus | Binder blends • blok |
"Kewarasan reagen"
- "Pilihen sistem sulfat, amonia, lan karbonat kanthi penutupan sing dikenal."
- "Tutup jalur uap; sikat dadi produk (asam/basa) tinimbang dibuwang."
- "Desain netralisasi kanggo ngasilake padatan sing bisa didol, dudu lendhut misterius."
"Saka ngendi CO₂ kanggo nyembuhake asalé, persis?"
"Saka kalsiner listrik (Bagian 9): watu gamping ing LC³ ngeculake CO₂ ing suhu sing dikontrol. Amarga kiln kasebut kedap lan listrik, kita nangkep lan ngepres aliran kasebut kanggo nyembuhake blok lan panel. Loop cendhak, ora ana cerobong asap."
"Produk sampingan mineral → produk (ora ana sing ilang)"
"EAF & slag smelter"
- "Saring lan magnet: kasar → dhasar dalan, fines → campuran binder (karo LC³)."
- "Umur/perlakuan uap kanggo ngunci kapur bebas; sertifikasi kaya bahan liyane."
"Konsentrator & tailings"
- "Ekor sugih pasir dadi blok sing dipres (Bagian 9) sing disembuhake nganggo CO₂."
- "Fines sugih lempung dadi lempung sing wis dikalsinasi kanggo LC³ (Bagian 9)."
"Nanging apa aman?"
"Kita mung ngupcycle aliran inert, wis dites kanthi QA terus-terusan. Apa wae sing ora bakal tumindak dadi monolit sing stabil lan dilapisi — lan kita terus nyilikake kategori kasebut."
"Ledger loop kampus (wis diitung sadurunge)"
"\"One‑Gigaton Campus\" — conto ikatan (kahanan stabil)"
Kira-kira: baja 1 Mt/taun • kaca 1 Mt/taun • bahan kimia baterei 0.1–0.3 Mt/taun • komputasi 20 MW.
| Loop | Aliran | Saka | Kanggo | Cathetan |
|---|---|---|---|---|
| Scrap baja | ~0.25 Mt/taun | Pabrik/pelanggan | EAF | 25% bali tutup‑loop |
| Al scrap | ~0.12 Mt/taun | Ekstrusi | Remelt | Remelt energi rendah |
| Cullet | ~0.25–0.35 Mt/taun | Garis kaca | Batch melter | 20–35% saka batch |
| H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/taun | Cu smelter | Toko leach | SX/EW & poles |
| CO₂ | ~0.05–0.12 Mt/yr | LC³ calciner | Penyembuhan blok | Gas penyembuhan loop cendhak |
| Panas tingkat rendah | ~30–40 MWth | Komputer & garis | Pengering/HVAC | 45–60 °C loop |
| Banyu proses | ~85–95% daur ulang | Kabeh garis | Jaringan banyu | Make‑up liwat udan & tlaga |
| Slag/èmpar dadi blok | ~0.2–0.6 Mt/yr | Mills/tails | Pabrik blok | Dikuret CO₂ |
Nilai minangka titik perencanaan kanggo njaga desain tetep konkret; asil nyata disetel miturut resep situs.
Papan skor (target)
- Materials circularity: ≥ 90% internal miturut massa (ex‑product)
- Water recycle: ≥ 90% rata-rata ing sak loop
- Heat capture: ≥ 70% saka grade rendah/sedheng sing bisa dipulihake
- Waste to landfill: ≤ 1–3% saka total aliran massa, distabilake
Manfaat tangga
- Banyu panas distrik kanthi biaya (sekolah, kolam renang, klinik)
- Blok & panel regane kanggo bangunan lokal
- Pekerjaan sing gegandhengan karo pangopènan lan QA — jinis sing sepi
Skenario sing wis diitung sadurunge
Skenario A — Duet Baja + Kaca
Baja 1 Mt/taun + Kaca surya 1 Mt/taun.
| Loop | Nilai | Cathetan |
|---|---|---|
| Panganggone panas maneh | ~20–30 MWth | EAF & anneal → dryers/HVAC |
| Fraksi cullet | ~25–35% | Ngurangi kWh/t melter |
| Balik scrap | ~25–30% | Scrap internal & pelanggan |
| Daur ulang banyu | ~90–95% | Desain loro-loop |
Skenario B — Tembaga + Logam Baterei
Katoda Tembaga 1 Mt/taun + Ni/Co sulfat 100 kt/taun.
| Loop | Nilai | Cathetan |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/taun | Mangan leach • ora ana flare |
| Panas ER | ~2–4 MWth | Koil Udara→banyu menyang pangering |
| Daur ulang banyu | ~85–95% | Poles + RO |
Skenario C — Kutha sing dhasar Itungan
Itung 20 MW + bata/blok 0.5 Mt/taun + beban komunitas.
| Loop | Nilai | Cathetan |
|---|---|---|
| Panas sampah menyang distrik | ~18–20 MWth | Pasokan 45–60 °C |
| Gas penyembuhan CO₂ | ~0.05–0.12 Mt/yr | Saka kalkiner LC³ |
| Daur ulang banyu | >90% | Pengering pompa panas |
Gedhung data dadi utilitas sipil: panas sepi ing mangsa adhem, adhem sepi ing mangsa panas.
Q&A
“Apa zero‑waste iku realistis?”
Zero‑landfill iku realistis; zero‑mass ora. Kita ngrancang supaya >90% massa tetep ing loop, 7–9% dadi produk kanggo wong liya, lan sisa cilik sing ora manut distabilake lan disimpen kanthi bener — nalika kita terus nyilikaké.
“Apa sing kedadéan yen loop mati?”
Kita njaga buffer: tangki termal, tangki reagen, lan papan tumpukan kanggo blok. Pelabuhan MEC (Bagéan 10) ngidini kita ngalih rute kanthi cepet. Yen tangga teparo turu, panyimpenan nyambung jam/dina nganti tangi.
“Kepiye carané mbuktekaké marang tangga teparo?”
Monitor terus-terusan ing udara, banyu, lan swara karo dashboard umum. Yen ana garis sing keganggu, alarm bakal menyang kita lan kutha. Kapercayan iku paramèter desain, dudu siaran pers.
Sabanjure — Komunitas Ing Sacelaké Tlaga (Bagéan 13 saka 14). Kita bakal ngrancang kutha-kutha sing tuwuh ing sacelaké tlaga mbésuk saka Bagéan 1 — sekolah, pasar, lan omah sing ngombé energi lan seneng pemandangané.