Post on 16-Mar-2020
Für Mensch & Umwelt
Stärkung des hochwertigen Recyclingsvon Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Effiziente Gewinnung von Kunststoffrezyklaten und kritischen Rohstoffen aus Elektroaltgeräten
Christian KitazumeUBA FG III 1.6 – Produktverantwortung
18.01.2018
AddResources Workshop
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Das Umweltbundesamt
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 2
Umweltbundesamt, DessauCopyright: Linnart Unger
Deutschlands zentrale Umweltbehörde,gegründet 1974. Ca. 1500 Mitarbeiter*innen.13 StandorteUmweltthemen wir Lärm, Trinkwasser,Klimawandel und Abfallmanagement.
AufgabenWissenschaftliche Beratung desUmweltministeriums.Erhebung und Bewertung von Umweltdaten.Information der Öffentlichkeit zu Umweltfragen.Vollzug von Umweltgesetzgesetzenz.B. Emissionshandel. „Für Mensch und Umwelt“
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Mengenpotential
Sammelmenge 2015Insgesamt 721.872 t Elektroaltgeräte
KunststoffpotentialInsgesamt 100.000* bis 280.000[2] t
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 3
Gerätekategorien Anteil (%)[1] Sammelmenge (t) KS-Potential (t)1. Haushaltsgroßgeräte 15 % 289.161 43.0002. Haushaltskleingeräte 20 % 124.289 25.0003. IT- und Telekommunikationsgeräte 20 % 123.697 25.000
4. + 5. + 6. + 8. Unterhaltungs-elektronik, Beleuchtungskörper, Werkzeug, Medizingeräte
20 % 163.345 33.000
7. + 9. Spielzeug, Freizeit-, Sportgeräte, Überwachungs-, Kontrollinstrumente
5 % 8.205 400
*siehe Berechnung oben auf Basis von [1]
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Kunststoffsorten
massenrelevantesten Kunststoffe: ABS, PS und PP
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 4
[3]
Quelle: LG
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Treibhauspotential (1)
Spezifisches Treibhauspotential verschiedener Materialien[4]
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 5
12.500 kgCO2eq/kg
1,63 kg CO2eq/kg 3,10 kg CO2eq/kg
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Treibhauspotential (2)
Treibhauspotential durch Herstellungvon 180.000 t Kunststoff aus EAG/Jahr
„Inhärentes Treibhauspotential“ ABS, PS, PPca. 320.000 tCO2eq
Insgesamt ca. 350.000 tCO2eq (Ökopol)
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 6
Kunststoff ABS PS PP
Anteil in EAG [3]
[%]33 19 18
Theoretisches Potenzial *[t]
60.000 34.000 32.000
GWP[kg CO2eq/kg]
3,10 2,43 1,63
GWP über Potenzial[kg CO2eq/a]
186.000 82.620 52.1600
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
kgCO2eq/t
Eine Tonne PersonalComputerEine Tonne Handyschrott
Eine Tonne Elektroschrott
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Treibhauspotential durch Herstellungvon 180.000 t Kunststoff aus EAG/Jahr
„Inhärentes Treibhauspotential“ ABS, PS, PPca. 320.000 tCO2eq
Insgesamt ca. 350.000 tCO2eq (Ökopol)
Kunststoff ABS PS PP
Anteil in EAG [3]
[%]33 19 18
Theoretisches Potenzial *[t]
60.000 34.000 32.000
GWP[kg CO2eq/kg]
3,10 2,43 1,63
GWP über Potenzial[kg CO2eq/a]
186.000 82.620 52.160
Treibhauspotential (3)
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 7
1,7 Mio. tCO2/Jahr
1.300 tCO2/Jahr
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Derzeitige Verwertungswege
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 8
Hauptsächlich energetische VerwertungBei der energetischen Verwertung wirdnur ca. 50% der Herstellungsenergie freigesetzt (Ökopol)
Inhärente Energie geht verloren
werkstofflich12%
energetisch87%
Beseitigung1%
Verwertung von Kunststoffen aus EAG[5]
0%
5%
10%
15%
20%
25%
1980 1992 2005
Kunststoffanteil in EAG
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Hindernisse für das Kunststoffrecycling
• Bromierte Flammschutzmittel• Füllstoffe• Verbundmaterialen• Demontierbarkeit• Kontamination
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 9
POP-V Maximalgehalt der anwendungsbeschränkten Substanzen
Verbot oder möglichst baldige Einstellung oder Beschränkung der Herstellung, Inverkehrbringens und Verwendung über persistente organische Schadstoffe
10 mg/ kg(0,001 Gew.-% = 10 ppm)
Rezyklate: 0,1 Gew.-%(= 1000 ppm)
Im Abfallregime Summe: 1000 mg/kg
Derzeit relevante polybromierte Flammschutzmittel in derPOP-VO:• Tetra-BDE
• Penta-BDE
• Hexa-BDE
• Hepta-BDE
• Zukünftig:Deca-BDE
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Behandlungsverordnung
Zwei übergeordnete Ziele• Schadstoffentfrachtung• Ressourcenschonung
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 10
Verordnungsermächtigung in 24 ElektroG-2:„Die Bundesregierung wird ermächtigt, durch Rechtsverordnung mit Zustimmung des Bundesrates (…) weiter gehende Anforderungen an die Behandlung von Altgeräten, einschließlich der Verwertung, des Recyclings und der Vorbereitung zur Wiederverwendung (…) festzulegen.“
UBA beginnt 2015 Prozess zur Entwicklung von Empfehlungen für die Behandlungsverordnung
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Prozess – Überblick und Konzeption (I)
• Transparenter, offener Prozess• Frühzeitige Einbeziehung der Akteuere• Einbringen von Wissen aus der Praxis
Empfehlungen zur Behandlung von Elektroaltgeräten
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 11
Arbeitskreis Arbeitsgruppen+
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Prozess – Überblick und Konzeption (II)
19.10.2017 Ressourceneffizienz- und Kreislaufwirtschaftskongress Baden-Württemberg 12
• Thematische Querverbindungen zwischen den AGs
• Diskussion der Empfehlungen aus den AGs
1. AG-Treffen Bestandsaufnahme (Praxis, existierende Standards/ Normen, Forschung)
2. AG-Treffen: Diskussion von möglichen Behandlungsempfehlungen
Berücksichtigung von Gerätetrends, ändernder Zusammensetzung, Technikentwicklung
Ableiten von konkreten Empfehlungen für Behandlungs-anforderungen
AG 2 Bild-schirmgeräte
AG 3 PV-module
AG 4Kunststoffe
AG 1Leiterplatten
AG 5 Schadst.-entfrachtung
AG 6Kühlgeräte
Arbeitskreis Arbeitsgruppen+
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
1326.10.2017 Abschlusssymposium des Projektes EAG-Behandlungsanforderungen
Teilnehmer im Arbeitskreis und Arbeitsgruppen
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 Bund
Bundesländer
Kommunen
Umweltverbände
Sozialverbände
Entsorgerverbände/ EntsorgerAnlagenhersteller
Wissenschaft
Sachverständige &Sonstige
41
27
35
26
2125
1816
193 Mitglieder / Teilnehmer
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Herangehensweise
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 14
Ziel Ressourcenschonung• Stärkung der Rückgewinnung ressourcenrelevanter Stoffe • Quantitative und qualitative Verbesserung des Recyclings
Ziel Schadstoffentfrachtung• Weiterentwicklung von Maßnahmen zur Schadstoffentfrachtung• Konkretisierung und Weiterentwicklung bestehender Behandlungsanforderungen
gemäß Anlage 4 ElektroG
Definition der Behandlungsziele
Erarbeitung von Empfehlungen
(konkret, prüfbar, adressierbar)
Diskussion der Vorschläge für Behandlungs-empfehlungen
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Vorgehen
15
z.B. Entnahme vormaschinellem
Aufschluss
z.B. Entnahme vor oder nach 1. maschineller Zerkleinerung …
Batch/ Jahresbilanz.Zielfraktion: mind. x kg pro Tonne EAG-Input
quantitativ
qualitativ
Bauteile „unbeschädigt“, „identifizierbar“
Batch/ Jahresbilanz.Zielfraktion enthält mind. x % des (Schad)Stoff-Inputs
Verfahrensanforderung (Stand der Technik)
Verfahrens-ablauf
Bestimmte(s) Verfahren
vorschreiben
Bestimmte(s) Verfahren
ausschließen
Zielanforderung
Zielwert-Methodik
Massenbilanz-Methodik
Analyse-MethodikProzess
… mit Prallmühle
… , jedoch nicht mit Granulator
Behandlungsziele: Schadstoffentfrachtung und Ressourcenschonung
Stichprobe.Grenzwert für Outputfraktion: - „max. x mg/kg
(Schad)Stoff“;- „frei sein von“
26.10.2017 Abschlusssymposium des Projektes EAG-Behandlungsanforderungen
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
1626.10.2017 Abschlusssymposium des Projektes EAG-Behandlungsanforderungen
AG 1
Le
iterp
latt
en
AG 2
Bi
ldsc
hirm
-ge
räte
AG 3
Ph
otov
olta
ik-
mod
ule
AG 4
Ku
nsts
toffe
AG 5
Sc
hads
toff-
entf
rach
tung
10 26 18 8 22
7 16 15 6 15
84
59
2. AG-Treffen
3. AK-Sitzung
Überarbeitung
1 1
AbfallbehandlungspflichtenV: ca. 45, Technische Vorschrift SENS/SWICO: ca. 55zum Vergleich:
Überarbeitung
7 17 13 6 14 57Abschluss-symposium 1 1
Behandlungsempfehlungen in Zahlen
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
1726.10.2017 Abschlusssymposium des Projektes EAG-Behandlungsanforderungen
=> max. 16 Punkte
Kriterium Punkte
Umweltrelevanz 0 Pkte: Kein ökologischerNutzen
6 Pkte: Hoher ökologischer Nutzen
Wirtschaftlichkeit 0 Pkte: Mit Zusatzkosten verbunden
3 Pkte: Erhebliche Erlöse erzielbar
Umsetzbarkeit 0 Pkte: Derzeit technisch nicht umsetzbar
3 Pkte: Technisch leicht umsetzbar/ wird umgesetzt
Vergleichbare Anforderungen inCENELEC oder anderenStaaten
0 Pkte: Keine vergleichbaren Regelungen vorhanden
1 Pkt: Es existiert eine vergleichbare Regelung
Positiver Effekt bei Inkrafttreten der Anforderung
0 Pkte: Kein Effekt zu erwarten
3 Pkte: Große positive Veränderung ggü. derzeitiger Praxis
Kriterien zur Priorisierung
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
1826.10.2017 Abschlusssymposium des Projektes EAG-Behandlungsanforderungen
02468
1012141618
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Anza
hl d
er
Beha
ndlu
ngse
mpf
ehlu
ngen
Punkteverteilung nach Priorisierungs-Krit. 1-5
ab 10 Punkte: höchste Priorität: 20 Empfehlungenab 9 Punkte: zweithöchste Priorität: insgesamt 30 Empfehlungen
Hohe Punktzahl = hohe Priorisierung TOP 20/30
Priorisierung
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Behandlungsempfehlungen Kunststoffe
3 Behandlungsempfehlungen in den Top 20
Ressourcenschonung• Quoten für die Werkstoffliche Verwertung
Schadstoffentfrachtung• Geräteliste Verdacht auf geregelte Flammschutzmittel• Grenzwert (Gesamtbromgehalt) für Kunststoffe
zur Werkstofflichen Verwertung
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 19
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
18.01.2018 20AddResources Workshop Freising
Quoten für die Werkstoffliche Verwertungvon Kunststoffen
• Gruppe 1: Wärmeüberträger• Gruppe 2: Bildschirme• Gruppe 4: Großgeräte• Gruppe 5: Kleingeräte
Bisher sind Kunststoffe nur ein undifferenzierter Bestandteil der Verwertungsquoten je Kategorie!
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
10 Gew.-% der Inputmasse Gruppe 1 Wärmeüberträger
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 21
* oftmals fehlte die „Innenausstattung“, daher müsste der Anteil höher sein
• Kunststoff ist lebensmittelecht, daher keine Flammschutzmittel• Literatur: Kunststoffanteil 10,4* bis 28 Gew.-%[7-12]
• Mittelwert: 16%• Kunststoffe: PS, ABS, PP, PUR
85 bis 90% der enthaltenen Kunststoffekönnen werkstofflich verwertet werden
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
5 Gew.-% der Inputmasse Flachbildschirme+ 5 % nach 5 Jahren
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 22
• kaum mit Flammschutzmittel belastet:TV zu 8,6 %, Monitore zu 1,7%
• Literatur:[10-15]
• Kunststoffanteil TV: 23 bis 31 Gew.-%• Kunststoffanteil Monitore: 32 bis 35 Gew.-%• Kunststoffe: ABS, PPE, PMMA, PE, PA, etc…
Anteil der Gerätefüßebei TV von 7 Gew.-% sowie
bei LCD-Monitor von 24 Gew.-% [16]
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
10 Gew.-% der Inputmasse Gruppe 4 Großgeräte+ 2,5 % nach 5 Jahren
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 23
• Großgeräte enthalten kaum Flammschutzmittel• Literatur: Kunststoffanteil 15 bis 22 Gew.-%[1,3,13]
Veränderungen:• offener Anwendungsbereich ab 15.08.2018• neue Gruppenzusammensetzung ab 01.12.2018
(Kantenlänge der Geräte > 50 cm)Überprüfung der Anforderungen 3 Jahre nach Inkrafttreten
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
10 Gew.-% der Inputmasse Gruppe 5 Kleingeräte+ 5 % nach 5 Jahren
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 24
• Kleingeräte enthalten wenig Flammschutzmittel• Literatur: Kunststoffanteil 24 bis 84 Gew.-%[3, 13, 17, 18]
• Kunststoffe: PP, ABS, PS
Veränderungen:• neue Gruppenzusammensetzung ab 01.12.2018
(Kantenlänge eines Gerätes < 50 cm)Überprüfung der Anforderungen 3 Jahre nach Inkrafttreten
Quelle: Mike Minderhoud, Wikicommons
Quelle: Thatonewikiguy, Wikicommons
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
BFSM-Geräteliste und Grenzwert
Verpflichtende Separation von Kunststoffteilen, die POP-BFSM enthaltenvor mechanischer BehandlungErstellen einer unterstützenden Geräteliste mit Verdachtsgeräten
Grenzwert Gesamtbrom von xxxx ppm für Werkstoffliche Verwertungvon Kunststoff aus EAGFestlegen eines Grenzwertes für Gesamtbrom
CENELEC: 2000 ppm BromBerücksichtigung von Deca-BDE
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 25
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Grenzwerte für polybromierte Flammschutzmittel
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 26
Maximalgehalt der einzelnen anwendungsbeschränkten Substanzen
RoHS bzw. ElektroStoffV
Inverkehrbringen und Bereitstellen von neuen E&E-Geräten auf dem Markt 0,1 Gew.-% (= 1000 ppm)
REAChRegistrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe für die Herstellung, das Inverkehrbringen und die Verwendung derartiger Stoffe
0,1 Gew.-% (= 1000 ppm)
POP-VVerbot oder möglichst baldige Einstellung oder Beschränkung der Herstellung, Inverkehrbringens und Verwendung über persistente organische Schadstoffe
10 mg/ kg (0,001 Gew.-% = 10 ppm)
Rezyklate: 0,1 Gew.-% (= 1000 ppm)
WEEELABEX Standards zu Sammlung, Logistik und Behandlung von Elektroaltgeräten 1000 ppm
CENELEC Normen zu Sammlung, Logistik und Behandlung von Elektroaltgeräten 2000 ppm (Gesamtbromgehalt)
• Ausschleusung der regulierten polybromierten Flammschutzmittel
Technik für eine Selektion von bromhaltigen Flammschutzmittel ist prinzipiell vorhanden (Verfahren der Dichtetrennung, Spektroskopische Erkennung, CreaSolv-Verfahren)
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
Versuch durchgeführt am 09.+10.08.2017 bei SüdRecLaborergebnisse nicht eindeutigWeitere Analysen Notwendig
FSM-Analysen n
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 27
GeräteartGesamt-
bromgehalt
PBDEOcta- u.
Deca-BDE HBCD TBBPABTBPEDBDPE
Drucker, Scanner KopiererWerkzeugeUnterhaltungselektronikTelefoneComputer + Docking StationsKüchengeräte, die heiß werden
BTBPE: 1,2-Bis(2,3,6-tribromphenoxy)ethanDBDPE: Decabromdiphenylethan
Ziel: Entfrachtung von Stoffkreisläufen
Stärkung des hochwertigen Recyclings von Kunststoffen aus Elektroaltgeräten
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 28
Literaturnachweis[1] Baxter, J., Wahlstrom, M., Zu Castell-Rüdenhausen, M., Fråne, A., Stare, M., et al., (2014): Plastic value chains - Case: WEEE (Waste Electric and
electronic equipment) in the Nordic region. Nordic Council of Ministers.[2] Consultic (2016): Produktion, Verarbeitung und Verwertung von Kunststoffen in Deutschland 2015.[3] „Assessment of the environmental advantages and drawbacks of existing and emerging polymers recovery processes, JRC, Delgado et al. (2007).[4] Sander et a. (2017): Altfahrzeuge – Verwertungsquoten 2015 und Hochwertigkeit der Verwertung. [5] Consultic (2016): Produktion, Verarbeitung und Verwertung von Kunststoffen in Deutschland 2015.[6] Buekens, A. und Yang, J. (2014): Recycling of WEEE plastics: a review. Journal of Material Cycles and Waste Management, 16(3): S. 415-434.[7] „Ökobilanzielle Untersuchungen zur Verwertung von FCWK- und KW-haltigen Kühlgeräten. Update 2016“, Öko-Institut (2016).[8] „Ökobilanzielle Untersuchungen zur Verwertung von FCWK- und KW-haltigen Kühlgeräten“, im Auftrag der RAL (2007).[9] Marthinho et al, Waste Management 32, 1213-1217 (2012).[10] Crowe et al., „Waste from electrical and electronic equipment (WEEE) - quantities, dangerous substances and treatment methods”. European
Environment Agency (2003).[11] R’09 Twin World Congress & World Resources Forum, Davos, Switzerland (2009): Recycling of plastics from Waste Electrical and Electronic
Equipment (WEEE)–tentative results of a Swiss study.[12] Buekens, A. und Yang, J. (2014): Recycling of WEEE plastics: a review. Journal of Material Cycles and Waste Management, 16(3): S. 415-434.[13] Wäger, P., Schluep, M., und Müller, E. (2010): RoHS substances in mixed plastics from waste electrical and electronicequipment. Swiss Federal
Laboratories for Materials Science and Technology (Empa).[14] Tesar, M. und Öhlinger, A. (2012): Flachbildschirmgeräte. Anforderungen an die Behandlung und Status in Österreich. Umweltbundesamt
Österreich, Report REP-0384.[15] Wolf, J., Brüning, R., Nellesen, L., und Schiemann, J. (2016): Anforderungen an die Behandlung spezifischer Elektroaltgeräte
unter Ressourcen- und Schadstoffaspekten. Umweltbundesamt.[16] Fröhlich, H. (2015): Recycling von LCD-Bildschirmgeräten. Recycling und Rohstoffe, Band 8: S. 313-324.[17] Taverna, R., Gloor, R., Maier, U., Zennegg, M., Figi, R., et al. (2017): Stoffflüsse im Schweizer Elektronikschrott. Metalle, Nichtmetalle,
Flammschutzmittel und polychlorierte Biphenyle in elektrischen und elektronischen Kleingeräten. Bundesamt für Umwelt, Umwelt-Zustand Nr. 1717.
[18] Dimitrakakis, E., Janz, A., Bilitewski, B., und Gidarakos, E. (2009): Small WEEE: determining recyclables and hazardous substances in plastics. Journal of Hazardous Materials, 161(2): S. 913-919.
18.01.2018 AddResources Workshop Freising 29
Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit
Christian KitazumeUBA Fachgebiet III 1.6Produktverantwortung