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Aluminium – Ressourceneffizienz entlang des Lebenszyklus von Aluminiumprodukten

Stoffstrom Aluminium – Vom Bauxitabbau bis hin zum Recycling

Jörg H. Schäfer, 7. Mai 2008, Sozialpartnerschaftlicher Branchendialog, Düsseldorf

Chart 2www.aluinfo.de

Stoffstrom Aluminium

ökologischökonomisch

sozialtechnisch

Bauxit-abbau

Al2O3-Gewinnung

Verarbeitung/Verformung

Verteilung/TransportNutzungs-

phase

Recycling

Elektrolyse

Ausgewogene Betrachtung erfordert mehr als eine Dimension

Lebenszyklus

alu


Stoffstrom - Bauxitlagerstätten

Australia kt 57.000 35%

Brazil kt 21.000 13%

Guinea kt 19.000 12%

Jamaica kt 13.000 8%

China kt 12.000 7%

India kt 11.000 7%

Russia kt 6.000 4%

Venezuela kt 6.000 4%

Others kt 17.000 10%

Total kt 162.000 100%

Source: Dr. Christian Bauer, Forschungszentrum Karlsruhe

Bauxitabbau - 2006

Anteil Europas am weltweitenBauxitabbau gering.

In Deutschland wird kein Bauxitabgebaut.


Bauxitabbau und Rekultivierung

Al2O3-Gewinnung Nutzflächen

Bauxitabbau Rekultivierung: Flächennutzung kein Verbrauch

95% Aufforstung- ursprüngliche Vegetation- kommerzieller Wald

4% Landwirtschaft- Ackerbau- Viehzucht

1% Sonstiges- Erholungs-/- Industrieflächen

Ressourceneffizienz durch Rekultivierung


Fahrerin vor ihrem80 t-Laster

Die J$ 10-Banknote bildet industrielleTätigkeiten der Aluminiumindustrie ab

Ökologische und soziale Effekte


Stoffstrom Aluminium - Bauxitabbau

Huntley,Australien

Source: Alcoa



Huntley,Australien

Source: Alcoa



2006

1980 Huntley,Australien

Source: Alcoa


Stoffstrom Aluminium – Bauxit Transport

Mit dem Schiff nach Europa/Deutschland

Abbau

TrocknenTransport

Al2O353%

H2O10%

Rest37%

Rest42%

Al2O358%

H2O0%

H2O

Bauxit

Bauxit

Bauxit


Bauxit

Aluminiumoxid

MischerAutoklav

200° C40 bar

100° C

Eindicker

Ausrührer

Filter

Kalzinierofen

Rotschlamm

Natronlauge

Stoffstrom Aluminium - Bayer-Verfahren

Aus demBauxit wird

der aluminium-reiche Teil

(Al2O3)herausgelöst

Al2O3


Kreislaufführung der Natronlauge

Bauxit

Al2O3Al2O3

ca. 45 %Mineralien*

ca. 55 %

Deponie* Eisen-, Silizium-und Titanoxide

NaOH

Aluminium

NaOH

(Alcan, Jamaika)

Ressourceneffizienz durch interne Produktionskreisläufe

Stoffstrom Aluminium - Al2O3-Gewinnung


Versuchsfeld zur Untersuchungunterschiedlicher Gräser für die Rekultivierung von Rotschlamm-deponien ohne Mutterboden.

Böden werden wieder nutzbar gemacht.

Im Hintergund: Aluminiumoxidwerk Kirkvine, Jamaika


4 bis 5 V150 bis 180 kA

Aluminiumoxid

Schmelze

flüssigesAluminium

Herstellung Aluminium - Elektrolyse


1986: 738.000 t - 9 Hütten 2007: ~590.000 t - 4 Hütten

Hüttenstandorte Deutschland - 1986 und 2007

Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse



Energiebedarf

Emissionsaufkommen

Ressourcenverbrauch

Energiebedarf

Emissionsaufkommen

Ressourcenverbrauch

Einsatz moderner Technologien

Ressourceneffizienz: Filtertechnologie mit mehr als 99% Effizienz



Elektrolyse in Bahrain

Einsatz regenerativer Energiequellen

Wasserkraft

Assoziiertes Gas

Einsatz regenerativer Energiequellen

Wasserkraft

Assoziiertes Gas

Energieversorgung



Shipshaw Powerhouse, Kanada

HydroKohle

Öl

GasNuklear

~ 50% Wasserkraftanteil !

Energieversorgung Elektrolyse (Global)

51%

33%

1%10% 5%



Senkung des durchschnittlichen Energiebedarfs (Europa)

~ 20 MWh

16,7 MWh

14,8 MWh

12

14

16

18

20

1950 1980 2007

MWh/t Al.

MWh/t Al.

12%12%

17%17%

Ressourceneffizienz durch Energieoptimierung


Stoffstrom Aluminium - Halbzeug Walzverfahren

Warmwalzstraße Kaltwalzanlage mit Coils

BeispielFassaden-

Verkleidungen

BeispielFlugzeug-

rumpf

Flugzeug-rumpf

Fassade

Getränkedose


Stoffstrom Aluminium - Gießen

Flüssiges Aluminium

Hinterachse

Motorblock

Aluminiumrad


Stoffstrom Aluminium Strangpress-Produkte

Strangpress-AnlageAluminium Profile für Dach- undAußenwandkonstruktionen

Aluminium-Rohre


Stoffstrom Aluminium – Halbzeug und Giessen

> Kreislaufführung von Produktionsschrotten (e.g. Verschnitte, Späne

und Anguss)

> Kreislaufführung/Aufbereitung von Ölen/Emulsionen

> Optimierung von Prozessführung (z.B. Einsatz von

Flüssigaluminium)

> Optimierung der Schmelzausbeute


Eigenschaften von Aluminium

hoher ökonomischer Wertnach Nutzung garantierthohe Recyclingquoten

hohe Lebensdauer

geringe Instandhaltungs-maßnahmen

niedriger Wartungsaufwand

geringes Gewicht/wenig Material bei hoher Funktionalität

Korrosionsbeständigkeit

Wetterbeständig

Bruchsicher

Gute Voraussetzung für ressourceneffiziente Produkte

gute Barriereeigenschaften gute Wärmeleitfähigkeit

hohe elektrische Leitfähigkeit gute Recyclingfähigkeit


Aluminiummärkte in Deutschland

Maschinenbau9%

Verpackung10%

Eisen- und Stahlindustrie6%

Elektrotechnik6%

Bauwesen16%

Verkehr43%

Sonstiges6%Haushaltswaren

4%

2006: 3,38 Mio. Tonnen 1996: 1,21 Mio. Tonnen

Veränderung: + 179 %

Gesamtbedarf

(im 10-Jahresvergleich)

Stoffstrom Aluminium - Nutzungsphase


Marktsektor – Transport

Starker Wettbewerb mit Stahl undKunststoffen

Vorteile Aluminium:-Gewicht-Korrosion-Sicherheit/ Energieabsorption


Integration der Nutzungsphase in Stoffstromanalysen

Quelle: RWTH Aachen, TP3Szenario: Optimal-Normal-Fehlverhalten

Szenario: 10 kg mehr Al in allen D-Pkws

1,3 Mio. t CO2-Emissionen wenigerwährend der Nutzungsphase(entspricht Ausstoß einer Stadt mit130.000 Einwohner - z.B. Heilbronn)

CO2-Emissionen: Strecke 400 km- Bei 120 km/h Fahrweise: 95 kg CO2- Bleifuß (170 km/h): 143 kg CO2- Herstellung eines Motorblocks (25 kg): 48 kg CO2

Verbraucherverhalten relevanter für CO2 als „Herstellungsaufwand“


Marktsektor Transport - Katamaranfähren aus Aluminium

Bei der Energie-aufwendung

für den Betriebder Fähre über

25 Jahre benötigtdie reine

Al-konstruktion~ 41 PJ.

Die Al/Stahl-Konstruktion 52 PJ.


Marktsektor - Bau

Vorteile:- Formgebung- Gewicht- Korrosion- Instandhaltung/Wartung

Wettbewerb mit Stahl,Kupfer, Zink, Kunststoff

und Holz


Marktsektor Verpackung

Barrier

Funktion

SauerstoffFeuchtigkeitLichtBakterienGeruch

Alu-Verpackungen schützenmehr Ressourcen als sieselber benötigen.


Gewichtsreduktion bei Aluminiumprodukten

Ressourceneffizienz durch Materialeinsparung


Recyclingraten (Deutschland):

Bau 96 %Verkehr 95 %Verpackung 76 %

Kreislaufführung von Salzen

Schließung des Materialkreislaufes ohne Qualitätsverlust

Stoffstrom Aluminium - Recycling


Recyclingraten

Ressourceneffizienzdurch Recycling

Abhängig von

Verbraucherverhalten

Recyclingraten

Beispiel „Getränkedose“

Gewicht: 15g 14g 13gRecyclingrate: 75% 75% 75%

15g 14g 13g86% 86% 86%

15g 14g 13g95% 95% 95%

Trei

bhau

spot

enti

al


Stoffstrom Aluminium - Recycling

> Aluminiumrecycling benötigt 5% der Energie, die zur Herstellung

von Aluminium aus Bauxit benötigt wird

> Aluminiumrecycling produziert 95% weniger

Treibhausgasemissionen im Vergleich zur Primärherstellung

Recycling schont Ressourcen


Quelle: Aluminium 1922





Recyclingaluminium

Aluminiumschrott schon immer begehrenswert


Schlussfolgerung

Ressourceneffizienz ist abhängig von

> vollständiger Lebenswegbetrachtung

> Optimierung der Herstellungsprozesse auf allen Stufen

> Einflüsse aus der Nutzungsphase (z.B. CO2

Reduktionspotential durch Leichtbau)

> Verbraucherverhalten (z.B. „Bleifuß“, Teilnahme „Gelber

Sack“)

> Recycling

Chancen von Aluminiumprodukten zur Steigerung von Ressourceneffizienz nutzen

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