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Forum Abfallentsorgung in Hochschulen

Clausthal, 22 – 24. Juni 2015

Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?

Torsten ZellerCUTEC Institut, Technische Universität Clausthal

Martin FaulstichSachverständigenrat für Umweltfragen, BerlinCUTEC Institut, Technische Universität Clausthal

Jan Henning Seelig, CUTEC Institut, Technische Universität Clausthal

2


Inhalt

Grenzen des Recyclings

Herausforderungen

Nachhaltige Industriegesellschaft

Möglichkeiten des Recyclings

3

Inhalt



Herausforderungen



4 Quellen: Maddison 2008, SERI 2011, Eigene Berechnungen

0

10

15

20

25

30

35

Entn

ahm

e [in

Gt/a

]

Rohstoff-entnahmen*

GlobaleErwärmung

* (Erze, Industrie- und Bauminerale)

1850 1900 1950 2000

Rohstoffe – Entwicklungen

0

20

40

60

80

120

Met

alle

[in

Stk.

]

100

ElementeMetalle

0

20

40

60

80

100

120

Elem

ente

[in

Stk.

]

ElementePeriodensystem

Herausforderungen

5

Eisen Chrom Kupfer Titan Aluminium SilberPlatin

Lithium Tantal Kobalt Antimon ScandiumIridium

Cer Indium Germanium Gallium

Yttrium

Neodym Niob Dysprosium

HerausforderungenRohstoffe – Vielfalt

6

Rohstoffe – Derzeitige Recyclingraten weltweit

> 50 %> 25 - 50 %> 10 - 25 %

1 - 10 %

Quelle: UNEP 2011, Hagelüken 2011

< 1 %

Herausforderungen

7

Rohstoffe – Kritische Rohstoffe für Baden-WürttembergHerausforderungen

sehr kritischkritischweniger kritisch

8

Inhalt




Herausforderungen


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RecyclingInnovationsoffenheit

IdentifikationKennzeichnung

ZeitlosigkeitLanglebigkeit

Sammlung

Demontage

Aufbereitung

LeasingSharing

Multi-funktionalität Mehrfach-

nutzung

Produkt-lebenszyklus

Möglichkeiten des RecyclingsElemente im Produktlebenszyklus

10

Möglichkeiten des RecyclingsLeuchtturmprojekte für Baden-Württemberg

Think Tank fürIndustrie undRessourcenpolitik

Forschungs undEntwicklungsverbund

Demontagefabrik imUrbanen Raum

Effizienteste RohstoffMine der Welt

Zentrale PhosphorRecyclinganlage

11

Möglichkeiten des RecyclingsBundesregierung: Forschungspolitische Strategien

Quelle: Mennicken, 2015

12

Inhalt

Herausforderungen





13

Rebound-EffektGrenzen des Recyclings

Quantität [%]

Zeit

100

150

50

200

Verkaufsmenge

Elementgehalt

Elementverbrauch

14

Rebound-Effekt am Beispiel MobiltelefoneGrenzen des Recyclings

Quantität [%]

Zeit

100

500

50

800

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

700

600

400

Verkaufszahlen

300

200

Goldverbrauch

Goldgehalt

15

Thermo-dynamische

Eigenschaften

Rohstoffe – Dissipative VerlusteGrenzen des Recyclings

Dissipative Verlustmechanismen

Zinkrecycling aus Filter-

stäuben: ca. 7 % Verlust

bei modernemWälzverfahren

Nicht nachhaltige Produkt-

gestaltung

Bestimmungs-gemäßerGebrauch

Korrosion AbrasionSammel- und

Sortiersysteme

Aluminiumfolie

RFID-Chips

Fest verbaute Akkus

Landwirtschaft

Pharmazeutika

Farben und Lacke

Gebäude

Maschinen

Infrastrukturen

Bremssysteme

Schienennetze

Schleifanlagen

Nutzerfehler /-informationen

TechnischeGrenzen

KomplexeProdukte

Nicht trennbare Legierungen

MetallurgischeProzesse

KatalytischeProzesse

16

Thermo-dynamische

Eigenschaften

Rohstoffe – Dissipative VerlusteGrenzen des Recyclings

Dissipative Verlustmechanismen

Zinkrecycling aus Filter-

stäuben: ca. 7 % Verlust

bei modernemWälzverfahren

Nicht nachhaltige Produkt-

gestaltung

Bestimmungs-gemäßerGebrauch

KorrosionSammel- und

Sortiersysteme

Schrott von Elektroklein-

geräten in DeutschlandAu 1,59 Mg/aPt 0,48 Mg/a

Prognose:RFID-Tags bis

3.000 Mg/a Cu/Al/Ag

inDeutschland,

Jahr 2020

Zinkrecycling aus Filter-stäubenmittels

Wälzverfahrenin Deutschland

> 6.000 Mg/a

Kupfer in Pestiziden,

Dünger, Futtermittel,Pigmenten inDeutschland

ca. 8.000 Mg/a

DeutschesBahnnetz

13.060 Mg/aMetalle, v. a.

Fe, Cu, Mn, Cr

WeltweiteEisenverluste

durch korrosive Prozesse

ca.16.000.000 Mg/a

Abrasion

17

Inhalt



Herausforderungen



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Machbare VisionenNachhaltige Industriegesellschaft


* Innerhalbthermodynamischer Grenzen

Dienstleistungen KommunikationWissen

Energiewende100 % regenerativ

Ressourcenwende100 % Recycling *

Infrastrukturen

Naturhaushalt

19

Nachhaltige IndustriegesellschaftAusgewählte Metalle: Einsatzbereiche

Heuchemer GmbH/Goldbeck Solar

https://wechseljetzt.de

www.cdn.solarcontact.com

www.faz.net

20

Nachhaltige IndustriegesellschaftAusgewählte Metalle: Recyclingraten

Eisen: 67 %1.115.550.000 t

Aluminium: 60 %29.580.000 t

Zink: 52 %29.580.000 t

Indium: < 1 %< 8 t

Quelle: UNEP 2011, Hagelüken 2011

21

Nachhaltige IndustriegesellschaftAusgewählte Metalle: Aufwände und Emissionen

KRA in t/t KEA in GJ/t CO2 Äquivalent/t

Stahl Primär 4,5 21,4 1,6

Stahl Recycelt 0,4 7,2 0,4

Aluminium Primär 10,4 140,7 11,9

Aluminium Recycelt 1,3 16,1 1,0

Zink Primär 13,6 42,3 3,3

Zink Recycelt 2,0* 16,7 2,0*

Indium Primär 25.754,1 1.981,6 149,2

Indium Recycelt Es gibt noch keine Recyclingverfahren

Quelle: eigene Berechnungen und UIP Umweltinnovationsprogramm vom BUMB, 2012* Geschätzte Werte

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Nachhaltige IndustriegesellschaftReststoffrückführung: Fe

Titel: Innovatives Aufbereitungs- und

Agglomerationsverfahren für Hüttenreststoffe (INAH)

Partner:• Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH

(Koordinator)• TU Clausthal

• SIMET GmbH

• Rössner Maschinenbau GmbH

• Blackballs Technology GmbH

• Lhotzky + Partner Ingenieurgesellschaft mbH

23

Titel: Integration des Elektrolyseausbruchs der Primäraluminium-

Gewinnung in die Aluminiumrecycling-Technologie (IEPALT)

Projektpartner:Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH (Koordinator)TU ClausthalEvol GmbH LSL GmbH RCE GmbH Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Recicla Alumínio Ltda., BrasilienUniversidade Luterana do Brasil, Brasilien

Nachhaltige IndustriegesellschaftReststoffrückführung: Al

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Titel: Entzinken von Stahlschrotten

Projektpartner:

Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH (Koordinator)TU ClausthalRohstoff-Handelsgesellschaft mbHAndritz-Sundwig GmbHXstrata Zink GmbHWolfsburg AGFritz Winter GmbH & Co. KG

2012

Nachhaltige IndustriegesellschaftSubstitution: Zn

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Titel: Recycling bergbaulicher Aufbereitungsrückstände zur Gewinnung wirtschaftsstrategischer Metalle am Beispiel der Tailings am Bollrich in Goslar (REWITA)

Projektpartner:Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH (Koordinator)TU Clausthal PPM Pure Metals GmbH Harz-Metall GmbHStöbich Holding GmbH & Co. KG pdv software GmbH Prof. Burmeier Ingenieurges. mbH Assoziierter Partner: Bergbau Goslar GmbH

Nachhaltige IndustriegesellschaftLandfill Mining: In

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