Energieversorgung 2050 – Herausforderungen für die Abfallwirtschaft
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Erreichung der Ziele des Pariser Klimaübereinkommens be-dingt in verschiedenen Bereichen große Änderungen, etwa in der Energieaufbringung, im Verkehrswesen oder im Gebäudesektor. Bei der Energieaufbringung wird von einem massiven Ausbau der Windkraft sowie der Photovoltaik ausgegangen, bei der Mobilität von einem weitgehenden Umstieg auf Elektromobilität. Dies wird auch massiven Einfluss auf das Abfallaufkommen in der Zukunft haben. In einem Szenario des Umweltbundesamtes steigt die installierte Leistung von Photovoltaikanlagen zwischen 2017 und 2050 von 1.270 MW auf 26.400 MW, jene von Windkraftanlagen von 2.844 auf 10.500 MW und die Anzahl an batteriegetriebenen Pkws von 18.500 auf 5,3 Mio. Stück. Entsprechend werden nach der Nutzungsdauer zunehmend größere Mengen an Abfällen anfallen, für die teilweise Recyclingtechnologien noch in Entwicklung sind.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Erreichung der Ziele des Pariser Klimaübereinkommens be-dingt in verschiedenen Bereichen große Änderungen, etwa in der Energieaufbringung, im Verkehrswesen oder im Gebäudesektor. Bei der Energieaufbringung wird von einem massiven Ausbau der Windkraft sowie der Photovoltaik ausgegangen, bei der Mobilität von einem weitgehenden Umstieg auf Elektromobilität. Dies wird auch massiven Einfluss auf das Abfallaufkommen in der Zukunft haben. In einem Szenario des Umweltbundesamtes steigt die installierte Leistung von Photovoltaikanlagen zwischen 2017 und 2050 von 1.270 MW auf 26.400 MW, jene von Windkraftanlagen von 2.844 auf 10.500 MW und die Anzahl an batteriegetriebenen Pkws von 18.500 auf 5,3 Mio. Stück. Entsprechend werden nach der Nutzungsdauer zunehmend größere Mengen an Abfällen anfallen, für die teilweise Recyclingtechnologien noch in Entwicklung sind.
Untersuchungen zur mechanischen Entschichtung von Elektroden aus Lithium-Ionen-Altbatterien
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB führt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und Konsumptionsrückständen, die unter Berücksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden müssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurückgeführt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsächlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten Kapazitäten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen Abhängigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch Verfüllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus Produktionsrückständen direkt für neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB führt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und Konsumptionsrückständen, die unter Berücksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden müssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurückgeführt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsächlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten Kapazitäten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen Abhängigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch Verfüllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus Produktionsrückständen direkt für neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).
Modulare Sortierprozesse und künstliche Intelligenz als Mittel zum Recycling von Elektro(nik)-Altgeräten
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Durch die zunehmende Verkürzung von Produktlebenszyklen findet eine beschleu-nigte Änderung der Stoffstromzusammensetzungen bei einer Zunahme der Material-vielfalt statt. Ein Beispiel hierfür stellen Elektro(nik)altgeräte als einer der europaweit am schnellsten wachsenden Abfall-Stoffströme dar (European Commission 2020). Um den wirtschaftlichen Einsatz individueller Sortierprozesse bei Entsorgern zu erlauben, ist Eine Verringerung des Aufwandes nötig. Hier setzt der Einsatz künstlicher Intelligenz an, der es erlauben soll, Sensoren auf bestimmte Inputströme zu „trainieren“. Wie in eigenen Versuchen gezeigt werden konnte, ist durch den Einsatz künstlicher Intelligenz darüber hinaus eine Steigerung der Sortiergenauigkeit, insbesondere bei komplexen Materialzusammensetzungen, möglich, was die genauere Differenzierung der Komponenten für eine weitere Verarbeitung erlaubt.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Durch die zunehmende Verkürzung von Produktlebenszyklen findet eine beschleu-nigte Änderung der Stoffstromzusammensetzungen bei einer Zunahme der Material-vielfalt statt. Ein Beispiel hierfür stellen Elektro(nik)altgeräte als einer der europaweit am schnellsten wachsenden Abfall-Stoffströme dar (European Commission 2020). Um den wirtschaftlichen Einsatz individueller Sortierprozesse bei Entsorgern zu erlauben, ist Eine Verringerung des Aufwandes nötig. Hier setzt der Einsatz künstlicher Intelligenz an, der es erlauben soll, Sensoren auf bestimmte Inputströme zu „trainieren“. Wie in eigenen Versuchen gezeigt werden konnte, ist durch den Einsatz künstlicher Intelligenz darüber hinaus eine Steigerung der Sortiergenauigkeit, insbesondere bei komplexen Materialzusammensetzungen, möglich, was die genauere Differenzierung der Komponenten für eine weitere Verarbeitung erlaubt.
ZukĂĽnftige Recyclingpotenziale: Eine Untersuchung metallischer Rohstoffe in Smartphones
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Smartphones enthalten viele wichtige Metalle. Dennoch sind die öffentlich zugänglichen Daten über den detaillierten Inhalt begrenzt. In dieser Studie wurden die Gehalte von 53 Metallen und Halbmetallen in Smartphones analysiert und ihr Einfluss auf die Rohstoffmärkte und Potenziale für Recycling untersucht. Trotz der geringen Mengen von einzelnen Metallen je Gerät, tragen die hohen Verkaufszahlen von Smartphones zum weltweiten Metallverbrauch bei.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Smartphones enthalten viele wichtige Metalle. Dennoch sind die öffentlich zugänglichen Daten über den detaillierten Inhalt begrenzt. In dieser Studie wurden die Gehalte von 53 Metallen und Halbmetallen in Smartphones analysiert und ihr Einfluss auf die Rohstoffmärkte und Potenziale für Recycling untersucht. Trotz der geringen Mengen von einzelnen Metallen je Gerät, tragen die hohen Verkaufszahlen von Smartphones zum weltweiten Metallverbrauch bei.
Untersuchung der Heterogenität von bromierten Flammschutzmitteln in Kunststoffen aus EAGs
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Elektroaltgeräte können bromierte Flammschutzmittel (BFR) enthalten, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen. Darüber hinaus reduzieren Br-haltige Kunststoffe das Recyclingpotenzial von Elektroaltgeräten. Aus diesen Gründen konzentriert sich diese Studie auf den Nachweis und die Quantifizierung von Brom auf der Ebene der Kunststoffkomponenten und Kunststofftypen. Dazu wurden 11 verschiedene Typen von Elektro- und Elektronikaltgeräten untersucht. Nach der Probenahme wurden die Geräte manuell zerlegt und anhand der Funktionalität der Komponenten (z.B. Ober- und Untergehäuse, Bildschirm, Tastaturknöpfe etc.) kategorisiert.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Elektroaltgeräte können bromierte Flammschutzmittel (BFR) enthalten, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen. Darüber hinaus reduzieren Br-haltige Kunststoffe das Recyclingpotenzial von Elektroaltgeräten. Aus diesen Gründen konzentriert sich diese Studie auf den Nachweis und die Quantifizierung von Brom auf der Ebene der Kunststoffkomponenten und Kunststofftypen. Dazu wurden 11 verschiedene Typen von Elektro- und Elektronikaltgeräten untersucht. Nach der Probenahme wurden die Geräte manuell zerlegt und anhand der Funktionalität der Komponenten (z.B. Ober- und Untergehäuse, Bildschirm, Tastaturknöpfe etc.) kategorisiert.
Effizienzbestimmung der Vertreiberpflichten nach ElektroG
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Richtlinie 2012/19/EU über waste electrical and electronic equipment (WEEE Richtlinie) legt Rücknahmeverpflichtungen für Vertreiber fest. In Deutschland wurden diese durch das ElektroG vom Oktober 2015 umgesetzt. Das im Auftrag des deutschen Umweltweltbundesamts durchgeführte Projekt „Effizienzbestimmung der Vertreiberpflichten nach ElektroG“ hatte die Zielsetzung eine systematische Bewertung der neu eingeführten Vertreiberpflichten (Rücknahme-, Anzeige- und Mitteilungspflichten) durchzuführen. Als Ergebnis wurden aus Erkenntnissen einer Datenauswertung, Vor-Ort-Besuchen und Stakeholderbefragungen konkrete Handlungsempfehlungen für eine zukünftig bessere Gestaltung der Vertreiberpflichten abgeleitet.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Richtlinie 2012/19/EU über waste electrical and electronic equipment (WEEE Richtlinie) legt Rücknahmeverpflichtungen für Vertreiber fest. In Deutschland wurden diese durch das ElektroG vom Oktober 2015 umgesetzt. Das im Auftrag des deutschen Umweltweltbundesamts durchgeführte Projekt „Effizienzbestimmung der Vertreiberpflichten nach ElektroG“ hatte die Zielsetzung eine systematische Bewertung der neu eingeführten Vertreiberpflichten (Rücknahme-, Anzeige- und Mitteilungspflichten) durchzuführen. Als Ergebnis wurden aus Erkenntnissen einer Datenauswertung, Vor-Ort-Besuchen und Stakeholderbefragungen konkrete Handlungsempfehlungen für eine zukünftig bessere Gestaltung der Vertreiberpflichten abgeleitet.
Ă–kobilanzielle Betrachtung der Altlampenverwertung
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Rahmen einer für die Lightcycle Retourlogistik und Service GmbH durchgeführten Studie wurde für die Altlampen-Behandlung und die nachgelagerten Verwertungspfade eine Quecksilber-Bilanz erstellt. Im Rahmen einer Ökobilanz wurden außerdem die ökologischen Wirkungen der gesamten Recyclingkette ermittelt. Hauptziel der Altlampenbehandlung ist die Abscheidung des in den Lampen enthaltenen Quecksilbers und die Kreislaufführung der verwendeten Materialien. Das bestehende System des Altlampenrecyclings in Deutschland erreicht dabei eine sehr hohe Quecksilberabscheidung. Über 95 % des in den Altlampen enthalte-nen Quecksilbers wird dem Stoffkreislauf durch Beseitigung entzogen und etwa 90 % der Lampenmaterialien können nach der Behandlung einer stofflichen Verwertung zugeführt werden. Durch diese stoffliche Verwertung erzielt die Behandlung von rund 8.000 t Altlampen aus der Rücknahme in Deutschland eine Klimaentlastung von ca. 7.000 t CO2-Äq.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Rahmen einer für die Lightcycle Retourlogistik und Service GmbH durchgeführten Studie wurde für die Altlampen-Behandlung und die nachgelagerten Verwertungspfade eine Quecksilber-Bilanz erstellt. Im Rahmen einer Ökobilanz wurden außerdem die ökologischen Wirkungen der gesamten Recyclingkette ermittelt. Hauptziel der Altlampenbehandlung ist die Abscheidung des in den Lampen enthaltenen Quecksilbers und die Kreislaufführung der verwendeten Materialien. Das bestehende System des Altlampenrecyclings in Deutschland erreicht dabei eine sehr hohe Quecksilberabscheidung. Über 95 % des in den Altlampen enthalte-nen Quecksilbers wird dem Stoffkreislauf durch Beseitigung entzogen und etwa 90 % der Lampenmaterialien können nach der Behandlung einer stofflichen Verwertung zugeführt werden. Durch diese stoffliche Verwertung erzielt die Behandlung von rund 8.000 t Altlampen aus der Rücknahme in Deutschland eine Klimaentlastung von ca. 7.000 t CO2-Äq.
Einflussfaktoren auf die Qualität der Sperrmüllsammlung im Burgenland
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Vor dem Hintergrund stetig steigender Abfallmengen und knapper werdender Ressourcen steigt die Notwendigkeit der effizienten Abfallbewirtschaftung. Da eine Vielzahl an burgenländischen Gemeinden mit einem erhöhten Sperrmüllaufkommen konfrontiert sind und dadurch kein Auslangen mit den zugewiesenen Freiabfuhren finden, wodurch zusätzliche Kosten für die Entsorgung anfallen, fokussiert der vorliegende Beitrag auf die Sperrmüllqualität/-zusammensetzung im Burgenland.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Vor dem Hintergrund stetig steigender Abfallmengen und knapper werdender Ressourcen steigt die Notwendigkeit der effizienten Abfallbewirtschaftung. Da eine Vielzahl an burgenländischen Gemeinden mit einem erhöhten Sperrmüllaufkommen konfrontiert sind und dadurch kein Auslangen mit den zugewiesenen Freiabfuhren finden, wodurch zusätzliche Kosten für die Entsorgung anfallen, fokussiert der vorliegende Beitrag auf die Sperrmüllqualität/-zusammensetzung im Burgenland.
Sekundärressourcen aus Photovoltaik, Windturbinen und E-Autos
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Ziel dieses Tagungsbeitrags ist es, die Situation von Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie Elektro-Fahrzeugen in Österreich im Hinblick auf dessen Sekundärressourcenpotential unter Betrachtung von derzeit sowie in naher Zukunft verfügbaren Recyclingtechnologien zu bewerten.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Ziel dieses Tagungsbeitrags ist es, die Situation von Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie Elektro-Fahrzeugen in Österreich im Hinblick auf dessen Sekundärressourcenpotential unter Betrachtung von derzeit sowie in naher Zukunft verfügbaren Recyclingtechnologien zu bewerten.
Batterien aus der E-Mobilität in Second-Life-Anwendungen
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der Abfallhierarchie Die gängigen Konzepte, bei denen preisgünstige Batterien technisch, aber auch wirt-schaftlich sinnvoll eigesetzt werden können. Diese Anwendungen konzentrieren sich alle primär auf den Bereich stationärer Speicher. Die genaueste, jedoch zeitlich aufwendigste Methode, ist ein Zyklentest. Hierbei wird die Batterie vollständig entladen und anschließen mit einer geringen Ladeleistung wieder vollständig geladen. Dabei wird der eingebrachte Strom gemessen.
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der Abfallhierarchie Die gängigen Konzepte, bei denen preisgünstige Batterien technisch, aber auch wirt-schaftlich sinnvoll eigesetzt werden können. Diese Anwendungen konzentrieren sich alle primär auf den Bereich stationärer Speicher. Die genaueste, jedoch zeitlich aufwendigste Methode, ist ein Zyklentest. Hierbei wird die Batterie vollständig entladen und anschließen mit einer geringen Ladeleistung wieder vollständig geladen. Dabei wird der eingebrachte Strom gemessen.
