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.

Aktives Vorbeugen von Bränden durch beschädigte Akkus in der Ersatzbrennstoffproduktion mit dem Lindner Feuer-Präventionssystem
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Eines der aktuellsten Probleme in der Aufbereitung von Abfällen zu Ersatzbrennstoffen (EBS) ist das hohe Brandrisiko, größtenteils bedingt durch die ständig steigende Anzahl an Lithiumbatterien im Restmüll. Werden diese beschädigt, kann eine chemische Reaktion in Gang gesetzt werden, welche zu enorm hohen Temperaturen führt. Dieser Umstand kann einerseits zu schweren Beschädigungen der Anlage und schlimmstenfalls zu einem Großbrand führen. Um diese Gefahrenquellen zu minimieren, erkennt das Lindner FPS (Feuer-Präventionssystem) überhitzte Partikel im Materialstrom, kühlt diese auf ein ungefährliches Niveau oder ermöglicht die sichere manuelle Entnahme von nicht kühlbaren Objekten.

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).

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.

CRx = n*Cx/ (Sx-n ... + Sx-1 + Sx) = > 45 %? Welche Sammelquote fĂĽr Batterien und Akkumulatoren ist realistisch?
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die EU-Quotenvorgabe für die getrennte Sammlung von Batterien liegt seit 2016 bei 45 %, jeweils bezogen auf die durchschnittlich während der letzten 3 Jahre in Verkehr gesetzten Massen. Für die Jahre 2017 und 2018 konnte diese Quote in Österreich – trotz ausgebauter Sammelinfrastruktur – gerade noch erreicht werden.

Entwicklung eines innovativen Multimetallseparators zur Aufbereitung von Post-Consumer Elektronikschrott
© Lehrstuhl fĂĽr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Aufbereitung von Post-Consumer Elektronikschrott ist stark technikgetrieben. In den Recyclingbetrieben werden nach der Zerkleinerung des Schrotts u. a. Sortiergeräte eingesetzt, die mit Hilfe optischer Signale oder Röntgenstrahlung die Materialien hinreichend genau detektieren und ausschleusen.

Hochwertige Verwertung
© Rhombos Verlag (9/2019)
Wirkungsvolle Anforderungen an die Behandlung von Elektroaltgeräten helfen, Rohstoffe im Kreislauf zu führen und Schadstoffe auszuschleusen

GroĂźes Potenzial
© Rhombos Verlag (12/2017)
Mit einer optimierten Identifikation und gelenkten Stoffströmen können Abfälle wie Altbeton und Elektroaltgeräte hochwertig verwertet werden.

Ressource E-Schrott – Herausforderungen und Grenzen des Elektroaltgeräterecyclings
© Witzenhausen-Institut fĂĽr Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Das Ziel des Projektes „UPgrade“ war die Anreicherung von ausgewählten Metallen durch neue und optimierte Prozesse und Prozessketten bei der Behandlung von Elektroaltgeräten (EAG) und deren Komponenten über alle Stufen der Recyclingkette. Im Rahmen des Projektes konnten Potenziale, Verluste sowie Recyclingkonflikte der Zielmetalle gegenüber Leitmetallen, die die finanziellen Treiber beim Recycling sind, in aktuellen Aufbereitungsprozessen von EAG aufgezeigt werden. Für die Rückgewinnung der Zielmetalle aus Geräten und Komponenten wurden Einzellösungen entwickelt, ohne hierbei die Leitmetalle zu verlieren. Hieraus wurden Barrieren und Treiber für das Recycling von Zielmetallen abgeleitet.

ElektroG im Vollzug
© ia GmbH - Wissensmanagement und Ingenieurleistungen (2/2017)
Folien zum Vortrag

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