Anwendung des Stoffrechts für Lithium-Ionen-Batterien
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (4/2023)
Im nachfolgenden Artikel wird dargestellt, welche verwaltungsrechtlichen Vorschriften, vor allem genehmigungsrechtlich aktuell, bei der Herstellung, Lagerung und Entsorgung von Batterien bestehen und berücksichtigt werden müssen. Zur Vereinfachung wird nachfolgend teils nur von Batterien gesprochen. Es sind damit aber alle bekannten Bauartentypen von Batterien wie u. a. Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- oder Cadmium-Ionen-Batterien oder -Akkus gemeint. Der Transport von Batterien ist nicht zentraler Gegenstand der Untersuchungen und wird nur kurz umrissen, zeigt allerdings ebenfalls die Komplexität der Materie. Daher soll auch dieser Teil der Lieferkette zumindest kurz erläutert werden.
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (4/2023)
Im nachfolgenden Artikel wird dargestellt, welche verwaltungsrechtlichen Vorschriften, vor allem genehmigungsrechtlich aktuell, bei der Herstellung, Lagerung und Entsorgung von Batterien bestehen und berücksichtigt werden müssen. Zur Vereinfachung wird nachfolgend teils nur von Batterien gesprochen. Es sind damit aber alle bekannten Bauartentypen von Batterien wie u. a. Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- oder Cadmium-Ionen-Batterien oder -Akkus gemeint. Der Transport von Batterien ist nicht zentraler Gegenstand der Untersuchungen und wird nur kurz umrissen, zeigt allerdings ebenfalls die Komplexität der Materie. Daher soll auch dieser Teil der Lieferkette zumindest kurz erläutert werden.
Zukunftsorientiertes Kreislaufwirtschaftsrecht für einzelne Stoffströme
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (9/2022)
Verschiedene Stoffströme zeigen, in welch hohem Ausmaß bereits eine zukunftsorientierte Kreislaufwirtschaft verwirklicht wurde. Dafür stehen Batterien und Akkumulatoren, Windenergieanlagen und Solarmodule sowie Kunststoffe und Industrieabfälle. Zugleich wird deutlich, welche weiteren Verbesserungen für eine ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft möglich sind, welche sehr eng mit dem Klimaschutz gekoppelt ist (dazu Frenz/Beckmann, AbfallR 2022, Heft 4).
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (9/2022)
Verschiedene Stoffströme zeigen, in welch hohem Ausmaß bereits eine zukunftsorientierte Kreislaufwirtschaft verwirklicht wurde. Dafür stehen Batterien und Akkumulatoren, Windenergieanlagen und Solarmodule sowie Kunststoffe und Industrieabfälle. Zugleich wird deutlich, welche weiteren Verbesserungen für eine ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft möglich sind, welche sehr eng mit dem Klimaschutz gekoppelt ist (dazu Frenz/Beckmann, AbfallR 2022, Heft 4).
Dingliche Rechtslage und Pfandsystem bei Fahrzeug und Antriebsbatterien – Teil 2
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (7/2022)
Zum Einfluss des Abfallrechts auf das Zivilrecht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (7/2022)
Zum Einfluss des Abfallrechts auf das Zivilrecht
Die Novelle des Europäischen Batterierechts
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (1/2022)
Zum Kommissionsvorschlag für eine Verordnung über Batterien und Altbatterien und deren Auswirkungen auf das nationale Batterierecht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (1/2022)
Zum Kommissionsvorschlag für eine Verordnung über Batterien und Altbatterien und deren Auswirkungen auf das nationale Batterierecht
Vorbeugender Brandschutz aus Sicht der Firma Orglmeister Infrarot-Systeme GmbH & Co. KG
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (10/2021)
Brände während der Lagerung, beim Transport oder bei der Verarbeitung von Wertstoffen sind trotz größter Vorsorge der Betreiber nicht immer vermeidbar. Man muss jederzeit mit Bränden rechnen! Auch wer bisher diese Erfahrung nicht machen musste, ist nicht davor gefeit, dass womöglich schon in der kommenden Nacht sein Lager oder seine Halle abbrennt und ihm dadurch ein Millionenschaden entsteht.
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (10/2021)
Brände während der Lagerung, beim Transport oder bei der Verarbeitung von Wertstoffen sind trotz größter Vorsorge der Betreiber nicht immer vermeidbar. Man muss jederzeit mit Bränden rechnen! Auch wer bisher diese Erfahrung nicht machen musste, ist nicht davor gefeit, dass womöglich schon in der kommenden Nacht sein Lager oder seine Halle abbrennt und ihm dadurch ein Millionenschaden entsteht.
Mechanische Aufbereitung von Lithium-Ionen-Batterien in Abhängigkeit der Demontagetiefe
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Das Aufkommen von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien stellt ein wachsendes globales Problem dar. Speziell die Batteriesysteme aus automobilen Anwendungen können Dimensionen von mehreren hundert Kilogramm erreichen. Die Speichersysteme stellen nicht nur eine wichtige Quelle von sekundären Rohstoffen dar, sondern bergen auch ein hohes Gefahrenpotential. Damit stellt das Recycling dieses in der Menge sukzessiv zunehmenden Abfallstroms eine komplexe Aufgabe dar. Ein häufig eingesetzter erster Schritt im Recycling ist das manuelle Demontieren der Speichersysteme bis auf Modul- oder Zellebene. Die folgende Abhandlung ver-gleicht den Aufwand der mechanischen Aufbereitung mehrere Batteriesysteme in Abhängigkeit der Demontagetiefe und die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile. Dafür wurden verschiedene Batteriesysteme manuell demontiert und sowohl die Zeiten als auch die damit gewinnbaren Materialmengen bestimmt. Darüber hinaus wurden Batteriezellen und die Modulperipherie separat zerkleinert, klassiert und sortiert, um den Aufwand und Trennerfolg einer mechanischen Aufbereitung zu bestimmen.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Das Aufkommen von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien stellt ein wachsendes globales Problem dar. Speziell die Batteriesysteme aus automobilen Anwendungen können Dimensionen von mehreren hundert Kilogramm erreichen. Die Speichersysteme stellen nicht nur eine wichtige Quelle von sekundären Rohstoffen dar, sondern bergen auch ein hohes Gefahrenpotential. Damit stellt das Recycling dieses in der Menge sukzessiv zunehmenden Abfallstroms eine komplexe Aufgabe dar. Ein häufig eingesetzter erster Schritt im Recycling ist das manuelle Demontieren der Speichersysteme bis auf Modul- oder Zellebene. Die folgende Abhandlung ver-gleicht den Aufwand der mechanischen Aufbereitung mehrere Batteriesysteme in Abhängigkeit der Demontagetiefe und die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile. Dafür wurden verschiedene Batteriesysteme manuell demontiert und sowohl die Zeiten als auch die damit gewinnbaren Materialmengen bestimmt. Darüber hinaus wurden Batteriezellen und die Modulperipherie separat zerkleinert, klassiert und sortiert, um den Aufwand und Trennerfolg einer mechanischen Aufbereitung zu bestimmen.
Energieversorgung 2050 – Herausforderungen für die Abfallwirtschaft
© Lehrstuhl für 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 für 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 für 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.
© Lehrstuhl für 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.
Lithium-Ionen-Batterien: Anforderungen an das Recyclingverfahren der Zukunft
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Der Einsatz von wertvollen und teilweise kritischen Rohstoffen wie Kobalt, Nickel, Mangan und Lithium in Kathodenmaterialien sowie die prognostizierten Marktentwicklungen machen das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien zu einem abfallwirtschaftlich relevanten Thema. Dieser Beitrag beleuchtet die Entwicklung und Vielfalt dieser Kathodenmaterialien und leitet daraus Anforderungen an zukünftige Aufbereitungs- bzw. Recyclingverfahren ab. Die schnelle Weiterentwicklung der Zellchemismen hin zu nickelreichen Kathodenmaterialien stellt bestehende Verfahren vor wirtschaftliche Probleme und unterstreicht zusätzlich die Notwendigkeit eines flexiblen Prozesses, welcher mit einer variierenden chemischen Zusammensetzung des Abfallstromes zurechtkommen muss.
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Der Einsatz von wertvollen und teilweise kritischen Rohstoffen wie Kobalt, Nickel, Mangan und Lithium in Kathodenmaterialien sowie die prognostizierten Marktentwicklungen machen das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien zu einem abfallwirtschaftlich relevanten Thema. Dieser Beitrag beleuchtet die Entwicklung und Vielfalt dieser Kathodenmaterialien und leitet daraus Anforderungen an zukünftige Aufbereitungs- bzw. Recyclingverfahren ab. Die schnelle Weiterentwicklung der Zellchemismen hin zu nickelreichen Kathodenmaterialien stellt bestehende Verfahren vor wirtschaftliche Probleme und unterstreicht zusätzlich die Notwendigkeit eines flexiblen Prozesses, welcher mit einer variierenden chemischen Zusammensetzung des Abfallstromes zurechtkommen muss.
Untersuchungen zur mechanischen Entschichtung von Elektroden aus Lithium-Ionen-Altbatterien
© Lehrstuhl für 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 für 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).
