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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
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Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?
Inhalt
Grenzen des Recyclings
Herausforderungen
Nachhaltige Industriegesellschaft
Möglichkeiten des Recyclings
3
Inhalt
Nachhaltige Industriegesellschaft
Möglichkeiten des Recyclings
Herausforderungen
Grenzen des Recyclings
Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?
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
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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
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Rohstoffe – Kritische Rohstoffe für Baden-WürttembergHerausforderungen
sehr kritischkritischweniger kritisch
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Inhalt
Nachhaltige Industriegesellschaft
Möglichkeiten des Recyclings
Grenzen des Recyclings
Herausforderungen
Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?
9
RecyclingInnovationsoffenheit
IdentifikationKennzeichnung
ZeitlosigkeitLanglebigkeit
Sammlung
Demontage
Aufbereitung
LeasingSharing
Multi-funktionalität Mehrfach-
nutzung
Produkt-lebenszyklus
Möglichkeiten des RecyclingsElemente im Produktlebenszyklus
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Möglichkeiten des RecyclingsLeuchtturmprojekte für Baden-Württemberg
Think Tank fürIndustrie undRessourcenpolitik
Forschungs undEntwicklungsverbund
Demontagefabrik imUrbanen Raum
Effizienteste RohstoffMine der Welt
Zentrale PhosphorRecyclinganlage
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Möglichkeiten des RecyclingsBundesregierung: Forschungspolitische Strategien
Quelle: Mennicken, 2015
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Inhalt
Herausforderungen
Nachhaltige Industriegesellschaft
Möglichkeiten des Recyclings
Grenzen des Recyclings
Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?
13
Rebound-EffektGrenzen des Recyclings
Quantität [%]
Zeit
100
150
50
200
Verkaufsmenge
Elementgehalt
Elementverbrauch
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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
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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
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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
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Inhalt
Nachhaltige Industriegesellschaft
Möglichkeiten des Recyclings
Herausforderungen
Grenzen des Recyclings
Wie viel Recycling braucht eine nachhaltige Wirtschaft?
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Machbare VisionenNachhaltige Industriegesellschaft
Nachhaltige Industriegesellschaft
* Innerhalbthermodynamischer Grenzen
Dienstleistungen KommunikationWissen
Energiewende100 % regenerativ
Ressourcenwende100 % Recycling *
Infrastrukturen
Naturhaushalt
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Nachhaltige IndustriegesellschaftAusgewählte Metalle: Einsatzbereiche
Heuchemer GmbH/Goldbeck Solar
https://wechseljetzt.de
www.cdn.solarcontact.com
www.faz.net
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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
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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
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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