Lithium, Nickel, Kobalt. Das sind nur drei der vielen Materialien, die die EU im Critical Raw Materials (CRM) Act als besonders relevant einstuft. Wirtschaftlich sind sie von höchster Bedeutung, aber schwer verfügbar. Die Versorgung mit diesen Materialien ist aufgrund der Handelsabhängigkeiten von Drittländern und zugleich wachsender globaler Spannungen unsicher. Neben der Diversifizierung der Importe soll auch eine bisher unzureichend genutzte “Mine” in den Fokus rücken: die urbane Mine. Urban Mining beschreibt die Rückgewinnung von Materialien, etwa aus E-Abfall. Laut einem Bericht des WEEE Forums wird sich die Menge an verbauten CRMs in Elektronik- und Elektroaltgeräten (EEAG) von derzeit rund 1 Millionen Tonnen jährlich bis 2050 nahezu verdoppeln. Grundsätzlich eine große Menge, doch kann Elektroschrott wirklich zur neuen “Mine” werden?
Die Rückgewinnung von kritischen Rohstoffen aus diesen Abfällen gehört zu den komplexesten Aufgaben der modernen Abfallwirtschaft. Nicht eine einzelne Hürde, sondern vielmehr ein Zusammenspiel vieler Faktoren entlang des gesamten Produktlebenszyklus muss bewältigt werden. Im Auftrag des BMLUK hat sich das Climate die Thematik näher angesehen und einen Bericht zur “Rückgewinnung kritischer Rohstoffe aus Elektro- und Elektronikschrott” vorgelegt.
Wegwerfen von Elektroschrott muss leicht gemacht werden
Schon die Sammlung von Elektroschrott zeigt, wie schwer die Umsetzung von Urban Mining ist. Die EU gibt eine Sammelquote von 65% bei Elektroschrott vor. Erreicht wird sie von den wenigsten Mitgliedstaaten. Ein beachtlicher Anteil der wertvollen EEAG landet im Restmüll. Besonders kritisch ist das bei Batterien: 2023 wurde immer noch weniger als die Hälfte aller Batterien ordnungsgemäß entsorgt – auch wenn laut der Elektroaltgeräte Koordinierungsstelle Austria das Bewusstsein dafür in der österreichischen Bevölkerung schon steigt. Neben dem Verlust von wertvollen kritischen Rohstoffen, kommt bei Batterien jedoch auch noch das erhöhte Risiko für fatale Brände hinzu. Diese können ganze Recyclinganlagen zerstören.
Abfallexperte Roland Pomberger der Montanuniversität Leoben teilt in einem Standard-Interview seine Frustration über “dumme” Verwendungen von Batterien – etwa in Einweg-E-Zigaretten oder Grußkarten die ein Lied beim Öffnen abspielen. Ein Großteil sei sich der Batterie im Produkt nicht bewusst und werfe es daraufhin einfach weg – ohne die Batterie rauszunehmen und gesondert zu entledigen. Eine klare Kennzeichnung, dass eine Batterie im Produkt enthalten ist, sollte helfen, die Recyclingquote zu erhöhen. Produzent:innen sollten es aber auch möglich machen, die Batterie unkompliziert zu entfernen, so Pomberger.
Wenn Produkte zu komplex werden
Von der Sammlung zur Bearbeitung, kommt man bereits zur nächsten Herausforderung. In Recyclinganlagen gehört die mechanische Aufbereitung zum Erstbehandlungsschritt. Ein stofflicher Aufschluss, das physische Trennen von Verbundmaterialien, wird durchgeführt. Danach kommen sensorgestützte Sortieranlagen zum Einsatz, die jedoch aufgrund der extremen Miniaturisierung und schwer zu trennenden Verbundstoffen an ihre Grenzen stoßen. Hinzu kommt eine Masse an unterschiedlichen Produktdesigns und mangelnder Informationsaustausch über die Produkteigenschaften.
Das birgt nicht nur ein Sicherheitsrisiko. Die Sorgfältigkeit dieses Separierungsschrittes hat einen großen Einfluss darauf, welche Materialien überhaupt zurückgewonnen werden können und falls ja, in welcher Qualität und Quantität das möglich ist. Die unterschiedliche chemische Zusammensetzung spielt auch eine Rolle bei der Frage, welche Materialien mit welchen Mitteln gewonnen werden können. Die Standardisierung des Recyclingprozesses wird dadurch weiter erschwert.
Technische Innovation als Teilantwort im Recycling
Diesen Herausforderungen kann die Abfallwirtschaft mit einer Vielfalt an Recyclingtechnologien entgegenwirken. Diese kommen aber alle mit Vor- und Nachteilen. Umweltverträglichkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit lassen sich nicht gleichzeitig maximieren.
Bei der Pyrometallurgie – einem Hochtemperaturverfahren – wird die zerkleinerte Masse an Abfall in Öfen eingeschmolzen. Dabei wird der organische Anteil – meist Kunststoffe – als Brennmaterial verwertet. Dieser energieintensive Prozess liefert hohe Reinheitsgrade, bringt jedoch auch eine Verschlackung und damit den Verlust von Seltenerden mit sich. Dadurch gehen diese für jegliche technologische Wiederverwendung verloren.
Mit einem deutlich geringeren Energiebedarf punktet die Hydrometallurgie. Bei dem nasschemischen Verfahren werden Säuren und Laugen eingesetzt, um Metalle herauszulösen. Allerdings werden hierbei große Mengen an Chemikalien benötigt und Abwässer müssen entsprechend zusätzlich aufbereitet werden.
Jedoch tun sich auch neue Recyclingtechnologien auf, wie etwa die Bioakkumulation und Laugung. Diese basiert auf der natürlichen Säureproduktion mancher Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien. Die BOKU Wien und die IMC Universität Krems arbeiten an der Frage, wie diese Säure aus Elektroschrott wertvolle Metalle “laugen” kann. Auch wenn dieser Prozess kosteneffektiv ist, keine schädlichen Umweltauswirkungen mit sich bringt und wenig Energie verbraucht: Noch ist er nicht im großen Stil anwendbar. Der biologische Grundprozess dauert und kann von bestimmten “Störmetallen” stark negativ beeinflusst werden. Eine Problemstellung, an der die zwei Forschungseinrichtungen derzeit tüfteln.
Ohne System kein Kreislauf
Die EU macht mit Finanzierungen klar: Recycling von kritischen Materialien bildet einen Teil-Imperativ in der Zukunft. Von 47 Projekten, die auf strategische Rohstoffe (eine noch engere Fassung von kritischen Rohstoffen) abzielen, ist knapp jedes Vierte im Recyclingbereich angesetzt. Jedoch kann das Potenzial von Urban Mines nur vollstens genutzt werden, wenn solche großen Investitionen mit Produktdesign, Sammlung und Verarbeitung zusammenspielen.
Erwartete Abfallmengen müssen klar koordiniert werden mit effektiven Sammel- und Trennsystemen, schreibt zum Beispiel das RECYCLING magazin. Der Wirtschaftsdienst hebt insbesondere die Koordinierung der gesamten Verarbeitungskette hervor. Anforderungen und technische Eigenschaften zum Produkt müssen weitervermittelt werden. Dadurch wird Recyclinganlagen ermöglicht, Rückgewinnungschancen zu erkennen und genauer einschätzen zu können. Auch das Anpassen und Optimieren angewandter Technologien wird dadurch vereinfacht.
Um den Rückgriff auf Sekundärrohstoffe als gleichwertig am Markt zu signalisieren, sollten Käufer:innen auch zertifizierte Informationen über die recycelten Materialien erhalten: welche Technologie wurde eingesetzt und in welcher Art und Umfang wurden die recycelten Materialien gewonnen. Es zeigt sich: Elektroschrott muss von Anfang an beim Produkt mitgedacht werden und ein System drumherum aufgebaut werden.
Links
- Climate Lab Bericht “Rückgewinnung kritischer Rohstoffe aus Elektro- und Elektronikschrott“
- Bericht des WEEE Forums
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