
Open Access 2021 | OriginalPaper | Buchkapitel
5. Exemplarische Anwendung
verfasst von: Philipp Schäfer
Erschienen in: Recycling – ein Mittel zu welchem Zweck?
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Zusammenfassung
5.1 Auswahl der Metalle
5.2 Kupfer
5.2.1 Die Bedeutung von Kupfer
5.2.2 Sekundäre Kupferquellen
sekundäre Quelle
|
\({\omega }_{Cu}({x}_{i})\) [g/g]
|
---|---|
Kabelschrott
|
0,36
|
Elektroaltgeräte
|
0,1059
|
Altautos
|
0,0155
|
Rostasche (Siedlungsabfälle)
|
0,00355
|
Bau- und Abbruchabfälle
|
0,00245
|
5.2.3 Recyclingmodell
5.2.3.1 Recyclingverfahren und Prozessdaten
Prozess
|
\({RE({x}_{i})}_{j}\)
|
\(A{({x}_{i})}_{j}\)
|
\(\omega {({x}_{i})}_{j}\)
[g/g]
|
\(\omega {({x}_{i})}_{j}\cdot \eta {({x}_{i})}_{j}\) [g/g]
|
Strom [kWh]
|
Distanz [tkm]
|
Diesel [kg]
|
Erdgas [m3]
|
Heizöl [kg]
|
O
2 [kg]
|
Koks
[kg]
|
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Altautos
|
Sammlung
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,01
|
|||||||
Transport 1
|
0,15
|
0,02
|
0,02
|
0,001
|
||||||||
Mechanische Aufbereitung
|
0,72
|
0,15
|
0,02
|
0,49
|
0,03
|
|||||||
Transport 2
|
0,95
|
0,49
|
0,49
|
0,37
|
||||||||
Schmelzen/
Reduzieren
|
0,97
|
0,95
|
0,49
|
0,93
|
0,06
|
0,16
|
0,01
|
|||||
Anodenofen
|
1,00
|
0,95
|
0,93
|
0,93
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse
|
1,00
|
0,95
|
0,93
|
1,00
|
0,36
|
|||||||
Elektroaltgeräte
|
Sammlung
|
0,11
|
0,11
|
0,11
|
0,00
|
|||||||
Transport 1
|
0,41
|
0,11
|
0,11
|
0,02
|
||||||||
Mechanische Aufbereitung
|
0,88
|
0,41
|
0,11
|
0,60
|
0,20
|
|||||||
Transport 2
|
0,52
|
0,60
|
0,60
|
0,34
|
||||||||
Schmelzen/ Reduzieren
|
0,97
|
0,52
|
0,60
|
0,93
|
0,06
|
0,16
|
0,01
|
|||||
Anodenofen
|
1,00
|
0,56
|
0,93
|
0,93
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse
|
1,00
|
0,56
|
0,93
|
1,00
|
0,36
|
|||||||
Kabelschrott
|
Transport 1
|
0,86
|
0,36
|
0,36
|
0,04
|
|||||||
Mechanische Aufbereitung
|
0,95
|
0,86
|
0,36
|
0,95
|
0,30
|
|||||||
Transport 2
|
1,00
|
0,95
|
0,95
|
0,33
|
||||||||
Anodenofen
|
0,99
|
1,00
|
0,95
|
0,95
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse
|
1,00
|
1,00
|
0,95
|
1,00
|
0,36
|
|||||||
Bau- und Abbruchabfälle
|
Rückbau
|
0,72
|
0,59
|
0,002
|
0,90
|
0,00
|
0,01
|
|||||
Transport 1
|
1,00
|
0,90
|
0,90
|
0,03
|
||||||||
Mechanische Aufbereitung
|
0,91
|
1,00
|
0,90
|
0,95
|
0,00
|
0,01
|
||||||
Transport 2
|
1,00
|
0,95
|
0,95
|
0,38
|
||||||||
Anodenofen (ohne Aufb.)
|
0,91
|
1,00
|
0,90
|
0,93
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse (ohne Aufb.)
|
1,00
|
1,00
|
0,93
|
1,00
|
0,36
|
|||||||
Anodenofen
|
0,99
|
1,00
|
0,95
|
0,95
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse
|
1,00
|
1,00
|
0,95
|
1,00
|
0,36
|
|||||||
Rostasche (Siedlungsabfälle)
|
Transport 1
|
0,04
|
0,003
|
0,00
|
0,10
|
|||||||
Mechanische Aufbereitung
|
0,43
|
0,40
|
0,003
|
0,68
|
0,01
|
|||||||
Transport 2
|
0,55
|
0,68
|
0,68
|
0,25
|
||||||||
Schmelzen/ Reduzieren
|
0,95
|
0,55
|
0,68
|
0,93
|
0,06
|
0,16
|
0,01
|
|||||
Anodenofen
|
1,00
|
0,59
|
0,93
|
0,93
|
0,01
|
0,06
|
||||||
Elektrolyse
|
1,00
|
0,59
|
0,93
|
1,00
|
0,36
|
5.2.3.2 Modellergebnisse
5.2.4 Massenbilanzen
5.2.5 Vergleich der primären und sekundären Gewinnung
5.2.5.1 Aufwände der Primärgewinnung
5.2.5.2 Ermittlung der energetisch optimalen End-of-Life Recyclingquoten
5.2.5.2.1 Status Quo und Zukunftsszenario
Sekundäre Quelle
\({x}_{i}\)
|
Sekundärkupfer [t]
|
\({KEA}_{S}({x}_{i})\)
[MJ/kg Cu]
|
(Absoluter Anteil an)
\(\overline{{KEA_{s} }}\) [MJ/kg Cu]
|
---|---|---|---|
Kabelschrott
|
45.674
|
14
|
(4)
|
Elektroaltgeräte
|
56.405
|
19
|
(6)
|
Altautos
|
5.091
|
26
|
(1)
|
Rostasche
|
5.324
|
41,5
|
(1)
|
Bau- und Abbruchabfälle
|
55.748
|
45
|
(15)
|
Summe
|
168.242
|
27
|
5.2.5.2.2 Szenarien-Analyse
5.2.6 Fazit zum Kupferrecycling
5.3 Tantal
5.3.1 Die Bedeutung von Tantal
5.3.2 Sekundäre Tantalquellen
sekundäre Quelle
|
\({\omega }_{Ta}({x}_{i})\) [g/g]
|
|
---|---|---|
Kondensatoren
|
Mobiltelefone
|
1,19E-03
|
Smartphones
|
8,26E-05
|
|
Tablets
|
1,50E-04
|
|
Notebooks
|
8,13E-04
|
|
Desktops
|
3,90E-04
|
|
Server
|
7,08E-05
|
|
HDD
|
3,39E-04
|
|
FSM
|
4,38E-05
|
|
Altautos
a
|
5,48E-06
|
|
Karbide
|
4,00E-02
|
|
Legierungen
|
4,80E-02
|
|
Optische Gläser
|
1,12E-03
|
5.3.3 Recyclingmodell
5.3.3.1 Recyclingverfahren und Prozessdaten
Prozess
|
\({RE({x}_{i})}_{j}\)
|
\({A({x}_{i})}_{j}\)
|
\({\omega ({x}_{i})}_{j}\)
[g/g]
|
\({\omega ({x}_{i})}_{j}\cdot {\eta ({x}_{i})}_{j}\)
[g/g]
|
Strom [kWh] (Distanz [tkm])
|
FeCl
2
[kg]
|
Mg
[kg]
|
Ar
[kg]
|
H
2SO
4
[kg]
|
H
2O
[kg]
|
Koks [kg]
(Erdgas [m3])
|
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Altautos
|
Sammlung
|
1,0E-05
|
1,0E-05
|
1,0E-05
|
(8,4E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
1,0E-05
|
1,0E-05
|
1,0E-05
|
(7,1E-05)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,02
|
1,0E-05
|
4,7E-04
|
0,007
|
|||||||
Transport 2
|
(3,4E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
4,7E-04
|
2,8E-03
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
2,8E-03
|
4,7E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,7E-01
|
5,4E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,4E-01
|
6,0E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,0E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
|||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Mobiltelefone
|
Sammlung
|
1,2E-03
|
1,2E-03
|
1,2E-03
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
1,7E-03
|
1,2E-03
|
1,2E-03
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,002
|
1,2E-03
|
5,2E-03
|
0,191
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
5,2E-03
|
3,0E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
3,0E-02
|
4,5E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,5E-01
|
5,2E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,2E-01
|
5,8E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
5,8E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
|||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Smartphones
|
Sammlung
|
8,0E-05
|
8,0E-05
|
8,0E-05
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
5,7E-03
|
8,0E-05
|
8,0E-05
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,02
|
8,0E-05
|
5,5E-04
|
0,173
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
5,5E-04
|
3,2E-03
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
3,2E-03
|
4,9E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,9E-01
|
5,6E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,6E-01
|
6,2E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,2E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
|||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Tablets
|
Sammlung
|
1,5E-04
|
1,5E-04
|
1,5E-04
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
5,7E-03
|
1,5E-04
|
1,5E-04
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,02
|
1,5E-04
|
1,7E-03
|
0,042
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
1,7E-03
|
1,0E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
1,0E-02
|
4,5E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,5E-01
|
5,1E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,1E-01
|
5,7E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
5,7E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
|||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Notebooks
|
Sammlung
|
8,1E-04
|
8,1E-04
|
8,1E-04
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
7,8E-03
|
8,1E-04
|
8,1E-04
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,01
|
8,1E-04
|
7,2E-03
|
0,08
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
7,2E-03
|
4,3E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
4,3E-02
|
4,9E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,9E-01
|
5,6E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,6E-01
|
6,2E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,2E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
1
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Desktops
|
Sammlung
|
3,9E-04
|
3,9E-04
|
3,9E-04
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
6,6E-03
|
3,9E-04
|
3,9E-04
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,01
|
3,9E-04
|
4,9E-03
|
0,004
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
4,9E-03
|
2,9E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
2,9E-02
|
4,6E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,6E-01
|
5,3E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,3E-01
|
6,0E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,0E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
1
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Server
|
Sammlung
|
7,0E-05
|
7,0E-05
|
7,0E-05
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
3,6E-03
|
7,0E-05
|
7,0E-05
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,02
|
7,0E-05
|
4,3E-03
|
0,003
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
4,3E-03
|
2,5E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
2,5E-02
|
4,9E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,9E-01
|
5,6E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,6E-01
|
6,2E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,2E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
1
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
HDD
|
Sammlung
|
3,4E-04
|
3,4E-04
|
3,4E-04
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
5,3E-03
|
3,4E-04
|
3,4E-04
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,02
|
3,4E-04
|
5,6E-03
|
0,056
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
5,6E-03
|
3,3E-02
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
3,3E-02
|
4,9E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,9E-01
|
5,6E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,6E-01
|
6,2E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,2E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
1
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
(3,2E-01)
|
||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
FSM
|
Sammlung
|
4,0E-05
|
4,0E-05
|
4,0E-05
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
1,4E-02
|
4,0E-05
|
4,0E-05
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
0,04
|
4,0E-05
|
1,0E-03
|
0,006
|
|||||||
Transport 2
|
(3,1E-01)
|
|||||||||||
Abtrennung
|
0,8
|
1
|
1,0E-03
|
5,9E-03
|
0,025
|
|||||||
Separation
|
0,8
|
1
|
5,9E-03
|
4,9E-01
|
0,232
|
|||||||
Pyrolyse
|
1
|
1
|
4,9E-01
|
5,6E-01
|
0,671
|
|||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
5,6E-01
|
6,2E-01
|
0,192
|
|||||||
Chlormetallurgie
|
0,93
|
1
|
6,2E-01
|
8,1E-01
|
5,68
|
0,53
|
||||||
Transport 3
|
1
|
8,1E-01
|
8,1E-01
|
|||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,1E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
1,64
|
|||
Optische Gläser
|
Sammlung
|
1,1E-03
|
1,1E-03
|
1,1E-03
|
(3,2E-03)
|
|||||||
Transport 1
|
0,08
|
1,1E-03
|
1,1E-03
|
(1,6E-02)
|
||||||||
Demontage
|
1
|
1
|
1,1E-03
|
4,6E-02
|
0,024
|
|||||||
Transport 2
|
1
|
4,6E-02
|
4,6E-02
|
(5,5E-01)
|
||||||||
LBO
|
0,968
|
1
|
4,6E-02
|
1,2E-01
|
0,65
|
0,156
|
||||||
mechanische Aufbereitung
|
1
|
1
|
1,2E-01
|
1,2E-01
|
0,014
|
|||||||
Rösten
|
1
|
1
|
1,2E-01
|
9,9E-02
|
(0,072)
|
|||||||
LBO
|
0,968
|
1
|
9,9E-02
|
2,3E-01
|
0,65
|
0,031
|
||||||
Hydrometallurgie
|
1
|
1
|
2,3E-01
|
7,0E-01
|
1,2
|
|||||||
Filtration
|
1
|
1
|
7,0E-01
|
8,0E-01
|
0,011
|
|||||||
Kalzination
|
1
|
1
|
8,0E-01
|
8,2E-01
|
(0,0626)
|
|||||||
Transport 3
|
1
|
8,2E-01
|
8,2E-01
|
(6,7E-01)
|
||||||||
Reduktion
|
0,99
|
1
|
8,2E-01
|
1,0E+00
|
1,574
|
0,3
|
0,07
|
2,459
|
||||
Karbide
|
Transport
|
0,27
|
4,0E-02
|
4,0E-02
|
(4,1E-01)
|
|||||||
Recycling
|
0,95
|
0,27
|
4,0E-02
|
4
|
||||||||
Legierungen
|
Transport
|
0,02
|
4,8E-02
|
4,8E-02
|
(4,0E-01)
|
|||||||
Recycling
|
0,9
|
0,02
|
4,8E-02
|
1,1
|
5.3.3.2 Modellergebnisse
5.3.4 Massenbilanzen
5.3.5 Vergleich der primären und sekundären Gewinnung
5.3.5.1 Aufwände der Primärgewinnung
KEA [MJ/kg Ta]
|
CO
2eq-Emissionen [kg/kg Ta]
|
|
---|---|---|
ecoinvent (2011)
|
4.592
|
302
|
thinkstep AG (2018) (GaBi)
|
2.170
|
140
|
5.3.5.2 Ermittlung der energetisch optimalen End-of-Life Recyclingquoten
5.3.5.2.1 Status Quo und Zukunftsszenario
Sekundäre Quelle
\({x}_{i}\)
|
Sekundärtantal [t]
|
\({KEA}_{S}\left({x}_{i}\right)\) [MJ/kg Ta]
|
Status Quo (Absoluter Anteil an)
\(\overline{{KEA_{s} }}\) [MJ/kg Ta]
|
Maximal möglich (Absoluter Anteil an)
\(\overline{{KEA_{s} }}\)[MJ/kg Ta]
|
|
---|---|---|---|---|---|
Legierungen
|
0,22
|
50
|
(7)
|
(3)
|
|
Karbide
|
1,25
|
312
|
(266)
|
(114)
|
|
Zwischensumme
|
1,47
|
273
|
|||
Notebooks
|
0,11
|
531
|
(17)
|
||
Optische Gläser
|
0,15
|
555
|
(24)
|
||
HDD
|
0,17
|
559
|
(27)
|
||
Mobiltelefone
|
0,72
|
598
|
(126)
|
||
Desktops
|
0,61
|
601
|
(107)
|
||
Server
|
0,06
|
649
|
(10)
|
||
Tablets
|
0,001
|
1.195
|
(0,2)
|
||
FSM
|
0,03
|
1.752
|
(14)
|
||
Smartphones
|
0,01
|
3.406
|
(6)
|
||
Altautos
|
0,11
|
3.655
|
(113)
|
||
Summe
|
3,43
|
563
|
5.3.5.2.2 Szenarien-Analyse
5.3.6 Herausforderungen des Tantalrecyclings
5.3.6.1 Verfügbare Mengen und Wirtschaftlichkeit
5.3.6.2 Zielkonflikt durch Silberverluste
5.3.7 Fazit zum Tantalrecycling
5.4 Kobalt
5.4.1 Die Bedeutung von Kobalt
5.4.2 Sekundäre Kobaltquellen
sekundäre Quelle
|
\({\omega }_{Co}({x}_{i})\) [g/g]
|
---|---|
Hybridaltautos LIB
|
0,0006
|
Elektroaltautos LIB
|
0,0042
|
NiMH-Batterie Elektroaltgeräte groß
|
0,0119
|
NiMH-Batterie Elektroaltgeräte klein
|
0,0146
|
LiNMC-Batterie Elektroaltgeräte groß
|
0,0145
|
LiNMC-Batterie Elektroaltgeräte klein
|
0,0178
|
LiCoO
2-Batterie Elektroaltgeräte groß
|
0,0329
|
LiCoO
2-Batterie Elektroaltgeräte klein
|
0,0403
|
Karbide
|
0,1100
|
Legierung
|
0,3250
|
5.4.3 Recyclingmodell
5.4.3.1 Recyclingverfahren und Prozessdaten
Unternehmen
|
Accurec GmbH
|
Batrec AG
|
Umicore NV/SA
|
Toxco Inc.
|
---|---|---|---|---|
Standort
|
Mühlheim (Deutschland)
|
Wimmis (Schweiz)
|
Hoboken (Belgien)
|
Trail (Kanada)
|
Kapazität [t/a]
|
2.500
|
5.000
|
7.000
|
3.500
|
Zielmetalle
|
Fe, Cu, Mn, Co
|
Fe, Cu, Mn, Zn, Co
|
Fe, Cu, Mn, Ni, Co
|
Co
|
Verfahren
|
Vakuumthermisch
|
Materialtrennung
|
Pyro- und Hydrometallurgisch
|
Pyrometallurgisch
|
Prozess
|
\({RE({x}_{i})}_{j}\)
|
\(A{({x}_{i})}_{j}\)
|
\(\omega {({x}_{i})}_{j}\)
[g/g]
|
\(\omega {({x}_{i})}_{j}\)
\(\cdot \eta {({x}_{i})}_{j}\)
[g/g]
|
Strom [kWh] (Distanz [tkm])
|
Erdgas [MJ]
|
Kalk [kg]
|
H
2SO
4 [kg/kg Cu, Fe, Mn]
|
HCl [kg]
|
H
2O
2 [kg]
|
H [kg]
|
Co [kg]
|
Ar [kg]
|
|||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Cu
|
Fe
|
Mn
|
||||||||||||||
Elektroaltautos
|
Sammlung
|
4E-03
|
4E-03
|
4E-03
|
(8,53E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,16
|
4E-03
|
4E-03
|
(7,10E-04)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,16
|
4E-03
|
0,02
|
0,01
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,31
|
0,02
|
0,02
|
(3,05E-01)
|
||||||||||||
Demontage Batterie
|
1
|
0,31
|
0,02
|
0,03
|
0,02
|
|||||||||||
Transport
2/2
|
0,39
|
0,03
|
0,03
|
(4,44E-01)
|
||||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,39
|
0,03
|
0,11
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,39
|
0,11
|
0,11
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,39
|
0,11
|
0,20
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,52
|
0,20
|
0,30
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,54
|
0,30
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
Hybridaltautos
|
Sammlung
|
4E-03
|
4E-03
|
4E-03
|
(8,53E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
4E-03
|
4E-03
|
4E-03
|
(7,10E-04)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,16
|
4E-03
|
0,02
|
0,01
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,31
|
0,02
|
0,02
|
(3,05E-01)
|
||||||||||||
Demontage Batterie
|
1
|
0,31
|
0,02
|
0,03
|
0,02
|
|||||||||||
Transport
2/2
|
0,39
|
0,03
|
0,03
|
(4,44E-01)
|
||||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,39
|
0,03
|
0,11
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,39
|
0,11
|
0,11
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,39
|
0,11
|
0,20
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,52
|
0,20
|
0,30
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,54
|
0,30
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,45
|
0,45
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
große Elektroaltgeräte (NiMH)
|
Sammlung
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,14
|
0,01
|
0,01
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,14
|
0,01
|
0,05
|
0,01
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,30
|
0,05
|
0,05
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,30
|
0,05
|
0,05
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,30
|
0,05
|
0,09
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,09
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,09
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,14
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,31
|
0,14
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
kleine Elektroaltgeräte (NiMH)
|
Sammlung
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,15
|
0,01
|
0,01
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,15
|
0,01
|
0,05
|
0,19
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,30
|
0,05
|
0,05
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,30
|
0,05
|
0,05
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,30
|
0,05
|
0,09
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,09
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,09
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,30
|
0,09
|
0,14
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,31
|
0,14
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
|||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
große Elektroaltgeräte (LiNMC)
|
Sammlung
|
0,01
|
0,01
|
0,01
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,14
|
0,01
|
0,01
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,14
|
0,01
|
0,06
|
0,01
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,49
|
0,06
|
0,06
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,49
|
0,06
|
0,06
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,49
|
0,06
|
0,11
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,49
|
0,11
|
0,11
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,49
|
0,11
|
0,15
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,62
|
0,15
|
0,44
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,68
|
0,44
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
kleine Elektroaltgeräte (LiNMC)
|
Sammlung
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,15
|
0,02
|
0,02
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,15
|
0,02
|
0,06
|
0,19
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,49
|
0,06
|
0,06
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,49
|
0,06
|
0,06
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,49
|
0,06
|
0,11
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,49
|
0,11
|
0,11
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,49
|
0,11
|
0,15
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,62
|
0,15
|
0,44
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
0,68
|
0,44
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
große Elektroaltgeräte (LiCoO
2)
|
Sammlung
|
0,03
|
0,03
|
0,03
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,28
|
0,03
|
0,03
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,28
|
0,03
|
0,15
|
0,01
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,89
|
0,15
|
0,15
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,89
|
0,15
|
0,15
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,89
|
0,15
|
0,40
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,89
|
0,40
|
0,40
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,89
|
0,40
|
0,54
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,99
|
0,54
|
1,00
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
1,00
|
1,00
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
kleine Elektroaltgeräte (LiCoO
2)
|
Sammlung
|
0,04
|
0,04
|
0,04
|
(3,17E-03)
|
|||||||||||
Transport 1
|
0,32
|
0,04
|
0,04
|
(1,58E-02)
|
||||||||||||
Demontage
|
1
|
0,32
|
0,04
|
0,15
|
0,19
|
|||||||||||
Transport 2
|
0,89
|
0,15
|
0,15
|
(4,22E-01)
|
||||||||||||
Sortieren
|
1
|
0,89
|
0,15
|
0,15
|
2E-03
|
|||||||||||
Smelter
|
0,94
|
0,89
|
0,15
|
0,40
|
0,14
|
6,83
|
0,42
|
|||||||||
Granulieren
|
1
|
0,89
|
0,40
|
0,40
|
0,09
|
|||||||||||
Leaching 1
|
1
|
0,89
|
0,40
|
0,54
|
0,21
|
18,2
|
0,4
|
|||||||||
Leaching 2
|
1
|
0,99
|
0,54
|
1,00
|
0,21
|
18,2
|
3,9
|
4
|
||||||||
Solvent Extraction
|
0,98
|
1,00
|
1,00
|
0,45
|
0,21
|
1,36
|
||||||||||
Oxidation
|
1
|
1,00
|
0,45
|
0,73
|
0,42
|
|||||||||||
Transport 3
|
1,00
|
0,73
|
0,73
|
(5,47E-02)
|
||||||||||||
Reduktion
|
0,95
|
1,00
|
0,73
|
1,00
|
0,24
|
1,47
|
0,02
|
0,29
|
||||||||
Karbide
|
Transport
|
0,09
|
0,11
|
0,11
|
(4,1E-01)
|
|||||||||||
Recycling
|
0,95
|
0,09
|
0,11
|
0,11
|
4
|
0,08
|
||||||||||
Legierungen
|
Transport
|
0,15
|
0,33
|
0,33
|
(4,0E-01)
|
|||||||||||
Recycling
|
0,9
|
0,15
|
0,33
|
0,33
|
1,1
|
5.4.3.2 Modellergebnisse
5.4.4 Massenbilanzen
5.4.5 Vergleich der primären und sekundären Gewinnung
5.4.5.1 Aufwände der Primärgewinnung
KEA [MJ/kg Co]
|
CO
2eq-Emissionen [kg/kg Co]
|
|
---|---|---|
ecoinvent (2013)
|
133
|
10
|
thinkstep AG (2017a) (GaBi)
|
388
|
24
|
thinkstep AG (2012a) (GaBi); CDI (2016)
|
1.430
|
38
|
5.4.5.2 Ermittlung der energetisch optimalen End-of-Life Recyclingquote
5.4.5.2.1 Status Quo
Sekundäre Quelle
\({x}_{i}\)
|
Sekundärkobalt [t]
|
\({KEA}_{S}({x}_{i})\) [MJ/kg Co]
|
(Absoluter Anteil an)
\(\overline{{KEA_{s} }}\) [MJ/kg Co]
|
---|---|---|---|
LiNMC Elektroaltgeräte klein
|
167
|
501
|
(44)
|
LiNMC Elektroaltgeräte groß
|
208
|
478
|
(53)
|
Hybridaltautos LIB
|
562
|
426
|
(127)
|
Elektroaltautos LIB
|
27
|
424
|
(6)
|
NiMH Elektroaltgeräte klein
|
44
|
356
|
(8)
|
NiMH Elektroaltgeräte groß
|
467
|
338
|
(84)
|
LiCoO
2 Elektroaltgeräte klein
|
78
|
298
|
(12)
|
LiCoO
2 Elektroaltgeräte groß
|
239
|
280
|
(35)
|
Karbide
|
87
|
40
|
(2)
|
Legierung
|
3
|
7
|
(0)
|
Summe
|
1.882
|
373
|