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25.05.2022 | Recycling | Im Fokus | Online-Artikel

Metallrecycling muss effizienter, sauber und wirtschaftlich werden

verfasst von: Thomas Siebel

4:30 Min. Lesedauer
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Recyclingmetall ist gefragt und die Herstellkapazitäten wachsen. Dennoch birgt das Recycling Herausforderungen für die Zukunft. Gefragt sind unter anderem Produktentwickler, Investoren und die Politik.

Die Bedeutung von Metallen für die Weltwirtschaft ist unbestritten: Fahrzeuge, Maschinen, Bau und Energieversorgung verschlingen Unmengen – und der Bedarf an Metallen wird durch den massiven Ausbau von erneuerbaren Energien noch einmal deutlich zunehmen. Bedeutend sind jedoch auch die Auswirkungen der Metallproduktion auf das Klima. 8 % der globalen Treibhausgase (THG) stößt die Stahlindustrie heute aus; sie ist damit der größte Einzelverursacher von Treibhausgasen. 2 % der weltweiten THG stößt zudem die Aluminiumindustrie aus.

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Recycling als Rohstoffquelle

In Kapitel 5 wurden Metallapplikationen von überwiegend Zukunftstechnologien dargestellt. Man könnte meinen, dass gerade der Umgang mit diesen Metallen und vor allem mit jenen, die derzeit bereits begrenzt gehandelt werden, besonders sorgsam und nachhaltig erfolgt.

Auf dem Weg hin zu einer umweltfreundlicheren Metallerzeugung fällt dem Recycling und der Ausweitung der Kreislaufwirtschaft mit Metallen eine entscheidende Rolle zu, denn Metall zu recyceln erfordert erheblich weniger Energie als die Gewinnung von Primärmetall aus Metallerzen. Gerade einmal 5 bis 10 % der Energie verbraucht die Herstellung von Sekundäraluminium aus sortenreinem Aluminiumschrott. Recyceltes Kupfer verbraucht 15 % und Eisen 20 bis 40 % im Vergleich zur Herstellung von Primärmetall. Allerdings beinhaltet diese Energiebilanz nur den Umschmelzvorgang der reinen Metalle; nicht berücksichtigt ist die erforderliche Energie für das vorherige Sortieren der Metallfraktionen – und die kann so hoch sein, dass sich einzelne Materialien nicht mehr zu recyceln lohnen, wie Philipp Schäfer in der Einleitung zum Buch Recycling – ein Mittel zu welchem Zweck? schreibt.

Legierungen und Verschweißungen erschweren Recycling

Abfallströme werden laut Schäfer immer komplexer: die Materialvielfalt nimmt zu, während die jeweilige Materialkonzentration abnimmt. Dadurch steigt der Aufwand für das Recycling bis hin zu dem Punkt, dass technische und thermodynamische Barrieren die Rückgewinnung bestimmter Metalle nicht mehr erlauben oder dass die nötigen Prozesse schlichtweg zu energieintensiv werden, wie er im Kapitel Grundlagen des Metallrecyclings erläutert.  

Materialien aus komplexen Abfallströmen vollständig zu recyceln, ist laut Schäfer unmöglich. Problematisch sind beispielsweise chemische Verbindungen wie Legierungen oder Verschweißungen. Im Fall von Stahl oder Aluminium lassen sich die gängigen Legierungselemente über metallurgische Verfahren nicht mehr in Reinform rückgewinnen – sie verbleiben in ihrem Trägermetall. Während das für Legierungselemente wie Molybdän oder Kobalt unkritisch ist, da sie die Qualität des Sekundärstahls nicht mindern, verunreinigen Elemente wir Kalium, Phosphor oder Silber das Metall dauerhaft. In Kupfer gebundene Legierungsbestandteile lassen sich hingegen teilweise leichter wieder herauslösen. Das Wissen darüber, welche Metallfraktionen kompatibel sind, sich also im Recycling wieder voneinander lösen lassen beziehungsweise sich nicht gegenseitig unbrauchbar machen, sollte laut Schäfer im Rahmen eines recyclinggerechten Produktdesigns berücksichtigt werden.

Wird nachhaltigeres Recyclingmetall höher bezahlt?

Weitere Herausforderungen für die Ausweitung des Metallrecyclings beschreibt nun ein Expertenteam um Rebecca Campbell von der Wirtschaftskanzlei White & Case in einem aktuellen Bericht. Unter anderem weisen sie auf die Umweltbelastung hin, die auch mit dem Recycling von Metallen einhergeht. Traditionell werde Schrott nämlich in kohle- oder erdgasbasierten Prozessen zu Sekundärmetall verarbeitet. Erst die Elektrifizierung der Umschmelzverfahren oder der Einsatz von Wasserstoff anstelle von fossilen Energieträgern bereite den Weg für umweltverträgliche Recyclingmetalle. Dabei bleibe allerdings abzuwarten, ob der Markt bereit sein wird, für tatsächlich nachhaltig hergestellte Recyclingmetalle auch einen höheren Preis zu bezahlen.

Weiterhin weisen die Autoren auf Handelsbarrieren auf dem Weltmarkt für Metallschrott hin. So erheben beispielsweise Länder wie China oder Indien Exportzölle auf Stahl-, Aluminium- oder Kupferexporte. 40 % der Kupferabfälle unterliegen den Autoren zufolge einer Form von Exportrestriktion, bei Aluminium und Stahl liegen die Anteile bei 30 beziehungsweise 20 %.

Menschenrechte auch bei recyceltem Metall einhalten

An die bereits genannten Schwierigkeiten beim Metallrecycling schließt sich Campbell zufolge eine weitere Herausforderung an: Für besonders arbeitsintensive Aufgaben in der Materialtrennung werden Abfälle traditionell in weniger industrialisierte Länder exportiert, wo sie oftmals unter potenziell gefährlichen und umweltgefährdenden Umständen per Hand sortiert werden, in manchen Fällen sogar von Kindern.

Mit entsprechenden Regularien für Lieferkettenaudits versuchen die EU und die USA den Handel mit Metallen aus Regionen mit bewaffneten Konflikten zu unterbinden. Aktuell diskutiert die EU, wie auch Produkte, die in erzwungener oder Kinderarbeit gewonnen werden, vom EU-Markt verbannt werden können.

Fünf Herausforderungen für das Metallrecycling

Damit sich die Entwicklung und die Finanzierung neuer Recyclingprojekte rentiere, müssen den Autoren zufolge fünf Herausforderungen angegangen werden:

  • Produkte müssen recyclinggerecht ausgelegt werden, damit Metalle effizient wiedergewonnen werden können. In besonderem Maße trifft das auf die für die Energiewende wichtigen Lithium-Ionen-Batterien, Solarpanels und Windenergieanlagen zu, die aus zahlreichen Metallen bestehen und nur über eine begrenzte Lebensdauer verfügen.
  • Marktindizes für Metalle sollten neben technischen und metallurgischen Details auch Informationen über die Herkunft von Metallen umfassen.
  • Recyclingprojekte müssen zuverlässig mit Metallschrott versorgt werden, beispielsweise durch Kooperationen mit Stahlwerken oder öffentlichen Sammelstellen. Reine Abhängigkeiten vom Schrotthandel sowie internationale Handelshemmnisse gefährden die Versorgungssicherheit.
  • Der Einsatz von Elektrolichtbogenöfen muss für sämtliche Metalle und Prozessrouten im industriellen Maßstab etabliert werden. Investoren und Kapitalgeber sollten sich deswegen mit der Technologie auseinandersetzen.
  • Die Produktionskapazitäten für grünen Wasserstoff müssen ausgebaut werden.

Damit das Metallrecycling im Sinne einer umfassenden Kreislaufwirtschaft ein rentables Geschäftsfeld wird, sehen die Autoren die Regierungen in einer Schlüsselrolle. Geeignete Ansätze seien beispielsweise wirtschaftliche Anreize, Vorgaben für Recyclingquoten oder finanzielle Unterstützungen für Recyclingprojekte. Als positive Beispiele nennen die Autoren mehrere Initiativen auf EU-Ebene wie den Circular Economy Action Plan oder die Einrichtung der European Raw Materials Alliance und der European Battery Alliance.

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