08 Recycling

Question 1

Recyclingarten

Answer 1

• Technisches Recycling: Zerstörungsfreie Weiterverwendung von Komponenten
• Stoffliches Recycling: Rückgewinnung des Rohstoffs
• Thermisches Recycling: Energetische Verwertung des Produktes

-> Stoffliches und thermisches Recycling zerstören zwar das Produkt, bieten aber die größte Flexibilität für die weitere Verwendung.

Question 2

Lösungsansätze für höhere Recyclingquoten

Answer 2

Rückgabemöglichkeiten
o Rückgabeoptionen müssen verbraucherfreundlicher und die Rückgabe mit Anreizen attraktiver gestaltet werden.

Finanzielle Herstellerverantwortung
o Hersteller müssen z.B. durch Recyclinggebühren, Pfandsysteme oder Subskriptionsmodelle in die Verantwortung gezogen werden.

Öko-Bildung
o Durch außerschulische Bildung und Vorstellen von seriösen Informationsquellen können Irrtümer aufgeklärt werden.

Öko-Marketing
o Staatliche Werbekampagnen für nachhaltiges Handeln können das Bewusstsein in der Bevölkerung verbessern

Abfall-Tracking
o Der Export von Abfallrohstoffen muss unattraktiver und transparenter gestaltet werden.

Nachhaltigkeit zelebrieren
o Durch aktives Zelebrieren von Nachhaltigkeitsinitiativen wird die Abneigung gegen Maßnahmen reduziert.

Neue Geschäftsmodelle
o Durch das Fördern von neuen Geschäftsmodellen wird die Transformation zur Kreislaufwirtschaft eingeleitet

Vorgaben zur Kreislaufführung
o Staatliche Regularien müssen weiter verschärft, aber vor allem spezifiziert werden, z.B. bzgl. Des Rohstoffs oder der Branche.

Question 3

Kritische Rohmaterialien

Answer 3

o Bei der Definition der kritischen Rohmaterialien 2020 wurden 83 Materialien auf ihre Kritikalität in der Wertschöpfung untersucht. Hierbei sind die wirtschaftliche Bedeutung und das Versorgungsrisiko die wichtigsten Parameter. Die Liste dient als faktenorientiertes Hilfsmittel für die Politik der EU.

o Aktionsplan für kritische Rohmaterialien der EU: Soll diversifiziertere und nachhaltigere Wertschöpfungsketten ermöglichen

Question 4

Ökonomische Anreize des Recyclings

Answer 4

o Hohe Recyclingquoten können nur realisiert werden, wenn das Recyceln ökonomisch sinnvoll betrieben werden kann.
o Entgegen wirken können hier nur Regularien, indem Quoten festgeschrieben werden.

Question 5

Faktoren bei der Entscheidung, ob ein Metall recycelt wird

Answer 5

Faktor Materialkonzentration
 Je höher die Materialkonzentration in der Sekundärquelle (Recycling) gegenüber der Primärquelle ist, desto attraktiver ist das Recycling.
 Hohe Konzentrationen bedeuten geringere Energie- und Prozesskosten sowie weniger logistischen Aufwand für den gleichen Ertrag.

Faktor Markt
 Je mehr Sekundärmaterial auf dem Markt verfügbar ist, desto geringer sind die Beschaffungskosten.
 Je größer das Produkt aus Marktmasse und Wert pro Masseneinheit ist, desto lohnender kann die Sekundärgewinnung beschrieben werden.

Question 6

Prozess des Fahrzeugrecyclings

Answer 6

1. Flüssigkeiten entfernen
   a. Entfernen von Motoröl, Kraftstoff, Scheibenwasser, etc.
   b. Flüssigkeiten werden separat entsorgt
2. Demontage
   a. Demontage von noch verwendbaren Ersatzteilen
   b. Demontage für das Remanufacturing
   c. Entfernen von potentiell gefährlichen Teilen wie z.B. Airbags oder Batterie
3. Mechanische Zerlegung
   a. Verpressen und Schreddern
4. Ressourcenrückgewinnung
   a. Sortieren und Recyclen
   b. Thermische Verwertung
   c. Ca. 20% werden als Reste entsorgt und können nicht recycelt werden.

Question 7

Lösungsansätze zum Recycling von exportierten Gebrauchtwagen

Answer 7

o Nicht-Export attraktiver gestalten -> z.B. durch profitableres Verwerten des Fahrzeugs

o Den Export der Fahrzeuge regulieren

o Das Recycling der Fahrzeuge nach ihrem End-of-life im Ausland sicherstellen

Question 8

Toyota Environmental Challenge 2050

Answer 8

o Challenge 1:
New Vehicle Zero CO2 Emissions Challenge

o Challenge 2:
Life Cycle Zero CO2 Emissions Challenge

o Challenge 3:
Plant Zero CO2 Emissions Challenge

o Challenge 4:
Challenge of Minimizing and Optimizing Water Usage

o Challenge 5:
Challenge of Establishing a Recycling-based society and systems

Question 9

Mega-Casting - Großvolumiger Aluminium Druckguss: Potenzielle Vorteile

Answer 9

 Leichtbaupotenzial
 Erhebliche Reduzierung der Produktionsfläche
 Entfall von Fügeoperationen
 Reduktion der Produktionszeit
 Erleichtertes Recycling durch die Reduktion von unterschiedlichen Materialien
 Reduktion des Bedarfs and Robotern in der Produktion

Question 10

Mega-Casting - Großvolumiger Aluminium Druckguss: Potenzielle Nachteile

Answer 10

 Herausforderungen bei der Crash Performance
 Reduzierte Möglichkeiten zur Reparatur
 Herausforderungen der Qualitätssicherung wegen Entfall der Wärmebehandlung des Bauteils
 Herausforderungen bei der Umsetzung einer hohen Variantenvielfalt
 Schwierigkeiten bei der Fügetechnik
 Technische Herausforderung der Druckgussmaschine
 Schwieriges Handling der Bauteile
 Hoher Aluminiumbedarf
 Hohe Investitionskosten

Question 11

Batterierecycling - Verfahren

Answer 11

• Mechanisches Recycling
• Pyrolyse
• Pyrometallurgie
• Hydrometallurgie

Question 12

Batterierecycling - Mechanisches Recycling

Answer 12

 Zerkleinerung der Batterie
 Trocknung
 Mechanisches Aussortieren der „Black Mass“

Question 13

Batterierecycling - Pyrolyse

Answer 13

 Deaktivierung der Batteriezellen durch Hitze und Vakuum
 Entfernen der Elektrolyte, der Bindemittel sowie des Kunststoffs
 Kann vor oder nach dem mechanischen Sortieren geschaltet werden

Question 14

Batterierecycling - Pyrometallurgie

Answer 14

 Rückgewinnung von Kupfer, Kobalt und Nickel durch Hitze
 Verlust von Aluminium
 Lithium und Mangan nur als Schlacke
 Ökonomisch sinnvoll nur bei großen Mengen

Question 15

Batterierecycling - Hydrometallurgie

Answer 15

 Abschneiden der Bestandteile der „Black Mass“ durch Basen und Säuren
 Rückgewinnung von Nickel, Mangan und Kobalt als Salz
 Rückgewinnung der resultierenden Lithiumverbindungen aufwendig aber möglich
 Anfällig gegenüber Unreinheiten

Question 16

Batterierecycling - “Black Mass”

Answer 16

 Entsteht nach dem Aussortieren der gröberen Bestandteile der Batterie
 Enthält eine hohe Konzentration von Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel
 Hohe Wertdichte

Question 17

Batterierecycling - Pyrometallurgie: Vorteile

Answer 17

• Einfaches Verfahren
• Rückgewinnung von Kobalt
• Rückgewinnung von Nickel
• Hohe Robustheit gegen Unreinheiten

Question 18

Batterierecycling - Pyrometallurgie: Nachteile

Answer 18

• Sehr energieintensiv
• Hohe Emissionswerte
• Wertvolle Elemente wie Lithium oder Graphit sind verloren

Question 19

Herausforderung beim Batterierecycling

Answer 19

o Die Herausforderung beim Erreichen von hohen Rückgewinnungsquoten ist die Kombination verschiedener Prozesse. Jeder Prozess hat Vor- und Nachteile. Aktuell eingesetzte Recyclingverfahren gewinnen ca. 70% der Rohstoffe zurück, neue Technologien versprechen jedoch >90%.