Recyclingfähigkeitsbewertungen Flashcards
Ziele von Recyclability Assessment
- Beurteilung der Materialeffizienz eines Produkts.
- Teil der Umweltbewertung eines Produkts.
- Verbindung zwischen Produktdesign und Recycling.
- Dialog zwischen Interessengruppen (wird von Herstellern genutzt, um ihre eigene Bewertung zur Unterstützung von Designaktivitäten durchzuführen)
- Referenzwerte derzeit vor allem genutzt bei EEE und Verpackungsmaterial
EcoDesign-Richtlinie
Die EcoDesign-Richtlinie ermutigt Unternehmen, die Umweltauswirkungen ihrer Produkte zu verringern, indem sie u. a.:
1. Design für Demontage (DfDis)
- Optimieren Sie die Trennung von Materialien & Komponenten für spätere Rückgewinnung
- Konstruktive Aspekte:
o Leichten Zugang zu Verbindungselementen ermöglichen
o Reduzieren Sie die Anzahl der Verbindungselemente
o Standard-Verbindungselemente verwenden
- zielt darauf ab DfRep, DfRem, DfR zu erleichtern
2. Design für Reparatur (DfRep)
- Materialauswahl (Stahl leichter als kohlenstoff-faserverstärkter Kunststoff)
- Modularer Aufbau (Austausch von Komponenten)
- Kundensupport (Verfügbarkeit von Ersatzteilen, etc.)
- Kosten (Reparatur günstiger als neues Produkt)
3. Design für Remanufacturing (DfRem)
- Komplexität der Teile
- Modularisierung
- Leichtigkeit der Reinigung (Formen, Oberflächenstruktur, etc.)
4. Design für Recycling (DfR)
5. Design für Dauerhaftigkeit (DfDur)
- physikalische Haltbarkeit (Materialien),
- Benutzerverhalten (Wartung);
- stilistische Haltbarkeit (klassisches Design)
6. Design für Umwelt (DfE)
- frei von gefährlichen Stoffen,
- effizienter Einsatz von Rohstoffen;
- umweltbewusste Produktion;
- Verpackung & Transport;
- Umweltinformationen für Verbraucher
Grundlagen der Bewertung der Rezyklierbarkeit:
- Die Wiederverwertbarkeit ist eine Leistungsbewertung eines Objekts auf Stufe A (ursprünglich), das verarbeitet wird, um die Anforderungen auf Stufe B (angestrebt).
- D.h. die Rezyklierbarkeitsraten hängen sowohl vom Objekt als auch von der Verarbeitung (von Stufe A zu B)
- Das Objekt kann ein Produkt, eine Komponente, ein Material oder ein Element sein.
- Komplexe Objekte haben mehrere Zielstufen.
Konzeptioneller Aufbau der Wiederverwendbarkeit:
- Objekt Charakterisierung
- Referenznetzwerk
- Beschreibende Parameter
- Objekt Charakterisierung
- Elementare und stoffliche Zusammensetzung
- Freisetzungsverhalten (Perfekte Freisetzung, verbunden, Verschraubung, ….)
- Metallspezifikation (Metallisch, legiertes Metall, intermetallische Phasen, Metalloxid, sonstiges Metall Salz, ….)
- Werkstoffspezifikation (Gegossen, gesintert, pulverförmig, beschichtet, laminiert,…)
- Metallassoziation (“Schwester”-Metalle & Verunreinigungen)
Werkzeuge von Objekt Charakterisierung
- Produktcharakterisierung (Exc 3)
- Detaillierte Kenntnis des Objekts, der Komponenten, des Materials und der Elemente.
- Demontagestudien, Untersuchung im Labor.
- Stückliste des Produkts.
- Detaillierte Kenntnisse über Degradations- und Produktionsprozesse (Unit 4 - 9)
Recyclingorientierte Produktcharakterisierung
(1) Allgemeine Daten zum Gerät
(2) Physikalische und mechanische Eigenschaften von Baugruppen und Komponenten
(3) Chemische Analyse von Komponenten
Ein Produkt kann mit Fokus auf verschiedenen Ebenen charakterisiert werden. Dieser hierarchische Ansatz ermöglicht es, das Produkt auf der Produkt auf die erforderliche Ebene zu aggregieren und zu differenzieren, die dem methodischen Zweck entspricht.
Charakterisierung von kritischen Metallen in EEE bzgl. Recycling;
Referenznetzwerk
- Repräsentativität von Recyclingprozess (entspricht das der Praxis?)
- Sammlung und Aufbereitung, Infrastruktur
- Marktplätze für Wiederverwendung,
- Beste verfügbare Techniken,
- Zielkonflikte
- Zeitliche und räumliche Varianz
- Gesetzliche Verpflichtungen und Einschränkungen
- Lebenszyklen
Werkezuge für Referenznetzwerk
MFA als Beschreibung des Referenznetzes (Ex 1)
- Datenmanagement (Ex 2)
- Detailliertes Wissen über die besten verfügbaren Techniken: Sammelsysteme, Versorgungsketten (EidA, GKW); Behandlungstechniken (EidA, GKW, ART)
- Gesetzliche Verpflichtungen und Einschränkungen (GKW, ART)
- Identifikation der relevanten Stakeholder (Stakeholder-Management)
- Definition der End-of-Life-Szenarien (Systemgrenzen)
- Bewertung der Kritikalität/wirtschaftlichen Einflüsse ( ART, GKW)
Recyclingdilemma von komplexen Produkten: Nach der Befreiung und Trennung wird das Recycling oft auf eine begrenzte Anzahl von Recyclingwegen reduziert, mit dem Nachteil, dass wertvolle Materialien in anderen Recyclingwegen verloren gehen und verdünnt werden
Beschreibende Parameter
- Definieren Umfang der Studie (Symstemgrenzen)
- Parameter/Indikatoren (Masse [kg], Demontierbarkeit [—],Materialwert [€], Exergie [J], Entropie [/bit], Umweltbelastung [EI99 Punkte])
- Qualität
- Sekundärmaterial (SM) vs. Sekundäres Rohmaterial (SRM)
Werkezeuge für beschreibende Parameter
- Datenmanagement (Exc 2)
- Definition des Umfangs der Studie
- Referenzwerte (materialspezifische Recycling- und Verwertungsquoten, EEE-kategoriespezifische Recycling- und Verwertungsquoten)
- Datenzusammenstellung und Bewertung der Gültigkeit der Referenzwerte: EAR, Abfallstatistik, etc. und Einstufung als recycelt oder verwertet
- Methodik der Datenerhebung
- Analysen von Behandlungschargen, Input-WEEE-Strömen
Recyclingfähigkeit von REE (Seltenen Erden):
- REE haben einen geringen Massenanteil im Vergleich zur Masse eines Gerätes (<1%)
- Hohe Relevanz von REE definiert durch die Kritikalität und den Wert der Metalle
- Schwierig durch allgemeine Ansätze zu bewerten Relevanz definiert durch den Umfang der Untersuchung ( Gesonderte Bewertung für REE)
Die Wiederverwertbarkeit von Produkten hängt von…
- Umfassende Produkteigenschaften,
- Eingestelltes Referenznetz,
- Definierter Berechnungsumfang
- Abdeckung des gesamten Lebenszyklus(s): Sammlung, Demontage, Wiederverwendung, Reparatur, Wiederaufbereitung, Kaskadennutzung
- Gemeinsame und damit vergleichbare Methodik und Terminologie
- Datenverfügbarkeit und Informationsaustausch vom Design bis zum End-of-Life
Zusammenfassung
- Die Wiederverwertbarkeit von Produkten hängt von Produkteigenschaften ab, Referenznetzwerken und den beschreibenden Parametern
- Die Bewertung der Rezyklierbarkeit (RA) muss den gesamten Lebenszyklus umfassen, inkl. Sammlung und Demontage. Der Ein- bzw. Ausschluss von Reparatur und Wiederaufbereitung sowie Kaskadennutzung muss berücksichtigt werden
- Vergleichbare Ergebnisse in der RA erfordern eine gemeinsame Methodik und Terminologie für die Datenerfassung
- Informationsaustausch zwischen Entwicklern/Herstellern (Produkt Informationen) und Recyclern (Informationen zur EoL-Behandlung) ist ist wichtig für realistische EcoDesign-Anforderungen und Rezyklierbarkeits Ziele.
- Methode: Semi-quantitative Indikatoren
- EcoDesign-Tool für die Anwendung in Design für Demontage (DfDis) und Recycling (DfR)
- Das Ampelsystem wird verwendet, um gute oder schlechte Leistung Zuweisung eines vordefinierten Labels (gut, mittel, schlecht)
- z.B. verschiedene Optionen für Baugruppen können nach ihrer ihrer Demontierbarkeit
- Gewinn/Verlust-Marge PLM in $/kg
o wird verwendet, um festzustellen, ob es wirtschaftlich sinnvoll ist, ein Produkt zu demontieren
o Restwert eines Materials (Vr) wird berechnet in: Villalba, 2012
- Methode: Ökonomischer Indikator/ Materialwert
- Hängt von einer Demontagestudie ab (es geht um Demontage, nicht Recycling!)
- Mit dieser Studie soll versucht werden den Materialwert von einem Objekt zu beschreiben, Berechnung von Ausgaben und Einsparungen (monetäre Ansicht)
- Vm=Minimalwert eines Materials ($/kg): Dies ist der Mindestwert des Materials, bevor es für eine bestimmte Verwendung behandelt oder geformt wird (z. B. Metalle in Blöcken, Polymere in Granulat)
- Vr=Restwert eines Materials ($/kg): Dies ist der Wert, den ein bestimmtes Material nach seiner primären Verwendung hat, bevor es für seine sekundäre Verwendung recycelt wird. In Fällen, in denen es Kombinationen von Materialien gibt, wird der Prozentsatz des gewünschten Materials verwendet. Dies ist der Preis, zu dem der Recycler das gebrauchte Material kauft
- Vp=Post-Recycling-Wert eines Materials ($/kg): Dies ist der Wert, den ein bestimmtes Material hat, nachdem es recycelt wurde und bereit ist für seine zweite Verwendung, bevor es für eine bestimmte Verwendung behandelt oder geformt wird. Wenn ein Material eine hohe Rezyklierbarkeit, wie hier definiert, dann ist Vp ungefähr Vm
