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Zirkuläre Wertschöpfung
Produktentwicklung

Viel Komfort sorgt für viel Elektroschrott

Wer heute einen Wäschetrockner oder ein Auto kauft, erwirbt zugleich allerhand Hard- und Software, um etliche Sonderfunktionen nutzen zu können. Das mag komfortabel sein. Allerdings führt diese Entwicklung auch dazu, dass wir die Umwelt zukünftig mit noch mehr Elektroschrott belasten.

Es ist erschreckend: Weil Produktenwickler immer mehr Alltagsgeräte und Fahrzeuge mit elektronischen Komponenten versehen, müssen wir in Zukunft mit einer noch größeren Menge an Elektroschrott rechnen. Zudem erfordert insbesondere die Elektrifizierung von Fahrzeugen eine Rückgewinnung seltener Metalle aus den Altbatterien.

Weiterhin ist zu erwarten, dass vor allem in Entwicklungsländern die Menge an Elektroschrott erheblich anwächst, denn dort wächst mit steigender Kaufkraft auch der Bedarf an leistungsfähigen Geräten. Bisher werden laut UN jedoch nur 20 Prozent des Elektro- und Elektronikschrotts weltweit gesammelt und wiederverwertet. Die Recyclingquote liegt in Europa mit 35 Prozent noch am höchsten. Das Schlimmste jedoch ist: Oftmals werden Elektrogeräte nicht umweltgerecht entsorgt.

Elektroschrott mit sehr hohem Materialwert

Im Fall von elektronischen Geräten sehen die Bilanzen derzeit nicht zufriedenstellend aus. Weltweit errechnet eine Studie des World Economic Forum und der UN eine Menge an Gesamtelektroschrott von 50 Millionen Tonnen jährlich mit einem Materialwert von 50 Milliarden Euro. Dieser bezieht sich auf zu einem großen Teil Eisenbasislegierungen, Kupfer, Gold und auch Plastik. Weitere Werte sind in Aluminiumlegierungen, Palladium und Silber enthalten.

Um Stoffkreisläufe schließen und Werk- beziehungsweise Wertstoffe möglichst oft wieder verwenden zu können, muss zuerst ein Umdenken in der Produktentwicklung stattfinden. Dies gilt auch für die Art, wie wir ein Produkt nutzen. Produkte sollen so konzipiert werden, dass sie sowohl den Anforderungen des Gebrauchs wie auch der möglichst sortenreinen Zerlegung in ihre Komponenten in kreislaufgerechte Stofffraktionen gerecht werden. Am Ende der möglichst langen Nutzungsphase soll ein Produkt so wenig wie möglich und nur so viel wie nötig verändert werden müssen, um deren Komponenten wieder dem Stoffkreislauf zuführen zu können. Tendenziell sind Elektronikgeräte jedoch eher kurzlebiger und immer schwerer zu reparieren.

Generell gelten die folgenden Grundregeln für die zirkuläre Wertschöpfung: Ein Produkt, das weitgehend werkstofflich recyclingfähig ist,

  • enthält werkstofflich wiederverwertbare Komponenten,
  • besteht aus langlebigen Werkstoffen,
  • enthält lösbare Verbindungselemente,
  • erlaubt eine leichte Demontage sowie Austauschbarkeit seiner Bestandteile,
  • besteht aus möglichst wenigen unterschiedlichen Werkstoffen und
  • ist bestenfalls mit standardisierten Bauteilkomponenten versehen.

Richtlinien können uns helfen, indem sie uns aufzeigen, wie wir Elektronikgeräte im Sinne einer zirkulären Wertschöpfung designen sowie effizient und umweltschonend recyceln; so zum Beispiel Richtlinienreihe VDI 2343 namens „Recycling elektrischer und elektronischer Geräte“. Dabei müssen auch giftige Bestandteile sachgerecht entsorgt werden können.

Ausbeute durch die Optimierung von Schredderanlagen verbessern

Viele Geräte wie Smartphones, Laptops und Computer enthalten wertvolle Metalle, die häufig nur in geringen Mengen pro Gerät enthalten sind. In einer Tonne Smartphone sind zum Beispiel 250 Gramm Gold enthalten. Das entspricht jedoch 50 Tonnen Golderz, aus dem das Gold mit hohem Ressourceneinsatz und mit hohen Umweltbelastungen gewonnen werden muss.

Um das Gold letztlich wiederverwerten zu können, reicht es häufig nicht aus, alle anfallenden Altgeräte mechanisch zu zerkleinern und anschließend in Fraktionen zu trennen. Denn dabei gelangen die wertvollen Metalle in Fraktionen, aus denen sie überhaupt nicht mehr zurückgewonnen werden können.

Die Ausbeute könnte sich durch die Optimierung der Schredderanlagen und Sortiertechnologien verbessern lassen. Besondere Bauteilkomponenten wie Leiterplatten ließen sich zudem vor der mechanischen Zerkleinerung demontieren. Jedoch besteht auf diesem Gebiet noch Forschungsbedarf. Also sind Wissenschaftler gefragter. Sie könnten schließlich Empfehlungen für das Recycling von Elektrogeräten ausarbeiten.

Digitale Methoden unterstützen das Recycling

Der Einsatz digitaler Methoden kann einen Überblick darüber verschaffen, wie die globalen Materialströme verlaufen. So ließen sich Sammlung und Verwertung besser organisieren. Der 3-D-Druck etwa eignet sich, um Ersatzteile zu produzieren, sodass Geräte einfacher repariert werden können. Anreize der Politik können zudem helfen, die Investitionskosten für leistungsfähige Recyclinganlagen zu überwinden. Geräte, die man nur sehr selten benötigt, kann man sogar längst in vielen Fällen mieten. Denn hier setzen meist Hobby-Handwerker und Hausbauer langlebige Profigeräte ein. Zudem „verschwenden“ wir dafür weniger Ressourcen, denn zahlreiche Geräte liegen oftmals lange Zeit nutzlos in der Ecke.

Autoren: Frank Magdans, Sarah Janczura

Fachlicher Ansprechpartner im VDI:
Dr.-Ing. Hans-Jürgen Schäfer, Geschäftsführer der VDI-Gesellschaft Materials Engineering
E-Mail-Adresse: schaefer@vdi.de

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