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Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Recycling von Leistungselektronik aus Elektrofahrzeugen

Aktuelle Recyclingroute

Der derzeitige Stand der Technik beim Recycling von Altfahrzeugen ist der Autoshredder mit nachgeschaltetem Post-Shredder. Dies gilt auch für Elektrofahrzeuge, die nach dem Freischalten des Fahrzeugs und dem Ausbau bestimmter Komponenten, allen voran der Batterie, ebenfalls dem Shredder zugeführt werden. Ein Ausbau der Leistungselektronik erfolgt derzeit nicht unbedingt, da dieses Bauteil mit einem Gewicht von 10 kg oder mehr auch gemeinsam mit dem gesamten Fahrzeug verwertet werden kann.
In der Vorbehandlung – dem ersten Schritt des Recyclings – werden alle Betriebsflüssigkeiten wie etwa Motoröl, Kraftstoff und Bremsflüssigkeit entfernt, die Pyrotechnik der Airbags entschärft und bestimmte Bauteile wie etwa die Batterie entnommen. Im nächsten Schritt, der Demontage, werden Teile zur Wiederverwendung und Teile mit besonders wertvollen Werkstoffen wie etwa Katalysatoren ausgebaut. Die übrig bleibende Restkarosse wird gepresst und anschließend geshreddert. Es folgt eine Sortierung über verschiedene Trennstufen. Hieraus resultieren Eisenschrott sowie eine Aluminium- und eine Kupferfraktion, welche in die Metallverwertung kommen. Die übrigen Fraktionen, die Shredderleicht- und die Schredderschwerfraktion sowie die Stäube gelangen in eine Post-Shredderanlage. Dort werden die Eingangsströme über weitere Sortier- und Trennstufen immer feiner aufgetrennt und schließlich dem Recycling zugeführt.
Die einzelnen Teile der Leistungselektronik gelangen ebenfalls in die zuvor genannten Fraktionen. Beispielsweise kommt das Aluminiumgehäuse in die korrespondierende NE-Metallfraktion. Die Edelmetalle, welche sich überwiegend auf den Platinen finden, verteilen sich über die verschiedenen Fraktionen, reichern sich aber vor allem in der Shredderleichtfraktion an [2], von wo sie sich nur schwer zurückgewinnen lassen.

Verglichene Recyclingrouten

Der Ausbau und die Behandlung der Leistungselektronik mittels Prallmühle stellt den großen Unterschied zwischen der Autoshredderroute und den beiden Elektrorecyclingrouten dar. Die chemische Platinenentstückung, welche mittels Salzsäure und Wasserstoffperoxid durchgeführt wird, dient zur Separation der Bauteile auf den Platinen und ermöglicht deren selektives Recycling. Sie beschreibt den Unterschied zur konventionellen Elektrorecyclingroute.

Relevante Rohstoffrückgewinnung in der Zukunft

Für die Zukunft wird abgeschätzt, dass bei einem jährlichen Recycling von einer Million Elektrofahrzeugen etwa folgende Metallmengen über die Elektrorecyclingroute wiedergewonnen werden können: 7 t Zinn, 85 kg Gold, 300 kg Silber, 17 kg Palladium und 70 t Kupfer.
Zum Vergleich: Heute kommen im gesamten Elektrik- und Elektronikbereich in Deutschland 12 t Gold zum Einsatz [3]. Die Zahlen machen deutlich, dass bei einem künftigen Durchbruch der Elektromobilität – also bei einer jährlichen Neuzulassung von mehreren Millionen Fahrzeugen – ein optimiertes Recycling zu relevanten Ressourceneinsparungen führen kann. Und auch wirtschaftlich ist das Elektrorecycling realisierbar.

Rückgewinnungsquoten

Von entscheidender Bedeutung für das Forschungsvorhaben ElmoReL 2020 und die Bewertung der zu entwickelnden Verfahren sind die ökologischen Potenziale der Elektrorecyclingroute im Vergleich zur Autoshredderroute. Bei den Massenmetallen Eisen und Aluminium erreichen beide sehr hohe Rückgewinnungsquoten, so dass hier kein Zusatznutzen zu erzielen ist. Das ökologische Potenzial der Elektrorecyclingroute liegt vielmehr bei höheren Rückgewinnungsquoten für die Edelmetalle und Zinn.
Für diese Metalle wurde abgeschätzt, dass im Auto- und Post-Shredder rund 20 bis 25 % wiedergewonnen werden, während es bei der Aufbereitung beim Elektroaltgeräterecycler rund 98 % sind. Diese Abschätzung beruht darauf, dass bei der Autoshredderroute ein Großteil der Edelmetalle über fein verteilte Staubausträge für die Rückgewinnung verloren geht. In der Elektrorecyclingroute gelingt es, mit einer Prallmühle, welche die Leistungselektronik mit hoher Geschwindigkeit gegen Prallplatten fliegen lässt, die Staubentwicklung deutlich zu reduzieren, und die Leiterplatten zu einem sehr hohen Anteil in die Fraktion zu überführen, die in eine Kupfer- und Edelmetallverhüttung gelangt. Die abgeschätzten Rückgewinnungsquoten stellen Expertenabschätzungen dar, die für die orientierenden Berechnungen in der Ökobilanz getroffen wurden, und eine entsprechende hohe Unsicherheit aufweisen.

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Autoren

Dr. Winfried Bulach

Öko-Institut e.V., Darmstadt,  
w.bulach@oeko.de

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