Optimiertes Metallrecycling durch Sensorsortiertechnologien | Umweltbundesamt

Beim Recycling von Metallen kommt es durch die Vermischung von Schrottsorten unterschiedlicher Legierungen in der Schmelze zu Qualitätsverlusten. Dies äußert sich in der Kontamination von Legierungen mit Störstoffen oder in Verlusten von hochwertigen Legierungselementen durch eine zu starke „Verdünnung“ der Schmelze. Dieses Phänomen wird als "Downcycling" bezeichnet. Hochwertige Legierungen werden derzeit meist durch die Zugabe großer Mengen an ressourcen- und treibhausgasintensiverem Primärmaterial erzeugt. Allerdings besteht ein signifikantes Potenzial zur Optimierung des Recyclings und somit zur Substitution von Primärrohstoffen durch den Einsatz neuartiger Sensorsortiertechnologien bei der Schrottaufbereitung.

Das vom Umweltbundesamt beauftragte Projekt „OptiMet – Ressourceneffizienzsteigerung in der Metallindustrie - Substitution von Primärrohstoffen durch optimiertes legierungsspezifisches Recycling“ zeigt: Beim Aluminiumrecycling könnte beispielsweise durch den Einsatz einer Kombination aus XRF mit LIBS im Vergleich zum Status Quo nur für Deutschland je nach ⁠Szenario⁠ im Jahr 2030, basierend auf den im Projekt gewählten Annahmen und Modellierungen, zwischen ca. 200.000 Tonnen und 290.000 Tonnen an Primärmaterial und somit zwischen 5,0 bis 7,2 Mio. Tonnen CO₂ eingespart werden. Dies entspricht einer Minderung von ca. 90 Prozent. Beim Stahlrecycling ergäben sich Minderungen von ca. 60 Prozent.

Auf den Ergebnissen aufbauend wurden politische Handlungsempfehlungen zur besseren Erschließung bisher nicht genutzter, hochwertiger Metallpotenziale vorgeschlagen. Beispielsweise wurde empfohlen, zunächst die Datenbasis der sich im Umlauf befindlichen Schrottsorten bzw. Legierungen zu verbessern. Darüber hinaus wäre eine Standardisierung von Recyclingtechnologien sowie die gezielte Förderung neuartiger Analyse- und Sortiertechniken empfehlenswert.

Im Rahmen des Vorhabens wurden zunächst die definitorischen Grundlagen zum Thema Downcycling von Legierungen geschaffen. Anschließend wurden Daten zum Status Quo des Aufkommens und der Verwertungswege von Legierungsgruppen auf deutscher, europäischer und globaler Ebene zum gegenwärtigen Stand und für das Jahr 2030 erhoben. Darauf aufbauend wurden die zu erwartenden dissipativen Verluste und mögliche ökologische und ökonomische Effekte, die durch das Vermeiden solcher Verluste entstehen, bestimmt.

Zur Beurteilung der Eignung unterschiedlicher Sortierverfahren für handelsübliche Schrotte wurden die aktuell verfügbaren Methoden XRF, XRT, LIBS, NAA und LIF untersucht und hinsichtlich der Erkennung der Elementverteilung sowie -Konzentration der Störstoffe in verschiedensten Schrottfraktionen miteinander verglichen und entsprechend ihrer Trennschärfe bewertet. Aufbauend auf dem Vergleich der Sortiertechniken wurde eine ideale Prozesskette, die damit verbundenen Ressourcenschonungs- und Primärrohstoffeinsparpotentiale sowie die Treibhausgasemissionen ermittelt.