Strategie der Rohstoffsicherung aus Abfallströmen

Am 29. und 30. Juni 2011 trafen sich zum 4. Mal Fachleute aus Unternehmen der Recyclingwirtschaft sowie des Maschinen- und Anlagenbaus, Planungsbüros, Universitäten, Verwaltungen, Verbänden und anderen Institutionen in Berlin, um Neues aus dem Gebiet der Rohstoffsicherung durch Recycling von Abfallstoffen zu erfahren. Die Berliner Konferenz ist die einzige ihrer Art, die in so hervorragender Weise Technik, Wirtschaft, Politik und Recht vereint, Fachbereiche, die alle in das große Gebiet der Recyclingwirtschaft eingreifen. Den weit über 200 Teilnehmern (Bild 1) bot sich ein vielfältiges, interessantes Programm, das zu einem wesentlichen Teil der Recyclingwirtschaft gewidmet war.

Veranstalter war erneut der TK Verlag Nietwerder, die wissenschaftliche Leitung lag in bewährter Weise bei Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. K. J. Thomé-Kozmiensky gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. D. Goldmann, TU Clausthal, Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik. Ihnen stand ein hochkarätiges Kollegium als wissenschaftlicher Beirat zur Seite.

Die Versorgung unserer Wirtschaft mit Rohstoffen wird eine immer drängendere Frage, wenn man sich die Preisentwicklungen, aber auch die Verfügbarkeit von Primärrohstoffen und Angaben zu den weltweit abbauwürdigen Lagerstätten ansieht. Vor allem für rohstoffarme Länder wie Deutschland gilt es mit höchster Anstrengung nach neuen Wegen der Rohstoffbeschaffung zu suchen, die nicht zuletzt im Recycling von Abfallstoffen liegen. Und so ist es nur folgerichtig, dass strategische Fragen zur Ressourcensicherung aus Abfällen durch Recycling als Hauptthema der Konferenz gewählt wurden und den ersten Tag als Plenarveranstaltung ausfüllten.

In seiner Eröffnungsrede ging Prof. Dr. Thomé-Kozmiensky (Bild 2) auf die Herausforderungen ein, die sich aus der genannten Thematik sowohl für die Politik und die Gesetzgebung als auch für die produzierende Industrie und die Recyclingwirtschaft einschließlich der Forschung, aber auch für die Konsumenten ergeben.

Dem Profil der AT recovery entsprechend soll im Folgenden lediglich auf einige Vorträge eingegangen werden, die sich mit Recyclingfragen beschäftigten. So widmete sich Prof. Dr. D. Goldmann, TU Clausthal (Bild 3) in seinem Beitrag „Entwicklung und Umsetzung komplexer Recyclingsysteme unter veränderlichen Rahmenbedingungen“ den Notwendigkeiten und Unsicherheiten bei der Ressourcensicherung. Ausgehend von der Entwicklung der Weltbevölkerung, des Rohstoffverbrauchs und des Abfallaufkommens leitete er ab, was unter den gegebenen politischen und volkswirtschaftlichen Strategien sowie den rechtlichen Rahmenbedingungen getan werden muss, um die technischen und logistischen Herausforderungen einer langfristigen Recyclingplanung zu meistern. Die zunehmende Komplexität der Produkte, Multimaterial-Recyclingansätze, die eine stärkere Verkettung von Rückgewinnungssystemen ermöglichen oder die zeitnahe Rückführung kritischer Rohstoffe durch Recycling sind nur einige Fakten, mit denen sich der Referent auseinandersetzte.

„ProgRess – das deutsche Ressourceneffizienzprogramm 2011“ stellte R. Kaiser, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) vor. Ziel ist, dass Deutschland die ressourceneffizienteste Volkswirtschaft wird, wobei Nachhaltigkeit als Grundsatz der deutschen Politik gilt. Dazu wurde vom Bundeskabinett im Oktober 2010 die deutsche Rohstoffstrategie beschlossen und das BMU mit der Erarbeitung eines deutschen Ressourceneffizienzprogramms beauftragt. Dieses soll im Dezember 2011 beschlossen werden und könnte dann als Beitrag zur Nachhaltigkeits-Weltkonferenz Rio+20 (Juni 2012) vorgelegt werden.

Mit dem spannenden Thema „Recycling im Spannungsfeld von Entsorgung, Rohstoffsicherung und Energieversorgung“ beschäftigte sich der Altmeister der Abfall- und Recyclingwirtschaft Prof. Dr. Thomé-Kozmiensky. Mit deutlichen Worten charakterisierte er den Stellenwert der Abfallwirtschaft und ordnete die thermische Abfallbehandlung als mögliche Vorstufe für ein weiteres Recycling ein (Gewinnung von Metallen aus Stäuben). Der Referent demonstrierte den Weg von der Entdeckung des Abfalls als „Rohstofflager“ zur Schonung natürlicher Ressourcen und zur Vermeidung von Deponie- und Verbrennungskapazitäten bis zu den heute ausgefeilten Verfahren zur Gewinnung wertvoller Rohstoffe. Er zeigte aber auch die Grenzen der Verwertung (Ökologie, Hygiene, Logistik, Technik, Recht, Normen) auf und betonte, dass Recycling durch die thermische Verwertung ergänzt werden muss.

„Eine nachhaltige Seltene Erden (SE)-Ökonomie für Europa“ erläuterte Dr. Doris Schüler, Öko-Institut e.V., Darmstadt. Auf der Grundlage von Betrachtungen zu Reserven, aktueller Produktion, geplanten Produktionsstätten, Umwelt-
risiken, internationalem Handel, Entwicklung von Angebot und Nachfrage wurden vier Säulen einer nachhaltigen SE-Ökonomie in Europa (Effizienz, Substitution, Nachhaltigkeit, Recycling) und die Notwendigkeit eines europäischen Recyclingsystems abgeleitet.

Weitere Vorträge befassten sich u.a. mit der kritischen Auseinandersetzung des Recyclings als Mittel gegen Rohstoffrisiken und der möglichen Rohstoffsicherung als Herausforderung für den Industriestandort Deutschland (Dr. H. Bardt, Institut der deutschen Wirtschaft Köln e.V., Köln); dem theoretischen und nutzbaren Wertstoffpotenzial im Restabfall (Prof. Dr. W. Rommel; Dipl.-Ing. M. Hertel, bifa Umweltinstitut GmbH, Augsburg) oder dem Thema Wertstofftonne und gewerbliche Sammlung als ein Instrument für das Recycling.

Der zweite Konferenztag verlief in drei Parallelveranstaltungen:

• Strategische Rohstoffe in und aus Abfallströmen

• Abfallmassenströme

• Aufbereitungstechnik – mechanische Verfahren und Maschinen

Im Rahmen der Berichterstattung ist es auch hier nur möglich, aus den vielen interessanten und informativen Beiträgen lediglich einige vorzustellen bzw. zu nennen, wobei naturgemäß der Aufbereitungs- bzw. Recyclingtechnik der Vorzug gegeben wird.

Unter strategischen Rohstoffen sind die Materialien zu verstehen, die für High-Tec-Produkte und Zukunftstechnologien benötigt werden, ohne dass eine klare Definition vorliegt. So zählen u. a. Li, Ga, In, Sc, Ge, Ne, Pt, Ag, Ta Nb, Se, Rh sowie die Seltenen Erden (z. B. La, Pr, Nd, Eu, Y, Tb, Dy), aber z.B. auch Cu zu dieser Gruppe. Einige Vorträge dieser Sektion befassten sich mit der Rückgewinnung von Rohstoffen aus Elektro- und Elektronikgeräten (Dipl.-Ing. A. Habel, bvse Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V., Bonn; Prof. Dr. Vera Susanne Rotter, TU Berlin; Dipl.-Geogr. A. Manhart, Öko-Institut e.V., Freiburg).

Über „Rohstoffe für die Elektromobilität“ referierte Dr. E. Schüler-Hainsch, Daimler AG, Berlin und über die „Rückgewinnung von Lithium aus Li-Ionen-Traktionsbatterien“ Dipl.-Ing. T. Elwert, TU Clausthal. M. Sc. Stella Konietzko, Volkswagen AG Wolfsburg stellte die „Strategische Ressourcenplanung aus Abfallströmen am Beispiel von Li“ vor. Auch für das Recycling von Magnesium (Dr. habil. Ch. Scharf, TU Clausthal), Kupfer (Dipl.-Ing. Ch. Kawohl, Aurubis AG, Lünen) und Aluminium (Prof. Dr. G. Rombach, Hydro Aluminium Deutschland GmbH, Bonn) konnten neue Ergebnisse präsentiert werden. Interessante Aspekte des Recyclings behandelten Dr. G. Schetter, Dipl.-Ing. Ruppmann Verbrennungsanlagen GmbH, Stuttgart („Thermische Behandlung edelmetallhaltiger Produktionsrückstände“) und Dr. H. Pflaum, Fraunhofer-Institut UMSICHT, Oberhausen („Recycling für den Umweltschutz - Vergleich der CO₂-Emissionen beim Einsatz von Primär- und Sekundärrohstoffen“).

Hauptthemen dieser Sektion waren neben der „Recyclingtechnik für den Emissionshandel“ (Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Gerstmayr, Bifa Umweltinstitut GmbH, Augsburg) Fragen rund um die Wertstofftonne sowie rechtliche und technische Fragen zur Rückgewinnung mineralischer Rohstoffe. Als Beispiele hierfür seien genannt:

• „Rohstoffe und Technologien für das Baustoffrecycling“ (Prof. Dr. habil. Anette Müller, Bauhaus-Universität Weimar);

• „NE-Metallgewinnung durch Trockenentschlackung“ (Dr. R. Koralewska, Martin GmbH für Umwelt und Energietechnik, München;

• „Nutzung von Eisenhüttenschlacken“ (Dr. Th. Merkel, Fachverband Eisenhüttenschlacken e.V., Duisburg);

• „Rohstoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen zur Herstellung von Kalziumkarbid“ (Prof. Dr. habil. K. Thomé-Kozmiensky).

Hohe Teilnehmerzahlen kennzeichneten das Interesse an dem vielversprechenden Programm der dritten Sektion. Immerhin ist die Aufbereitungstechnik der Schlüssel für das Recycling von Abfällen. Und der Konferenzbesucher wurde nicht enttäuscht: neben hochentwickelten Recycling- bzw. Trenntechniken wie Sensor- und Röntgentechniken hat man auch alte und schon in der Bergbautechnik angewandte Maschinen wie z.B. Setz- oder Flotationsmaschinen wieder entdeckt, die auch in einigen Vorträgen eine Rolle spielten.

Zunächst beleuchtete Dr. habil. H. Westholm, trend:research GmbH, Bremen den Markt für Sortieranlagen und stellte fest, dass aufgrund der gesetzlichen Vorgaben der EU (Abfallrahmen-, Deponie-, Verpackungsrichtlinie) alle Mitgliedsländer in Sortieranlagen investieren müssen. Das betrifft vor allem die Länder, in denen heute noch bis zu 90 % der Abfälle deponiert werden (Vereinigtes Königreich Großbritannien, Italien, Spanien, Tschechien). Damit besteht ein großes Entwicklungspotenzial und viele Maschinen- und Anlagenbauer sehen das als Chance.  Die Nachfrage nach  modernen, vollautomatischen Sortieranlagen wird besonders groß sein, aber eine sehr hohe Wettbewerbsintensität wird zu einem außerordentlichen Preiskampf führen, der zunehmend durch die auf den Markt drängenden Billiganbieter aus Asien noch verstärkt wird. Als Trend wurde für den Bereich Sortieranlagen für Wertstoffe die Abwendung von vielen kleinen hin zu wenigen großen, in Deutschland auf bestimmte Sekundärrohstoffe spezialisierte Anlagen genannt. In England dagegen beobachtet man den Trend nach Masse und nicht nach hoher Sortiergüte. 

Der hier skizzierten Entwicklung hat man sich bei der Sutco Recycling Technik GmbH & Co. KG, Meppen-Hüntel bereits angepasst, wie das Referat von M. Ludden  mit dem Thema „Herausforderungen eines mittelständigen Anlagenbauers für die Abfallwirtschaft zur Internationalisierung“ zeigte. Durch Firmenzukauf wurden u. a. Niederlassungen in Polen und England erworben und so konnte das Unternehmen umfangreiche Erfahrungen hinsichtlich Maschinen- und Systemlieferungen sowie Anlagenbau, der das gesamte Know-how enthält, sammeln. Es wurden die Probleme und Schwierigkeiten bei der Internationalisierung dargelegt.

Über konkrete Aufbereitungsverfahren berichteten Dr. A. Weh, selFrag AG, Kerzers (CH): „Zerkleinerung und Aufschluss von Abfallströmen mit gepulster Hochspannungstechnologie“ und Dipl.-Ing. G. Schippers, NUGA AG Kunststoffmühlen, Balgach (CH): „Kunststoffzerkleinerung bei reduziertem Energieeinsatz mit CentriCut-Schneidmühlen. SelFrag ist der erste kommerzielle Anbieter von Aufbereitungsanlagen mit gepulster Hochspannungstechnologie. Durch selektive Fragmentierung entlang der Materialgrenzen werden dabei die unterschiedlichsten Feststoffe aufgeschlossen (sortenreine Liberierung). Es handelt sich um einen berührungslosen und staubfreien Prozess, bei dem nur geringe Kontaminationen auftreten und der auf nahezu alle relevanten Materialien anwendbar ist. An vielen Anwendungsbeispielen zeigte der Referent die Möglichkeiten, die das Verfahren auch im Recyclingbereich bietet, beispielsweise beim Recycling von Verbrennungsschlacken, Beton, Elektronik- und Elektroschrott oder Kohlefasern. Besonders attraktiv ist das Verfahren für den hochreinen Bereich wie z.B. die Herstellung von hochreinem Quarz oder von Solarsilizium. Ziel ist die weitere Industrialisierung der Anlagen von derzeit 0,2-1 t/a auf 10-100 t/a bzw. 35 000 t für das E-Schrott- und Betonrecycling.

Dipl.-Ing. G. Schippers stellte mit der CentriCut eine Schneidmühle vor, mit der im Vergleich zu anderen Mühlen dieser Art erhebliche Energieeinsparungen nachweislich sind. An einem konkreten Praxisbeispiel wurde die Reduzierung des Energieverbrauchs mit Zahlen belegt. Über die „Zerkleinerung mit Matrizenpressen“ referierte Dipl.-Ing. M. Gursch, Amandus Kahl GmbH & Co. KG, Reinbeck. Er demonstrierte an verschiedenen Einsatzbeispielen (feuchtes und trockenes Holz, vorgeshredderte Altreifen, faserreiche Produkte, Biomasse), wie eine Flachmatrizenpresse als Zerkleinerungsmaschine verwendet werden kann. Um als Zerkleinerungsmaschine zu wirken, wird ein kurzer Presskanal im Gegensatz zum Einsatz als Pelletiergerät (langer Presskanal) benötigt.

Immer wieder spielt beim Recycling die Gewinnung von Metallen eine große Rolle. Im Bereich der Schrottaufbereitung sind u.a. das Handling und die Weiterverarbeitung von Spänen für eine Wiederverwendung mit einer Reihe komplexer Herausforderungen verbunden. Einen Einblick darüber vermittelte der Beitrag „Stand der Technik bei der Brikettierung von metallischen Spänen aus der Metallverarbeitung“ von Dr. A. Schmid und Prof. Dr. H. Flachberger, Montanuniversität Leoben (A) und F. Duspiva, ATM Recyclingsystems GmbH, Fohnsdorf. Praxisrelevante Beispiele waren neben Betrachtungen zum Späneanfall, der Spänebeschaffenheit und -charakterisierung sowie theoretischen Betrachtungen zum Brikettiervorgang ebenso Inhalt des Vortrags wie systematische Untersuchungen beim Brikettieren und die Optimierung der Pressenkonfiguration.

Dem wichtigen Bereich der Klassierung und Sortierung waren fünf Vorträge gewidmet. Über die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von Sichtern berichtete Dipl.-Ing. M. Riggenmann, TrennSo-Technik Trenn- und Sortiertechnik GmbH, Weißenhorn in seinem Beitrag „Windsichtung als Voraussetzung für eine tiefere Separation von Abfallströmen“ und belegte das mit den Fallbeispielen Hausmüll, Elektronikschrott und Shredderleichtfraktion.

Mit den „Technische(n) Möglichkeiten der Nahinfrarot-Sortierung von gemischten Industrie- und Gewerbeabfällen“ setzten sich Dipl.-Ing. G. Kreindl, Montanuniversität Leoben (A) und Dipl.-Ing. H. Curtis Saubermacher Dienstleistungs-AG, Feldkirchen (CH) auseinander.

Die Messtechnik und ihre Optimierung für den Recyclingbereich und die industrielle Qualitätskontrolle standen im Fokus des Referats von Dipl.-Ing. Angelika Feierabend (Bild 4), LLA Instruments GmbH, Berlin („Sensorbasierte Nahinfrarot-Sortiertechnik für Recycling und mineralische Rohstoffaufbereitung“). Sie stellte die im Unternehmen entwickelten Geräte (Zeilenspektrometer und Hyperspektral-Spektrometer) vor und führte einige Anwendungsbeispiele an (Kunststoff- und Papieridentifikation und -sortierung, Chloranalyse von Einsatzstoffen für Ersatzbrennstoffe, analytische Qualitätskontrolle in der Gestein verarbeitenden Industrie). Die relativ neue Anwendung der NIR-Technik auf anorganische Stoffe basiert auf der unterschiedlichen Absorptionsfähigkeit für Wasser (Adsorptions-, Absorptions- und Kristallwasser).

Ein Vortrag über „Vibrationssiebmaschinen für den Einsatz in Recyclinganlagen“ (Dr. W. Heinrich, Haver & Boecker OHG, Oelde) und ein Referat über „Möglichkeiten der dichtebasierten Trennung von Kunststoffgemischen“ von Dipl.-Kfm. H. Guschwall SICON GmbH Hilchenbach vermittelten eindrucksvoll, wie sich die Fachleute mit der Trenntechnik und ihrer Spezifizierung für den jeweiligen Anwendungsfall erfolgreich auseinandersetzen.

Erneut haben es die Veranstalter verstanden, durch die Vorgabe von aktuellen Themenschwerpunkten und die Auswahl kompetenter, meist international anerkannter Referenten die Teilnehmer der Konferenz mit interessanten Neuigkeiten auf dem Recyclingsektor zu informieren und konfrontieren. Ressourcensicherung ist das Gebot der Stunde und damit sind Technik und Wirtschaft ebenso gefragt wie Politik und Gesetzgebung. Wie im vergangenen Jahr zeigte auch die diesjährige Konferenz, dass bei der Erschließung von Rohstoffressourcen die Recyclingwirtschaft eine immer bedeutendere Rolle spielt. Auf dem Gebiet der Sekundärrohstoffe eröffnet sich mit der Weiterentwicklung der Maschinen- und Gerätetechnik ein breites Feld von potenziellen Anwendungsfällen, die einerseits auf Massenprodukte, andererseits auf Spezialprodukte wie z.B. seltene Metalle und Edelmetalle ausgerichtet sein werden.

Die nun schon traditionelle Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz erwies sich wiederum als Plattform für alle an der Thematik Interessierten, denen gleichzeitig ausreichend Gelegenheit gegeben wurde, zu diskutieren und neue Kontakte zu knüpfen oder bestehende zu vertiefen (Bild 5).

Die meisten der in das Tagungsprogramm aufgenommenen Vorträge sind in „Recycling und Rohstoffe“ Bd. 4, TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, Neuruppin 2009, ISBN 978-3-935317-67-2 enthalten.