Alte Batterien und Elektroschrott als Rohstoffquelle

Dr. Ulrike Lange vom Technologiezentrum des Vereins Deutscher Ingenieure brachte die gute Nachricht mit, dass die Recyclingkapazität für Lithium-Ionen-Batterien in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen habe. Lithium, Nickel, Kobalt und weitere Rohstoffe könnten schon zurückgewonnen werden, allerdings lohne sich die Einspeisung in den Kreislauf wegen der geringen Mengen noch nicht. Auf Elektroaltgeräte ging Lange ebenfalls ein. Recyclinggerechtes Design und Produktpässe könnten die möglichst sortenreine Trennung der verbauten Materialien und somit das Schließen von Stoffkreisläufen erleichtern, sagte sie.

Sortierung spielt beim Recycling grundsätzlich eine Schlüsselrolle. Für Aluminium sind besonders ausgefeilte Techniken gefragt, da das Leichtmetall Legierungselemente kaum wieder abgibt. Frank van de Winkel von Tomra Sorting aus Mülheim-Kärlich stellte sensorgestützte Sortiermaschinen vor, die Aluminiumschrott nach Legierungen, etwa nach Magnesiumgehalt, sortieren. Das Sensorsystem basiert auf einer Lasertechnik und wurde für Aluminiumabfälle aus der Automobilproduktion bereits erfolgreich getestet. In einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt entwickelt Tomra jetzt eine durchgängige Prozesskette, die Aluminiumschrott aus der Kfz-Fertigung für den Wiedereinsatz in Fahrzeugen aufbereitet.

Bernhard Jehle vom Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung griff das Thema Elektroaltgeräte wieder auf. Sie bildeten den am stärksten wachsenden Abfallstrom, erklärte er. Produkte wie LED-beleuchtete Eiskratzer und batteriebetriebene Toaster bezeichnete Jehle als „unsäglich“. Die Durchmischung von Abfallströmen mit derlei Dingen verschwende nicht nur Ressourcen, sondern sei wegen der leichten Brennbarkeit beschädigter Akkus auch äußerst gefährlich. Außerdem beklagte Jehle, dass Recycling immer wieder an denselben Hürden scheitere, etwa an Kleb- und Schweißverbindungen. Das sei lange bekannt: „Wir haben das Wissen, aber es fehlen die Konsequenz und die Bereitschaft, Geld auszugeben.“

Dass wir neben der technologischen Transformation einen Kulturwandel brauchen, fand auch Dr. José Saenz vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg. Er entwickelt Demontageroboter, die dank Künstlicher Intelligenz zum Beispiel verschiedene Schrauben erkennen und die passenden Werkzeuge auswählen. Die Roboter sollen selbst Materialien von Platinen automatisiert rückgewinnen und ausrangierte Produkte so sauber zerlegen, dass sie sich wieder zu Neugeräten aufbereiten lassen. Dieses Remanufacturing bezeichnete Saenz als „Königsklasse“ der Wiederverwertung.

Anwar Al Assadi vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart entwickelt ebenfalls Recyclingroboter, die schneiden, fräsen und vieles mehr können. Mit Software-Bausteinen lassen sie sich rekonfigurieren, um etwa unterschiedliche Batteriesysteme zu verarbeiten. Al Assadi und Saenz sind sich bewusst, dass verschmutzte Batteriepacks, verrostete Schrauben und von Tüftlern manipulierte Elektrogeräte die Roboter vor große Herausforderungen stellen.

Das industrielle Engagement beim Batterierecycling belegten die Vorträge der Unternehmen Accurec aus Krefeld und Duesenfeld aus Wendeburg bei Braunschweig. Accurec recycelt Lithium-Ionen-Batterien in einem Pyrolyseprozess bei etwa 500 Grad Celsius. Die Pyrolyse benötigt zum Start eine Energiezufuhr, läuft dann aber mit der Restenergie aus den Altbatterien weiter. Akkus verschiedener Hersteller verhielten sich dabei allerdings unterschiedlich, wie Accurec-Mitarbeiter Dr. Zhangqi Wang erklärte. Neue Batteriekonzepte sind ebenfalls eine Herausforderung. Aktuell beteiligt sich Accurec mit Schwerpunkt Recyclingfähigkeit an der Entwicklung neuer E-Auto-Akkus, die zwecks schneller Ladung von rund 40 Liter Kühlflüssigkeit umspült werden. Eine Herausforderung etwa ist, diese vor einem Recycling abzupumpen.

Das Niedertemperaturrecycling, das Duesenfeld betreibt, beginnt mit der Entladung der Batterien, gefolgt vom Trockenschreddern und Trocknen bei unter 80 Grad Celsius im Vakuum, wobei die vollständige Entladung der Batterien rund die Hälfte der benötigen Energie für den Recyclingprozess liefert. Als „cherry on the cake“ bezeichnete Duesenfeld-Mitarbeiter Andrea Mirandola die Vakuumdestillation, die den flüssigen Elektrolyten aufbereitet. Die hydrometallurgische Aufbereitung der Schwarzmasse ergibt schließlich Nickel-, Cobalt-, Mangan- und Lithiumverbindungen in Batteriequalität. Duesenfelds Recyclingverfahren sei CO₂-neutral und ohnehin sehr sauber, betonte Mirandola. Das Unternehmen patentiert seine Verfahren und gibt das Know-how in Form von Lizenzen weiter.

Nach den Vorträgen zum Recycling von Batterien, Elektronik und Metallen schaltete sich Christoph Sluga vom Bundesumweltministerium online zu. Er stellte die Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie vor, die die Bundesregierung gerade erarbeitet. Es stärke Deutschland, so Sluga, wenn hierzulande in die Kreislaufwirtschaft investiert werde statt in Rohstoffimporte aus aller Welt. Hessen unterstützt die Transformation der Industrie mit verschiedenen Maßnahmen. Moderator Dr. Felix Kaup vom Technologieland Hessen, der die Reihe „Wege zur Circular Economy in Hessen“ mit seinem Team ins Leben rief und organisiert, ging im Schlusswort auf das hessische Ressourcenwende-Paket und andere Förderprogramme ein.

Professor Peter Dold, kommissarischer Leiter des Fraunhofer IWKS, hatte schon zu Beginn der Veranstaltung unterstrichen, dass uns die Themen Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft zukünftig noch stärker beschäftigen werden als bisher, und zwar sowohl auf wirtschaftlicher als auch auf gesellschaftspolitischer Ebene. Wichtige Impulse für den Wirtschaftswandel, aber auch für das Überdenken des eigenen Verhaltens lieferte das Technologieland Hessen mit dieser Veranstaltung jedenfalls reichlich.