Die Zukunft wird sekundär - Metallkreisläufe nachhaltig schließen Dr. Christian Hagelüken - r4-Innovation
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Die Zukunft wird sekundär
- Metallkreisläufe nachhaltig schließen
Dr. Christian Hagelüken
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Umicore:
Globales Technologie- & Recyclingunternehmen
10 000 Mitarbeiter, 60 Produktionsstätten auf 5 Kontinenten, 2,7 Mrd € Umsatz*
Eines von drei Ein führender Zulieferer Ein weltweit führendes
weltweit führenden von Schlüsselmaterialien Recyclingunternehmen
Unternehmen für für wiederaufladbare für komplexe
Autoabgas- Batterien und Abfallströme mit
Katalysatoren Brennstoffzellen Edelmetallen und
anderen Wertmetallen
*2016, ohne Metalle
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Kreislaufschließung für Batterien
Entscheidend für eine nachhaltige Elektro-Mobilität
• Recycling als nachhaltige Quelle für Co & Li, im Kontext von:
• Rohstoffverfügbarkeit (Ergänzung des Primärangebots)
• Anforderungen für verantwortungsvolle Rohstoffbeschaffung
• Ökologischer Vorteil (gegenüber Bergbau)
Reduktion CO2 Fußabdruck der E-Mobilität
• Geografische Diversifizierung, Verringerung der Abhängigkeit
von DR-Kongo (Co: 60% Minenproduktion, 50% globale geolog. Reserven)
• EU ist Ressourcen-reich bei Benutzung von Altprodukten & Abfall
als „Urban Mine“
• Hohes ungenutztes Recyclingpotenzial für Co aus LIB
Global 30 000 t/a Co Einsatz für portable Batterien (Elektronik, Werkzeuge, …),
aber nur sehr geringe Recyclingraten ausreichend für 3-4 Mio EVs
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Wichtig: Berücksichtigung vieler
interdependenter Themenfelder
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Circular Economy Paket EU der Kommission
“… where the value of products, materials and resources is maintained
in the economy for as long as possible, and the generation of waste
minimized… to develop a low carbon, resource efficient and competitive
economy” EC Communication Dec. 2015 “Closing the loop – An EU action plan for the Circular Economy
Metalle = idealer Kandidat:
“unendlich” recyclierbar,
kein Downcycling, kein
Qualitätsproblem bei
Sekundärmetallen…
Source: EU-COM (2014)
398, Towards a circular
economy, 2.7.2014
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Hierfür gelten Grundbedingungen …
Circular Economy aus der Metallperspektive
Physisch: Wiedereinsatz von EoL-Materialien in Neuprodukten
Fokus auf Qualität & Performance der angewandten Recyclingprozesse
Ökonomisch: Erlöse müssen Gesamtkosten der Recyclingkette abdecken
vollständige Sammlung, Optimierung der Recyclingkette, Economies of Scale
besondere Anforderungen für Qualitätsrecycling komplexer Konsumgüter
Generierung geeigneter Recyclinganreize
Recycling – Schlüsselbeitrag zur Ressourceneffizienz
Angebotsseite: Komplementarität von sekundären & primären Rohstoffen
Nachfrageseite: Ressourcen-effiziente Materialien, Substitution, Produkt Design & effiziente Nutzung
Circular economy = umfangreiches Materialrecycling am Produkt-Lebensende,
wann und wo auch immer dieses eintritt Schlüsselrolle Geschäftsmodelle
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Wir bewegen uns in 2 Arten von
Kreisläufen
LONG
LOOP
SHORT Unique technologies
LOOP for treating complex
Recycling services residues and
for customer by-products
production scrap
and residues
B2B - geschlossen – Markt getrieben B2C - offen – Gesetzgebung wichtig ?
Maßgeschneiderte Lösungen für Industriekunden Typisch für Konsumgüter & komplexe Reststoffe
Recycling Teil des Geschäftsmodells Recycling abhängig von Marktverfügbarkeit Sammlung!
Professionell, transparent, minimale Verluste High-Tech Prozesse & hohe Investitionen
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018
Edelmetalle in der Kreislaufwirtschaft
Technisch ist nahezu verlustfreies Recycling möglich, aber …
Edelmetall-Recyclingausbeute Umicore Prozess: >> 95%
?
? ?
Schmuck, Katalysatoren Autoabgas-
Elektronik-Produkte
Reale Barren, Münzen Chemieindustrie Katalysator
Recyclingrate* >> 90% > 90% 60-70%
Kein Recycling ohne Sammlung
Beispiel WEEE - Hohe Metallverluste v.a. in den ersten Stufen
Erfassung Aufbereitung Finales Recycling
(manuell-mechanisch) (metallurgisch-chemisch
z.B. reale RR Au < 50% x < 80% x > 95% =
Einflussfaktoren auf die Kreislaufschließung*
- vielfältige Wechselwirkungen
Intrinsische Faktoren:
Materialwert
Komplexität / Heterogenität (Produkt Zusammensetzung & Design)
Geschäftsmodel / Art des Produktzyklus (B2C, B2B)
Produktmobilität / multiple Nutzer
Externe Faktoren:
Sammel-Infrastruktur
Externe Sammelanreize (z.B. Leasing, Pfand, …)
Qualität der eingesetzten Recyclingverfahren
Gesetzgebung / Kontrolle / Vollzug
Akteursverhalten & Motivation
(Konsumenten, OEMs/EPR Kultur, Handel, Recycler)
*Produktperspektive
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Oft hohe technische Recyclingeffizienz
z.B. metallurgisches Recycling komplexer EM-haltiger Fraktionen
Effiziente Rückgewinnung von
17 Metallen im Hauptprozess:
Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Cu, Pb,
Ni, Sn, Bi, Se, Te, In, Sb, As
Bis zu 500 000 t/a Input
Zusätzlich Spezialprozess zum
Recycling von Li-Ionen Akkus,
Gewinnung von Co, Ni, Cu, Li
& Seltene Erden Konz.
Eigenentwicklung, innovative
Technologie, hohe Metallausbeuten
& Energieeffizienz, minimale
Integrierte Metallhütte, Umicore-Hoboken, Emissionen
Antwerpen, Belgien
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Erfolgreiche Entwicklung neuer Verfahren
z.B. Umicore Recycling Prozess für Li-Ionen Batterien
Zusätzlich zu Co, Ni, Cu wird Lithium im Schlüsselbeitrag zur steigenden Nachfrage nach
industriellen Maßstab zurückgewonnen „sauberen“ Rohstoffen in einer zirkularen, CO2-
armen Wirtschaft 12
C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Wie kann das Potenzial an
Sekundärrohstoffen besser genutzt
werden?
Beiträge durch Digitalisierung?
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Digitalisierung zur Verbesserung der
bestehenden Abfallwirtschaftsstrukturen
Transparente Stoffstromverfolgung relevanter Abfallströme entlang Recyclingkette
bis zum finalen Recyclingprozess (RFID-Tagging*, Blockchain, …) Schon lange Standard in
anderen Branchen. Kurzfristig
Vereinfachte Kapazitäts- & Produktionsplanung, Monitoring, Reporting, umsetzbar. Warum kaum
Abrechnungssysteme (für alle Beteiligten), Einsatz in Abfallwirtschaft???
Zentrale Erfassung (Statistiken, Massenbilanzen über mehrere Ebenen, Plausibilisierung, …)
Vermeidung illegaler Exporte, Verifizierung des Einsatzes von zertifizierten Qualitätsprozessen
entlang der Kette, …
Tagging von Produkten/Komponenten mit besonderer Wert-/Schadstoffrelevanz
Produktinfos zur Erleichterung von Reparatur, Demontage, Recycling Erfordert Kooperation
mit OEMs und
Eindeutige Identifizierung von Produkten/Komponenten in Logistik- und
Handel; Einführung in
Aufbereitungsprozessen, z.B. für automatische Sortierung Neuprodukten
Transparente Stoffstromverfolgung (s.o.) auf tieferer Ebene
Elektronische Notifizierungssysteme (statt Papierdokumente) zur Erleichterung &
Beschleunigung legitimer grenzüberschreitender Abfallexporten (zu zertifizierten Anlagen)
…
(*z.B. von Mulden, Gitterboxen, Container, LKW, …)
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Neue Rahmenbedingungen durch
Kreislaufwirtschaft* und Industrie 4.0**
Serviceverträge für hochwertige Reuse- & Recyclingdienstleistungen
Definierte Qualitätsprozesse statt reinem Kostenfokus
Basis: Standards & Zertifizierung von Recyclingprozessen für komplexe Produkte (z.B. CEN 50625-x)
Langfristige Akteurskooperationen und transparente Stoffströme (OEMs, Kommunen, Recycler entlang der Kette)
Neue Geschäftsmodelle (B2B statt B2C)
Leasing/Sharing (z.B. IT, Autos) verbessert Kundenzugang, senkt Nutzungskosten & schafft Recycling-Synergien
EoL-Massenströme an definierten Anfallstellen, industrielle Akteure, größere Transparenz, vereinfachtes Reporting,…
Bei Leasinggeber/Flottenbetreiber inhärentes Interesse an Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit, Kaskadennutzung,
Qualitätsrecycling, Zugang zu Sekundärrohstoffen
Positive Rückwirkung auf Produktdesign, Akteurskooperation und Systemoptimierung
Reale Verbesserung des Produktimages (Konfliktrohstoffe/responsible sourcing, ökologischer Fußabdruck, …)
Von der Abfall- zur Kreislaufwirtschaft
Gesetzliche Rahmenbedingungen & Vollzug als Basis
Kritische Masse der Öffentlichen Hand für neue Geschäftsmodelle nutzen
* Werterhaltung durch Langlebigkeit, Reuse, Reparatur, echtes Recycling ** Umfassende Akteursvernetzung, Prozessinnovation, systemische Optimierung
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018E-Mobilität als idealer Testfall für die
Kreislaufwirtschaft
• Erwartetes starkes Marktwachstum treibt Metallnachfrage
für Co, Li, Ni, Cu, REE, …
Sekundärrohstoffe zur Ergänzung der Rohstoffversorgung
• Recycling schafft nachhaltige Rohstoffbasis,
Verbesserung der Ökobilanz für E-Mobilität
• Effiziente Recyclingverfahren verfügbar Co, Ni, Cu, Li…
• Umfassende & sichere Sammlung ist Schlüssel für Erfolg Recyclinganreize schaffen
• „Business as usual“ nicht ausreichend für Markterfolg E-Mobilität
Servicemodelle ggü. Eigentum bieten Synergien über Recycling hinaus
(Kosten, Kundenbeziehung, Link zu Infrastruktur, Digitalisierung, Mobilitäts-Plattformen, …)
Voraussetzungen für zirkulare E-Mobilität jetzt schaffen
Erfahrungen bei anderen Produkten (Elektronik) nutzen, bekannte Defizite vermeiden
Innovative Akteurskooperationen & systemische Ansätze sind entscheidend
Keine nachhaltige Mobilität ohne Aufbau einer sicheren & sauberen Rohstoffbasis!
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C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Fazit
– holistischer Systemansatz erforderlich für F&E
T • Entwicklung innovativer Materialien & Produkte
D Recyclingfähigkeit bei Produktentwicklung & -design berücksichtigen
• Nachhaltige Nutzungskonzepte & Geschäftsmodelle
Ö use, reuse, repair, recycling; „Nutzen statt besitzen“ vorteilhaft auch für Recycling
L • Umfassende Sammlung von Ressourcen-relevanten Altprodukten
• Ausbau Sammel-Infrastruktur, Sammelanreize schaffen
D • Stoffstromverfolgung, Monitoring und Dokumentation
• Belastbare & aussagekräftige Statistiken
T • Hochwertiges Recycling in Aufbereitung und finalem Recyclingprozess
• Produktbezogener Ansatz Recycling des relevanten Materialmixes, nicht auf einzelne
D (kritische) Rohstoffe fokussieren ohne Gesamtauswirkung zu berücksichtigen, Priorisierung
Ö • Recyclingeffizienz über die Kette, Schnittstellenoptimierung Aufbereitung – Metallurgie
• Innovative Recyclingverfahren für (Elektro-)Fahrzeuge (Verfahrenskette!)
• Wirtschaftlichkeit sicherstellen Neugestaltung Produktverantwortung?
Ö
• Übergreifende & langfristig orientierte Akteurskooperationen
D
Fokus: Technik, Ökonomie, Logistik, Digital/IT 17
C. Hagelüken, r4 Statuskonferenz, Berlin 31.1.2018Fragen / Anregungen ?
Kontakt: christian.hagelueken@eu.umicore.com www.umicore.com
Publikationen: www.researchgate.net/profile/Christian_Hagelueken/contributions www.umicore.de
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