Herausforderung Elektronikschrott-Recycling - Dr. Christian Hagelüken 2. Europäische Ressourcenkonferenz, 16. Mai 2018 - Umweltpakt Bayern
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Herausforderung
Elektronikschrott-Recycling
Dr. Christian Hagelüken
2. Europäische Ressourcenkonferenz, 16. Mai 2018
in Kooperation mit Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und
Verbraucherschutz (StMUV) und Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) 1
Umicore:
Globales Technologie- & Recyclingunternehmen
9700 Mitarbeiter, 65 Produktions- & F&E-Standorte global, 2,9 Mrd € Umsatz*
Eines von drei Ein führender Zulieferer Ein weltweit führendes
weltweit führenden von Schlüsselmaterialien Recyclingunternehmen
Unternehmen für für Li-Ionen Batterien für komplexe
Autoabgas- und Brennstoffzellen Abfallströme mit
Katalysatoren und Edelmetallen und
Partikelfilter anderen Wertmetallen
*2017, ohne Metalle
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Kontext Kreislaufwirtschaft
“… 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, IFAT München, 16.5.2018
Rohstoffe im Kreislauf führen
Grundbedingungen aus der Metallperspektive
Physisch: Wiedereinsatz von EoL-Materialien in Neuprodukten
EHS konformes Multi-Material Recycling aus komplexen Produkten
Fokus auf Qualität & Performance der angewandten Recyclingprozesse
Ökonomisch: Erlöse & Gesamtkosten der Recyclingkette müssen passen
vollständige Sammlung, Optimierung der Recyclingkette, Economies of Scale
besondere Anforderungen für Qualitätsrecycling komplexer Konsumgüter
Berücksichtigung “externalisierter Kosten” (Umwelt, Versorgungssicherheit, …)
Erlöslücke schließen, geeignete Recyclinganreize schaffen (Gebühren, Geschäftsmodelle, …)
Nicht „irgendein“ Recycling, nur hochwertiges Recycling für die „Circular Economy“
Circular Economy im globalem Kontext:
→ umfassendes Materialrecycling am Produkt-Lebensende, wann und wo auch immer dieses eintritt
Schlüsselrolle Geschäftsmodelle & internationale Zusammenarbeit
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Reality Check 1
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% < 40%
+Wert +B2B -B2C, +Wert -B2C, +Gesetzgebung
= kurz, geschlossen, B2B
(industrielle Kreisläufe)
* Der Edelmetalle Au, Ag, Pt, Pd, Rh über den gesamten Produkt-Lebenszyklus,
? = lang, offen, v.a. B2C globaler Durchschnitt
(Konsumgüter-Kreisläufe)
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Reale Recyclingraten noch immer unbefriedigend
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% =
Illegale & graue Exporte bleiben ein Problem
19.4.2018 Seine großen Häfen sind Europas Tore zur
Welt. Aber sie haben auch einen düsteren
Hinterausgang: Zigtausende Tonnen von
Elektro- und Elektronikschrott werden
jährlich in sogenannte Gebrauchtwagen
gestopft und illegal nach Nigeria verschifft.
Rund 70 Prozent der 15.600 Tonnen E-
Schrott, die jährlich ins westafrikanische
Land gelangen, sollen diese Importroute
nehmen.
Das ist das Ergebnis einer neuen Studie, an
der das Basel Convention Coordinating
Centre for the Africa Region in Nigeria
(BCCC Africa) und die Universität der
Vereinten Nationen in Bonn maßgeblich
beteiligt waren. Die Studie basiert auf den
Testergebnissen einer Reihe von
Inspektionen, die 2015 und 2016 in zwei
Häfen Nigerias durchgeführt wurden.
Demzufolge werden jährlich rund 60.000
Tonnen gebrauchte und funktionstüchtige
Elektro- und Elektronikgeräte zum
Weiterverkauf nach Nigeria importiert. Rund
ein Viertel des Materials ist allerdings E-
Schrott. Transportiert werden die Geräte
samt E-Schrott überwiegend in Fahrzeugen
– von Autos über Busse bis hin zu Lkw.
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Reality Check 2
Hohe Kreislaufverluste bei portablen Batterien
Defizite bei Sammlung & Stoffstromverfolgung
• Sehr großes ungenutztes Recyclingpotenzial für Co aus LIB
Global 30 000 t/a Co Einsatz für portable Batterien (Elektronik, Werkzeuge, …),
aber nur sehr geringe Recyclingraten Co wäre ausreichend für 3-4 Mio EVs
• bitkom Studie 2018-03: 124 Mio Handys in deutschen Schubladen
• Effiziente & saubere Recyclingverfahren verfügbar
Co, Ni, Cu, Li…
• Umfassende & sichere Sammlung
ist Schlüssel für Erfolg
Recyclinganreize schaffen
• „Business as usual“ nicht ausreichend
Reparatur- & Recycling-freundliches Design
Pfandsysteme, z.B. für Handys?
Servicemodelle (Leasing) ggü. Eigentum bieten Synergien über Recycling hinaus
(Kosten, Kundenbeziehung, Link zu Infrastruktur, Digitalisierung, Mobilitäts-Plattformen, …)
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Komplexe Abfälle erfordern High-Tech
& Economies of Scale
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, aufwändige
Integrierte Metallhütte, Umicore-Hoboken, Abgasreinigung
Antwerpen, Belgien
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018
Recycling economics – what’s the right price for “WEEE”?
Waste price = recoverable material value – recycling chain costs (+ recycling fee*)
Impacted by:
material content x mat. price • Technical performance
• Process chain efficiency Recycling
industry
• Factor costs (labour, energy, capital)
product composition & market trends
• Available volumes/economies of scale Legislation &
(pollutants can have negative value)
• EHS-performance (incl. reporting & enforcement
hazardous emissions control)
• Shipping costs (incl. taxes, customs) Trade
• Administrative costs (incl. time delays) regulations
C. Hagelüken @ Expert Roundtable on Trade and the Circular Economy
Session 2: Circular Economy & Trade in Critical Materials, 20.4.2018, OECD Paris
*legislation, business model to cover externalised costs
• Complex waste (mix of valuables & pollutants): “externalisation” of EHS-costs enables high waste prices
• Cost savings of non-compliant/low quality processes often outweigh shipping costs
• Administrative burden & time delays for transboundary waste shipments to high quality recyclers
→ The lack of level playing field for EHS-compliant, quality recyclers hampers the circular economy
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018UNU Studie belegt signifikante Kostenvorteile
durch nicht-konformes Recycling
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Neue Herausforderungen für WEEE
Wirtschaftlichkeit des Recyclings zunehmend unter Druck
Abnahme Stückgewichte
abnehmende & Miniaturisierung
Internet of
Edelmetallgehalte Things
Konvergenz von Cloud
Geräten
Colton Bangs: Trends in electronic products – the canary in the urban mine?
Electronic Goes Green 2016
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018WEEE - ein sehr heterogener Abfallstrom
Es ist nicht alles Gold was glänzt
WEEE collected, by weight (2013)
Priority for precious metals recovery Lamps
IT
High Appliance
Medium or Low Cooling s
and
Very Low or None Freezing
Appliance
Precious metal components s
Screens
Large
Household
Appliance
s
Other
White and
Brown
Goods
Source: figures from WEEE-Forum
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Einfluss der Miniaturisierung
Steigender Aufwand zur Generierung von 1 t Leiterplatten
Desktop Notebook Tablet
Geräte- ¼ ¼
masse
Masse ½ 1/
Leiterplatten 10
1.000 2.000 20.000 … für 1 t
Stück Stück Stück Leiterplatten
Quellen: Umicore team analysis, P. Chancerel & S. Rotter in Waste Management vol 29 issue 8, 2011, Hobi at Green Electronics Council tablets & slates
workshop 2013
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Veränderte Zusammensetzung, weniger Metalle
-Edelmetall-Gehalte von „high grade“ Leiterplatten-Recyclingposten
120% 600%
“g/t” “€/t”
Gross metal value of high grade boards
Concentration in high grade boards
100% 500%
80% 400%
(normalized)
(normalized)
60% 300%
40% 200%
20% 100%
0% 0%
2003 2006 2009 2012 2015 2003 2006 2009 2012 2015
Gold Silver Palladium Copper Sum
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Einflussfaktoren 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, IFAT München, 16.5.2018Qualitätsrecycling - Basis für Circular Ecomony
EU-Standardreihe für WEEE mit Anforderungen zu Performance, Umwelt,
Gesundheit, Sicherheit, …
Full recycling chain
- EN 50625-1 General treatment Pre-processing
requirements (2014)
- TS 50625-3-1 General (2015) - EN 50625-2-1 Lamps (2015)
- TS 50625-4 Collection & Logistics - EN 50625-2-2 CRT & Flat panel
End-processing
displays (2015)
- TS 50625-5 Final treatment of
- EN 50625-2-3 Cooling & Freezing WEEE fractions – copper and
Standards verpflichtend equipment precious metals (Aug 2017)
machen! - EN 50625-2-4 Photovoltaics
Audits & Zertifizierungen - TS 50625-3-2 Lamps
durchsetzen (→ EPR-Systeme), - TS 50625-3-3 CRT & Flat panel display
um hochwertiges Recycling - TS 50625-3-4 Cooling & Freezing
equipment
sicherzustellen und
Wettbewerbsverzerrungen zu - TS 50625-3-5 Photovoltaics
verhindern - EN 50614 Reuse
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Gemeinschaftsinitiative für Qualitätsrecycling
- Kooperation & “business as unusual”
Systemansatz mit neuen Ideen & Kooperationsformen
• OEMs/Handel: Kreislaufwirtschaft im Geschäftsmodel
integrieren; Qualitätsrecycling einfordern; faire Preise für guten
Service bezahlen
• Recycler: verbesserte Kooperation “up- & downstream”,
Nutzen von Synergien & Schnittstellen-Optimierungen;
Recycling Service verkaufen (statt fixe WEEE-Ankaufspreise
Recycling- OEMs/Rücknahme- Gesetzgeber
über Periode); mehr Transparenz schaffen, Digitalisierung
kette* Systeme & Vollzug nutzen
• Gesetzgeber/Vollzug: Fairen Wettbewerb sicherstellen
(verpflichtende Standards, auch bei Export*); erleichterte
*Kommunen – Logistiker & Entsorger Transporte zu zertifizierten Recyclern („fast track“);
– Abfallmakler - Vorbehandler – anspruchsvolle EPR-Systeme; umfassende Sammlung;
Endbehandler belastbare Statistiken; Vorbildfunktion der Öffentlichen
Beschaffung; kohärente Gesetzgebung für echte
Kreislaufwirtschaft
*“equivalent conditions”
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018WEEE-Recycling im Kontext begreifen
- „Circular Economy“ als Chance
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C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Kontakt: christian.hagelueken@eu.umicore.com www.umicore.com
Publikationen: www.researchgate.net/profile/Christian_Hagelueken/contributions www.umicore.de
20Annex
Digitalisierung 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, IFAT München, 16.5.2018Annex
Neue 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, IFAT München, 16.5.2018Annex
Holistischer Systemansatz erforderlich
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 23
C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018Annex
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 24
C. Hagelüken, IFAT München, 16.5.2018 24Sie können auch lesen
