Recycling beginnt beim Produktdesign: Großversuch mit Kühl-/Gefriergeräten gibt Aufschluss über Wiederverwertbarkeit
Wissenschaftler des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie
(HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) haben bei STENA-
Recycling im rheinland-pfälzischen Baumholder einen Großversuch mit 100
Kühl-/Gefriergeräten durchgeführt. Die Haushaltgeräte wurden dabei einzeln
durch die Wiederverwertungsanlage begleitet, um ihre Recyclingfähigkeit im
Sinne der Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe zu erfassen. Ziel ist zu
zeigen, dass für eine hohe Rückgewinnungsquote der einzelnen Bestandteile
und Materialien bereits eine konstruktive Gestaltung der Haushaltsgeräte
nötig ist. Das BMBF fördert den Versuch im industriellen Maßstab über das
Projekt „Circular by Design“.
Die Knappheit heimischer Rohstoffe macht einen nachhaltigen Umgang mit
Ressourcen für Deutschland unabdingbar. Damit geht ein Umdenken in der
Nutzung von primären und sekundären Rohstoffen hin zum lebenszyklusweiten
Stoffstrommanagement einher. Im Jahr 2010 wurden beispielsweise nur 14
Prozent der in Deutschland eingesetzten Rohstoffe aus Schrotten gewonnen –
bei Recyclingkosten von über 50 Milliarden Euro. Für Stoffe wie Aluminium,
Stahl oder Kupfer, die sich in vielen Konsumgütern wie Elektrogeräten
wiederfinden, lag im Jahr 2016 der Anteil an Sekundärrohstoffen bei der
Gesamtproduktion in Deutschland gerade einmal bei 40 Prozent.
„Eine wesentliche Ursache dafür ist, dass beim Produktdesign und der
Herstellung von Produkten die Kreislauf- und Recyclingfähigkeit am
Lebenszyklusende der Geräte bisher kaum beachtet wird. Hier setzt das
Projekt ,Circular by Design‘ an: Am Beispiel von Kühl- und Gefriergeräten
– denn 99,9 Prozent aller Haushalte in Deutschland verfügen über ein
solches Gerät – wollen wir zeigen, welche Materialeffizienzpotentiale im
Hinblick auf die Rückgewinnung der enthaltenen Rohstoffe, sowohl bezüglich
des konstruktiven Produktdesigns als auch der Materialauswahl, vorhanden
sind“, erklärt HIF-Projektkoordinatorin Dr. Simone Raatz.
Unter Mitwirkung der Projektpartner Becker Elektrorecycling GmbH (BEC),
Entsorgungsdienste Kreis Mittelsachsen (EKM), Wuppertal-Institut für
Klima, Umwelt, Energie gGmbH sowie Folkwang Universität der Künste (FUdK)
erstellen die Wissenschaftler*innen einen Norm- und Designprozess für
einen Kühl-/Gefriergeräte-Prototypen
hinsichtlich Energieeffizienz als auch in Bezug auf die
Ressourceneffizienz optimiert sein. Die dafür notwendige Datengrundlage
hat nun der großangelegte Test geschaffen.
„Für den Versuch haben wir 100 Kühl-/Gefriergroßgeräte unterschiedlichen
Alters ausgewählt. Die Altgeräte wurden zunächst charakterisiert,
anschließend wurden Wert- und Störstoffe für das Recycling, zum Beispiel
sichtbare Platinen, Kabel und Glasböden, Kühlmittel und Kompressoren
entnommen. Die entfrachteten Kühlgeräte wurden schließlich in der
mechanischen Anlage zerkleinert und separiert“, beschreibt Magdalena
Heibeck den Prozess, den die HIF-Forscherin für ihre Doktorarbeit betreut
hat, und fährt fort: „Alle gewonnenen Daten sowie die Produktqualität der
Recyclate werden wir nun bewerten und einen Zusammenhang zur konstruktiven
Gestaltung der Kühlgeräte herstellen. Daraus können wir Rückschlüsse für
das Produktdesign ziehen und Handlungsempfehlungen für die
Kühlgerätehersteller ableiten. Denn das hat der Versuch bereits gezeigt:
Jedes Kühl- oder Gefriergerät ist derzeit anders aufgebaut und muss
entsprechend anders für die Trockenlegung des Kühlkreislaufs und das
mechanische Recycling vorbereitet werden. Das bedeutet einen erheblichen
zeitlichen Aufwand und vor allem viel Muskelkraft.“
Ziel des Projekts ist ein Designkonzept, das auf die Kreislaufführung der
verwendeten Materialien in Konsumgütern abgestimmt ist. Denn fast 60
Prozent des Gewichts von Kühl-/Gefriergeräten entfallen auf Stahl, Kupfer
und Aluminium. Dazu kommen Kunststoffe mit einem Gewichtsanteil von etwa
35 Prozent. Das entspricht einem Materialwert an Sekundärrohstoffen von
rund 25 Millionen Euro pro Jahr, allein für die produzierte Gerätetonnage
eines Kühlgeräteherstellers. Einsparpotentiale ergeben sich damit durch
einen geringeren Materialeinsatz, die Substitution schlecht-
wiederverwertbarer Materialien wie Polyurethan (PU) Schaum oder
Kühlmittel, die Vereinfachung des mechanischen Recyclings der metallischen
Abfälle sowie eine Erhöhung des Anteils sekundärer Rohstoffe bei
Konsumgütern.
Das Projekt „Circular by Design“ wird im BMBF-Programm ReziProK
(Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Innovative Produktkreisläufe)
mit knapp 800.000 Euro gefördert. Link zum Projekt: https://innovative-
produktkreislaeufe.de/Projekte
