In dieser Arbeit werden schwerpunktmäßig die momentan verfügbaren Technologien zum Altautomobilrecycling gegenübergestellt und im Hinblick auf die künftige Nutzung von möglichen Synergien bewertet. Neben den aktuellen Verfahren werden auch künftig mögliche Methoden einbezogen, die noch nicht den Stand der Technik darstellen, aber vor allem im Hinblick auf zukünftig verschärfte gesetzliche Regelungen Potenziale aufweisen. Um den Grundstein für diese Bewertungen zu legen, werden in der Arbeit zunächst die gesetzlichen
Rahmenbedingungen aufgezeigt, in denen sich die Verwertung von Altfahrzeugen momentan bewegt. Neben der deutschen Altautoverordnung und weiteren relevanten Gesetzen und Regelungen wird hier die EU-Richtlinie für Altfahrzeuge beleuchtet, die sich bekanntlich im Moment in der nationalen Umsetzungsphase befindet. Aufgrund der Aktualität dieser politischen Entwicklung erfolgt im Anschluss eine ausführliche kritische Auseinandersetzung mit diesem gesetzlichen Entstehungsprozess: Für und Wider von politischen Standpunkten
werden angeführt, Probleme dieses aufgrund der Vielzahl der beteiligten Akteure (Gesetzgeber, Automobilhersteller, Altautohalter, Kommunen, Bundesländer, Verwerter, Automobilhändler, europäische Nachbarländer ...) komplexen Themas aufgezeigt (z.B. Typprüfung und Quotenproblematik!) und
unterschiedliche Positionen beleuchtet. Im Anschluss nimmt das Kapitel zum Stand der Technik der Altautomobilverwertung breiten Raum ein. Ausgehend von der momentanen Verwertungsstruktur, mit einem kurzen Einschub von Automobil-Lebenswegbilanzen (Ab wann lohnt die Verwertung eines Gebrauchtfahrzeugs?), erfolgt hier die Darstellung der Verwertungskette. Dann wird, neben Beispielen von herstellereigenen Recyclingnormen und die Vorstellung der Demontageformen in der Altautodemontage, die Shreddertechnologie ausführlich dargestellt, wobei die Problematik der Shredderleichtfraktion (SLF) abschließend vertieft behandelt wird. Dieser Stand der Technik bildet die Grundlage für die darauf folgende Ermittlung zukunftssicherer Verfahrenstechnologien im Altautomobilrecycling. Hier werden mittels einer Prozessanalyse der Aufbereitung und Verwertung von Stoffen und Bauteilen die Potenziale für die Alt-Kfz-Verwertung ermittelt. Dabei bildet vor allem die EU-Richtlinie mit ihren strengen zeitlichen Vorgaben zu den Verwertungsquoten den Handlungsrahmen.
Auf einen Blick
- Steckbriefe für 20 Recyclingverfahren inklusive Kennzahlen und Investitionskosten
- Wirtschaftlichkeits- und Kostenvergleichsrechnung zwischen Shreddertechnologie und MCR-Verfahren
- Modellrechnungen zum Transportaufkommen für 16 bundesweite Standortrelationen
- Vergleichende Analyse des Metallurgical-Car-Recycling-Verfahrens gegenüber der Shreddertechnik
- 220 Quellen im Literaturverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Prolog – Paradigmen des Bewusstseinswandels
1 Beschreibung der gesetzlichen Rahmenbedingungen und Initiativen der Automobilhersteller zum Altautomobilrecycling
1.1 PRAVDA
1.1.1 Entstehung
1.2 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG)
1.3 Freiwillige Selbstverpflichtung (FSV) der Wirtschaftsbeteiligten
1.3.1 Entstehung
1.3.2 Wesentliche Inhalte
1.4 Altautoverordnung
1.4.1 Entstehung
1.4.2 Wesentliche Inhalte
1.5 Richtlinie 2000/53/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Altfahrzeuge (ELV-RL)
1.5.1 Wesentliche Inhalte
1.6 Weitere Gesetze und Richtlinien
1.6.1 Vorbehandlung und Demontage (Bau und Betrieb)
1.6.2 Shredder (Bau und Betrieb)
1.6.3 Shredder-Rückstände (SR)-Aufbereitung (Bau und Betrieb)
1.6.4 Energetische Verwertung (Nutzung)
1.6.5 Deponie (Nutzung)
1.6.6 Weitere behördliche Vorgaben
2 Diskussion der gesetzlichen Rahmenbedingungen zum Altautomobilrecycling
2.1 Altautoverordnung und Freiwillige Selbstverpflichtung
2.1.1 Offene Fragen – Kritik
2.1.2 Das Problem der Kostenübernahme
2.1.3 Probleme der Verwertungsnachweis-Regelung
2.1.4 Zeitliche Grenzen und Fristen sowie Stoffverbote
2.1.5 Überzogene Verwertungsquoten?
2.2 Probleme der Kreislaufwirtschaft
2.3 Ausblick
2.3.1 Fazit
3 Stand der Technik der Altautomobilverwertung
3.1 Momentane Verwertungsstruktur
3.1.1 Der Gebrauchtteilemarkt
3.1.2 Anforderungen an den Stand der Technik Alt-Kfz-Verwertung
3.1.3 Quantitative Aspekte der Altautoverwertung
3.2 Durchschnittsalter und Nutzungsdauer von Automobilen
3.2.1 Automobil-Lebenswegbilanzen
3.2.2 GaBi-Software
3.2.3 IDIS - Internationales Demontage-Informations-System
3.3 Gegenwärtiger Stand der Altautoverwertung
3.3.1 Darstellung der Verwertungskette
3.3.2 Demontage – Verfahrensablauf 6-Stufen-Modell
3.3.2.1 Geregelte Rückgabe mit Verwertungsnachweis
3.3.2.2 Annahme und Begutachtung / Wertbestimmung
3.3.2.3 Vorbehandlung (Entfrachtung) mit Trockenlegung / Betriebsstoffent.
3.3.2.4. Demontage von Ersatzteilen und recycelbaren Stoffen
3.4 Beispiele für Recyclingnormen
3.4.1 Recyclingoptimierte Fahrzeugentwicklung bei BMW
3.4.2 Umweltleitlinien und interner Standard des DaimlerChrysler-Konzerns
3.5 Die Kunststoff-Problematik
3.5.1 Zukünftige Entwicklungen
3.6 Demontageformen in Altautodemontagezentren
3.6.1 Linien- oder Fließdemontage
3.6.2 Insel- oder Standplatzdemontage
3.7 Verwertung der Fraktionen
3.8 Schrottpresse und Schredderprozess
3.8.1 Shredder
3.9 Behandlung der Shredderleichtfraktion
3.9.1 Die Shredderleichtfraktions-Problematik
3.9.1.1 Das Sortec-Verfahren zur SLF-Aufbereitung
3.9.2 Zusammensetzung der Shredderleichtfraktion
3.9.2.1 Physikalisch/chemische Eigenschaften der unbehandelten SLF
3.9.3 Deponierung versus Verbrennung
3.9.4 Energetische Nutzung der Shredderrückstände – Energierückgewinnung
4 Ermittlung zukunftssicherer Verfahrenstechnologien im Altautomobilrecycling
4.1 Prozessanalyse – Aufbereitung/Verwertung von Stoffen und Bauteilen
4.1.1 Vorgehensweise bei der Prozessanalyse – Aufbereitung/Verwertung
4.1.2 Ermittlung der Potentiale für die Alt-Kfz-Verwertung Ist-Situation der Alt-Kfz-Verwertung aufgrund der AltautoV
4.1.3 Soll-Situation der Alt-Kfz-Verwertung aufgrund der EU ELV-RL
4.1.4 Soll-Situation der Alt-Kfz-Verwertung aufgrund der Verwertungsquoten der EU ELV-Richtlinie (Jahr 2006 bzw. 2015)
4.1.5 Zusammenführung der Potentiale
4.2 Beschreibung des MCR-Verfahrens
4.3 Typische Materialströme beim Altautomobilrecycling
4.3.1 Beschreibung der aktuellen Verwertungssituation
4.3.2 Ausschluss von Verfahren aus der Bewertung
4.3.3 Ergebnis der Verfahrensbewertung
4.4 Ausgewählte Aufbereitungs-/ Verwertungsverfahren
4.4.1 Zusammenfassung der Ergebnisse
4.4.2 Anbieter der ausgewählten Aufbereitungs- / Verwertungsverfahren für einen Beispielstandort Eisenhüttenstadt
4.5 Verfahrenssteckbriefe
4.5.1 Aufbau der Steckbriefe
4.5.2 Die weiteren Steckbriefe
5 Plausibilitätsbetrachtung am Verfahrenstechnik – Modell Shredder versus Metallurgical Car Recycling – MCR
5.1 Modell „Verfahrenstechnik – Shredderprozess“
5.1.1 Resümee zu dem Modell „Verfahrenstechnik – Shredderprozess“
5.2 Modell „Verfahrenstechnik – MCR-Verfahren“
5.2.1 Resümee zu dem Modell „Verfahrenstechnik – MCR-Verfahren“
5.3 Bewertung der Konzeptvarianten Shredder versus MCR
5.3.1 Shreddertechnologie
5.3.1.1 Annahmen
5.3.1.2 Kosten (-) und Erlöse (+)
5.3.1.3 Betriebskosten
5.3.1.4 Entsorgungskosten
5.3.2 MCR – Metallurgical Car Recycling
5.3.2.1 Annahmen
5.3.2.2 Kosten (-) und Erlöse (+)
5.3.2.3 Betriebskosten - 3 Szenarios
5.3.2.4 Entsorgungskosten
5.3.3 Ergebnis
6 Rückführlogistik in Deutschland
6.1 Plausibilitätsbetrachtung am Modell „Rückführlogistik“
6.1.1 Beispielrechnung
6.1.1.1 Modell 3 - Dezentrale Demontage / zentrale Aufbereitung
6.1.1.2 Modell 4 - Dezentrale Demontage / dezentrale Aufbereitung
7 Begriffsdefinitionen / Glossar
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die verfahrenstechnischen Möglichkeiten des Altautomobilrecyclings vor dem Hintergrund der europäischen Altfahrzeugrichtlinie und nationaler Regelungen. Ziel ist die vergleichende Gegenüberstellung bestehender sowie zukunftsweisender Technologien – insbesondere des etablierten Shredderverfahrens und des innovativen Metallurgical Car Recycling (MCR) – unter Berücksichtigung von Synergiepotenzialen, Wirtschaftlichkeit und logistischen Anforderungen.
- Rechtliche Rahmenbedingungen wie Altautoverordnung, Kreislaufwirtschaftsgesetz und EU-Altfahrzeugrichtlinie
- Stand der Technik bei Demontage, Schadstoffentfrachtung und Shredderprozessen
- Problematik und Verwertungsoptionen der Shredderleichtfraktion (SLF)
- Detaillierte Analyse von 20 zukunftssicheren Recycling- und Aufbereitungsverfahren mittels Steckbriefen
- Technologischer und monetärer Systemvergleich zwischen Shredderprozess und MCR-Verfahren
- Konzeption und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Modellen zur Rückführ- und Transportlogistik
Auszug aus dem Buch
4.2 Beschreibung des MCR-Verfahrens
Das Shredderprinzip wurde bereits im Kapitel „Stand derTechnik“ ausführlich besprochen. Diese etablierte Technik soll nun im Folgenden mit der neuen MCR-Technologie, das sogenannte „Metallurgical Car Recycling“, verglichen und gemessen werden.
Beim MCR®-Verfahren handelt es sich um eine Entsorgungs- und Recyclinganlage für Automobilschrott und andere Problemschrottsorten mit dem Endprodukt Stahl in St 37-Qualität („Baustahl“). Hauptvorteil der MCR-Technologie ist, dass im Gegensatz zum Schredderverfahren eine Shredderleichtfraktion gar nicht erst entsteht. Das in Deutschland geplante, mit Entscheid der EU-Kommission (Dezember '98) geförderte Vorhaben, ist ausführungsreif.
Durch eine gezielte physikalische Aufbereitung der einzelnen Schrottarten und Behandlung in einem speziell entwickelten Hochtemperatur-Schmelzverfahren wird ein, die Ressourcen schonendes, metallurgisch hochwertiges Recyclingprodukt gewonnen. Der nicht verwertbare Anteil organischer Begleitelemente findet durch gezielte Prozessführung mit hohem Wirkungsgrad als Schmelzenergiesubstitut Verwendung.
Um gültige Gesetzesstandards (z.B. 4. BImSchV) zu erreichen, sollen durch intelligente Schaltung der einzelnen Verfahrensstufen die Stoffkreisläufe weitgehend geschlossen werden, das heißt, anstatt Reststoffe werden verwertbare Beiprodukte gewonnen. Durch die technologisch gezielte Auswahl geeigneter Abgasreinigungs- und Verwertungstechniken werden Emissionen staubförmiger, gasförmiger, organischer und anorganischer Schadstoffe auf ein Minimum reduziert.
Zusammenfassung der Kapitel
Prolog – Paradigmen des Bewusstseinswandels: Das Kapitel zeichnet die historische Entwicklung des Umwelt- und Sicherheitsbewusstseins in der Gesellschaft nach und leitet hieraus die gestiegenen Anforderungen an ein ganzheitliches Altautomanagement ab.
1 Beschreibung der gesetzlichen Rahmenbedingungen und Initiativen der Automobilhersteller zum Altautomobilrecycling: Dieses Kapitel stellt die rechtlichen Vorgaben wie das KrW-/AbfG, die Altautoverordnung sowie die europäische Richtlinie 2000/53/EG dar und stellt industrielle Kooperationen wie PRAVDA vor.
2 Diskussion der gesetzlichen Rahmenbedingungen zum Altautomobilrecycling: Hier werden Kontroversen um Quotenregelungen, Stoffverbote, Kostenübernahmen und Vollzugsdefizite sowie die ökologische Notwendigkeit eines leichten Werkstoffmixes kritisch beleuchtet.
3 Stand der Technik der Altautomobilverwertung: Das Kapitel beschreibt den aktuellen Status quo der Verwertungsstrukturen, Lebenszyklusbilanzen, Demontageabläufe sowie die Funktionsweise von Shredderanlagen und die Problematik der Shredderleichtfraktion.
4 Ermittlung zukunftssicherer Verfahrenstechnologien im Altautomobilrecycling: Durch eine systematische Prozessanalyse werden 20 relevante Recyclingverfahren identifiziert und in detaillierten Steckbriefen inklusive Synergiebeziehungen und Praxispartnern erfasst.
5 Plausibilitätsbetrachtung am Verfahrenstechnik – Modell Shredder versus Metallurgical Car Recycling – MCR: Die beiden technologischen Hauptansätze werden anhand technischer Kriterien, Resümees sowie einer fundierten Kosten- und Amortisationsrechnung miteinander verglichen.
6 Rückführlogistik in Deutschland: Auf Basis von vier Modellvarianten werden logistische Netzwerke zwischen Annahmestellen, Demontagebetrieben und Verwertern modelliert und hinsichtlich Transportaufwand und Frachtkosten kalkuliert.
7 Begriffsdefinitionen / Glossar: Das abschließende Glossar liefert präzise werkstoff-, verfahrens- und umweltrechtliche Definitionen aller zentralen Fachbegriffe des Automobilrecyclings.
Schlüsselwörter
Altautomobilrecycling, Shreddertechnologie, Shredderleichtfraktion, Metallurgical Car Recycling, Altfahrzeugrichtlinie, Altautoverordnung, Demontage, Stoffstrommanagement, Rückführlogistik, Ressourcenschonung, Produktverantwortung, Sekundärrohstoffe, Verwertungsquote
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit den verfahrenstechnischen Verfahren und logistischen Konzepten zur Verwertung von Altfahrzeugen unter Berücksichtigung strengerer rechtlicher Rahmenbedingungen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Schwerpunkte bilden die Umweltgesetzgebung, die Demontage- und Aufbereitungspraxis, die Gegenüberstellung von Shredder- und Hochtemperatur-Schmelzverfahren sowie die Transport- und Rückführlogistik.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, zukunftssichere Recyclingtechnologien zu identifizieren, Synergieeffekte aufzudecken und durch Wirtschaftlichkeitsanalysen belastbare Handlungsoptionen für die Altautoverwertung aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methodik wird verwendet?
Die Methodik stützt sich auf eine strukturierte Prozess- und Stoffstromanalyse, qualitative und quantitative Verfahrenssteckbriefe sowie Kostenvergleichs- und Vektorrechnungen für Technologie- und Logistikszenarien.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil widmet sich der detaillierten Steckbriefanalyse von 20 Recyclingverfahren, der Auswertung von Synergiematrizen und dem monetären Konzeptvergleich zwischen Shredder- und MCR-Technologie.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind unter anderem Altautomobilrecycling, Shredderleichtfraktion, Metallurgical Car Recycling (MCR), Altautoverordnung, Demontagekonzepte und Rückführlogistik.
Was unterscheidet das MCR-Verfahren vom klassischen Shredderprozess?
Beim Metallurgical Car Recycling (MCR) wird Stahlschrott direkt in einem Hochtemperatur-Schmelzverfahren zu Baustahl verarbeitet, wodurch die Entstehung der problematischen Shredderleichtfraktion (SLF) vollständig vermieden wird.
Welche logistischen Hürden bestehen bei der bundesweiten Altfahrzeugrückführung?
Aufgrund des hohen Volumens von Karossen und Slabs sind Ferntransporte kostenintensiv; Modellrechnungen zeigen, dass eine dezentrale Demontage mit regionaler Schadstoffentfrachtung wirtschaftlicher ist als ein rein zentraler Transport unkomprimierter Karossen.
- Quote paper
- Bernd Schwald (Author), 2001, Auswahl verfahrenstechnischer Technologien unter Nutzung synergetischer Ansätze beim Altautomobilrecycling, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/61857
