Altfahrzeug-Recycling

Diese Abbildung zeigt die Kupferanteile in unterschiedlichen Fahrzeugen (Quelle: Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung, 2016).

Abbildung oben rechts: Die demontierten Teile vermitteln einen Eindruck, wie hoch der Anteil an Kunststoffteilen am Auto sein kann.

Das unten stehende Schema zeigt die einzelnen Schritte der Wiederverwertung: Bei der Vorbehandlung der Fahrzeuge für die Verwertung werden zunächst alle pyrotechnischen Bauteile, wie z. B. Airbags, Gurtstraffer, Sicherheitsbatterieklemme, gezündet. Anschließend werden sämtliche Flüssigkeiten (Benzin, Motor- und Getriebeöl, Stoßdämpferöl, Bremsflüssigkeit, Kühlflüssigkeit, Kältemittel aus der Klimaanlage) abgelassen oder abgesaugt. Sie werden in getrennten Behältern gesammelt und in speziellen Betrieben aufbereitet oder verwertet. Ölfilter, Batterien und Ersatzteile werden entfernt. Nun werden die Fahrzeugteile oder Komponenten sorgfältig ausgebaut, die sich nach technischer Überholung wieder in ihrer ursprünglichen Funktion als Austauschteile verwenden lassen. Die Reifen werden demontiert, die Textilkarkasse und der Stahl werden entfernt. Das zurückbleibende Gummi wird granuliert und als Untergrundbefestigung im Straßenbau sowie als Schallschutzmaterial verwendet; gelöst wird es zu elastischen Belägen, z. B. auf Spielplätzen und Sportanlagen verarbeitet. Außerdem kennen wir alle Autoreifen als Spielgeräte auf Spielplätzen, als Aufprallschutz an Go-Kart-Bahnen oder als Beschwerungsmaterial in der Landwirtschaft. Bei der weiteren Demontage werden die recycelbaren Materialien möglichst sortenrein getrennt. Große Glas- und Kunststoffteile werden demontiert, die Restkarosserie wird gepresst und geschreddert. Eisen und Nichteisenmetalle werden mit Magnet- und Induktivabscheidern getrennt. Je feiner der Zerkleinerungsgrad ist, desto genauer ist die Trennung möglich. Die sogenannte Schredderleichtfraktion aus nichtmetallischen Resten wird der rohstofflichen oder thermischen Verwertung zugeführt.

Die Metalle aus den Altautos haben den höchsten Anteil am werkstofflichen Recycling. Sie werden zu 98 % zurückgewonnen und wieder verwendet. Die Eisenanteile eines Autos lassen sich aufgrund der magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs leicht von den anderen Bestandteilen trennen. Dieser Schrott wird beim Frischen von Roheisen verwendet. Hierbei werden dem Roheisen durch Oxidation der Kohlenstoff und weitere Begleitstoffe (z. B. Schwefel und Phosphor) entzogen; erst dadurch wird der entstehende Stahl verformbar und lässt sich durch Schmieden und Walzen etc. bearbeiten. Im Sauerstoffaufblas-Verfahren wird das Roheisen in riesigen, bis zu 400 t fassenden Konvertern geschmolzen und Sauerstoff wird unter Druck auf die Oberfläche geblasen. Die Oxide der Begleitstoffe entweichen gasig oder bilden feste Oxide, die mit zugeführtem Kalk als Schlacke auf dem flüssigen Metall schwimmen. Die Oxidationsvorgänge liefern so viel zusätzliche Energie, dass die Schmelze gekühlt werden muss, wozu man den Schrott verwenden kann. Da der Kohlenstoff bei diesem etwa 40 Minuten dauernden Prozess zuletzt oxidiert, kann man den Kohlenstoffgehalt des Stahls gut durch die Dauer des Frischevorgangs beeinflussen. Im Elektro-Lichtbogen-Verfahren wird der Schrott im Elektrolichtbogenofen bei 3.500 °C zusammen mit Roheisen eingeschmolzen. Dabei reicht oft der Sauerstoff aus dem Eisenoxid des Schrotts oder aus zugesetztem Eisenerz zum Frischen, es kann aber auch Sauerstoff eingeblasen werden. Das Aluminium aus der Schredderfraktion der Nichteisenmetalle wird wieder eingeschmolzen. Die dafür notwendige Energie beträgt nur 5 % des Energiebetrages, den man zur Gewinnung der gleichen Aluminiummenge aus Bauxit benötigt. Die Qualität des recycelten Aluminiums entspricht ohne Einschränkung dem neu gewonnenen. Es kann nach jeder Nutzungsphase erneut umgeschmolzen werden. Die Gewinnung von Aluminium aus Bauxit (siehe Kapitel 1 „Eisen und Aluminium“) ist also nur in dem Umfang nötig, wie der weltweite Aluminiumbedarf steigt. Die bei der Primärproduktion des Aluminiums aufgewendete Energie bleibt im Werkstoff erhalten. Ein Mittelklasseauto enthält heute durchschnittlich 25 kg Kupfer, z. B. erfordert die Autoelektronik etwa 1.000 Kabel mit einer Gesamtlänge von ungefähr 1 km, sowie etwa 3.000 kupferne Steckverbindungen. Autos mit Elektroantrieb enthalten sogar mehr als 70 kg Kupfer. Kupfer ist weltweit der drittwichtigste metallische Rohstoff und der Bedarf wächst ständig, was in den letzten Jahren zu einer erheblichen Verteuerung dieses Rohstoffes geführt hat. Inzwischen wird der Kupferbedarf in Deutschland zu über 45 % durch Sekundärkupfer, also recyceltem Kupfer, gedeckt. Dies ist unter anderem durch das sorgfältige Altauto-Recycling möglich.

Auf der Kopiervorlage 13 sollen sich die Schülerinnen und Schüler bei der sehr offen gehaltenen Aufgabe 1 Gedanken über die Menge und die Verteilung der Werkstoffe im Auto machen und erkennen, dass zur Wiederverwertung eine möglichst sortenreine Trennung hilfreich ist. Aufgabe 2 sollte nun praktisch bearbeitet werden. Ein Gemenge aus zerkleinertem Eisen, Aluminium, Kupfer und Kunststoff (je nach Anspruch beliebig erweiterbar) soll möglichst „sauber“ getrennt werden. Hier geht es ausschließlich um physikalische Trennverfahren und man sollte auf die Phantasie der Schülerinnen und Schüler vertrauen. Man kann je nach Fähigkeiten der Lerngruppe bestimmte Hilfsmittel anbieten (Magnete, statisch aufladbare Folien/Kunststoffstäbe, Lösemittel zur Dichtetrennung …).