Aluminium Ressourceneffizienz entlang des Lebenszyklus von Aluminiumprodukten

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1 Aluminium Ressourceneffizienz entlang des Lebenszyklus von Aluminiumprodukten Stoffstrom Aluminium Vom Bauxitabbau bis hin zum Recycling Jörg H. Schäfer, 7. Mai 2008, Sozialpartnerschaftlicher Branchendialog, Düsseldorf Chart 1

2 Stoffstrom Aluminium Lebenszyklus ökonomisch Al 2 O 3 - Gewinnung Elektrolyse ökologisch Bauxitabbau alu Verarbeitung/ Verformung technisch Recycling Nutzungsphase Verteilung/ Transport sozial Ausgewogene Betrachtung erfordert mehr als eine Dimension Chart 2

3 Stoffstrom - Bauxitlagerstätten Bauxitabbau Australia kt % Brazil kt % Guinea kt % Jamaica kt % China kt % India kt % Russia kt % Venezuela kt % Others kt % Total kt % Source: Dr. Christian Bauer, Forschungszentrum Karlsruhe Anteil Europas am weltweiten Bauxitabbau gering. In Deutschland wird kein Bauxit abgebaut. Chart 3

4 Bauxitabbau und Rekultivierung Bauxitabbau Rekultivierung: Flächennutzung kein Verbrauch 4% Landwirtschaft -Ackerbau - Viehzucht 1% Sonstiges - Erholungs-/ - Industrieflächen 95% Aufforstung - ursprüngliche Vegetation - kommerzieller Wald Al 2 O 3 -Gewinnung Nutzflächen Ressourceneffizienz durch Rekultivierung Chart 4

5 Ökologische und soziale Effekte Die J$ 10-Banknote bildet industrielle Tätigkeiten der Aluminiumindustrie ab Fahrerin vor ihrem 80 t-laster Chart 5

6 Stoffstrom Aluminium - Bauxitabbau Huntley, Australien Source: Alcoa Chart 6

7 Stoffstrom Aluminium - Bauxitabbau Huntley, Australien Source: Alcoa Chart 7

8 Stoffstrom Aluminium - Bauxitabbau Huntley, Australien Source: Alcoa Chart 8

9 Stoffstrom Aluminium - Bauxitabbau 1980 Huntley, Australien 2006 Source: Alcoa Chart 9

10 Stoffstrom Aluminium Bauxit Transport Bauxit Abbau Rest 37% Bauxit Al 2 O 3 53% H 2 O 10% H 2 O Transport Rest 42% Trocknen Bauxit H 2 O 0% Al 2 O 3 58% Mit dem Schiff nach Europa/Deutschland Chart 10

11 Stoffstrom Aluminium - Bayer-Verfahren Bauxit Mischer Autoklav 200 C 40 bar Eindicker Natronlauge 100 C Rotschlamm Aus dem Bauxit wird der aluminiumreiche Teil (Al 2 O 3 ) herausgelöst Filter Aluminiumoxid Al 2 O 3 Ausrührer Kalzinierofen Chart 11

12 Stoffstrom Aluminium - Al 2 O 3 -Gewinnung Kreislaufführung der Natronlauge NaOH Mineralien* ca. 55 % Bauxit Al 2 O 3 ca. 45 % Al 2 O 3 * Eisen-, Siliziumund Titanoxide Deponie Aluminium NaOH (Alcan, Jamaika) Ressourceneffizienz durch interne Produktionskreisläufe Chart 12

13 Versuchsfeld zur Untersuchung unterschiedlicher Gräser für die Rekultivierung von Rotschlammdeponien ohne Mutterboden. Böden werden wieder nutzbar gemacht. Im Hintergund: Aluminiumoxidwerk Kirkvine, Jamaika Chart 13

14 Herstellung Aluminium - Elektrolyse Aluminiumoxid Schmelze flüssiges Aluminium 4 bis 5 V 150 bis 180 ka Chart 14

15 Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse Hüttenstandorte Deutschland und : t - 9 Hütten 2007: ~ t - 4 Hütten Chart 15

16 Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse Einsatz moderner Technologien Energiebedarf Emissionsaufkommen Ressourcenverbrauch Ressourceneffizienz: Filtertechnologie mit mehr als 99% Effizienz Chart 16

17 Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse Energieversorgung Einsatz regenerativer Energiequellen Wasserkraft Assoziiertes Gas Elektrolyse in Bahrain Chart 17

18 Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse Energieversorgung Elektrolyse (Global) 1% 10% 5% 51% 33% Hydro Kohle Öl Gas Nuklear Shipshaw Powerhouse, Kanada ~ 50% Wasserkraftanteil! Chart 18

19 Stoffstrom Aluminium - Elektrolyse Senkung des durchschnittlichen Energiebedarfs (Europa) MWh/ t Al. 20 ~ 20 MWh 17% ,7 MWh 12% 14,8 MWh Ressourceneffizienz durch Energieoptimierung Chart 19

20 Stoffstrom Aluminium - Halbzeug Walzverfahren Beispiel Fassaden- Verkleidungen Fassade Beispiel Flugzeugrumpf Flugzeugrumpf Getränkedose Warmwalzstraße Kaltwalzanlage mit Coils Chart 20

21 Stoffstrom Aluminium - Gießen Hinterachse Motorblock Flüssiges Aluminium Aluminiumrad Chart 21

22 Stoffstrom Aluminium Strangpress-Produkte Aluminium-Rohre Strangpress-Anlage Aluminium Profile für Dach- und Außenwandkonstruktionen Chart 22

23 Stoffstrom Aluminium Halbzeug und Giessen > Kreislaufführung von Produktionsschrotten (e.g. Verschnitte, Späne und Anguss) > Kreislaufführung/Aufbereitung von Ölen/Emulsionen > Optimierung von Prozessführung (z.b. Einsatz von Flüssigaluminium) > Optimierung der Schmelzausbeute Chart 23

24 Eigenschaften von Aluminium hohe Lebensdauer niedriger Wartungsaufwand hoher ökonomischer Wert nach Nutzung garantiert hohe Recyclingquoten Wetterbeständig gute Barriereeigenschaften hohe elektrische Leitfähigkeit Bruchsicher Korrosionsbeständigkeit geringes Gewicht/wenig Material bei hoher Funktionalität geringe Instandhaltungsmaßnahmen gute Wärmeleitfähigkeit gute Recyclingfähigkeit Gute Voraussetzung für ressourceneffiziente Produkte Chart 24

25 Stoffstrom Aluminium - Nutzungsphase Aluminiummärkte in Deutschland Elektrotechnik 6% Eisen- und Stahlindustrie 6% Haushaltswaren 4% Sonstiges 6% Verkehr 43% Verpackung 10% Maschinenbau 9% Bauwesen 16% Gesamtbedarf 1996: 1,21 Mio. Tonnen 2006: 3,38 Mio. Tonnen Veränderung: % (im 10-Jahresvergleich) Chart 25

26 Marktsektor Transport Starker Wettbewerb mit Stahl und Kunststoffen Vorteile Aluminium: -Gewicht -Korrosion -Sicherheit/ Energieabsorption Chart 26

27 Integration der Nutzungsphase in Stoffstromanalysen Quelle: RWTH Aachen, TP3 Szenario: Optimal-Normal-Fehlverhalten CO 2 -Emissionen: Strecke 400 km - Bei 120 km/h Fahrweise: 95 kg CO 2 - Bleifuß (170 km/h): 143 kg CO 2 - Herstellung eines Motorblocks (25 kg): 48 kg CO 2 Verbraucherverhalten relevanter für CO 2 als Herstellungsaufwand Szenario: 10 kg mehr Al in allen D-Pkws 1,3 Mio. t CO 2 -Emissionen weniger während der Nutzungsphase (entspricht Ausstoß einer Stadt mit Einwohner - z.b. Heilbronn) Chart 27

28 Marktsektor Transport - Katamaranfähren aus Aluminium Bei der Energieaufwendung für den Betrieb der Fähre über 25 Jahre benötigt die reine Al-konstruktion ~ 41 PJ. Die Al/Stahl- Konstruktion 52 PJ. Chart 28

29 Marktsektor - Bau Wettbewerb mit Stahl, Kupfer, Zink, Kunststoff und Holz Vorteile: - Formgebung - Gewicht - Korrosion - Instandhaltung/ Wartung Chart 29

30 Marktsektor Verpackung Barrier Funktion Sauerstoff Feuchtigkeit Licht Bakterien Geruch Alu-Verpackungen schützen mehr Ressourcen als sie selber benötigen. Chart 30

31 Gewichtsreduktion bei Aluminiumprodukten Ressourceneffizienz durch Materialeinsparung Chart 31

32 Stoffstrom Aluminium - Recycling Kreislaufführung von Salzen Schließung des Materialkreislaufes ohne Qualitätsverlust Recyclingraten (Deutschland): Bau 96 % Verkehr 95 % Verpackung 76 % Chart 32

33 Recyclingraten Beispiel Getränkedose Abhängig von Verbraucherverhalten Recyclingraten Treibhauspotential Ressourceneffizienz durch Recycling Gewicht: 15g 14g 13g Recyclingrate: 75% 75% 75% 15g 14g 13g 86% 86% 86% 15g 14g 13g 95% 95% 95% Chart 33

34 Stoffstrom Aluminium - Recycling > Aluminiumrecycling benötigt 5% der Energie, die zur Herstellung von Aluminium aus Bauxit benötigt wird > Aluminiumrecycling produziert 95% weniger Treibhausgasemissionen im Vergleich zur Primärherstellung Recycling schont Ressourcen Chart 34

35 Recyclingaluminium Aluminiumschrott schon immer begehrenswert Chart 35 Quelle: Aluminium 1922 Quelle: Aluminium 1924 Quelle: Aluminium 1922 Quelle: Aluminium 1924 Quelle: Aluminium 1924

36 Schlussfolgerung Ressourceneffizienz ist abhängig von > vollständiger Lebenswegbetrachtung > Optimierung der Herstellungsprozesse auf allen Stufen > Einflüsse aus der Nutzungsphase (z.b. CO 2 Reduktionspotential durch Leichtbau) > Verbraucherverhalten (z.b. Bleifuß, Teilnahme Gelber Sack ) > Recycling Chancen von Aluminiumprodukten zur Steigerung von Ressourceneffizienz nutzen Chart 36