Graduierteninstitut NRW Umweltwirkungen von Hocheffizienzpumpen

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1 Graduierteninstitut NRW Umweltwirkungen von Hocheffizienzpumpen Energieersparnis Recycling seltener Erden Magnete Kreislaufführung von Bauteilen beteiligte Inhalt Vorstellung Zentrum für Recyclingtechnik Wasser- und Abwassertechnik Hocheffizienzpumpen 1

2 Vorstellung Zentrum für Recyclingtechnik Mission Take responsibility for the future and Find solutions for tomorrow 2

3 Westfälische Hochschule Entsorgungstechnik Gründung 1989 Studieninhalte Vermeidung, Wiederverwendung, Wiederaufbereitung von Abfall Entwicklung von Kreislaufwirtschaftssystemen Studienschwerpunkte Abfall-, Abwasser- und Abgasaufbereitung Entsorgungstechnik Abfallmanagement Bachelor of Engineering, Versorgungs- und Entsorgungstechnik Master of Engineering, Energiesystemtechnik Master of Science, Systems Engineering 5 Forschungsfelder Recycling von komplexen Investitionsund Konsumgütern Systementwicklung Anlagentechnik Recyclinggerechte Produktgestaltung Materialeigenschaften Gebrauchtteile Qualitätsmanagement Bild 3.7: Trockenlegung 3

4 Research & Development, Renewable Energy Wasser- und Abwassertechnik 4

5 Wasser- und Abwassertechnik, VDMA GI Fachgruppe Ressourcen 9 Wasseraufbereitung Meerwasserentsalzung Wasserwerk Quelle: Quelle: Hamburg Wasser Schematische Darstellung des Wasserwerks Baursberg GI Fachgruppe Ressourcen 10 5

6 Aufbereitung und Nutzung Nutzung und Aufbereitung von Wasser benötigt Energie 10 % des weltweiten Energieverbrauchs durch Pumpen Quelle: Grundfos - Optimale Pumpenlösungen für die Wasserwirtschaft Seite GI Fachforum Ressourcen - Wasser 11 Politischer Rahmen Ökodesign Richtlinien, 2005 und 2009 BMWi, Austausch von Pumpen durch Hocheffizienzpumpen, 2016 Deutsches Ressourcen Effizienzprogramm ProgRess, GI Fachforum Ressourcen - Wasser 12 6

7 Ökodesignrichtlinie GI Fachgruppe Ressourcen 13 Alte Pumpe raus, neue rein BMWi, Austausch von Pumpen durch Hocheffizienzpumpen, 2016 Seit August 2016 Förderung von Hocheffizienz Pumpen Austausch von Altpumpen mit Hocheffizienz Pumpen Ziel: Potenziale der Energieeffizienz bei der Wärmeversorgung zu steigern Quelle: BAFA - Heizungsoptimierung GI Fachforum Ressourcen Wasser 14 7

8 Anwendungsfelder seltener Erden Weitere - Nuklear(Eu, Gd, Ce, Y, Sm, Er) - Rüstung(Nd, Pr, Dy, Tb, Eu, Y, La, Lu, Sc, Sm) - Wasserfiltertechnik - Pigmenttechnik Ce, Y - Düngemittel Katalyse La, Ce (Pr, Nd) - Petroleum - Raffination - Katalysator - Treibstoffzusätze - Filtertechnik Keramiken La, Ce, Pr, Nd, Y Eu, Gd, Lu, Dy - Kondensatore n - Sensoren - Farbstoffe - Szintillatoren - Feuerungsbau Seltene Erden Magnete Nd, Pr(Tb,Dy) - Motoren - Festplatten - MRT - Generatoren - Mikrophone & Lautsprecher Legierungen La, Ce, Pr, Nd, Y - Batterien - Brennstoffzellen - Stahl - Feuersteine Glas und Polierung Leuchtstoffe Ce, La, Pr, Nd, Gd, Er, Ho Eu, Y, Tb, Nd, Er, Gd(Ce, Pr) - Polierkomponenten - Displays CRT, LPD, LCD - Ver- & Entfärbung - Leuchtstofflampen - UV resistentes Glas - Medizin GI Fachgruppe Ressourcen - Medizin Visualisierung - Faseroptik 15 Source: Walters A., Lusty P., Hill A..: Rare Earth Elements British Geological Survey, 2011 Hauptanwendung Seltener Erden Rohstoffsteckbrief, Seltener Erden: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover November GI Fachgruppe Ressourcen 16 8

9 Aktueller Verbleib Seltener Erden Magnete GI Fachgruppe Ressourcen 17 Politischer Rahmen Deutsches Ressourcen Effizienzprogramm ProgRess, GI Fachforum Ressourcen - Wasser 18 9

10 ProgRess Handlungsfelder Quelle: Deutsches Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess) GI Fachforum Ressourcen - Wasser 19 China diktiert die Preise "Wir haben sie euch Anfang der 80er-Jahre zum Preis von Salz verkauft; sie verdienen den Preis von Gold." Deng Xiaoping Quelle: B1.2 Geologie der mineralischen Rohstoffe, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), 2014c GI Fachforum Ressourcen - Wasser 20 10

11 Effizienz durch Seltene Erden Magnete Mit Seltene Erden Permanentmagnete GI Fachforum Ressourcen - Wasser 21 Hocheffizienzpumpe Isolierung S=Hausmüll Filterscheibe und Feder S11 Lagerschild Manschette mit Axialscheibe S=Kunststoffmisch O-Ring f. Spaltrohr Motorgehäuse S8 S13 S=Kunststoffmisch Flachdichtung S=Kunststoffmisch Pumpengehäuse S21 Laufrad S=Kunststoffmisch Rotor S20 O-Ring S=Kunststoffmisch Spaltrohr Mit Seltenen Erden Permanentmagneten S=Kunststoffmisch Stator S1 Modul = Platine S18 + Gehäuse S8/9 + Schrauben S20 Moduldeckel S=Kunststoffmisch Quelle: Wilo SE Demontage / Montage der Stratos Pumpe zu Position GI Fachgruppe Ressourcen 22 11

12 Heutiger Verwertungsprozess von Altpumpen Einbaustelle Installateur EFB Verwerter Verwertung von Motore/Pumpen findet aktuell über Schredderanlagen statt! Fazit: keine Wiederverwendung und keine Wiederverwertung, sondern maximal Weiterverwertung von gezielten Wertstoffen wie Kupfer, Aluminium, Eisen, usw.. Die Seltenen Erden und die möglichen Potentiale für die Wiederverwendung von Bauteilen gehen in diesen Prozess unter und sind für immer verloren! Quelle; Fetting WILO EG

13 Was ist für ein erfolgreiches Produkt-Recycling erforderlich? Demontierbares Produkt aus hochwertigen Wertstoffen und aufarbeitbaren Baugruppen! 1 2 Sicheren hohen Mengenstrom der ökonomische Prozesse gewährleistet! Aktuell werden jährlich freiwillig Produkte an WILO retourniert! Dabei handelt es sich zu 1/3 um Neuware und 2/3 um Garantierückläufer! Potential Pumpen pro Jahr alleine in Deutschland! In Deutschland werden mehrere Pumpen pro Jahr gegen eine neue ausgetauscht und gehen dann in den auf Seite??? Beschriebenen Prozess Die Demontierbarkeit ist gegeben und mit Stahl, Kupfer, Aluminium, Messing, Kunststoffe, FeNdB-Magnete, etc. sind ausreichend Wertstoffe enthalten! die aktuelle Menge bietet eine ausreichende Menge um zukünftige Prozesse mit deutlich größeren Mengen zu trainieren und im Markt zu etablieren! Quelle; Fetting WILO EG Was ist für ein erfolgreiches Produkt-Recycling erforderlich? Demontierbares Produkt aus hochwertigen Wertstoffen und aufarbeitbaren Baugruppen! 1 2 Sicheren hohen Mengenstrom der ökonomische Prozesse gewährleistet! Aktuell werden jährlich freiwillig Produkte an WILO retourniert! Dabei handelt es sich zu 1/3 um Neuware und 2/3 um Garantierückläufer! Potential Pumpen pro Jahr alleine in Deutschland! In Deutschland werden mehrere Pumpen pro Jahr gegen eine neue ausgetauscht und gehen dann in den auf Seite??? Beschriebenen Prozess Die Demontierbarkeit ist gegeben und mit Stahl, Kupfer, Aluminium, Messing, Kunststoffe, FeNdB-Magnete, etc. sind ausreichend Wertstoffe enthalten! die aktuelle Menge bietet eine ausreichende Menge um zukünftige Prozesse mit deutlich größeren Mengen zu trainieren und im Markt zu etablieren! Was hindert uns daran die hohen Recyclingpotentiale aus dem Markt optimal zu nutzen? Quelle; Fetting WILO EG 13

14 Rückholung und Weiterverwendung Seltener Erden Magnete Kreislaufschließung bei Heizungspumpen Jährliche Neodym-Verbräuche und Produktionsmenge weltweit Keine Rückführung der seltenen Erden Seltene Erden werden immer wichtigere Rohstoffe für zukunftsweisende Techniken 19% des Neodyms für Magnetproduktion Potentiale zur Rückgewinnung von Seltenen Erden werden nicht genutzt Seltene Erden gehen verloren Circular Economy nicht gegeben Quelle: Abschlussbericht zum Verbundvorhaben Recycling von Komponenten und strategischen Metallen aus elektrischen Eigene Fahrantrieben, Grafik: Aktuelle BMBF, 2014 Vertriebsstruktur von Heizungspumpen Aktuell: Neodym Magnete gehen bei dem Stahlrecycling verloren Kreislaufschließung bei Heizungspumpen Ziele Ressourcenschonende Kreislaufschließung Rückholung und Weiterverwendung Seltene-Erden-Magnete Wiederverwendung von verwendbaren Komponenten in Neu-Pumpen Aufbau einer nachhaltigen Kommunikationsstruktur Eigene Grafik: Geplante Vertriebsstruktur von Heizungspumpen inkl. Kreislaufführung 14

15 Kreislaufschließung bei Heizungspumpen Vorgehensweise Erstellung eines Prozesses zur Qualitätsüberprüfung der Magnete aus Altpumpen Wiedereinbau zurückgeholter Magnete Pilotversuch Nachhaltiges und branchenübergreifendes Kommunikationskonzept Eigene Grafik: Schematischer Ablauf " Logistik Metall Box 15

16 Forderungen an die Politik A lot of work to do Edelhof :Der Abfall GI Fachgruppe Ressourcen 32 16

17 Herzlichen Dank für ihre Aufmerksamkeit Prof. Dr.-Ing. Ralf Holzhauer Westfälische Hochschule Zentrum für Recyclingtechnik