Recycling von Leistungselektronik aus Elektrofahrzeugen: Potenziale vor allem bei Edelmetallen
Leistungselektronik transformiert Energie
Fahren künftig mehr Elektrofahrzeuge auf den Straßen, müssen zeitversetzt mehr E-Mobile recycelt werden. Insbesondere die Leistungselektronik enthält zum Teil wertvolle Metalle. Diese sollten, so eine aktuelle Untersuchung des Öko-Instituts mit Partnern, statt im konventionellen Autoshredder in spezialisierten Elektronikrecyclinganlagen rückgewonnen werden. So könnten strategisch wichtige Metalle, insbesondere Edelmetalle wie Gold, Silber und Palladium, mit hohen Rückgewinnungsgraden (über 90 Prozent) zurückgewonnen werden. Das zeigt der Vergleich des Expertenteams mit dem herkömmlichen Recycling im Autoshredder, wo ein Großteil der Edelmetalle (75 Prozent und mehr) verloren gehen.
Werden die Platinen mit den elektronischen Bauteilen der Leistungselektronik zusätzlich chemisch behandelt, können darüber hinaus Tantal und ein höherer Anteil des Zinns in den Platinen rückgewonnen werden. Dies hat jedoch einen hohen Behandlungsaufwand zur Folge und ist in der Gesamtbilanz mit keinen nennenswerten ökologischen Vorteilen verbunden. Es führt zudem zu Mehrkosten, die nicht durch den Erlös der rückgewonnenen Metalle gedeckt werden können.
Das Öko-Institut arbeitet für das Projekt „Elektrofahrzeugrecycling 2020“ mit den Partnern Electrocycling GmbH, TU Clausthal, Volkswagen AG und PPM Pure Metals GmbH zusammen. Es wird gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.
„Goldgrube“ Leistungselektronik
Die Leistungselektronik, die in Elektrofahrzeugen als wichtiges Bauteil für das Energiemanagement eingesetzt wird, transformiert die aus der Batterie kommende Energie und stellt diese dem Motor in der benötigten Form zur Verfügung. Sie hat auf Grund ihres Metallgehalts einen hohen Wert. Sie enthält zu rund 60 Prozent Aluminium im Gehäuse sowie zu 12 Prozent Kupfer in Kabeln und auf den Platinen und in geringeren Mengen Edelmetalle wie Gold, Silber, Palladium, die in verschiedenen Bauteilen auf den Platinen vorkommen.
Hochgerechnet auf eine Tonne Leistungselektronik schätzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass durch das gezielte Elektrorecycling rund sieben Gramm Gold, 23 Gramm Silber, ein Gramm Palladium und 500 Gramm Zinn mehr rückgewonnen werden können als beim Recycling über den Autoshredder. Der Grund: Im gröber arbeitenden Auto-Shredder gehen diese Metalle als Stäube verloren, wohingegen beim spezifischen Elektronikrecycling die Staubanteile deutlich reduziert werden können. Eine Tonne Leistungselektronik fällt an, wenn rund 100 Elektrofahrzeuge verwertet werden.
Relevante Rohstoffrückgewinnung in der Zukunft
Für die Zukunft nehmen die Expertinnen und Experten an, dass bei einem künftigen jährlichen Absatz von einer Million Elektrofahrzeugen schätzungsweise folgende Metallmengen wiedergewonnen werden können: sieben Tonnen Zinn, 85 Kilogramm Gold, 300 Kilogramm Silber, 17 Kilogramm Palladium und 70 Tonnen Kupfer.
„Zum Vergleich: Heute kommen im gesamten Elektrik- und Elektronikbereich in Deutschland 12 Tonnen Gold zum Einsatz“, sagt Dr. Winfried Bulach, Wissenschaftler am Öko-Institut mit Blick auf die Zukunft. „Die Zahlen machen deutlich, dass bei einem künftigen Durchbruch der Elektromobilität – also mit einer jährlichen Neuzulassung von mehreren Millionen Fahrzeugen – ein optimiertes Recycling zu relevanten Ressourceneinsparungen führen kann. Und auch wirtschaftlich ist das Elektrorecycling trotz höherer Kosten von Vorteil.“