Aluminiumrecycling
Um Aluminium aus Aluminiumschrott zurückzugewinnen, bedarf es rund fünf bis zehn Prozent der Energiemenge, die für die Herstellung von Primäraluminium notwendig ist.
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Aluminium ist eines der für die Industrie wichtigsten Nichteisenmetalle. Seine Anwendungen reichen von Konsumgütern wie Getränkedosen oder Fenstern bis zu Energietechnik und Fahrzeugbau. Laut dem Industrieverband European Aluminium beträgt der jährliche Bedarf in Europa aktuell neun Millionen Tonnen, 2050 soll es bereits doppelt so viel sein.

Aluminium als kritischer Rohstoff

In Europa gibt es jedoch kaum nennenswerte Produktionskapazitäten. Vergangenes Jahr hat die Europäische Union Aluminium deshalb auf die Liste der kritischen Rohstoffe (Critical Raw Materials Act, CRMA) gesetzt. Außerdem benötigt das zumeist aus Bauxit gewonnene Primäraluminium viel Energie bei der Herstellung. Um das gefragte Material hingegen aus Aluminiumschrott zurückzugewinnen, braucht man nur rund fünf bis zehn Prozent dieser Energiemenge.

Dieser Umstand motiviert das europäische Forschungsprojekt Recycling Technologies for Circular Aluminium (RecAL). Beteiligt sind 19 Partner aus neun europäischen Staaten, die Leitung als Konsortialführer liegt beim Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen (LKR), einer 100-prozentigen Tochter des Austrian Institute of Technology (AIT). Ziel ist es, Informationen zu Material und Recyclingtechnologien digital so aufzubereiten, dass verschiedene Gruppen entlang der Wertschöpfungskette sie zum gemeinsamen Vorteil nutzen können.

Aluminiumproduktion
Primäraluminium wird aus Bauxit gewonnen, die Herstellung ist extrem ressourcenaufwendig.
REUTERS/Edgar Su

Hub weist idealen Materialmix aus

"Wenn Aluminium erst einmal mit anderen Elementen zu einer Legierung verbunden ist, lässt es sich nicht mehr wirtschaftlich trennen", erklärt Gerald Prantl vom LKR das grundsätzliche Problem des Aluminium-Recyclings. Zwar kann man Aluminiumschrott einfach einschmelzen und neue Produkte daraus gießen, beispielsweise Gehäuse von Verbrennungsmotoren. Doch dabei verkauft man im Schrott enthaltene, hochwertige Stofffraktionen gewissermaßen "unter Wert".

"Aus materialtechnischer und wirtschaftlicher Sicht ist das ein Downcycling", sagt Prantl. Als alternativer Ansatz basiert das RecAL-Projekt auf der Schaffung einer digitalen Plattform, Hub genannt, auf der zahlreiche unterschiedliche Daten so kombiniert werden, dass Abnehmer exakt den Materialmix finden, den sie benötigen.

Zusammenführung von Daten

Ein praktisches Beispiel: Ein Anbieter von elektrischen Kabeln braucht hochleitfähiges Aluminium mit ganz bestimmten physikalischen Eigenschaften. Er startet auf dem Hub, der technisch als Webapplikation realisiert werden soll, eine Abfrage und erhält automatisiert die Information, welches Material dafür infrage kommt, wo er es erhält und wer es für ihn verarbeiten kann. Damit das funktioniert, müssen natürlich zuvor zahlreiche Daten in den Hub eingepflegt werden: Schrotthändler müssen ihre Bestände ebenso bekanntgeben wie Gießereien beziehungsweise Fertiger von Legierungen ihr technisches Angebot.

Darüber hinaus müssen Informationen über Produktionstechnologien, Sortiertechniken, Materialeigenschaften und mehr hinterlegt werden. Je nachdem, aus welchen Quellen der Schrott kommt, beispielsweise aus der Automobilindustrie, dem Baugewerbe oder der Luftfahrt, sind unterschiedliche Techniken erforderlich, um den Schrott grob vorzutrennen oder die Schmelze zu reinigen. Der Hub versteht sich somit als Sammelstelle technologischer, materialwissenschaftlicher und ökonomischer Daten, die miteinander verknüpft werden, und gleichzeitig potenzielle Geschäftspartner miteinander verbindet. "Wir wollen die unterschiedlichen Informationen im Sinne von Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft sinnvoll miteinander kombinieren", sagt Prantl.

KI für Sortierung von Schrott

Parallel sollen außerdem völlig neue Legierungen entwickelt werden, die bereits für späteres Recycling optimiert sind. Die also gegenüber Materialverunreinigungen insofern tolerant sind, als dass Letztere nicht zwingend zu einer Verschlechterung bestimmter mechanischer oder elektrischer Eigenschaften führen. Auch neue Technologien, etwa Robotik und Künstliche Intelligenz zum Trennen und Sortieren von Schrott, sollen weiterentwickelt werden.

Fernziel ist, dass sich der Hub eines Tages als Standard in der Industrie etablieren wird. Denn natürlich hängt der Erfolg davon ab, dass möglichst viele Unternehmen sich daran beteiligen. Das in seinem Umfang sehr ambitionierte Vorhaben startete Anfang dieses Jahres und läuft bis 2027. Es wird im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe der Europäischen Union mit knapp elf Millionen Euro gefördert. (Raimund Lang, 16.5.2024)