Nachhaltigkeit

Material-Challenge bei Gasdruckbehältern

| Autor / Redakteur: Susanne Hartard, Vanessa Wilcken und Peter Böhm / Simone Käfer

Beim Recycling punktet Aluminium

Im Hinblick auf die strengen Richtlinien zur Entsorgung von Gasflaschen gehen die Wissenschaftler davon aus, dass alle Druckbehälter aus Aluminium, Stahl und Kunststoff gesammelt werden. Aufgrund der guten Recyclingfähigkeit von Aluminium und Stahl wird außerdem angenommen, dass 100 % der gesammelten Druckbehälter dieser Materialien stofflich wiederverwertet werden. Beim Recycling des Aluminiums treten qualitätsabhängige Materialverluste auf, die sich für Aluminium-Neuschrott auf maximal 2 % und für Altschrott auf maximal 5 % belaufen. Die Materialverluste für Stahl werden mit 5 % festgelegt. Da das HD-PE der gesammelten Kunststoffdruckbehälter nach dem Sortieren ebenfalls sauber und sortenrein anfällt, wird hier eine Recyclingrate von 90 % angenommen. Weil die Deponierung von GFK-Abfällen seit 2005 verboten ist, fließt das Material zu 100 % in die Müllverbrennung.

Als häufig diskutierte Umweltthemen wurden im Rahmen der Studie insbesondere die Kategorien Humantoxizität, Klimawandel, marine Ökotoxizität, terrestrische Versauerung und der fossile Ressourcenverbrauch genauer untersucht. Als Beispiel dient die Kategorie „Klimawandel“. Aus der Gegenüberstellung geht hervor, dass die größte Klimawirkung durch den Stahldruckbehälter verursacht wird. Die emittierte Treibhausgasmenge der Aluminiumflasche entspricht 93 % der Menge der Stahlflasche und die der Kunststoffflasche nur 69 %. Eine in diesem Zusammenhang interessante Untersuchung ist der Vergleich der Treibhausgasemissionen, die bei der Distribution der Druckbehälter anfallen: Da Stahlbehälter etwa doppelt so schwer wie Aluminium- oder Kunststoffbehältern sind, wird bei ihrem Transport auch rund 50 % mehr Kohlenstoffdioxid freigesetzt.

Aus Öko-Sicht hat Stahl keine Vorteile

Stahl weist in den meisten Kategorien und besonders im Bereich der Ökosystemqualität und der Ressourcenverbräuche die höchsten Werte auf. Im Bereich der menschlichen Gesundheit hingegen liegt die Wirkung der Kunststoffbehälter deutlich über der von Stahl und Aluminium. Die Wirkung der Stahldruckbehälter entspricht hierbei rund 53 % der Gesamtwirkung der Kunststoffdruckbehälter, die der Aluminiumdruckbehälter sogar nur 46 %.

Vergleicht man jedoch alle Ergebnisse, ist Kunststoff der größte Umweltsünder. Die Gesamtwirkung des Produktsystems Aluminium entspricht rund 64 % der Umweltwirkung der Kunststoffflaschen und die des Produktsystems Stahl 79 %. Der Vergleich ergibt, dass die Rohstoffgewinnung insbesondere bei Aluminium und Kunststoff den größten Teil an der Gesamtwirkung beiträgt. Bei Aluminium entspricht die Wirkung der Rohstoffgewinnung rund 83 % und bei Kunststoff 108 %. Bei Stahl hingegen ist der Herstellungsprozess des Druckbehälters inklusive der Halbzeuge und Vorprodukte mit 64 % der Gesamtwirkung dominant, was vermutlich auf eine verhältnismäßig schwierigere Bearbeitbarkeit von Stahl zurückzuführen ist.

Aus der Studie geht letztlich hervor, dass Aluminium für die meisten untersuchten Kategorien die geringste Umweltwirkung zeigt und als nachhaltigster Werkstoff für den Druckbehälterbau eingestuft werden kann, dicht gefolgt von Stahl. Kunststoff verliert insbesondere in der Rohstoffgewinnung und in der Wirkung auf die menschliche Gesundheit.

So wird Kunststoff zum Gewinner

Vernachlässigt man das Recycling und die Entsorgung der Materialien, so ergeben sich keine wesentlichen Unterschiede im Testergebnis. Doch was, wenn Sekundärwerkstoffe die Recyclingfähigkeit beeinflussen und der Druckbehälterhersteller die volle Verantwortung für Entsorgungs- und Verwertungsprozesse trägt? In dieser Variante fallen die Ergebnisse für Kunststoffbehälter besser aus. Denn hier wird dem Druckbehälterhersteller die Recyclingfähigkeit der genutzten Werkstoffe vollständig angerechnet, indem der erforderliche Primäraufwand unter Berücksichtigung der Verwertungs- und Recyclingraten durch Sekundärwerkstoff ersetzt wird. Diese Betrachtung führt so weit, dass Kunststoff verglichen mit Stahl und Aluminium die geringste Umweltwirkung zeigt.

Die vorliegende Ökobilanzierung hat gezeigt, dass Aluminium verglichen mit Stahl und Kunststoff der nachhaltigste Werkstoff im Druckbehälterbau ist. Das ausschlaggebende Element ist die Nutzungsdauer. Lässt man diese unberücksichtigt, erhöhen sich die Werte für Aluminium erheblich.

* Prof. Dr.-Ing. Susanne Hartard, Vanessa Wilcken und Prof. Dr.-Ing. Peter Böhm, Hochschule Trier in 54293 Trier, Tel. (06 51) 81 03-3 83, boehm@fh-trier.de

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