Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft ist es seit jeher ein großes Ziel der Müller-Guttenbrunn Gruppe, dass produzierende Unternehmen schon bei der Herstellung ihrer Produkte an den Recycling-Prozess denken. Denn wenn ausgediente Altgeräte entsprechend einfach verwertet werden können, erhöht sich die Recyclingtiefe, und die Gewinnung sortenreiner Stoffe aus dem Recycling-Prozess wird vereinfacht und so effizienter.
Mit der Firma Fronius hat die Müller-Guttenbrunn Gruppe einen Kooperationspartner, dem das Thema der nachhaltigen Kreislaufwirtschaft als Produzent genauso wichtig ist. Bereits seit drei Jahren arbeiten die Forschungsabteilungen der beiden Unternehmen deshalb eng zusammen und tauschen sich laufend aus. Fronius ist bekannt als Premium-Hersteller von Wechselrichtern für Photovoltaik-Anlagen. Diese dienen zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom. Der international agierende Hersteller ist nicht zuletzt für die hochwertige Qualität seiner Produkte bekannt.
Um auf der einen Seite die gewünschte Qualität zu gewährleisten, aber auch möglichst nachhaltig zu produzieren, machen sich die Mitarbeiter der Fronius Forschungs- und Entwicklungsabteilung intensive Gedanken darüber, aus welchen Materialien beispielsweise ein Wechselrichter zusammengesetzt werden soll, damit er am Ende möglichst einfach zu recyclen ist.
Die Hauptbestandteile eines Wechselrichters sind unter anderem Aluminium, technische Kunststoffe, Spulen, verzinkter Stahl und Leiterplatten. Da dieser Inverter allen möglichen Witterungen standhalten muss, wird hoher Wert auf Schutz der Komponenten gelegt. Dadurch kann man eine Mindestlebensdauer von 20 Jahren erwarten.
Fachgespräche mit Fronius R&D Mitarbeitern
Um ein Gefühl zu entwickeln, wie Wechselrichter am besten recycelt werden, wurde ein achtköpfiges Team des Herstellerbetriebs Fronius zu einer Besichtigung der Recycling-Anlagen eingeladen. Vertreten waren Entwickler, das Nachhaltigkeit-Management und ein externer Berater, welcher Fronius im Bereich von Lebenszyklus-Analysen unterstützt.
Das Team von Fronius erfuhr bei einer Führung mehr über die einzelnen Schritte und Fraktionen der Recycling-Prozesse.
Die Bauteile des Wechselrichters wurden vor der Zerkleinerung pink angesprüht.
Zuerst zerkleinerte man bei MGG Metrec – im EVA-Shredder – ein paar Bauteile eines Wechselrichters. Diese wurden vorab pink angesprüht, um sie danach im Material-Haufen wiederzuerkennen. Die Wechselrichter-Teile bedeuten für den großen und massiven Shredder nämlich eine kleine Materialmenge. Durch die knallige Farbe konnten die Teilchen allerdings schnell gefunden werden.
Innovationsmanager Daniel Forstner berichtet von den ersten Erkenntnissen: „Die Leiterplatten an sich sind gut recyclebar. Die Herausforderung ist, dass sich der Verguss einfach und schnell von der Platine löst. Außerdem gewinnt man im Laufe dieses Vorgangs wertvolle Kupferspulen. Auch das Recycling der in den Wechselrichtern verbauten Kabel funktioniert einwandfrei.“
Nach der mechanischen Behandlung im EVA-Shredder wurden Wechselrichter-Spulen aussortiert.
Langlebigkeit oder 100 % recyclebar?
Einzig und allein an der Beschichtung der Wechselrichter ist man bei den Shredder-Versuchen gescheitert. Die Vergussmasse hat Harz-Bestandteile und ist somit kein klassischer Kunststoff wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) oder PS (Polystyrol). Die einzige Recycling-Methode für das Syntheseprodukt ist daher die Verbrennungsfraktion.
Diese Vergussmasse dient zum Schutz der metallischen und elektronischen Bauteile vor Wind und Wetter. Es wäre möglich, auf diesen Überzug zu verzichten, allerdings würden darunter die Qualität des Produkts sowie dessen Langlebigkeit leiden. Daniel Forstner empfahl dem Team von Fronius daher aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten: „Am Ende ist es besser, in eine lange Lebensdauer des Produkts zu investieren. Man sollte lieber daran arbeiten, die einzelnen Bauteile noch beständiger zu gestalten, um die Lebenserwartung der Wechselrichter noch um einige Jahre zu erhöhen. Würde man sich auf die Recycling-Fähigkeit konzentrieren, wäre ein einzelner, nicht versiegelter Wechselrichter zwar günstiger in der Produktion und für den Konsumenten, jedoch würde der Kunde auf im Vergleich zu einem Produkt mit Vergussmasse zwei dieser Geräte benötigen. Es wäre also der doppelte Materialeinsatz vonnöten, und das ist nicht effizient. Außerdem ist Fronius kein Billiganbieter, sondern der Premium-Hersteller schlechthin. Und am Ende des Tages landen ja sowieso vergossene sowie nicht vergossene Schrott-Teile der Wechselrichter im EVA-Shredder. Setzt man auf Hochwertigkeit, bleiben die Abfallmassen überschaubar.“ Dieser Empfehlung steht Fronius sehr positiv gegenüber.
Ergebnisse der Lebenszyklus-Analyse
Durch einen von Fronius‘ Leitsprüchen – „Design for Recycling“ – hat sich der Betrieb als eines der obersten Ziele gesetzt, den ökologischen Fußabdruck ihrer Produkte zu reduzieren. Den aktuellen Stand dieses Bestrebens und entsprechende Fortschritte kann man per Lebenszyklus-Analyse (LCA) bestimmen. In Zusammenarbeit mit dem externen LCA-Partner Harald Pilz von to4to (together for tomorrow) hat Fronius im Jahr 2020 eine Lebenszyklusanalyse für den Wechselrichter GEN24 Plus durchgeführt. Im Frühjahr dieses Jahres wurde die LCA für den gewerblichen Wechselrichter Tauro Eco 100 abgeschlossen. Mit dem „Cradle-to-Grave Ansatz“ also „von der Wiege bis zur Bahre“ wurde dieser Wechselrichter ganz genau unter die Lupe genommen. Folgende Lebenszyklusphasen, verbunden durch Transporte, wurden in der LCA betrachtet.
- die Beschaffung von Rohstoffen,
- die Produktionsphase an den Fronius-Standorten,
- die Nutzungsphase und
- die End-of-Life-Phase (EOL).
Nach der Auswertung aller wichtigen Daten kommt Fronius auf einige sehr erfreuliche Ergebnisse. Betrachtet man die Amortisationszeit – der Zeitraum bis zum Ausgleich aller CO2-Emissionen, die durch die Produktion und Transporte entstanden sind – schneidet der Tauro ECO 100 Wechselrichter sehr gut ab. Ab diesem Zeitpunkt produziert der Wechselrichter „Extra-Energie“, die je nach Szenario bis zu 62-mal höher ist als die im ganzen Lebenszyklus benötigte Energie des Geräts.
In Summe machen der Transport der Materialien und Bauteile zu Fronius, die Produktion sowie der Transport zu den Kunden wenige Prozent der Umweltwirkungen der Wechselrichter im gesamten Produktlebenszyklus aus. Dies ist einerseits dadurch begründet, dass Fronius primär auf Bahn-, See- und LKW-Fracht setzt und andererseits den eigenen Energiebedarf zu 100% aus Ökostrom deckt. Und in Sachen Abfall-Management sind die ausgedienten Alt-Geräte bei der Müller-Guttenbrunn Gruppe richtig aufgehoben.
Fronius sowie MGG halten sich an alle entsprechenden WEEE-Richtlinien. Durch den Recycling-Prozess können Rohmaterialien und Energieträger substituiert werden, sodass sich der CO2-Fußabdruck des Wechselrichters reduziert. Fronius ist also auf dem richtigen Weg und durch intensive Forschung sowie die besten Kooperationspartner wird man sicherlich künftig noch effizienter in Sachen Umweltschutz werden.
Weitere Informationen bezüglich der beiden LCAs, stehen per Whitepaper unter www.fronius.com zum Download bereit.