Das Ziel der Klimaneutralität treibt die industrielle Entwicklung an. Aluminium leistet dazu einen wichtigen Beitrag. Beim Aluminiumrecycling nutzt die Trimet Aluminium SE von der Ofentechnik bis zur Legierungsentwicklung alle Entwicklungspotenziale.

Aluminium ist ein junger Werkstoff. Das Leichtmetall wird seit rund 100 Jahren in der industriellen Fertigung eingesetzt, wurde aber erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zum Massenprodukt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind bei Weitem noch nicht ausgereizt. Im Transportbereich, bei Verpackungen, für den Leitungsausbau von Stromnetzen und im Bausektor findet Aluminium immer neue Einsatzbereiche. Vor allem Klimaschutz und Nachhaltigkeit lassen die Nachfrage nach dem Leichtmetall wachsen. Gleichzeitig steigen die ökologischen Anforderungen an den Grundstoff, um den CO2-Footprint der Produkte zu minimieren, in denen er verbaut ist.

Der steigende Aluminiumbedarf erfordert die Bereitstellung von Primäraluminium. Das Recycling von gebrauchtem Metall wird auf absehbare Zeit die Nachfrage nicht decken können, zumal Aluminium mit einer Einsatzdauer von rund 30 Jahren sehr langlebig ist. Im Rahmen einer Circular Economy betrachtet Trimet deshalb den gesamte Lebenszyklus von der Primärerzeugung in den Aluminiumhütten über die Prozesse der Weiterverarbeitung bis zur Aufbereitung und Wiederverwertung gebrauchter Produkte. Neben der Entwicklung von Herstellungsverfahren für „grünes“ Aluminium und klimaschonenenden Verarbeitungstechniken bildet das Recycling einen Schwerpunkt.

Aluminium ist gespeicherte Energie. Die beste Form der Ressourceneffizienz besteht darin, diese Energie durch die Wiederverwertung des Werkstoffs nach dem Lebensende des Produkts in stets neuen Zyklen immer wieder nutzbar zu machen. Das Umschmelzen von Schrotten erfordert mit etwa fünf Prozent nur einen Bruchteil der für die Primärproduktion erforderlichen Energie. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Denn Aluminium behält stets seine Qualität. So verbessert jede Wiederverwertung die Energiebilanz des Werkstoffs und verkleinert seinen CO2-Footprint. Gemeinsam mit unseren Kunden haben wir bei Trimet geschlossene Wertstoffkreisläufe etabliert, mit denen Sekundärrohstoffe in die Produktion zurückkehren, wo sie hochwertige Produkte mit einer verbesserten Klimabilanz auszeichnen. In diesem sogenannten Closed-Loop-Recycling setzen wir jährlich mehr als 270.000 Tonnen wiederverwertetes Aluminium um.

Die Trimet Recyclingstandorte setzen neue Verfahren ein und investieren kontinuierlich in innovative Technik zur weiteren Verbesserung der Energieeffizienz. Wir haben dazu sämtliche Prozessschritte von der thermischen Vorbehandlung über das Schmelzen bis zur Brennersteuerung untersucht. Für den Betrieb von Schmelzöfen hat Trimet ein Regelkonzept für Schmelzaggregate, Schmelz- und Rührtechnologien aufgestellt, das den Primärenergiebedarf verringert. Für unsere Recyclingstandorte haben wir eine auf unseren speziellen Bedarf ausgerichtete Brennersteuerung entwickelt. Der schaltbare Regenerativbrenner hat eine deutlich verbesserte Energieeffizienz, reduziert den Stickstoffoxid-Ausstoß und erhöht außerdem die Metallausbeute beim Schmelzvorgang. In unserem Recyclingwerk in Gelsenkirchen bereiten wir zudem die Versorgung mit wasserstoffhaltigem Prozessgas aus einer benachbarten Kokerei vor. Das Gas hat einen Wasserstoffanteil von rund 60 Prozent und wird damit den CO2-Fußabdruck in der Produktion nochmals um mehrere tausend Tonnen CO2 reduzieren. Auch außerhalb der Recyclingwerke wird gebrauchtes Metall wiederverwertet. In der Gießerei der Essener Aluminiumhütte wird die Hitze des in der Elektrolyse gewonnenen Primärmetalls genutzt, um Aluminiumschrotte nahezu ohne zusätzlichen Energieeinsatz einzuschmelzen.

Die Integration von Recyclingmaterial bildet auch einen Schwerpunkt bei der Entwicklung neuer Werkstoffe. Von Aluminiumlegierungen werden heute nicht nur Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Leitfähigkeit verlangt. Der CO2-Footprint ist in gleicher Weise relevant. Bei der Legierungsentwicklung sind verschiedene Aspekte zu berücksichtigen, die die Materialeigenschaften bestimmen. Dazu gehören Einflüsse auf der mikrostrukturellen Ebene ebenso wie beispielsweise das Aushärtungsverhalten, die natürliche Alterung und die nachfolgende Wärmebehandlung. Außerdem gilt es, die Anforderungen an prozesssichere Verbindungen mit unterschiedlichen Werkstoffen zu berücksichtigen. Vor diesem Hintergrund arbeiten die Forschungslabors bei Trimet in verschiedenen Kooperationsprojekten daran, den Recyclinganteil in Legierungen weiter zu steigern, ohne die Eigenschaften des Werkstoffs zu beeinträchtigen.

Schwerpunkte sind dabei verschiedene Legierungsanteile wie zum Beispiel Eisen und Kupfer, die vor allem bei den im Automobilbau eingesetzten Aluminiumlegierungen die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionseigenschaften beeinflussen. Diese Eigenschaftsveränderungen müssen minimiert und bei den Anforderungen berücksichtigt werden. Die Verfügbarkeit entsprechender Recyclingmaterialien wird dabei zusätzlich berücksichtigt. Einige Trimet Legierungen bestehen schon heute bis zu 95 Prozent aus Recyclat. Die Forschungstätigkeiten können das Legierungsspektrum mit hohem Recyclatanteil weiter steigern, wobei jedoch berücksichtigt werden muss, dass rund 75 Prozent des produzierten Aluminiums immer noch im Einsatz sind.

Trimet will durch diese innovativen Prozesse den Recyclinganteil weiter steigern. Die Produktion von Primär-aluminium am Industriestandort Deutschland wird weiter notwendig bleiben, um den hohen Bedarf an qualitativen Werkstoffen zu decken. Die Kombination von klimaschonend erzeugtem Primäraluminium und intensiviertem Recycling nutzt Synergieeffekte, die den CO2-Fußabdruck von Aluminium aus heimischer Produktion weiter reduzieren.

TRIMET Aluminium SE

Circular-Economy-Bereich

• Recover, Recycling

Innovative Technologien/Service

• Aufbereiten
• Brennertechnik
• Prozesswärme
• Legierungsentwicklung

Adressierter Werkstoff

• Aluminium

Impact

• Produkte 80% recycelbar

www.trimet.de

Abbildungen
Abbildung 1: Durch neue Verfahren hat Trimet die Energieeffizienz seiner Umschmelzöfen erheblich verbessert.
Abbildung 2: Im Closed-Loop-Recycling setzt Trimet jährlich mehr als 270.000 Tonnen wiederverwertetes Aluminium um.
Abbildung 3: Die Integration von Recyclingmaterial ist ein Schwerpunkt der Legierungsentwicklung bei Trimet. 

Fotos: Trimet