Einige Autohersteller sagen, dass das Recycling von Autoteilen die Zukunft sei. Aber ist es realistisch?

May 21, 2023

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Zukunft des Transportwesens

„Circular Manufacturing“ verspricht, Abfall durch die Wiederverwendung von Teilen für die Herstellung neuer Autos zu reduzieren. Es gibt Hoffnungsschimmer, doch diese werden derzeit von Herausforderungen überwogen.

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Von Roy Furchgott

Dieser Artikel ist Teil unserer Serie zur Zukunft des Transports, in der wir uns mit Innovationen und Herausforderungen befassen, die sich darauf auswirken, wie wir uns in der Welt fortbewegen.

Die Auspuffrohre von Autos stoßen jedes Jahr schätzungsweise 4,6 Tonnen Kohlendioxid aus, aber Autos beginnen schon lange bevor sie überhaupt auf die Straße kommen, die Umwelt zu verschmutzen. Und sie verschmutzen noch lange, nachdem sie weggeworfen wurden. Sie beginnen, Energie zu verbrauchen und Kohlenstoff auszustoßen, indem sie Stahl, Gummi, Kunststoffe, Glas, Lithium und Leder gewinnen und produzieren, aus denen sie gebaut werden. Wenn sie verschrottet werden, verrotten sie auf Schrottplätzen und geben dabei Fluorchlorkohlenwasserstoffe sowie tropfende Öle und Säuren ab, die eine Gefahr für das Grundwasser darstellen.

Jetzt bringen Wissenschaftler, Umweltschützer, politische Entscheidungsträger und Automobilhersteller eine Idee voran, die das ändern könnte. Ein Industriekonzept namens „Circular Manufacturing“ zielt darauf ab, den Kreislauf von Nehmen, Herstellen, Verwenden und Wegwerfen zu durchbrechen, indem Autos gebaut werden, deren Komponenten endlos für die Herstellung neuer Autos wiederverwendet werden können.

Die Idee ist neu genug, dass es keine Standarddefinition gibt – es gibt nicht einmal einen vereinbarten Namen. Es wird auch als zirkuläre Fertigung, Kreislaufwirtschaft oder Fertigung in einer Kreislaufwirtschaft bezeichnet. Dennoch ist die zirkuläre Fertigung Teil des europäischen Grünen Deals, der den Grundstein für neue Vorschriften für Automobilunternehmen legt.

Obwohl die Idee kaum über das Konzeptstadium hinaus ist, beeilen sich Automobilhersteller bereits, die zirkuläre Überlegenheit für sich zu beanspruchen. „GM Technology ist führend in der Kreislaufwirtschaft“, heißt es in einer Pressemitteilung aus dem Jahr 2020. Auch BMW, Ford, Toyota, Tesla und andere haben Ansprüche auf die Kreislaufzukunft erhoben. Branchenbeobachter warnen davor, dass der wichtigste Wert der Kreislaufwirtschaft vorerst in der Öffentlichkeitsarbeit liegen könnte.

„Dies ist eine gute Gelegenheit für viele Greenwashing-Aktivitäten seitens der Automobilunternehmen“, sagte Richard Gregory, Wirtschaftsprofessor an der East Tennessee State University, der sich mit dieser Praxis befasst. „Suchen sie aktiv nach Irreführung? Zum jetzigen Zeitpunkt ist es schwer zu sagen, weil es keine bundesstaatlichen Vorschriften darüber gibt, was sie tun.“

Das zentrale Merkmal der zirkulären Fertigung – die Zirkularität – schafft sowohl ein Dilemma als auch eine Chance: Es gibt keinen Ausgangspunkt, und jeder Teil des Zyklus ist so wichtig wie der andere. Das bedeutet, dass es kein zentrales Problem gibt, das angegangen werden muss, aber es bedeutet auch, dass selbst unklare Elemente des Automobilbaus zu Verbesserungen beitragen können.

Trotz der Herausforderungen gibt es bei so unterschiedlichen Unternehmen wie einem Superauto-Start-up in Kalifornien, einem Studentenprojekt in den Niederlanden und einem Konsortium für Automobilteile Fortschritte.

„Die Leute denken, wir sprechen nur über Recycling, aber es geht um viel mehr“, sagte Abhishek Gupta, der die Circular Cars Initiative des Weltwirtschaftsforums leitet. Im Großen und Ganzen besteht die Idee darin, den Energie- und Materialaufwand für die Herstellung eines Autos zu reduzieren. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen: zum Beispiel die Nutzung von mehr Wind- und Sonnenenergie im Herstellungsprozess oder die Herstellung von Teilen aus weniger oder recyceltem Material. „Wenn Sie sich die Maße für Kohlenstoff und Ressourcen ansehen, die Sie verbrauchen, können Sie den Grad Ihrer Kreislaufwirtschaft wirklich beurteilen“, sagte Herr Gupta.

Es klingt einfach. Doch eine 1998 von der Society of Automotive Engineers veröffentlichte Studie ergab, dass mittelgroße amerikanische Limousinen aus etwa 20.000 Bauteilen bestanden. Autos seien immer komplexer geworden, was für Recycler eine Herausforderung darstelle, sagte Greg Keoleian, Hauptautor der Studie und heute Professor am Center for Sustainable Systems der University of Michigan. „Am Ende der Lebensdauer des Fahrzeugs gibt es viel Raum für Verbesserungen“, sagte Herr Keoleian.

Autorecycler zerlegen wertvolle Teile, wie zum Beispiel funktionierende Motoren, zur Wiederverwendung. Die verbleibenden Hulks gehen an Schrottunternehmen, die den Rest normalerweise zerkleinern. Der Einsatz von gemischten Legierungsschnitzeln ist jedoch begrenzt.

Nehmen Sie Aluminium. „Der Aluminiumstrom ist in diesem Fall eine Mischung aus vielen verschiedenen Legierungen, einschließlich Gusslegierungen, die sich nicht gut in das Blech zurückverwandeln lassen“, das in Karosserieteilen verwendet wird, sagte John Weritz, Vizepräsident für Standards und Technologie bei der Aluminiumverband. Die Nachfrage nach sortenreinem Material wachse, da Automobilhersteller zunehmend leichte Aluminium-Karosserieteile verwenden, sagte er.

In der zirkulären Fertigung besteht die Antwort auf das Sortierproblem darin, den Designprozess so zu ändern, dass er einen Plan für die Demontage enthält, sodass ein ausgedientes Auto leicht in die gleichen Quellen Metall, Kunststoff, Gummi und Glas getrennt werden kann. Die Ausstattung von Autos mit leicht zu recycelnden Materialien trägt dazu bei, Hersteller von Lieferkettenproblemen zu befreien: Das Auto wird zu seiner eigenen Lieferkette.

Ein Bereich, in dem die Automobilindustrie nach eigenen Angaben spürbare Fortschritte erzielt, ist bei Verpackungs- und Versandmaterialien. „Wir haben die Verpackung durch die Verwendung wiederverwendbarer Versandbehälter reduziert“, sagte Kevin Butt, Vorsitzender der „Suppliers Partnership for the Environment“, einem Konsortium aus Unternehmen und Regierungsbehörden, die sich mit Transport befassen. Obwohl die Idee nicht neu ist, sagte Toyota North America, wo Herr Butt Direktor für ökologische Nachhaltigkeit ist, dass seit 2017 65 Millionen Pfund Pappe und 171 Millionen Pfund Holzkisten eingespart und durch den Einsatz von Containern 273 Millionen US-Dollar eingespart wurden Aus recyceltem Kunststoff geformt, um Teile wie Streben, Katalysatoren und Lenkradwellen zu versenden. Das Konsortium möchte, dass die Praxis von allen seinen Mitgliedern übernommen wird.

Zwischen Bauen und Recycling gibt es natürlich auch eine Nutzung. Das dortige zirkuläre Ziel besteht darin, die Lebensdauer eines Autos zu verlängern: Weniger neue Autos bedeuten, dass weniger Materialien und weniger Energie für den Bau eines neuen Autos benötigt werden. Aber es gibt einen Haken: Ab einem bestimmten Punkt kann die Weiterführung eines alten Autos mehr zur Umweltverschmutzung beitragen als der Bau eines neuen Autos.

„Wenn wir Spritfresser zu lange auf der Straße lassen, profitieren wir aus materieller Sicht, aber nicht aus Emissionsgesichtspunkten“, sagte Jennifer Russell, Mitverfasserin eines UN-Berichts zur Kreislaufwirtschaft.

Eines der ehrgeizigeren Projekte, um Autos auf der Straße zu halten, ist Renaults Refactory in Flins, Frankreich, eine 915.000 Quadratmeter große Anlage, die einem umfangreichen Experiment zur Herstellung und Überholung von Autos sowie der Umstellung einiger auf Elektroantrieb gewidmet ist. Es entsteht eine Demontagelinie, um Teile für ausgemusterte Autos sowie sortenreine Ströme von Metallen und Kunststoffen für das Recycling bereitzustellen. Möglicherweise werden auch einige gasbetriebene Fahrzeuge auf Elektrofahrzeuge umgestellt, mit dem Ziel, in diesem Jahr 25.000 Fahrzeuge wieder in Betrieb zu nehmen.

Das Hauptelement des Experiments betrifft die Frage, wie man Zirkularität als Unternehmen umsetzen kann. „Sie können nicht alles tun, weil es gut für die Umwelt ist; sie müssen einen geschäftlichen Grund dafür haben“, sagte Alice Bodreau, Global Partners Manager bei der Ellen MacArthur Foundation, einer gemeinnützigen Organisation, die sich der Kreislaufwirtschaft verschrieben hat und mit Renault zusammenarbeitet .

All dies hat die Aufmerksamkeit großer Automobilhersteller auf sich gezogen. Letztes Jahr sorgte BMW auf der Internationalen Automobilausstellung in München mit dem iVision für Furore, einem Konzeptauto, das angeblich vollständig recycelbar sei. Diese Bemühungen liegen jedoch weit hinter einer weniger bekannten studentischen Initiative an der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden zurück, die seit Jahren recycelbare Konzeptautos herstellt.

Die Studierenden, die mittlerweile in der vierten Generation dieses Fahrzeugs unterwegs sind, das in diesem Jahr den Namen ZEM (Zero Emission Mobility) trägt, könnten den Majors noch voraus sein. Der vielgelobte iVision von BMW hatte den Stil eines Kleinwagens: winzig, quadratisch und schlicht. Die Studenten empfanden die Öffentlichkeit als gleichgültig gegenüber einer ähnlichen Ästhetik in ihren vorherigen Versionen – aber sie haben einen Plan, dieses Problem zu lösen.

„Dieses Jahr wollten wir ein wirklich knallhart aussehendes Auto bauen, damit die Leute Lust darauf haben, damit zu interagieren“, sagte Louise de Laat, Managerin des Schülerteams für die TUecomotive-Initiative der Schule. Der für rund 50.000 US-Dollar gebaute ZEM hat flüchtige Ähnlichkeit mit dem sportlichen BMW 4 M Coupé und besteht aus 3D-gedrucktem Kunststoff, der mit Glas- oder Kohlefaser verstärkt ist. Der ZEM wird derzeit für eine Tournee nach Amerika verschifft.

Selbstverständlich unterliegen die Konzeptmodelle und Studentenprojekte der Automobilhersteller keinen Einschränkungen durch Sicherheitsvorschriften. Aber der Autokonzern Divergent 3D produziert jetzt den Czinger 21C, der nicht nur nach den Prinzipien der zirkulären Fertigung entwickelt wurde, sondern auch für den Straßenverkehr zugelassen ist und in Laguna Seca einen Geschwindigkeitsrekord aufstellte. Das Auto wird im 3D-Druckverfahren hergestellt, wodurch die Materialmenge, die in einem Auto verwendet wird, um durchschnittlich 40 Prozent reduziert wird, ohne dass die Festigkeit darunter leidet. Die aus Aluminium gedruckten Teile können zerstäubt und das Pulver wiederverwendet werden, was energieintensiv erscheinen würde, aber der Firmengründer Kevin Czinger sagte: „Die Energiemenge ist weitaus geringer, wenn man berücksichtigt, dass man Materialien durch Bergbau gewinnt.“ ."

Leider steht das „öko“ in „umweltfreundlich“ vorerst nicht für Sparsamkeit. Der erste große Hersteller, der einen 3D-gedruckten Divergent-Hilfsrahmen verwendet, ist Aston Martin, der einen solchen in das aufsehenerregende DBR22-Cabriolet in limitierter Auflage einbauen wird. Der Preis? Ein Basismodell kostet Sie rund 2 Millionen US-Dollar.

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