Abfallaufkommen

In der Literatur sind keine belastbaren Aussagen zu Abfallmengen verfügbar. Eine statische Abschätzung weltweit anfallender EoL-Motoren kann jedoch über den globalen Bestand und Literaturangaben zur Lebensdauer erfolgen. Wie in Tabelle 4-9 dargestellt, betrug der weltweite Bestand an Elektromotoren im Jahr 2007 insgesamt rund 2,2 Milliarden Stück.

Davon entfiel die größte Anzahl auf Motoren mit einer Leistung kleiner 0,75 kW [Plötz und Eichhammer 2011]. Der zweite wesentliche Faktor für die Abschätzung von Abfallmengen ist die Lebensdauer von Elektromotoren. Diese hängt jedoch von vielen Faktoren wie beispielsweise der Anzahl der Betriebsstunden, der Betriebslast oder der Häufigkeit von Start/Stopp-Vorgängen ab. Zudem sind starke Schwankungen in der Lebensdauer in Abhängigkeit von der Leistungsklasse festzustellen [Buchert et al. 2014, Reparaturdienstleister 2016]. Der Literatur können in Abhängigkeit von der Leistungsklasse die in Tabelle 4-10 aufgeführten Angaben zur Lebensdauer entnommen werden.

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Tabelle 4-9: Globaler Bestand von Elektromotoren für alle Anwendungsbereiche nach Leistungsklassen [Plötz und Eichhammer 2011]

Leistungsklasse in kW

Globaler Bestand 2007 in Mio. Stück

Erwartete Lebens-dauer in Jahren

< 0,75 2.000 6,7

0,75 - 375 230 7,7

>375 0,6 15

Neben Leistungsklasse, Einsatzgebiet und Betriebsweise lässt sich die durchschnittliche Lebensdauer von Elektromotoren durch Reparatur und Wartung zum Teil stark beeinflussen.

Dabei werden kleine Leistungsklassen weniger häufig repariert, da die Anschaffungskosten neuer Motoren vergleichsweise gering sind. Bei größeren Leistungsklassen kann die Lebensdauer der Motoren durch Reparatur jedoch deutlich erhöht werden. Nach [Buchert et al. 2014] können etwa permanentmagnethaltige Elektromotoren bei regelmäßigem Austausch von Verschleißteilen 30 bis 40 Jahre lang eingesetzt werden.

Mit den oben genannten Daten kann die Größenordnung der weltweit anfallenden ausgedienten Elektromotoren abgeschätzt werden. Die Ergebnisse der Abschätzung sind in Tabelle 4-10 dargestellt. Bei Elektromotoren mit geringer Leistung wurde in Anlehnung an [Buchert et al. 2014] angenommen, dass eine Verlängerung der Lebensdauer durch Reparatur und Wartung vernachlässigbar ist. Demnach wurde für diese Leistungsklasse entsprechend [Plötz und Eichhammer 2011] eine Lebensdauer von 6,7 Jahren angesetzt. Bei Motoren mit einer Leistung zwischen 0,75 und 375 kW ist bereits mit einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer durch Instandsetzungsmaßnahmen zu rechnen. Deshalb wurde in Anlehnung an [Buchert et al. 2014] angenommen, dass die Lebensdauer von 7,7 Jahren durchschnittlich auf bis zu 30 Jahre verlängert werden könnte. Bei Elektromotoren mit einer Leistung größer 375 kW könnte die von [Plötz und Eichhammer 2011] angegebene Lebensdauer von 15 Jahren durch Reparatur möglicherweise auf bis zu 40 Jahre erhöht werden. Diese Annahme stützt sich darauf, dass aufgrund der relativ hohen Anschaffungskosten gerade bei leistungsstarken Elektromotoren regelmäßig Instandsetzungsmaßnahmen durchgeführt werden.

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Tabelle 4-10: Hochrechnung der jährlich global anfallenden Abfallmenge an Elektromotoren nach [Plötz und Eichhammer 2011, Buchert et al. 2014]

Leistungsklasse

Durchschnittliche Lebensdauer in Jahren

Erreichbare Lebensdauer durch Wartung in Jahren

Globaler Bestand in Mio. Stück

< 0,75 6,7 6,7* 2.000

0,75 - 375 7,7 30** 230

>375 15 40** 0,6

Leistungsklasse globale Abfallmenge (max.) in Mio. Stück

Globale Abfallmenge (min.) in Mio. Stück

< 0,75 298,5 298,5

0,75 - 375 29,9 7,7

>375 0,04 0,015

* Kleine Leistungsklassen werden nach [Buchert et al. 2014] weniger häufig repariert, da die Anschaffungskosten vergleichsweise gering sind. Daher wird keine Verlängerung der Lebensdauer durch Reparaturen angesetzt.

** Annahme: Durchschnittliche Verlängerung der Lebensdauer von Motoren mittlerer Leistungsklasse durch Reparatur in Anlehnung an [Buchert et al. 2014]

Auf Grundlage der Literaturangaben und der getroffenen Annahmen liegt die jährlich weltweit anfallende Stückzahl von Motoren mit einer Leistung kleiner 0,75 kW bei knapp 300 Millionen Stück. Die Zahl ausgedienter Altmotoren aus dem mittleren Leistungsbereich bis 375 kW könnte in Abhängigkeit von der Lebensdauer zwischen knapp 8 und knapp 30 Millionen Stück liegen. Bei leistungsstarken Elektromotoren über 375 kW fallen pro Jahr schätzungsweise zwischen 40.000 und 150.000 Stück zur Entsorgung an. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der globale Bestand nicht nur industriell genutzte Antriebsmotoren sondern auch alle weiteren Anwendungsfelder von Elektromotoren abbildet. Ebenso ist die gezeigte Hochrechnung aufgrund der großen Varianz der Lebensdauer von Motoren unterschiedlicher Leistungsklassen mit großen Unsicherheiten behaftet.

Perspektivisch ist aufgrund der zunehmenden Automatisierung mit einer steigenden Nachfrage nach Elektromotoren in globalem Maßstab zu rechnen. Deshalb ist davon auszugehen, dass auch die Zahl der EoL-Motoren in Zukunft steigen wird [SEW 2015].

4.5.6.2 Abfallmengen in Deutschland und Europa

Da keine statistischen Erhebungen zu den anfallenden EoL-Motoren aus dem industriellen Bereich zur Verfügung stehen, wurde versucht, eine Abschätzung auf Grundlage von import- und exportbereinigten Produktionszahlen und der durchschnittlichen Lebensdauer zu treffen.

Produktionszahlen von Elektromotoren werden in Deutschland vom Statistischen Bundesamt erhoben. Die Angaben umfassen dabei die Gesamtheit aller produzierten Elektromotoren, sind

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also nicht auf die Anwendung in der Industrie beschränkt. Insgesamt ist die Zahl der produzierten Elektromotoren gemäß Tabelle 4-11 in Deutschland von 2012 bis 2014 leicht gesunken und lag nach letzter statistischer Erhebung bei ca. 92 Millionen Stück. Daten zu den Produktionsmengen in den Jahren 1995 bis 2011 sind auf Nachfrage bei Destatis grundsätzlich verfügbar. Allerdings sind die Daten aus diesen Jahren aufgrund von Änderungen im Güterverzeichnis nicht direkt mit den Angaben für den Zeitraum 2012 bis 2014 vergleichbar.

Tabelle 4-11: Deutsche Motorenproduktion der Jahre 2012 bis 2014 in Stück nach [Destatis 2015]

2012 2013 2014

104.355.002 90.922.119 92.521.123

Angaben zu im- und exportierten Mengen an Motoren sind über das Statistische Bundesamt über die Auswertung der entsprechenden Warennummern verfügbar und für die Jahre 2012 bis 2014 in Tabelle 4-12 ausgewiesen. Es zeigt sich, dass die Menge an importierten und exportierten Motoren in diesem Zeitraum jeweils in etwa zwischen 0,8 und 0,9 Millionen Mg lag. Lediglich im Jahr 2012 wurde eine etwas größere Menge von 985.000 Mg exportiert.

Tabelle 4-12: Im- und Export von Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren sowie Teilen davon in den Jahren 2012 bis 2014 nach [Destatis 2015a]

Import in Mg Export in Mg

2012 2013 2014 2012 2013 2014

841.877 813.088 860.046 985.525 847.343 851.458

Die Angaben umfassen neben den in Deutschland produzierten Motoren jedoch auch von Zwischenhändlern importierte Motoren, die für den anschließenden Weiterverkauf ins Ausland bestimmt sind. Zudem können auch gebrauchte Motoren in den statistischen Daten enthalten sein, wenn diese nicht separat ausgewiesen werden [Destatis 2015b]. Zudem sind die statisch verfügbaren Daten nicht auf Produktion und Handel mit Industriemotoren beschränkt, sondern umfassen allgemein alle Typen und Einsatzgebiete von Elektromotoren. Auch die bisher im Rahmen der Untersuchung befragten Akteure im Bereich der Industriemotoren konnten keine spezifischen Daten liefern, welche eine fundierte Hochrechnung der Abfallmengen in Bezug auf Industriemotoren ermöglicht hätten.

Konkretere Mengenangaben über industrielle Elektromotoren, die in Bezug auf die EU und Deutschland relevant sind, beziehen sich auf permanenterregte Servomotoren. Davon wurden in der EU im Jahr 2012 ca. zwei Millionen Stück für industrielle Anwendungen produziert.

Davon wurden wiederum rund eine Million Motoren in Deutschland hergestellt. Von letzteren wurden die eine Hälfte in deutschen Industrieanlagen eingesetzt, die andere Hälfte als

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Komponente von Maschinen und Anlagen ins Ausland exportiert [Bast et al. 2014]. Auf Grundlage dieser Daten und der Befragung von Servicedienstleistern im Bereich Industriemotoren ist davon auszugehen, dass die derzeit anfallenden permanent-magnethaltigen Elektromotoren nur einen geringen Anteil an den insgesamt ausgedienten Industriemotoren haben. Tendenziell ist jedoch davon auszugehen, dass diese Art von Servomotoren in Zukunft vermehrt in der Industrie zum Einsatz kommen wird [Buchert et al.

2014, Reparaturdienstleister 2016].