Recycling in einer Circular Economy
Prof. Dr. Kathrin Greiff
Vorstellung Vertiefungsrichtung Recycling – Master UIW
27.08.2021 - online
2 27.08.2021 Prof. Greiff – UIW Vertiefung Recycling
Circular Economy – Definition
Circular Economy:
„(…)The value of products, materials and resources is
maintained in the economy for as long as possible,
and the generation of
waste is minimised (…),
to develop a sustainable, slow carbon, resource efficient and competitive economy .“
(EC, 2015)
Objective: Achieving longer material service lifetime
Sustainability
Circular Economy
Environmental goals
Reduce resource use
Reduce emissions
Reduce material waste
Increased renewable share
Increased product durability
Source: Own illustration Source: Elia et al. 2017
Design
27.08.2021 4
Refuse Rethink Reduce Smart/
Innovative manufactur- ing and use of
products
Replacement of previous products with new PDL systems
Intensification of product use (e.g. by sharing)
Increase material efficiency
Further use of existing products by other consumers
Repair/maintenance of defective products and further use
Reconditioning of defective products and further use
Usage of modules/components of a defective product in a new product with the same function
Usage of modules/components of a defective product in a new product with modified function
Processes for production of materials with the same or lower quality
Combustion of materials with energy recovery
Reuse Repair Refurbish Remanufacture
Repurpose Increased
lifetime of products and product parts
Recycle Recover Usage of
materials and substances
In cr ea se in cir cular ity
R- Strategies Circular
Economy
Linear Economy
Source:
Own illustration according to Potting et al. 2017
Prof. Greiff – UIW Vertiefung Recycling
Produktkategorien mit hohem Potenzial für CE
Quelle: verändert nach EU COM 2019
Sektoren
Rohstoffe
Ver-
packung Ernährung
Elektro- und Elektronik
Produkte
Transport Möbel Bau Be-
kleidung Hygiene Landw.
Biomasse Holz und Papier Textilien Kunststoffe Metalle Phosphor Mineralik
Verknüpfung von Materialflüssen, Produkten und Sektoren
Lehrveranstaltungen Vertiefung Recycling UIW - Überblick
6 27.08.2021 Prof. Greiff – UIW Vertiefung Recycling
Pfli chtbe reich 28 -33 CP
Anwendungswerkstatt Biologische Abfallbehandlung
Seminar Planung von zirkulären Wertschöpfungsketten
Probenahme & Rohstoffanalyse
Sensortechnik in der Rohstoffwirtschaft Stoffstrombilanzierung und Bewertungsmethoden
Modellbildung für Aufbereitungsprozesse Konsumrohstoffe
Kunststoffe & Papier
Planung von Abfallbehandlungsanlagen
Master- arbeit Wahlpflicht-
bereich
Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
Weitere Vertiefungsfächer Softskills Sprachen
Metalle
Eisen & Stahl, NE Metalle
Metallurgische Prozesstechnik
Nachwachsende Energierohstoffe Bioenergie
Masterarbeit / -kolloquium Praktikum
Monitoring CE: Massenbilanzieller Ansatz
» Vereinfachtes Stoffstrommodell Deutschland
Importe Extraktion
Nutzung Abfall
Material Input (DMI)
Energetische Verwertung
Stoffliche Verwertung Recycling
Material
Exporte Besei-
tigung
*Siedlungsabfall
**CMU: Circular Material Use Rate
Verwertung
D: 67%*
(2016)
D: 27%*
(2016)
D: 12%*
EU: 12 %**
(2016)
D: 94%*
EU: 46 %*
(2016)
Für ausgewählte Massenrohstoffe werden die Recyclingwege unter Berücksichtigung
technisch wirtschaftlicher Bedingungen der wichtigsten Akteure im Kreislauf und
gesetzlicher Anforderungen beleuchtet.
Stoffsysteme
» Massenrohstoffe
Sekundärrohstoff Menge Deutschland [t/a]
Anteil sek.
Rohstoffeinsatz [% von Produktmenge]
Papier, Pappe,
Kartonagen 22,7 Mio. t 61 %
Kunststoffe 20,4 Mio. t 11 %
Fe-Metalle 23,9 Mio. t 45 %
NE-Metalle 1,07 Mio. t 60 %
Mineralische
Baustoffe 620 Mio. t 28 %
Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
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Quelle: bvse e.V.
Wie funktionieren einzelne Recyclingsparten ?
Bedeutung thermischer Verfahren für die energetische Verwertung von Abfällen als Sekundärrohstoffe
Abfall als Energierohstoff – waste to energy pro und contra
„Bioenergie“ aus nachwachsenden Rohstoffen oder aus Abfällen? Konflikt „Tank oder Teller“ bzw.
zwischen energetischer und stofflicher Verwertung
Technologie zur Nutzung von Energierohstoffen im Spannungs-feld von technisch Machbarem, gesetzlich Zulässigem und wirtschaftlich Verträglichem
Thermische Verfahren Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
27.08.2021 Prof. Greiff – UIW Vertiefung Recycling 10
Stoffstromcharakteristika erkennen
▪ Stoffliche Zusammensetzung (Handsortierung auf Partikelebene)
▪ Korngrößenverteilung (Prüfsiebung)
▪ Schüttdichte?
▪ Wassergehalt?
→ Verbesserte Sortierung für reine Sekundär Rohstoffe
Anwendung von KI (Künstlicher Intelligenz) Methoden des Mchine & Deeo Learnings
▪ Steuerung von Recyclingprozessen
▪ Qualitätssicherung
▪ Verknüpfung mit ökologischer & ökonomischer Bewertung
Sensortechnologie
…
(b)
(a) (c)
(d) (e)
Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
12 27.08.2021 Prof. Greiff – UIW Vertiefung Recycling
Sensortechnologie
Quelle: ANTS Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
Prozessmodellierung
Planung von Anlagen
Bewertungsmethoden: Stoffstromanalyse & LCA
Anwendung und Bewertung von Wertschöpfungskreisläufe
▪ Technisch
▪ Wirtschaftlich
▪ Ökologisch
Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
Lehrveranstaltungen Vertiefung Recycling UIW - Überblick
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Pfli chtbe reich 28 -33 CP
Anwendungswerkstatt Biologische Abfallbehandlung
Seminar Planung von zirkulären Wertschöpfungsketten
Probenahme & Rohstoffanalyse
Sensortechnik in der Rohstoffwirtschaft Stoffstrombilanzierung und Bewertungsmethoden
Modellbildung für Aufbereitungsprozesse Konsumrohstoffe
Kunststoffe & Papier
Planung von Abfallbehandlungsanlagen
Master- arbeit Wahlpflicht-
bereich
Rohstoffkreisläufe
& nachhaltiges Stoffstrommanagement
Verfahrenstechniken &
Technologien
Modellierung & Bewertung von Recyclingprozessen &
Wertschöpfungskreisläufen
Weitere Vertiefungsfächer Softskills Sprachen
Metalle
Eisen & Stahl, NE Metalle
Metallurgische Prozesstechnik
Nachwachsende Energierohstoffe Bioenergie
Masterarbeit / -kolloquium Praktikum
Ingenieuraufgaben
» Kenntnisse
Roh- und Reststoffen & ihrer Genese
Technische Aufbereitung &
Sortierung
Produktbewertung
Eignung für Folgeprozesse
Absolventen erwerben:
Breite Kenntnis der Mechanismen im Recyclingmarkt und den technisch-wirtschaftlichen Bedingungen in der Wertschöpfungskreisläufe in einer Circular Economy
Fähigkeit zur Modellierung von Recyclingprozessen bis zur Planung von konkreten Anlage
Methodische Sicherheit bei der Kalkulation von Investitionen und den Betriebskosten von Anlagen zum Recycling
Diskussionsfähigkeit zur technisch-wirtschaftlich-ökologischen Bewertung von Recyclingprozessen
Einordnen von Recyclingprozessen in Stoffkreisläufe und im übergreifenden Konzept einer Circular Economy
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Vertiefung Recycling UIW
Industrie
▪ Projektingenieur im produzierenden Gewerbe und Industrie als Spezialist für nachhaltige Circular Economy Strategien
▪ Umweltschutz und Arbeitssicherheit, Stoffstrommanagement
Ingenieurbüros
▪ Projektingenieure, Anlagenplanung und -optimierung
Maschinen- und Anlagenbau
Anlagenbetreiber in der gesamten Prozesskette
Kommunale und Private Entsorgungsbetriebe
▪ Logistik, Betriebsleitung
Verwaltung auf kommunaler, Landes- und Bundesebene
▪ Referenten
Verbände auf nationaler und internationaler Ebene
Forschungseinrichtungen
Und nach dem Studium?
Prof. Dr. Kathrin Greiff Institutsleiterin
Institut für Anthropogene Stoffkreisläufe (ANTS) RWTH Aachen University
Wüllnerstr. 2 52062 Aachen Tel: +49 241 80-95700 Fax: +49 241 - 80 92232 Kathrin.Greiff@ants.rwth-aachen.de
www.ants.rwth-aachen.de
