Endbericht - NachhaltigWirtschaften.at
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Neben der Schaffung einer verbesserten Infrastruktur zur getrennten Sammlung sind begleitende Informationskampagnen zur Information und Motivation der Bürger von großer Bedeutung. Ein positives Beispiel dafür ist die EAK-Schulkampagne mit Ausgabe einer Schul-DVD. Eine weitere begleitende Maßnahme stellt die Eindämmung der illegalen Exporte von Elektroaltgeräten dar. Weitere Vorschläge zur Optimierung der Rückgewinnung stellen folgende Punkte dar: o Erarbeiten von Listen mit der Charakterisierung von Produkten im Hinblick auf kritische Ressourcen o Untersuchung der Sensitivität (Ökobilanzen) und der Wirtschaftlichkeit der Rückgewinnung o Erarbeitung von technischen Optionen zur Aufbereitung von Schlacken aus der MVA zur Rückgewinnung von Kupfer und Edelmetallen 10.3 Windkraftanlagen Eine Wachstumsbranche, in der Neodym eingesetzt wird, ist die Windkraft. Die im Jahr 2009 installierte Anlagenkapazität in der EU (EU 27) betrug 132 TWh [BMU 2011]. Viele Windkraftanlagen (WKA) benötigen zur Anpassung der Umdrehungsgeschwindigkeit von der Rotornabe zur Generatorwelle ein Übersetzungsgetriebe. Damit sind jedoch folgende Nachteile verbunden: o Getriebeöl und Zusatzeinrichtungen wie Temperaturüberwachung, Kühler, Pumpe, Flüssigkeitsstands-Messung, Verrohrung und Auffangwanne werden benötigt. o Energieverluste im Getriebe. o Windböen können bei kleineren Windrädern das Getriebe überlasten und frühzeitig zum Abrieb führen. o Größeres Gewicht von Getriebe-Systemen bei kleinen Windrädern. o Raumbedarf für das Getriebe. o Größerer Verbrauch an Stahl durch die Errichtung des Getriebes. Gemäß Angaben der Fa. VESTAS können bei einer getriebelosen 3 MW-Anlage ca. 10 t Stahl eingespart werden [VESTAS 2013]. Die Verwendung von FeNdB-Magneten in getriebelosen WKA ist eine der technischen Möglichkeiten zur Vermeidung der genannten Nachteile und trägt zur Leistungssteigerung der WKA bei. Nicht jede getriebelose WKA enthält jedoch Neodym. Grundsätzlich können 232
die folgenden technischen Möglichkeiten der sogenannten „Erregung“ der Generatoren unterschieden werden [Giersch 2003]: o o o Schleifringerregung Bürstenloste Erregung (zum Beispiel: sogenannte RG-Sätze) Permanentmagnet-Erregung Die weitere Unterscheidung der Generatormodelle in Synchron- und Asynchrongeneratoren sowie die Anwendung von Hybrid-Systemen (Getriebe kann „kurzgeschaltet“ werden) führen dazu, dass der europäische WKA-Markt für Nichtexperten unübersichtlich ist. Hinzu kommt noch die steigende Präsenz ostasiatischer (vor allem chinesischer) Hersteller und Zulieferer auf dem Markt, welche die Recherchen erschwert. Der globale Marktanteil getriebeloser WKA für das Jahr 2008 wurde auf ca.15 % geschätzt [Urban 2010]. Ein Windkraft-Experte des europäischen JRC, R.L. Arantegui gab in einer persönlichen Mitteilung an Moss für das Jahr 2009 einen Marktanteil von 14 % an [Moss et al. 2011]. Jener für getriebeloser WKA (14 bzw. 15 %) kann jedoch nicht für eine Schätzung von Nd in WKA verwendet werden, da die Anteile der oben genannten Generatoren-Typen, z.B. getriebelose WKA mit Schleifringerregung, nicht bekannt sind. Der Anteil der Nd- Technologie-WKA ist somit geringer als 14 bzw. 15 %. Buchert et al. (2011) schätzten dass im Jahr 2010 nur ca. 2 % der global hergestellten FeNdB-Magnete in Windkraftanlagen verbaut wurden. Annahmen im Rahmen der vorliegenden Studie (siehe nächster Absatz) zeigen, dass dieser Anteil jedoch höher sein könnte (bis ca. 12 %). Möglicherweise haben Buchert et al. (2011) die von Sakki (2009) stammende Schätzung für das Jahr 2008 übernommen (ebenfalls 2 %). Ausgehend von den globalen Zuwächsen im Jahr 2009 (39 GW) und 2010 (36 GW) ergibt sich bei Annahme eines Marktanteiles von getriebelosen WKA, die Nd verwenden, von 5 bis 14 % und bei einem spezifischen Nd-Bedarf von 0,15 bis 0,3 t Nd/MW ein globaler Nd- Verbrauch in WKA von etwa 300 t/a bis ca. 1.800 t/a Neodym für 2009 bzw. 2010 (rund 1,5 bis 9 % der globalen Primärproduktion von ca. 18.300 t/a). Bezogen auf das in Permanentmagneten (alle Permanentmagnet-Anwendungen) global verbaute Nd ist der Prozentsatz in WKA ca. 2 % bis 12 % (gerundet). 10.3.1 Nd- und Dy-Menge in WKA mit Permanentmagnet-Generator Die Zusammensetzung der FeNdB-Magneten unterliegt (bis auf Dysprosium) einer geringen Schwankungsbreite von etwa 66–69 % Fe, 28–30 % Nd, 2–4 % Dy und 1 % B [Moss et al. 2011, US-DoE 2011]. Für spezielle Anwendungen (nicht Windkraft) kann der Dysprosium- Gehalt auch höher sein. Da FeNdB-Magnete korrosionsanfällig sind, werden die Blöcke bzw. 233
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Neben der Schaffung einer verbesserten Infrastruktur zur getrennten Sammlung sind<br />
begleitende Inform<strong>at</strong>ionskampagnen zur Inform<strong>at</strong>ion und Motiv<strong>at</strong>ion der Bürger von großer<br />
Bedeutung. Ein positives Beispiel dafür ist die EAK-Schulkampagne mit Ausgabe einer<br />
Schul-DVD. Eine weitere begleitende Maßnahme stellt die Eindämmung der illegalen<br />
Exporte von Elektroaltgeräten dar. Weitere Vorschläge zur Optimierung der Rückgewinnung<br />
stellen folgende Punkte dar:<br />
o Erarbeiten von Listen mit der Charakterisierung von Produkten im Hinblick auf<br />
kritische Ressourcen<br />
o Untersuchung der Sensitivität (Ökobilanzen) und der Wirtschaftlichkeit der<br />
Rückgewinnung<br />
o Erarbeitung von technischen Optionen zur Aufbereitung von Schlacken aus der MVA<br />
zur Rückgewinnung von Kupfer und Edelmetallen<br />
10.3 Windkraftanlagen<br />
Eine Wachstumsbranche, in der Neodym eingesetzt wird, ist die Windkraft. Die im Jahr 2009<br />
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Windkraftanlagen (WKA) benötigen zur Anpassung der Umdrehungsgeschwindigkeit von der<br />
Rotornabe zur Gener<strong>at</strong>orwelle ein Übersetzungsgetriebe. Damit sind jedoch folgende Nachteile<br />
verbunden:<br />
o Getriebeöl und Zus<strong>at</strong>zeinrichtungen wie Temper<strong>at</strong>urüberwachung, Kühler, Pumpe,<br />
Flüssigkeitsstands-Messung, Verrohrung und Auffangwanne werden benötigt.<br />
o Energieverluste im Getriebe.<br />
o Windböen können bei kleineren Windrädern das Getriebe überlasten und frühzeitig<br />
zum Abrieb führen.<br />
o Größeres Gewicht von Getriebe-Systemen bei kleinen Windrädern.<br />
o Raumbedarf für das Getriebe.<br />
o Größerer Verbrauch an Stahl durch die Errichtung des Getriebes. Gemäß Angaben<br />
der Fa. VESTAS können bei einer getriebelosen 3 MW-Anlage ca. 10 t Stahl eingespart<br />
werden [VESTAS 2013].<br />
Die Verwendung von FeNdB-Magneten in getriebelosen WKA ist eine der technischen<br />
Möglichkeiten zur Vermeidung der genannten Nachteile und trägt zur Leistungssteigerung<br />
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