Wie geht die Welt mit ihrem E-Müll-Problem um?

Elektronische Schaltungen erfordern den Einsatz verschiedener Rohstoffe, von Kupfer für Leiterplatten und Kabel bis hin zu Kunststoff für Bauteilgehäuse und Isolatoren. Aber was sind die sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Folgen im Zusammenhang mit der Beschaffung dieser Materialien? Dieser Artikel zielt darauf ab, das Bewusstsein für die Hauptprobleme zu schärfen, die durch diese Materialien und ihre korrekte Verwendung und Wiederverwertung verursacht werden.

In elektronischen Schaltungen werden viele verschiedene Materialien verwendet, jedes mit seinen eigenen Eigenschaften und Merkmalen. Es gibt leitende Materialien wie Kupfer, das in Kabeln und Leiterplatten verwendet wird; Blei und Zinn, die beim Schweißen elektronischer Komponenten eingesetzt werden; Gold, das auf Kontakten verwendet wird, um Oxidation zu verhindern. Es gibt Materialien, die für elektronische Bauteile verwendet werden, z. B. Silizium, das für die Halbleiter (integrierte Schaltkreise, Transistoren, ...) verwendet wird; Tantal, das in Elektrolytkondensatoren verwendet wird; Lithium, das in wiederaufladbaren Batterien verwendet wird. Es gibt Kunststoffe und andere aus Erdöl gewonnene Materialien, die vor allem wegen ihrer isolierenden Eigenschaften und ihrer Hitzebeständigkeit verwendet werden. Zum Beispiel Polystyrol, Polyethylenterephthalat (PET) und Polyvinylchlorat (PVC), die für Gehäuse von Bauteilen verwendet werden.

Alle diese Materialien werden aus Rohstoffen gewonnen, die aus Minen oder Ölfeldern gewonnen werden müssen. Doch was bedeutet das? Im Folgenden finden Sie eine Liste der wichtigsten sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Probleme, die mit der Beschaffung dieser Rohstoffe verbunden sind.

Gesundheit und Sicherheit der Bergleute

Bergbauaktivitäten haben negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Bergleute. Das Einatmen von Chemikalien und Staub sowie der direkte Kontakt mit Schwermetallen führt zu Krankheiten, die zum Tod führen können.

Einige der Abbauprozesse sind sehr gefährlich und können Unfälle (Explosionen, Einstürze) verursachen, bei denen Bergleute verletzt oder getötet werden können.

Kontamination von Boden und Wasser

Die unsachgemäße Entsorgung des bei der Gewinnung verwendeten Wassers führt zur Verunreinigung der umliegenden Wasserquellen. Die im Abwasser enthaltenen giftigen Substanzen verunreinigen den umliegenden Boden. Menschen und Tiere, die sich aus kontaminiertem Wasser bedienen oder sich von Pflanzen aus kontaminierten Böden ernähren, werden ebenfalls mit schweren Gesundheitsrisiken belastet.

Verbrauch von Energie

In allen Stufen der Produktion von Primärmetallen (Bergbau, chemische Extraktion) wird Energie eingesetzt. Die Energie wird direkt im Prozess oder indirekt für die Erzeugung dessen, was für den Prozess benötigt wird (Reagenzien), eingesetzt. Die Summe der direkten und indirekten Energie des gesamten Produktionsprozesses ist die graue Energie des Metalls. Die graue Energie der gebräuchlichen Metalle variiert stark, von etwa 20 MJ/kg für Blei und Stahl bis zu über 200 MJ/kg für Aluminium. Die Phasen der chemischen Umwandlung sind diejenigen, die die meiste Energie verbrauchen.

Konfliktmineralien

Konfliktmineralien sind Mineralien, die in einer Konfliktzone abgebaut und verkauft werden, um die Kämpfe aufrechtzuerhalten. Der Zugang zu wertvollen Rohstoffen kann Konflikte finanzieren und somit verlängern.

Das wichtigste aktuelle Beispiel sind die östlichen Provinzen der Demokratischen Republik Kongo, wo verschiedene Armeen und Rebellengruppen vom Bergbau profitieren, indem sie zur Gewalt und Ausbeutung während der Kriege in der Region beitragen. Die vier am häufigsten abgebauten Konfliktmineralien sind Kassiterit (für Zinn), Wolframit (für Wolfram), Coltan (für Tantal) und Gold. Diese Mineralien sind für die Produktion von elektronischen Geräten unerlässlich.

Was kann getan werden, um diesen Problemen entgegenzuwirken? Hier sind einige Maßnahmen, die ergriffen wurden, um diesen Problemen entgegenzuwirken.

RoHS-Richtlinie

Die RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances Directive), die 2003 von der Europäischen Gemeinschaft verabschiedet wurde, schränkt die Verwendung der folgenden sechs Substanzen ein:

• Blei
• Quecksilber
• Cadmium
• Hexavalentes Chrom
• Polybromierte Biphenyle (PBB)
• PolyBromierte Diphenylether (PBDE).

Diese Stoffe sind giftig und daher gesundheitsgefährdend, werden aber in der Elektronikindustrie häufig verwendet.

Blei wird beim Schweißen von elektronischen Bauteilen verwendet; Quecksilber in bestimmten Schaltern und Thermostaten; Cadmium in einigen Arten von Batterien und Halbleitern; sechswertiges Chrom zum Schutz vor Korrosion und Abnutzung bestimmter Oberflächen; Polybromierte Biphenyle und polybromierte Diphenylbiphenyle werden den Kunststoffpolymeren zugesetzt, um feuerfeste Eigenschaften zu erhalten.

Ziel dieser Richtlinie ist es, die maximalen Konzentrationen dieser Stoffe auf 0,1 % (mit Ausnahme von Cadmium, das auf 0,01 % begrenzt ist) des Materialgewichts zu begrenzen.

WEEE-Richtlinie

Die 2012 von der Europäischen Gemeinschaft verabschiedete WEEE-Richtlinie (Waste of Electric and Electronic Equipment) steht in engem Zusammenhang mit der RoHS-Richtlinie und regelt die Entsorgung von Elektro- und Elektronikschrott (E-Waste). Die Hauptprobleme, die sich aus dieser Art von Abfall ergeben, sind das Vorhandensein von Substanzen, die als giftig für die Umwelt gelten, und die nicht biologische Abbaubarkeit dieser Geräte. Diese Produkte müssen korrekt behandelt werden und für die differenzierte Rückgewinnung der Materialien bestimmt sein, aus denen sie bestehen, wie Kupfer, Eisen, Stahl, Aluminium, Glas, Silber, Gold, Blei, Quecksilber, wodurch eine Verschwendung von Ressourcen vermieden wird, die für den Bau neuer Geräte wiederverwendet werden können.

Die Rückgewinnungsbehandlungen werden durchgeführt, um die Komponenten von gesundheits- oder umweltgefährdenden Materialien zu trennen und sie korrekt zu entsorgen. Dies ermöglicht die Rückgewinnung aller wiederverwendbaren Komponenten (die in regenerierten Produkten wieder zusammengebaut werden können) und aller wiederverwertbaren Materialien und schließlich die ordnungsgemäße Entsorgung der nicht wiederverwertbaren Materialien.

Recycling von Rohstoffen

Das Recycling von Rohstoffen vermeidet nicht nur die Verschwendung von Ressourcen, die nicht unendlich sind, sondern ermöglicht auch erhebliche Energieeinsparungen. Kupfer zum Beispiel, ein Metall, das unendlich oft recycelt werden kann, ohne seine Eigenschaften zu verlieren, benötigt, um aus der Mine gewonnen und raffiniert zu werden, etwa 30 MJ/kg an Energie. Um ein Kilogramm Kupfer zu recyceln, ausgehend von "Abfall"-Kupfer, werden nur 15 % der ursprünglichen Energie benötigt, also etwa 4,5 MJ/kg.

Konfliktmineralien-Norm

Im Jahr 2021 wird in der Europäischen Gemeinschaft die Verordnung über Mineralien aus Konfliktgebieten in Kraft treten. Sie soll dazu beitragen, dem Handel mit vier Mineralien (Zinn, Tantal, Wolfram und Gold) entgegenzuwirken, die teilweise bewaffnete Konflikte finanzieren oder unter Einsatz von Zwangsarbeit abgebaut werden.

Die Verordnung zielt darauf ab:

• Die verantwortungsvolle Versorgung mit diesen Materialien zu gewährleisten
• dazu beizutragen, die Verbindung zwischen Konflikten und illegaler Ausbeutung von Mineralien zu durchbrechen
• dazu beizutragen, die Ausbeutung und den Missbrauch lokaler Gemeinschaften zu beenden und die lokale Entwicklung zu unterstützen.

Die Verordnung verpflichtet europäische Unternehmen, die in der Lieferkette tätig sind, sicherzustellen, dass sie die von der Verordnung betroffenen Mineralien und Metalle ausschließlich aus verantwortungsvollen Quellen importieren.

Schlussfolgerungen

Die Versorgung, Verwendung und Entsorgung von Materialien, die in der Elektronik verwendet werden, sind komplexe Probleme mit sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Folgen. Es wurde bereits etwas getan; es wurden Regeln und Richtlinien erlassen, um die negativen Auswirkungen zu reduzieren.

Es bleibt noch viel zu tun, angefangen bei der Sensibilisierung für die Bedeutung des Recyclings von Rohstoffen bis hin zur Erforschung neuer und nachhaltigerer Ersatzmaterialien.

Referenzen

• Europäische Kommission. "Raw Materials Information System (RMIS)"
• John Rankin (2012). "Energy Use in Metal Production". CSIRO, Process Science and Engineering, Australien
• Europäisches Kupferinstitut. "Benefit of copper recycling".
• Europäische Kommission. "Die RoHS-Richtlinie".
• Europäische Kommission: "Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE)".
• Europäische Kommission, "Bekämpfung von Konfliktmineralien".