Ressourcenintensive Industrien stehen heute und zukünftig im Focus und entsprechend vor großen Herausforderungen. Aufgrund geänderter Randbedingungen fanden in den letzten Jahren bereits verstärkt Forschungs- und Umsetzungsaktivitäten in der Keramikindustrie statt. Dennoch werden weitere Innovations- und Entwicklungspotenziale im Hinblick auf Effizienzsteigerungs-, Substitutions- und Recyclingmaßnahmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette gesehen. Neben positiven Umwelteffekten können diese Maßnahmen auch zu Kosteneinsparungen führen, die Wettbewerbsfähigkeit erhalten und so zur Standortsicherung kleiner und mittelständischer Unternehmen in Deutschland beitragen. Der vorliegende Bericht beinhaltet konkrete Daten und Beispiele für fortschrittliche produkt- und produktionsintegrierte Maßnahmen zur Steigerung der Materialeffizienz in ausgewählten Teilsektoren der Keramikindustrie. Dieser Überblick zum Stand der Technik, auch mit Bezug zur anstehenden Revision des BVT-Merkblatts zur Keramikindustrie, wird durch aktuelle und geplante Forschungs- und Umsetzungsaktivitäten - inklusive deren Grenzen und Entwicklungspotenziale ergänzt. Der Ausschöpfung von möglichen Potentialen stehen Hemmnisse entgegen. Deren Lösungen werden im Bericht durch Handlungsempfehlungen aufgezeigt. Veröffentlicht in Texte | 78/2018.
1.625 Anlagen erhalten unentgeltliche Emissionsberechtigungen Im Zuteilungsverfahren für die zweite Handelsperiode des Emissionshandels (2008-2012) teilt die Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHSt) im Umweltbundesamt 1.625 Anlagen Zertifikate zu. In der ersten Handelsperiode 2005-2007 gab es noch 1.849 Teilnehmer am Emissionshandel. Die Zahl verringerte sich, weil Unternehmen Anlagen zusammen- oder stilllegten und kleine Anlagen – wie aus der Keramikindustrie – aus dem Emissionshandel herausgenommen wurden. Das Gesamtbudget liegt bei rund 452 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) pro Jahr. Die Zuteilung der unentgeltlichen Emissionsberechtigungen fällt im Ergebnis der gesetzlichen Regelungen des Zuteilungsgesetzes 2012 (ZuG 2012) sehr differenziert aus: Anlagen unter 25.000 Tonnen Jahresemissionen CO2 sind völlig von einer Kürzung befreit. Industrieanlagen unterliegen moderaten Kürzungen von 1,25 Prozent, Anlagen der Energiewirtschaft erhalten dagegen anlagenspezifisch sehr unterschiedliche Zuteilungen; die gesetzlichen Kürzungen fallen unterschiedlich aus. Im Gesamtbudget von exakt 451,86 Millionen Emissionsberechtigungen pro Jahr sind enthalten: eine Reserve von 23 Millionen Berechtigungen sowie 40 Millionen Emissionsberechtigungen pro Jahr, die die Bundesregierung am Markt verkaufen wird. 29 Anlagen unterliegen erstmals ab 2008 dem Emissionshandel; deren zugeteiltes Budget liegt bei 9,79 Millionen Emissionsberechtigungen pro Jahr, sodass das für diese Anlagenkategorie vorgesehene Budget von maximal 11 Millionen Emissionsberechtigungen nicht ausgeschöpft ist. Im Einzelnen: Die mehrfachen gesetzlichen Kürzungen bei Anlagen der Energiewirtschaft wirken sich in der Zuteilung wie folgt aus: Erstens: Der veräußerungsbedingte Kürzungsfaktor der Zuteilung bei Anlagen, die Strom produzieren, beträgt 0,844 (gut 15 Prozent). Diese Kürzung betrifft 427 Anlagen der Energiewirtschaft. Sie erzeugt den jährlichen Anteil von 40 Millionen Emissionsberechtigungen, der am Markt veräußert wird. Zweitens: Um das Gesamtbudget zu sichern, werden die Zuteilungen für Anlagen der Energiewirtschaft je nach ihrem Effizienzstandard anteilig weiter gekürzt. Ohne diese Kürzung überstiege die Zuteilungsmenge das verfügbare deutsche Budget um 13,28 Millionen Emissionsberechtigungen pro Jahr. 176 Anlagen der Energiewirtschaft sind von der so genannten anteiligen Kürzung betroffen. Die spezifischen Kürzungen einzelner Anlagen betragen bis zu 35 Prozent. Eine ausführliche Auswertung des Zuteilungsverfahrens 2008-2012 wird die DEHSt in den kommenden Wochen vorlegen.
technologyComment of indium production (RER): Indium containing residues from hydrometallurgical zinc operations are leached. Subsequent solvent extraction and precipitation of sponge indium. Indium cathodes are cast and electrorefined, followed by vacuum refining to obtain 5N quality. LEACHING AND SOLVENT EXTRACTION WITH D2EHPA This leaching step works on residues from hydrometallurgical zinc extraction. CEMENTATION WITH ZINC POWDER AND ANODE CASTING: Crude indium is formed by the precipitation of a sponge. Here, it is assumed that the sponge contains 20%wt moisture and is dried prior to anode casting. Drying is effected in a spray dryer used in ceramic industry (38kW at 250 kg per hour), Melting is assessed using the heat of fusion and assuming a system efficiency of 70%. ELECTROREFINING: Electricity consumption equals 0.35 kWh per kg indium cathode sheet. VACUUM REFINING: A RF induction heated Vacuum furnace is employed. It uses 0.5 kW per kg load, which corresponds to a batch of 30 kg indium that is heated for 4 hours in a 15kW furnace, and utterly results in a somewhat higher span of 0.5 – 0.3 kW per kg batch. References: Timokhova M. I. (2002) Certain specifics of quasi-isostatic molding (a review). In: Glass and Ceramics, 59(1-2), pp. 22-26, Online-Version under: <Go to ISI>://000177012300007. technologyComment of indium production (RoW): Indium containing residues from hydrometallurgical zinc operations are leached. Subsequent solvent extraction and precipitation of sponge indium. Indium cathodes are cast and electrorefined, followed by vacuum refining to obtain 5N quality. Solvent-extraction and electrowinning has been extrapolated from copper refining.
Dieser Bericht identifiziert anhand einer umfangreichen Literaturanalyse die Quellen der menschlichen Exposition mit Blei und versucht sie, sofern möglich, zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden umfangreiche Recherchen anhand der öffentlich zugänglichen Literatur der letzten 20 Jahre durchgeführt, inklusive der Bewertung der Qualität der Arbeiten nach einem internationalen Kriterienkatalog und der Unsicherheiten der Untersuchungen. Die Arbeiten und die dazugehörigen Auswertungen werden in einer EndNote-Literaturdatenbank nach einem festgelegten Schema dokumentiert. Hierzu dient ein Thesaurus, der alle wichtigen Aspekte der Verbraucherexposition berücksichtigt. Als Quellen der Exposition gelten Produkte, mit denen Verbraucherinnen und Verbraucher Kontakt haben. Hierzu zählen Haushalts-, Hobby- und Freizeitprodukte sowie Kinderspielzeug und Kosmetika. Sie werden auch als Verbraucherprodukte oder Produkte des täglichen Bedarfs bezeichnet. Ebenso werden die Quellen Hausstaub, Trinkwasser und Boden als umweltbezogene Quellen einbezogen, wie auch Le-bensmittel und Nahrungsergänzungsmittel. Die aus der Summe der über alle Expositionspfade aufge-nommenen Bleimengen resultierende externe Dosis kann dann über die Messungen im menschlichen Körper, im Blut, Urin, in den Haaren oder Zähnen als interne Dosis geschätzt werden. Die Auswertung der Literatur ergibt, dass trotz der inzwischen erfolgten starken Abnahme der Blei-konzentrationen im Blut die Bleigehalte in Produkten stark variieren und klare Tendenzen nicht erkennbar sind. Einige Quellen mit deutlich über das allgemeine Maß hinausgehenden Konzentrationen können identifiziert werden. Diese können in individuellen Fällen die Belastung mit Blei steigern. Die Summe der Bleiaufnahme durch Lebensmittelverzehr stellt eine wichtige Dauerquelle dar. Hinzu kommt neben einer allgemein stärkeren Belastung in Ballungs- und Industriegebieten der Verzehr von Muscheln und Meerestieren, einiger Fischarten und durch Nahrungsergänzungsmittel, die Nutzung von bleihaltiger Keramik und Geschirr aus Ländern, in denen keine oder weniger strenge Regeln z. B. zur Herstellung dieser Gegenstände existieren bzw. Regeln nicht beachtet oder unzureichend überprüft werden. Die Bleikonzentrationen oder deren Freisetzung sind teilweise unbekannt und auch unzureichend untersucht. Die Daten aus den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union sind sehr heterogen und dadurch uneinheitlich und schwer vergleichbar. Allerdings kann anhand von übereinstimmenden Biomonitoringdaten aus europäischen Ländern eine seit etwa 2010 konstant niedrige Konzentration von Blei im Blut von Kindern und Jugendlichen aufgezeigt werden, während bei Erwachsenen oberhalb von 30 Jahren die Blutspiegel deutlich erhöht und mit großer Variabilität vorliegen. Quelle: Forschungsbericht
Der Bausektor zählt weltweit zu den ressourcenintensivsten Wirtschaftssektoren. Für den Bau von Gebäuden und Infrastrukturen werden große Mengen mineralischer Rohstoffe wie Steine, Ziegel, Zement und Asphalt benötigt. Feldspat, Tonminerale und Silikate sind für die Glas- und Keramikindustrie unverzichtbar. Die meisten der vom Bausektor verwendeten Materialien werden in der Natur abgebaut und wachsen nicht nach. Recycling ist ein wichtiger Schritt, um die Ressourcenentnahme und die damit verbundenen Umweltfolgen nachhaltig zu reduzieren. Besonders im rohstoffarmen Deutschland findet sich in Bauabfällen ein enormes Potenzial an hochwertigen Rohstoffen, die schon heute kostengünstig zurückgewonnen und so veredelt werden können, dass sie hinsichtlich der Qualität mit dem Ausgangsmaterial vergleichbar sind.
Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DURAVIT Sanitärporzellan Meißen GmbH durchgeführt. Ziel des avisierten Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer am Beispiel der Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie. Für die drei gewählten Anwendungen sollen maßgeschneiderte Konzepte entwickelt werden, die jedoch ebenso Potential für eine Übertragung der Technologie auf weitere Einsatzfälle erlauben. Zentrales Aufbereitungs-verfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Diese Membranen ermöglichen neben der Abtrennung feinster Partikel insbesondere die Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht auch aus hoch konzentrierten Abwässern. Der Arbeitsplan ist unterteilt in insgesamt 7 Arbeitspakete. Beginnend mit der Prozessanalyse über die Lastenhefterarbeitung zu Mengen- und Qualitätsanforderungen, Technikums- und Feldversuchen zur Optimierung vorgesehener Pilotanlagen erfolgt dann die Implementierung dieser Anlagen in reale Klärprozesse und Bewertung der Wasserqualität. Abschließend erfolgt die Zusammenfassung der Ergebnisse und ein Ausblick auf die Verwendung.
Das Projekt "Bau und Betrieb eines Tunnelofens der keramischen Industrie mit niederkalorigem, heissem Gas aus Kohle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Keller Maschinenfabrik durchgeführt. Dem direkten Einsatz der Kohle in den Tunneloefen der Ziegelindustrie stehen hohe technische und umweltrelevante Hindernisse entgegen. Hier bietet sich die Kohlevergasung als Alternative an. Die erheblichen Investitions- und Betriebskosten der z.Zt. vorhandenen Systeme verhindern aber eine wirtschaftliche Verwendung. Die Fa. Keller hat ein Beheizungssystem entwickelt, das dem Tunnelofen hinsichtlich Verfahrenstechnik, Konstruktion und Leistung angepasst ist. Das bedeutet einen geringeren Aufwand fuer die Gasreinigung, geringe Waermeverluste und das Fehlen jeglicher Abwaerme. Das im Technikum entwickelte Verfahren soll nun in einer Demonstrationsanlage (Massstabsvergroesserung ca. 8) in einer Ziegelei erprobt und bis zur Praxisreife entwickelt werden. Das Vorhaben umfasst Konstruktion, Bau und Betrieb dieser Anlage. Die Laufzeit soll 2 Jahre betragen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Zentrales u. innerbetriebl. Recycling v. Pressmassen mit u. ohne org. Additive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Imerys Tableware Deutschland GmbH-Zentrallabor durchgeführt. Ziel dieses Antrags ist die Vermeidung bzw. Reduzierung von organisch-chemischen Zersetzungsprodukten im Porzellanbrand. Erreicht werden soll dieses Ziel durch die Reduzierung bzw. Vermeidung organischer Additive in den Ausgangsmaterialien. Erste Priorität hat dabei die Entwicklung von Pressmassen ohne organische Additive. Darüber hinaus soll die Variante des Recyclings von Pressmassen bearbeitet werden. Die Entwicklungs- und Forschungsarbeiten müssen darauf abzielen, dass ein Endprodukt mit gleichen, vorzugsweise verbesserten, Gebrauchseigenschaften entsteht. Die Problematik bei recycelten Massen mit organischen Additiven ergibt sich aus der Tatsache, dass sich diese Substanzen bei der Sprühtrocknung verändern und sich somit bei der Dispergierung völlig anders verhalten werden als Frischmassen. Die rheologischen Eigenschaften werden also neu einzustellen und an die ursprünglichen Eigenschaften der Frischmassen anzupassen sein. Die Verflüssigung und Granulierbarkeit von Massen ohne organische Additive soll durch Variation des pH-Werts und durch Einsatz anorganischer Zusätze (Alkalisilikate) optimiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Ziel des avisierten Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer. Im vorliegenden Fall werden maßgeschneiderte Konzepte für Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie untersucht. Zentrales Aufbereitungsverfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Der Einsatz der NF ermöglicht u.a. auch eine Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht aus diesen hoch konzentrierten Abwässern. Die Reinigungsprozesse können dank der Stabilität der keramischen Membran auch bei höheren Temperaturen ablaufen. Die NF wird mit weiteren Technologien wie z.B. Elektrodialyse und elektrochemischer Totaloxidation zur weitergehenden Zerstörung. Hierdurch kann das zuvor stark verschmutzte Abwasser als Prozesswasser mit entsprechender Qualität für industriellen Prozesse wieder zur Verfügung gestellt werden. Das Projektkonsortium wird nach einer Bilanzierung und Bewertung (auf Grundlage von Abwasseranalysen) der zu behandelnden Prozessströme eine Verfahrenskette zur zielgerichteten Behandlung der Abwasserströme entwickeln. Hierzu wird aufbauend auf Voruntersuchungen, Technikums- und Pilotversuchen ein Nachweis der Effizienz der einzelnen Verfahrensketten erbracht (Kombination von z.B. Nanofiltration, Elektrodialyse und/oder elektrochemischer Totaloxidation). Hierfür ist es notwendig im Vorfeld die benötigten Membranen zu identifizieren und herzustellen. Ebenso wird prozessbegleitende Analytik aufgebaut und in den einzelnen Realisierungsstufen getestet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Cr/Ni-Verdampfer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CreaVac - Creative Vakuumbeschichtung GmbH durchgeführt. Im Forschungsprojekt sollen Werkstoffe für direkt beheizte Verdampfer hoher Lebensdauer entwickelt und erprobt werden, die eine Cr/Ni Beschichtung ermöglichen. Dazu müssen völlig neue Werkstoffe für das Bedampfen mit Cr/Ni bei Temperaturen von 1600-1800 Grad C mit direkter Beheizung entwickelt werden. Diese Werkstoffentwicklungen basieren sowohl auf den Erfahrungen der Partner in der Vakuumtechnik und Keramikherstellung, als auch in den für solche Werkstoffe neu geschaffenen Analysemethoden der letzten Jahren und den neuen Möglichkeiten für das Werkstoffdesign. Arbeitsplanung entsprechend Balkenplan mit folgenden Schwerpunkten: 1. Aufbau der Beschichtungsanlage für NiCr-Verdampfer; 2. Test der Verdampfer; 3. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden bei der Firma CREAVAC in zwei Bereiche umgesetzt: 1. Einsatz der entwickelten Verdampfer in der Lohnbeschichtung für unsere Kunden (Kosten- und Abfallreduzierung, neue Technologien). 2. Bau von Beschichtungsanlagen und Vermarktung dieser Anlagen und der entwickelten Technologie.
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