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Aluminium - Ökobilanz

Metallbaustoffe

Aluminium entsteht in einem zweistufigen Herstellungsprozess aus Bauxiterz und Elektrolyse der Tonerde. Durch die Reduktion mit elektrischem Strom wird Primäraluminium mit einer Reinheit von 99,5 - 99,8 % erhalten. Eine weitere Raffination ist für den technischen Einsatz im Bauwesen i.d.R. nicht erforderlich.

Herstellung

Energieverbrauch (Graue Energie)
Aluminiumblech
(0% Recyclatanteil)
210 MJ/kg
Aluminiumblech
(100% Recyclat)
24 MJ/kg
Titanzinkblech

92 MJ/kg
Kupferblech
(40% Recyclat)
113 MJ/kg
Schadstoffe
vorwiegend aus Verbrennungsstoffen für die Energie- bzw. Stromerzeugung, daneben besonders Fluorverbindungen als Emissionen, Rotschlamm als Abfall
Rohstoffvorräte
Bauxit: bei derzeitigem Verbrauch ausreichend für ca. 200 Jahre
Bestandteile
vorwiegend Aluminiumhydroxid-Minerale

Nutzung

Schadstoffe bei der Verar­beitung am Bau und im eingebauten Zustand
nein

Rückbau

Entsorgung
getrennte Sammlung als Aluminiumschrott
Verwertung
Wiedergewinnung von Aluminium durch Umschmelzen von Aluschrott. Die Qualität von Sekundäraluminium ist eng mit der Sortenreinheit der Recyclingstoffe verknüpft. Recyclingquote Deutschland 1999 ca. 33 %.
Rückbauaufwand
gering bis hoch (je nach Konstruktion)

Zusammenfassung

Aluminium entsteht in einem zweistufigen Prozess. Zunächst wird Tonerde aus Bauxit gewonnen, dann Tonerde zu Aluminium reduziert. Die Hauptabbauländer für Bauxit sind Australien, Guinea, Jamaika und Brasilien.
Nachhaltigkeit:
Der Rohstoff für Aluminium, das Aluminiumerz Bauxit, kommt in der Erdkruste sehr häufig vor, die weltweiten Bauxitvorräte beliefen sich 1999 auf 25 Mrd. t, weltweit wurden 1999 rund 128 Mio. t Bauxit gefördert. Bei derzeitigem Konsum reichen die Vorräte noch rund 200 Jahre (ohne Sekundäraluminium). Das geförderte Erz (Bauxit) enthält Aluminiumoxid, in Verbindung Eisenoxid, Titanoxid und Kieselsäure. Bei der Aufbereitung nach dem Bayer-Verfahren wird das Aluminiumoxid aus den anderen Mineralien mit Natronlauge herausgelöst und aus der Lösung wiederum das reine Aluminiumoxid gewonnen. Dabei fallen große Mengen an Rotschlamm an, die deponiert werden müssen. Aus dem Aluminiumoxid entsteht durch Schmelzelektrolyse zusammen mit Kryolith schließlich reines Hüttenaluminium.
Die Aufbereitung des Erzes zu Tonerde erfolgt heute häufig im Förderland, weil damit eine etwa 50%ige Gewichtsreduktion des Transportgutes erzielt wird. Weiterverarbeitet durch Elektrolyse wird die Tonerde überwiegend in OECD-Staaten (USA, Russland, Kanada). In der BRD wird zur Zeit noch in zwei größeren Hütten produziert. (Hier wird gleichzeitig zunehmend Sekundäraluminium verarbeitet.) Weltweit wird zur Aluminiumproduktion Elektrizität aus Wasserkraft am häufigsten (61%) genutzt, wobei z.T. eigens zur Aluproduktion riesige Stauseen angelegt werden. Für 1 kg Primäraluminium sind etwa 200 MJ Primärenergie aufzuwenden, dabei entstehen ca. 16 kg CO2-Äquivalent.
Aluminium ist gut stofflich rezyklierbar. Zur Zeit kommen bereits über 85 % des im Bauwesen anfallenden Aluminiumschrotts in den Verwertungskreislauf zurück. Aus dem Altmetall entsteht durch einfaches Einschmelzen Sekundäraluminium. Für die Aufbereitung von Sekundäraluminium sind nur ca. 10 % der Primärenergie erforderlich. Doch während beispielsweise bei Kupfer der Einsatz an Kupferschrott kontinuierlich steigt, stagniert die Recyclingquote für Aluschrott seit Jahren um 30 %. Sekundäraluminium weist häufig derart hohe Fremdstoffanteile auf, dass es selbst die vergleichsweise geringen Grenzwerte von Gussaluminium nicht erreicht. Da sich die unerwünschten Fremdstoffe kaum entfernen lassen, reichern sie sich mit jedem Kreislauf an. Um die geforderten Grenzwerte einzuhalten, muss Primäraluminium zugemischt werden. Vor allem aufgrund der geforderten Reinheit und Korrosionsbeständigkeit wird für die Herstellung von Baublechen und -profilen derzeit fast ausschließlich Primäraluminium verwendet. Durch konsequentes Vorsortieren von sortenreinem Aluschrott, geschlossene Wertstoffkreisläufe („closed-loop-recycling“) und neue Trenntechnologien werden sich aber künftig höhere Qualitäten bei Sekundäraluminium erreichen lassen.
Fazit:
Aluminium weist einen sehr hohen Primärenergieeinsatz auf. Dies ist vor allem auf den Strombedarf der Elektrolyse (70-80 % PEI) zurückzuführen. Mit Sekundäraluminium kann die Graue Energie signifikant reduziert werden. Aluminiumschrott ist gut rezyklierbar, um jedoch die für Bauanwendungen erforderliche Stoffreinheit zu erreichen, müssen gesonderte Verfahren eingeführt werden. Im Anwendungsbereich Dach und Fassade weisen Werkstoffe aus Alu umweltrelevante Vorteile gegenüber Kupfer-, Zink- und Bleiblech auf. Aluminium ist bei den atmosphärischen Verhältnissen in unseren Breiten sehr korrosionsbeständig und verursacht ein sehr geringes Belastungspotential durch abgetragene Metallteile. Für großflächige Dach- und Fassadeneindeckungen sind auch Varianten aus anderen Werkstoffen (z.B. Holz, Beton, Ziegel) in die Baustoffauswahl mit einzubeziehen, da hohe Metallanteile die Gesamtherstellungsbilanz von Gebäuden maßgeblich belasten.

Praxistest


Quellen

- www.baubook.at
- www.wecobis.de
- KBOB Koordination der Bau- und Liegenschaftsorgane des Bundes (Fachgruppe Nachhaltiges Bauen): Metalle für Dächer und Fassaden, Bern 2001
- ECOBIS 2000 (Ökologisches Baustoffinformationssystem des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) und der Bayerischen Architektenkammer)

Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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