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Industrie

Industrielle Aluminium-Herstellung: Zukunftsorientierte Lösungen für mehr Nachhaltigkeit

Die kontinentale Erdkruste besteht aus drei nennenswerten Elementen. Sauerstoff, Silizium und Aluminium sind die drei häufigsten Inhaltsstoffe dieser Schicht. Beachtenswert ist dabei das Vorkommen von Aluminium, da es als dritthäufigstes Element und häufigstes Metall auftritt. Das Metall kommt allerdings nur in gebundener Form in Mineralien vor. Enthalten ist Aluminium in Granit, Schiefer oder Ton sowie in Bauxit und Tonerde.

Eher selten zu finden ist das Mineral Kryolith, dessen einziger Abbauort Grönland ist. Neben den natürlichen Vorkommen gewinnt das Recycling zunehmend an Bedeutung für die Aluminium Herstellung. Das klassische Herstellungsverfahren ist die Schmelzflusselektrolyse, die sehr energieintensiv ist. Die Nutzung von recyceltem Aluminium benötigt nur einen Bruchteil der Energie. Eine nachhaltige Produktion hat daher zwei Ansatzmöglichkeiten. Die Senkung des Energiebedarfs bei der Gewinnung von Primäraluminium und die Erhöhung des wiederverwendeten Metalls.

Schmelzelektrolyse

Das Prinzip der Schmelzelektrolyse von Aluminium fand seine erste Anwendung im Jahr 1886. Dieser Zeitpunkt gilt als Wendepunkt, da es gelang, das gebundene Aluminium zu schmelzen und über die Großproduktion den Preis zu senken. Mithilfe von geschmolzenem Kryolith konnte der hohe Schmelzpunkt der Aluminiumverbindungen gesenkt werden und es gelang, das Metall zu elektrolysieren. Das Aluminium sammelt sich bei diesem Verfahren flüssig am Boden und kann als reines Element entnommen werden. Das entstehende Hüttenaluminium hat eine Reinheit von nahezu 100 %. Bis heute hat sich an dem Aufbau nicht viel verändert.

Als Ausgangsmaterial wird jetzt Bauxit verwendet. Bauxit verfügt über einen der höchsten Aluminiumanteile aller Mineralien, die in der Erdkruste vorkommen. Insgesamt erfordert der Prozess einen hohen Energieeinsatz und während der Herstellung werden Treibhausgase freigesetzt. Moderne Anlagen zur Schmelzelektrolyse gewinnen an Effizienz durch verbessertes Elektrodenmaterial und eine Optimierung der Zelle. Automatisierte Prozessabläufe helfen ebenfalls dabei, den hohen Energiebedarf zu senken. Die Schmelzelektrolyse benötigt heute nur noch 30 % der Energie, die sie zum Beginn des 19. Jahrhunderts verbraucht hat. Weitere nachhaltige Ansätze ergeben sich aus der Nutzung von erneuerbaren Energien.

Aluminium recyceln

Die Wiederverwertung von Aluminium bietet eine weitere Möglichkeit, die Umweltbilanz des Leichtmetalls zu verbessern. Aluminium lässt sich nahezu sortenrein sammeln. Ein aufwendiges Trennen ist vor der zweiten Nutzung nicht erforderlich. Für die Herstellung von Recyclingaluminium werden nur fünf Prozent der Energie benötigt, die für die Herstellung von Primäraluminium erforderlich ist. Die Qualität ist gleichbleibend.

Die Sammlung des Leichtmetalls lohnt sich daher aus industrieller Sicht. Ein Ziel für mehr Nachhaltigkeit kann daher lauten, dass der Anteil an Recyclingaluminium in der jährlichen Produktionsmenge erhöht wird. Über die Wiederverwertung wird nicht nur der Energiebedarf gesenkt, sondern auch der Abbau der natürlichen Ressourcen reduziert. Aluminium ist ein Werkstoff, der eine lange Lebensdauer hat. Eine Eigenschaft, die ohnehin für Nachhaltigkeit steht. Wenn es gelingt, die Produktionskette weiter in Richtung Umweltfreundlichkeit zu entwickeln, wird Aluminium ein Werkstoff mit besten Zukunftsperspektiven.

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