Hinter den Hüllen der Smartphones

Es ist klein, handlich und erleichtert das tägliche Leben. Es ist vollgepackt mit wertvollen Materialien, wie Gold, Silber, Kupfer und Kobalt: Das Smartphone. Seit über zehn Jahren sind die Mobilgeräte nun schon auf dem Markt und bescheren den Herstellern immer noch Rekordumsätze. Der Umwelt könnte das in Zukunft große Probleme bereiten. // Von Jana Hüttenmeister

"Packt man alle unbenutzten Mobilgeräte zusammen, dann hat man eine sehr hohe Konzentration an Wertstoffen, die man in natürlichen Ressourcen so nicht findet", erklärt Klaus Wetteborn, Professor für Werkstoffkunde, Verfahrenstechnik und Konstruktion an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg. Über 60 verschiedene Materialien sind in einem Smartphone verbaut. Darunter Metalle, Edelmetalle und seltene Erden. Ideal für Recyclinghöfe, sollte man meinen. Doch wie viel Recyclingpotential steckt wirklich in den Mobilgeräten und kann man den Elektroschrott umweltfreundlich weiterverwerten?

Alte Geräte, die eigentlich neu sind

"Es müssen weniger Geräte insgesamt in Umlauf gebracht werden. Und die, die schon auf dem Markt sind, sollten länger genutzt werden", so Karsten Schischke, Gruppenleiter des Projekts Sustainibly smart, das sich mit mehreren Aspekten des Produktlebenszyklus von mobilen Endgeräten befasst. Die meisten Smartphones werden nicht wegen eines Defekts ausgetauscht. Fast immer sind ausrangierte Mobilgeräte noch funktionstüchtig. Gründe dafür sind zahlreich. Kurze Innovationszyklen, ständig neue Betriebssoftwaren, ein immer moderneres Produktdesign und der durch Werbung suggerierte Wunsch nach einem neuen Gerät verleiten den Käufer dazu, sich nach kurzer Zeit ein neues Mobilgerät anzuschaffen. In Deutschland werden Smartphones im Schnitt nach drei Jahren ersetzt, in den Vereinigten Staaten schon nach zwei Jahren. Die alten Geräte werden meistens unzureichend entsorgt. Sie landen im Elektromüll oder bleiben bei den Konsumenten unbenutzt liegen. Betrachtet man das unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit, dann gibt es zwei Problemquellen: Auf der einen Seite die ständige Neuproduktion von elektrischen Geräten, deren Umwelteinflüsse nachhaltige Schäden anrichten. Und auf der anderen Seite die steigende Zahl an Elektromüll, der auf uns zukommt.

Refurbishing, das bessere Recycling?

"Wenn die Nutzung wenig Energie und Ressourcen in Anspruch nimmt, ist es sinnvoll, das Produkt möglichst lange zu verwenden. Smartphones sind während der Nutzungsphase relativ energieeffizient, die Herstellung jedoch ist CO2-intensiv. Die Ökobilanz lässt sich also durch einen langen Lebenszyklus am umweltfreundlichsten gestalten", erklärt Karsten Schischke.
Durch Refurbishing ist das möglich. Bei diesem Prozess kaufen Recyclingfirmen alte Smartphones von meistens großen Firmen auf und tauschen je nach Bedarf Akkus und Displays aus. Die Geräte stehen dem Markt danach für mindestens zwei weitere Jahre zur Verfügung. Auf der Datengrundlage einer Dienstleistungsfirma, die sich auf Refurbishing spezialisiert hat, berechnete das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik im Jahr 2017 die Einsparung von 7.000 Tonnen CO2, was den Treibhausgasemissionen von 4.200 Pkws pro Jahr entspricht.

Verluste durch Recycling

Auch große Firmen, wie Apple befassen sich mit dem Thema Smartphone-Recycling. Vor einiger Zeit kündigte die Firma an, mittel bis langfristig nur noch Geräte aus recyceltem Material herzustellen. "Das ist ein extrem ambitioniertes Vorhaben und aus physikalischer Sicht unmöglich", so Karsten Schischke. Eine komplette Kreislaufwirtschaft für Smartphones sei utopisch. Die Recyclingprozesse von Smartphones seien aus ökonomischer Sicht zwar effektiv, aber manche Materialien ließen sich nicht mehr aus den Endgeräten zurückgewinnen. "Silizium zum Beispiel, dieser Stoff wird im Herstellungsprozess hochgradig verarbeitet und muss neu eingesetzt eine hohe Reinheit haben, die man so aus Gebrauchtgeräten niemals sinnvoll zurückgewinnen kann." Auch Seltene Erden, die für die Hintergrundbeleuchtung benötigt werden, seien für den Recyclingprozess ein Problem. Karsten Schischke nennt sie Gewürzmetalle. Materialien, die in so geringen Konzentrationen vorhanden sind, dass es sich aus ökonomischer Sicht nicht lohnt, diese zurückzugewinnen.

Das Wertvollste zuerst

Der Fokus liegt auf den Edelmetallen und dem Konfliktmaterial Kobalt. Durch die Separierung des Akkus und der Verwertung der Elektrokomponenten in einer Kupfer- oder Metallhütte können Wertstoffe wie Kupfer, Zinn, Gold, Palladium und Silber zurückgewonnen werden. Ein separates Verfahren gewinnt aus dem Akkumulator ein Teil des Kobalts zurück. Die Eisenbestandteile, wie Stahl, Aluminium, Magnesium und einige weitere gehen bei diesem Recyclingprozess verloren. Diesem Verlust könnte man durch ein Zerlegen der Komponenten verhindern. Die Smartphones sind jedoch tendenziell so konzipiert, dass ein separates Recycling zu viel Geld und Zeit in Anspruch nimmt.

Im Kern kompliziert

"Das Gehäuse lässt sich meistens gut recyceln, doch dann trifft man auf eine kompliziertere Komponente. Das ist der Elektronikkern, der lässt sich nur sehr schlecht recyceln", erklärt Klaus Wetteborn. "Die Elektronikkomponenten sind durch ihre Materialvielfalt nicht einfach zu handhaben. Dem Recyclinghof bleibt nichts anderes übrig, als diese zu schreddern und in ein und demselben Stoffstrom weiterzuverarbeiten." Das Recyclingpotential sei zwar noch lange nicht ausgereift und unter anderem durch das Verwenden von Säuren nicht besonders umweltfreundlich. Die Erschließung neuer Ressourcen aus der natürlichen Umwelt sei jedoch schädlicher. Am Ende des Lebenszyklus mache ein Recycling der Altgeräte also Sinn.

Smartphones stecken voll mit komprimierter Elektronik. Über 60 verschiedene Materialien sind darin verbaut. Unter anderem Seltene Erden, Edelmetalle und Metalle und Konfliktmaterialien. Besonders relevante Materialien für Umwelt und Recycling sind hier dargestellt.

Modulare Smartphones als Lösungsansatz

Das Bundesumweltamt empfiehlt, Smartphones so zu konzipiert, dass diese einfach auseinander gebaut werden können. Ein manuell entnehmbarer Akku und lösbare Bindungstechniken sollten verwendet werden. Dadurch können die Smartphones besser repariert werden und das Recyclingpotential steigt. Aktuell gibt es ein Modell dieser Art auf dem Markt, das Fairphone. An weiteren wird geforscht. Das Puzzle Phone zum Beispiel, ein finnisches Start-Up, was sich darauf spezialisiert hat, Smartphones zu entwickeln, deren Komponenten zum Ende des Lebenszyklus in anderen Elektrogeräten weiterverwendet werden können. Oftmals fehlt für solche Projekte aber das Geld, um diese zu realisieren.

Teaserbild: Smartphones enthalten viele wertvolle Matreialien. Bild: Jana Hüttenmeister

Die Autorin

Jana Hüttenmeister

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