Bildschirme und Lampen

Bei der Verwertung von Computer- und Fernsehbildschirmen sowie Gasentladungslampen ist besondere Sorgfalt geboten: Klassische Bildschirmröhren enthalten Blei, Gasentladungslampen enthalten Quecksilber und sind häufig in Flachbildschirmen enthalten. Neben diesen Schadstoffen enthalten die genannten Elektrogeräte Sonder- und Edelmetalle, die noch nicht vollständig zurückgewonnen werden können.

Inhaltsverzeichnis

 

Millionen Bildschirme und Gasentladungslampen

Die Flachbildschirmtechniken haben die klassischen Röhrenfernsehgeräte mit Kathodenstrahlröhren (Englisch: Cathode Ray Tube, CRT) abgelöst. CRT-Geräte werden in Deutschland nicht mehr auf den Markt gebracht. In Deutschland wurden im Jahr 2016 knapp sieben Millionen (Mio.) Fernsehbildschirme mit Flüssigkristallanzeige (englisch: Liquid Crystal Display, LCD)  verkauft. Flachbildschirmgeräte mit Plasmaanzeige konnten sich nicht durchsetzen und wurden im Jahr 2016 in Deutschland nicht mehr abgesetzt. Allerdings steigt die Marktrelevanz von Flachbildschirmgeräten mit organischen Leuchtdiodenanzeigen (engl.: Organic Light Emitting Diode, OLED) zunehmend. Die Absatzzahlen sind derzeit noch gering (55.000 Stck.), zeigen aber ein deutliches Wachstum (GfU-Statistik). Außerdem wurden 2015 rund 2,2 Mio. Computermonitore in Deutschland verkauft (siehe Abb. „Absatz von Fernsehbildschirmen und Computermonitoren“).

Die Anzahl jährlich verkaufter Gasentladungslampen liegt für die letzten Jahre bei über 150 Mio. Stück. Zu diesen Entladungslampen zählen Kompaktleuchtstofflampen, auch als Energiesparlampen bekannt, Leuchtstoffröhren und einige andere Lampentypen. Zunehmend werden Gasentladungslampen durch Leuchtdioden (engl.: Light Emitting Diode, LED) ersetzt. LED enthalten kein Quecksilber.

Der Verkauf klassischer Röhrenbildschirme geht zwischen 2005 und 2010 zurück, der von Fernsehgeräten mit modernen LCD-Bildschirmen steigt bis 2012 rasant und geht in den folgenden Jahren zurück.
Absatz von Fernseh-Bildschirmen und Computer-Monitoren
Quelle: Gesellschaft für Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik Diagramm als PDF
 

Sammlung und umweltverträgliche Verwertung

Die Europäische Union (EU) stellt seit dem Jahr 2002 mit der Richtlinie 2002/96/EG über Elektro- und Elektronikaltgeräte (WEEE-Richtlinie, in 2012 als WEEE II novelliert) bestimmte Anforderungen an die Sammlung und Verwertung von Bildschirmgeräten und Gasentladungslampen. Mit Inkrafttreten des Gesetzes über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten, kurz ElektroG, wurden die europäischen Anforderungen in deutsches Recht übernommen. Gemäß ElektroG müssen ausgediente Elektrogeräte getrennt von anderen Abfällen gesammelt werden. Bürgerinnen und Bürger können Bildschirmgeräte und Gasentladungslampen derzeit an über 1.500 kommunalen Sammelstellen/ Wertstoffhöfen abgeben. Außerdem sind seit der Novellierung des ElektroG im Oktober 2015 auch der stationäre Handel sowie der der Versand- und Onlinehandel zur Rücknahme von Elektrogeräten verpflichtet. So können unter anderem in Geschäften mit einer Verkaufsfläche für Elektro- und Elektronikgeräte von über 400 m² kleine Altgeräte mit einer maximalen Kantenlänge von 25 cm kostenlos zurückgeben werden. Größere Geräte wie Bildschirmgeräte können beim Neukauf eines funktionsgleichen Gerätes kostenlos abgegeben werden. Für Gasentladungslampen und LED haben einige Hersteller ein bundesweites Rücknahmesystem gegründet: die Lightcycle Retourlogistik und Service GmbH. Über dieses System können  Altlampen an mehr als 9.000 Sammelstellen im Handel und im Elektro-Handwerk abgegeben werden. Die Mengen der eingesammelten Gasentladungslampen lag im Jahr 2014 bei 6.801 Tonnen, die Recyclingquote der Altlampen beträgt 93 Prozent (%). Zwischen 2006 und 2010 hat sich diese Menge etwa verdoppelt. Seit 2012 sinken die Mengen der gesammelten und recycelten Gasentladungslampen kontinuierlich, bei fast gleichbleibender Recyclingquote (siehe Abb. „Sammlung und Recycling von Gasentladungslampen“). Ein Grund dafür ist der steigende Einsatz von schadstofffreien LED-Lampen, wodurch Gasentladungslampen zusehends abgelöst werden.

Für die Entsorgungsmengen an Bildschirmgeräten existieren derzeit keine belastbaren Daten.

Die Verwertungsvorgaben unterscheiden sich:

  • Von Röhren- und Flachbildschirmen müssen mindestens 85 Prozent des durchschnittlichen Gewichtes verwertet werden. Die Mindestquote für die stoffliche Verwertung und Wiederverwendung liegt bei 75 Gewichtprozent. Zudem muss bei Kathodenstrahlröhren die fluoreszierende Beschichtung entfernt werden. Diese Beschichtung enthält neben Schadstoffen auch wertvolle Metalle.
  • Bei Gasentladungslampen beträgt die einzuhaltende Wiederverwendungs- / Recyclingquote mindestens 80 Prozent des durchschnittlichen Gewichts.

Deutschland hält diese Quoten ein.

Die Sammlung von Gasentladungslampen stieg zwischen 2006 und 2010 kontinuierlich, das Recycling stieg bis 2009 und ging danach zurück. 2011 bis 2014 war die gesammelte Menge geringer als in 2010, die Recyclingquote bleibt etwa gleich.
Sammlung und Recycling von Gasentladungslampen
Quelle: BMUB Diagramm als PDF
 

Alte Bildröhren

Seitdem viele Menschen klassische Röhrenbildschirme durch Flachbildschirme ersetzen, fallen große Mengen alter Röhrenbildschirme zur Entsorgung an. Die eigentliche Bildröhre ist der schwerste Teil dieser Bildschirmgeräte. Sie besteht hauptsächlich aus Glas, genauer aus vier verschiedenen Glassorten:

  • Das Schirmglas, auch Frontglas genannt, ist der Hauptbestandteil. Es enthält 8 bis 13 Prozent an Bariumoxid, 2,2 bis 8,8 % an Strontiumoxid sowie 0,2 bis 0,6 % an Antimonoxid.
  • Das Konusglas, auch Trichterglas genannt, enthält 20 bis 24 % Bleioxid.
  • Das Röhrenhalsglas enthält 28 bis 30 % Bleioxid.
  • Die Glasfritte, die Schirm- und Konusglas miteinander verbindet, enthält sogar rund 80 % Bleioxid.

Die Zugabe von rezyklierten Bildschirmglas in die Produktion von neuen Bildschirmröhren ist möglich, wird aber in Deutschland und der EU aber nicht mehr durchgeführt, da keine Produktion von Bildröhren mehr stattfindet. Für eine hochwertige Verwertung und um Kontaminationen von schwermetallfreien Produkten und Materialkreisläufen durch das im Konusglas enthaltene Blei zu vermeiden, ist es unerlässlich, Schirm- und Konusglas voneinander zu trennen und das bleihaltige Glas auszuschleusen.
 
Bleifreies Schirmglas kann als Rohstoff in der Hohlglasindustrie eingesetzt werden. Für bleihaltige Altgläser existieren nur wenige mengenrelevante Einsatzbereiche. Außerhalb Deutschlands gelangt bleihaltiges Glas aus Bildschirmröhren zum Teil in den Betonbau. Da die Entsorgung der dann bleihaltigen Baumaterialen auf diese Bleigehalte nicht abgestimmt ist, kommt es zu einem unkontrollierten Eintrag von Blei in die Umwelt.

Hochwertige Verwertungswege für die bleihaltige Glasfraktion werden aus Ressourcenschutzgründen und zum Schutz der Umwelt dringend benötigt, auch um die Recyclingziele des ElektroG erfüllen zu können.

 

Flachbildschirme

Ein Flachbildschirm besteht in der Regel aus einem Kunststoffgehäuse, einem Metallrahmen, der Elektronik (zum Beispiel Leiterplatten) und der Displayeinheit. Die Displayeinheit von Geräten mit Flüssigkristallanzeige (englisch: Liquid Crystal Display, LCD) setzt sich zusammen aus verschiedenen Scheiben hochwertiger Kunststoffe (zum Beispiel der Streuscheibe), Kunststofffolien (zum Beispiel der Polarisationsfolie), einer Flüssigkristallschicht, die von zwei dünnen Glasscheiben begrenzt wird und der Hintergrundbeleuchtung. Die Hintergrundbeleuchtung  von LCD-Geräten der ersten Generation besteht aus kleinen Gasentladungslampen, die quecksilberhaltig sind und deren Anzahl von der Bildschirmdiagonalen abhängig ist. In Monitorgeräten sind zumeist 2-4 dieser Röhren verbaut. In Fernsehgeräten können über 50 quecksilberhaltige Lampenröhren enthalten sein. Bei neueren Geräten werden LED als Hintergrundbeleuchtung eingesetzt, diese enthalten kein Quecksilber.

In der Entsorgung werden alte Flachbildschirme manuell demontiert. Die Geräte werden geöffnet, um die Gasentladungslampen möglichst zerstörungsfrei zu entnehmen und Quecksilberemissionen, die durch Bruch der Lampen entstehen, zu vermeiden. In großen Behandlungsanlagen werden Bildschirme nach einer Vordemontage durch automatisierte Verfahren maschinell geöffnet, sodass die Lampen für eine Entnahme schneller freigelegt werden können oder der bei der Zerstörung entstehende Lampenbruch gezielt abgesaugt werden kann. Bei der Behandlung von Flachbildschirmgeräten werden Kunststoff- und Metallfraktionen erzeugt. Die separierten Gasentladungslampen und der entstehende Bruch werden der Lampenbehandlung zugeführt.

Ein Bestandteil der Flüssigkristallanzeige ist Indium. Indium ist als kritisches Metall eingestuft und wird für vielzählige Technologien (zum Beispiel Photovoltaik) benötigt. Die Rückgewinnung von Indium aus Flachbildschirmen wird derzeit als nicht wirtschaftlich eingestuft.

 

Gasentladungslampen

Es gibt mehrere Wege, Gasentladungslampen zu verwerten: Für die Aufbereitung stabförmiger Entladungslampen setzten Unternehmen meist das Kapp-Trenn-Verfahren ein. Dabei werden Lampen als Stückgut behandelt, wodurch eine Vorsortierung notwendig ist. Mit dem Verfahren werden Glas, Metalle und Leuchtstoffpulver weitgehend voneinander getrennt. Mit Hilfe des Schredder-Verfahrens werden alle Lampentypen sowie Lampenbruch und Produktionsabfälle behandelt. Dabei wird Mischglas gewonnen, das direkt oder nach einer Vorbehandlung für Glasprodukte mit geringeren Reinheitsansprüchen wie Glasbausteine, Isolierglaswolle oder Zuschlagstoff in der Bauindustrie verwendet werden kann.

Als weiteres Verfahren für alle Lampentypen sowie Lampenbruch und Produktionsabfälle bietet sich das Glasbruch-Wasch-Verfahren an. Zum Recycling der nicht-stabförmigen Lampen, das heißt alle Kompaktleuchtstofflampen beziehungsweise Energiesparlampen kann das Zentrifugal-Separationsverfahren angewendet werden. Je nach Verfahren werden verschiedene Fraktionen gewonnen:

  • Das Glas kann zur Herstellung neuer Gasentladungslampen eingesetzt werden.
  • Die Kunststoffe werden meist energetisch verwertet.
  • Die Endkappen aus Aluminium werden der stofflichen Verwertung zugeführt.
  • Die Leuchtstoffe werden bislang gemeinsam mit Glasstaub als Sonderabfall, etwa in Untertagedeponien, entsorgt. Das Leuchtstoffpulver selbst enthält wertvolle Seltene Erden, einige Hersteller nehmen es daher zur Lagerung zurück.
 

Gasentladungslampen und Quecksilber

Gasentladungslampen erhalten wegen ihres Quecksilbergehaltes in ihren Leuchtstoffen besondere Beachtung. In der Entsorgung wird das Schwermetall mit dem Leuchtpulver von den Glas-, Metall- und Kunststofffraktionen abgeschieden. Aus dieser Fraktion gewinnen einige Unternehmen bspw. mittels Vakuumdestillation sehr reines Quecksilber, das etwa in der Herstellung neuer Lampen wieder eingesetzt wird. Ein Teil des Quecksilbers bleibt aber am Glas und der Metallfraktion, meist Aluminium, haften. Bei deren weiterer Verwertung ist darauf zu achten, dass festgelegte Grenzwerte für den Quecksilbergehalt in den erzeugten Stoffströmen eingehalten werden. Die Europäische Union und Deutschland haben hier Obergrenzen festgelegt:

  • Altglas das verwertet wird, darf gemäß dem ElektroG nicht mehr als 5 Milligramm (mg) Quecksilber pro Kilogramm (kg) enthalten – also nicht mehr als 0,0005 Gewichtsprozent (%). Glasscherben aus der Aufbereitung von Lampenausschuss im Herstellerwerk weisen einen Quecksilbergehalt von etwa 1 mg/kg auf und dürfen  somit wieder eingesetzt werden. Der Quecksilbergehalt im aufbereiteten Glas gebrauchter Leuchtstofflampen liegt jedoch meist zwischen 2 und 6 mg/kg.

Generell gilt laut novellierter RoHS-Richtlinie (englisch: Restriction of Hazardous Substances), dass homogene Werkstoffe nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent Quecksilber enthalten dürfen.

Von dieser Regel gibt es Ausnahmen: Stabförmige Standard-Leuchtstofflampen mit einem Röhrendurchmesser zwischen 17 und 28 Millimeter dürfen bis zu 3,5 Milligramm Quecksilber pro Lampe enthalten. Diese Ausnahme gilt auch für Kompaktleuchtstofflampen mit einer Leistung zwischen 30 Watt und 50 Watt. Für Lampen mit einer Leistung von weniger als 30 Watt gilt ein Quecksilber-Grenzwert von 2,5 Milligramm. Die EU wird die erlaubten Quecksilbergehalte für viele Lampen über die Zeit entsprechend dem Stand der Technik anpassen und weiter senken.