Bildschirme und Lampen

Bei der Verwertung von Bildschirmen und Monitoren sowie Gasentladungslampen ist Sorgfalt geboten: Klassische Bildschirmröhren enthalten Blei, Gasentladungslampen enthalten Quecksilber und sind häufig noch in Flachbildschirmen enthalten. Die in Verkehr gebrachte Menge an Gasentladungslampen und LCD-Fernsehbildschirmen ist 2017 gesunken. Die Anzahl der verkauften Computermonitore hat sich erhöht.

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 2018 ca. 6,8 Millionen (Mio.) Fernsehbildschirme mit Flüssigkristallanzeige (englisch: Liquid Crystal Display, LCD) verkauft, eine Verringerung der Verkaufsmenge im Vergleich zum Vorjahr um 3,2 % (HEMIX 2018, GfU-Statistik). Flachbildschirmgeräte mit Plasmaanzeige konnten sich nicht durchsetzen und wurden seit dem Jahr 2016 in Deutschland nicht mehr verkauft. Die Absatzzahlen für Fernsehbildschirme werden seit dem Jahr 2017 nur noch für LCD- und OLED-Bildschirme zusammen ausgewiesen. Außerdem wurden 2018 rund 2,4 Mio. Computermonitore in Deutschland verkauft (siehe Abb. „Absatz von Fernseh-Bildschirmen und Computer-Monitoren an Endverbraucher“).

Im Jahr 2017 wurden in Deutschland 7.320 Tonnen (t) Gasentladungslampen in Verkehr gebracht. Zu den Gasentladungslampen zählen Kompaktleuchtstofflampen, auch als Energiesparlampen bekannt, Leuchtstoffröhren und einige andere Lampentypen. In den letzten Jahren wurden Gasentladungslampen zunehmend durch LED-Lampen (engl.: Light Emitting Diode, LED) ersetzt. Die in Verkehr gebrachte Menge  an LED-Lampen die in privaten Haushalten genutzt werden können betrug 7.945 t im Jahr 2017. 2016 lag die Menge noch bei 2.908 t (stiftung ear). Auch wenn LED-Lampen und Gasentladungslampen zusammen gesammelt werden, werden in der statistischen Berichterstattung bislang nur Gasentladungslampen separat ausgewiesen.

Diagramm: 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 an Endverbraucher
Quelle: Gesellschaft für Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik Diagramm als PDF
 

Sammlung und umweltverträgliche Verwertung

Die Europäische Union (EU) stellt mit der Richtlinie 2012/19/EU über Elektro- und Elektronikaltgeräte (WEEE-Richtlinie) bestimmte Anforderungen an die Sammlung und Verwertung von Elektroaltgeräten, darunter speziell auch 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 Elektroaltgeräte wie beispielsweise Bildschirmgeräte, Gasentladungslampen und LED-Lampen derzeit an rund 2.400 kommunalen Sammelstellen/ Wertstoffhöfen abgeben. Mit der Novelle des ElektroG im Oktober 2015, sind seit Juli 2016 auch der stationäre Handel sowie der Versand- und Onlinehandel zur Rücknahme von Elektroaltgeräten verpflichtet. So können 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-Lampen 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 Menge der gesammelten Gasentladungslampen lag im Jahr 2017 bei 8.218 Tonnen (t), die Recyclingquote der Altlampen betrug 86 %. Zwischen 2006 und 2010 hat sich diese Menge etwa verdoppelt. Von 2012 bis 2014 sind die Mengen der gesammelten und recycelten Gasentladungslampen kontinuierlich gesunken, bei fast gleichbleibender Recyclingquote. Ein Grund dafür ist der steigende Einsatz von schadstofffreien LED-Lampen, wodurch Gasentladungslampen zusehends abgelöst werden. Im Vergleich zum Vorjahr blieb 2015 trotz eines starken Anstiegs der Sammelmenge (+ 19 %) die Recyclingmenge ungefähr gleich (+ 2,2 %), wodurch die Recyclingquote auf unter 80 % fiel. Ursache hierfür ist die höhere Menge die der energetischen Verwertung bzw. Beseitigung zugeführt wurde. Im Jahr 2016 ist die Recyclingmenge wieder auf das Niveau der Vorjahre (ausgenommen 2015) gestiegen. Trotz einer deutlichen Steigerung der Sammelmenge im Jahr 2017 gegenüber dem Vorjahr um 14 % ist die Recyclingquote auf 86 % gesunken, auch hier ist die Ursache dass ein größerer Teil als im Vorjahr der Beseitigung zugeführt wurde (siehe Abb. „Sammlung und Recycling von Gasentladungslampen“).

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 Quote für die Vorbereitung zur Wiederverwendung + Recycling mindestens 80 Prozent des durchschnittlichen Gewichts.

Deutschland hält diese Quoten ein.

Diagramm: Die Sammlung von Gasentladungslampen stieg zwischen 2006 und 2010 kontinuierlich, das Recycling stieg bis 2009 und ging danach zurück. 2011 bis 2017 war die gesammelte Menge geringer als in 2010, die Recyclingquote ist 2017 von 94 auf 86 % gesunken.
Sammlung und Recycling von Gasentladungslampen
Quelle: BMU 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 % 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 der heutzutage verkauften Generation von Geräten werden LEDs als Hintergrundbeleuchtung eingesetzt, diese enthalten kein Quecksilber.

In der Entsorgung werden alte Flachbildschirme in der Regel 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.

Übrigens, obwohl Gasentladungslampen und LED-Lampen zusammen gesammelt werden, enthalten LED-Lampen kein Quecksilber. Hintergrund der gemeinsamen Sammlung ist die vorsorgliche Vermeidung von möglichen schädlichen Umweltauswirkungen durch versehentliche Quecksilberquerkontaminationen, da bei manchen Lampentypen nicht eindeutig zu unterscheiden ist, ob es sich um eine quecksilberhaltige Gasentladungslampe oder eine quecksilberfreie LED-Lampe handelt.