Angesichts der steigenden Rohstoffnachfrage für Zukunftstechnologien, geopolitischer Versorgungsrisiken und der Notwendigkeit einer funktionsfähigen Kreislaufwirtschaft untersucht die vorliegende Arbeit die Recyclingsituation ausgewählter kritischer Metalle entlang ihres globalen Lebenszyklus. Dabei wird analysiert, inwieweit Aluminium, Kobalt, Indium, Lanthan, Nickel, Vanadium und Wolfram am Ende ihres Lebenszyklus in konzentrierten und somit potenziell hochwertig rückgewinnbaren Stoffströmen vorliegen. Das Ziel besteht darin, Unterschiede in der stofflichen Verdünnung quantitativ sichtbar zu machen und daraus Rückschlüsse auf die Recyclingfähigkeit als Teilaspekt der Kritikalität abzuleiten. Dazu werden bestehende Materialflussanalysen mithilfe der statistischen Entropieanalyse (SEA) ausgewertet. Die SEA erfasst nicht nur die Rückgewinnungsmenge, sondern auch die Konzentration, in der ein Metall vorliegt, sowie die Frage, ob es für hochwertige Anwendungen wiederverwendbar bleibt. Konzentrations- und Verdünnungseffekte werden über fünf Lebenszyklusstufen hinweg verglichen. Ergänzend wird ein Zeitvergleich des Nickelkreislaufs für die Jahre 2000 und 2021 durchgeführt.Die Ergebnisse zeigen, dass die relative statistische Entropie in allen Kreisläufen der Metallproduktion zunächst sinkt, in den nachfolgenden Stufen jedoch wieder ansteigt. Besonders kritisch erweist sich die Nutzungsphase, da hier eine deutliche stoffliche Verdünnung eintritt. Eine Entropiereduktion am Lebensende gelingt nur bei wenigen Metallen. Am günstigsten schneiden Aluminium und Wolfram ab, Kobalt, Nickel und Vanadium nehmen Zwischenpositionen ein, während Indium und vor allem Lanthan ungünstige Voraussetzungen für eine hochwertige Rückgewinnung zeigen. Der Zeitvergleich deutet auf niedrigere Entropiewerte im Jahr 2021 hin, was auf eine stärkere Einbindung sekundärer Stoffströme schließen lässt.Die Arbeit belegt, dass die SEA einen Mehrwert gegenüber rein mengenbezogenen Recyclingkennzahlen bietet, da sie dissipative Nutzungsmuster und strukturelle Schwächen entlang des Lebenszyklus sichtbar macht. Somit eignet sie sich als entropiebasierter Teilindikator der Kritikalität und als Baustein für rohstoffstrategische Bewertungsrahmen im Kontext der Kreislaufwirtschaft.
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In view of the rising demand for raw materials for future technologies, geopolitical supply risks and the need for a functioning circular economy, this paper examines the recycling situation of selected critical metals throughout their global life cycle. It analyses the extent to which aluminum, cobalt, indium, lanthanum, nickel, vanadium and tungsten are present in concentrated and thus potentially high-value recoverable material streams at the end of their life cycle. The aim is to quantify differences in material dilution and to draw conclusions about recyclability as a sub-aspect of criticality. To this end, existing material flow analyses are evaluated using statistical entropy analysis (SEA). SEA not only records the amount recovered, but also the concentration in which a metal is present and whether it remains reusable for high-value applications. Concentration and dilution effects are compared across five life cycle stages. In addition, a time comparison of the nickel cycle for the years 2000 and 2021 is carried out.The results show that the relative statistical entropy initially decreases in all metal production cycles, but increases again in the subsequent stages. The utilization phase proves to be particularly critical, as this is where significant material dilution occurs. Entropy reduction at the end of life is only possible for a few metals. Aluminum and tungsten perform best, cobalt, nickel and vanadium occupy intermediate positions, while indium and, above all, lanthanum show unfavorable conditions for high-quality recovery. The time comparison indicates lower entropy values in 2021, which suggests a greater integration of secondary material flows.The study demonstrates that SEA offers added value over purely quantity-based recycling indicators, as it reveals dissipative usage patterns and structural weaknesses along the life cycle. It is therefore suitable as an entropy-based sub-indicator of criticality and as a building block for strategic raw material assessment frameworks in the context of the circular economy.
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