Abbildungsverzeichnis ........................................... 7
Tabellenverzeichnis ............................................. 9
Abkürzungsverzeichnis .......................................... 11
Symbolverzeichnis .............................................. 13
1 Einleitung .................................................. 17
1.1 Einführung .............................................. 17
1.2 Problemstellung ......................................... 19
1.3 Gang der Untersuchung ....... 21
2 Grundlagen der Entsorgungslogistik von Batterien ............ 25
2.1 Einführung in die Entsorgungslogistik ................... 25
2.1.1 Begriffsbestimmung .................................. 25
2.1.2 Bestandteile der Entsorgungslogistik ................ 29
2.1.3 Recyclingoptionen ................................... 31
2.1.4 Entsorgungslogistik und das Product Recovery
Management .......................................... 36
2.1.5 Modelle der Entsorgungslogistik mit Bezug auf das
Batterierecycling ................................... 39
2.1.5.1 Entsorgungslogistik und der
Produktlebenszyklus ............................. 40
2.1.5.2 Entsorgungslogistik für werksinternes
Recycling ....................................... 49
2.1.5.3 Integrierung der Entsorgungslogistik in die
vorwärtsgerichtete Distribution ................. 50
2.2 Elemente der Entsorgungslogistik von Batterien .......... 53
2.2.1 Arten von Batterien .................................. 58
2.2.2 Bestandsanalyse von Batterien ........................ 59
Recycling und Entsorgungslogistikaktivitäten von
Batterien ............................................ 68
2.2.3.1 Erfassung ........................................ 68
2.2.3.2 Behandlung ....................................... 74
2.2.3.3 Entsorgung ....................................... 80
2.2.4 Bestandteile der Entsorgungslogistik für Batterien ... 82
2.2.5 Recyclingoptionen für Batterien ...................... 82
2.3 Ökonomische und ökologische Ziele der
Entsorgungslogistik von Batterien ....................... 85
2.3.1 Gründe und Ziele der Entsorgung ..................... 85
2.3.2 Gesetzliche Rahmenbedingungen zur Entsorgung von
Batterien ........................................... 87
3 Recyclinganforderungen an die Entsorgungslogistik
Lithium-haltiger Gerätebatterien ............................ 91
3.1 Bedingungen zur Entsorgung von Lithium-haltigen
Cerätebatterien ........................................... 91
3.1.1 Batteriegesetz, Elektronikgesetz und sonstige
Verordungen ......................................... 91
3.1.2 Transport- und Verpackungsbestimmungen für Li-haltige
Gerätebatterien ..................................... 92
3.1.3 Bedingungen der Lagerung und des Umschlags Li-haltige
Gerätebatterien ..................................... 96
3.2 Typologie der Lithium-Gerätebatterien ................... 97
3.2.1 Batterietypen ....................................... 98
3.2.1.1 Chemische Systeme .............................. 100
3.2.1.2 Gehäusematerial ................................ 105
3.2.1.3 Anodenmaterial ................................. 105
3.2.1.4 Kathodenmaterial ............................... 106
3.2.1.5 Elektrolyt und Separator ....................... 108
3.2.2 Äßere Form ......................................... 110
3.2.3 Anwendungen ........................................ 113
3.2.4 Zusammenfassung der Typologie ...................... 114
3.3 Anforderungen an ein Rücknahmesystem für
Lithium-halltige Batterien ............................. 117
3.3.1 Technische Anforderungen an die Transportlogistik .. 117
3.3.1.1 Sammlung ....................................... 118
3.3.1.2 Umschlag ....................................... 122
3.3.1.3 Lagerung ....................................... 123
3.3.2 Ökologische Anforderungen an die
Transportlogistik .................................. 124
3.3.3 Rahmenbedingungen der Organisation ................. 126
3.3.4 Anforderungen an die Sortierung .................... 128
3.3.5 Recyclingleistung der Entsorgungslogistik
Lithium-haltiger Gerätebatterien ................... 130
3.3.6 Soll-Ist-Betrachtung der Rahmenbedingungen ......... 133
4 Wirtschaftlichkeitsanalyse des Recyclings .................. 139
4.1 SCOR-Modell ............................................ 141
4.1.1 Prozesskategorien der Planung, Sammlung,
Sortierung und Verwertung .......................... 143
4.2 Kostenzuordnung - Die Berechnung von Kostensätzen ...... 147
4.2.1 Kostenanalyse notwendiger Investitionen in ein
Rücknahmesystem .................................... 147
4.2.2 Kostenanalyse der Betreibung eines
Rücknahmesystems ................................... 150
4.2.3 Zusammenführung der Kostensätze .................... 153
4.3 Gesamtkosten der derzeitigen Batterieentsorgung ........ 157
4.3.1 Bestimmung der Sammelgebiete und deren
Batterieaitfkommen ................................. 157
4.3.2 Kosten der Sammlung im Nahbereich .................. 159
4.3.3 Kosten der Sammlung im Fernbereich ................. 160
4.3.3.1 Modell zur Kostenberechnung ................... 160
4.3.3.1 Ergebnis des Modells .......................... 161
4.3.4 Zusammenfassung der Gesamtkosten ................... 163
5 Entwicklung eines Konzeptes zur Entsorgungslogistik
Lithium-haltiger Gerätebatterien ........................... 165
5.1 Analyse bestehender Entsorgungslogistiksysteme für
Batterien .............................................. 165
5.1.1 Gemeinsames Rücknahmesystem Batterien .............. 169
5.1.2 Herstellereigene Batterierücknahmesysteme .......... 170
5.2 Konzepte für ein zukünftiges
Entsorgungslogistiksystem ............................ 173
5.2.1 Entsorgungspartner ............................... 174
5.2.2 Sammlung ......................................... 177
5.2.3 Zwischenlager und Sortieranlagen ................. 182
5.3 Quantifizierung der Kostenvorteile der
Entsorgungslogistikkonzepte .......................... 183
5.3.1 Vorverdichtung im Handel (Variante A) ............ 183
5.3.2 Zentraldepot im Bundesland (Variante B) .......... 185
5.3.3 Grundvariante und Getrennterfassung
(Variante C) ..................................... 188
5.3.4 Separates Lithium-Batterie-Rücknahmesystem
(Variante D) ..................................... 190
5.4 Auswirkung erhöhter Aufkommen auf das
Entsorgungskonzept ................................... 193
6 Standortplanung für Entsorgungslogistikprozesse
des Batterierecyclings ................................... 197
6.1 Die betriebliche Standortplanung ..................... 203
6.1.1 Deskriptive Standorttheorie ...................... 203
6.1.2 Normative Standorttheorie ........................ 204
6.2 Standortfaktoren ..................................... 207
6.2.1 Input-orientierte Standortfaktoren ............... 208
6.2.2 Output-orientierte Standortfaktoren .............. 211
6.2.3 Abgabe-orientierte Standortfaktoren .............. 212
6.2.4 Harte und weiche versus quantitative und
qualitative Standortfaktoren ..................... 212
6.3 Standortanalyse als Grundlage der
Standortentscheidung ................................. 215
6.3.1 Makroanalyse ..................................... 215
6.3.2 Mikroanalyse ..................................... 216
6.4 Entscheidungsmodelle der Standortwahl ................ 217
6.4.1 Empirische qualitative und quantitative
Entscheidungsmodelle ............................. 219
6.4.2 Quantitative Entscheidungsmodelle zur
Standortwahl ..................................... 221
6.4.2.1 Warehouse Location Problem mit
Modellaufstellung ................................ 221
6.4.2.2 Steiner-Weber-Problem ........................ 225
6.4.2.3 Metrik (Formender Distanzmessung) ............ 225
6.4.3 Prinzipien exakter Verfahren am Beispiel des
Branch and Bound Algorithmus ..................... 228
6.4.3.1 Branch and Bound Knotenauswahl ............... 230
6.4.3.2 Simplex-Algorithmus im Branch and Bound des
genutzten LPSolve IDE ........................ 230
6.4.4 Stand der Literatur .............................. 231
6.5 Berechnung neuer Standorte ........................... 235
6.5.1 Standorte des Aufkommens ......................... 236
6.5.2 Standorte der Verdichtung/Zwischenlagerung ....... 236
6.5.2.1 Regionallagerstandorte nach dem Steiner-
Weber-Ansatz ................................. 237
6.5.2.2 Kenngrößen der
Regionallagerstandorte ....................... 239
6.5.3 Standorte der Sortierung ......................... 240
6.5.4 Standorte der Verwertung ......................... 240
6.5.5 Zusammenfassung der Standortermittlung für
Li-haltige Gerätebatterien ....................... 242
6.6 Auswertung der Modellergebnisse ...................... 245
6.6.1 Szenariobetrachtung .............................. 245
6.6.1.1 Szenario 1: Einfluss der Aufkommenshöhe ...... 246
6.6.1.2 Szenario 2: Verteilung der
Batterieaufkommen ............................ 247
6.6.1.3 Szenario 3: Kosten potentieller
Zwischenlager ................................ 248
6.6.1.4 Szenario 4: Einfluss der Transportkosten ..... 249
6.6.2 Zusammenfassung der Modellergebnisse ............. 250
7 Zusammenfassung und Ausblick ............................... 253
7.1 Erkenntnisse der Themenschwerpunkte ..................... 253
7.2 Vorschläge für weiteren Entwicklungs- und
Forschungsbedarf ........................................ 258
Anhang ........................................................ 261
Quellenverzeichnis ............................................ 315
|
