Einfluss von RFID-Tags auf die Abfallentsorgung

RFID-Tags können in der Abfallentsorgung sinnvoll sein, da sie eine bessere Nachverfolgung und eine ursachengerechte Müllentsorgung ermöglichen. Sie können jedoch auch ein Problem bei der Abfallentsorgung darstellen, wenn sie zur Kennzeichnung von Konsumgütern genutzt werden und aufgrund ihrer Zusammensetzung die umweltgerechte Entsorgung von Abfällen erschweren. Für eine umweltgerechte Abfallentsorgung kommt es darauf an, die RFID-Tags entsprechend zu gestalten und zu behandeln.

Was sind RFID-Tags?

RFID ist die Abkürzung für Radio Frequency Identification. Bei den RFID-Tags handelt es sich um Transponder zur automatischen Identifizierung von Objekten per Funk. RFID-Tags können überall dort verwendet werden, wo eine automatische Kennzeichnung, Registrierung, Lagerung, Erkennung oder Überwachung notwendig ist. Solche RFID-Systeme sind in vielen Varianten verfügbar und können je nach Einsatzzweck viele Vorteile bieten.

Daher ist damit zu rechnen, dass sie künftig verstärkt genutzt werden. Aufgrund ihrer Zusammensetzung können sie die Umwelt belasten, was auch bei der Abfallentsorgung der Fall ist.

Alle RFID-Systeme weisen die folgenden drei Eigenschaften auf:

• elektronische Identifikation, da eine eindeutige Kennzeichnung von Objekten durch die elektronisch gespeicherten Daten möglich ist
• kontaktlose Datenübertragung, da die Daten über einen Funkfrequenzkanal drahtlos ausgelesen werden können
• Senden auf Abruf, wenn ein Lesegerät den Vorgang abruft

RFID-Systeme bestehen aus dem Transponder, der als RFID-Tag bezeichnet wird, und aus einem Lesegerät. Der RFID-Tag ist der eigentliche Datenträger und befindet sich am Objekt. Er kann sich an einer Ware oder deren Verpackung befinden. Werden die Ware oder die Verpackung entsorgt, kann der RFID-Tag zu Problemen führen. Dieser RFID-Tag kann per Funktechnologie kontaktlos ausgelesen werden.

Bei den RFID-Tags werden aktive und passive Transponder unterschieden. Aktive Transponder verfügen über eine eigene Energiequelle. Passive Transponder werden durch das Lesegerät mit Energie versorgt.

RFID ist die Abkürzung für Radio Frequency Identification | Foto: ©Albert Lozano-Nieto #20570324 – stock.adobe.com

Studie des Umweltbundesamtes zu Auswirkungen von RFID-Tags auf die Abfallentsorgung

Bereits im Jahr 2009 gab das Umweltbundesamt eine Studie zu möglichen Auswirkungen von RFID-Tags auf Konsumgütern auf Umwelt und Abfallentsorgung in Auftrag. Die Studie wurde vom Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) Berlin in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt St. Gallen durchgeführt. Zum Zeitpunkt der Studie nahm die Verbreitung von RFID-Tags rasant zu. Das Forschungsprojekt untersuchte die Auswirkungen eines massenhaften Einsatzes dieser Transponder bei Konsumgütern auf die Umwelt und die Abfallentsorgung. Der Einsatz der Transponder zum Zeitpunkt der Studie war kein nennenswertes Problem für die Entsorgungssysteme für Siedlungsabfall.

Probleme könnten aufgrund der dynamischen Entwicklung der RFID-Märkte entstehen.

Das Projekt hatte folgende Aufgaben:

• Ermittlung der Mengen an RFID-Tags zum Zeitpunkt der Studie und Prognose über zukünftig zu erwartende Mengen
• Beschreibung von Entsorgungswegen für RFID-Tags in Siedlungsabfällen
• Erstellung und Quantifizierung von Zukunftsszenarien
• Handlungsempfehlungen für einen umweltverträglichen Einsatz von RFID-Tags

Das Projekt hatte einen Zeithorizont bis 2022 und fokussierte sich auf den Eintrag von passiven RFID-Tags in den Siedlungsabfall. Solche passiven RFID-Tags werden auf Konsumgütern und Verpackungen angebracht. Die Entsorgungswege von Glas, Papier und Pappe sowie Leichtverpackungen wurden analysiert.

Nutzung passiver RFID-Tags und stoffliche Zusammensetzung

Passive RFID-Tags werden genutzt, um Personen, Tiere und Objekte wie Reisegepäck oder Konsumgüter über Funk zu identifizieren. Reisegepäck kann mit den Transpondern verfolgt werden, wenn es verloren gegangen ist. Konsumgüter lassen sich bei Diebstahl aus dem Geschäft mit dem Transponder aufspüren. Mit einem Lesegerät werden die RFID-Tags identifiziert. Das Lesegerät ist oft mit einer weiteren Dateninfrastruktur verbunden. Der RFID-Tag besteht aus einem Mikrochip mit einem Schaltkreis. Die Abfallentsorgung könnte aufgrund der Zusammensetzung der RFID-Tags ein Problem darstellen.

RFID-Tags bestehen aus verschiedenen Komponenten aus unterschiedlichen Materialien:

• Deckschicht aus Papier oder Polypropylen
• Klebstoff aus Acrylat
• IC aus Silizium
• ACP aus Epoxyd-basiertem Material und Nickel
• Klebstoff aus Polyurethan
• Antenne aus Kupfer, Aluminium, gedrucktem Silber oder gedrucktem Bonding Agent
• Substrat aus PET

Das Gesamtgewicht der Tags hängt vorrangig von der Fläche der Tags und vom Material der Antenne ab. Ohne Deckschicht haben RFID-Tags ein Gewicht von 200 bis 1.000 Milligramm. Die Spurenbestandteile sind gleich groß, unabhängig von der Baugröße. Baugrößenabhängig sind jedoch die Materialmengen für Deckschicht, Klebstoff, Substrat und Antenne.

Passive RFID-Tags werden genutzt, um Personen, Tiere und Objekte wie Reisegepäck oder Konsumgüter über Funk zu identifizieren | Foto: ©mettus #527416817 – stock.adobe.com

Mögliche Entwicklung des Einsatzes von RFID-Tags

Die Autoren der Studie gingen davon aus, dass passive RFID-Tags bis 2022 abhängig vom Anwendungsbereich pro Jahr mit einer Million bis zu einer Milliarde Stück genutzt werden könnten. Sie könnten auf Lebensmittel- und Einweggetränkeverpackungen, Briefen und Banknoten anfallen. Probleme könnten sie bei der Entsorgung von Lebensmittel- und Getränkeverpackungen bereiten, wenn sie in großen Mengen verwendet werden.

Die Umwelt könnte durch Acrylat, Aluminium, Nickel, PET oder Epoxidharze belastet werden.

Probleme bei der Abfallentsorgung durch RFID-Tags

In der Studie wurden realistische Szenarien formuliert und Extrembetrachtungen aufgestellt, wie RFID-Tags auf Verpackungen und Konsumgütern zu Problemen bei der Abfallentsorgung führen könnten. Im Recycling können RFID-Tags als Ganzes in vorgeschalteten Sortierschritten von den Abfällen getrennt werden. Sie gelangen dann in die Reststoffe und können thermisch oder metallurgisch verwertet werden. RFID-Tags, die nicht abgetrennt werden, gelangen in den Recyclingprozess und in das Rezyklat. Schätzungen zufolge können sie zu 98 Prozent in die Reststoffe eingebracht werden. Eine Abtrennung der RFID-Tags ist auch beim Kunststoffrecycling möglich.

Werden RFID-Tags in die Reststoffe zur thermischen Verwertung von Verbundkartons oder Kunststoffen eingetragen, ist die thermische Verwertung stark belastet. Das führt auch zu einer Belastung der Sekundärbaustoffe aus Schlacken mit den Bestandteilen der Transponder.

Beim Recycling von Glas, Aluminium und Weißblech wird der überwiegende Teil der RFID-Tags in Hochtemperatur-Recyclingprozesse eingebracht. Beim Glasrecycling werden größere Anteile der RFID-Tags zuvor aussortiert und dann der thermischen oder metallurgischen Verwertung zugeführt.

In vorgeschalteten Aufbereitungsprozessen im Glas- und Kunststoffrecycling werden die Tags teilweise aufgebrochen. Ein Rohstoffverlust von wertvollen Materialien wie Kupfer oder Silber kann bei der Anhaftung der Tags am Sekundärrohstoff eintreten. Auch eine Qualitätsminderung der Sekundärrohstoffe ist möglich. Im Recyclingprozess kann der Eintrag von Klebstoffen Siebe verstopfen. Die Verarbeitungsprozesse von Kunststoffen werden teilweise durch die Metallantennen behindert.

RFID-Tags führen beim Recyclingprozess vorrangig zu Verunreinigungen der Sekundärrohstoffe und damit zu einer Qualitätsminderung. Auch Verklumpungen durch Kunststoffe sind möglich. In Ersatzbrennstoffen können PET und Acrylat jedoch als wünschenswerte Energieträger dienen.

In der Studie wurden realistische Szenarien formuliert und Extrembetrachtungen aufgestellt, wie RFID-Tags auf Verpackungen und Konsumgütern zu Problemen bei der Abfallentsorgung führen könnten | Foto: ©Evgen #507665472 – stock.adobe.com

Handlungsempfehlungen für den Einsatz von RFID-Tags

Um Probleme bei der Abfallentsorgung und schädliche Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden, haben die Forscher in ihrer Studie verschiedene Handlungsempfehlungen bei der Nutzung von RFID-Tags erarbeitet:

• RFID-Tags könnten durch Ökodesign separierbar gestaltet werden
• eine Anpassung der Recyclingprozesse könnte RFID-Tags erkennen und ausschleusen
• die Konzentration von Fremdstoffeinträgen könnte durch Verschnitte mit unbelasteten Fraktionen verringert werden
• Monitoring von RFID-Technologien und Märkten als Vorsorgeprinzip
• Untersuchung der Auswirkungen von RFID-Komponenten in Verbrennungsprozessen
• Förderung der Separierung von RFID-Tags durch einfache konstruktive Maßnahmen
• massenstromtaugliche Gestaltung von RFID-Tags • Modifizierung der Annahmekriterien für Sekundärrohstoffe

RFID-Tags müssen ökologischer gestaltet werden. Metallfreie Varianten, aber auch besser ablösbare Transponder könnten zur Lösung des Problems beitragen. In der Studie gingen die Forscher davon aus, dass bis 2020 ungefähr 23 Milliarden RFID-Tags in Deutschland auf Waren im Umlauf sein könnten. Durch die Nutzung im Medikamententracking könnte diese Zahl noch höher ausfallen. Werden keine entsprechenden Maßnahmen getroffen, könnten der Volkswirtschaft Metalle in einem Wert von ungefähr 40 Millionen Euro im Jahr verloren gehen.

Nutzung von RFID-Tags in der Abfallwirtschaft

RFID-Tags könnten in der Abfallwirtschaft auch genutzt werden, um eine ursachengerechte Müllentsorgung und eine bessere Nachverfolgung zu ermöglichen. Sie könnten in Sammelbehältern befestigt werden. Ein Lesegerät auf der Ladefläche des LKW erfasst die IDs der Sammelbehälter und liest Containertyp, Gewicht und Abholzeit. Abholaktivitäten könnten überwacht und die Routenplanung verbessert werden. Statistiken könnten erstellt werden und bei der Senkung der Betriebskosten helfen. Da die Optimierung von Sammelrouten den Kraftstoffverbrauch senkt, können RFID-Tags in Sammelbehältern sogar zur Nachhaltigkeit beitragen.