Gefährliche Stoffe ersetzen

Arbeiten zur EU-Richtlinie „Restriction of Hazardous Substances“ (RoHS)

Cadmium in Fernsehern, Quecksilber in Energiesparlampen – in Elektro- und Elektronikgeräten kommen manchmal gefährliche Stoffe wie Schwermetalle oder auch bromierte Flammschutzmittel zum Einsatz. Die EU-Richtlinie „Restriction of Hazardous Substances“ (RoHS) soll ihre Verwendung verhindern oder zumindest auf Anwendungen begrenzen, bei denen keine Substitute eingesetzt werden können. Sie verbietet zurzeit die Nutzung von sechs Schadstoffen in Elektro- und Elektronikgeräten, so zum Beispiel von Blei oder sechswertigem Chrom. Im Juli 2019 werden vier weitere Schadstoffe aus der Gruppe der sogenannten Phthalate dazu kommen, die als Weichmacher eingesetzt werden.

Die RoHS-Richtlinie erlaubt zeitlich begrenzte Ausnahmen, wenn die genutzten Stoffe wissenschaftlich oder technisch noch nicht ersetzbar sind, eine Alternative nicht zulässig ist oder sie negative Konsequenzen für Mensch und Umwelt hätte. Diese Ausnahmen müssen regelmäßig neu beantragt werden, da sie ein Ablaufdatum haben. In unterschiedlichen Projekten hat das Öko-Institut seit 2006 inzwischen mehr als 100 Ausnahmeanträge überprüft und dabei analysiert, ob sie ausreichend begründet und inhaltlich gerechtfertigt sind. Hierfür wurden Informationen und Daten ausgewertet, die von den Antragstellern und Stakeholdern zur Verfügung gestellt werden oder die öffentlich zur Verfügung stehen. Anschließend formulierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Empfehlungen für die Europäische Kommission.

Quecksilber und Cadmium

Das Öko-Institut hat etwa im Projekt „Study to assess renewal requests for 29 RoHS 2 Annex III exemptions“ gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut IZM solche Ausnahmeanträge bewertet, so zum Beispiel für Quecksilber in Energiesparlampen sowie in Leuchtstoffröhren. Mit Blick auf Energiesparlampen empfehlen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, zwei bestehende Ausnahmen für Energiesparlampen im unteren Leistungsaufnahmebereich bis 30 Watt sowie bis 50 Watt, die oft im privaten Bereich zum Einsatz kommen, nicht zu verlängern, da es energieeffizientere Alternativen mit LED-Technologie gibt. Drei Ausnahmen für Lampen mit einer höheren Leistungsaufnahme von über 50 Watt, die eher im kommerziellen Bereich genutzt werden, sollen laut der Analyse von 2015 für zunächst drei Jahre verlängert werden. Das Öko-Institut geht davon aus, dass auch für diese Energiesparlampen energieeffiziente Alternativen entwickelt werden.

Auch mit Blick auf Quecksilber in Leuchtstoffröhren haben die Expertinnen und Experten Bewertungen vorgenommen und Empfehlungen an die EU-Kommission abgeleitet: Da Leuchtstoffröhren mit kleinem Durchmesser von unter 9 mm nur noch in kleinen Mengen verkauft werden, erwarten sie, dass diese auch ohne weitere Maßnahmen vom Markt verschwinden werden, und befürworteten daher eine Verlängerung der Ausnahme für 5 Jahre. Auch bei Leuchtstoffröhren mit einer längeren Lebensdauer hat das Öko-Institut vorgeschlagen, die Ausnahme für die Nutzung von Quecksilber um fünf Jahre zu verlängern. Bei zwei weiteren Typen, den so genannten T5-Leuchtstoffröhren (Durchmesser zwischen 9 und 17 mm) und den T8-Leuchtstofffröhren (Durchmesser zwischen 17 und 28 mm), empfiehlt die Analyse, die Ausnahme zu beenden, da diese heute durch LED-Technologie oder langlebige Leuchtstoffröhren ersetzt werden können.

Mit der ROHS-Richtlinie beschäftigten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts auch in der 2016 veröffentlichten Analyse „Study to assess 2 RoHS exemption requests“. Sie haben darin eine umfangreiche Einschätzung für zwei Ausnahmeanträge zur Verwendung des sehr giftigen und als krebserregend geltenden Cadmium in Quantum Dot Technologien vorgelegt. Diese so genannten Cadmium Quantum Dots werden etwa für eine farbstarke und kontrastreiche Bildwiedergabe in Fernsehern genutzt. Bereits 2014 hatte das Öko-Institut diesbezügliche Ausnahmeanträge analysiert, die schnelle Marktentwicklung bei Bildschirmtechnologien machte ab 2015 eine Aktualisierung notwendig.

Für die Bewertung wurden nun auch Alternativen analysiert, so die Indiumphosphid-Technologie. Eine besondere Herausforderung stellte dabei dar, dass es unterschiedliche Mess-Standards gibt, mit denen die auf Cadmium Quantum Dots basierende Technologie und ihre Alternativen beurteilt werden. Wie hoch der Energieverbrauch ist, hängt zudem neben der Bildschirmtechnologie auch davon ab, wie effizient die elektronische Schaltung zur Ansteuerung der Bildschirme ist. Dies kann dazu führen, dass ein theoretisch vorhandener technologischer Vorteil bei auf dem Markt erhältlichen Fernsehern nicht zum Tragen kommt oder diese sogar mehr Energie verbrauchen als Vergleichsgeräte. Das Öko-Institut zog für die Bewertung Informationen der Antragsteller ebenso wie jene von Mitbewerbern heran, die ähnliche Technologien entwickeln. Diese Daten erlaubten jedoch keine klaren Schlussfolgerungen, so dass die Analyse auf Grundlage eines Technologievergleichs sowie aktueller Standards zur Beurteilung der Bildwiedergabequalität erfolgte.

Anreiz für Innovationen

In der Bewertung der Ausnahmeanträge für Cadmium Quantum Dots haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine drei Jahre gültige Ausnahme empfohlen. Denn zum einen haben die alternativ eingesetzten Stoffe derzeit toxikologisch gesehen keine signifikanten Vor- oder Nachteile. Ausschlaggebend war jedoch der rund 20 Prozent höhere Energiebedarf der cadmiumfreien Bildschirme – und damit eine Verlagerung von Umweltauswirkungen durch die alternativen Technologien. Die kurze Geltungsdauer der Ausnahme hat jedoch ein klares Ziel: Sie soll umweltorientierte Innovationen im Bereich von Bildschirmtechnologien fördern, die Schadstoffe vermeiden und TV-Bilder dennoch optimal wiedergeben.