Mit Ökobilanzstudien lassen sich nicht nur Produkte und Dienstleistungen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg bewerten, sondern es können auch verschiedene Recyclingverfahren und recycelter Kunststoff mit Neuware verglichen werden. Die Ergebnisse dienen als Entscheidungsgrundlage bei der Auswahl der Optionen mit den geringsten Umweltwirkungen. Die grundlegende Vergleichsgröße in jeder Ökobilanz ist die funktionelle Einheit. Alle Umweltwirkungen werden auf diese Größe bezogen. Allerdings: Das Recycling von Kunststoffen erfüllt immer mehrere Funktionen wie die ordnungsgemäße Behandlung von Abfällen und die Bereitstellung neuer Ressourcen für weitere Produkte. Der Umgang mit dieser Multifunktionalität in der Ökobilanzierung des Recyclings wird seit langem ohne Konsens diskutiert.

Austausch zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik erforderlich

Die Fraunhofer CCPE-Forschenden möchten mit ihrem gerade erschienenen Positionspapier »Challenges and requirements in comparative life cycle assessment of plastics recycling«genau diese Herausforderungen und Anforderungen verdeutlichen, die bei der Bewertung und dem Vergleich von Kunststoffrecyclingaktivitäten bestehen. Der Fokus liegt dabei auf der Unterscheidung zwischen den Funktionalitäten der Abfallbehandlung und Materialbereitstellung. »Wir wollen mit dem Positionspapier Raum für einen offenen und transparenten Austausch zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik eröffnen, um Entscheidungen auf Basis des ökologischen Vergleichs verständlich und belastbar zu gestalten«, sagt Anna Kerps, Initiatorin des Positionspapiers und wissenschaftliche Mitarbeiterin des Fraunhofer CCPE.

Die Autor*innen weisen darauf hin, dass vergleichende Ökobilanzen zudem von verschiedenen Randbedingungen und Annahmen abhängen. Die Prüfung logischer Widersprüche in den Annahmen ist eine Hauptanforderung für aussagekräftige Vergleiche. Inkonsistente Ökobilanzstudien führen oft zu Fehlinterpretationen. Weitere Herausforderungen sehen sie im Umgang mit den verschiedenen Technologierouten und -skalen sowie der Komplexität von Recyclingrouten gemischter Abfälle. Unterschiedliche Abfallherkünfte und mitgesammelte Störstoffe beeinflussen die Qualität der Rezyklate – und müssen in der Bilanzierung berücksichtigt werden.

Weiterhin ist es auf methodischer Ebene wichtig, Modellierungsansätze in Bezug auf Multifunktionalität und Systemgrenzen zu verbessern. Der Vergleich verschiedener Recyclingverfahren und von Neuware mit Rezyklat ist herausfordernd, da sie unterschiedliche Funktionalitäten haben. Insgesamt fehlt es bisher an einem methodischen Konsens, um robuste und vergleichbare Ökobilanz-Ergebnisse zu erhalten.

Für die mit erneuerbarer Energie betriebene Elektrolyse werden zwei unterschiedliche Abfallströme genutzt: An der Anode kommt Rohglyzerin zum Einsatz, ein Abfallstoff aus der Biodieselproduktion. Die Oxidationsprodukte können von Mikroorganismen als Nährstoffe genutzt werden, um Biotenside zu bilden. An der Kathode setzen die Forschenden auf Abwässer einer Kläranlage. Hier entsteht zunächst grüner Wasserstoff, den die Mikroorganismen als Energieträger nutzen, um in einem ersten Schritt Kohlenstoffdioxid zu fixieren und in einem zweiten Schritt organische C6- und C8-Säuren zu produzieren. Sie können als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Biodiesel und Biogas dienen und werden über eine spezielle Membrantechnik getrennt und angereichert.

Einzigartige Kopplung elektrochemischer Prozesse

»Diese Kopplung bioelektrischer Systeme für die gleichzeitige Biokonversion mehrerer Abfallströme ist einzigartig«, sagt Projektkoordinator Dr. Daniel Siegmund von Fraunhofer UMSICHT. »Sie ermöglicht die parallele Produktion mehrerer hochwertiger Güter, senkt die Betriebskosten und erhöht gleichzeitig die Energieumwandlungseffizienz.« Weitere Vorteile: Das neue System ist sowohl unabhängig von Importen als auch dezentralisiert möglich. Zudem werden durch die Einbindung an bestehende Klärwerke, die CO₂ aus Rauchgasen oder Biogasen sowie Nährstoffe für das Wachstum der Biomasse bereitstellen können, Nährstoffe aus heimischen Abwässern und organischen Abfällen wiederverwertet.

Für die Umsetzung zeichnet ein Team aus unterschiedlichen Partnern verantwortlich und ermöglicht das Zusammenspiel zwischen Elektrolyse, biotechnologischer Verarbeitung bzw. Produktisolierung sowie ökonomischer und ökologischer Bewertung. Neben dem Fraunhofer UMSICHT sind das die Ruhr-Universität Bochum mit verschiedenen Lehrstühlen, die SolarSpring GmbH, die Emschergenossenschaft und das Institut für Automation und Kommunikation. Ihr Erfolg wird durch eine umfassende Bewertung des Prozesses gemessen. Neben Treibhausgasemissionsbilanzen und Kostenberechnungen umfasst sie auch soziale und vor allem ökologische Aspekte, um das Potenzial für eine kurzfristige industrielle Anwendung nach Projektabschluss zu ermitteln.

FÖRDERHINWEIS
Das Projekt »BEFuel – Gekoppelte bioelektrochemische Produktion von E-Treibstoffen und hochwertigen Chemikalien aus Abgasen und Abwässern« wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Maßnahme »Klimaneutrale Produkte durch Biotechnologie – CO₂ und C1-Verbindungen als nachhaltige Rohstoffe für die industrielle Bioökonomie (CO2BioTech)« gefördert.

PROJEKTPARTNER

• Ruhr-Universität Bochum | Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik
• SolarSpring GmbH
• Emschergenossenschaft Lippeverband (EGLV)
• Institut für Automation und Kommunikation e.V. (ifak)
• Ruhr-Universität Bochum | Anorganische Chemie
• Ruhr-Universität Bochum | Mikrobielle Biotechnologie

Allein in Deutschland fallen pro Jahr rund 550 000 bis 600 000 Tonnen an technischen Gummiabfällen an, die nicht aus Reifenanwendungen stammen. Die Industrie erkennt deshalb immer stärker, dass »grünere Lösungen« notwendig sind beispielsweise durch eine verbesserte Kreislauffähigkeit von Elastomeren oder den Einsatz biobasierter Elastomere. Zur Gestaltung einer zirkulären Elastomerindustrie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer CCPE unter der Leitung von Dr. Annika Schlander, Fachteamleitung Elastomertechnologie am Fraunhofer LBF, den aktuellen Stand der Technik und neue Ansätze im Elastomer-Recycling analysiert. Ihre Ergebnisse und Vorschläge werden am 22. Februar 2024 in der Online-Veranstaltung Fraunhofer CCPE vorgestellt.

Ein Verfahren für das Recyling von vernetzen Elastomeren aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) wurde in mehreren Projekten am Fraunhofer ICT getestet. Durch die Devulkanisation von EPDM-Abfällen können diese dann als Füllstoffe in der Neuproduktion von z. B. Dichtungen in der Automobilbereich oder bei Waschmaschinen eingesetzt werden.

»Die Kunststoffe der Zukunft werden aus zirkulärem Kohlenstoff hergestellt. Dieses charakteristische Merkmal gilt auch für Elastomere.«, sagt Dr. Daniel Zehm, Research Department Leiter Circular Additives and Compounds. Das Team um den Wissenschaftler entwickelt neue thermoplastische Polyester-Elastomere (TPEE) auf der Basis biogener Rohstoffe. Das Syntheseverfahren ist industriell implementierbar und liefert erste Mustermengen.

Spannende Forschungsergebnisse mit einer begleitenden Panel Diskussion, an der auch Industrieunternehmen teilnehmen, erwarten Sie am 22. Februar 2024 bei unserem nächsten Fraunhofer CCPE compact zum Thema »Elastomers – Advanced technologies for recycling«. Die Leitung der Veranstaltung übernimmt Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz, Institutsleiter des Fraunhofer LBF und Mitglied im Board of Management des Fraunhofer CCPE.

Sie können sich zur Online-Veranstaltung Fraunhofer CCPE compact hier kostenfrei anmelden. Die Veranstaltung findet online auf Englisch statt.

Es ist wissenschaftlich belegt, dass Reifenabrieb eine relevante Quelle für Mikroplastik ist. Dies resultiert bereits aus der Zahl von rund 1,5 Milliarden weltweit zugelassener Kraftfahrzeuge im Jahr 2023^[1]. Alleine in den Vereinigten Staaten waren im ersten Quartal 2023 gut 286 Millionen Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs^[2]. In Deutschland wurden nach Angaben des Kraftfahrtbundesamts KBA fast 70 Millionen gezählt (Stand 1. Januar 2023)^[3]. Das Fraunhofer UMSICHT schätzt die jährlich entstehende Menge an Reifenabrieb hierzulande auf 60 000 bis 100 000 Tonnen – was bei über 80 Millionen Einwohner*innen einem rechnerischen Mittel von ca. 1 000 Gramm Reifenabrieb pro Kopf und Jahr entspricht.

Weitestgehend unbekannte Folgen für die Umwelt

Reifenabrieb tritt auf Straßen nicht als reines Material auf. Während der Fahrt reibt sich die Lauffläche des Reifens ab und verbindet sich mit Material der Fahrbahnoberfläche sowie weiteren Partikeln wie Sand, Straßenstaub oder sedimentiertem Feinstaub aus der Atmosphäre zu sogenannten TRWP (Tyre and Road Wear Particles). Durch Niederschläge, Wind oder fahrzeuginduzierte Aufwirbelung können TRWP dann von der Straße weiter in Luft, Wasser und Boden gelangen. Einmal dort angekommen, ist der Reifen- und Fahrbahnabrieb nur schwer wieder zu entfernen und verbleibt in der Regel über lange Zeit – mit noch weitestgehend unbekannten Folgen für die Umwelt.

Neue Schadstoffnorm Euro 7 soll Bremsen- und Reifenabrieb berücksichtigen

Es gibt bereits heute Maßnahmen, die sich mindernd auf die Entstehung und Verbreitung von Reifen- und Fahrbahnabrieb auswirken. Hierzu zählen präventive Maßnahmen wie Geschwindigkeitsreduzierungen oder eine defensive Fahrweise sowie nachgelagerte Maßnahmen wie die Straßenreinigung oder passende Behandlungsmethoden bei der Straßenentwässerung. Auch setzen immer mehr technische Lösungsansätze zur Reduzierung von TRWP-Emissionen bei den Fahrzeugen und Reifen an. Zu nennen sind zum Beispiel die optimale Verteilung von Antriebsmomenten oder die Steigerung der Reifenabriebresistenz. Ebenso werden regulatorische Maßnahmen eingeführt. So verständigte sich am 18. Dezember 2023 die EU auf die neue Schadstoffnorm Euro 7, in der es erstmalig Grenzwerte für Bremsen- und Reifenabrieb geben soll^[4].

Studie zeigt Ist-Zustand auf

Um sich einen Überblick über bereits existierende technologische, regulatorische und verwaltungstechnische Maßnahmen und Entwicklungen gegen Reifenabrieb zu verschaffen, beauftragten die European Tyre & Rubber Manufacturers‘ Association ETRMA und die U.S. Tire Manufacturers Association USTMA im Jahr 2022 das Fraunhofer UMSICHT und seine wissenschaftlichen Kooperationspartner KIT und CMU mit der Erstellung einer Studie.

Die im internationalen Journal »Science of The Total Environment« online erschienenen Publikation »Review: Migration measures to reduce tire and road wear particles« basiert auf der gleichnamigen Studie. Das Team um die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer UMSICHT hat aus mehr als 500 Fachliteraturquellen den aktuellen Stand an Minderungsmaßnahmen für TRWP zusammengetragen, kategorisiert und bewertet. Auch zukünftige Mobilitätstrends wie E-Mobilität und autonomes Fahren wurden berücksichtigt. Die Publikation schildert Wissenslücken und weist auf vielversprechende Forschungsfelder hin. Ralf Berling vom Fraunhofer UMSICHT: »Wirksame Maßnahmen, die die Entstehung und Verbreitung von Reifenabrieb reduzieren, liegen uns nun übersichtlich vor. Jetzt gilt es, ins Handeln zu kommen und die Maßnahmen zeitnah anzuwenden.«

_{[1] https://hedgescompany.com/blog/2021/06/how-many-cars-are-there-in-the-world/
[2] https://www.statista.com/statistics/859950/vehicles-in-operation-by-quarter-united-states/
[3] https://www.kba.de/DE/Statistik/Fahrzeuge/Bestand/bestand_node.html
[4] https://www.consilium.europa.eu/de/press/press-releases/2023/12/18/euro-7-council-and-parliament-strike-provisional-deal-on-emissions-limits-for-road-vehicles/}

_{Kompetenzen des Fraunhofer UMSICHT}

• Umwelt und Ressourcennutzung

_{Weitere Informationen}

• Zur Publikation »Review: Mitigation measures to reduce tire and road wear particles« 
• Zum Projekt »TyreWearMapping«
• Mehr über Mikroplastik erfahren

»Metallhydridspeicher lagern Wasserstoff nicht in hochkomprimierter oder verflüssigter Form ein, sondern binden diesen chemisch in einer Metallgitterstruktur«, erläutert Guido Degen, CEO GKN Hydrogen, den technischen Hintergrund. Erzeugt wird dieser Wasserstoff zuvor durch Elektrolyse, die von grünem Strom gespeist wird. »Direkt von der Elektrolyse aufgebaut wird ein Druckniveau von ca. 40 bar, das zum Einlagern des Wasserstoffs verwendet wird. Dadurch fallen keine weiteren Energieverbräuche für z.B. den Einsatz eines Wasserstoffverdichters an«, so Degen weiter. Die beim Einlagerungsprozess entstehende Wärme kann der angrenzenden Infrastruktur z.B. als Heizwärme zur Verfügung gestellt werden.

Ist der Einlagerungsprozess – also die Bildung von Metallhydriden – abgeschlossen, können diese auch über mehrere Jahre unverändert im Tank bleiben. Bei der Auslagerung erfolgt dann die Umkehrreaktion: Der Tank wird zum Verbraucher geöffnet, das Druckniveau abgesenkt. Um das Metallhydrid auf Temperaturen von ca. 40 bis 60 Grad Celsius zu bringen, eignet sich z.B. Abwärme aus umliegenden Industrieanlagen. Zur Stromerzeugung wird der reine Wasserstoff dann in Brennstoffzellen geleitet.

Von der Insel- zur großtechnischen Lösung: Wie sich Metallhydrid-Wasserstoffspeicher auf dem Hafengelände in Duisburg integrieren lassen

»Als Insellösungen – zum Beispiel in Naturreservaten oder als Backupsystem – sind solche Metallhydrid-Wasserstoffspeicher bereits implementiert. Wir wollen untersuchen, ob sie als Großspeicher auch kritische Infrastrukturen wie den Duisburger Hafen konstant mit grüner Energie versorgen können«, fasst Ulrich Seifert, Fraunhofer UMSICHT, die Zielsetzung des gemeinsamen Projektes zusammen. Im Fokus stehen dabei technische, ökologische, wirtschaftliche und auch systemische Kriterien. »Besonders wichtig sind uns zwei Punkte«, sagt Anna Grevé, Fraunhofer UMSICHT: »Wir wollen eine Lösung, die zum einen nachhaltig ist sowie eine effiziente und zuverlässige Energieversorgung über mehrere Jahrzehnte gewährleistet. Zum anderen soll die Technologie sicher in das Gesamtsystem des Duisburger Hafens eingebunden werden – mit Blick auch auf Synergiepotenziale mit umliegenden Akteuren.«

Diese Technologiebewertung und Untersuchung verstehen die drei Partner als erste Phase eines größeren Projektes. »Nach Abschluss der konzeptionellen Technologiebewertung könnte die Integration eines Metallhydrid-Wasserstoffspeichers auf unserem Gelände eine weitere spannende Option zur Transformation der Energiedrehscheibe Duisburger Hafen sein«, betont Johannes Eng, Duisburger Hafen AG. »Der Betrieb einer entsprechenden Demonstrations-Anlage sowie das Zusammenspiel mit der umliegenden Infrastruktur werden noch offene Fragen beantworten und lassen Schlüsse auf die Übertragbarkeit der Technologie auf weitere Anwendungsfelder zu – beispielsweise im Hafenumfeld oder in angrenzenden urbanen Räumen.«

FÖRDERHINWEIS

Das Projekt HYINPORT läuft über 12 Monate und wird vom Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

PROJEKTPARTNER

Duisburger Hafen AG

Die Duisburger Hafen AG ist die Eigentums- und Managementgesellschaft des Duisburger Hafens, des größten Binnenhafens der Welt. Die duisport-Gruppe bietet für den Hafen- und Logistikstandort Full-Service-Pakete in den Bereichen Infra- und Suprastruktur inkl. Ansiedlungsmanagement. Darüber hinaus erbringen die Tochtergesellschaften logistische Dienstleistungen wie beispielsweise den Aufbau und die Optimierung von Transport- und Logistikketten, Schienengüterverkehrsleistungen, Gebäudemanagement, Kontrakt- und Verpackungslogistik.

GKN Hydrogen

GKN Hydrogen leistet Pionierarbeit bei der sicheren, emissionsfreien Speicherung von grünem Wasserstoff und hilft Anwendern und Organisationen auf der ganzen Welt, ihre Umweltziele und CO₂-Neutralität heute und in den kommenden Jahren zu erreichen. Das Unternehmen entwickelt und vermarktet Systeme, Anlagen und Lösungen für die Nutzung von grüner, elektrischer Energie und Wasserstoff. Die Systeme erzeugen aus erneuerbaren Energiequellen grünen Wasserstoff und speichern ihn, über lange Zeiträume, kompakt und verlustfrei in Metallhydrid. Je nach Bedarf kann der grüne Wasserstoff direkt genutzt oder wieder in Strom und Wärme umgewandelt werden. GKN Hydrogen ist Teil von Dowlais, einer auf den Automobilsektor spezialisierten Engineering-Gruppe.

Jedes Forschungsvorhaben basiert zunächst auf einer Idee bzw. einer Vision. Doch bis daraus eine marktreife Anwendung oder ein erfolgreiches Produkt wird, bedarf es einer intensiven Entwicklungsphase. Gerade zu Beginn sind die Ermutigung zur weiteren Ausarbeitung der Idee und damit verbunden die Finanzierung wichtige Voraussetzungen, die es zu meistern gilt. Der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT unterstützt Forschende des Instituts dabei. Sie können sich mit einer erfolgversprechenden Projektskizze um eine Anschubfinanzierung von 10 000 Euro bewerben. Ebenfalls werden die beste Masterarbeit mit 500 Euro und die beste Bachelorarbeit mit 250 Euro prämiert, die im jeweiligen Jahrgang abgeschlossen wurden.

»Innovative Ideen müssen gefördert werden. Nur so können wir sicherstellen, dass weiterhin auf höchstem Niveau nachhaltig und gesellschaftsdienlich geforscht werden kann«, sagt Christian Basler, technischer Vorstand der Energieversorgung Oberhausen AG (evo) und Vorsitzender des UMSICHT-Fördervereins. »Auch in diesem Jahr haben uns sowohl die Forscherinnen und Forscher als auch die Absolventinnen und Absolventen wieder überzeugt. Es zeigte sich, welche herausragenden wissenschaftlichen Leistungen Tag für Tag am Fraunhofer UMSICHT erbracht werden.«

Beschichtung metallischer Brennstoffzellen-Komponenten optimieren

Die Brennstoffzelle gilt als Schlüsseltechnologien der Energiewende. Ein wichtiger Bestandteil sind sogenannte Bipolarplatten, die häufig aus Metall gefertigt werden. Dies hat jedoch einen Nachteil: Sie sind korrosionsanfällig und müssen kostenintensiv legiert oder aufwendig beschichtet werden. Kai Banke möchte ein neuartiges Beschichtungsverfahren Namens »CO₂ating« entwickeln, das Energie einspart und den Einsatz gesundheitlich bedenklicher Stoffe vermeidet. Er erklärt: »Das CO₂-Beschichtungsverfahren und die weiteren Forschungsarbeiten sollen die Basis für mehr Effektivität, Langlebigkeit und eine kostengünstigere Herstellung von Bipolarplatten legen.« Die Anschubfinanzierung des UMSICHT-Fördervereins ist für Materialkosten und eine studentische Abschlussarbeit eingeplant.

Schmelzefestigkeit für Naturkautschuk bei der Kunststoffverarbeitung

Im Rahmen der Umstellung auf eine ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft benötigt die Kunststoffindustrie neue nachhaltige Werkstoffe. Der biobasierte Kunststoff Polylactid (PLA) ist ein solcher Werkstoff. Er ist kostengünstig, gut verfügbar und sowohl recyclingfähig als auch unter industriellen Kompostierbedingungen biologisch abbaubar. Um PLA für die Massenproduktion zu etablieren, besteht jedoch noch Forschungsbedarf. So muss etwa für Verarbeitungsprozesse, in denen die Kunststoffschmelze starker Dehnung ausgesetzt ist, die niedrige Schmelzefestigkeit verbessert werden, damit keine Risse entstehen. Für diesen Schritt können zwar gängige Additive eingesetzt werden – sie basieren allerdings auf fossilen Rohstoffen. Die Alternative wäre ein biobasiertes und bioabbaubares Additiv mit vergleichbaren Eigenschaften. Franka Malsch setzt dazu auf epoxidierten Naturkautschuk. »Mit der Unterstützung des Fördervereins werde ich eine Machbarkeitsstudie durchführen und prüfen, ob das Vorhaben durch eine Schutzrechtanmeldung abgesichert werden kann«, so die Forscherin des Fraunhofer UMSICHT. Die Ergebnisse sollen im Erfolgsfall in ein größeres Kooperationsprojekt einfließen.

Energiesysteme modellieren und optimieren

Eine energetische sowie ökologische Bewertung und Modellierung eines Containerterminals im Duisburger Binnenhafen durchzuführen – das war die Aufgabenstellung für die Masterarbeit von Florian Dennewitz im Rahmen des Projekts »enerPort II«^[1]. Dazu hat er im ersten Schritt ein Modell entwickelt, welches die Prozesse und Energiesysteme auf dem Terminal abbildet und anschließend als Basis für Entwicklungsszenarien dient. »Auf dieser Basis können nun die Energieeinsparpotenziale, die Kosten und auch die Skalierung der technischen Gewerke zur Erzeugung von Energie ausgelegt werden«, erklärt Florian Dennewitz, der sein Wissen mittlerweile im Start-up Energy System Solutions einbringt, das eine Software für die automatisierte Auslegung von Wasserstoffprojekten entwickelt. Parallel dazu promoviert er zum Themenschwerpunkt Haltbarkeit von Brennstoffzellen.

Laserbearbeitete Bipolarfolien steigern die Leistung in Brennstoffzellen

Bei der Herstellung von Compound-Bipolarfolien für den Einsatz in Brennstoffzellen bildet sich eine wenige Mikrometer dicke Polymerschicht auf der Oberfläche. Sie verringert die elektrische Leitfähigkeit der aus den Folien hergestellten Bipolarplatten und somit die Gesamtleistung der Brennstoffzelle. Jonathan Peters hat für seine Bachelorarbeit, die in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ILT entstanden ist, untersucht, welchen Einfluss das Entfernen der isolierenden Polymerschicht mittels Laserstrahl hat. Zudem wurden Mikrokanäle in die Oberfläche von Bipolarplatten gelasert, um zu testen, ob man dadurch das Wassermanagement einer Brennstoffzelle verbessern kann. Nach dem erfolgreich bestandenen Bachelor bleibt Jonathan Peters »seinem« Thema treu: »Aktuell mache ich meinen Master in Umweltingenieurwesen an der Ruhr-Universität Bochum. Parallel dazu arbeite ich im Bereich Wasserstoff für einen Energiedienstleister. Hier und auch im Studium kann ich immer wieder auf die während der Bachelorarbeit erlangten Kompetenzen zurückgreifen.«

_{[1] gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (Förderkennzeichen: 03EN3046C)}

Mit weltweit 1,5 Milliarden Altreifen pro Jahr stellt das Recycling von Altreifen derzeit eine große Herausforderung dar. Abgesehen von der Rückgewinnung von Metallen werden derzeit noch keine Materialien für die Reifenproduktion wiederverwendet, wodurch das Altreifen-Recycling zu den End-of-Life Behandlungen zählt. Eine neue Technologie bietet allerdings neue Potenziale für eine Kreislaufwirtschaft, da mithilfe der Pyrolyse auch weitere Produkte zurückgewonnen werden können wie Rußersatz und Pyrolyseöl, welches durch die BASF wieder zu Chemikalien verarbeitet wird.

Das Fraunhofer UMSICHT untersuchte in einer Ökobilanz (LCA) die Umweltauswirkungen dieser innovativen Pyrolysetechnologie (1) des Unternehmen Pyrum Innovations und verglich diese mit herkömmlichen Entsorgungsmethoden für Altreifen in Deutschland wie der Verbrennung in Kraftwerken (2), Zementwerken (3) oder der stofflichen Verwertung (4), um beispielsweise Füllmaterial zur Verwendung in Kunstrasen herzustellen.

Vorteile in den Wirkungskategorien Klimawandel und Schonung fossiler Ressourcen

Die Ergebnisse zeigen, dass das Pyrolyseverfahren, aber auch alternative stoffliche Verwertungsverfahren, Vorteile insbesondere in den Wirkungskategorien Klimawandel und Schonung fossiler Ressourcen gegenüber den energetischen Verfahren aufweisen. Insgesamt ergibt sich durch das Pyrum-Pyrolyseverfahren (1) eine netto CO₂-Einsparung von 703 kg CO₂-Äquivalent pro Tonne Altreifen. »Das Verfahren erzielt durch die Erzeugung von Produkten wie dem Rußersatz, Pyrolyseöl, der Rückgewinnung von Metallen und der Herstellung von Ersatzbrennstoffen CO₂ Einsparungen in Höhe von 1347 kg CO₂ Äq./t«, ergänzt Dr. Daniel Maga, Abteilung Nachhaltigkeit und Partizipation des Fraunhofer UMSICHT.

Weitere Informationen

• Fachartikel zu den Ergebnissen des LCA

 Kompetenzen des Fraunhofer UMSICHT

• Nachhaltigkeit und Partizipation
• Ökobilanzierung – Life Cycle Assessment LCA
• Transformation zur Circular Economy
• Fraunhofer CCPE (ccpe.fraunhofer.de)

Nach langer Pause ist das »Innovative Citizen Festival« wieder zurück in Dortmund – eine Initiative des Fraunhofer UMSICHT, der Folkwang Universität der Künste und der Dezentrale Dortmund. Zum sechsten Mal dreht sich am 24. und 25. November alles um neue Technologien, nachhaltige Entwicklung und den technikaffinen und gleichzeitig technikkritischen Menschen. Folgende Themen stehen auf dem Programm: Künstliche Intelligenz, Pilzkunde in der Praxis, eine nachhaltige Textilwirtschaft, Prototyping Energiewende, Kunststoffrecycling und Upcycling von Kleidung. Workshops für Kinder sind ebenfalls dabei. Interessierte können selbst zum »Maker« werden, neue Perspektiven für eine nachhaltige und kreative Stadtgemeinschaft kennen lernen oder einfach mitdiskutieren.

Die Veranstalterinnen und Veranstalter sehen das Festival als eine Chance, Forschung und Entwicklung und die Überführung der Ergebnisse in die Praxis als demokratischen Prozess zu nutzen. Menschen sollen an der Entwicklung von Innovationen beteiligt sein, Verantwortung dafür übernehmen und gleichzeitig die Chancen für ein modernes und nachhaltiges Wirtschaften wahrnehmen – z.B. durch Stärkung von lokalen Gemeinschaften.

Alles auf einem Blick

Wann: 24. bis 25. November
Wo: Werkhalle des Union Gewerbehof
Rheinische Straße 143
44147 Dortmund

Anmeldung: innovative-citizen@fraunhofer.de

Fraunhofer UMSICHT untersucht jährlich für Interzero – bereits seit 2008 – welche Effekte die Kreislauflösungen auf die Umwelt und Wirtschaft haben. Als Experte für Ökobilanzen und die Circular Economy liefert das Forschungsinstitut strategische Entscheidungsgrundlagen für nachhaltiges Handeln. »Mit der Studie gelingt es nun im fünfzehnten Jahr, die Umweltvorteile des Recyclings zu quantifizieren und greifbar zu machen. Dies ist insbesondere auch in Zukunft wichtig, um sowohl Akteure in der Industrie als auch Konsument*innen für Klimaschutz und einen nachhaltigen Umgang mit unseren Rohstoffen zu sensibilisieren«, so Dr. Markus Hiebel, Abteilungsleiter Nachhaltigkeit und Partizipation, Fraunhofer UMSICHT.

Interzero ist einer der führenden Dienstleister rund um die Schließung von Produkt-, Material- und Logistikkreisläufen sowie Innovationsführer im Kunststoffrecycling mit der größten Sortierkapazität Europas. Die heute veröffentlichte Studie »resources SAVED by recycling« belegt, dass Interzero in Zusammenarbeit mit deren Kunden im Jahr 2022 insgesamt 2,1 Millionen Tonnen Wertstoffe im Kreislauf geführt hat. Dadurch konnten rund eine Million Tonnen Treibhausgasemissionen vermieden werden. Das entspricht dem jährlichen CO₂-Ausstoß von über 100 000 Vier-Personen-Haushalten für Heizung und Strom. Gleichzeitig wurden rund 8,7 Millionen Tonnen Primärressourcen eingespart, die nicht der Natur entnommen werden mussten.

Ziel: Transformation zu einer echten Kreislaufwirtschaft

Basis für die umfassende Umweltbilanzierung, die vom Fraunhofer UMSICHT erstellt wird, ist ein detaillierter Vergleich von Primärproduktion und Recycling – inklusive aller dafür notwendigen Prozessschritte. Die standardisierte Methodik ermöglicht es, die Einsparungen von Ressourcen und Treibhausgasemissionen genau zu beziffern.

»In der aktuellen Diskussion um Klimaschutzmaßnahmen kommt die Kreislaufführung von Rohstoffen häufig zu kurz«, sagt Sebastiaan Krol, CEO von Interzero Circular Solutions. «Mit unserer Studie wollen wir zeigen, dass Recycling ein ebenso wirksamer wie notwendiger Faktor ist, um klimaschädliche Emissionen zu reduzieren und wertvolle Rohstoffe zu sichern. Wir brauchen die Transformation zu einer echten Kreislaufwirtschaft, um die Lebensqualität auf unserem Planeten zu erhalten. Das ist heute die überragende Gemeinschaftsaufgabe, die alle haben.«