Ressourceneffiziente Werkstofftechnologie
DBU stellt innovative Recycling- und Abfallvermeidungs-Strategien vor.
Wertstoffe wieder in den Kreislauf zurückzuführen, ist die zentrale Aufgabe der Recyclingwirtschaft. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert daher unter anderem fachlich und finanziell innovative Projekte, die sich mit hochwertigen Recyclingverfahren befassen. Wie solche Projekte helfen können, Bestandteile von Produkten so zu trennen, dass der Wert der eingesetzten Ressource erhalten bleibt, zeigt die DBU-Fachinformation „Ressourceneffiziente Werkstofftechnologie“ beispielhaft anhand von sechs innovativen Verfahren.
Innovatives Carbonfaser-Recycling
Die Herstellung von Carbon-Faser-Komposites (CFK) ist sehr energieaufwändig und teuer. Zudem sind bei der Fertigung von CFK-Bauteilen bis zu 40 Prozent Abfall nicht zu vermeiden, für die die Wiedergewinnung wünschenswert ist. Dies gelang der CFK-Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG in Wischhafen in Zusammenarbeit mit dem Kunststoff-Institut Lüdenscheid. Die Projektpartner entwickelten ein Verfahren, mit dem die in Verbundwerkstoffabfällen, Produktionsabfällen oder „End of Life“-Produkten enthaltenen Carbonfasern recycelt und in neue hochwertige Produkte überführt werden können. Dafür werden die CFK-Abfälle zunächst so aufbereitet, dass sie in einer Pyrolyseanlage behandelt werden können. Dort wird die Polymermatrix zunächst durch eine spezielle Prozessführung zersetzt; dann werden die Carbonfasern als locker verknüpfte, flächige Bündel zurückgewonnen und zu kleinen Kügelchen – sogenannten Fiberballs – kompaktiert. In dieser Form sind sie rieselfähig und lassen sich staubfrei in neue Compounds für weitere Spritzguss- oder Extrusionsverfahren überführen.
Recycling von PUR-Weichschaumstoffen
Bei der Produktion von Polyurethan-Blockweichschaumstoffen (PUR), beispielsweise für Matratzen und Polsterungen, entstehen allein in Deutschland jährlich bis zu 30.000 Tonnen an Produktionsabfällen. Die meisten bisher angewandten chemischen Recyclingprozesse spalten die Polyurethane, wobei gesundheitsgefährdende aromatische Amine entstehen. Die H&S Anlagentechnik GmbH (Sulingen) entwickelte ein innovatives Verfahren mithilfe von zyklischen Dicarbonsäuren und einem radikalbildenden Katalysator in Gegenwart von Polyolen. Dadurch entsteht ein Recycling-Polyol, das mit einem Gehalt von bis zu 25 Prozent über physikalische und mechanische Eigenschaften verfügt, die herkömmlichen Matratzen- und Möbel-PUR-Schäumen entsprechen. Das Verfahren wird seit längerem in der Großtechnik angewandt.
MOPS – Mobil unterstütztes Stoffstrommanagement
Hinsichtlich Materialeffizienz, Energieeffizienz und Prozess-Optimierung bleiben besonders in kleinen und mittleren Unternehmen viele Potenziale ungenutzt: Es fehlt an Informationen zu Betriebsdaten und Produktionssystemen. Das Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH (ifu) und die Hochschule für Technik und Wirtschaft (Berlin) haben eine Lösung in MOPS, dem mobil unterstützten Stoffstrommanagement, gefunden. MOPS erleichtert, vereinheitlicht und systematisiert die Datenerfassung. Mithilfe einer App lassen sich Daten zu Betriebszuständen von Maschinen, Flussmengen, Stoffkonzentrationen oder Warenbeständen mobil in Formularen erfassen. Diese Daten werden grafisch in sogenannten Sankey-Diagrammen ausgegeben. Anhand der Analyse sind Maßnahmen zur Effizienzsteigerung, Einsparpotenziale bei Stoffflüssen oder mobile Materialflusskosten-Berechnungen ableitbar.
Galvanische Metallisierung ohne Palladium
Um metallisierte Kunststoffbauteile – beispielsweise verchromte Automobilteile oder Badarmaturen – herzustellen, müssen Polymere durch Galvanikprozesse mit einer Metallschicht versehen werden. Dazu muss zunächst eine dünne, elektrisch leitfähige Beschichtung aus bevorzugt Kupfer und Nickel auf den Kunststoff aufgebracht werden. Das dazu notwendige Palladium muss hier erst verschiedene Säurebäder durchlaufen. Um diesen chemischen Prozess zu vermeiden, erproben die Projektpartner ITW Automotive Products GmbH (Röttingen) und das Fraunhofer Institut für Silicatforschung ISC (Würzburg) zurzeit eine Alternative: Durch Polymere mit einer elektrisch leitfähigen Schicht aus anorganisch-organischen Hybridpolymeren (Ormocere) beschichtet, soll eine direkte Galvanisierung ermöglicht werden. Die Haftung der Ormocere-Schicht auf Polyamidsubstraten und die galvanische Abscheidung einer Kupferschicht ließen sich bereits realisieren.
REACH-Radar ortet besorgniserregende Stoffe
Die Europäische Chemikalienverordnung REACH sieht vor, Informationen über den Einsatz eines besorgniserregenden Stoffs unaufgefordert in der Lieferkette weiterzugegeben – ein Problem für Unternehmen. Hier hilft das REACH-Radar: Dieses Excel-basierte Werkzeug stellt klar, ob Materialien auf der sogenannten Kandidatenliste der als besonders besorgniserregend geltenden Stoffe stehen und ob sie einer Zulassungspflicht unterliegen. Darüber hinaus nutzt das REACH-Radar weitere Listen, die angeben, ob Stoffe einer Zulassungspflicht unterliegen oder auch möglicherweise in einigen Jahren nicht mehr zur Verfügung stehen. Bei Eingabe der CAS -Registrierungsnummern des fraglichen Stoffs gleicht das REACH-Radar diese mit aktuell bis zu 2.000 CAS-Nummern automatisch ab (Download unter www.oeko.de/REACH-Radar).
Chemikalienleasing
Chemikalienleasing sieht nicht den Verkauf der Chemikalie vor, sondern ist die Vergütung einer Dienstleistung, um die Chemikalie für eine fach- und umweltgerechte Nutzung zur Verfügung zu stellen. So wird beispielsweise in Krankenhäusern die erbrachte Hygieneleistung vergütet und nicht die Menge an verbrauchtem Desinfektionsmittel. Um den Infektionsschutz in Krankenhäusern zu verbessern und den Desinfektionsmitteleinsatz zu mindern, startete die Firma Schülke & Mayr GmbH (Norderstedt) in Kooperation mit dem Klinikum Worms und der Leuphana Universität (Lüneburg) ein Chemikalienleasing-Projekt. Es deckte unter anderem bei der Flächendesinfektion und den Desinfektionsreinigern erhebliche Einsparpotenziale auf. Während erhöhter Einsatz von Desinfektionsmitteln bei der Instrumenten-Reinigung zu einer Verbesserung der Hygieneleistung führte.
„Die Ressourceninanspruchnahme und die Verteilung von Stoffen müssen so weit sinken, dass die Tragfähigkeit des Planeten Erde nicht gefährdet wird und den zukünftigen Generationen Ressourcen in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Hier kann die Kreislaufwirtschaft einen wichtigen Beitrag leisten.“ Im Hinblick auf diese Strategie einer ressourceneffizienten Werkstofftechnologie verfolgt die Deutsche Bundesstiftung Umwelt ihre Handlungsansätze, um die Ressourceneffizienz zu erhöhen, die Belastungen der Umwelt zu senken und die Kreislaufwirtschaft weiter zu entwickeln. Die Stiftung fördert innovative, modellhafte und lösungsorientierte Vorhaben.
Die DBU-Fachinformation zu „Material mit Möglichkeiten: ‚Ressourceneffiziente Werkstofftechnologie‘ als Beitrag zur Nachhaltigkeit“ kann unter www.dbu.de/phpTemplates/publikationen/pdf/071217014441esuf.pdf heruntergeladen werden.
Foto: TSUNG-LIN WU / fotolia.com
(EU-Recycling 03/2018, Seite 36)
