Leibniz Universität Hannover und Leuphana erhalten 1,3 Millionen für Recyclingforschung an Fahrzeugteilen
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Komplementärer Einsatz mechanischer, lösemittelbasierter und chemischer Technologien zur Entwicklung effektiver und nachhaltiger Recyclingkonzepte für kunststoffbasierte Automobilkomponenten
Design for Recycling
Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit fossiler Ressourcen, des wachsenden Umweltbewusstseins der Endverbraucher sowie der Verschärfung der gesetzlichen Anforderungen ist die Kunststoffindustrie gezwungen, vom linearen Wirtschaftsmodell zu einem nachhaltigen Kreislaufwirtschaftsmodell überzugehen, d.h. die Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit ihrer Produkte zu gewährleisten und belastbare Geschäftsmodelle zu ermöglichen. Dieser Übergang ist mit verschiedenen Herausforderungen verbunden, denn die Auswahl eines geeigneten Recyclingverfahrens wie mechanisches, lösemittelbasiertes oder chemisches Recycling und die Optimierung der Prozessparameter für ein bestimmtes kunststoffbasiertes Produkt erfordern eine detaillierte systematische Bewertung aller technologischen, regulativen und Nachhaltigkeitsfaktoren entlang der Lebenszyklusphasen, d.h. Ressourcen, Produktion, (Wieder-)Verwendung, Recycling/Ende des Lebenszyklus.
Dies erfordert ein umfassendes Wissen und Verständnis der Effektivität, der Grenzen, der Effizienz und vor allem der Nachhaltigkeit der einzelnen Prozesse, über das viele Unternehmen nicht verfügen und sich daher auf eine Recyclingtechnologie konzentrieren, ohne eine weitere systematische Bewertung vorzunehmen.
Das ständige Streben nach maximaler Leistung von Produkten hat zu immer komplexeren Materialien, Verbundstoffen und technischen Komponenten geführt. Infolgedessen wurden viele Kunststoffprodukte für die lineare Wirtschaft und nicht für eine Kreislaufwirtschaft entwickelt: Sie sind nicht für das Recycling geeignet und erfordern ein neues Design for Recycling. Daher sollte die oben erwähnte Bewertung verschiedener Recyclingverfahren zusammen mit einem Design for Recycling als Lösung für verbesserte technologische und nachhaltige Ansätze in Betracht gezogen werden.
Altfahrzeugrecycling
Der von der Europäischen Kommission im Jahr 2020 verabschiedete Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft ist einer der wichtigsten Bausteine des europäischen Green Deals. Darin heißt es, dass die EU-Kommission verbindliche Anforderungen für den Recyclinganteil und Maßnahmen zur Abfallreduzierung für wichtige Produkte wie Verpackungen, Baumaterialien und Fahrzeuge vorschlagen wird, um die Akzeptanz von recyceltem Kunststoff zu erhöhen und zu einer nachhaltigeren Nutzung von Kunststoffen beizutragen.
Außerdem wird erwartet, dass diese Gesetzgebung die Automobilindustrie von einer "offenen" Recyclingpolitik (die die Verwendung von recycelten Kunststoffen aus anderen Industrien in eigenen Produkten erlaubt, wie z.B. recyceltes Polyethylenterephthalat aus Flaschen in Textilien für Sitzbezüge) zu einer "geschlossenen" Recyclingpolitik (bei der die Materialien zu einer neuen Version des ursprünglichen Produkts verarbeitet werden, d.h. "von Fahrzeug zu Fahrzeug") drängt. In diesem Kontext enthält die europäische Altfahrzeugrichtlinie Bestimmungen, um den Automobilsektor kreislauffähig zu machen, die effiziente Nutzung von Ressourcen zu maximieren und die Umwelt zu schützen. Eine Überprüfung der aktuellen Altfahrzeugrichtlinie führte zu einem Vorschlag für eine neue Richtlinie im Jahr 2023, die in ihrer Entwurfsform sicherstellt, dass mindestens 25 % des für den Bau eines Fahrzeugs verwendeten Kunststoffs aus dem Recycling stammt.
Im Jahr 2019 gab es in Deutschland 1101 zertifizierte Demontagebetriebe und ca. 45 Shredderanlagen mit Restkarosserieaufbereitung. Das Recycling von Altfahrzeugen umfasst jedoch auch die Demontage bestimmter Komponenten zur Wiederverwendung als Ersatzteile, und die stoffliche Verwertung konzentriert sich hauptsächlich auf die Rückgewinnung von Metallen. Die nichtmetallische Fraktion (Shredderleichtfraktion) einschließlich Kunststoffflocken und Schaumstoffe wird derzeit thermisch als Ersatz für Öl oder Kohle verwertet.
Grenzen und Möglichkeiten des Recyclingansatzes
Das Projekt REMOTIVE zielt darauf ab, einen umfassenden Kaskaden-Recyclingansatz unter Verwendung ausgewählter kunststoffbasierter Strukturbauteile wie Unterboden, Motorraumkomponenten (koextrudierte Kraftstoffleitungen), Innenraumteile (Mittelarmlehne) und/oder gemischter Schredderleichtfraktion als reales Beispiel zu untersuchen, so dass es im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung repräsentativ für die Automobilindustrie ist und eine Verallgemeinerung und Übertragung der erzielten Ergebnisse auf andere Bauteile nach einer gewissen Anpassung (Spillover-Effekt) ermöglicht. Der Recyclingansatz umfasst die Demontage von leicht trennbaren Bauteilen, das mechanische Recycling der mechanisch trennbaren Teile sowie das lösemittelbasierte und chemische Recycling von zusammengefügten mechanisch nicht recycelbaren Teilen oder Filterrückständen aus dem mechanischen Recycling.
Mit diesen Zielen soll in Zukunft ein optimiertes und nachhaltiges Recycling ermöglicht werden:
Entwicklung und praktische Untersuchung modularer Prozessrouten für ein hochwertiges mechanisches Recycling von Polymerverbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden im Automobilbereich zur Herstellung von Rezyklaten für einen geschlossenen Recyclingkreislauf.
Entwicklung von nachhaltigen/grünen Konzepten für das lösemittelbasierte und chemische Recycling von mechanisch nicht recycelbaren Polymer-Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden.
Ökobilanzierung der entwickelten Recycling-Routen und -Konzepte zusammen mit der Interpretation der verschiedenen Umweltauswirkungen. Grenzen der Recyclingprozesse, Skalierbarkeit und mangelnde wirtschaftliche Machbarkeit.
Entwicklung eines verallgemeinerten Rahmens für die Ausarbeitung umfassender Recyclingkonzepte für komplexe kunststoffbasierte Bauteile in der Automobilindustrie zusammen mit Experten aus dem Automobilbereich auf der Grundlage der Projektergebnisse.
Entwicklung von Ansätzen für die Umstellung von Produktionsprozessen und Verbrauchsmustern in Richtung eines reduzierten Rohstoff-Fußabdrucks und zur Analyse und Quantifizierung der Kreislauffähigkeit.
Entwicklung von Leitlinien unter Berücksichtigung der Konzepte „Design for Recycling“ und „Safe and Sustainable by Design“, die bereits in der Designphase berücksichtigt werden sollten.
Wir beschäftigen uns mit diesen Schwerpunkten
Kunststoffe haben sich daher insbesondere in der öffentlichen und politischen Wahrnehmung vom ursprünglichen „Alleskönner und Problemlöser“ zum „Problemverursacher“ gewandelt.
Die Umweltleistung der im Rahmen dieses Projekts entwickelten Recyclingverfahren (mechanisch, chemisch und lösemittelbasiert) wird mit Hilfe der Ökobilanz nach ISO 14040/44 bewertet.
Den unmittelbar umsetzbaren Ansatz mit einem zugleich „großen ökologischen Hebel“ bietet das Kunststoffrecycling.
Enge Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie
Das Projekt REMOTIVE wird durch die VolkswagenStiftung gefördert. Die Förderdauer beträgt vier Jahre.
Das Projekt REMOTIVE wird von einem Industriebeirat inhaltlich begleitet und unterstützt. Dessen Mitglieder sind:
Veröffentlichungen und Pressebeiträge
VolkswagenStiftung fördert Projekt, um Kunststoffe mit unterschiedlichen Methoden wieder dem Wertkreislauf zuzuführen weiterlesen
Von der Volkswagen Stiftung erhalten die beiden Projektpartner – IKK und Leuphana – rund 1,3 Mio. Euro für ihre Forschung zu unterschiedlichen Methoden, um Kunststoffe wieder dem Wertstoffkreislauf zuzuführen. weiterlesen
Mechanisch, chemisch oder lösungsmittelbasiert? Ein Vergleich der Recyclingmethoden soll zeigen, welche sich am besten für Kunststoffteile in Autos eignet. Die Volkswagenstiftung fördert das Projekt mit rund 1,3 Millionen Euro. weiterlesen
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Haltegriffe, Kofferraumabdeckungen und Mittelkonsolen: Viele Fahrzeugteile sind aus Kunststoff gefertigt. Gegenüber Metall hat dies viele Vorteile – unter anderem ist Kunststoff deutlich leichter, was sich nicht zuletzt auf den Treibstoff- und Energieverbrauch von Autos positiv auswirkt. weiterlesen
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Kontakt
Das Forschungsprojekt wird geleitet von Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres als Institutsleiter des IKK – Institut für Kunststoff- und Recyclingtechnik an der Leibniz Universität Hannover (LUH) und seinem Team.
Projektpartner sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Institut für nachhaltige Chemie (INSC) der Leuphana Universität Lüneburg, unter Leitung von Prof. Dr. Klaus Kümmerer.
Impressum
Das IKK – Institut für Kunststoff- und Kreislauftechnik betrachtet in seiner Forschungsarbeit den gesamten Lebenszyklus von biobasierten und konventionellen Kunststoffen, von der Materialentwicklung bis zur anwendungsorientierten Umsetzung. In diesem Themenkomplex liegt der Schwerpunkt auf Recycling und Ressourceneffizienz.
Institut für Kunststoff- und Kreislauftechnik
Produktionstechnisches Zentrum der Leibniz Universität Hannover /
PZH
An der Universität 2
30823 Garbsen
Telefon:
+49 511 762 13302
Vertreten durch:
Prof. Dr.-Ing. Hans-Josef Endres
endres@ikk.uni-hannover.de
