Im Kreislauf statt linear wirtschaften: Wie praxisnahe Forschung Ressourcen im Energiesystem schont
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Zirkuläre Wirtschaft
Wie praxisnahe Forschung Ressourcen im Energiesystem schont
Nachhaltige Materialien, kreislauffähige Produkte, weniger Abfall und Emissionen: In verschiedenen Forschungsprojekten entwickeln Fachleute innovative Lösungen, um Ressourcen im Energiesystem effizienter zu nutzen und Kreisläufe zu schließen.
Analysen zeigen: Eine kreislauforientierte Wirtschaft kann die Emissionen energieintensiver Industrien wie Stahl, Plastik oder Zement in der EU bis 2050 um mehr als die Hälfte senken. Dabei geht es beim zirkulären Wirtschaften darum, den Wert von Produkten und Ressourcen innerhalb der Wirtschaft optimal zu nutzen, so lange wie möglich zu erhalten und Emissionen oder schädliche Umweltauswirkungen zu reduzieren.
Neue Materialkompositionen entwickeln
Ein zentraler Hebel liegt dabei bereits im Fundament der Energiesysteme: den verwendeten Materialien. Viele Forschungsprojekte im Förderschwerpunkt „Ressourceneffizienz und zirkuläre Wirtschaft“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie entwickeln mittels zirkulärem Design innovative, kreislauffähige Produkte - mit direkten Anwendungsbezug für Industrie, Bau oder Konsumgüter.
Im Projekt TPE-Dis beispielsweise haben die Forschenden neue, nachhaltige Beschichtungen für Papierverpackungen entwickelt, die für Lebensmittel verwendet werden. So entstehen Verpackungen, die sowohl Lebensmittel gut schützen als auch ohne Lösungsmittel auskommen und somit wiederverwertet werden können. Laut der beteiligten TU Darmstadt könnten dadurch bis zu acht Millionen Tonnen Verpackungsmaterial jährlich wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden – ein großes Potenzial für Unternehmen in diesem Industriefeld.
Nachhaltigere Materialien im Bahnbau einsetzen
Im Projekt FFKu arbeiten die Fachleute ebenfalls an nachhaltigeren Materialien. In diesem Fall um die Eisenbahninfrastruktur kreislauffähiger zu gestalten. Beim Bau von Hochgeschwindigkeitsstrecken für Züge werden heute oft sogenannte „Feste Fahrbahnen“ verwendet. Das sind sehr energieintensive Betontragschichten, auf denen die Schienen montiert sind. Das Projekt will untersuchen, wie man diese Betonplatten durch Platten aus recycelten Kunststoffabfällen, Quarzsand und Glasfaserresten von Rotorblättern alter Windenergieanlagen ersetzen kann.
EPS Dämmstoff-Verschnitt recyceln
Mit dem Recycling von Verschnittresten aus Dämmstoffen, die auf Baustellen bei der Fassadendämmung anfallen, beschäftigt sich das Forschungsprojekt „EPSycling“. Beim Dämmen von Hausfassaden mit sogenannten EPS-Platten (expandiertes Polystryrol, vor allem bekannt unter dem Handelsnamen Styropor) werden Platten zugeschnitten, damit sie beispielsweise für Fensterausparungen. Dabei fällt Abfall an, der aktuell meistens verbrannt wird, weil er verschmutzt oder mit Putzanhaftungen vermischt ist. Es soll ein neuer Prozess entwickelt werden, bei dem dieser Abfall gereinigt und wieder zu neuen EPS-Dämmstoffplatten verarbeitet wird.
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Kritische Rohstoffe zurückführen
Wie kritische Rohstoffe wie Neodym, Wolfram oder Molybdän durch energieeffizientes Recyling besser im Stoffkreislauf gehalten werden können, damit haben sich Fachleute aus Forschung und Industrie im Projekt Genesis beschäftigt. Der Fokus lag dabei auf zwei wichtigen Werkstoffen für die Energiewende: Magnetwerkstoffen und Werkzeugstählen, die etwa für den Bau von Elektromotoren oder für die Fertigung von KomponentenWindenergieanlagen zwingend benötigt werden. Beide Werkstoffe enthalten diese kritischen und damit kostenintensiven Elemente.
Die Experten haben Methoden entwickelt, um Altmagnete zu zerkleinern und als Pulver wiederverwertbar zu machen. Das spart Kosten und schont stark nachgefragte Ressourcen. Auch zu Metallspänen und Schleifschlämmen aus der Stahlbearbeitung wurde geforscht, wie man diese werterhaltend aufbereiten kann, anstatt sie wie bisher meist nur zu entsorgen.
Digitale Tools für Ressourceneffizienz in Unternehmen
Erkenntnisse aus solchen Forschungsprojekten sind auch für die Expertinnen und Experten im Verbund Irma relevant gewesen: Sie haben mit einem KI-basierten Scouting Technologien ermittelt, die kleine und mittlere Unternehmen einsetzen können, um ressourceneffizienter zu werden.
Unternehmen können dann den „IRMa-Ansatz“ und eine IT-Plattform nutzen, um systematisch Potenziale, Maßnahmen und Technologien im Bereich Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft zu identifizieren und zu bewerten. Mit einem eigens entwickelten Indikatorensatz können dabei unternehmerische Aktivitäten im Hinblick auf Ressourceneffizienz und Circular Economy messbar gemacht werden.
Dies haben zwei Firmen der chemischen Industrie im Rahmen des Projekts eingesetzt: Sie konnten etwa Maßnahmen ergreifen, um CO2-Emissionen gezielt zu senken. Die Learnings aus dem Projekt haben dazu beigetragen, dass der beteiligte Reinigungsmittelproduzent Buzil aus Memmingen seine Produkte nach dem höchsten Standard der Cradle-to-Cradle-Initiative (C2C) zertifizieren konnte.
Die Projektbeispiele zeigen: Erst im Zusammenspiel von nachhaltigeren Materialien, zirkulär designten Produkten, Anwendung von R-Strategien und umfassenden Bewertungsansätzen entsteht ein funktionierendes System der Kreislaufwirtschaft im Energiesektor. (em)
