Aus der Branche

Die Textilindustrie ist der drittgrößte Kunststoffverbraucher. Die Wachstumsraten in der Produktion von Fasern und Textilien sind hoch, Kreislaufwirtschaft hat sich in diesem Segment aber noch kaum etabliert. Die EREMA Gruppe intensiviert nun mit dem neuen Geschäftsbereich „Fasern und Textilien“ die Entwicklung von Recyclinglösungen auch für diese Applikation. Der Fokus liegt dabei vorerst auf PET-Fasermaterialien, die in der Faserproduktion und bei weiteren Verarbeitungsschritten anfallen. Technologien für das Recycling von gemischten Faserstoffen aus der klassischen Textilsammlung sollen in einer nächsten Projektphase folgen.

„Mit der VACUREMA® und INTAREMA® Technologie von EREMA und der ISEC evo Technologie von PURE LOOP verfügen wir im Unternehmensverbund bereits über ein umfangreiches Maschinenportfolio für Anwendungsbereiche des Faser- und PET-Recyclings. Für ökologisch und wirtschaftlich sinnvolles Recycling braucht es aber neue technologische Lösungen, um die recycelten Fasern in höherwertigen Endanwendungen einzusetzen und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft zu realisieren“, erklärt Wolfgang Hermann, Business Development Manager Application Fibres & Textiles, EREMA Group GmbH. Der Schwerpunkt liegt dabei in einem ersten Schritt auf PET, das als Schlüsselmaterial für die Produktion von synthetischen Fasern gilt. Ziel sind Recyclinglösungen, mit denen PET Fasermaterialien wieder für PET Faserproduktionsprozesse aufbereitet werden können. Das ist ein bedeutender Schritt für die Kreislaufwirtschaft, denn PET Fasern in Textilien machen rund zwei Drittel der gesamten Menge an PET aus.

Bei dieser Entwicklungsarbeit kann die EREMA Gruppe auf bereits bestehendem Know-how aufbauen. Die Recycling-Technologien wurden mit einem neuen IV-Uptimizer kombiniert. „Dadurch wird die Verweilzeit der PET-Schmelze verlängert, was speziell beim Faserrecycling nötig ist, um Spinnöle wieder effizient zu entfernen. Zudem wird mit unserem Recyclingprozess der IV-Wert der PET-Schmelze nach der Extrusion wieder gezielt auf jenes Niveau erhöht, wie es für die jeweilige Faserproduktion unbedingt nötig ist“, erklärt Hermann. PET Faserabfälle aus Produktionsprozessen lassen sich so zu rPET-Filamentfasern, Teppichgarnen oder Stapelfasern weiterverarbeiten.

Faser-Technikum mit Anlage für Kundenversuche
Um diese Entwicklungsarbeit zu forcieren, hat EREMA ein eigenes Faser-Technikum in Betrieb genommen, wo sich ein unternehmensübergreifendes Team mit Recyclinglösungen für Faser zu Faser Anwendungen befasst.

Die Hochschule Luzern HSLU hat zusammen mit Wirtschaftspartnern Methoden entwickelt, wie sich Alttextilien wieder zu hochwertigen Pullis, Arbeitskleidern oder Teppichen verarbeiten lassen.

Einem Bericht von WWF und PWC zur Folge sind in einem durchschnittlichen Schweizer Schrank 118 Kleidungsstücke, wobei ein Outfit – bestehend aus Pulli, Hose und T-Shirt – mit 1.5 Kilo zu Buche schlägt. Pro Tag landen 70’000 dieser Outfits oder 100 Tonnen in der Altkleidersammlung. Tendenz steigend.

Etwa die Hälfte der Altkleider wird weiterverkauft und exportiert. "Wie groß der Anteil an tatsächlich weitergenutzten Kleidungsstücken ist, ist nicht einfach zu beziffern", sagt Designforscherin Tina Tomovic von der Hochschule Luzern. Sicher ist laut der Expertin für textile Nachhaltigkeit, dass ein immer größerer Teil zu minderwertigen Produkten wie Putzlappen verarbeitet oder direkt verbrannt wird. Das Material dieser Textilien verschwindet damit unwiederbringlich aus dem Wertstoff-Kreislauf.

Dabei gilt die Textilindustrie als äusserst ressourcenintensiv. Textilien stehen gemäß eines Nachhaltigkeits-Aktionsplans der EU beim Verbrauch von Rohstoffen und Wasser an vierter Stelle, nach der Lebensmittelherstellung, dem Wohnungsbau und dem Verkehr. Baumwolle beispielsweise benötigt nicht nur viel Land zum Wachsen, sondern auch sehr viel Wasser. Die Alternative, synthetische Textilien, ist nicht besser, wie Tina Tomovic ergänzt. Sie basieren meistens auf Erdöl – einer endlichen Ressource.

Auf der Suche nach dem reinen Stoff
Für die HSLU-Forscherin ist klar: "Wir müssen unsere alten Kleider viel besser wiederverwerten als bisher und so den textilen Kreislauf schließen." Ein geschlossener Kreislauf bedeutet, dass alte Pullis oder T-Shirts nicht verbrannt oder zu Lappen verarbeitet werden, sondern zu neuer Kleidung – die dann wieder im Laden landet. Wie dieses Recycling funktionieren könnte, erforschten Tomovic und ihr Team gemeinsam mit Unternehmen aus der Textilindustrie im Projekt «Texcircle».

Oft bestehen Textilien aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Baumwolle vermischt mit Polyester. Das macht das Recycling aufwändig. Denn das Material muss möglichst rein sein, um zu einem vielseitig verwendbaren Garn weiterverarbeitet werden zu können; «wild durcheinander gewürfelte Textilien», so Tomovic, nützten gar nichts.

Zweieinhalb Tonnen Material verarbeitet
Das Projektteam nahm daher die gesamte Recycling-Prozesskette unter die Lupe, vom Sammeln der Alttextilien übers Sortieren und dem anschließenden maschinellen Zerkleinern bis hin zum Spinnen des so gewonnenen Rohstoffs zu neuen Garnen und Vliesen. Die verwendeten Alttextilien – insgesamt 2.5 Tonnen Material – stammten größtenteils aus den Sammlungen des Textilverwerters Texaid. Eine zentrale Rolle im Projekt spielten nationale und internationale Wirtschaftspartner, welche die Fasern, Garne und Vliese zu Produkten verarbeiteten.

Namhafte Partner im In- und Ausland
Ein einzelnes Unternehmen wird den Herausforderungen einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft nicht begegnen können – dies war eine der Schlussfolgerung aus dem Vorgängerprojekt «Texcycle», in welchem die Forschenden auf das Sammeln und Sortieren von Alttextilien fokussierten. Daher wurde für das Nachfolgeprojekt der "Texcircle-Cluster", bestehend aus Schweizer und internationalen Unternehmen im Bereich Textilfertigung und -recycling, gegründet. Die Projektpartner steuerten Know-how, Eigenleistung, finanzielle Beiträge und Materialspenden bei.

Die Partner aus der Industrie waren Coop, Rieter, Rohner Socks, Ruckstuhl, Texaid und Workfashion.
Texcircle wurde von der schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse unterstützt.

Die Tests in den Fabrikhallen der einzelnen Partnerunternehmen bezeichnet Tina Tomovic als «Reality Checks». Mehr als einmal musste das Team beim Bearbeiten des Materials feststellen, dass die Theorie in der Praxis nicht immer umsetzbar ist, wie sie erzählt: "Alte Kissen und Bettdecken sind aus einer Materialperspektive zwar sehr interessant für das Recycling. Eine effiziente und kostengünstige Verarbeitung der Waren ist heute aber noch nicht möglich."

Höhepunkt des zweijährigen Projektes war die Produktion mehrerer Prototypen auf der Basis von Alttextilien. Beispielsweise produzierte die Winterthurer Firma Rieter aus alten Jeanshosen Garn für einen Pullover. Der Zuger Arbeitsbekleidungsproduzent Workfashion wiederum verarbeitete alte Kissen und Bettdeckenfüllungen zu Isolationsfutter für Arbeitswesten – die Produktqualität musste im Rahmen des Projektes stets gleich hoch sein wie bei vergleichbaren Textilien im Laden.

Die Firma Ruckstuhl im bernischen Langenthal entwickelte einen Recycling-Teppich für den Wohnbereich. Das Garn dafür stammt zur Hälfte von getragenen Wollmänteln. «Wir haben schon länger nach Mitteln gesucht, wie wir im Betrieb einen weiteren Schritt in Richtung Nachhaltigkeit gehen können», sagt Ruckstuhls Geschäftsführer Adrian Berchtold. Das Projekt sei somit genau zur richtigen Zeit gekommen. Er erläutert: "Die Projektresultate zwangen uns, zu hinterfragen, welche Produktionsschritte für diesen neuen Teppich nachhaltig sind und welche nicht."

Berchtold überraschte insbesondere die Erkenntnis, dass das Waschen von alten Mänteln mit Wasser umweltschädlicher ist als mit Chemikalien: "Der Wasserverbrauch war einfach zu hoch. Paradoxerweise ist es in diesem Fall ressourcenschonender, die Textilien mit Ozon zu reinigen." Ruckstuhl plant, den Recycling-Teppich ab Mitte 2023 in kleiner Serie herzustellen.

Ganesha Ecopet Private Limited, eine Tochtergesellschaft des indischen PET-Recyclingpioniers Ganesha Ecosphere Ltd., hat vor kurzem eine neue Produktionsstätte in Warangal unter dem Markennamen "Go Rewise" in Betrieb genommen und stellt dort rPET für Filamentgarne, Fasern und lebensmitteltaugliche Verpackungen her.

Im neuen Werk in Warangal im Bundesstaat Telangana wurden zwei Starlinger PET-Recyclinganlagen installiert, das dort produzierte rPET-Granulat wird unter dem neu gegründeten Markenunternehmen "Go Rewise" vermarktet, das sich zur Herstellung von rPET höchster Qualität in einem ressourcenschonenden Prozess verpflichtet hat.
Eine der beiden Starlinger-Anlagen, eine recoSTAR PET 165 H-VAC, verarbeitet gewaschene PET-Flaschenflakes für die Polyesterfilamentproduktion von Go Rewise und erreicht einen Ausstoß von rund 14.000 Tonnen pro Jahr. Auf der zweiten Starlinger-Anlage stellt Ganesha lebensmitteltaugliche rPET-Granulate her.

Ganesha Ecosphere blickt auf 30 Jahre Erfahrung im PET-Recyclinggeschäft zurück und kann als Vorbild für nachhaltige Geschäftstätigkeit gesehen werden. 1987 gegründet, stellte das Unternehmen zunächst Textilgarne her. 1994 gehörte es zu den ersten Firmen in Indien, die begannen, PET-Abfälle aufzubereiten, um daraus recycelte Polyesterstapelfasern (RPSF) und recycelten Polyesterspinnzwirn (RPSY) herzustellen. Heute verfügt die Unternehmensgruppe über ein großes Netzwerk von über 300 Abfalllieferanten landesweit und betreibt vier Werke in Indien - zwei in Uttar Pradesh, eines in Uttarakhand, sowie die neu eröffnete Produktionsstätte in Telangana. Vor kurzem hat auch das erste Werk außerhalb Indiens in Nepal den Betrieb aufgenommen. Mit mehr als 500 Kunden und Exporten in über 18 Länder zählt Ganesha Ecosphere mit 130.000 Tonnen pro Jahr zu den größten rPET-Herstellern in Indien und verwertet aktuell rund 19 - 18 % des gesamten PET-Abfalls im Land.

Dibella hat sich mit seinem textilen Kreislauf-Projekt CIBUTEX für den Deutschen Nachhaltigkeitspreis beworben und nach einer Prüfung für den anerkannten Preis nominiert.

Im Jahr 2022 will CIBUTEX die Ressourcen von insgesamt 400 Tonnen aussortierten Objekttextilien zurückgewinnen. Die von den Netzwerk-Partnern gesammelte Wäsche kommt wieder in den Nutzungskreislauf zurück oder wird – je nach Materialzusammensetzung – einem chemischen oder einem mechanischen Recycling-Prozess zugeführt. Alttextilien mit einem hohen Baumwoll-Gehalt werden insbesondere für die Gewinnung von Lyocell-Fasern eingesetzt und sparen dadurch die für den Prozess notwendigen Holzrohstoffe ein. Mechanisch recycelte Fasern gehen hingegen direkt in den Textilkreislauf zurück und werden beispielsweise zu Jeans-Geweben verarbeitet.

Insgesamt haben sich 81 Kandidaten mit ihren innovativen Konzepten für den Deutschen Nachhaltigkeitspreis in den fünf Transformationsfeldern Klima, Ressourcen, Biodiversität, Lieferkette und Gesellschaft qualifiziert. Anfang Dezember werden die Gewinner im Rahmen des 15. Deutschen Nachhaltigkeitstages (1. und 2. Dezember 2022) offiziell bekannt gegeben und ausgezeichnet.

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert sich auf der K 2022 mit chemischen Zwischenprodukten aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubaren Mulchfolien.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT gewinnen im Projekt »InKa«, das die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht, aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein chemisches Zwischenprodukt, das bei der Herstellung von Additiven für Kunststoffe zum Einsatz kommt. Den entölten Kaffeesatz versuchen sie, als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie zu nutzen. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie. Im Labormaßstab sehen wir bereits, dass unser Konzept aufgeht: Wir konnten die entwickelten Additive bereits in neuen Werkstoffrezepturen testen«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT.

Röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung
Die Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven war das Ziel des Projekts »DetekTPU«. Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Neben einer großen Mengen Plastikmüll ergibt sich dabei zusätzlich das Problem, dass Teile der Schutzbekleidung in den Nahrungsmitteln landen können und dort nicht detektiert werden. Der entwickelte Werkstoff soll für zuverlässig röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung eingesetzt werden. Dies ist für dünne Kunststofffolien eine bisher nicht gelöste Herausforderung. »Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend, aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner. Hierzu soll das Team um Experten aus dem Bereich Folienherstellung erweitert werden.«  berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Biobasierte Kunststoffe für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko
Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko, etwa in der Elektronikindustrie, erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Ein Großteil davon wird auf Erdölbasis hergestellt, dessen Vorräte begrenzt sind. Biokunststoffe erreichen jedoch oftmals noch nicht im vollen Umfang das vom Markt geforderte Eigenschaftsniveau konventioneller technischer Kunststoffe. Die Grenzen liegen insbesondere beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Hier setzt »TechPLAstic« an: Es werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah entwickelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten. Der Anwendungsfokus liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Mulchfolien mit angepasster Abbaubarkeit
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind in umweltoffenen Anwendungen sinnvoll, bei denen ein Recyclingprozess nicht möglich oder mit einem zu hohen Aufwand verbunden ist. Beispiele hierfür sind Geotextilien oder Mulchfolien. Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse werden durch die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich eingestellt. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate (Kompost, Erde, Wasser), verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.
 
Förderhinweise

• Das Projekt »InKa – Intermediate aus industriellem Kaffeesatz« wird im Rahmen der Fördermaßname »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
• Das Projekt »DetekTPU« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• Das Projekt »TechPLAstic« wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

• Erstes Produktentwicklungszentrum in Deutschland

Nach dem Erfolg des Creative Room London in Großbritannien, der im Frühsommer dieses Jahres eröffnet wurde, hat ISKO sein zweites Produktentwicklungszentrum in Stade, Niedersachsen, eröffnet.

Der Creative Room Germany ist ein innovativer Standort für die Modeindustrie und der erste seiner Art in Deutschland. Er ist die jüngste Initiative von Creative Room Services (CRS), einer Abteilung von ISKO, die sich darauf spezialisiert hat, Prozesse zu beschleunigen und die Entwicklung von Produkten zu vereinfachen - für alle Denim-Anforderungen vom Stoff bis zum fertigen Kleidungsstück.

Mit dem Schwerpunkt auf nachhaltige Wasch- und Veredelungstechniken können die B2B-Kunden im Creative Room Germany mit Experten zusammenarbeiten, um ihren gewünschten Denim-Look zu erzielen. Gemeinsam mit dem Maschinentechnologiepartner Jeanologia können sie innovative Wasch- und Veredelungstechniken entwickeln, die den höchsten Qualitäts- und Nachhaltigkeitsstandards entsprechen und die Umwelt deutlich weniger belasten.

Der Creative Room Germany wird auch die zentrale Anlaufstelle für die komplette Produktentwicklung seiner Kunden sein, um den gesamten Prozess agiler und effizienter zu gestalten. Durch den Einsatz von ISKOs patentierter Recyclingtechnologie ist Creative Room Germany nun in der Lage, Kleidungsstücke unter Verwendung von Fasern aus Post-Consumer-Denim zu entwickeln und so den Kreislauf zu schließen und seinen Kunden eine neue und innovative Kreislauflösung zu bieten. Dabei wird der Creative Room Germany nicht nur als Entwicklungs-Hub für die Kunden, sondern auch als Plattform für die gesamte Denim-Community dienen, um Wissen zu teilen und Ideen und Konzepte zum Leben zu erwecken.

"Aufbauend auf dem Erfolg unserer Londoner Niederlassung ist es unser Ziel, maßgeschneiderte Bekleidungslösungen für Kunden in der DACH-Region, den Benelux-Staaten und den nordischen Ländern anzubieten, und diese Niederlassung ist das Herzstück dieses Angebots. Mit einem kollaborativen Ansatz werden wir unsere Vision verwirklichen, eine neue zirkuläre Lieferlösung auf den Markt zu bringen".
Pau Bruguera, Executive Director @ ISKO

• Einweihung SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung

Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen jetzt eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken. In der SUSKULT-Vision sind dort alle wesentlichen Ressourcen für den Anbau von Gemüse und Co. – Nährstoffe, CO2, Wasser, Wärme – in großen Mengen verfügbar.

Endliche Phosphatressourcen, hoher Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion, Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff – hinzu kommen Probleme in den Lieferketten durch Ereignisse wie Corona sowie massive Preissteigerungen aufgrund globaler Krisen. Das sind sicher keine guten Voraussetzungen, um die Erträge frischer und hochwertiger Agrarprodukte nachhaltig zu steigern. Expertinnen und Experten sind sich jedoch einig: Genau das muss geschehen, um eine größere Unabhängigkeit der deutschen Agrarwirtschaft sicherzustellen, zukünftigen Krisen gestärkt begegnen zu können und gleichzeitig besser auf Folgen des Klimawandels vorbereitet zu sein. Für den erforderlichen Transformationsprozess war bis dato der Zeitraum von 2040 bis 2050 vorgesehen – aktuelle Entwicklungen erfordern eine frühere Umsetzung.

Zu den zentralen Lösungsansätzen zählen mehr Regionalität und eine Kreislaufführung der eingesetzten Ressourcen. »Damit beschäftigen wir uns bei SUSKULT, indem wir ein Agrarsystem an Kläranlagen integrieren. Hier finden wir zum einen die für einen gartenbaulichen Anbau von Produkten notwendigen Ressourcen – Nährstoffe, CO₂, Wasser und Wärme. Zum anderen sind Kläranlagen häufig zentrumsnah verortet, was die Transportwege zu den Konsumentinnen und Konsumenten minimiert«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, der das Verbundprojekt koordiniert. »Mit der Einweihung der Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung der Emschergenossenschaft (EG) beschreiten wir nun konsequent den nächsten Schritt auf dem Weg hin zu einem zukunftsfähigen Agrarsystem.«

In den vergangenen drei Jahren seit Projektstart haben die insgesamt 15 Partner – darunter Universitäten, Forschungseinrichtungen sowie Institutionen aus Industrie und Wirtschaft – die wissenschaftliche Grundlage für das Vorhaben gelegt und die einzelnen Bausteine entwickelt. Diese werden jetzt erstmals auf einer der größten Kläranlagen Europas zu einer Prozesskette zusammengeführt und in der Praxis getestet. »Die Modernisierung der Wasserwirtschaft ist seit Jahren getrieben durch Themen wie Energie- und Ressourceneffizienz. Phosphorrecycling aus Klärschlamm haben wir z. B. auf der Kläranlage Emscher-Mündung bereits erfolgreich halbtechnisch pilotiert. Die SUSKULT-Vision, dass Kläranlagen künftig sämtliche Nährstoffe liefern, die für die Agrarproduktion eingesetzt werden, stellt daher einen logischen nächsten Schritt dar«, so Dr. Emanuel Grün, Technischer Vorstand der Emschergenossenschaft.

Von außen betrachtet wirkt die Demonstrationsanlage, untergebracht in zwei Seecontainern und in einem Teil des sogenannten Technikums der Emschergenossenschaft, relativ unscheinbar. Anders sieht es im Inneren aus: Hier befinden sich die insgesamt fünf SUSKULT-Bausteine. Drei von ihnen wandeln die Ressource Abwasser in NPK-haltigen Flüssigdünger (NPK: Stickstoff, Phosphor und Kalium) um, in den anderen beiden wird dieser Dünger zur Kultivierung von z. B. Gemüse und Salat sowie gesundheitsfördernden Lebensmitteln wie Süßkartoffeln und Moringa verwendet. Der Anbau erfolgt vertikal, das ist platzsparend und saisonunabhängig. Des Weiteren werden Wasserlinsen produziert, die über einen hohen Vitaminanteil verfügen und als regionaler Sojaersatz dienen können.

Mit der Demonstrationsanlage betritt der SUSKULT-Verbund Neuland. Entsprechend wichtig ist die technische und wissenschaftliche Begleitung: Während einzelne Bausteine wie etwa das Vertical Farming fernüberwacht werden, bedarf der gesamte Versuchsbetrieb einer intensiven Betreuung. Hier arbeitet ein Team aus Studierenden, Forschenden und Technik Hand in Hand.
 
Projektkonsortium
Fraunhofer UMSICHT (Koordination), Blue Foot Membranes GmbH, Emschergenossenschaft, Metro AG, Pacelum GmbH, Rewe Markt GmbH, Ruhrverband, YARA GmbH & Co. KG, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH DFKI, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ, Hochschule Osnabrück, ILS-Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung gGmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Montanuniversität Leoben (A), Technische Universität Kaiserslautern.

Förderhinweis
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leistet mit der Förderlinie »Agrarsysteme der Zukunft« einen elementaren Beitrag für die Erforschung und Entwicklung zukunftsweisender Ansätze für die nachhaltige Transformation der Agrarwirtschaft in Deutschland. Das Verbundprojekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das BMBF gefördert.

• Monomaterial-Lösung enthält Polypropylen aus erneuerbaren Quellen aus dem Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine
• Trexel setzt seine eigene MuCell®-Technologie ein, um eine Reihe von Vorteilen bei der Gewichtsreduzierung zu bieten
• EverMinds™ in Aktion: Wiederverwendung und recyclingorientiertes Design stehen im Fokus der Kooperation entlang der Wertschöpfungskette

Borealis und Trexel, ein Experte für geschäumte Spritzguss- und Blasformteile, geben die gemeinsame Entwicklung einer neuen Kunststoffflasche bekannt, die auf einem Material des Bornewables™-Polyolefinportfolios basiert. Bornwables-Materialien werden aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt, die zu 100 % aus Abfall- und Reststoffströmen stammen. Die leichtgewichtige Flasche, die im Oktober am Borealis-Stand auf der K 2022 (vom 19. bis 26. Oktober 2022 in Düsseldorf) vorgestellt wird, ist wiederverwendbar und vollständig recycelbar. Sie weist einen deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck auf, da sie aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und mittels Schäumverfahren hergestellt wird.

Das Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine hilft dabei, den CO₂-Fußabdruck zu verkleinern, und liefert gleichzeitig eine Materialleistung, die es mit der Performance von Polymer-Neuware aufnehmen kann. Die Verwendung von Bornewables-Materialien ermöglicht zudem ein hohes Maß an Designfreiheit und Farbflexibilität, wodurch hochwertige optische und haptische Eigenschaften erzielt werden können. Die am europäischen Markt erhältlichen Materialien schonen darüber hinaus auch die natürlichen Ressourcen, da sie ausschließlich aus Abfällen und Reststoffen, wie zum Beispiel aus gebrauchtem Speiseöl, gewonnen werden. Die Wiederverwendung von bereits im Umlauf befindlichen Abfällen anstelle von Rohstoffen aus fossilen Brennstoffen steigert die Nachhaltigkeit der mit Bornewables-Materialien hergestellten Anwendungen.

Dank Trexels MuCell-Technologie, die in Verbindung mit den Borealis Bornewables-Sorten zum Einsatz kommt, behält die von Borealis und Trexel neu entwickelte Mehrwegflasche über viele Lebenszyklen hinweg ihren Wert, wodurch der Verbrauch wertvoller Ressourcen minimiert wird. Zudem benötigen weiterverarbeitende Unternehmen durch die Nutzung der MuCell®-Technologie weniger Energie im Produktionsprozess. Die Flasche hilft somit dabei, den Kunststoffkreislauf durch recyclingorientiertes Design, die Verwendung erneuerbarer Rohstoffe und eine über mehrere Lebenszyklen hinweg konstante Materialperformance zu schließen.

Die Zukunft der E-Mobilität wird insbesondere von sicheren Batteriegehäusen mitbestimmt. Wenn Batterien für Elektrofahrzeuge immer leistungsfähiger werden, spielt die höhere volumetrische Energiedichte eine entscheidende Rolle. Soll in weniger Bauraum mehr Energie gespeichert werden, sind neue Material- und Designlösungen gefragt. Und die Entwicklung passender Gehäuse aus hochsicheren und hochstabilen Leichtbaumaterialien. Am Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) startet im Oktober 2022 ein Projekt zu Cell-to-Pack-Batteriegehäusen für batterieelektrische Fahrzeuge.

Der Aufbau von Batteriegehäusen ist entscheidend für die Sicherheit, Kapazität, Leistung und Wirtschaftlichkeit. Im Cell-to-Pack-Projekt wird die Entwicklung von Konzepten für Bauteile und deren Produktion auf Basis verschiedener Materialien und Konstruktionstechniken vorangetrieben. Die Konzepte werden in Bezug auf Leistung, Gewicht und Produktionskosten verglichen, so dass für OEM, Produzenten und deren Zulieferer in der gesamten Wertschöpfungskette von Batteriefahrzeugen neues Know-how entsteht. Unternehmen sind eingeladen, sich an diesem neuen, branchenübergreifenden Projekt zu beteiligen, um Batteriegehäusekonzepte für die vielversprechende und zukunftssichere Cell-to-Pack-Technologie zu entwickeln.

Basis für das Projekt ist die Leichtbau-Kompetenz der AZL-Experten, die sie bereits in früheren Projekten für Multimateriallösungen bei modul-basierten Batteriegehäusen gezeigt haben. Gemeinsam mit 46 Industriepartnern, darunter unter anderem Audi, Asahi Kasei, Covestro, DSM, EconCore, Faurecia, Hutchinson, Johns Manville, Magna, Marelli and Teijin, wurden 20 verschiedene Multimaterialkonzepte hinsichtlich Gewicht und Kosten optimiert und mit einem Referenzbauteil aus Aluminium verglichen. Alle Produktionsschritte wurden im Detail modelliert, um zuverlässige Kostenschätzungen für jede Variante zu erhalten. Es konnten je nach Konzept 20 % Gewichts- bzw. 36 % Kosteneinsparpotenzial durch den Einsatz von Multimaterial-Verbundwerkstoffen im Vergleich zur etablierten Aluminiumreferenz identifiziert werden.

Es wird erwartet, dass sich das Aufbaukonzept der Batteriegehäuse in Richtung eines effizienteren Layouts entwickeln wird. Hierbei werden die Zellen nicht mehr in zusätzlichen Arbeitsschritten in Modulen zusammengefasst, sondern direkt in das Batteriegehäuse integriert. Durch die Einsparung von Batteriemodulen und verbesserter, gewichtssparender Raumausnutzung wird eine höhere Packungsdichte ermöglicht, eine geringere Bauhöhe erzielt und Kosten eingespart. Zusätzlich werden verschiedene Ausbaustufen der konstruktiven Integration des Batteriegehäuses in die Karosseriestruktur erwartet. Diese neuen Designs bringen spezifische Herausforderungen, unter anderem zur Gewährleistung des Schutzes der Batteriezellen vor Beschädigung durch äußere Einflüsse sowie des Brandschutzes mit sich. Darüber hinaus können unterschiedliche Optionen für Recycling und Reparatur die künftigen Konstruktionen erheblich beeinflussen.

Wie die verschiedenen Material- und Strukturoptionen für zukünftige Generationen von Batteriegehäuse für die Cell-to-Pack Technologie aussehen könnten und wie sie in Bezug auf Kosten und Umweltauswirkungen zu vergleichen sind, wird in dem neuen AZL-Projekt untersucht. Neben den Material- und Produktionskonzepten aus der Konzeptstudie für modulbasierte Batteriegehäuse werden auch Ergebnisse eines aktuell laufenden Benchmarkings von verschiedenen Materialien für die Impact-Schutzplatte sowie eine neue Methode zur Ermittlung von mechanischen Eigenschaften während eines Brandtest eingebracht.

Das Projekt startet am 27. Oktober 2022 mit einem Kick-Off Treffen des Konsortiums, interessierte Firmen können sich bis dahin noch für die Teilnahme bewerben.

Um zukünftig abfallfreie Industrieprozesse realisieren und vollständig geschlossene Stoffkreisläufe schaffen zu können, bedarf es leistungsstarker und anwendungsspezifischer Separationsverfahren. Vor diesem Hintergrund plant die IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH für den Herbst 2022 ein Innovationsnetzwerk zum Thema "Abfallfreie Industrieprozesse durch innovative Filtrationstechnologien" und stellt die Entwicklung innovativer Filtrationstechnologien zur Rückgewinnung von Ressourcen aus Industrieprozessen in den Fokus.

Mit der aktiven Anbahnung von Partnerschaften und Projektideen innerhalb des Netzwerks sowie mithilfe einer umfangreichen Unterstützung bei der Beantragung von Fördermitteln sollen Unternehmen und Forschungsinstitution auf dem Weg zu erfolgreichen Kooperationsprojekten unterstützt werden.

Um das Potential der Kreislaufwirtschaft zu nutzen, bringt das Innovationsnetzwerk zum Thema "Abfallfreie Industrieprozesse durch innovative Filtrationstechnologien" Kompetenzen aus den Umwelt- und Nanowissenschaften mit mittelständischen Herstellern und Dienstleistern aus den Zielbranchen Chemische Industrie, Abwasseraufbereitung und Umwelttechnik zusammen. Die stark interdisziplinäre Ausrichtung soll es den Akteuren ermöglichen, Synergiepotentiale zu nutzen und gemeinsam innovative Lösungen mit hohen Marktchancen umzusetzen.

Im Rahmen gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen sollen innovative Filtrationstechnologien entwickelt und so mittelständischen Unternehmen den Zugang zu neuen und individuellen Lösungen für eine nachhaltige Verwendung von stofflichen Ressourcen in Industrieprozessen ermöglicht werden.

Das Netzwerk fokussiert sich dabei auf die folgenden Technologiebereiche:

• Nachhaltige Filtermaterialien und -systeme (z.B. nanopartikuläre Adsorber, bionisch inspirierte Materialien, Biokohlefilter)
• Leistungsstarke Trennverfahren und -prozesse (z.B. Batterierecycling, optimierte Klärverfahren für spezifische Verunreinigungen)
• Digitalisierung und Integration von Trennverfahren (z.B. Integration von Sensorik und In-Line-Analytik zur Prozessüberwachung)