Aus der Branche

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

• 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.

Adient, ein Anbieter von Sitzsystemen für die Automobilindustrie, kooperiert zukünftig mit dem schwedischen Stahlhersteller H2 Green Steel (H2GS), um den CO₂-Fußabdruck in seiner Wertschöpfungskette weiter zu reduzieren.  
 
Am 1. September unterzeichneten Michel Berthelin, Executive Vice President Adient EMEA, und Henrik Henriksson, CEO von H2 Green Steel, ein Abkommen, das vorsieht, ab 2026 fossilfreien Stahl mit geringem CO₂-Fußabdruck zu liefern und ihn anschließend in den Metallprodukten von Adient zu verwenden.

Michel Berthelin erläutert den Hintergrund der Zusammenarbeit: „Als Unternehmen bekennen wir uns zur Science Based Targets Initiative, einer Zusammenarbeit zwischen weltweit führenden Institutionen zur Festlegung eines wissenschaftlich fundierten Klimaziels. Weiterhin unterstützen wir das Carbon Disclosure Project, welches Unternehmen und Städten hilft, ihre Umweltauswirkungen zu verstehen und offenzulegen. Die Entscheidung, einen Teil des für unsere Produktion bezogenen Stahlvolumens auf Stahl mit geringem CO₂-Fußabdruck umzustellen, ist Teil unserer Nachhaltigkeitsstrategie. Unser Ziel ist es, die Emissionen an unseren Produktionsstätten, die direkt durch unsere eigenen Quellen oder indirekt durch unsere Energielieferanten verursacht werden, bis 2030 um 75 % zu reduzieren. Parallel wollen wir im selben Zeitraum 35 % der Emissionen entlang unserer Lieferketten einsparen. Damit fördert Adient nicht zuletzt die Transformation der Branche hin zu einem verantwortungsvolleren Umgang mit natürlichen Ressourcen.“

Stahl von H2 Green Steel wird mit einem bis zu 95 % niedrigeren CO₂-Ausstoß im Vergleich zur konventionellen Stahlherstellung produziert. Das Unternehmen erreicht dies durch den Ersatz von Kohle durch grünen Wasserstoff in der Produktion und den Einsatz von Strom aus nicht-fossilen Quellen. Auf diese Weise entstehen als Abfallprodukte vor allem Wasser und Wärme.

• No Planet, no Fashion
• Nachhaltigkeit braucht Transparenz
• Ökobilanz: T-Shirts aus US-Baumwolle
• Bekleidung aus Baumwoll-/Chemiefasermischungen im Waschprozess
• Biologische Abbaubarkeit: Was passiert mit gefärbter Baumwolle?

Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen e.V. laden gemeinsam am 29. und 30. September zur 36. International Cotton Conference Bremen ein. Unter dem Motto „Cotton Decoded“ wird den Tagungsteilnehmern sowohl in Bremen vor Ort als auch online über eine Tagungsplattform ein spannendes Programm mit aktuellen Vorträgen und lebhaften Diskussionsrunden geboten.
 
Für immer mehr Unternehmen gehören glaubhaft definierte Nachhaltigkeitskriterien bei der Beschaffung zum festen Bestandteil ihrer Unternehmenspolitik. So liegt es nahe, dass sich die internationale Baumwolltagung umfassend mit diesen Themenkomplex beschäftigt: Wie weit sind wir auf unserem Weg, was haben wir erreicht? Wie transparent ist Baumwolle heute? Wie findet sich die Naturfaser in den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen (SDGs) wieder?

Am 29. und 30. September wird im Rahmen von zwei Sessions über Aspekte von Nachhaltigkeit aus unterschiedlichen Blickwinkeln diskutiert:
 
No Planet, no Fashion
Für den international operierenden Modekonzern HUGO BOSS stehen Nachhaltigkeit und unternehmerisches Handeln in keiner Weise im Widerspruch zueinander. Sie sind unverzichtbar miteinander verzahnt. Andreas Streubig, Senior Vice President Global Corporate Responsibility & Public Affairs, wird in seinem Vortrag deutlich machen, wie HUGO BOSS Nachhaltigkeit als wesentliches Leitprinzip seiner als „CLAIM 5“ definierten technologiegesteuerten Wachstumsstrategie implementiert hat. Den fünf Claims ‚Boost Brands‘, Product is King‘, Lead in Digital‘, Rebalance Omnichannel‘ und ‚Organize for Growth‘ liegt ein ganzheitliches und handlungsanweisendes Nachhaltigkeitsverständnis zugrunde. In diesem Sinne ist Nachhaltigkeit ein Zeichen für die Zukunftsfähigkeit des Unternehmens, verbunden mit intensiven Transformations- und Innovationsprozessen. Um gemeinsam entscheidende Verbesserungen zu erreichen, engagiert sich HUGO BOSS in unterschiedlichen Initiativen wie ZDHC, UNFCCC, FLA und beim Textilbündnis.
 
Nachhaltigkeit braucht Transparenz
Dr. Gary Adams ist Präsident und CEO des US-amerikanischen National Cotton Council. Seine Organisation vertritt die US-Baumwollindustrie in ihrer gesamten Bandbreite, bestehend aus Landwirten, Genossenschaften, Entkörnungsunternehmen, Dienstleistern sowie dem Handel. Nachhaltigkeitsaspekte spielen dabei eine wesentliche Rolle. In seinem Vortrag bietet Gary Adams einen Überblick über die von seiner Organisation mitinitiierte Nachhaltigkeitsinitiative U.S. Cotton Trust Protocol.
Ein wichtiges Ziel des Protocols besteht darin, eine kontinuierliche, messbare Verbesserung bedeutender Nachhaltigkeitskennzahlen zu erreichen. Diese Daten werden völlig transparent an Marken und Einzelhändler zur Information der Endkonsumenten weitergegeben. In der Präsentation werden der Gesamtumfang und die Struktur der Initiative sowie ein Überblick über die aggregierten Nachhaltigkeitsdaten der teilnehmenden Erzeuger vorgestellt.
 
Ökobilanz: T-Shirts aus US-Baumwolle
Roger Gilmartin ist Fachberater für Großbritannien im technischen Team von Cotton Council International (CCI). Er berichtet über die Ergebnisse eines Forschungsprojektes, in dem es darum ging, eine Umweltbilanz für die Herstellung und Vermarktung von T-Shirts aufzustellen. Bisher veröffentlichte Ökobilanzen konzentrierten sich auf das Geschehen innerhalb der Landwirtschaft. Die von ihm vorgestellte aktuelle Studie schließt ergänzend dazu alle Prozesse mit ein, die in einer Textil- und Bekleidungsfabrik in Bangladesch ablaufen. Die Studie liefert fundierte Daten über den Beitrag der Fertigungsprozesse zur globalen Erwärmung, über die Gefahren einer Schädigung der Ozonschicht, zum Entstehungspotential von Sommersmog durch fotochemische Reaktionen, der Süßwasser-Ökotoxität, der Entstehung sauren Regens sowie der übermäßigen Anreicherung der Gewässer durch Rückstände z. B. ausgelöst durch übermäßigen Einsatz von Pestiziden oder Phosphor- und Stickstoffverbindungen.
 
Nachhaltigkeit: Der technische Blick
Bekleidung aus Baumwoll-/Chemiefasermischungen im Waschprozess
Im Zusammenhang mit Mikroplastik textiler Herkunft befasst sich die wissenschaftliche Forschung hauptsächlich mit Produkten aus reinen Chemiefasern. Doch Baumwolle ist eine der am häufigsten verwendeten Naturfasern für Kleidungsstücke. Hinzukommen viele Mischgewebe. Im Mittelpunkt des Vortrags von Dr. Claudia Heller, ehemalige wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin, jetzt Bosch Siemens Hausgeräte BSH, stehen die Ergebnisse einer Waschstudie. Hierbei wurde ein Hemd und ein T-Shirt mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung und Stoffkonstruktion nach einem bestimmten Standard haushaltsnah einem wiederholten Waschprozess ausgesetzt.
 
Die Ergebnisse zeigen die Veränderung der Fasereigenschaften durch Einfluss von Waschmittel, Schmutz und Kalk. Anhand der Analysemethode lässt sich zeigen, dass nur ein kleiner Teil der Filterrückstände bei der Kaskadenfiltration des Grauwassers der Waschmaschine Chemiefasern sind und welche Anteile an Baumwollfasern, Waschmittel und Schmutz im Haushaltswaschprozess vorkommen.
 
Biologische Abbaubarkeit: Was passiert mit gefärbter Baumwolle?
Die Verschmutzung der Umwelt durch Mikrofasern ist ein großes Problem mit vielen unkalkulierbaren Folgen. Fasern, die von Textilien abgeschieden werden, tragen zum Problem bei. In den letzten vier Jahren wurde viel unternommen, um den biologischen Abbau von Baumwollfasern in der natürlichen Umwelt zu untersuchen. Mary Ankeny, Vice President Product Development and Implementation bei Cotton Incorporated, USA informiert in ihrem Vortrag über die Ergebnisse der biologischen Abbaubarkeit von gefärbten und veredelten Baumwolltextilien in unterschiedlichen natürlichen Umgebungen. Insbesondere wurden die Abbauprodukte der Chemikalien untersucht, die verwendet werden, um Baumwollkleidung Farbe und spezielle Eigenschaften zu verleihen.

In der Provence stehen Lavendelfelder in voller Blüte. Diese Farbenpracht kann bald auch in Baden-Württemberg zu sehen sein. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt prüfen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), die Universität Hohenheim und die Firma naturamus geeignete Lavendelsorten und entwickeln energieeffiziente Methoden, daraus ätherisches Öl herzustellen. Auch für die Verwertung der großen Mengen an Reststoffen, die bei der Produktion anfallen, gibt es Ideen: Die DITF erforschen, wie daraus Fasern für klassische Textilien und Faserverbundwerkstoffe hergestellt werden können.

Bei Firma naturamus am Fuße der der Schwäbischen Alb besteht eine hohe Nachfrage an hochwertigen ätherischen Ölen für Arzneimittel und Naturkosmetik. Viel spricht dafür, Lavendel vor Ort anzubauen. Die ökologische Bewirtschaftung der Lavendelfelder würde dazu beitragen, den Anteil an ökologischem Landbau im Land zu erhöhen und Transportkosten einzusparen.

Der Anbau von Lavendel auf der Alb bedeutet Neuland. Die Universität Hohenheim testet deswegen an vier Standorten fünf verschiedene Sorten, zum Beispiel auf dem Sonnenhof bei Bad Boll. Ende des Jahres werden die ersten Ergebnisse erwartet.

Bei der Gewinnung der ätherischen Öle fällt eine große Menge an Reststoffen an, die bisher noch nicht verwertet wird. Aus dem Lavendelstängel können Fasern für Textilien gewonnen werden. An den DITF laufen bereits Entwicklungen und Analysen mit diesem nachwachsenden Rohstoff. Um Lavendel-Destillationsreste zu verwerten, müssen die pflanzlichen Stängel mit ihren Faserbündeln aufgeschlossen, das heißt, in ihre Bestandteile zerlegt werden. Innerhalb eines Faserbündels sind die verholzten (lignifizierten) Einzelfasern fest durch pflanzlichen Zucker, dem Pektin, verbunden. Diese Verbindung soll beispielsweise mit Bakterien oder mit Enzymen aufgelöst werden.

DITF-Wissenschaftler Jamal Sarsour untersucht verschiedene Vorbereitungstechniken und Methoden, um aus dem Material Lang- und Kurzfasern herzustellen. „Wir sind gespannt, wie hoch die Ausbeute an Fasern sein wird und welche Eigenschaften diese Fasern haben“. Projektleiter Thomas Stegmaier ergänzt: „Die Länge, die Feinheit als auch die Festigkeit der Faserbündel entscheiden über die Verwendungsmöglichkeiten. Feine Fasern sind für Bekleidung geeignet, gröbere Faserbündel für technische Anwendungen“.

Die Chancen auf dem Markt sind gut. Regionale Wertschöpfung und ökologisch und fair erzeugte Textilien sind im Trend. Dabei geht es nicht in erster Linie um Bekleidung, sondern um technische Textilien. Die für den Leichtbau so wichtigen Faserbundwerkstoffe können auch mit nachwachsenden Naturfasern hergestellt werden, wie zum Beispiel bereits mit Hanf oder Flachs. Selbst aus Hopfen-Gärresten wurde an den DITF bereits Faserverbundmaterial hergestellt. Fasern aus den Reststoffen von Lavendel könnten ein weiterer natürlicher Baustein für Hightech-Anwendungen sein.

• ITA Augsburg und Hochschule Augsburg setzen Modellfabrik zum nachhaltigen Stoffkreislauf im Rahmen des KI-Produktionsnetzwerks Augsburg um

Nur ein Prozent der Textilien wird aktuell im weltweiten Stoffkreislauf recycelt. Schnelllebige Modetrends, die ausgelagerte Unternehmensverantwortung und eine allgemein sinkende Rohstoffqualität befeuern diese Entwicklung. Das Recycling Atelier, das die Hochschule Augsburg und das Institut für Textiltechnik Augsburg (ITA Augsburg) eröffnet haben, stellt sich diesem Trend entgegen.

Das Recycling Atelier ist die erste Modellfabrik, die sich in Forschung und Entwicklung gemeinsam mit Partnern aus der Industrie dem nachhaltigen Stoffkreislauf entlang der kompletten textilen Produktionskette widmet.

Das Recycling Atelier bietet als erste Modellfabrik ein weltweit bisher einzigartiges Konzept für ein ganzheitliches Recycling von Textilien an. Die Wissenschaftler:innen von ITA und Hochschule forschen dort an sämtlichen Prozessschritten des Textilrecyclings: von der Materialanalyse, über die Sortierung, die Aufbereitung und die textile Verarbeitung, bis hin zur Produktgestaltung. Sie betreiben die Prozesse zunächst modellhaft mit dem Fokus auf einer sinnhaften Produktion, bevor dann die Skalierung auf einen industriellen Produktionsmaßstab erfolgt.

Die Schwerpunkte des Recycling Ateliers liegen auf der Entwicklung neuer Produkte und Prozesse für textile Sekundärrohstoffe und der Erarbeitung von Konzepten für das vollständige Verwerten von Alttextilien mit bestmöglicher Qualität sowohl durch integriertes und hochwertiges Recycling als auch durch kreislauforientiertes Produktdesign. Die Ergebnisse münden letztendlich im industriellen Einsatz von Recyclingkonzepten und schlagen die Brücke hin zu aktuellen Geschäftsmodellen.

Bei jedem Prozessschritt unterstützen Unternehmen aus der gesamten Wertschöpfungskette die Forschung und bringen die industrielle Sichtweise und Kompetenz ein. In einem großen Workshop-Areal bietet das Recycling Atelier in Kooperation mit internationalen Unternehmen die Möglichkeit, die Produkte der Firmen auf den Prüfstand zu stellen und im direkten Austausch neue Konzepte für eine nachhaltige Textilproduktion zu erarbeiten.

Der Augenmerk liegt vor allem auf dem Bereich der Digitalisierung: Durch eine hochwertige und moderne Erfassung, Aufbereitung und Auswertung von Daten sollen neue Produktionsprozesse ermöglicht werden. Dabei wird der Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Bereich des maschinellen Lernens und der Neuronalen Netze für die Textilbranche erforscht.

Das Recycling Atelier ist ein Beitrag der Hochschule Augsburg und des ITA Augsburg zum KI-Produktionsnetzwerk Augsburg. Das KI-Produktionsnetzwerk Augsburg, eingerichtet von der Bayerischen Landesregierung, ist ein Verbund von zahlreichen KI-Kompetenzträgern im Großraum Augsburg. Verbundpartner sind die Universität Augsburg, das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Augsburg sowie die Hochschule Augsburg. Beteiligt sind zudem auch regionale Industriepartner. Ziel ist eine gemeinsame Erforschung KI-basierter Produktionstechnologien an der Schnittstelle zwischen Werkstoffen, Fertigungstechnologien, datenbasierter Modellierung und digitalen Geschäftsmodellen.

Viele wollen sich etwas leisten – und das Klima schützen. Im Spannungsfeld dieses scheinbaren Dilemmas operiert der florierende Onlinehandel in Europa. 60 Prozent der Deutschen sogar 64,2 Prozent der Franzosen halten den E-Commerce für eine Umweltsünde. Damit liegen sie falsch, wie wissenschaftliche Untersuchungen belegen. Das geht aus einer vorgestellten Studie von Seven Senders zur Nachhaltigkeit im Onlinehandel hervor. Sie führt die wichtigsten Forschungsergebnisse zum Thema zusammen, ergänzt sie durch eine aktuelle Umfrage unter Konsumenten in sieben europäischen Ländern und bündelt sie zu Praxistipps und Best Practices für E-Tailer.

Wo die Potenziale liegen …
In der Generation Z, der junge Menschen zwischen 18 und 24 angehören, meinen neun von zehn, dass jedes Unternehmen Umweltverantwortung übernehmen sollte. Dabei interessieren sich 85 Prozent der europäischen Firmen für eine Reduktion ihrer Emissionen. Das betrifft auch die E-Commerce-Branche, obwohl sie – verglichen mit dem stationären Handel – in Sachen Umweltbelastung deutlich besser dasteht: Durchschnittlich ist der berechnete CO₂-Ausstoß pro im Internet verkauftem Produkt um den Faktor 2,3 geringer. Dennoch gibt es in Sachen Klimaschutz noch Luft nach oben: Der Löwenanteil der im E-Commerce generierten Emissionen entfällt auf den Transport – First und Last Mile zusammengenommen. Er macht zwischen 35 und 65 Prozent der Gesamtumweltbelastung aus und bietet damit, neben Verpackung und Retourensteuerung, den größten Hebel für Verbesserungen.

Bewusstsein ist nicht gleich Handeln
Die Studie zeigt: Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein der Onlineshopper in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Frankreich, Italien, Spanien und den Niederlanden stieg zuletzt auch die Bereitschaft an, für nachhaltige Lieferoptionen mehr Geld in die Hand zu nehmen, und zwar von 54 Prozent 2021 auf 70 Prozent in diesem Jahr. Dies bedeutet nicht automatisch, dass die Option beim Checkout auch tatsächlich genutzt wird. Best Practices in der Studie von Seven Senders zeigen, dass eine gute Nutzerführung und Information über die Umweltwirkungen verschiedener Versandlösungen dazu beitragen, dass nachhaltige Optionen um bis zu viermal häufiger angenommen werden. Die Studie macht deutlich, dass der Onlinehandel für das Erreichen seiner Klimaziele auf die Mitwirkung seiner Kunden angewiesen: Eine Senkung der Retourenquote, die für vermeidbare Umweltbelastungen sorgt, oder mehr Akzeptanz für eine Zustellung an Out-of-Home-Sammelstellen schaffen Quick Wins fürs Klima, die jeder E-Tailer nur gemeinsam mit seinen Kunden erreichen – und damit tonnenweise CO₂ einsparen kann. Wie viel genau, das beziffert Seven Senders im Rahmen eines DEKRA-zertifizierten Rechenmodells: Demnach verursacht die Zustellung an eine Out-of-Home-Sammelstelle im Vergleich zur Lieferung an eine Privatadresse durchschnittlich 300 g weniger CO₂ pro Paket.

Nachhaltigkeit ist (k)ein Zukunftsthema
Trotzdem ist der Weg hin zu einem Onlinehandel, der keine Emissionen mehr verursacht, noch weit – und die Realisierung von CO₂-neutralen Logistiklösungen, wie der Einsatz von E-LKWs, wird noch Jahre brauchen. Der Klimaschutz braucht schnell wirksame Lösungen, hier bietet sich die Kompensation von kurzfristig nicht vermeidbaren CO2-Emissionen als „goldene Brücke“ in eine emissionsarme oder sogar -freie Zukunft an, in der entsprechende Maßnahmen umsetzbar sind und greifen. Dass eine solche Strategie auch ein Wettbewerbsvorteil und Wachstumsimpuls für verantwortungsvoll agierende E-Tailer sein kann, zeigt die Studie ebenfalls: Durch die Skaleneffekte der E-Commerce-Logistik und abweichende Konsumgewohnheiten in den unterschiedlichen europäischen Märkten kann sogar eine Expansion zu positiven Effekten in der Klimabilanz führen. Thomas Hagemann, Gründer und Co-CEO von Seven Senders, sieht die E-Tailer auf einem guten Weg in Richtung Nachhaltigkeit: „Kaum eine Branche entwickelt sich so dynamisch wie der Onlinehandel, der sich mit Disruption auskennt wie kaum ein anderer. Frühzeitig auf die Wünsche von Konsument:innen einzugehen und diese rasch und effizient umzusetzen, gehört zu seinen Stärken. Die intensive Debatte um Umwelt- und Klimaschutz sowie mehr Nachhaltigkeit im Konsum können E-Tailer einmal mehr nutzen, um zu wachsen und an Stärke zu gewinnen.“

Von der Komponentenentwicklung für Elektrolyse und Brennstoffzellen über die Erstellung von Konzepten zu Speicherung und Transport bis zur Implementierung sektorenübergreifender Ansätze: Forschende des Fraunhofer UMSICHT liefern aus einer Hand Lösungen zur Bereitstellung und Nutzung von Wasserstoff. Wer Einblicke in Kompetenzen und Dienstleistungen des Instituts gewinnen möchte ist herzlich zu Gesprächen auf der E-world 2022 eingeladen. Das Fraunhofer UMSICHT ist am Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen zu finden.

Dort stellen Wissenschaftler*innen u.a. das Konzept eines ohmschen Reaktors vor. Seine Aufgabe: die dezentrale und flexible Bereitstellung von Wasserstoff durch die Zersetzung von Ammoniak. Das Besondere: Die Forschenden bringen die Wärme nicht von außen ein, sondern – mittels Strom – direkt in den speziell hierfür entwickelten Katalysator. »Dadurch können wir bei deutlich geringeren Temperaturen arbeiten und haben nicht diese große Überschuss-Energie. Konkret versprechen wir uns von diesem Verfahren, dass es die Effizienz bereits existierender Prozesse um wenigstens 20 Prozent verbessert«, so Dr. Andreas Menne, Leiter der Abteilung Low Carbon Technologies.

Darüber hinaus haben Messebesucher*innen Gelegenheit, den DYNAFLEX®-Check kennenzulernen. »Der DYNAFLEX®-Check ist ein Tool zur Selbsteinschätzung, das wir gerade entwickeln. Mit seiner Hilfe können kleine und mittelständische Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe ihre Bedarfe und Herausforderungen im Bereich Sektorenkopplung identifizieren«, erklärt Dr. Esther Stahl, Leiterin der Abteilung Strategische Projekte.

Dass und wie sich solche Ansätze durch cross-industrielle Netzwerke realisieren lassen, ist ebenfalls Thema auf der E-world: UMSICHT-Forschende stellen Projekte und Initiativen vor, bei denen auf regionaler Ebene dezentrale systemische Lösungen erarbeitet und umgesetzt werden. Beispielsweise das Leistungszentrum DYNAFLEX®, welches flexible Lösungen für die Energie- und Rohstoffwende entwickelt sowie in Wirtschaft und Gesellschaft transferiert.

Die Weitblick GmbH & Co. KG zählt zu den besten Arbeitgebern Deutschlands. Auf Basis einer wissenschaftlich fundierten Mitarbeiter- und Managementbefragung zeichnet das Zentrum für Arbeitgeberattraktivität (zeag GmbH) alljährlich die attraktivsten Arbeitgeber des deutschen Mittelstandes aus. Das „Top Job“-Siegel 2022 wird vom ehemaligen Vize-Kanzler Sigmar Gabriel als Schirmherr verliehen. Weitblick überzeugte durch gutes Mitarbeiterfeedback im Bereich Kultur und Kommunikation.

Das in vierter Generation familiengeführte Unternehmen, das gerade sein 90-jähriges Bestehen feierte, beschäftigt ca. 150 Mitarbeitende an seinem Stammsitz in Kleinostheim und im Logistikzentrum in Alzenau.

Weitblick hat bei seinen bisher drei Teilnahmen „Top Job“ als geeignetes Mittel kennengelernt, durch umfassende Informationen über die Meinungen und Wünsche der Belegschaft ein besserer Arbeitgeber zu werden. Die Verbesserungen, die aus einer sorgfältigen Analyse der Befragungsergebnisse im Jahr 2020 abgeleitet wurden, waren signifikant.

Ein besonderes Augenmerk galt in den letzten Jahren einer verbesserten Kommunikation. Neben den vertrauten Wegen des Austauschs gibt es inzwischen z.B. quartalsweise Town-Hall Meetings und seit kurzem auch Vertrauenspersonen, die in fast allen Lebenslagen weiterzuhelfen versuchen. Außerdem können sich die Mitarbeitenden über verschiedene Arbeitsgruppen einbringen, etwa über das Kaizen- oder das Business-Development-Team. In den regelmäßig stattfindenden Visions-Workshops vermittelt die Geschäftsleitung die Vision von Weitblick und die dahinterstehenden Werte. Für das Projekt „Walk & Talk“, wo zwei per Zufallsprinzip ermittelte Beschäftigte während der Arbeitszeit miteinander spazieren gehen, um sich besser kennenzulernen, haben sich allein 40 Kolleginnen und Kollegen gemeldet.

Wie modern das Unternehmen aufgestellt ist, beweist eine eigene Arbeitsgruppe „Diversity“. In diesem abteilungsübergreifenden Team wird beispielsweise ein Diversity-Leitbild erarbeitet, über das Gendern diskutiert und identifiziert, wo innerbetrieblich noch mehr Gleichberechtigung geschaffen werden kann. Gefragt sind Menschen, die in diese spezielle Arbeitsumgebung passen, daher gilt der erste Blick nicht nur deren Qualifikationen. Es geht um die Begeisterung für die Aufgabe, und die wächst, denn die Textilprofis wollen auch einen Beitrag zur Nachhaltigkeit in ihrer Branche leisten.

Das Arbeitgeber-Programm „Top Job“
Mit „Top Job“ arbeiten mittelständische Unternehmen an ihren Qualitäten als Arbeitgeber. Das Siegel macht ihre Attraktivität für Bewerber sichtbar. Basis für die Auszeichnung ist eine umfangreiche Mitarbeiter- und Managementbefragung. Sie wird organisiert von der zeag GmbH, Zentrum für Arbeitgeberattraktivität, mit Sitz in Konstanz am Bodensee. Die wissenschaftliche Leitung des Benchmarkings liegt in den Händen von Prof. Dr. Heike Bruch und ihrem Team vom Institut für Führung und Personalmanagement der Universität St. Gallen. Schirmherr des Projekts ist Sigmar Gabriel.

Über 200 Vertreter*innen aus der Faserverbundbranche, dem Bauwesen und der Wissenschaft nahmen im Januar 2022 am Abschlussforum des BMBF-Innovationsforums „FiberBuild – Faserverbundindustrie erschließt Bauwesen“ teil, um das Potenzial von faserverstärkten Werkstoffen für Bauanwendungen zu diskutieren, neue Geschäftsfelder zu analysieren und sich branchenübergreifend zu vernetzen. Zu dem zweitägigen Online-Event hatte der Projektinitiator, das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e V., eingeladen.
 
Über 200 Interessenten waren der Einladung gefolgt und erhielten Einblicke in die Welt der Faserverbundwerkstoffe. Neben einer Studie zum Marktpotenzial dieser Materialien im Bauwesen sowie dem Konzept einer Ideen-TransferPlattform stellten Referenten aus dem gesamten DACH-Raum ihre bisherigen Erfahrungen mit Produkten aus faserverstärkten Werkstoffen für bspw. Brückenbauten und -sanierungen, Türme und Masten, Leichtbaudächer oder -fassaden vor.

Diese Werkstoffe zeichnen sich insbesondere durch überzeugende strukturelle Eigenschaften bei vergleichsweise niedrigem Materialeinsatz aus und bieten somit ökologische Vorteile. Durch die höhere Lebensdauer, reduzierte Wartungsaufwände, einfache Handhabung und geringere Transportlasten bieten sie gleichzeitig auch ökonomische Vorzüge. Sie erlauben ebenfalls eine besondere Designfreiheit und die Integration von erweiterten Funktionalitäten, wie etwa die Schadensüberwachung durch integrierte Sensoren.

Am zweiten Veranstaltungstag lag der Fokus auf der Bauindustrie, die sich aktuell mit der Forderung nach klimaschonenden und nachhaltigen Werkstoffen und Technologien konfrontiert sieht. Benötigt werden material- und energieeffiziente Lösungen zur Reduktion von CO2-Emissionen. Faserverbundverstärkte Baustoffe können hier Lösungen aufzeigen.

Außerdem setzen die stagnierende Produktivität sowie der andauernde Fachkräftemangel bei steigenden Personalkosten die Baubranche zusätzlich unter Druck. Hier bieten sich Ansatzpunkte über digitales, vollautomatisiertes Bauen sowie Produktionssysteme mit mehr Standardisierung bzw. einer Vorfertigung in der Fabrik. Leichtbauweisen mit Faserverbunden verfügen über einen hohen Vorfertigungsgrad, durch additive Fertigungsverfahren (z. B. 3D-Druck) können Planungsdaten zeit- und kosteneffizient direkt vor Ort in die Ausführung übertragen werden.

Die größte Hürde für den flächendeckenden Einsatz von faserverstärkten Bauprodukten ist aber das Baurecht. Im Gegensatz zu bekannten, herkömmlichen Baumaterialien fehlen für faserverstärkte Werkstoffe grundlegende Normenwerke und bauaufsichtliche Regelungen. Daraus entsteht für jedes Projekt die Notwendigkeit einer Zustimmung im Einzelfall, einer gutachterlichen Stellungnahme sowie von experimentellen Untersuchungen. Dies ist mit zusätzlichen Kosten und Zeitaufwand verbunden, was einen Einsatz von neuen Werkstoffen natürlich erschwert. Die Schwierigkeiten bei der Zusammenfassung in einer Norm entstehen auch durch die Werkstoffvielfalt und die unterschiedlichen Herstellungsprozesse. So sind verschiedene, kombinierbare Harz- und Fasersysteme am Markt, unterschiedliche Fertigungstechnologien sind ausschlaggebend für Toleranzen im Material. Die ersten normativen Grundlagen entstehen aktuell auf Bemühungen des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb).  

„Wir haben an beiden Eventtagen gesehen, wie die Zukunft der Baubranche aussehen kann“, resümierte Roy Thyroff, Geschäftsführer des CU Bau. „Für den Einsatz von nichtmetallischen Bewehrungen sind umfassende Kenntnisse zu Material- und Tragverhalten notwendige Voraussetzung. In anderen Industrien, wie der Luftfahrt oder dem Automobilbau, werden Faserverbund-Bauteile schon in Serie gefertigt, da Forschung und Testing dort schon viel weiter vorangeschritten sind. Das Fachnetzwerk CU Bau ist die richtige Plattform um diese Lücke auch für den Bausektor zu schließen. Wir werden branchenübergreifend und werkstoffneutral Wissenschaft und Praxis miteinander verbinden.“  
 
Weitere Informationen zum Projekt online: https://composites-united.com/projects/fiberbuild/