Aus der Branche

• Bestmögliche Standards für Nachhaltigkeit - Top 1 Prozent seiner Branche

Epson hat von EcoVadis zum zweiten Mal in Folge das Platin-Rating für Nachhaltigkeit erhalten. Der globale Technologiekonzern gehört damit zu den besten ein Prozent der Unternehmen seiner Branche. Der Platin-Status wurde erst im Jahr 2020 eingeführt. In den vorangegangenen drei Jahren hatte Epson ein Gold-Rating erhalten. Gold wird an Unternehmen vergeben, die zu den besten fünf Prozent der bewerteten Unternehmen gehören.

"Wir haben die Lösung gesellschaftlicher Probleme und insbesondere das Erreichen von Nachhaltigkeit in den Mittelpunkt der Unternehmensvision und Geschäftsstrategie von Epson gestellt. Es ist eine große Ehre, zum zweiten Mal in Folge das Platin-Rating zu erhalten,“ sagt der weltweite Epson Präsident Yasunori Ogawa. „Wir haben uns in unserer Umweltvision ehrgeizige Ziele gesetzt. Epson plant bis 2050 CO2-negativ zu sein, das bedeutet, dass insgesamt mehr CO2 aus der Atmosphäre entfernt als emittiert wird und keine nicht erneuerbaren Ressourcen mehr zu nutzen. Wir stehen für eine verantwortungsvolle Unternehmensführung und gewährleisten eine soziale Verpflichtung in unserer gesamten Lieferkette. Hierfür steht zum Beispiel die RBA-Zertifizierung in einigen unserer wichtigsten Produktionsstätten.“

Yoshiro Nagafusa, Präsident von Epson Europa, fügt hinzu: "Dieses Platin-Rating ist eine hervorragende Nachricht für unsere Kunden auch in der EMEAR-Region, die von Epson erwarten, dass wir bei der Umsetzung nachhaltiger Maßnahmen in allen unseren Betrieben eine Führungsrolle übernehmen. Vor allem aber glaube ich, dass der Status ‚Platin‘ unseren Kunden vermittelt, dass Epson ein Unternehmen ist, dem man vertrauen kann und das verantwortungsvolles Unternehmertum wirklich lebt.“

Epson erhielt ein "Hervorragend" (die höchste Punktzahl) für den Bereich Umwelt sowie hohe Punktzahlen für die Kategorien nachhaltige Beschaffung, Arbeits- und Menschenrechte und Ethik, womit das Unternehmen zu den besten ein Prozent in der Herstellungsindustrie für Computer und Peripheriegeräte gehört.

In seiner Umweltvision 2050 definiert Epson vier Kernbereiche, die im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie fokussiert werden. Dazu gehören eine funktionierende Kreislaufwirtschaft, die Dekarbonisierung und damit die Nutzung von erneuerbaren Energien. Auch zählt dazu die Entwicklung von Umwelttechnologien sowie die Reduktion von Umweltauswirkungen beim Kunden selbst durch die Nutzung von nachhaltigen Produkten, etwa durch die energieeffiziente Heat-Free Technologie der Epson Drucker. Das Unternehmen setzt seine effizienten, kompakten und präzisen Technologien ein, um Innovationen in Bereichen wie dem Tintenstrahldruck zu entwickeln, die die Umweltbelastung minimieren und die Produktivität steigern. Epson engagiert sich für die Lösung gesellschaftlicher Probleme und für die Erreichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen.

Das Unternehmen strebt nach sozialer Nachhaltigkeit und veröffentlicht in seinem Integrierten Bericht und seinem Nachhaltigkeitsbericht Einzelheiten über seine Umweltinitiativen, sozialen Aktivitäten sowie verantwortungsvoller Unternehmensführung.

Renewcell und die Kelheim Fibres GmbH haben einen LOI für eine langfristige kommerzielle Zusammenarbeit unterzeichnet, um das entscheidende fehlende Glied für eine Kreislaufwirtschaft für Textilien in Europa zu schaffen. Gemeinsam werden die beiden Technologieführer an der Entwicklung einer großtechnischen Produktion von hochwertigen Viskosefasern aus bis zu 10 000 Tonnen des 100%igen
Textilrecyclats Circulose® von Renewcell pro Jahr arbeiten.

Die Zusammenarbeit ebnet den Weg zu einem vollständig geschlossenen europäischen Kreislauf, in dem Textilabfälle gesammelt, recycelt und zu neuen Circulose® Fasern für Menschen regeneriert werden, die ihren modischen Fußabdruck deutlich reduzieren wollen "Der europäische Modekonsum hat große Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt in der ganzen Welt. Er trägt auch dazu bei, dass enorme Mengen an Abfällen entweder in Europa oder nach dem Export im Ausland auf Deponien und in Verbrennungsanlagen landen. Wir werden nun mit Kelheim zusammenarbeiten, um Abfälle zu vermeiden und den Bedarf an neuen Ressourcen zu verringern, während wir gleichzeitig eine vollständig regionale Versorgung mit umweltfreundlichen Kreislauffasern für Textilien ermöglichen", kommentiert Patrik Lundström, CEO von Renewcell. "Wir freuen uns sehr über d ie Möglichkeit, eng mit einem Partner wie Kelheim zusammenzuarbeiten, der in dieser Branche in Sachen Innovation und Nachhaltigkeit führend ist", fügt er hinzu.

Craig Barker, CEO von Kelheim Fibres: "Mit Renewcell haben wir einen hochprofessionellen Partner gefunden, der unsere Vision von zukunftsweisenden Technologien teilt, die eine vollständige Kreislaufwirtschaft in der textilen Kette ermöglichen. Die Antworten auf die Herausforderungen unserer Zeit zu finden, treibt uns jeden Tag an. Unsere Lösung aus recycelten Zellulosefasern, die aus der Circulose® von Renewcell besteht und in unserem Werk in Kelheim in umweltverträglichen Verfahren hergestellt wird, ist eine Antwort auf den Bedarf der Modeindustrie an nachh altigen, ressourcen und abfallreduzierenden Lösungen und einer regionaleren und zuverlässigeren Lieferkette."

Recycling ist der Schlüsselfaktor, um die EU-Klimaziele zu erreichen. Das zeigen die Ergebnisse der heute veröffentlichten »resources SAVED by recycling«-Studie, die das Fraunhofer UMSICHT im Auftrag der ALBA Group, eines der zehn führenden Recyclingunternehmen weltweit, erstellt hat. Allein im Jahr 2020 konnten danach 3,5 Mio. Tonnen Treibhausgasemissionen und 28,8 Mio. Tonnen Primärressourcen eingespart werden. Weitere Potenziale könnten z. B. durch Mindestquoten für den Einsatz von Recyclingrohstoffen gehoben werden.

»Fit for 55« durch Kreislaufwirtschaft: Das Recycling von Rohstoffen vermindert die Treibhausgasemissionen unserer Zivilisation – und kann so einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der EU-Klimaziele leisten. Dies belegt die heute veröffentlichte Studie »resources SAVED by recycling«, die das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT im Auftrag der ALBA Group erstellt hat: Durch die Kreislaufführung von 4,8 Millionen Tonnen Wertstoffen hat die ALBA Group danach allein im Jahr 2020 rund 3,5 Millionen Tonnen klimaschädliche Treibhausgase eingespart. Eine Menge, die in etwa den Emissionen von fünf Millionen Hin- und Rückflügen zwischen Frankfurt am Main und Mallorca entspricht. Gleichzeitig sichert das Recycling wertvolle Rohstoffe für die Industrie: 2020 wurden im Vergleich zur Primärproduktion 28,8 Millionen Tonnen Ressourcen wie Rohöl oder Eisenerz eingespart.

Kreislauf-Prinzip für die gesamte Wertschöpfungskette

Kunststoffe, Metalle, Elektroaltgeräte, Holz, Papier/Pappe/Karton oder Glas: Den konkreten Nutzen der Kreislaufführung untersucht das Fraunhofer UMSICHT für die ALBA Group seit mittlerweile 14 Jahren. Die Primär- und Recyclingprozesse für die unterschiedlichen Stoffströme werden dabei detailliert gegenübergestellt. »So können wir genau beziffern, in welchem Maße die Recyclingaktivitäten der ALBA Group zur Entlastung der Umwelt beitragen«, so Dr.-Ing. Markus Hiebel, Leiter der Abteilung Nachhaltigkeit und Partizipation im Fraunhofer UMSICHT. Die größten Einspareffekte lassen sich aus seiner Sicht dann erzielen, wenn die gesamte Wertschöpfungskette konsequent nach dem Kreislauf-Prinzip ausgerichtet wird: »Die Transformation hin zu einer echten ‚Circular Economy‘ erfordert ein rundum neues Denken. Produkte sollten von Anfang an so konzipiert und behandelt werden, dass sie Recyclingrohstoffe enthalten – und sich am Ende sinnvoll stofflich verwerten lassen.«

Konsequenter Einsatz von Recyclingrohstoffen erforderlich

»Die Kreislaufwirtschaft zählt zu den stärksten Schrittmachern auf dem Weg zur Klimaneutralität«, sagt Dr. Axel Schweitzer, Vorstandsvorsitzender der ALBA Group. »Das Ziel, die Treibhausgasemissionen bis 2030 europaweit um mindestens 55 Prozent zu verringern, werden wir nur mit einem konsequenten Einsatz von Recyclingrohstoffen erreichen.« Zum Beispiel im Bereich Kunststoffe: Im Vergleich zu Primärkunststoffen aus Rohöl spart etwa die Nutzung hochwertiger Recyclingkunststoffe mehr als 50 Prozent Treibhausgasemissionen ein. »Dieses Potenzial muss jetzt gehoben werden«, so Schweitzer. »Wir erwarten, dass die neue Bundesregierung entschlossen handelt und den Übergang in eine kreislauffähige Wirtschaftsweise mit Nachdruck vorantreibt. Die Umweltvorteile des Recyclings durch die eindeutig bessere CO2-Bilanz sollten sich auch preislich widerspiegeln. Als Klimaschutz-Sofortmaßnahmen sind außerdem dringend klare Industriestandards für Rezyklate in Verbindung mit Mindestquoten für den Einsatz von Recyclingrohstoffen in Produkten und Verpackungen sinnvoll.«

Korteks, einer der weltweit größten Garnproduzenten mit Sitz in Bursa, Türkei, stellt auf einer Starlinger Recyclinganlage Polyesterfilamentgarne aus Recyclingmaterial her.

Mit dem neuen Recyclingwerk, das ein überdachtes Areal von 17.000 m² umfasst und eine monatliche Produktionskapazität von 600 Tonnen erreicht, konnte Korteks den Produktionsabfall bei der Polyestergarnerzeugung aus PES-Neuware auf null senken.

Die recoSTAR universal 165 H-VAC iV+ von Starlinger, die Teil der 10-Millionen-Dollar-Investition von Korteks in ein neues Kunststoff-Recyclingwerk ist, wurde im Mai 2021 in Betrieb genommen. Sie hat eine Produktionskapazität von 7.200 Tonnen pro Jahr und verarbeitet sauberen Produktionsabfall aus der hauseigenen Polyesterfaserproduktion zusammen mit gewaschenen Post-Consumer PET-Flaschenflakes im Verhältnis 50:50. Korteks verwendet das Polyester-Regranulat für seine neue Polyestergarn-Produktlinie, die zu 100 % aus recyceltem Material besteht und unter dem Namen “TAÇ Reborn” vermarktet wird. Mit dieser Investition hat das Unternehmen einen bedeutenden Schritt für die Errichtung einer Kreislaufwirtschaft in der türkischen Textilindustrie gesetzt.

Die Recyclinganlage von Starlinger ist die erste ihrer Art in der Türkei und mit besonderen, auf das Recyceln von Filamentgarnen ausgerichteten Komponenten ausgestattet. Ein von Starlinger entwickelter RSC (Rapid Sleeve Changer)-Kerzenfilter garantiert feinste Schmelzefiltrierung bis in den Bereich von 15 μm. Er ist speziell für die Aufbereitung von Polyester konzipiert und erzielt einen Durchsatz von 1000 kg pro Stunde. Durch den Filterwechsel bei laufender Produktion werden Maschinenstillstände vermieden und so Schmelzeverluste beträchtlich reduziert.

Der viscoSTAR SSP-Reaktor am Ende des Recyclingprozesses sorgt für eine einheitliche Anhebung des IV-Wertes nach dem First-In-First-Out-Prinzip. So wird sichergestellt, dass das produzierte Regranulat die idealen Eigenschaften für die Filamentgarnproduktion aufweist. Die technische Konfiguration der Anlage erlaubt nicht nur die Verarbeitung eines Polyesterfaser-PET-Flake-Gemisches als Eingangsmaterial, sondern auch das Aufbereiten von 100 % Polyesterfaserabfall oder 100 % PET-Flaschenflakes.

Korteks erwartet, dass der Recyclingmarkt im Allgemeinen wachsen wird, da die Akzeptanz für recycelte Produkte in der Gesellschaft zunimmt, und sieht auch einen Bedarf an Recyclinglösungen für andere synthetische und natürliche Fasern.

• Umstellung von fossilen auf erneuerbare Rohstoffe: RCI-Mitglieder stehen für Politikanalyse und fokussierte Umsetzung der Strategie für erneuerbaren Kohlenstoff ein

Die Mitglieder der im September 2020 gegründeten Renewable Carbon Initiative (RCI) bündeln ihre Kräfte, um die Wende vom fossilen hin zum erneuerbaren Zeitalter auch in der Chemie- und Werkstoffindustrie voranzutreiben. Dazu soll das Konzept des erneuerbaren Kohlenstoffs bekannter gemacht werden. Zudem sollen neue Wertschöpfungsketten aufgebaut werden, die auf erneuerbaren Kohlenstoff als Rohstoff setzen.

Gleichzeitig wurden mehrere Aktivitäten aufgenommen, von denen auch künftige Mitglieder profitieren können. Eine davon ist die Einleitung einer umfassenden Politikanalyse. Wie werden sich künftige Regulierungsbestimmungen auf die Chemie-, Plastik- und andere Werkstoffbranchen auswirken? Wann und wo sollte man auf erneuerbaren Kohlenstoff setzen und diesen empfehlen?

Im Rahmen der Politikanalyse sollen Gesetzgebungsinitiativen innerhalb der Europäischen Union näher untersucht werden. Später soll die Perspektive dann auch auf Amerika und Asien ausgeweitet werden.

Einen besonderen Schwerpunkt bilden bevorstehende Gesetze und Bestimmungen und deren Bedeutung für erneuerbaren Kohlenstoff. Derzeit erörtern die Mitglieder noch ihre genaue Herangehensweise. Dabei gehen sie der Frage nach, was das neue Klimagesetz und das „Fit für 55“-Klimaziel für die Chemie- und Werkstoffbranche bedeuten und was man von der REACH-Verordnung und Mikroplastikverboten zu erwarten hat. Andere Fragen drehen sich um die Bedeutung der „Initiative für nachhaltige Produkte“ und anstehende Beschränkungen zu umweltschutzbezogenen Werbeaussagen. Kreislaufwirtschaft, „Null Verschmutzung“ und nachhaltige Finanzierung sind Schlüsselwörter im Europa der Zukunft, die in der Chemie- und Werkstoffindustrie schon in wenigen Jahren Wirklichkeit werden könnte. Doch inwieweit wird das Konzept des erneuerbaren Kohlenstoffs für Werkstoffe bereits in der Politik berücksichtigt? Und wie ließe es sich in künftigen Gesetzgebungsinitiativen stärker verankern? Dies sind zwei der Hauptfragen, mit denen sich die Arbeitsgruppe „Politik“ aktuell beschäftigt.

Die Arbeitsgruppe steht allen RCI-Mitgliedern offen. Als Gesprächsgrundlage dienen Analysen von Politikexperten, die dann entsprechende Diskussionsformate innerhalb der Arbeitsgruppe organisieren und auch Gespräche mit der Politik planen, um das Konzept des erneuerbaren Kohlenstoffs dort bekannter zu machen.

Zudem wurden weitere Arbeitsgruppen gebildet, die sich mit dem Thema Kommunikation und der Entwicklung eines Siegels für erneuerbaren Kohlenstoff befassen. Anfang September soll dann eine „Renewable Carbon Community“ ins Leben gerufen werden und den Austausch zwischen den einzelnen Mitgliedern intensivieren. Dort sollen dann Strategien besprochen, neue Wertschöpfungsketten aufgebaut und Projektkonsortien gebildet werden.

• Kreislaufwirtschaft bei Kelheim Fibres: Beispiele für Innovationen von Rohstoff, Produktdesign bis zu „End of life“

Kelheim Fibres, weltweit der erste Viskosefaserhersteller mit EMAS-zertifiziertem Umweltmanagementsystem, arbeitet kontinuierlich an der Optimierung seiner Spezialfasern. Diese können nach Bedarf funktionalisiert werden – um in vielen Fällen weitere Verarbeitungsschritte (wie Färben oder Beschichten) und damit Energie, Wasser und Chemikalien zu sparen, und sind am Ende ihres Produktlebens in kurzer Zeit vollständig biologisch abbaubar (nach OECD Test 301 B).

Aktuell arbeiten die Spezialisten in Kelheim an der Entwicklung alternativer Rohstoffe für die Herstellung von Viskosefasern, wie z.B. recycelter Zellulose sowie anderen zellulosehaltigen Ausgangsmaterialien. Ein Ansatz zur Schließung des Produktkreislaufs im Textilsektor ist die Verwendung von Zellstoff, der aus recycelten Post-Consumer-Abfallmaterialien hergestellt wird.

In der Produktion setzt Kelheim Fibres auf Ressourcenschonung durch die Minimierung von Emissionen und Abfällen durch kreislaufschließende Rückgewinnungsanlagen sowie durch eine hocheffiziente Energieerzeugung und den entsprechenden Betrieb der Anlagen.

Details stellt Dr. Roland Scholz, Projektleiter Faser und Anwendungsentwicklung bei Kelheim Fibres, am Mittwoch, 15. September, um 17.50 Uhr, in Halle B der 60th Dornbirn GFC WEBINAR WEEK dazu vor.

Die Allianz Faserbasierte Werkstoffe e.V. (AFBW) hat mit Unterstützung des Wirtschaftsministeriums von Baden-Württemberg das Projekt „CycleTex BW“ auf den Weg gebracht. Mit diesem Projekt sollen die Recycling-Prozesse entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette optimiert werden. Zahlreiche Unternehmen aus der Textilindustrie machen mit. Ziel des Projektes ist, textile Produktionsabfälle bspw. durch neue Technologien der (eigenen) Produktion zurückzuführen. Neue hochwertige Sekundärrohstoffe und ggf. andere Materialien sollen durch neue Verfahren entwickelt und schlecht recyclebare Wertstoffe sollen ersetzt werden.

Für die faserbasierte Industrie, als einer der global größten Ressourcenverbraucher der Welt, ist das Thema Nachhaltigkeit von zentraler Bedeutung. Geschäftsmodelle weltweit stehen vor großen Transformationsprozessen. Die heimische Textilindustrie sieht in dem regulatorischen, medialen und marktlichen Druck auch Chancen. Das landesweite Netzwerk AFBW will im Rahmen des dreijährigen Projekts „CycleTex BW“ Innovator, Moderator, Türöffner und Kümmerer sein. Ulrike Möller, Netzwerkmanagerin AFBW: „CycleTex BW soll dazu beitragen textile Post-Industry Produktionsabfälle so lange wie möglich in der textilen Kette zu halten und damit langfristig eine Kreislaufwirtschaft entstehen zu lassen. Wir wollen Chancen entwickeln, bestehende Modelle fortschreiben oder diversifizieren. Dadurch soll eine weitere Form der Zukunftssicherung für die faserbasierte Industrie geschaffen werden.“

„CycleTex BW“ wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus des Landes Baden-Württemberg mitfinanziert. Wirtschaftsministerin Dr. Hoffmeister-Kraut betont: „In jeder Branche und an jeder Stelle der Wertschöpfungskette müssen wir in Zukunft eine umweltfreundliche und perspektivisch klimaneutrale Form des Wirtschaftens erreichen. Mit dem Projekt CycleTex BW stellen wir jetzt die Weichen richtig, um auch in der Textilbranche in Baden-Württemberg Geschäftsmodelle weiterzuentwickeln und nachhaltige Produktportfolios aufbauen. Das ist nicht nur gut für das Klima, sondern festigt auch die international führende Stellung Baden-Württembergs vor allem bei besonders leistungsfähigen technischen Textilien.“

Bereits heute haben 67 Unternehmen aus Baden-Württemberg und darüber hinaus durch einen Letter of Intent (LOI) ihr Interesse an dem Projekt bekundet. Da Produktkreisläufe immer auch mit Materialtransport zu tun haben, macht es Sinn im regionalen Kontext zu denken. Der Großraum Süddeutschland-Österreich-Schweiz-Frankreich stellt eine spannende Region für „CycleTex BW“ dar. Für die Unternehmen bedeutet dieser regionale Ansatz eine Sicherstellung der Infrastruktur und Zugang zu Rohstoffen.

Durch neue Technologien und nachhaltige Produkte kann die Industrie außerdem einen Wettbewerbsvorteil erlangen. Eine stärkere Verwendung von Sekundärrohstoffen kann die Kosten senken. Durch die zunehmende Verwendung von Sekundärmaterialien sind Unternehmen weniger abhängig von Primärrohstoffen und damit verbundenen Problemen in der Lieferkette. Mehr noch: Die Entwicklung von Recyclingmaterial- und Prozessinnovationen kann zu internationaler Nachfrage führen.

Auch Nachwuchskräfte setzen bei der Wahl des zukünftigen Arbeitgebers auf umweltbewusste Firmen.

Die Textilindustrie ist in der Viel- und Kleinteiligkeit der Wertschöpfungsketten besonders herausgefordert. So sind Rohstoffhersteller, Endprodukthersteller, Händler und andere Inverkehrbringer sowie ggf. auch Entsorger und Verwerter zwar Teil einer Kette, aber nicht Akteure im selben „eco system“. Aus dem Wunsch nach wirklichem Re- oder sogar Up-Cycling erwächst eine zwingende, vorgeschaltete Analyse, welche Dimensionen der textile Kreislauf hat, welche Akteure mit welchen Kompetenzen bereits am Markt sind, was der Markt in Zukunft braucht bzw. was wissenschaftlich und technisch denkbar wäre (z.B. mechanisches Recycling vs. chemisches Recycling). Diese Analyse soll im Rahmen von CycleTex BW erfolgen.

Bislang reduziert sich Textilrecycling oftmals auf Downcycling, indem z.B. Textilfasern im „second life“ als Dämmmaterial verwendet werden. Zudem werden Textilien auch thermisch verwertet oder landen auf der Deponie. Recycling von technischen Textilien ist nicht zuletzt durch die Vielzahl an unterschiedlichen Materialien, Mischungen und Beschichtungen herausfordernd. Umso notwendiger ist eine Zusammenarbeit auf allen Stufen der Kette, um den Kreislauf von Materialien zu optimieren und damit den Lebenszyklus der Rohstoffe zu verlängern. Das Zusammenführen der Akteure soll durch CycleTex BW gelingen.

Des Weiteren wird beim Textilrecycling bisher eher an Hemd und Hose gedacht und die Abfälle in der Produktion werden wenig berücksichtig. Gerade hier kann aber echte Wertschöpfung und vor allem Nachhaltigkeit in der Lieferkette entstehen.

Die faserbasierte Industrie hat erkannt, dass neue Geschäftsmodelle und Business Cluster wichtig sind, um Recycling zu stärken. Diese sollten aber sinnvollerweise über bestehende Geschäftsmodelle und Warenstromstrukturen, wie simples Sammeln und Reißen hinausgehen. Handlungsleitend ist also, unternehmerische Chancen zu entwickeln, bestehende Modelle fortzuschreiben oder zu diversifizieren und damit eine weitere Form der Zukunftssicherung für die Textilindustrie zu schaffen. Mit dem erweiterten „grünen Portfolio“ sollen die Unternehmen langfristig eine Resilienz in der Lieferkette, eine Unabhängigkeit von China erreichen und ihre Wettbewerbsfähigkeit effektiv ausbauen.

Die Landesregierung von Baden-Württemberg will laut Koalitionsvertrag in den Bereichen Klima- und Naturschutz „Baden-Württemberg als Klimaschutzland zum internationalen Maßstab“ machen. Dieses Ziel soll u.a. durch ein besseres Recycling der eingesetzten Materialien erreicht werden. Innovative Kreislaufwirtschaftslösungen werden daher als Wachstumsfelder der Zukunft gesehen. Die neue Landesregierung betont, dass man auch in diesem Bereich international zum Marktführer werden will. Um die Kreislaufführung weiter voranzubringen, soll die Entwicklung und Inbetriebnahme effizienter Verwertungsverfahren unterstützt werden.

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

• Beitrag zur Förderung der Kreislaufwirtschaft in der Modebranche

Lenzing, führendes Unternehmen im Bereich holzbasierter Spezialfasern, und Zellstoffproduzent Södra haben am 02. Juni 2021 eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet. Im Rahmen der Kooperation beabsichtigen die Unternehmen, die sich seit Jahren proaktiv für eine Kreislaufwirtschaft einsetzen, ihr Wissen zu teilen und gemeinsam Verfahren zu entwickeln. Der gemeinsam weiterentwickelte Zellstoff OnceMore® wird anschließend unter anderem als Rohmaterial für die Produktion von Lenzings Spezialfasern der Marke TENCEL™ x REFIBRA™ mitverwendet.

Ebenso ist eine Erweiterung der Kapazitäten für die Zellstoffgewinnung aus Alttextilien vorgesehen. Bis 2025 sollen 25.000 Tonnen Textilabfälle pro Jahr verarbeitet werden. Ziel ist es, einen Beitrag zur Lösung des Problems großer Mengen an Textilabfällen aus Industrie und Gesellschaft zu leisten.

Lenzing hat umfassende Erfahrung bei der Entwicklung ausgereifter Innovationen im Bereich Recycling, wie der REFIBRA™ und Eco Cycle Technologien. Neben der Verwendung reinen Faserzellstoffs ermöglichen diese Technologien die Verarbeitung eines erheblichen Anteils von Recyclingmaterial, das aus Zuschnittresten aus der Baumwollproduktion und Altkleidern gewonnen wird.

OnceMore® von Södra ist das weltweit erste Verfahren zum großtechnischen Recycling von Textilabfällen aus Mischgewebe. Aus holzbasierter Cellulose und Textilabfällen entsteht in diesem Verfahren ein reiner, hochwertiger Faserzellstoff, der für die Herstellung neuer Kleidung und anderer Textilprodukte verwendet werden kann. Im Laufe des Jahres 2022 wird die Produktionskapazität für OnceMore® Zellstoff durch neue Investitionen um das Zehnfache erweitert und gleichzeitig der Anteil der im Verfahren verwendeten Recyclingtextilien erhöht.