Aus der Branche

Der Landes-Accelerator „Stoff im Kopf“ wird auch in Zukunft vom Land Baden-Württemberg gefördert. Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut, Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus, überreichte Edina Brenner, Hauptgeschäftsführerin des Wirtschafts- und Arbeitgeberverbands Südwesttextil, auf der Startup-BW Night in Mannheim am Donnerstag, den 13. Juli 2023, den Förderbescheid. Das Land fördert das Programm bis Ende 2024 mit 190.000 Euro im Rahmen der Landeskampagne Startup BW.

Zweimal im Jahr werden rund 14 Gründungsteams aus Baden-Württemberg und darüber hinaus ausgewählt und für vier Monate zu allen gründungsrelevanten Themen unterstützt. Die Teilnehmenden erhalten Workshops, einen individuellen Coach, Unterstützung von Expertinnen und Experten aus der Textilbranche sowie Zugang zu Laboren und Werkstätten der TEXOVERSUM Fakultät Textil. Bislang haben über 100 Teams an dem Programm teilgenommen. Der Frauenanteil ist hier überdurchschnittlich hoch. Die Gründungsthemen reichen von nachhaltigen Modelabels, über KI-Lösungen, z.B. um die Nähte zu analysieren, bis zu wiederverwendbaren Windeln, kooperativen Projekten mit Handarbeiterinnen in Peru oder Greifrobotern für Textilproduzenten.

Hauptgeschäftsführerin Edina Brenner, Südwesttextil e.V., freut sich über die Förderzusage: „Junge Gründerinnen und Gründer bringen wichtige Impulse für die Textilindustrie. Für Südwesttextil ist es ein wichtiges Anliegen, hier Unterstützung zu bieten und zum Aufbau wichtiger Netzwerke beizutragen.“

Die Hochschule Reutlingen führt das Programm bereits seit 2019 durch. Nach der Eröffnung des von Südwesttextil gespendeten Neubaus „Texoversum“ auf dem Campus der Hochschule Reutlingen Anfang Juli wird die Partnerschaft mit dem nun gemeinsamen Programm „Stoff im Kopf“ weiter ausgebaut und intensiviert.

Am 13. Juli öffnet das Education and Learning Lab for Sustainability Innovations (ELLSI) im KI-Produktionsnetzwerk der Technischen Hochschule Augsburg seine Tore. Als Teil des Recycling Ateliers sensibilisiert und schult das ELLSI Fachkräfte für die Idee und Praxis der Kreislaufwirtschaft – mit Virtual Reality (VR), Gamification und hands-on Prototyping.

Das Recycling Atelier und das KI-Produktionsnetzwerk der Technischen Hochschule Augsburg wachsen. Das dort angesiedelte Lernlabor „Education and Learning Lab for Sustainability Innovations“ (kurz: ELLSI) ergänzt die technischen Innovationen im KI-Produktionsnetzwerk im Bereich Nachhaltigkeit um Aus-, Fort- und Weiterbildung – mit besonderem Blick auf die Textilindustrie. So kommen virtuelle Technologien zum Einsatz, um Studierende und Forschende zu vernetzen.

In Planung sind folgende Projekte:
detex – KI-Potenziale zur Sortierung von Alttextilien
Freiraum – Nachhaltige Entscheidungen im VR-Modegeschäft
Prototyping – Mit recyceltem Textil einen neuen Lebenszyklus beginnen
Textilsortierspiel – die virtuelle Challenge um Sortierkapazitäten

Deutschland verfügt bereits heute über ein gut funktionierendes flächendeckendes Sammelsystem für Alttextilien. Gewerbliche Sammler nehmen in diesem etablierten System eine Schlüsselposition ein. Im Vorschlag der EU-Kommission zur Überarbeitung der EU-Abfallrahmenrichtlinie bleibt dies jedoch völlig außen vor, zeigt sich der bvse-Vizepräsident und Vorsitzende des Fachverbands Textilrecycling, Stefan Voigt, enttäuscht.

Die EU-Kommission hat am 05. Juli 2023 den Vorschlag zur Überarbeitung der EU-Abfallrahmenrichtlinie vorgelegt, durch die Herstellern die Verantwortung für den gesamten Lebenszyklus von Textilprodukten auferlegt und die nachhaltige Bewirtschaftung von Textilabfällen dadurch in der gesamten EU gefördert wird. Die EU-Kommission verspricht sich daraus, dass diese Initiative den Ausbau des Sektors für die getrennte Sammlung, Sortierung, Wiederverwendung und das Recycling von Textilien in der EU vorantreiben wird.

„Allerdings bleibt der vorgelegte Vorschlag zur Überarbeitung der Abfallrahmenrichtlinie deutlich hinter den Erwartungen zurück und trägt nicht den seit vielen Jahren etablierten Systemen in der EU und vor allem in Deutschland Rechnung. Mit Sorge betrachten wir das Nichtvorhandensein der gewerblichen Sammler von Alttextilien in dem vorgelegten Entwurf. Denn die gewerblichen Sammler in Deutschland sorgen bereits jetzt gemeinsam mit den Kommunen und den karitativen Organisationen für ein flächendeckendes, gut funktionierendes und für die Bürgerinnen und Bürgern kostenloses Sammelnetz. Dass sie ebenfalls eine Schlüsselrolle haben, sollte nicht außer Acht gelassen werden“, äußerte Stefan Voigt, bvse-Vizepräsident und Vorsitzender des bvse-Fachverband Textilrecycling seine Enttäuschung.

Der Vorschlag der Kommission wird nun vom Europäischen Parlament und vom Rat im Rahmen des ordentlichen Gesetzgebungsverfahrens geprüft.

„Für den bvse werfen die geplanten Vorgaben zur Einführung von Systemen der erweiterten Herstellerverantwortung viele offene Fragen auf. Wir hoffen, dass das Bundesumweltministerium sich im weiteren Gesetzgebungsverfahren dafür einsetzt, den Erhalt der gut funktionierenden Sammel- und Sortierstrukturen in Deutschland zu sichern“, so Voigt weiter.

Bisher gab es bei Mercedes-Benz AG nur eine Lösung für aussortierte Sicherheitsschuhe: die Verbrennungsanlage. Rund 25 Tonnen Schuhe wurden bisher jährlich in einem Werk des Automobilunternehmens vernichtet. Das will die SOEX-Gruppe nun ändern und die getragenen Schuhe für Mercedes-Benz recyceln. Im Mai startete ein Pilotprojekt. Die ausgemusterten Sicherheitsschuhe werden auf dem Mercedes-Benz Werksgelände in Sindelfingen in insgesamt sechs Containern gesammelt und anschließend im SOEX-Werk in Wolfen recycelt.

Als zertifiziertes Recyclingunternehmen betreibt SOEX die weltweit erste Schuhrecycling-Anlage. So können wertvolle Ressourcen wie Gummi, Leder und Metall gerettet und Schuhe für die Wiederverwendung aufbereitet werden. Die Mitarbeitenden in Sindelfingen fordert Mereceds-Benz AG seit Mai daher auf: „Gib Deinen ausgemusterten Sicherheitsschuhen nun die Chance der Verbrennung zu entgehen und stofflich für neue Produkte wiederverwertet zu werden – mach den richtigen Wurf!“

22 Milliarden Paar Schuhe werden Jahr für Jahr weltweit produziert. Laut Hochrechnungen sorgt die globale Schuhindustrie jährlich für so viel CO2 wie ganz Deutschland. Das liegt auch daran, dass für die Produktion von Schuhen sehr viele Ressourcen eingesetzt werden, die nach der Nutzung nicht wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden: Der Großteil wird nach dem Tragen im Restmüll entsorgt und landet in der Verbrennung, nicht mal fünf Prozent werden gesammelt und recycelt. Bevor SOEX die weltweit erste Schuhrecycling-Anlage in Betrieb nahm, galt das Recycling von Schuhen weltweit als unmöglich. Meist sind über 40 Materialien in Schuhen so fest miteinander verklebt, dass sie kaum voneinander zu trennen sind.

Die SOEX-Gruppe entwickelte gemeinsam mit dem englischen Partner In-Cycle und der französischen Firma Eco TLC die passende Anlage für das Vorhaben. In der Anlage werden Reißverschlussreste, Metallteile, Leder, Gummi und Stoffresten voneinander getrennt, um anschließend als Rohmaterial zur Herstellung anderer Produkte wiederverwendet zu werden.
Nun profitieret auch der Automobilhersteller Mercedes-Benz AG vom fortschrittlichen Schuhrecycling der SOEX-Gruppe. Der Vorteil beim Recycling von Sicherheitsschuhen liegt außerdem darin, dass ein Sicherheitsschuh aus lediglich vier Komponenten besteht und der Aufwand bei der Auftrennung dadurch sehr gering ist. Somit haben SOEX und Mercedes-Benz AG eine einfache, aber nachhaltige Lösung gefunden, um Arbeitsschuhe sinnvoll zu entsorgen und ihnen ein zweites Leben zu schenken. Das Resultat: Ein wertvoller Beitrag zur Reduktion von Leder- und Gummiabfällen und die Entlastung der Umwelt, in dem aus Altem neue Ressourcen gewonnen werden.
Mit ihrem gemeinsamen Pilotprojekt geben SOEX und Mercedes-Benz AG ein Beispiel, dem weitere Mercedes-Benz Werke folgen könnten und das über die Automobilbranche hinaus ein Zeichen für die nachhaltige Verwertung von Arbeitssicherheitsschuhen setzt.

DOMO Chemicals, ein weltweit führender Anbieter von technischen Materiallösungen und Dienstleistungen auf Polyamidbasis, hat seinen neuesten jährlichen Nachhaltigkeitsbericht veröffentlicht, in dem er seine Fortschritte auf dem Weg zur Nachhaltigkeit, einschließlich einer bemerkenswerten Reduzierung der Treibhausgasemissionen, detailliert darlegt. DOMO hat es sich zur Aufgabe gemacht, Polyamid-Lösungen zu entwickeln, die zu einer besseren, nachhaltigeren Welt beitragen. Mit der Veröffentlichung seines zweiten jährlichen Nachhaltigkeitsberichts tritt DOMO in eine neue Phase seines Strebens nach Dekarbonisierung ein. Das Unternehmen ist zuversichtlich, dass es bis 2030 den Standard für Nachhaltigkeit in der Branche setzen wird.

Der Nachhaltigkeitsbericht beschreibt detailliert, was DOMO im Jahr 2022 auf dem Weg zur Verwirklichung seiner Nachhaltigkeitsziele für 2030 erreicht hat. In Bezug auf die Dekarbonisierung und umfassendere ökologische Errungenschaften hat das Unternehmen im Vergleich zum Ausgangsjahr 2019 folgende Fortschritte bewirkt:

• Reduktion der Scope-1- und Scope-2-Treibhausgasemissionen um 27% – ein bedeutender Fortschritt auf dem Weg zum Ziel einer 40-prozentigen Reduktion bis 2030 und Klimaneutralität bis 2050
• Erhöhung des Anteils an Strom aus erneuerbaren Energien im gesamten Unternehmen auf 12%
• Verringerung der Abfallmenge um 24%
• Reduzierung des Wasserverbrauchs um 4,5%

Zudem hat DOMO als Anbieter von nachhaltigen und kreislauforientierten Lösungen auf Polyamidbasis Folgendes erreicht:

• 11,3% des Umsatzes wurden mit technischen Materialien erzielt, die auf nachhaltigen Rohstoffen basieren, was einen großen Fortschritt auf dem Weg zu seinem Ziel von 20% im Jahr 2030 darstellt
• 25% der Forschungs- und Entwicklungsressourcen werden zur Verbesserung des Recyclings eingesetzt

Darüber hinaus ist für DOMO als verantwortungsvollem Arbeitgeber die Förderung von Talenten und die Sicherstellung des Wohlergehens der Belegschaft für ein nachhaltiges Wachstum von entscheidender Bedeutung. Zu den wichtigsten Fortschritten des Jahres 2022 zählen:

• Erhöhung des Anteils von Frauen in Führungspositionen von 22% im Jahr 2021 auf 30% im Jahr 2022
• Förderung eines sicheren und integrativen Arbeitsumfelds, das die persönliche und berufliche Entwicklung sowie eine globale Sicherheitskultur fördert

Zur Mode- und Textilfachmesse Première Vision (4.-6.7. in Paris) stellt Cotonea erstmals vier neue Bio-Pima-Baumwollstoffe vor. Charakteristisch für die Gewebe Pima Popeline und Pima Feinkörper sowie die beiden Pima Interlock Gestricke (190 g/m² und 250 g/m²) sind seidig-feine und extra lange Fasern mit einer außergewöhnlichen Weichheit bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Glanz.

Die Cotonea Bio-Pima-Baumwollstoffe sind dabei nicht nur atmungsaktiv, weich und formstabil, sondern dank des biologischen Anbaus besonders haut- bzw. allergikerfreundlich.

Herkunft und Anbau
Die Pima-Baumwolle mit ihren Extralangstapelfasern ist ursprünglich in Peru beheimatet; heute wird sie vor allem in den USA und auch in Israel und Peru angebaut. Sie gehört zu den seltensten Baumwollsorten. Von den jährlich weltweit produzierten 25 Millionen Tonnen Baumwolle hatte Langstapel- und Extralangstapel-Baumwolle in den letzten zehn Jahren mit zwischen 300.000 und 500.000 Tonnen lediglich einen Anteil von ein bis zwei Prozent an der weltweiten Baumwollproduktion. Mit nur wenigen tausend Tonnen pro Jahr ist biologisch erzeugte Pima-Baumwolle noch deutlich seltener und eine echte Rarität.

Die Pflanze selbst gedeiht besonders in heißen, wüstenähnlichen Regionen mit mindestens 14 Stunden Sonnenschein. Gerade für den ökologischen Anbau ist sie prädestiniert, da sie genügsam mit Wasser umgeht, d. h. ihr reicht eine tief im Boden verlegte Tröpfchen-bewässerung aus. Positiver Nebeneffekt dieser Technik: Es können nur wenige Konkurrenzpflanzen wachsen (die im konventionellen Anbau üblicherweise mit Herbiziden beseitigt werden).

Bio-Pima-Baumwolle für Cotonea
In den USA, dem heute wichtigsten Anbauland für Pima-Baumwolle, gibt es nur rund 80 Bio-Baumwoll-Farmer. Davon ist wiederum nur eine gute Handvoll in der Lage Bio-Pima-Baumwolle anzubauen. Bereits seit 1997 arbeitet Cotonea mit Ramón „Dosi“ Álvarez aus New Mexico, einem Pionier des Bio-Baumwollanbaus in den USA, zusammen. Seit 2016 baut Dosi Álvarez Bio-Pima-Baumwolle für Cotonea an, für die Cotonea mittlerweile auch weitere Anbaupartner hat. Wie bei allen Vertragspartnern sind Cotonea auch bei dieser Zusammenarbeit wertschätzende und faire Geschäftspraktiken wichtig. Dazu gehört zum Beispiel, dass die Landwirte die Anbaufläche vertraglich festlegen können. Cotonea nimmt dann die Baumwolle ab, die auf dieser Fläche gewachsen ist. Das gibt ihnen Planungsmöglichkeit und wirtschaftliche Sicherheit. Für Cotonea wiederum bedeutet dies verlässliche Lieferanten auch für die exklusive Pima-Baumwolle.

Bei der Entwicklung und Optimierung von Elektrofahrzeugen sind Lautlosigkeit und Ressourceneffizienz das Gebot der Stunde. Einerseits erhöhen weltweit immer strengere Emissionsvorschriften die Nachfrage nach Komponenten, die die Lärmbelastung reduzieren und Fahrzeughersteller gleichzeitig dabei unterstützen, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erfüllen. Andererseits verstärkt das fehlende Geräusch des Verbrennungsmotors in E-Autos die störenden Auswirkungen anderer Lärmquellen im Fahrgastraum. Mit Ultra-Silent Tune präsentiert Autoneum nun eine neue, leichtgewichtige und umweltfreundliche Technologie für Unterbodenverkleidungen, die das Abrollgeräusch der Reifen sowohl ausserhalb als auch innerhalb des Fahrzeugs reduziert und damit nicht nur die akustische Leistung, sondern auch den Fahrkomfort in Elektroautos verbessert.

Autoneums Technologie Ultra-Silent Tune verdankt ihre schallabsorbierende Leistung akustischen Kammern unterschiedlicher Form und Grösse. Die Kammern entstehen durch das Aufbringen einer geprägten Polyesterfolie auf der von der Geräuschquelle abgewandten Seite des Unterbodenschildes aus Ultra-Silent: Sie fangen die von den Autoreifen abgestrahlten Schallwellen auf, modulieren sie entsprechend ihrer jeweiligen Geometrie und reflektieren sie zurück auf das poröse Trägermaterial. Im Vergleich zu herkömmlichen einlagigen Unterbodenverkleidungen, deren akustische Leistung hauptsächlich durch die lärmreduzierenden Eigenschaften der den Reifen zugewandten Produktseite bestimmt wird, macht Ultra-Silent Tune Gebrauch von beiden Seiten der Komponente, was deren Schallabsorption deutlich verbessert. Autoneum setzt damit das bewährte Konzept traditioneller Kammerabsorber innovativ ein und reduziert das Abrollgeräusch der Reifen.

Darüber hinaus verbindet Ultra-Silent Tune eine optimierte akustische Leistung mit den Nachhaltigkeitsvorteilen von Autoneums Pure-Technologie Ultra-Silent. Neben dem hohen Anteil an rezyklierten PET-Fasern können Unterbodenverkleidungen aus Ultra-Silent Tune zu 100% aus Polyester hergestellt und somit am Ende des Fahrzeuglebens vollständig rezykliert werden. Zudem lässt sich die Dicke der mehrlagigen Konstruktion flexibel an die Bauräume unterschiedlicher Fahrzeugmodelle anpassen. Unterbodenverkleidungen aus Autoneums neuer Technologie Ultra-Silent Tune sind bereits in der Vorentwicklung bei verschiedenen Autoherstellern in Europa.

Butadien ist eine wichtige Plattformchemikalie, um Polymere – u.a. für die Produktion von Autoreifen – herzustellen. Bislang wird das Monomer aber meist auf Basis von Erdöl gewonnen. Eine alternative Syntheseroute haben Forschende des Fraunhofer UMSICHT im Rahmen des Projektes Power2C4 untersucht. Im Fokus: ein katalytisches Verfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms.

»Butadien spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Polymeren«, ordnet UMSICHT-Wissenschaftler Marc Greuel ein. Neben Polybutadien, das in Autoreifen Anwendung findet, können Polytetrahydrofuran (PTHF), Polybutylenterephtalat (PBT) und Polybutylensuccinat (PBS) aus dem Monomer erzeugt werden. »Der Haken: Aktuell wird Butadien zu 95 Prozent als Nebenprodukt beim thermischen Zersetzen von Rohbenzin zu Ethen gewonnen – unter Ausstoß von Kohlendioxid. Zudem werden die Preise für Butadien perspektivisch ansteigen, da sich die Rohstoffbasis für Ethen immer mehr in Richtung Schiefergas verschiebt und dadurch die Produktionskapazität für Butadien sinkt.« Das Interesse an einem alternativen Herstellungsprozess ist also nicht nur aus Klimaschutzgründen groß.

Die Frage, wie eine nachhaltigere, emissionsärmere und auch günstige Syntheseroute aussehen kann, stand im Zentrum des Projektes Power2C4. Angesiedelt im Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« hat es Expertinnen und Experten des Fraunhofer UMSICHT, des Gas- und Wärme-Instituts Essen e.V., des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln, des Forschungszentrums Jülich, der Ruhr-Universität Bochum, des Wuppertal-Instituts und des ZBT Duisburg zusammengeführt. Ihre Zielsetzung: Flexibilitätsoptionen vor dem Hintergrund der Energiewende zu untersuchen. Im Fokus des Teilprojekts Power2C4 stand ein neues katalytisches Herstellungsverfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms. Ausgangspunkt ist Ethanol, das zum Beispiel im Zuge einer Hydrierungsreaktion aus CO2 und elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff gewonnen wird. Dieses Ethanol dient in einem zweiten Schritt zur Synthese von Butadien mittels des sogenannten Lebedev-Prozesses.

Vielversprechendes Katalysatorsystem identifiziert
Da der erste Schritt bereits Gegenstand zahlreicher Forschungsaktivitäten ist, konzentrierten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Weiterveredlung des Ethanols zu Butadien und die Verfahrenskopplung beider Schritte. »Wir haben u.a. ein neues Katalysatorsystem auf Basis eines synthetischen Saponiten identifiziert und anschließend synthetisiert«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich vom Fraunhofer UMSICHT. Die Testung der katalytischen Aktivität erfolgte in einer eigens konstruierten Versuchsanlage. »Aufbauend auf einem ersten Screening haben wir aussichtsreiche Materialien weiter optimiert. Das Ergebnis: Verglichen mit dem unmodifizierten Ausgangsmaterial lässt sich die Butadien-Selektivität im Rahmen der Katalysatoroptimierung deutlich erhöhen. Allerdings ist auch klar geworden, dass noch weiteres Potenzial zur Verbesserung der Katalysatorperformance besteht.«

Nachhaltigkeitsbewertung des Power-to-Butadien-Prozesses
Wie nachhaltig dieser Power-to-Butadien-Prozess wirklich ist, haben Dr. Markus Hiebel und Dr. Daniel Maga vom Fraunhofer UMSICHT in einer Life Cycle Analysis (LCA) untersucht. Beleuchtet haben sie dabei – neben unterschiedlichen Katalysatoren – die Herstellungsmethode von Ethanol und die Relevanz der eingesetzte Energiequelle. »Wir konnten zeigen, dass der Lebedev-Prozess je nach verwendeter Ethanol- und Energiequelle das Potenzial hat, Butadien und damit auch Styrol-Butadien-Kautschuk aus biobasiertem Ethanol oder CO2-basiertem Ethanol herzustellen und CO2-Emissionen zu reduzieren«, so Daniel Maga. »Damit ermöglicht der Power2C4-Prozess die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen.« Besonders die Nutzung von Ethanol aus Restbiomasseströmen wie Bagasse oder Stroh eröffne Wege, Treibhausgasemissionen von Butadien deutlich zu reduzieren. Zudem führe ein Strommix mit immer höheren Anteilen an erneuerbaren Energien zur Möglichkeit, Treibhausgasreduktionen über Carbon-Capture-and-Utilization-Prozesse (CCU) zu realisieren.
 
FÖRDERHINWEIS
Das Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« wird gefördert durch das »Operationelle Programm zur Förderung von Investitionen in Wachstum und Beschäftigung für Nordrhein-Westfalen aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung« (OP EFRE NRW) sowie durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.

Wie sieht eine zukunftssichere, kreislauforientierte und nachhaltige Kunststoffwirtschaft aus? Die Antwort darauf ist eine Balance zwischen Plastikreduktion und einem nachhaltigen Umgang mit recyclingfähigen Kunststoffen. Denn die steigende Nachfrage nach Kunststoffen in hochwertigen Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Autoteilen oder synthetischen Textilien erfordert einen ganzheitlichen Wandel. Mit vier strategischen Ansätzen geben Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des niederländischen Instituts TNO in ihrem aktuell erschienenen Whitepaper »From #plasticfree to future-proof plastics« nun Einblicke, wie diese Balance in Zukunft aussehen kann. Beide Organisationen starten zudem eine praktische Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft: European Circular Plastics Platform - CPP, die darauf abzielt, bestehende Hindernisse zu beseitigen und vielversprechende Lösungen auszutauschen.

Vielseitige und preiswerte Materialien mit geringem Gewicht und sehr guten Barriereeigenschaften: Das sind Kunststoffe. Neben den praktischen Vorteilen geht mit den Materialien aber auch ein erheblicher Anteil an den Treibhausgasemissionen der Menschheit einher. Herstellung und Verwendung von Kunststoffen verursachen Plastikmüll und Mikroplastik, erschöpfen fossile Ressourcen und führen zur Abhängigkeit von Importen. Gleichzeitig können Alternativen – wie z. B. Glas als Verpackung - zum Teil noch stärker die Umwelt belasten oder besitzen schlechtere Produkteigenschaften.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT und TNO haben daher ein Whitepaper erarbeitet, das eine Grundlage für die Umgestaltung der Kunststoffproduktion und -verwendung bietet. Dafür berücksichtigen sie die Integration der Perspektiven aller Beteiligten und ihrer Werte und das Potenzial aktueller und künftiger Technologien. Außerdem sind die funktionalen Eigenschaften des Zielprodukts, der Vergleich mit alternativen Produkten ohne Kunststoffe sowie ihre Auswirkungen in einer Vielzahl von ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Kategorien über den gesamten Lebenszyklus entscheidend. So gelingt eine systematische Bewertung und schließlich eine systematische Entscheidung, wo wir Kunststoffe verwenden, ablehnen oder ersetzen können.

Strategien für die Circular Economy
Als Ergebnis beschreiben die Forschenden vier strategische Felder, um die heute noch weitgehend lineare Kunststoffwirtschaft in eine vollständig kreislauforientierte Zukunft zu überführen: Verengung des Kreislaufs (Narrowing the Loop), Betrieb des Kreislaufs (Operating the Loop), Verlangsamung des Kreislaufs (Slowing the Loop) und Schließung des Kreislaufs (Closing the Loop). Mit der Verengung des Kreislaufs empfehlen die Forschenden in einem ersten Schritt, die Menge der in einer Kreislaufwirtschaft mobilisierten Materialien zu reduzieren. Operating the Loop bezieht sich auf die Nutzung erneuerbarer Energien, die Minimierung von Materialverlusten sowie die nachhaltige Beschaffung von Rohstoffen. Um den Kreislauf zu verlangsamen, braucht es Maßnahmen zur Verlängerung der Nutzungsdauer. Für eine Schließung des Kreislaufs müssen Kunststoffe schließlich gesammelt, sortiert und hochwertig recycelt werden.

Unter die vier Felder fallen jeweils einzelne Strategien. Während solche, die unter Operating the Loop fallen (O-Strategien), laut den Forschenden parallel und möglichst vollständig angewendet werden sollen, setzt die Entscheidung für die weiteren Strategien in den anderen Feldern (R-Strategien) einen komplexen Prozess voraus: »In der Regel kommen für ein bestimmtes Produkt oder eine bestimmte Dienstleistung mehr als eine R-Strategie in Frage. Diese müssen hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit und ihrer Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Status quo und den zu erwartenden Veränderungen sorgfältig miteinander verglichen werden«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer UMSICHT. Die Projektpartner haben daher ein Leitprinzip zur Priorisierung entwickelt, das sich an der Idee der Abfallhierarchie orientiert.

Hands-on-Plattform für sektorenübergreifende Zusammenarbeit
»Ein ganzheitlicher Wandel, wie wir ihn uns vorstellen, kann nur gelingen, wenn Wissenschaft, Industrie, Politik und Bürger sektorenübergreifend zusammenarbeiten. Dies erfordert mehrere, teilweise recht drastische Veränderungen auf vier Ebenen: Gesetzgebung und Politik, Zusammenarbeit in der Kreislaufwirtschaft, Design und Entwicklung sowie Bildung und Information. Zu den Innovationen in Design und Entwicklung gehört beispielsweise die Umgestaltung von Polymeren in sauerstoffreichere Polymere auf der Grundlage von Biomasse und CO2-Nutzung. Die derzeitigen Recyclingtechnologien müssen für ein quantitativ und qualitativ hochwertiges Recycling verbessert werden", erklärt Jan Harm Urbanus von TNO.

»Daher bauen TNO und das Fraunhofer UMSICHT in einem nächsten Schritt eine Hands-on-Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft (European Circular Plastics Platform – CPP) auf«, erklärt Esther van den Beuken, Principal Consultant bei TNO. Sie wird Unternehmen, Verbänden und Nichtregierungsorganisationen die Möglichkeit geben, sich zu vernetzen und gemeinsam an bestehenden Hindernissen und vielversprechenden Lösungen für eine Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe zu arbeiten. Außerdem wird die Plattform ihren Mitgliedern regelmäßige praktische Workshops zu Kunststoffthemen, Diskussionsrunden zu aktuellen Fragen und die Teilnahme an Multi-Client-Studien zu drängenden technischen Herausforderungen anbieten. Regelmäßige Treffen werden in der grenzüberschreitenden Region Deutschland/Niederlande sowie online stattfinden. Ziel ist, den Wandel in die Öffentlichkeit und die Industrie zu tragen.

Mit der Entwicklung von neuen Produkten erschließen Unternehmen neue Märkte und bestehen im Wettbewerb. Es lohnt sich jedoch nicht, alle Produktkonzepte gleichermaßen weiterzuentwickeln. Mit dem neuen Webtool „Ressourcen-orientierte Konzeptbewertung“ des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) lassen sich Konzepte für Produkte qualitativ bewerten und vergleichen – nach technischen, wirtschaftlichen und ressourcenbezogenen Kriterien.
 
Die (Weiter-)Entwicklung von Produktideen kann ein äußerst ressourcenintensiver Prozess sein. Doch für welches Konzept lohnt der Aufwand?
In der frühen Phase der Entwicklung von Produkten werden Varianten auf Basis definierter Anforderungen an das zukünftige Produkt erstellt. Die Fokussierung auf wenige Produktkonzepte zur Weiterentwicklung spart Zeit, Material und Energie. Für eine fundierte Auswahl empfiehlt sich eine rationale Betrachtung der unterschiedlichen Lösungsansätze. Mit dem neuen Online-Werkzeug „Ressourcenorientierte Konzeptbewertung“ des VDI ZRE lassen sich Produktkonzepte qualitativ bewerten und vergleichen – mit Blick auf den gesamten Lebensweg. Das intensive Bewertungsverfahren ist eine Kombination aus Nutzwertanalyse und Technisch-Wirtschaftlicher Bewertung nach der VDI-Richtlinie 2225 Blatt 3.

Ressourcenorientierte Konzeptbewertung als Webtool
Mit dem Webtool können Produktkonzepte ganzheitlich nach Kriterien zur Konstruktion, technischen Funktionsweise, Wirtschaftlichkeit, Erfüllung von Kundenbedürfnissen sowie zur Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit bewertet werden. Die zur Beurteilung ausgewählten Kriterien werden für die Analyse gewichtet. In einer Nutzwertmatrix lassen sich die Konzepte danach bewerten, wie sie die zuvor gewählten Bewertungskriterien erfüllen. Entsprechend der eigenen Gewichtung ergeben sich der gesamte Nutzwert und die Wertigkeiten der einzelnen Kategorien. Abschließend werden die Bewertungsergebnisse aller Konzepte in einem Spinnennetzdiagramm dargestellt.

Es bietet sich an, dieses intensive Bewertungsverfahren am Ende der Konzeptphase im Rahmen der Produktentwicklung durchzuführen. Ziel ist es, den Lösungsraum einzugrenzen und ein geeignetes Konzept auszuwählen. Dieses wird in der anschließenden Entwurfsphase weiterentwickelt. Sofern nur ein Konzept zur Bewertung vorliegt, erfolgt die Bewertung im Vergleich mit der Ideallösung.
Die Durchführung und die individuellen Ergebnisse lassen sich abschließend in einem PDF darstellen und downloaden.

Das vom Bundesumweltministerium beauftragte Webtool steht zur Verfügung unter www.ressource-deutschland.de/werkzeuge/loesungsentwicklung/ressourcenorientierte-konzeptbewertung