Aus der Branche

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

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

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

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

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

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

• 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.

Prof. Dr. -Ing. Jörg Müssig und Vincent Röhl von der Hochschule Bremen trugen mit einem Kapitel über Wollfaserverbundwerkstoffe im Spritzguss und im 3-D-Druck zum Buch "Wool Fiber Reinforced Polymer Composites" bei.

Pflanzliche Naturfasern gewinnen als Verstärkungselemente in Verbundwerkstoffen zunehmend an Bedeutung. Wolle hingegen ist in derartigen Werkstoffen bisher eher selten zu finden, hat allerdings ein überaus spannendes Potenzial.

Das aktuell erschienene Buch zu wollfaserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen stellt eine eingehende und praktische Analyse von Verbundwerkstoffen auf der Basis von Wolle dar und deckt alle Bereiche von der Morphologie der Wollfaser bis zu den industriellen Anwendungen von Wollfaserverbundwerkstoffen ab. Untersucht werden unterschiedlichste Formen von Wollfaserverbundwerkstoffen, Beschreibungen umfassen Morphologie, Struktur und Eigenschaften von Wolle, Methoden zur chemischen Modifizierung von Wolle, verschiedene Formen von Woll-Polymer-Verbundwerkstoffen und weitere neue Anwendungen.

Unter dem Titel „Wool fiber-reinforced thermoplastic polymers for injection molding and 3D-printing“ bekommen die Leser:innen einen Überblick vom Aufbau natürlicher keratin-basierter Strukturen, deren Eigenschaften bis hin zur Verwendung von Wolle in Verbundwerkstoffen. Neben Anwendungsmöglichkeiten im 3-D-Druck gehen die Autoren auch auf das bionische Potenzial keratin-basierter Strukturen ein. Vor dem Hintergrund der Diskussionen über den unerwünschten Eintrag von Kunststoffen in Gewässer und Böden sehen Vincent Röhl und Jörg Müssig einen besonderen Vorteil von Wollfasern zur Verstärkung von abbaubaren Kunststoffen. Ihre aktuellen Forschungen zeigen, dass wollfaserverstärkte, biobasierte Kunststoffe sich sehr schnell im Boden abbauen und von Bodenorganismen verstoffwechselt werden können.

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.

Mikroplastik reichert sich aufgrund seiner Langlebigkeit in der Meeresumwelt an. Es gelangt in Nahrungsnetze und ist eine potenzielle Gefahr für Meeresorganismen. Das  Institut für Fischereiökologie hat in Nord- und Ostsee untersucht, in welchem Maße Fische Mikroplastik aufnehmen und im Labor getestet, ob Fische durch Mikroplastikfasern geschädigt werden.

Die Belastung der Meeresumwelt mit Plastikabfällen ist ein vielschichtiges Problem. Kunststoffe sind in der Regel langlebig und werden im Meer nur langsam abgebaut. Allerdings werden sie durch UV-Bestrahlung und Biofouling porös und dann durch mechanische Einwirkung zerkleinert. Dabei entsteht Mikroplastik, was ebenfalls nur langsam weiter zersetzt wird. Mikroplastik kann allerdings auch direkt in die Meere eingetragen werden, z. B. über die Luft oder mit unzureichend geklärten Abwässern. Eine Form von Mikroplastik-Partikeln, die aktuell in der Umwelt am zahlreichsten gefunden werden, sind mikroskopisch kleine Fasern, die bei der Herstellung und dem Waschen von kunststoffhaltigen Textilien in die Umwelt gelangen.

Am Thünen-Institut wurden deshalb mögliche Belastungen von Fischen durch Plastikabfälle genauer untersucht. In einem vom BMEL geförderten Projekt (PlasM) wurde erforscht, wieviel Mikroplastik tatsächlich in Wildfischen vorhanden ist. Dazu wurden Fische, insbesondere Klieschen, eine Plattfischart, in der Nord- und Ostsee bei Routinebefischungen beprobt. Aus den Verdauungstrakten der Fische wurden Proben extrahiert und mittels Spektrometrie auf Plastikrückstände untersucht. Tatsächlich ließen sich Mikroplastikpartikel (meist Polypropylen) in Verdauungstrakten der Fische nachweisen. Typische Befunde zeigten allerdings weniger als 10 Mikroplastikpartikel pro Fisch.

Diese Untersuchungen belegen, dass Fische in ihrer marinen Umwelt Mikroplastik aufnehmen. Die relativ niedrige Anzahl von Mikroplastikpartikeln pro Fisch deutet aber darauf hin, dass Mikroplastik nicht im Verdauungstrakt von Fischen angereichert wird und die Partikel ausgeschieden werden.

Um das genauer zu überprüfen, wurde im Laborexperiment Fischfutter mit Mikroplastik-Fasern versetzt und an Dreistachlige Stichlinge verfüttert. Dabei wurden die Mikroplastikfasern in relativ niedrigen und umweltnahen Konzentrationen, zum anderen aber auch in sehr hohen Konzentrationen in das Futter gemischt. So sollte geprüft werden, ob das Wachstum oder die Gesundheit der Fische beeinträchtigt werden könnte, wenn die Belastung der Meere mit Mikroplastik weiter zunimmt. Zum Vergleich wurde außerdem noch Futter mit Zusätzen natürlicher Fasern (Baumwolle) und Futter ganz ohne Faserzusatz verfüttert.

Nach neun Wochen Fütterung wurden die Fische gründlich untersucht. Die inneren Organe wurden gewogen und auf mögliche pathologische Veränderungen hin inspiziert. Zusätzlich wurden den Fischen Immunzellen entnommen, um mögliche Entzündungsreaktionen im Darm feststellen zu können. Interessanterweise zeigten sich bei allen vorgenommenen Untersuchungen keine Unterschiede, unabhängig davon, ob Futter mit wenig oder viel Mikroplastikfasern, mit Naturfasern oder ohne Faserzusatz verwendet wurde. Mikroskopische Kot-Untersuchungen zeigten, dass sowohl die Mikroplastikfasern als auch die Baumwollfasern den Fischdarm passierten und mit dem Kot abgegeben werden. Die fehlenden Effekte auf das Wachstum und die Gesundheit der untersuchten Fische weisen darauf hin, dass die Fische von den hier verwendeten Mikroplastikfasern im Futter nicht beeinträchtigt wurden.

Mikroplastik könnte nicht nur durch die Aufnahme mit der Nahrung, sondern auch durch seine Anwesenheit im Wasser, also von außen, auf Fische wirken. Besonders empfindliche biologische Prozesse wie die Befruchtung der Fischeier und die Entwicklung der Embryonen in den Eiern könnten betroffen sein. Dies wurde in einem weiteren Versuch mit Dreistachligen Stichlingen untersucht. Von laichbereiten Weibchen wurden die Eier abgestreift und anschließend mit Spermien versetzt. Im Wasser findet dann unmittelbar die Befruchtung statt und die Eier beginnen sich zu entwickeln. In dem Experiment wurden bereits während der Befruchtung der Eier Mikroplastikfasern ins Wasser gegeben und die Entwicklung bis zum frühen Larvenstadium nach dem Schlupf beobachtet. Auch bei diesem Experiment zeigten sich keine negativen Effekte. Befruchtungs- und Schlupfraten waren gleich hoch, auch wenn sich Mikroplastikfasern an den Eischalen anhafteten. Auch Messungen der Herzschlagfrequenz der frisch geschlüpften Larven ergaben keine Hinweise auf Wirkungen der Fasern.

In einer Folgestudie wurden am Institut in Filets das Muskelgewebe von Stichlingen untersucht, die zuvor mit Mikroplastik-Partikeln gefüttert wurden. Ein Übergang der Partikel in das Filet konnte nicht nachgewiesen werden. Dies steht in Einklang mit zahlreichen anderen Studien, die zu ähnlichen Ergebnissen kommen. Insgesamt ergaben die Untersuchungen keine Hinweise darauf, dass die Gesundheit von Fischen oder ihr essbarer Anteil durch Mikroplastikpartikel in den gegenwärtig vorhandenen Konzentrationen im Meer beeinträchtigt werden.

Link zur Studie

Im Fokus stehen die Personalentwicklung, der Energie- und Wasserverbrauch sowie die unternehmensweiten Emissionen und das Abfallverhalten sowie der Umgang mit zukünftigen Herausforderungen. CHT stellt in dem Bericht gruppenweite Vorhaben zum Klimaschutz sowie nachhaltige Produkte und Lösungen vor. Der Bericht ist nach den GRI-Standards der Global Reporting Initiative (GRI) auf Basis der Kern-Option erstellt worden.

Mit dem „Green Deal“ verfolgt die EU-Kommission ehrgeizige Klimaziele, an deren Umsetzung sich die CHT Gruppe im Rahmen der VCI-Initiative „chemistry4climate“ beteiligt.
Die Unternehmensgruppe hat das Ziel, bis 2045 klimaneutral zu werden. Zur Untermauerung dieses Vorhabens hat die CHT Gruppe Ende 2021 die Science Based Targets initiative (SBTi) zur Einhaltung der Ziele des Pariser Klimaabkommens gezeichnet und sich zum 1,5°C-Ziel bekannt.
Für 2021 wurde die erste Klimabilanz (Scope 1+2) für die CHT Gruppe erstellt, die nun als Basis für die Reduktionsziele der Treibhausgasemissionen gilt.

Der Umsatz der CHT Gruppe wurde 2021 zu 65% mit nachhaltigen Produkten erwirtschaftet. Hierfür wurden über 88% des strategischen Rohstoffvolumens von Lieferanten bezogen, die als nachhaltig eingestuft sind.

Darüber hinaus interessant sind Konzepte und darauf abgestimmte Hilfsmittel, mit denen sich für verschiedene textile Anwendungsfelder Energie- und Ressourceneinsparungen umsetzen lassen. Sie belegen die Anstrengungen zur Erreichung der eigenen nachhaltigen und strategischen Ziele, die sich von den Entwicklungsziele der Vereinten Nationen (SDGs) ableiten.

Prof. Manfred Renner und Prof. Christian Doetsch leiten ab August 2022 gemeinsam das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Als renommierte Wissenschaftler prägten sie zuletzt jeweils als Leiter des Bereichs Produkte und des Bereichs Energie die Ausrichtung des Instituts und folgen auf Prof. Eckhard Weidner, der in den Ruhestand tritt.

Erstmals in seiner Geschichte wird das Fraunhofer UMSICHT von einer Doppelspitze geführt. Beide Institutsleiter starteten ihre berufliche Laufbahn am Institut, ab August gestalten sie gemeinsam dessen Geschicke.

Prof. Manfred Renner ist promovierter Maschinenbauingenieur und spezialisiert auf Verfahrenstechnik und Business Development. Seit 2006 ist er am Fraunhofer UMSICHT in verschiedenen Funktionen beschäftigt und leitete zuletzt den Bereich Produkte mit 126 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einem Etat von 14,8 Millionen Euro. Mit seinen vielfach ausgezeichneten Forschungsarbeiten zur wasserfreien Ledergerbung mit verdichtetem Kohlendioxid hat er international Maßstäbe gesetzt. Mit der Entwicklung neuartiger aerogelbasierter Fassadendämmstoffe leistete er einen wesentlichen Beitrag zu umweltschonenden, zirkulären Anwendungen in der Bauindustrie und initiierte viele industrielle Projekte. Technologische Durchbrüche gelangen seinem Team insbesondere bei der Entwicklung einer neuartigen Brandschutzverglasung, die selbst extremster Hitze widersteht. Dafür erhielt sein Entwicklerteam im Oktober 2020 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis.

Parallel zur Institutsleitung übernimmt Prof. Renner im August 2022 die Leitung des Fraunhofer Clusters of Excellence Circular Plastics Economy CCPE. In dieser Funktion vertritt er die Fraunhofer-Gesellschaft auf nationaler und europäischer Ebene im Hinblick auf die Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft zu einer Circular Economy. Zudem gründet er an der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum den Lehrstuhl Responsible Process Engineering. Im Rahmen seiner Professur wird er die systemische Entwicklung der Circular Economy auf Unternehmens-, regionaler und europäischer Ebene gestalten.

Prof. Christian Doetsch ist seit mehr als 25 Jahren im Bereich der Energieforschung tätig, die meiste Zeit davon beim Fraunhofer UMSICHT. Als Leiter des Bereichs Energie führte er ein Team von rund 145 Mitarbeitenden und verantwortete einen Etat von etwa 10,4 Millionen Euro. Seine technologischen Schwerpunkte sind Energiespeicher, Power-to-X-Technologien inklusive Elektrolyse-Wasserstoff und chemischer Umwandlung in Wertstoffe, Katalysatoren sowie die Modellierung und Optimierung von Energiesystemen. Sein maßgebliches Ziel ist dabei die Integration erneuerbarer Energien in ein sektorübergreifendes, resilientes Energiesystem.

Doetsch war 2015 Mitgründer des Start-ups Volterion GmbH & Co. KG, das Redox-Flow-Batterien entwickelt. International hohe Sichtbarkeit erzielte er durch das Re-Design von Stacks, einer Kernkomponente von Redox-Flow-Batterien, für die er mit seinem Team und Vertretern von Volterion im Mai 2021 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis entgegennahm. Der Energieexperte ist zudem stellvertretender Sprecher der Fraunhofer-Allianz Energie und Task Manager zum Thema Energiespeicher bei der Internationalen Energieagentur IEA. Außerdem ist er Mitinitiator des »Open District Hub e. V.«, einem Verein zur Förderung der Energiewende im Quartier durch Sektorenkopplung.

Seit Januar 2020 ist er Professor für Cross Energy Systems in der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum. Dort forscht er an den Themen ökologische Bewertung und Resilienz von cross-sektoralen Energiesystemen.

Das U.S. Cotton Trust Protocol wurde nach einem sorgfältigen Aufnahmeverfahren und achtzehn Monate nach seiner Gründung als Mitglied von ISEAL anerkannt.

ISEAL ist eine globale Mitgliedsorganisation, die anerkannte Nachhaltigkeitsinitiativen in ihrer Arbeit unterstützt, mit dem Ziel, eine größere Wirkung zu erzielen und Märkte zu schaffen, die positive Entwicklungen fördern. Die Organisation konzentriert sich auf eine Vielzahl globaler Herausforderungen, wie z. B. die Klimakrise, die Bedrohung der Artenvielfalt und Menschenrechtsfragen. ISEAL arbeitet daran, glaubwürdige Praktiken für Nachhaltigkeit zu definieren, die Zusammenarbeit und den Erfahrungsaustausch zu fördern, Fachwissen und Schulungen anzubieten sowie Innovationen zur Stärkung von Nachhaltigkeitsinitiativen zu fördern.

„Ich freue mich sehr, dem U.S. Cotton Trust Protocol zur Aufnahme als ISEAL-Mitglied gratulieren zu dürfen", sagte Karin Kreider, Geschäftsführerin der Organisation. „Das Trust Protocol unterstützt Baumwollproduzenten bei der Entwicklung maßgeschneiderter Managementpläne zur Verbesserung ihrer Nachhaltigkeit, und eine innovative Nutzung von Daten und Kennzahlen ermöglicht Erfolgsmessungen über die Zeit. Wir freuen uns über einen neuen Blickwinkel in der ISEAL-Community und ein weiteres Mitglied, das sich für die Verbesserung der Nachhaltigkeitsergebnisse im Baumwollsektor einsetzt.“

Die Mitglieder von ISEAL verpflichten sich dazu, ihre Vorgehensweise durch kontinuierliches Lernen und Innovation zu verbessern, wobei der Fokus hier auf der Zusammenarbeit liegt. Außerdem müssen sie transparent machen, wie ihre Programme funktionieren und wie sie deren Auswirkungen messen.

Das Trust Protocol ist eine Nachhaltigkeitsinitiative für Baumwollfasern, die quantifizierbare und überprüfbare Ziele und Messungen vorsieht und eine kontinuierliche Verbesserung sechs zentraler Nachhaltigkeitskennzahlen anstrebt – Landnutzung, Bodenkohlenstoff, Wassermanagement, Bodenverlust, Treibhausgasemissionen und Energieeffizienz. Außerdem ist es eine nachhaltige Baumwollfaser, die ihren Mitgliedern mit der Protocol Consumption Management Solution Transparenz in der Lieferkette bis zur Auslage bietet.

Der Elektrolyseur-Hersteller Enapter hat es sich zum Ziel gesetzt, den gesamten Produktionsprozess ohne negative Auswirkungen auf die Umwelt zu gestalten. Um diesem Ziel näher zu kommen, baut das Unternehmen derzeit den Enapter Campus, eine Produktionsstätte, die vollständig mit erneuerbaren Energien vor Ort und aus dem angrenzenden Bioenergiepark im nordrhein-westfälischen Saerbeck betrieben wird. Der Standort bündelt auf 82.000 Quadratmetern die Elektrolyseur-Produktion, Forschung und Entwicklung sowie Verwaltungs-, Besprechungs-, Büroräume und eine Kantine. Welche Maßnahmen sich darüber hinaus zur realen Umsetzung des »Life Cycle Impact Zero«-Anspruchs umweltverträglich umsetzen lassen, will das Unternehmen jetzt gemeinsam mit Forschenden von Fraunhofer UMSICHT, Wuppertal Institut und dem iSuN der FH Münster herausfinden.

Im Rahmen des am 15. April 2022 gestarteten Projekts »Life Cycle Impact Zero« wollen die Beitragenden einen besonders umfangreichen und holistischen Ansatz zur Umweltbilanzierung entwickeln und anwenden. Dieser umfasst die Chemieproduktion sowie Fertigung der Elektrolyseure genauso wie etwa den Umgang mit den Ressourcen Energie und Wasser, die Entstehung von Abfällen oder allgemein den Faktor Mensch. Damit sind sämtliche Interaktionen zwischen Unternehmen und Menschen gemeint. Das schließt insbesondere Angestellte im Unternehmen, aber auch Menschen in vor- und nachgelagerten Wertschöpfungsketten, Nutzende der Technologie oder Anwohnende in der Umgebung der Produktionsstätten ein. Außerdem soll ein Konzept für eine nachhaltige Verpflegung der Mitarbeitenden entwickelt werden.

Die Grundlage für alle durchzuführenden Umweltbilanzierungen ist die ISO 14040. Die anerkannte internationale Norm unterteilt die Untersuchung in vier Phasen: Ziel und Untersuchungsrahmen, Sachbilanz, Wirkungsabschätzung sowie Interpretation. Als weitere Methoden kommen Sensitivitätsanalysen und Szenariotechniken zum Einsatz.

Auf Basis dieser Analysen sollen in dem 18-monatigen Projekt konkrete Maßnahmen beispielsweise in der Produktfertigung, in der Mitarbeitermobilität oder in der Energieversorgung abgeleitet werden, um die Umweltauswirkungen nach Möglichkeit vollständig zu vermeiden. Weiterhin wird geprüft, ob diese Maßnahmen auf andere Standorte von Enapter – etwa in Italien – übertragbar sind. Im Anschluss an das Projekt sollen die definierten Schritte in der nächsten Phase durch Enapter praktisch umgesetzt werden. In der darauffolgenden Phase 3 ist eine erneute Überprüfung geplant. In dieser wird ermittelt, ob die bis dahin erreichten technischen Neuerungen bei der Produktion und Anwendung der Elektrolyseure zusätzliche ökologische Verbesserungen ermöglichen.

Das Projekt »Life Cycle Impact Zero« wird vom Land NRW gefördert.