Aus der Branche

Wie kreislauffähig sind alltägliche Verpackungen?
Verpackungen sind komplex: eine Umverpackung aus Karton, Einzelteile zusätzlich in PET-Folie verpackt, ein wasserlösliches Label oder vielleicht eine Klebefolie. Um die Rezyklierbarkeit alltäglicher Verpackungen zu bewerten, müssen Verpackungsart, -komponenten und -materialien berücksichtigt werden. Zudem sind umfangreiche Kenntnisse über (multi-)nationale Vorgaben notwendig. Die Recyda GmbH hat ein flexibles Bewertungstool entwickelt, welches verschiedene Vorgaben (»Regelwerke«) der Recyclingfähigkeit modellieren kann. Fraunhofer UMSICHT hat die digitale Umsetzung der Vorgaben des MstSZSVr (Mindeststandard der Zentralen Stelle Verpackungsregister) als eines der in Recyda abgebildeten Regelwerke geprüft. Das Ergebnis: Recyda ist ein nutzerfreundliches Bewertungstool, das die Rezyklierbarkeit von Verpackungen analysiert. Es kann auch als Hilfestellung herangezogen werden, um zukünftige Verpackungen so zu gestalten, dass sie auf Recyclingfähigkeit optimiert sind.

Das webbasierte Tool zeichnet sich durch einen klar strukturierten Aufbau aus, der es neuen Anwendern nach einer halb- bis einstündigen Einarbeitungszeit ermöglicht, eigene Verpackungsprojekte einzupflegen und ihre Recyclingfähigkeit digital zu bewerten. Unterschieden nach Verpackungsart, Verpackungskomponenten und Verpackungsmaterialien können Anwendende ihre Verpackung in wenigen Prozessschritten — dargestellt in einzelnen Eingabemasken — bewerten. Innerhalb der Masken vereinfachen vordefinierte Verpackungsarten die Eingabe; neben der Art werden auch Gewicht und Volumen der Verpackung abgefragt ebenso wie Fragen zu Farbe und Ablösbarkeit der Verpackungskomponenten. Das Ergebnis wird — je nach verwendetem Regelwerk — skaliert in Prozent bzw. farbig dargestellt und mit Hinweisen zur Einordnung im Vergleich zu den jeweiligen (trans)nationalen Regelungen versehen. Fraunhofer UMSICHT testete das Tool anhand verschiedener Musterverpackungen.

Das Recyda Tool wird stetig weiterentwickelt und mit neuesten Daten zu länderspezifischen Recyclingvorgaben aktualisiert. Fraunhofer UMSICHT empfiehlt als weitere Ergänzung, zusätzlich ein Glossar zu den Begrifflichkeiten des MstSZSVr zur Verfügung zu stellen und regelmäßig zu aktualisieren, damit auch Fachfremde das Tool nutzen können. Zudem halten die Forschenden es für sinnvoll, Handlungsempfehlungen für unterschiedliche Entsorgungsmöglichkeiten oder Trennbarkeiten zu erstellen.

Zahlreiche Produkte unserer Industriegesellschaft wie Stahl, Aluminium, Zement oder Kunststoff bestehen aus Kohlenstoff oder benötigen ihn, um hergestellt werden zu können. Zentrale Ansätze, wie der Umgang mit Kohlenstoff neu und nachhaltig gestaltet werden kann, hat das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie (MWIDE) mit der Carbon Management Strategie NRW vorgelegt. Ziel ist eine klimaneutrale Industrie. Auf einer gemeinsamen Veranstaltung des Thinktanks IN4climate.NRW und des MWIDE hat Wirtschafts- und Energieminister Prof. Andreas Pinkwart mit Expert*innen aus Industrie, Wissenschaft und Zivilgesellschaft die Inhalte diskutiert.

»Für uns ist klar: Kohlenstoff kann Klimaschutz«, so Minister Pinkwart. »Mit unserer Carbon Management Strategie zeigen wir ganz konkret, wie eine klimaneutrale Kohlenstoffwirtschaft in Nordrhein-Westfalen aussehen kann. Wir wollen Kohlenstoff nicht nur reduzieren, sondern auch nachhaltig so oft wie möglich im Kreislauf nutzen und die Gesellschaft transparent einbinden. Wir sind damit das erste Bundesland überhaupt, das sich dem Thema annimmt. So können wir unsere ehrgeizigen Klimaschutzziele erreichen und den Industriestandort von morgen gestalten.«

Eine klimaneutrale Industrie braucht nachhaltige Kohlenstoffquellen
Dr. Iris Rieth, Projektmanagerin für Kohlendioxidwirtschaft und Circular Economy bei IN4climate.NRW: »Eine klimaneutrale Industrie braucht nachhaltige Kohlenstoffquellen. Die Circular Economy und die Nutzung von CO2, dessen Ausstoß nicht vermieden werden kann, müssen wir weiter ausbauen. IN4climate.NRW hat in enger Zusammenarbeit mit Unternehmen und der Wissenschaft wichtige Ansätze erarbeitet, die den unterschiedlichen Industrieprozessen gerecht werden. Die Carbon Management Strategie führt nun die Bausteine der Transformation zusammen und setzt die notwendigen politischen Leitplanken, an denen wir uns in unserer weiteren Arbeit orientieren können.«
Infrastruktur für den Transport von CO2 muss aufgebaut werden

Kohlenstoffdioxid war bislang kein Bestandteil von Infrastrukturplanungen in Deutschland. Dabei wird es auch in Zukunft Prozesse geben, bei denen unvermeidlich CO2 entsteht, wie etwa bei der Herstellung von Zement. Verschiedene Projekte arbeiten bereits daran, CO2 direkt am Ofen abzufangen und anderen Branchen, vor allem der chemischen Industrie, als Rohstoff zur Verfügung zu stellen (engl. Carbon Capture and Utilisation, CCU). Eine Infrastruktur für den Transport muss jedoch erst noch aufgebaut werden.

Konkrete Optionen, wie ein solches Pipeline- und Transportsystem aussehen könnte, hat IN4climate.NRW Mitte Oktober in dem Diskussionspapier »CO2 in einer klimaneutralen Grundstoffindustrie« veröffentlicht. In einem weiteren Diskussionspapier »Circular Economy in der Grundstoffindustrie« hat IN4climate.NRW zudem aktuelle Stoffströme analysiert und Lösungsansätze für eine zukünftige industrielle Circular Economy erarbeitet. Beide Papiere sind maßgeblich in die Carbon Management Strategie des Landes eingeflossen.

An der Paneldiskussion haben neben Wirtschafts- und Energieminister Prof. Andreas Pinkwart teilgenommen:

• Dr. Iris Rieth, Projektmanagerin für Kohlendioxidwirtschaft und Circular Economy bei IN4climate.NRW,
• Prof. Görge Deerberg, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT,
• Dr. Christoph Sievering, Head of Global Energy and Climate Policy & Site Transformation bei Covestro,
• Arne Grotenrath, Experte für Treibhausgasbilanzierung bei Germanzero sowie
• Michael Theben, Abteilungsleiter Klimaschutz im Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie.

• Themen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit rücken weiter in den Fokus von Gesellschaft und Politik

Die A+A 2021 – internationale Leitmesse für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit – ging nach vier Tagen am 29. Oktober erfolgreich zu Ende. Insgesamt kamen 1.204 Aussteller aus 56 Nationen und mehr als 25.000 Fachbesucher zur wichtigsten Branchenmesse nach Düsseldorf.
Mehr denn je steht die Gesundheit des Menschen im Mittelpunkt. „Der Mensch zählt“, so das Motto der A+A, erfährt zurzeit einen enormen Bedeutungszuwachs. Die Themen Pandemie und Hygiene spielten neben den aktuellen Entwicklungen rund um innovative Schutzausrüstungen eine zentrale Rolle auf der A+A 2021. Aber auch Megatrends wie Digitalisierung und Nachhaltigkeit gehörten zu den Schwerpunktthemen der diesjährigen Leitmesse.

Die Aussteller waren sehr zufrieden mit dem Verlauf der A+A 2021. 94% bestätigen jetzt bereits, dass sie zur A+A 2023 wieder vertreten sein werden. Mehr als 25.000 Fachbesucherinnen und Fachbesucher aus Deutschland und dem europäischen Ausland besuchten die internationale Fachmesse sowie den 37. Internationalen Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. Sie informierten sich über die neuesten Trends in den Bereichen des Arbeitsschutzes, der betrieblichen Gesundheitsförderung und des Sicherheitsmanagements im Betrieb. Deutlich über 90% gaben an, dass sie ihre Messebesuchsziele erreicht haben und gaben eine sehr gute Gesamtbeurteilung ab.

„Dem Wunsch unserer Aussteller nach einer Plattform für den persönlichen Austausch und Produktpräsentationen, die alle Sinne ansprechen, sind wir sehr gerne nachgekommen. Wir sind mehr als zufrieden mit dem Ausgang der Messe und bedanken uns herzlich für das uns entgegengebrachte Vertrauen“, resümiert Erhard Wienkamp, Geschäftsführer der Messe Düsseldorf GmbH. „Wir freuen uns über den erfolgreichen Verlauf der A+A und das damit verbundene, positive Signal an alle Branchen, die bei unseren Messen am Standort Düsseldorf vertreten sind.“

Der A+A Kongress wurde von der Bundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Basi) ausgerichtet und in diesem Jahr auch in Teilen ins Netz gestreamt. Dr. Christian Felten, Geschäftsführer der Basi, zeigte sich zufrieden mit dem Ergebnis des hybriden Kongressangebotes: „Wir sind froh, dass wir unsere Gäste und Referierenden bei einem Präsenzkongress begrüßen konnten, der seinen Namen verdiente: Eine vierstellige Zahl von Teilnehmenden (rund 1.500) erlebte beim 37. A+A Kongress eine Vielzahl qualitativ hochwertiger Beiträge und tauschte sich endlich wieder vor Ort aus. Im Rahmen der aktuellen Pandemie-Bedingungen haben wir uns auf wesentliche Themen konzentriert. Wichtig waren klassische Bereiche wie die Belastung durch krebserzeugende Gefahrstoffe oder Muskel-Skelett-Erkrankungen, die durch die Arbeit bedingt sind. Im Zentrum des Publikumsinteresses standen aber ebenso Themen wie das sichere und gesunde Arbeiten in internationalen Lieferketten, New Work, mobiles Arbeiten und Probleme durch die Digitalisierung am Arbeitsplatz.“ Dazu zählen nach Worten von Dr. Felten etwa psychische Belastungen im Homeoffice. In diesem Zusammenhang wurden im Kongress hilfreiche Lösungen präsentiert. Dank der digitalen Möglichkeiten konnten erstmal Referierende aus aller Welt zugeschaltet werden. Sie stellten ihre wissenschaftlichen Beiträge zum Thema Arbeitsschutz via Bildschirm in Düsseldorf vor und diskutierten diese mit den Anwesenden.

A+A zeigte Trends der Zukunft
Von der Innovationsfähigkeit der anwesenden Aussteller und deren Lösungen für die Zukunft konnten sich die Fachbesucher unter anderem in der Start-Up Zone überzeugen. Ob Gesundheits-App, innovative Dienstleistungen oder Hightech-Textilien und Wearables: Die Start-ups auf der A+A 2021 bereicherten das Angebot der Leitmesse durch neue Ideen. Wie die Zukunft der Arbeit und der Prävention mittels Exoskeletten aussehen wird, vermittelten zahlreiche Aussteller sowie das Fraunhofer IPA in und um den Robotics Park. An den Mitmach-Stationen konnten die Fachbesucher die unterstützende Funktion der Exoskelette in verschiedensten Arbeitssituationen hautnah erleben. Dazu gehörten rückenbelastende Arbeitsprozesse aus der Logistik, Montagetätigkeiten in Überkopfpositionen und Arbeitsabläufe aus dem Schweißer-Beruf in Zwangspositionen. Zudem fand mit dem Exoworkathlon eine Live-Studie während der A+A 2021 statt, bei der wissenschaftlich untersucht wurde, inwieweit Exoskelette die Muskel- und Skelettbelastungen verringern und die Leistungsfähigkeit erhöhen.

Die nächste A+A findet vom 24. bis 27. Oktober 2023 statt.

In der Waschmaschine wird nicht nur die Wäsche sauber. Durch den Abrieb von Synthetikfasern gelangen mit dem Abwasser auch winzige Kunststoffpartikel in die Umwelt. Biologinnen und Biologen der Universität Bonn wollen zusammen mit dem Fraunhofer UMSICHT und der Firma Hengst nach dem Vorbild von Fischkiemen einen effizienten, nachhaltigen und haltbaren Waschmaschinenfilter entwickeln. Das Projekt »FishFlow« wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für ein Jahr mit rund 500 000 Euro gefördert.

Im Fokus stehen Filtertechnologien, die die Verbreitung der unter fünf Millimeter kleinen Kunststoffteilchen unterbinden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Bonn nehmen nun das Maul von Fischen als biologisches Vorbild für neuartige Filter. »Es gibt viele filtrierende Tiere, aber der Apparat der Fische, von den Kiemenbögen bis zur Weiterleitung der Nahrung in den Verdauungstrakt, weist im Vergleich die höchste Ähnlichkeit zu den Verhältnissen in der Waschmaschine auf«, sagt Prof. Alexander Blanke vom Institut für Evolutionsbiologie und Ökologie der Universität Bonn.

Zusammen mit dem Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen und der Firma Hengst in Münster starten die Forschenden ein Projekt, mit dem die Strukturen der Fische nachempfunden werden sollen.

Ziel des Forschungsteams ist ein Filter, der möglichst lange hält, nachhaltig gefertigt ist und eine Rückhalteeffizienz von mehr als 90 Prozent aufweist.

• Fraunhofer CCPE veröffentlicht Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE hat ein Positionspapier zum Stand von Wissenschaft und Technik von Recyclingtechnologien für Kunststoffe vorgelegt. Der Schwerpunkt liegt auf chemischen Recyclingverfahren. Eine Marktanalyse zeigt aktuelle Industrieaktivitäten, außerdem werden die Fraunhofer-Kompetenzen im Kunststoff-Recycling im Überblick dargestellt.

Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Rund 30 Fraunhofer Institute und Einrichtungen befassen sich mit dem Recycling und der Aufbereitung von Kunststoffen. Übersicht aktueller Initiativen zur Demonstration und Kommerzialisierung von chemischen Recyclingverfahren.

Das Positionspapier gibt einen Überblick über werk- und rohstoffliche (chemische) Aufbereitungstechnologien für Kunststoffe, die sich derzeit in der Entwicklung befinden und noch nicht zum Stand der Technik zählen. Insbesondere werden sogenannte chemische Recyclingverfahren eingeordnet. Beleuchtet werden dabei der technische Entwicklungsstand der Verfahren, deren Vor- und Nachteile, die regulatorischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen, die ökonomische Machbarkeit sowie Potenziale für den Umwelt- und Klimaschutz. Eine Marktübersicht zeigt darüber hinaus, welche Projekte seitens der Industrie im Bereich chemischer Recyclingverfahren derzeit laufen, welche Abfallstoffe behandelt werden und welche Anlagenkapazität vorhanden bzw. geplant ist.

Prof. Matthias Franke, Leiter des Institutsteils Sulzbach-Rosenberg von Fraunhofer UMSICHT, entwickelt vor allem pyrolysebasierte Recycling­technologien. Er fasst die Ergebnisse zusammen: »Die Nachfrage nach hochwertigen Kunststoffrezyklaten nimmt derzeit zu. Hintergrund sind einerseits die Selbstverpflichtungen der Hersteller, andererseits die Vorgaben der Europäischen Union zum Rezyklateinsatz. Mit Rezyklateinsatzquoten und steigenden CO2-Preisen wird die Wettbewerbsfähigkeit von Rezyklaten gegenüber Primärware gestärkt, und die Abhängigkeit vom Rohölpreis aufgehoben. Dies schafft Investitionssicherheit für das Recycling. Neuartige Recyclingtechnologien sind nach unserer Einschätzung technisch in der Lage, die zusätzliche Nachfrage nach hochqualitativen Rezyklaten zu bedienen. Entwicklungs­bedarf gibt es vor allem noch bei komplexen Abfällen wie zum Beispiel Verbundmaterialien. Auch eine ökologische Gesamtbewertung der Verfahren steht noch aus.«

Ausgehend vom derzeitigen Entwicklungsstand schätzen die Fraunhofer Forschenden die Potenziale von alternativen Recyclingtechnologien insgesamt positiv ein, wenn Sie als Ergänzung zu etablierten werkstofflichen Verfahren eingesetzt werden. Sie seien technisch mach- und beherrschbar, sie könnten dazu beitragen, die Kreislaufführung von Kunststoffen zu verbessern und hochqualitative Sekundärrohstoffe für die Industrie bereit zu stellen. Vor allem die rohstofflichen / chemischen Verfahren könnten ein ergänzender Baustein für höherwertiges Kunststoff-Recycling sein besonders bei bisher schwer behandelbaren Abfallströmen.

Die Positionen des Fraunhofer CCPE im Einzelnen:

• Werkstoffliche Verfahren sind für sortenreine Kunststofffraktionen (Thermoplaste) die beste Wahl.
• Mit zunehmender Heterogenität, Verschmutzung oder Kontamination von Kunststoffabfällen kommt das werkstoffliche Recycling an seine Grenzen. Füll-, Stör- und Schadstoffe können in Sortier-, Wasch- und Extrusionsanlagen oft nicht vollständig ausgeschleust werden. Bestimmte Kunststoffsorten sind werkstofflich kaum verwertbar.
• Um eine Steigerung der Kreislaufführung von Kunststoffen zu erreichen, ist eine Ergänzung der werkstofflichen Verfahren durch alternative Prozesse und Prozess-Kombinationen erforderlich.
• Da chemische Recyclingverfahren ebenfalls in der Lage sind, Sekundärrohstoffe für die Kunststoffproduktion bereitzustellen, sollte die werkstoffliche Verwertungs­quote im Bereich der Verpackungskunststoffe durch eine technologieoffene Recyclingquote ersetzt werden. Dies würde technische Innovationen im mengenmäßig dominanten Recycling von Verpackungen fördern.
• Eine gesamtökologische Betrachtung von Recyclingverfahren oder Verfahrens­kombinationen für spezifische Altkunststoffe muss noch erbracht werden.
• Eine teilweise Substitution von erdölbasierten Basischemikalien durch chemische Rezyklate bspw. auf Basis von Kunststoffabfällen erscheint technologisch möglich.

Im Positionspapier stellt Fraunhofer CCPE eine Forschungsagenda vor:

1. Analyse von kunststoffhaltigen Abfällen verbessern
2. Transparenz über ökonomische und ökologische Auswirkungen durch Langzeitbetrieb herstellen
3. Dynamische Bewertungsmodelle für die Abfallbehandlung entwickeln
4. Recyclingtechnologien koppeln
5. Automatisierte, KI-basierte gestufte Recyclingverfahren erforschen
6. Rezyklate und Zwischenprodukte aus den Recyclingprozessen optimieren

• Technologische Souveränität und Marktpotenziale

Im Wettbewerb um Technologien und Zukunftsmärkte spielen Normen und Standards eine entscheidende Rolle. Für Unternehmen sind sie ein Instrument, um Forschungsergebnisse und Know-how in erfolgreiche Produkte zu verwandeln. Doch viele Unternehmen lassen das enorme Potenzial bisher ungenutzt. Die politischen Entscheider sind sich der Tragweite des Themas teilweise noch nicht vollends bewusst. Jetzt präsentiert die Fraunhofer-Gesellschaft ein Positionspapier, um Politik und Wirtschaft für dieses Thema zu sensibilisieren. Es soll auch das Bewusstsein für die strategische Bedeutung von Standards schärfen – und gibt konkrete Handlungsempfehlungen für die Politik.

Sehr zögerlich agieren deutsche Unternehmen, wenn es darum geht, sich an Prozessen zur Standardisierung und Normung innovativer Technologien zu beteiligen. Angesichts der zentralen Bedeutung von Standards für ein global erfolgreiches Wirtschaftssystem ist das eine alarmierende Entwicklung. Denn Standards und Normen sorgen in allen Branchen für den Transfer von Forschungsergebnissen und Technologie-Know-how in qualitativ hochwertige, sichere und marktfähige Produkte. Sie gewährleisten zudem, dass Produkte miteinander kompatibel sind. Das wiederum erleichtert es Unternehmen, ihre Technologien schneller auf dem internationalen Markt zu platzieren. Da verwundert es, dass Unternehmen dieses Potenzial weitgehend ungenutzt lassen. Und auch die Politik unterschätzt das Thema bislang. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat deshalb ein Positionspapier für den Deutschen Bundestag erstellt. Es soll bei den politisch Verantwortlichen das Bewusstsein für die enorme Bedeutung von Standards für Wirtschaft und Gesellschaft schärfen. Zudem enthält es konkrete Handlungsempfehlungen für politische Maßnahmen.

Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, erklärt: »Technologische Exzellenz, Innovationskraft und die effiziente Umsetzung von Forschungsergebnissen in überzeugende Produkte – das sind Markenzeichen der deutschen Wirtschaft. Doch um sich im globalen Wettbewerb weiter an der Spitze zu behaupten und nachhaltig Wertschöpfung gestalten zu können, ist die Mitarbeit an Standardisierungsprozessen und in den entsprechenden Gremien eine entscheidende Voraussetzung. Nur so lassen sich Technologien strategisch auf den Märkten etablieren. Hier ist Deutschland seit einiger Zeit nicht mehr optimal aufgestellt. Wir erleben, wie Unternehmen, beispielsweise aus China oder den USA, offensiv Standards setzen, etwa bei Halbleitern, in der Telekommunikation, bei Internet-Technologien und Künstlicher Intelligenz. Wenn wir in Deutschland und Europa nicht in Abhängigkeiten geraten und technologische Souveränität verlieren wollen, müssen wir jetzt unsere Bemühungen hinsichtlich dieser Standardisierungsprozesse deutlich intensivieren.«

Christoph Winterhalter, Vorstandsvorsitzender des DIN(Deutsches Institut für Normung), ergänzt: »Ideen oder Forschungsergebnisse allein generieren noch keinen Markt. Es braucht Unternehmen und Akteure, die diese aufgreifen, nutzen und verbreiten. Normen und Standards spielen dabei eine wichtige Rolle. Sie sorgen für Vertrauen und Akzeptanz bei den Marktteilnehmern und erhöhen so die Erfolgschancen innovativer Lösungen. DIN unterstützt den Vorstoß der Fraunhofer-Gesellschaft aktiv, die wichtige Rolle der Normung zu verdeutlichen und entsprechende Handlungsoptionen aufzuzeigen.«

Handlungsempfehlungen für die Politik
Das Positionspapier der Fraunhofer-Gesellschaft präsentiert zwölf konkrete Handlungs-empfehlungen für die politischen Akteure. So soll beispielsweise in Zukunft das Thema Normung in Förderprogrammen für nachhaltige Technologien explizit berücksichtigt werden. Die Mitarbeit von Wissenschaftlern und Mitarbeitenden in Unternehmen in Standardisierungsgremien sollte ebenfalls stärker unterstützt werden. Dadurch entstehende Kosten sind als förderfähige Forschungs- und Entwicklungskosten zu qualifizieren. Auch in der Bildung besteht Handlungsbedarf: In wirtschafts- sowie techniknahen Studiengängen sollte die Standardisierung in die Lehrpläne eingebaut werden. Raoul Schönhof aus dem Vorstandsbereich Technologiemarketing und Geschäftsmodelle erklärt: »Gerade bei Mega-Trends wie Quantencomputer, Wasserstoff, Mobilität und Künstliche Intelligenz verfügt Deutschland über eine Fülle vielversprechender Forschungsaktivitäten und überragendes Technologie-Know-how. Für Politik und Wirtschaft bietet sich hier die einzigartige Chance, anstehende Standardisierungsprozesse proaktiv mitzugestalten und damit eine Führungsposition in Technologie-Feldern einzunehmen, die in Zukunft für unsere ganze Gesellschaft relevant sein werden. Diese Chance müssen wir jetzt ergreifen. Das Fraunhofer-Positionspapier versucht an dieser Stelle praktisch gangbare Lösungswege für die Politik aufzuzeigen.«

Fraunhofer-Studie zu Normen und Standards
Erstellt wurde das Positionspapier vom Competence Center »Normen und Standards« der Fraunhofer-Gesellschaft. Es baut auf einer Studie zum Thema Normen und Standards auf, die von Fraunhofer-Forschenden im Herbst 2020 erstellt wurde. Diese Studie geht der Frage nach, warum Unternehmen, Institutionen und Forschungseinrichtungen in Deutschland sich bisher noch zu wenig bei diesem Thema engagieren. Zudem präsentiert die Studie Handlungsempfehlungen für konkrete Strategien, mit denen Unter-nehmen sich erfolgreich in Standardisierungsprozesse einbringen können.

Zum Download des Positionspapiers

• 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.

• Energiewende – gemeinsam für eine klimaneutrale Zukunft
• Wissenschaftskommunikation Energiewende: Für Energieforschung begeistern und Innovationen für das Energiesystem von morgen zeigen.

Wie können wir die Energiewende gemeinsam umsetzen? Dieser Frage widmet sich ab 2022 eine Ausstellung, die das gesamte Bundesgebiet bereist und durch zahlreiche Veranstaltungen und partizipative Angebote begleitet wird. In dem gemeinsamen Projekt präsentieren Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Ausstellungshäuser sowie Akteure der Wissenschaftskommunikation Lösungen für eine sichere, wirtschaftliche und klimaneutrale Energieversorgung und nehmen Ideen und Meinungen der Bürgerinnen und Bürger dazu auf. Parallel werden die Wahrnehmung des Themas Energiewende in der Öffentlichkeit und die Wirkung des Projekts selbst erforscht.

Ausstellung ab April 2022

Im Mittelpunkt steht eine Ausstellung, die vom Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL) und dem Klimahaus Bremerhaven 8° Ost entwickelt wird. Erste Station ist ab April 2022 die Henrichshütte Hattingen im Ruhrgebiet, ab Oktober 2022 ist die Ausstellung im Klimahaus zu sehen. Sie stellt mit Hilfe interaktiver und partizipativer Elemente Konzepte und Ideen der Energiewende sowie innovative Forschungsprojekte vor. Dabei werden auch die regionalen Besonderheiten im Umfeld der beiden Ausstellungshäuser aufgegriffen. Im Anschluss an die Präsentation in Hattingen und Bremerhaven tourt eine daraus entwickelte Wanderausstellung durch das Bundesgebiet.

Die Konzeption der Ausstellung und ihre Rezeption werden von der TU Ilmenau kommunikationswissenschaftlich begleitet. Erkenntnisse aus der Begleitforschung können dadurch direkt in die Ausstellung und das Rahmenprogramm zurückfließen. Im Zentrum des Projekts steht dabei die Frage, wie erfolgreiche Wissenschaftskommunikation zur Energiewende vor allem mit Blick auf regionale Aspekte gelingen kann und welchen Einfluss standortspezifische Faktoren auf die Rezeption haben.

Projektpartner

    Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL)
    Klimahaus Bremerhaven 8° Ost
    Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Empirische Medienforschung und politische Kommunikation
    DECHEMA Gesellschaft für chemische Technik und Biotechnologie e. V.
    Fraunhofer UMSICHT
    Fraunhofer-Cluster CINES
    Wissenschaft im Dialog

Kooperationspartner

    Kopernikus Projekte für die Energiewende
    Carbon2Chem®

Wie entwickeln und nutzen Familienunternehmen in Deutschland Umwelttechnologien, und welchen Beitrag leisten sie zum Umweltschutz? Das untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT für die Stiftung Familienunternehmen in der heute veröffentlichten Studie »Technologieatlas Nachhaltigkeit«. Das Ergebnis: Familienunternehmen sind in den 15 wichtigsten Umwelttechnologien sehr aktiv und tragen in hohem Maße zum Klimaschutz, zur Ressourcen- und Energiewende, zur Digitalisierung oder auch zur nachhaltigen Mobilität bei.

Damit Europa bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent wird – so legten es die Staaten der EU im European Green Deal fest - , sind vielfältige Technologien im Bereich der Umwelttechnik notwendig. Welche Technologien und Branchen genau dazu gehören, wie sich diese priorisieren oder bewerten lassen, und wie Familienunternehmen diese voranbringen, untersuchte das Fraunhofer UMSICHT in einer Studie. Das Forschungsteam erstellte einen »Technologieatlas Nachhaltigkeit«, der den gegenwärtigen Stand der Umwelttechnik in Deutschland beschreibt. Hierin wurde speziell der Beitrag von Familienunternehmen identifiziert, und es wurden Perspektiven für zukünftige, nachhaltige Entwicklungen aufgezeigt.

Untersuchte Umwelttechnologien
Folgende Technologien wurden betrachtet: Photovoltaik, Windkraft, Recycling, Biotechnologie, Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, Wärmepumpen, Batterien, Wärmedämmung (thermische Isolierung), Leichtbau, Smart Home, Wasserstofftechnologie, Luftreinhaltung, Biokunststoffe, E-Fuels und übergreifend die Digitalisierung.  

Die Wissenschaftler*innen erstellten zu jeder Technologie Steckbriefe, die unter anderem Märkte und Arbeitsplätze, spezifische Herausforderungen und Hemmnisse, Innovationen und Zukunftsperspektiven aufzeigen. Die Studie und die Steckbriefe beruhen auf einer intensiven Literaturrecherche, Interviews mit Expert*innen in den Unternehmen und dem Input aus einen Beiratstreffen mit Vertreter*innen aus Familienunternehmen und Vertretern aus der Politik.

Familienunternehmen tragen in großem Maß zur Ressourcenschonung bei
In den Technologiefeldern Photovoltaik und Windkraft sind die meisten Familenunternehmen tätig. Weiterhin weisen die Bereiche E-Fuels, Wasserstoff und Batterien perspektivisch ein starkes Wachstumspotenzial auf. Eins der übergreifenden Ergebnisse: Familienunternehmen übernehmen in der Entwicklung und Anwendung der wichtigsten Umwelttechnologien eine wichtige Rolle. »Sie erachten den Kampf gegen den Klimawandel und Ressourcenschonung als zentrale Aufgabe und leisten wesentliche Beiträge, um die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Sie sind bereit, in Innovationen zu investieren«, erläutert Markus Hiebel, Leiter der Studie und Abteilungleiter Nachhaltigkeit und Partizipation des Fraunhofer UMSICHT.

Wasserstofftechnologien, E-Fuels und Batterien sind Schlüsseltechnologien zur Sektorenkopplung. Die Verbindung über Branchen hinaus erfordert eine hohe Flexibilität der beteiligten Unternehmen – eine Fähigkeit, die insbesondere Familienunternehmen zugesprochen wird. »Unsere Klimaziele werden wir nur mit einer Vielzahl verschiedener und sich ergänzender Aktivitäten und Technologien erreichen. Das Know-How der Familienunternehmen in ihren jeweiligen Nischen ist dafür der wesentliche Schlüssel zum Erfolg«, sagt Stefan Heidbreder, Geschäftsführer der Stiftung Familienunternehmen.

Entscheidend für den weiteren Erfolg ist, dass die Politik technologieoffen agiert. Alle relevanten Umwelttechnologien sollten gleichermaßen berücksichtigt und keine diskriminiert werden. Der politische Rahmen sollte zudem planbar, verlässlich und möglichst global sein. Es braucht auch eine leistungsfähige digitale Infrastruktur sowie eine höhere Verfügbarkeit von Expert*innen.

Wesentliche Innovationstreiber im Bereich der Umwelttechnik sind oft staatliche Regulierungen wie ein Preis für CO2 oder Mindestrecyclingquoten. Um eine verlässliche Steuerungswirkung zu entfalten, sollten diese länderübergreifend gültig sein.

Die Studie ist als PDF zum Download beigefügt.

Was ist Mikroplastik genau? Welche Bewertungsverfahren für Kunststoffeintrag in die Umwelt gibt es? Worin unterscheiden sich Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere? Das neu erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« zielt darauf ab, solch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt zu beantworten – völlig unabhängig von bestimmten Fachdisziplinen. Das Kompendium dient als Hilfsmittel, um den gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskurs zu diesem Thema auf eine gemeinsame fachliche Basis zu stellen.

Das Themenfeld Plastik in der Umwelt ist für unterschiedliche Fachdisziplinen relevant. Definitionen und Fachtermini rund um Kunststoffe werden allerdings oft fachspezifisch bzw. kontextbezogen genutzt. Entsprechend existieren für einen Begriff zuweilen unterschiedliche Bedeutungsebenen. Um eine gemeinsame Basis im Diskurs zum Thema Plastikverschmutzung und seine Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu schaffen, haben Wissenschaftler*innen das 54 Seiten umfassende Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« erstellt. »Für eine inter- und transdisziplinäre Zusammenarbeit zu Kunststoff in der Umwelt ist ein gemeinsames Grundverständnis unabdingbar«, erklärt der federführende Autor Jürgen Bertling des Fraunhofer UMSICHT.

Einheitliche Definitionen auf Deutsch und Englisch
Das im März auf Deutsch erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« adressiert die Fachöffentlichkeit, beantwortet aber auch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt. Somit kann es auch als Hilfsmittel für Behörden, Politik, Medien, Umweltorganisationen und die interessierte Öffentlichkeit genutzt werden. Die englische Version ist derzeit noch in Bearbeitung. Es wurde auch erarbeitet, um eine einheitliche Sprachregelung innerhalb des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« sowie in der Kommunikation nach außen zu unterstützten.

In insgesamt 13 Kapiteln werden die jeweils wichtigsten Begriffe und Definitionen benannt, erläutert und kontextualisiert. Das Kompendium arbeitet dabei vor allem mit bestehenden Definitionen (u. a. DIN/CEN/ISO-Normen oder rechtliche Definitionen aus der bundesdeutschen Gesetzgebung); eine eigene Definitionsarbeit wird nur sehr begrenzt geleistet. Dabei wird im Einzelfall verdeutlicht, wie Begriffe korrekt verwendet und welche Begriffe nicht gebraucht werden sollten. Das Kompendium beinhaltet zudem ein Stichwortverzeichnis, sodass die Erläuterungen zu gesuchten Begriffen schnell ausfindig gemacht werden können.

Das Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« wurde im Rahmen des Querschnittsthemas »Begriffe und Definitionen« des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« erarbeitet. Wissenschaftler*innen aus den Verbundprojekten ENSURE, EmiStop, Innoredux, InRePlast, MaReK, MicBin, MicroCat»ch_Balt, MikroPlaTaS, PlastikBudget, PLASTRAT, RAU, ResolVe, RUSEKU, revolPET, SubµTrack und TextileMission haben sich aktiv an der Erstellung des Kompendiums beteiligt.