Aus der Branche

Die „Cellulose Fibre Conference 2024“, die am 13. und 14. März in Köln stattfand, zeigte die Innovationskraft der Zellulosefaserindustrie. Mehrere Projekte und Scale-ups für Textilien, Hygieneprodukte, Bauwesen und Verpackungen zeigten das Wachstum und die vielversprechende Zukunft dieser Industrie, die durch politische Rahmenbedingungen zur Reduzierung von Einwegkunststoffprodukten, wie z. B. die Single-Use Plastics Directive (SUPD) in Europa, unterstützt wird.

40 internationale Referenten und Referentinnen stellten die neuesten Markttrends ihrer Branchen vor und zeigten das Innovationspotenzial von Zellulosefasern auf. Führende Experten und Expertinnen präsentierten neue Technologien für das Recycling zellulosischer Rohstoffe und gaben Einblicke in die Praxis der Kreislaufwirtschaft in den Bereichen Textil, Hygiene, Bau und Verpackung. Auf alle Vorträge folgten spannende Podiumsdiskussionen mit reger Publikumsbeteiligung und zahlreichen Fragen und Kommentaren aus dem Publikum in Köln und online. Für die 214 Teilnehmenden und 23 Aussteller aus 27 Ländern war die Zellulosefaser-Konferenz einmal mehr eine hervorragende Gelegenheit zum Netzwerken. Die jährlich stattfindende Konferenz ist ein einzigartiger Treffpunkt für die globale Zellulosefaserindustrie.

Bereits zum vierten Mal verlieh das nova-Institut im Rahmen der Zellulosefaser-Konferenz den Preis „Cellulose Fibre Innovation of the Year“. Mit dem Innovationspreis werden Anwendungen und Innovationen ausgezeichnet, die wegweisend für den Übergang der Industrie zu nachhaltigen Fasern sind. Es war ein enges Rennen unter den Nominierten – „The Straw Flexi-Dress“ von DITF & VRETENA (Deutschland), eine textile Zellulosefaser aus ungebleichtem Strohzellstoff, ist die siegreiche Zellulosefaser-Innovation 2024, gefolgt von HONEXT (Spanien) mit „HONEXT® Board FR-B (B-s1, d0)“ aus Faserabfällen der Papierindustrie, während TreeToTextile (Schweden) mit einer neuen Generation von bio-basierten und ressourceneffizienten Fasern den dritten Platz belegte.

Im Vorfeld der Veranstaltung hatte der Konferenzbeirat sechs Innovationen für den Preis nominiert. Die Nominierten lieferten sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen, als die Gewinner am ersten Konferenztag in einer Live-Abstimmung durch das Publikum gewählt wurden.

Erster Platz
DITF & VRETENA (Deutschland): The Straw Flexi-Dress: Design trifft Nachhaltigkeit
Das Flexi-Dress-Design wurde durch die natürliche goldene Farbe und den seidigen Griff von HighPerCell® (HPC)-Filamenten inspiriert, die auf ungebleichtem Strohzellstoff basieren. Diese Zellulosefilamente werden mit einer umweltfreundlichen Spinntechnologie in einem geschlossenen Produktionsprozess hergestellt. Die Designentscheidungen konzentrierten sich auf die emotionale  Verbindung und Verbundenheit mit dem HPC-Material, um ein lokales und zirkuläres Modeprodukt zu schaffen. Flexi-Dress ist als vielseitiges Strickkleidungsstück konzipiert – von der Arbeit bis zur Straße – das als Kleid getragen, aber auch in zwei Teile geteilt werden kann – separat als Oberteil und als gerader Rock. Das Oberteil kann auch mit einem V-Ausschnitt vorne oder hinten getragen werden. Die Struktur des HPC-Textilgestricks wurde als wichtig für den Komfort und die emotionalen Eigenschaften erachtet.

Zweiter Platz
Honext Material (Spanien): HONEXT® Board FR-B (B-s1, d0) – Flammenhemmendes Wandpaneel aus recycelten Faserabfällen aus der Papierindustrie
HONEXT® FR-B board (B-s1, d0) ist eine flammenhemmende Platte, die zu 100 % aus upcycelten Industrieabfällen der Papierindustrie hergestellt wird. Dank Innovationen in der Biotechnologie wird Papierschlamm – der bisher „wertlose“ Rückstand aus der Papierherstellung – zu einem vollständig recycelbaren Material aufbereitet, und zwar ohne den Einsatz von Harzen. Diese leichte und einfach zu handhabende Platte zeichnet sich durch eine hohe mechanische Leistung und Stabilität sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus und eignet sich daher perfekt für verschiedene Anwendungen in allen Innenräumen, in denen der Brandschutz eine wichtige Rolle spielt. Das Material ist ungiftig und enthält keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), was sowohl für die Menschen als auch für die Umwelt sicher ist. Als nachhaltiges und gesundes Material für Bauten erreicht es Cradle-to-Cradle Certified GOLD und Material Health Certificate™ Gold Level Version 4.0 mit einem kohlenstoffnegativen Fußabdruck. Außerdem ist das Produkt nach dem Product Environmental Footprint verifiziert.

Dritter Platz
TreeToTextile (Schweden): Eine neue Generation von bio-basierten und ressourceneffizienten Fasern
TreeToTextile hat eine einzigartige, nachhaltige und ressourceneffiziente Faser entwickelt, die es auf dem Markt noch nicht gibt. Sie hat einen natürlichen, trockenen Griff, der dem von Baumwolle ähnelt, einen halbmatten Glanz und einen hohen Faltenwurf wie Viskose. Sie basiert auf Zellulose und hat das Potenzial, Baumwolle, Viskose und Polyester als Einzelfaser oder in Mischungen zu ergänzen oder, je nach Anwendung, zu ersetzen.
Die TreeToTextile Technology™ hat einen geringen Bedarf an Chemikalien, Energie und Wasser. Laut einer von Dritten durchgeführten Ökobilanz hat die TreeToTextile-Faser eine Klimawirkung von 0,6 kg CO2 eq/Kilo Faser. Die Faser wird aus bio-basierten und rückverfolgbaren Ressourcen hergestellt und ist biologisch abbaubar.

Die nächste Cellulose Fibres Conference findet am 12. und 13. März 2025 statt.

• Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. bvse wendet sich mit Umweltverbänden an das Bundeswirtschafts- und das -bauministerium
• Änderungen am Gebäudeenergiegesetz gefordert

Der bvse hat sich in einer fachlichen Stellungnahme deutlich für Änderungen am Gebäudeenergiegesetz ausgesprochen. Der Gesetzentwurf untergrabe die Zielsetzung der Kreislaufwirtschaft, so der bvse-Hauptgeschäftsführer Eric Rehbock. Man habe sich daher bewusst dazu entschlossen, gemeinsam mit Umweltverbänden in einem offenen Brief an Bundeswirtschaftsminister Habeck und Bundesbauministerin Geywitz die Forderungen zu vertreten. Die Gleichsetzung von Abwärme aus Müllverbrennungsanlagen und erneuerbare Energien sei willkürlich, falsch und werde dazu führen, dass wieder mehr Abfälle verbrannt würden und damit mehr CO₂ freigesetzt werde. Damit werde das Gegenteil von Klimaschutz erreicht.

Der offene Brief im Wortlaut:

Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz
Bundesministerin für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen
Mitglieder des Bundestagsausschusses für Klimaschutz und Energie
Mitglieder des Bundestagsausschusses für Wohnen, Stadtentwicklung, Bauwesen und Kommunen
Mitglieder des Bundestagsausschusses für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz

23.06.2023

Keine falschen Anreize für Müllverbrennung als „grüne“ Fernwärme

Sehr geehrter Herr Bundesminister Habeck,
Sehr geehrte Frau Bundesministerin Geywitz,
Sehr geehrte Ausschussmitglieder,

im gegenwärtig diskutierten Gebäudeenergiegesetz (GEG) sowie im Entwurf des Wärmeplanungsgesetzes (WPG) birgt die Einstufung von Wärme aus der Abfallverbrennung als unvermeidbare Abwärme die Gefahr, den Zielen des Klima- und Ressourcenschutzes zuwiderzulaufen.

Nach § 3 Absatz 1 Nummer 30a GEG würden künftig Wärmenetze, die mit Energie aus der Verbrennung von Abfällen gespeist werden, in vollem Umfang zur Erfüllung der gesetzlich vorgesehenen Anforderungen an Heizungsanlagen (65-Prozent-Vorgabe gemäß § 71 Absatz 1) beitragen. Wärme aus der Müllverbrennung ist jedoch keineswegs unvermeidbar!

Abwärme aus der Müllverbrennung auf eine Stufe mit Wärme aus erneuerbaren Energien zu stellen, würde die massenhafte Vernichtung wertvoller Ressourcen und die damit einhergehende Klimabelastung für viele weitere Jahrzehnte zementieren. Die vorgenommene Einstufung von Wärme aus der thermischen Abfallbehandlung als unvermeidbare Abwärme sollte deshalb aus dem GEG sowie dem WPG gestrichen werden. Wärme aus thermischer Abfallbehandlung muss reduziert statt gefördert werden.

Die Potenziale einer Verbesserung der getrennten Wertstoffsammlung, der Sortierung von Wertstoffen sowie die Nutzung nicht recycelbarer Abfälle als Ersatzbrennstoffe, die fossile Energieträger in höherwertigen energetischen Prozessen ersetzen, können nur ausgeschöpft werden, wenn die Müllverbrennung nicht attraktiver gemacht wird. Derzeit sind immer noch bis zu zwei Drittel des Inhalts der durchschnittlichen Restmülltonne in Deutschland recycelbare Abfälle. Dies sind insbesondere Bioabfälle, aber auch Altpapier, Verpackungsabfälle oder Elektroaltgeräte.

Allein durch den Vollzug bestehender Gesetze (BioabfallVO, VerpackG, GewerbeabfallVO) würden fünf Millionen Tonnen weniger Abfälle verbrannt werden, dies entspricht einer Reduktion der Abfallverbrennungskapazitäten um ein Fünftel (Öko-Institut (2019): Kapazitäten der energetischen Verwertung von Abfällen in Deutschland und ihre zukünftige Entwicklung in einer Kreislaufwirtschaft).

Statt Anreize für eine bessere Abfallgetrenntsammlung zu setzen, würde das GEG sowie das WPG in seiner jetzigen Form gerade jene Kommunen belohnen, die besonders viel Restmüll und somit Müllwärme produzieren.

Auch steht die Anrechnung der Müllwärme als unvermeidbare Abwärme im Widerspruch zum Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG). Bei der Abfallverbrennung werden in Deutschland jährlich fast 24 Millionen Tonnen CO₂ freigesetzt, deren fossile Anteile ab 2024 CO₂-bepreist werden. Wieso die Verbrennung von Abfällen, insbesondere von Wertstoffen wie Metalle, Kunststoffe und Papier, angesichts dieser im BEHG hinterlegten CO₂-Emissionen nun im Rahmen des GEG sowie des WPG auf eine klimaneutrale Wärmeversorgung einzahlen soll, ist nicht nachvollziehbar.

Die Wärme aus der Verbrennung insbesondere des biogenen Anteils in Abfallverbrennungsanlagen im geplanten GEG sowie im WPG als erneuerbare Energie einzustufen, ist eine weitere Fehlannahme, die Kreislaufwirtschaftsambitionen konterkariert. Auch im BEHG, das mit der Bepreisung von CO₂-Emissionen aus der Müllverbrennung einen richtigen Ansatz zu deren Reduktion verfolgt, werden die Emissionen durch die Verbrennung organischen Kohlenstoffs nicht ausreichend berücksichtigt.

Organische Abfälle gehören aufgrund ihres stofflichen Werts als Düngemittel, der auch energetisch deutlich vorteilhafteren sowie klimaschonenderen Behandlungsoption durch Biogasanlagen und ihres hohen Wassergehalts eindeutig nicht in die thermische Verwertung. Im GEG und WPG sollte daher die Abfallverbrennung nicht oder maximal mit einem gesetzlich definierten unvermeidbaren Abfallverbrennungsanteil zur Erfüllung der Vorgaben an die erneuerbare Wärmeversorgung beitragen dürfen.

Der gesetzlich definierte Anteil sollte sich dabei an der niedrigsten in deutschen Kommunen anfallenden spezifischen Restmüllmenge orientieren und regelmäßig angepasst werden. Ansonsten wird es zu der absurden Situation kommen, dass Kommunen auf dem Papier klimaneutrale Wärmenetze betreiben, in Wirklichkeit aber weiterhin vermeidbares (!) CO₂ über ihre Abfallverbrennungsanlagen emittieren. Dies kann nicht im Interesse einer ernst gemeinten Klima- und Ressourcenpolitik sein.

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

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

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

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

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

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

Stark steigende Baustoffpreise, immer knapper werdende Rohstoffe sowie steigende Preise für CO2-Zertifkate und Strom erhöhen den Druck, klimafreundliche und doch wettbewerbsfähige Produkte zu verwenden und innovative Produkte, Verfahren und Prozesse dafür zu entwickeln.

Für diese Herausforderungen im Bauwesen bietet der Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen neue Lösungen und ein enormes Anwendungspotential. Bisher sind diese Werkstoffe im Bauwesen noch nicht in ausreichendem Umfang etabliert und bei vielen Entscheidern noch nicht Teil der Lösung. Deshalb treibt das Fachnetzwerk CU Bau des Composites United e.V. (CU) als nationale und internationale Plattform dieses Thema für seine Mitglieder aus Industrie und Wissenschaft voran.

Hybride Bauweisen
Roy Thyroff, im Netzwerk Composites United e.V. Geschäftsführer CU Bau: „Unser Ziel ist, dass die gesamte Bauwirtschaft – Architekten, Planer, Bauingenieure, Zulassungsstellen sowie Bauunternehmen – Bauprodukte mit faserverstärkter Beton- und Polymermatrix mit entsprechenden Zulassungen einsetzen kann.“ Dabei geht es nicht nur um Bauweisen mit faserverstärkten Kunststoffen und textilbewehrtem Beton, sondern darüber hinaus auch um hybride Bauweisen, wie z.B. Hybridbauwerke aus Holz und Carbonbeton. Denn faserbasierter, hybrider Leichtbau führt die besten Eigenschaften verschiedener Materialien klimafreundlich zusammen, bietet somit gegenüber herkömmlichen Baustoffen große Vorteile für den Klimaschutz und ermöglicht völlig neue Bauweisen.

Vorteile von Faserverbundwerkstoffen
Faserverbundwerkstoffe sind sowohl im Neubau als auch in der Sanierung dank ihrer umwelt- und ressourcenschonenden Eigenschaften im Vorteil. Neben der CO2-Reduktion liegen die wesentlichen Vorteil:

• in der Geschwindigkeit der Ausführung,
• dem geringeren Materialeinsatz,
• der Kostenreduktion,
• der Leistungsfähigkeit wie hoher Druck- und Biegezugfestigkeit,
• dem einfacheren Handling
• den geringeren Transportlasten,
• der Beständigkeit gegen Korrosion,
• der Flexibilität bei unterschiedlichen Schädigungsgraden eines Sanierungsfalls und
• der deutlich verlängerten Nutzungsdauer.

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, IL) sind der Schlüssel zu nachhaltigen biobasierten Fasern für vielfältige Anwendungen in der Industrie. 2003 hat Dr. Frank Hermanutz mit seinem Team gemeinsam mit der BASF SE ein innovatives Lösungsmittel für Biopolymere, also Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen, entdeckt. Auf dieser Basis wurden mit der patentierten HighPerCell®-Technologie Cellulosefilamentfasern entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als technische Fasern eingesetzt werden können. Sie sind zum Beispiel Ausgangsprodukt für cellulosebasierte Carbonfasern.

Carbonfasern werden vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt, gewinnen aber auch im Bauwesen an Bedeutung. Sie sind äußerst hitzebeständig und belastbar. Herkömmliche, nicht auf Biopolymeren basierende Carbonfasern sind allerdings derzeit noch sehr teuer und ihre Herstellung belastet die Umwelt. Die Carbonfaserherstellung auf der Basis von Cellulose würde nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch die Energiekosten senken. Für die Gewinnung von Zellstoff bietet sich zum Beispiel die heimische Buche an. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biopolymerwerkstoffe der DITF bringen dieses neue Verfahren in das im April 2020 vom Land Baden-Württemberg gegründete Technikum Laubholz (TLH) ein. Dort wird die Technologie in enger Zusammenarbeit mit beteiligten Industriefirmen praktisch umgesetzt.

Hochleistungsfasern aus Cellulose sind für viele weitere Anwendungen geeignet, wie zum als Verstärkungsfasern im Beton oder als Bestandteil von sortenreinen Verbundwerkstoffe.

„Schon bald könnten biopolymerbasierte Werkstoffe die gleichen Eigenschaften aufweisen wie erdölbasierte Materialien. Das wäre ein enormer Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Umweltverträglichkeit“ erklärt Frank Hermanutz.

Die Jury des Ideenwettbewerbs würdigt diese Forschungsleistung für Umweltschutz und Nachhaltigkeit mit dem Bioökonomie-Innovationspreis.