Aus der Branche

Die MUNICH FABRIC START ist in Deutschland eine führende Messe für zukunftsrelevante Textilinnovationen für den Fashionbereich. Ob auf der integriert stattfindenden internationalen Denim Tradeshow BLUEZONE oder in den Areas Fabrics und Additionals mit Materialneuheiten für alle Bekleidungssegmente, ReSOURCE und Sustainable Innovations für nachhaltige Denkansätze, Design Studios mit Stoffdesigns und neuen Entwicklungen für Prints, dem Innovationshub KEYHOUSE oder im neuen Sourcing-Areal THE SOURCE für internationale, vertikale Integration – nachhaltige Entwicklungen ziehen sich durch alle Bereiche. Dazu gehören:

Tee-Textilien
WASTEA by SCAYS: Von Schuhen, über Gürtel und Taschen bis hin zu Flugzeugen oder Yachten – in all diesen Bereichen könnte in Zukunft eine neue pflanzenbasierten Lederalternative zum Einsatz kommen: WASTEA. Nach der Einführung von Apfelleder hat die Unternehmensgruppe mit Sitz in Istanbul, SCAYS, auf der vergangenen Edition der MUNICH FABRIC START seine neueste Entwicklung präsentiert: Leder aus Teeabfällen. WASTEA basiert auf zwei Komponenten – einem Textil als Basis und einer Beschichtung aus dem neuen Tee-Material. Für ein späteres Recycling könnten die Schichten voneinander getrennt werden, so SCAYS. Aus dem Textil werden wieder Textilien, aus WASTEA wird WASMENT – eine neue Art Zement, aus dem das Unternehmen in der nahen Zukunft Schulen bauen möchte.

Blumenleder
Flower Matter by Irene Purasachit: Täglich entstehen Unmengen an Blumenabfällen – die in Finnland lebende Designerin Irene Purasachit schenkt ihnen ein zweites Leben. Blumenstiele und -blätter recycelt sie zu Stoff und Papier – eine vegane Alternative zur Herstellung von Taschen, Geldbeuteln oder Blumenpapier. Da das sogenannte „Flaux“ Material zu 100 Prozent aus Blumenresten besteht, ist es komplett natürlich, biologisch abbaubar, plastik- und lederfrei.

Bakterielle Zellulose
Biotic by Studio Lionne van Deursen: Man nehme Hefe, Bakterien und gesüßten grünen Tee – nach einem Fermentationsprozess wird daraus biologisch abbaubares, widerstandsfähiges und hochflexibles Material. Wie das funktioniert? Mikroben spinnen Nanofasern aus bakterieller Zellulose auf eine Oberfläche. Sobald diese Schicht getrocknet ist, wird sie zu einem festen Material, das sich in den Eigenschaften sehr ähnlich zu Leder verhält. In Experimenten mit Pflanzenfarben und Farbstoffen aus Fruchtabfällen hat die gleichnamige Designerin des Studios für Materialforschung und Produktdesign „Lionne van Deursen“ aus den Niederlanden eine Stoffkollektion in bunten Farben, mit unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit und abwechslungsreichen Mustern entwickelt.

Upcycling mit Alpaka
Re-Up-Cycle by Incalpaca: Der Alpaka-Spezialist Incalpaca hat eine hochspezialisiertes Re- und Upcycling-
Verfahren entwickelt, bei dem aus Textilresten neue langlebige High-End-Gewebe entstehen. Dafür kauft Incalpaca Stoffreste wie Webkanten, Muster oder Garne aus alten Lagerbeständen, mischt diese mit Alpakafasern und stellt daraus hochwertige Re-Up-Cycle-Garne her. Verwendet werden können Abfälle aus Wolle und Nylonmischungen sowie recyceltes Nylon, mit Acryl und Baumwolle hingegen funktioniert das Verfahren nicht. Auch extrem kurze Fasern können verarbeitet werden. Das Ergebnis: 120.000 Kilogramm recyceltes und upcyceltes Garn jährlich – zum Beispiel für Capes, Throws und Mäntel.

UV-sensible Garne
Sunkolor by Panorama Fabrics: Mit dem zunehmenden Klimawandel steigt auch die Menge der unsichtbaren UV-Strahlen der Sonne. Das Problem daran: Die jeweilige Stärke ist mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Genau das kann mit Sunkolor gelingen, denn das Material hilft dabei, die Sonneneinwirkung visuell wahrzunehmen. Das Berliner Design Studio Panorama Fabrics hat eine Technologie für Garne entwickelt, die UV-Strahlen in Textilien sichtbar machen. Durch die Sonneneinstrahlung verwandelt sich die Farbe der Sunkolor-Garne und zeigt für die menschliche Haut gefährliche UV-Indexbereiche an.

Nachhaltige Innovationen werden den Besucher:innen auch auf der kommenden MUNICH FABRIC START Spring.Summer 24 vom 24. bis 26. Januar 2023 im MOC München sowie auf der BLUEZONE und im KEYHOUSE vom 24. bis 25. Januar 2023 auf dem Zenith Areal quer durch alle Schritte der Wertschöpfungskette finden: von zahlreichen zukunftsweisenden Materialien über wasserloses Färben und sauerstoffbasierte Veredlung bis hin zu KI-gesteuerten Verfahren.

Die SOEX-Gruppe wird als erster Textilrecycler offizielles Mitglied des Innovationsbündnisses BIOTEXFUTURE. Im November hatte sich die SOEX-Gruppe mit einem Vortrag an der BIOTEXFUTURE-Konferenz beteiligt. BIOTEXFUTURE arbeitet mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft zusammen, die die gemeinsame Vision teilen, die textile Wertschöpfungskette von erdölbasierten auf biobasierte Produkte umzustellen.

Mit einem Beitrag zum Thema „Wie lässt sich nachhaltiges (biobasiertes) Textilrecycling aus-bauen?“, machte Jonas Stracke auf der Konferenz als SOEX-Projektleiter im Bereich Innovation im Textilrecycling auf eines der branchenrelevantesten Themen aufmerksam. Ziel des Vortrags war es, die Rolle der SOEX-Gruppe im Bereich der Altkleider-Sortierung offenzulegen und gemeinsam mit Akteuren aus Forschung und Industrie Methoden zu diskutieren, um den Einsatz von biobasierten Rohstoffen in der Textilindustrie zu fördern.
Im Anschluss wurde SOEX als Teil der Initiative in das Bündnis aufgenommen.

„Als Teil der Initiative wollen wir uns an der Entwicklung von Projekten beteiligen, die sich vor allem auf die Untersuchung der Rezipierbarkeit von biobasierten Materialien fokussieren. Als erster Textilrecycler im Bündnis werden wir darüber hinaus eigene Projekte ins Leben rufen, um weitere Wege zu erforschen, wie unsere sortierten Fraktionen mittels der NIR-Technologie künftig eine hochwertige Anwendung finden können“, kommentiert SOEX-Geschäftsführer Walter J. Thomsen die neu geschlossene Kooperation.

Um dem verschwenderischen Umgang mit Textilabfällen und Ressourcen entgegenzuwirken und den Einsatz von wertvollen biobasierten Rohstoffen zu fördern, hat es sich die SOEX-Gruppe zur Aufgabe gemacht, so viele aussortierte Kleidungsstücke wie möglich zu retten. Dafür steht die exakte Sortierung der getragenen Textilien nach Materialien im Vordergrund. So wird die Recyc-lingquote von Rohstoffen, insbesondere der biobasierten Rohstoffe, gemeinsam mit der Mode-branche erhöht und die Ressourcen im Kreislauf gehalten. Verknüpft mit umfassenden Sortier- und Recyclingangeboten und einem internationalen Partnernetzwerk trägt die SOEX-Gruppe dazu bei, dieses Ziel zu erreichen. Das BIOTEXFUTURE-Innovationsbündnis ist daher ein treffender Partner, um dieses Netzwerk aus Wissenschaft und Industrie weiter auszubauen.

Gemeinsam widmen sich die SOEX-Gruppe und BIOTEXFUTURE zukünftig dem Ziel, eine nach-haltige Textilindustrie weiter auszubauen. Dafür sind nachhaltige Materialien und Rohstoffe ein entscheidender Faktor. Immer noch basieren 73 Prozent aller Fasern für die Herstellung von Textilprodukten auf Erdöl. Zeitgleich bestehen nur 9 Prozent der in der Bekleidungsindustrie eingesetzten Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Kooperation soll nun einen Rich-tungswechsel anstoßen und einen Schritt in Richtung Nachhaltigkeit fördern.

Unter dem Motto »Get into the loop« trifft sich am 8. und 9. Februar 2023 beim Fraunhofer CCPE Summit erstmalig eine internationale Circular Economy Gemeinschaft unter der Leitung von UMSICHT-Institutsleiter Prof. Manfred Renner in München. Es ist der Startschuss für ein internationales Forum, das den Austausch von Lösungsideen und Innovationen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft fördert. Sechs Fraunhofer-Institute widmen sich seit rund vier Jahre im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE der Frage, wie die Wertschöpfungskette von Kunststoff zirkulär gestaltet werden kann.

350 Millionen Tonnen Kunststoff werden weltweit in einem Jahr produziert. Damit dadurch nicht auch gleichzeitig 350 Millionen Tonnen Müll entstehen, kann eine Kreislaufwirtschaft diese Kunststoffe im Kreis führen und so Ressourcen und Umwelt schonen. Dieser Wandel zu einer zirkulären Kunststoffwirtschaft benötigt systemische, technische und soziale Innovationen. Zwei Tage lang stellen internationale Expertinnen und Experten sowie die Forschenden der sechs Mitgliedsinstitute im Munich Marriot Hotel in München dazu Strategien, Forschungsergebnisse und Umsetzungsprojekte vor. Das Ziel dabei: Den Wandel zu einer zirkulären Kunststoffwirtschaft mit Präsentation und internationalen Diskussionen beschleunigen.

Das TITK - Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. lädt in der Reihe „RUDOLSTÄDTER KUNSTSTOFFTAGE“ am 24. November 2022 zum Workshop „Lyocell 2022 – nachhaltig, regional, kreislauffähig“ ein. Anmeldeschluss ist der 18. November 2022.

Es werden die Anforderungen an moderne Faserstoffe und Textiltechnologien diskutiert und dargelegt, wie der Lyocell-Prozess eine nachhaltige und zirkuläre Textilwirtschaft auch in regionalen Geschäftsmodellen ermöglicht. Dies ist umso bedeutsamer, da ab 2025 europaweit die Verpflichtung zur Rücknahme und Verwertung von Alttextilien gilt.

Der eintägige Workshop gibt Einblicke in die Vielfalt an alternativen Zellstoffen - inklusive Nutzung landwirtschaftlicher Reststoffe oder von chemisch recycelten, pre- oder post-konsumen Textilabfällen. Referenten aus Industrie und Forschung sprechen über die neuesten Entwicklungen der Branche. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Labore und Technika zu besuchen und sich fachlich auszutauschen.

• DITF beteiligt sich am internationalen Konsortium zum Kunststoffrecycling ‚WhiteCycle‘

Ein Konsortium aus 16 öffentlichen und privatwirtschaftlichen Organisationen hat sich unter dem Namen ‚WhiteCycle‘ zusammengeschlossen, um ein umfassendes und geschlossenes Recyclingsystem für Plastikabfälle zu etablieren. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden als Teil des Konsortiums ihren Beitrag mit einem neuen Syntheseverfahren zur Verarbeitung von recycelten Kunststoffen leisten.

Unter Leitung der Michelin Group Frankreich konstituierte sich das Konsortium ‚WhiteCycle‘ Anfang Juli 2022. Ziel der europäischen Initiative ist es, einen Wirtschaftskreislauf zu etablieren, um inhomogene Textilabfälle aus verschiedenen Materialien aufzubereiten und daraus neue, hochwertige Produkte herzustellen. Dieses Vorhaben soll dazu beitragen, die von der Europäischen Union gesteckten Ziele bei der Reduktion von CO₂-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Komplex aufgebaute, textilhaltige PET-Abfälle wie Reifen, Schläuche oder mehrlagige Verbundtextilien aus dem Bekleidungsbereich sind bisher schwer oder gar nicht recycelbar. Unter dem WhiteCycle-Netzwerk werden mehrere Projekte und Forschungsansätze zusammengeführt, die sich des Problems annehmen und neue Lösungsansätze liefern sollen.

Die DITF werden ein bestehendes PET-Syntheseverfahren an neuartige recycelte Monomere anpassen. Das zu bewältigende Problem besteht in den Verunreinigungen im Ausgangsmaterial, die durch dessen inhomogene Zusammensetzung bedingt sind.

Zusammen mit dem Projektpartner Kordsa Teknik Textil A.S. (Türkei) entwickeln die DITF neue Syntheserezepte. Sie haben zum Ziel, mögliche Nachteile abzustellen, die durch verbleibende Verunreinigung der Monomere zustande kommen. Denn trotz einer Reinigung der Monomere vor deren Weiterverarbeitung können nicht alle Verunreinigungen entfernt werden. Die Ansätze, die dabei verfolgt werden, sind anspruchsvoll. So müssen Art und Menge der verwendeten Zusatzstoffe spezifisch angepasst werden. Dazu gehören Katalysatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungs- und Kupplungsmittel sowie Kettenverlängerer. Auf diese Weise ist es möglich, die negativen Auswirkungen von unbekannten Verunreinigungen zu vermeiden. Damit verbessern sich die Materialeigenschaften der wiederverwerteten Kunststoffe, da sie langfristig thermisch stabilisiert werden, was wiederum in einer Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften resultiert. Das modifizierte Verfahren soll es ermöglichen, dass recyceltes PET (r-PET) die gleichen Eigenschaften wie virgin PET aufweist.

Die Konsortialpartner verfolgen andere Ansätze, um eine verbesserte Recyclingrate und hochwertigere r-PET-Produkte zu erzeugen: Optimierte Sortiertechnologien für die sortenreine Trennung von Abfällen gehören ebenso dazu wie eine enzymbasierte Behandlung von Kunststoffen, um sie auf nachhaltigem Weg in Monomere aufzuspalten. Letztlich wird auch die hochqualitative Fertigung neuer Produkte aus den recycelten Kunststoffen dazu beitragen, den Rohstoffkreislauf zu schließen.

Die Master-Studentin Joline Kaumanns am Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein hat den Materialica Award 2022 in der Kategorie „Student“ gewonnen. Ihre Arbeit „S-Polarskin - Abundance of Light – Impulses of Sustainable Lightning“ wurde für das herausragende Design und die hohe Technologiekompetenz auf der eMove 360°-Messe in Berlin ausgezeichnet. Begleitet wurde die Arbeit von Professorin Marina-Elena Wachs.

Abundance of Light bedeutet Lichtfülle und impliziert damit differenzierte, sich ergänzende Materialeigenschaften. Materialien, wie Wolle, Papiergarn und recyceltes Zellophan werden unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit verwendet. Diese Komponenten sind in einem Gewebe- und Gestrick-Gefüge als Sandwich-Material miteinander auf innovative Art verbunden. Die einzelnen Teile der Fläche greifen visuell ineinander.

Die locker gestrickte Ab-Seite verleiht dem Material eine voluminöse Haptik und sorgt für Lufteinschlüsse. Durch Lanolin ist es besonders wasserabweisend und erhält mit Dill, dem schwedischen Nationalgewürz, weitere multisinnliche Eigenschaften. Vorausgegangen war eine Forschungsstudie zu interkulturellen Design-Einflüssen aus Schweden.

Das Material lässt sich multifunktional und nachhaltigkeitsorientiert dem natürlichen Kreislauf zurückführen. Das Design – und die Designerin – hat den Anspruch an eine holistisch nachhaltige Lösung und wird sowohl für die Anwendung im Fashion als auch im Automotive Interior Design weitergedacht.

Der Materialica-Award wird im Rahmen der Messe eMove360° Europe vergeben. Sie ist die weltweit größte Fachmesse für die Mobilität 4.0. Die eMove360° Europe präsentiert die komplette Bandbreite zukunftsorientierter und nachhaltiger Mobilitätslösungen, von urbanem & mobilem Design, Material und Prozesslösungen, über automatisiertes Fahren und Elektronik bis hin zu Infotainment.

Digitale Produktpässe können nun in der größten Sortieranlage von TEXAID mithilfe der intelligenten Sortierstationen von circular.fashion verarbeitet werden. Die Sortierstationen nutzen RFID- und NFC-Technologie, um die Qualität und Konsistenz der manuellen Sortierung zu verbessern.

Digitale Produktpässe (DPP) wurden von der EU als einer der wichtigsten Voraussetzungen für die Kreislaufwirtschaft bei Mode und Textilien anerkannt. Das Technologieunternehmen circular.fashion ist in diesem Bereich ein Vorreiter und hat schon 2018 die circularity.ID auf den Markt gebracht. Mit den neu entwickelten Sortierstationen kann nun erstmals eine ID-basierte Alttextilsortierung implementiert werden.

Die ID-basierte Sortierung optimiert den manuellen Sortierprozess für die Wiederverwendung und das Recycling, indem sie den sortierenden Personen erweiterte Daten zur Verfügung stellt, um präzisere und zuverlässigere Entscheidungen zu treffen. TEXAID hat mit der Einführung dieser Technologie die europäische Kapazität zur Verarbeitung von DPPs erhöht.

Die Installation und Prüfung der neuen intelligenten Sortierstationen von TEXAID wurden kurz vor den Sommermonaten erfolgreich abgeschlossen. Erste Testergebnisse zeigen, dass die ID-basierte Sortierung die Sortierentscheidungen zuverlässiger und konsistenter ausfallen lassen kann. Das Team sieht außerdem das Potenzial, durch die ID-basierte Sortierung die Schulungskosten für neue MitarbeiterInnen zu senken und den Wert ihrer Sortierentscheidungen zu maximieren. Diese Fortschritte wurden im Rahmen des CIRTEX-Projekts erzielt, das durch das Förderprogramm KMU Innovativ des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert wurde.

Marken und Einzelhändler haben die Möglichkeit, die circularity.ID als digitalen Produktpass zu übernehmen und Textilprodukte zur ID-basierten Sortierung an TEXAID zurückzusenden.

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

• 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.

Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht zirkuläre Ansätze für die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen aus Carbon- und Glasfasern. Es entwickelt Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen. Die im Fokus stehenden Materialien sind für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar, bei denen ein geringes Materialgewicht und hohe Performance besonders geschätzt werden. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.

Derzeit gehen bis zu 40 % des Materials im Produktionsprozess als Abfall (z.B. Prepreg-Abfälle im Zuschnitt) verloren und nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren werden 98 % des Materials der Entsorgung zugeführt, ohne Aussicht auf Wiederverwertung. Bei einem jährlichen Verbrauch von etwa 138.000 Tonnen Carbonfasern und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffen sind entsprechende Umweltauswirkungen von hoher Relevanz.
Zusätzlich zu diesen Umweltproblemen muss die derzeitige Wettbewerbsposition Europas in diesen Wertschöpfungsketten verbessert werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein. 80 % der Herstellung von Carbon- und Glasfasern findet außerhalb Europas statt, und wenn die Herstellung in Europa erfolgt, sind die Technologien häufig von anderen Ländern

MC4 wird sich auf verschiedene Wiederverwendungs- und Recyclingprozesse entlang des Lebenszyklus von Verbundwerkstoffen konzentrieren. Dazu gehören:

• Chemische Recyclingtechnologien für eine wirtschaftlich effiziente Trennung von Matrix und Carbonfasern
• Verarbeitungstechnologien für die Wiederverwendung von Prepreg-Abfällen aus dem Produktionsablauf (z.B. beim Zuschnitt)
• Mechanische Recyclingverfahren für Bauteile aus Glasfaserverbundwerkstoffen zur direkten Wiederverwendung der Materialien in neuen Bauteilen
• Neue Harze für eine bessere Recycelbarkeit von Glasfaserbauteilen
• Technologien für die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zur Herstellung von Garnen, Geweben und Vliesstoffen für Verbundbauteile
• Qualitätssicherungsmethoden zur Charakterisierung von recycelten Glas- und Carbonfasern und der daraus hergestellten neuen Verbundwerkstoffe

Das Konsortium umfasst 15 Partner aus sieben europäischen Ländern. Prozessentwickler, Materialhersteller, Hersteller von Verbundbauteilen sowie Endverbraucher decken die gesamte Wertschöpfungskette ab.

Das STFI bringt in verschiedenen Arbeitspaketen des Projektes seine Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung und des Recyclings von Carbonfasern und Carbonfaserverbundbauteilen ein. Neben der Herstellung von Vliesstoffen und deren Prüfung stehen die Anfertigung von Demonstratoren, aber auch entsprechende LCA und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen im Vordergrund.

MC4 wird von der Europäischen Union unter dem Aufruf HORIZON-CL4-2021-RESILIENCE-01-01 im Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe finanziert. Die Laufzeit des Projektes ist von April 2022 bis März 2025.