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08.12.2022

Fraunhofer CCPE Summit 2023 für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft

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.

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.

(c) Interzero
21.10.2022

Fraunhofer UMSICHT: Studie zu umweltschonenden Kreislauflösungen

In der aktuellen Studie »resources SAVED by recycling« analysierte Fraunhofer UMSICHT für den Kreislaufdienstleister Interzero, welche klimabedingten Umweltschäden sich mit Kreislauflösungen vermeiden lassen und wie hoch die daraus resultierenden Einsparpotenziale sind. Das Ergebnis: Im Jahr 2021 konnte Interzero eine Million Treibhausgasemissionen einsparen und 12,5 Millionen Tonnen Primärressourcen schonen und damit Kosten in Höhe von 199 Millionen Euro für klimabedingte Umweltschäden vermeiden. Weitere Details der Studie präsentiert Interzero auf der K 2022.

Fraunhofer UMSICHT untersucht jährlich für Interzero, welche Effekte seine Kreislauflösungen auf die Umwelt und die Gesellschaft haben. Als Experte für Ökobilanzen und Critical Reviews liefert das Forschungsinstitut strategische Entscheidungsgrundlagen für nachhaltiges Handeln. Die Schwerpunkte liegt dabei auf den Branchen Chemie, Kunststoffe und der Circular Economy.

In der aktuellen Studie »resources SAVED by recycling« analysierte Fraunhofer UMSICHT für den Kreislaufdienstleister Interzero, welche klimabedingten Umweltschäden sich mit Kreislauflösungen vermeiden lassen und wie hoch die daraus resultierenden Einsparpotenziale sind. Das Ergebnis: Im Jahr 2021 konnte Interzero eine Million Treibhausgasemissionen einsparen und 12,5 Millionen Tonnen Primärressourcen schonen und damit Kosten in Höhe von 199 Millionen Euro für klimabedingte Umweltschäden vermeiden. Weitere Details der Studie präsentiert Interzero auf der K 2022.

Fraunhofer UMSICHT untersucht jährlich für Interzero, welche Effekte seine Kreislauflösungen auf die Umwelt und die Gesellschaft haben. Als Experte für Ökobilanzen und Critical Reviews liefert das Forschungsinstitut strategische Entscheidungsgrundlagen für nachhaltiges Handeln. Die Schwerpunkte liegt dabei auf den Branchen Chemie, Kunststoffe und der Circular Economy.

Die aktuellen Ergebnisse der Studie »resources SAVED by recycling« belegen die positive Wirkung der Kreislauflösungen erneut. Interzero hat 2021 die Umwelt erheblich entlastet. Durch die Kreislaufführung von insgesamt 1,8 Millionen Tonnen Wertstoffen konnte Interzero im Jahr 2021 mit seinen Kunden rund 12,5 Millionen Tonnen Primärressourcen einsparen. Zudem konnte der Ausstoß von rund einer Million Tonnen Treibhausgasen vermieden werden. Ohne den Einsatz von Interzero wären das Kosten für klimabedingte Umweltschäden in Höhe von 199 Millionen Euro (gemäß Umweltkostenermittlung des Umweltbundesamtes). Die aktuelle Einsparung an Primärressourcen entspricht dem Gewicht von 5.227 ausgewachsenen Mammutbäumen.

Die genauen Ergebnisse der aktuellen Studie stellt Interzero auf der »K 2022« vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf vor. Auf der Kunststoffmesse präsentieren die Expertinnen und Experten von Interzero Plastics Recycling innovative Technologien und Services für das Kunststoffrecycling und erläutern die Umweltvorteile des Recyclings gegenüber der Primärproduktion. So haben die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT errechnet: Der Einsatz des von Interzero produzierten Recyclingkunststoffs Procyclen spart beispielsweise im Vergleich zu Primärkunststoffen aus Rohöl 56 Prozent klimaschädliche Emissionen ein.

Im Projekt »InKa« wird die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht.
20.09.2022

Fraunhofer UMSICHT: Neue biobasierte und zirkuläre Kunststoffe auf der K 2022

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.

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.
(c) Fraunhofer CCPE
19.09.2022

Fraunhofer CCPE on the way to an international circular plastics economy

More than 350 million tons of plastic are produced worldwide every year, and vast amounts of plastic waste simply end up in the environment. The circular economy offers enormous potential for keeping plastics in the loop and thus conserving resources and the environment. Since 2018, six Fraunhofer institutes in the Fraunhofer CCPE cluster have been researching how to make the plastics value chain circular, and Prof. Manfred Renner has been the new head of the cluster since August 2022. Research results, implementation projects and strategies to accelerate the transformation to a circular plastics economy will be presented by Fraunhofer CCPE at the first international Fraunhofer CCPE Summit on February 8 and 9, 2023 in Munich.

More than 350 million tons of plastic are produced worldwide every year, and vast amounts of plastic waste simply end up in the environment. The circular economy offers enormous potential for keeping plastics in the loop and thus conserving resources and the environment. Since 2018, six Fraunhofer institutes in the Fraunhofer CCPE cluster have been researching how to make the plastics value chain circular, and Prof. Manfred Renner has been the new head of the cluster since August 2022. Research results, implementation projects and strategies to accelerate the transformation to a circular plastics economy will be presented by Fraunhofer CCPE at the first international Fraunhofer CCPE Summit on February 8 and 9, 2023 in Munich.

In a circular plastics economy, resources can be saved, products can be intelligently designed for long service life, and end-of-life losses can be reduced. Systemic, technical and social innovations are needed to make the transition from a linear to a circular economy a success. This is what the Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE is researching in the three divisions “Materials”, “Systems” and “Business”. The cooperation of the six Fraunhofer institutes IAP, ICT, IML, IVV, LBF and UMSICHT enables a multi-stakeholder approach in which the appropriate R&D competencies are bundled.

Fraunhofer CCPE would like to present and discuss successful projects and research approaches on an international scale at the Fraunhofer CCPE Summit on February 8 and 9, 2023 in Munich. The summit is to become an international forum for exchanging ideas for solutions and innovations for a circular plastics economy.

Cross-industry collaboration - local, regional and international
Since August 2022, Prof. Manfred Renner, Institute Director of Fraunhofer UMSICHT, is the new head of Fraunhofer CCPE. He succeeds Prof. Eckhard Weidner, who has retired. “Cross-industry cooperation - very local, but also regional and international - is the elementary prerequisite for a functioning circular plastics economy. At the summit, players from all points of the compass will meet and network in order to rethink the plastics value chain together," explains Prof. Manfred Renner, adding, “We want to provide answers to the following questions:  How can we make all Circular Economy principles, i.e. the ten R-strategies, known? How can industry, science and society best cooperate in a transformation to a circular plastics economy for the greatest possible impact?”

Results of the Fraunhofer CCPE cluster so far are innovative approaches for circular business models, intelligent collection, sorting, and recycling technologies, but also new formulations for circular polymers and compounds to enable multiple recycling cycles. With the newly developed assessment tool CRL® , companies can, for example, self-assess the maturity of products or product systems with regard to the circular economy. The tool checks the extent to which a product already takes into account circular economy principles in the areas of product design, product service system, end-of-life management and circular economy, and where there is still potential for improvement.

Source:

Fraunhofer UMSICHT

© Fraunhofer UMSICHT/Sandra Riedel
15.09.2022

Neue Wege für die urbane Agrarproduktion

  • 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.

  • 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.

(c) Enapter
06.07.2022

Fraunhofer UMSICHT: Start for Life Cycle Impact Zero Project

The electrolyser producer Enapter has set itself the goal of developing its entire production process to run without negative impacts on the environment. As an important step on this journey, it is building the Enapter Campus production facility, which will be powered entirely from renewable energy produced on-site and in the neighbouring Bioenergiepark. The site in in Saerbeck, North Rhine-Westphalia combines electrolyser production, an R&D building, administration and office space, as well as a cantine over 82,000 square metres. Now the company wants to investigate what other measures can be implemented to achieve its “Life Cycle Impact Zero” aspirations – together with researchers from Fraunhofer UMSICHT, the Wuppertal Institute and the Institute of Sustainable Nutrition (iSuN) of FH Münster.

The electrolyser producer Enapter has set itself the goal of developing its entire production process to run without negative impacts on the environment. As an important step on this journey, it is building the Enapter Campus production facility, which will be powered entirely from renewable energy produced on-site and in the neighbouring Bioenergiepark. The site in in Saerbeck, North Rhine-Westphalia combines electrolyser production, an R&D building, administration and office space, as well as a cantine over 82,000 square metres. Now the company wants to investigate what other measures can be implemented to achieve its “Life Cycle Impact Zero” aspirations – together with researchers from Fraunhofer UMSICHT, the Wuppertal Institute and the Institute of Sustainable Nutrition (iSuN) of FH Münster.

With the Life Cycle Impact Zero project, started on April 15, 2022, the parties want to develop and apply an especially comprehensive and holistic approach to environmental assessment. This includes chemical manufacturing and electrolyser production, as well as matters like the use of energy and water resources, the generation of waste or the human factor in general. This is intended to cover all interactions between business and people. That includes, in particular, Enapter’s employees, but also people in upstream and downstream value chains, users of the technology or residents close to the production site. A concept for sustainable employee catering is also being developed.

The basis for all environmental assessment that will be carried out is ISO 14040. The recognised international standard divides the research into four phases: Aim and scope of the study, inventory analaysis, impact assessment, as well as interpretation. Sensitivity analyses and scenario techniques are also used as further methods.

On the basis of these analyses, the 18-month project should derive concrete measures to avoid negative environmental impacts completely, if possible, for example in production, employee mobility or in energy supply. Furthermore, it will examine whether these measures are transferable to Enapter’s other locations – such as in Italy. Following on from the project, the steps defined should be implemented by Enapter in the next phase. In the subsequent Phase 3, a renewed analysis is planned. This will determine if the technological innovations achieved by then in the production and use of Enapter’s electrolysers can enable additional ecological improvements.

The Life Cycle Impact Zero project is supported by the State of NRW.

Source:

Fraunhofer UMSICHT

04.07.2022

Call for Papers »BIO-raffiniert XII« 2023

The process industry today still relies primarily on fossil raw materials. A transformation towards regenerative resources, in particular renewable raw materials, is under way. In addition, circular economy, recycling and resilience play important roles in existing and new value chains. The congress "BIO-raffiniert XII", March 7 and 8, 2023 at the Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, takes up these topics and focuses on innovative technologies, sustainability strategies as well as logistics and supply chains. Its thematic focal points will be: Bioeconomy - Strategy and Implementation, Transformation Pathways and New Value Chains. Regional as well as international developments will be addressed.

The institute invites interested experts to present their innovations, concepts, or industrial practice solutions around the bioeconomy transformation in the context of short presentations in English (10 min presentation). The deadline for proposals outlined in a one-page abstract is: Tuesday, September 16, 2022.

Further information online.

The process industry today still relies primarily on fossil raw materials. A transformation towards regenerative resources, in particular renewable raw materials, is under way. In addition, circular economy, recycling and resilience play important roles in existing and new value chains. The congress "BIO-raffiniert XII", March 7 and 8, 2023 at the Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, takes up these topics and focuses on innovative technologies, sustainability strategies as well as logistics and supply chains. Its thematic focal points will be: Bioeconomy - Strategy and Implementation, Transformation Pathways and New Value Chains. Regional as well as international developments will be addressed.

The institute invites interested experts to present their innovations, concepts, or industrial practice solutions around the bioeconomy transformation in the context of short presentations in English (10 min presentation). The deadline for proposals outlined in a one-page abstract is: Tuesday, September 16, 2022.

Further information online.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

(c) MWIDE NRW
02.06.2022

Fraunhofer UMSICHT: Marktfähige Power-to-X-Technologien entwickeln

Im Rahmen eines neuen Projektes des Spitzenclusters Industrielle Innovationen (SPIN) entsteht eine offene Versuchsplattform für die Entwicklung von Power-to-X-Technologien. Untersucht werden dabei Möglichkeiten, CO2-haltige Abgasströme zunächst in ein Synthesegas aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff und dann in verschiedene Produkte für die Chemie-, Kraftstoff- und Kunststoffindustrie umzuwandeln. Die nordrhein-westfälische Landesregierung fördert dieses Vorhaben mit 5,3 Mio. Euro.

Im Rahmen eines neuen Projektes des Spitzenclusters Industrielle Innovationen (SPIN) entsteht eine offene Versuchsplattform für die Entwicklung von Power-to-X-Technologien. Untersucht werden dabei Möglichkeiten, CO2-haltige Abgasströme zunächst in ein Synthesegas aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff und dann in verschiedene Produkte für die Chemie-, Kraftstoff- und Kunststoffindustrie umzuwandeln. Die nordrhein-westfälische Landesregierung fördert dieses Vorhaben mit 5,3 Mio. Euro.

Die Federführung des Projektes »PtX-Plattform« liegt bei der Mitsubishi Power Europe GmbH. Gemeinsam mit SPIN sowie den Projektpartnern – dem Fraunhofer UMSICHT, dem Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik (LUAT) der Universität Duisburg-Essen sowie Evonik Industries – will das Unternehmen marktfähige Lösungen für die effiziente Nutzung überschüssigen Stroms entwickeln. Ein Schwerpunkt werden dabei Wasserstoff- sowie Carbon-Capture-Use-and-Storage-Technologien sein: CCU und CCS. Entsprechende containerbasierte Anlagen entstehen auf dem Gelände des LUAT. Sie umfassen u.a. CO2-Abtrennung und katalytische Co-Elektrolyse und stellen alle notwendigen Energie- und Stoffströme zur Verfügung.

Elektrolytische Herstellung von Synthesegas
Das Fraunhofer UMSICHT erarbeitet im Zuge des Projektes u.a. Grundlagen, um in einem Power-to-X-Reaktor die elektrolytische Herstellung von Synthesegas im Labormaßstab zu demonstrieren. »Dazu skalieren wir neuartige Gasdiffusionselektroden und setzen sie für die Aufgabe in angepassten Reaktoren ein«, erklärt Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel, Leiter der Abteilung Elektrosynthese. »Weitere Komponenten der Elektrolysezellen werden so aufeinander abgestimmt, dass Verlustleistungen und Gasleckagen minimiert sowie die Zusammensetzung des Synthesegases möglichst kontrolliert variiert werden können.« Neben der Erstellung der erforderlichen Komponenten führt das Institut auch die Entwicklung, Errichtung und Inbetriebnahme eines skalierten Elektrolysesystems (inkl. der Teststandperipherie) durch und integriert alles in die Containerumgebung der Plattform.

Charakterisierung von Katalysatoren
Darüber hinaus testen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer UMSICHT Katalysator-Systeme, die neu von Evonik entwickelt worden sind und bei der Synthese von Alkoholen zum Einsatz kommen. »Wir schauen uns Umsatz, Menge und Konzentration sowohl der auftretenden Produkte als auch der Nebenprodukte an und haben dabei vor allem die Lebensdauer des Katalysators im Blick«, so Prof. Apfel. »Auf Basis unserer Testergebnisse nimmt Evonik dann weitere Optimierungen der Katalysatoren sowie deren Scale-up in Angriff.« Das beste System wird dann für den Pilotreaktor ausgewählt.

Die Bedeutung des Projektes hob Prof. Dr. Andreas Pinkwart bei der Übergabe des Förderbescheids hervor. »Die aktuellen Ereignisse zeigen einmal mehr, wie wichtig eine sichere und unabhängige Energieversorgung ist«, betonte der NRW-Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie. »Eine zukunfts- und wettbewerbsfähige Industrie benötigt große Energiemengen und klimaneutral erzeugte Rohstoffe für ihre Produktionsprozesse. Power-to-X kann nicht nur dazu beitragen, dass wir unsere ehrgeizigen Klimaschutzziele erreichen, sondern auch zu einer unabhängigen Versorgung mit synthetischen Kraftstoffen und Chemikalien für unsere Industrie und unser Energiesystem der Zukunft.«

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

31.05.2022

Fraunhofer UMSICHT: Grüner Wasserstoff aus einer Hand

Von der Komponentenentwicklung für Elektrolyse und Brennstoffzellen über die Erstellung von Konzepten zu Speicherung und Transport bis zur Implementierung sektorenübergreifender Ansätze: Forschende des Fraunhofer UMSICHT liefern aus einer Hand Lösungen zur Bereitstellung und Nutzung von Wasserstoff. Wer Einblicke in Kompetenzen und Dienstleistungen des Instituts gewinnen möchte ist herzlich zu Gesprächen auf der E-world 2022 eingeladen. Das Fraunhofer UMSICHT ist am Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen zu finden.

Von der Komponentenentwicklung für Elektrolyse und Brennstoffzellen über die Erstellung von Konzepten zu Speicherung und Transport bis zur Implementierung sektorenübergreifender Ansätze: Forschende des Fraunhofer UMSICHT liefern aus einer Hand Lösungen zur Bereitstellung und Nutzung von Wasserstoff. Wer Einblicke in Kompetenzen und Dienstleistungen des Instituts gewinnen möchte ist herzlich zu Gesprächen auf der E-world 2022 eingeladen. Das Fraunhofer UMSICHT ist am Gemeinschaftsstand des Landes Nordrhein-Westfalen zu finden.

Dort stellen Wissenschaftler*innen u.a. das Konzept eines ohmschen Reaktors vor. Seine Aufgabe: die dezentrale und flexible Bereitstellung von Wasserstoff durch die Zersetzung von Ammoniak. Das Besondere: Die Forschenden bringen die Wärme nicht von außen ein, sondern – mittels Strom – direkt in den speziell hierfür entwickelten Katalysator. »Dadurch können wir bei deutlich geringeren Temperaturen arbeiten und haben nicht diese große Überschuss-Energie. Konkret versprechen wir uns von diesem Verfahren, dass es die Effizienz bereits existierender Prozesse um wenigstens 20 Prozent verbessert«, so Dr. Andreas Menne, Leiter der Abteilung Low Carbon Technologies.

Darüber hinaus haben Messebesucher*innen Gelegenheit, den DYNAFLEX®-Check kennenzulernen. »Der DYNAFLEX®-Check ist ein Tool zur Selbsteinschätzung, das wir gerade entwickeln. Mit seiner Hilfe können kleine und mittelständische Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe ihre Bedarfe und Herausforderungen im Bereich Sektorenkopplung identifizieren«, erklärt Dr. Esther Stahl, Leiterin der Abteilung Strategische Projekte.

Dass und wie sich solche Ansätze durch cross-industrielle Netzwerke realisieren lassen, ist ebenfalls Thema auf der E-world: UMSICHT-Forschende stellen Projekte und Initiativen vor, bei denen auf regionaler Ebene dezentrale systemische Lösungen erarbeitet und umgesetzt werden. Beispielsweise das Leistungszentrum DYNAFLEX®, welches flexible Lösungen für die Energie- und Rohstoffwende entwickelt sowie in Wirtschaft und Gesellschaft transferiert.

Source:

Fraunhofer UMSICHT

(c) Mario Iser
27.04.2022

Mehr Mehrweglösungen für Kunststoffverpackungen

Damit Plastikabfall reduziert wird und eine Kreislaufwirtschaft funktionieren kann, sind Mehrwegsysteme essenziell. Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Fraunhofer IML, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE zusammenarbeiten, haben für die Stiftung Initiative Mehrweg (SIM) drei kunststoffbasierte Mehrwegsysteme mit ihren Einwegalternativen verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg ist Einweg in 14 der 17 untersuchten Kategorien überlegen und bietet großes Potenzial zum Gelingen einer Kreislaufwirtschaft. Was fehlt, sind klare politische Rahmenbedingungen und die Umsetzung der bestehenden Abfallhierarchie, die Mehrweg eigentlich priorisiert.

Damit Plastikabfall reduziert wird und eine Kreislaufwirtschaft funktionieren kann, sind Mehrwegsysteme essenziell. Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Fraunhofer IML, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE zusammenarbeiten, haben für die Stiftung Initiative Mehrweg (SIM) drei kunststoffbasierte Mehrwegsysteme mit ihren Einwegalternativen verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg ist Einweg in 14 der 17 untersuchten Kategorien überlegen und bietet großes Potenzial zum Gelingen einer Kreislaufwirtschaft. Was fehlt, sind klare politische Rahmenbedingungen und die Umsetzung der bestehenden Abfallhierarchie, die Mehrweg eigentlich priorisiert.

Nur 13 Prozent der in Deutschland produzierten Kunststoffe werden aus Rezyklaten hergestellt, im Verpackungsbereich sind es sogar nur 11 Prozent. Außerdem wird nur ein sehr geringer Teil für den ursprünglichen Zweck wiederverwendet, in der Regel dominieren Kaskadennutzungen (Downcycling). Darüber hinaus ist Deutschland einer der größten Exporteure von Plastikmüll weltweit. EU und Bundesregierung haben auf die Kunststoffproblematik reagiert: Die Produktion einiger Einwegplastikprodukte ist verboten, für PET-Getränkeflaschen wurde eine Rezyklatquote vorgeschrieben, und seit Anfang 2022 ist die Pfandpflicht für Einweggetränkeflaschen auf sämtliche Getränkearten ausgeweitet worden. »Green Deal und Taxonomie-Verordnung der EU geben die richtige Richtung für ein nachhaltiges Wirtschaften vor. Aus unserer Sicht gibt es aber folgendes Problem: Die im europäischen Abfallrecht seit Jahrzehnten geregelte Abfallhierarchie definiert eine Rangfolge bei Erzeugung und Umgang mit Kunststoffabfällen. Darin ist das Recycling der Mehrfachnutzung nachgelagert. Die Umsetzung dieser Abfallhierarchie findet bislang aber kaum statt.«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und Projektleiter der Studie.

Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit
Insbesondere für Kunststoffverpackungen existieren derzeit vorwiegend Einweglösungen. Einige Mehrwegsysteme finden sich im B2B-Bereich z. B. in der Automobilindustrie und beim Obst- und Gemüsetransport. Im B2C-Bereich sind sie eher die Ausnahme wie z. B. die Transportkisten für Lebensmittel vom regionalen Bauern. Ziel der aktuellen Studie des Fraunhofer CCPE im Auftrag der Stiftung Initiative Mehrweg war es daher, kunststoffbasierte Mehrwegverpackungssysteme zu bewerten, sie mit Einwegalternativen zu vergleichen und Empfehlungen für eine Stärkung der Kreislaufwirtschaft abzuleiten. Dazu analysierten die Forschenden die drei Mehrwegsysteme Obst- und Gemüsesteigen (bereits im Handel etabliert), Pflanzentrays (in Vorbereitung für einen großflächigen Einsatz) und Coffee-to-go-Becher (Einführungsphase). Sie wurden mit den jeweils entsprechenden Einweglösungen in den drei Bereichen Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit in insgesamt 17 Unterkategorien verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg bietet für alle drei untersuchten Demonstratoren klare Vorteile – von der Materialeffizienz über geringere Kunststoffemissionen bis hin zu einem besseren Produktschutz durch robustere Ausführungen.

Mehrweg bedeutet für Unternehmen zwar zunächst einen höheren Kapitaleinsatz durch den Aufbau von Logistik und Rückfuhrsystemen, Lagerflächen und Reinigungstechnik. Langfristig erweisen sich Mehrwegsysteme jedoch als preiswerter und ressourcenschonender, sie stärken das regionale Wirtschaften und tragen zu einer erhöhten technologischen Souveränität bei. »Entscheidend für die Vorteilhaftigkeit eines Mehrwegsystems sind dabei vor allem die Umlaufzahl und die Distributionsstruktur: Je höher die Umlaufzahl und je niedriger die Transportdistanzen, desto besser schneidet Mehrweg gegenüber Einweg ab. Hier sind also dezentrale Poollösungen elementar«, erläutert Kerstin Dobers vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Mitautorin der Studie. Im Vergleich mit anderen Verpackungsmaterialien wie Papier oder Holz weist Kunststoff eine Vielzahl vorteilhafter Eigenschaften auf – leicht, haltbar, chemisch inert – und bleibt damit für zahlreiche Anwendungen, gerade bei Mehrwegsystemen, das Material der Wahl.

Abfallhierarchie konsequent umsetzen und Mehrweg optimieren
Dieser Bericht wendet sich gleichermaßen an Politik, Verbände, Hersteller von Kunststoffverpackungen und Anbieter von Mehrweg-Poollösungen. Das Autorenteam empfiehlt schlussfolgernd zwei zentrale Maßnahmen: Zum einen sollten Wege zur konsequenten Umsetzung der Abfallhierarchie aufgezeigt und gefördert werden. Einwegsysteme sollen erst dann zum Tragen kommen, wenn die Möglichkeiten der Mehrfachnutzung ausgeschöpft sind. »Dieses Ergebnis der Studie steht im Gegensatz zur heutigen Realität am Verpackungsmarkt. Es muss neue politische Rahmenbedingungen geben, die das Umgehen dieser Reihenfolge sanktionieren. Gleichzeitig sollten Anreizsysteme für Unternehmen geschaffen werden, um vermehrt Mehrweglösungen für Kunststoffe zu etablieren«, sagt Jürgen Bertling. Er fordert zudem eine Überprüfung der Abfallhierarchie durch ein Expertengremium und nachfolgend ihre strikte Umsetzung in der Praxis. Sinnvoll sei außerdem, weniger auf die Recyclingquoten zu schauen, sondern anspruchsvolle Rezyklatanteile in der Produktion vorzugeben.

Laut Kerstin Dobers ist die zweite zentrale Maßnahme, die vorhandenen Optimierungspotenziale für Mehrweglösungen auszuschöpfen, damit ihre Vorteile weiter ausgebaut und mögliche Defizite beseitigt werden: »Sicherlich sind auch bei den Mehrweglösungen noch zahlreiche Innovationen möglich, gerade im Online-Handel oder in der Take-away-Branche. Gute Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Verpackungen modular sind und ihr Volumen reduzierbar ist (nestbar oder klappbar). Hier sind Rahmenbedingungen für nationale und internationale Standardisierungen gefragt, um die ökologischen Potenziale der Mehrwegsysteme auszuschöpfen.« Darüber hinaus müssten Umweltkennzeichen (Label) zur Kennzeichnung von Mehrweg und Einweg eindeutig sein. Hier seien vor allem Verbände gefragt.

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Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

 

Foto: Sandra Altherr, Pixabay
03.03.2022

Mikroplastik im Meer: Ganzes Ausmaß noch immer nicht absehbar

Anlässlich der 5. UNEA (The United Nations Environment Assembly)-Konferenz in Nairobi, die am 2. März 2022 zu Ende ging und auf der eine Resolution zur Aufnahme der Verhandlungen für eine globale Plastikkonvention verabschiedet wurde, fordert der »Runde Tisch Meeresmüll« eine schnelle Reduktion des Eintrags von Mikroplastik in Nord- und Ostsee. In einem aktuellen Themenpapier unter Federführung des Fraunhofer UMSICHT zeigt der Runde Tisch zahlreiche Möglichkeiten auf, wie weniger Mikroplastik ins Meer gelangen kann. Dazu gehört, den Reifenabrieb zu verringern, emissionsärmere Textilien zu entwickeln beziehungsweise diese vorzuwaschen oder schärfere Vorschriften auf Baustellen für Dämmstoffe. Plastik im Meer ist eines der drängendsten Probleme auch für Nord- und Ostsee. Es wird in allen Bereichen der deutschen Meere nachgewiesen und kann die Fortpflanzungsfähigkeit und Fitness von Meereslebewesen insbesondere an der Basis des marinen Nahrungsnetzes beeinträchtigen. Das Gesamtausmaß sowohl von Menge wie Auswirkungen sei allerdings aufgrund unzureichender Untersuchungs- und Analyseverfahren noch nicht absehbar, so der Bericht.

Anlässlich der 5. UNEA (The United Nations Environment Assembly)-Konferenz in Nairobi, die am 2. März 2022 zu Ende ging und auf der eine Resolution zur Aufnahme der Verhandlungen für eine globale Plastikkonvention verabschiedet wurde, fordert der »Runde Tisch Meeresmüll« eine schnelle Reduktion des Eintrags von Mikroplastik in Nord- und Ostsee. In einem aktuellen Themenpapier unter Federführung des Fraunhofer UMSICHT zeigt der Runde Tisch zahlreiche Möglichkeiten auf, wie weniger Mikroplastik ins Meer gelangen kann. Dazu gehört, den Reifenabrieb zu verringern, emissionsärmere Textilien zu entwickeln beziehungsweise diese vorzuwaschen oder schärfere Vorschriften auf Baustellen für Dämmstoffe. Plastik im Meer ist eines der drängendsten Probleme auch für Nord- und Ostsee. Es wird in allen Bereichen der deutschen Meere nachgewiesen und kann die Fortpflanzungsfähigkeit und Fitness von Meereslebewesen insbesondere an der Basis des marinen Nahrungsnetzes beeinträchtigen. Das Gesamtausmaß sowohl von Menge wie Auswirkungen sei allerdings aufgrund unzureichender Untersuchungs- und Analyseverfahren noch nicht absehbar, so der Bericht.

Das neue Themenpapier stellt konkrete Maßnahmen vor, um den Plastikeintrag ins Meer zu verringern.
Mikroplastik stellt ein komplexes Umweltproblem dar. Es kann als direktes Mikroplastik in die Umwelt gelangen oder während der Nutzung durch Abrieb entstehen. Zur ersten Gruppe gehören zum Beispiel Kunstraseninfills oder Pelletverluste. Zur zweiten Gruppe zählen unter anderem Reifen- und Straßenabrieb, die Verwitterung von Farben und Beschichtungen, Verluste aus Dämmstoffen und die Faserfreisetzung aus Textilien. Die Reduktion von Kunststoffemissionen ist daher durch einzelne Maßnahmen nicht zu erreichen, sondern nur durch ein breites Bündel an Aktionen.

Das Papier des »Runden Tischs Meeresmüll« beruht auf den Ergebnissen einer dreiteiligen Workshopreihe, die vom Umweltbundesamt und Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit den Mitgliedern der Unterarbeitsgruppe zu Mikroplastik des Runden Tisches Meeresmüll organisiert wurde. Es zeigt, dass bei den Quellen und den freigesetzten Mengen noch immer auch auf Abschätzungen vertraut werden muss. Der Runde Tisch fordert daher weitere vertiefende empirische Untersuchungen, um zu belastbaren Zahlen zu kommen.

Stefanie Werner, Meeresschutzexpertin im Umweltbundesamt und Geschäftsführerin des Runden Tisch Meeresmüll: »Um das Mikroplastikproblem zu bekämpfen ist insbesondere die Kunststoffindustrie gefragt. Sie sollte Sorge tragen, die notwendigen vertiefenden Untersuchungen hinsichtlich der freigesetzten Mengen von Mikroplastik durchzuführen, um dem Vorsorge- und Verursacherprinzip zu entsprechen und so zur Lösung des zu großen Teilen durch sie verursachtem Umweltproblems beizutragen.«

28 konkrete Maßnahmen für den Meeresschutz
Jürgen Bertling von Fraunhofer UMSICHT, Korrespondenzautor des Themenpapiers: »Die Reduktion von Kunststoffemissionen ist durch singuläre Maßnahmen kaum zu erreichen, sondern erfordert zahlreiche inter- und transdisziplinäre Zugänge. Ähnlich wie bei den Erkenntnisgewinnen zum Klimawandel über die letzten Jahrzehnte werden auch bei den Kunststoffemissionen, die mit ihnen zusammenhängenden Wirkungen erst langsam verstanden. In beiden Fällen spricht die schiere Menge der Emissionen, aber für einen vorsorgenden Umweltschutz.«

Der Bericht des Runden Tisches Meeresmüll schlägt zu diesem Zweck 28 konkrete Maßnahmen vor. Besonders hohe Relevanz für den Meeresschutz haben dabei:

  • Verringerung der Freisetzung von Mikroplastik aus Reifenabrieb durch Anpassung von Verkehrskonzepten und neue Reifenmaterialien;
     
  • Entwicklung emissionsärmerer Textilien und besserer Verarbeitungstechnologien sowie Vorwaschen von Textilien;
     
  • Verminderung der Einträge der besonders leichten und damit mobilen Polystyrolschaumstoffe aus der Bauwirtschaft durch Schärfung der Vorgaben zur Verwendung und Verarbeitung von Dämmstoffen und Einsatz von temporären Niederschlagsfiltern um Baustellen;
     
  • Verbesserung der Regenwasserbehandlung als zentralem Eintragspfad für nicht intendiertes Mikroplastik bspw. durch Bodenretentionsfilter;
     
  • Reduzierung des Einsatzes von Kunststoffen in umweltoffenen Anwendungen in der Meeres-/Küstenumwelt (z.B. Geotextilien, Korrosionsschutz von Offshore-Installationen);
     
  • Ausstattung des bestehenden freiwilligen Konzepts der Kunststoffindustrie »Operation Clean Sweep« mit einer extern validierten Zertifizierung für Pellets von Kunststoff-Werkstoffen (Granulate, Flakes, Grieß oder Pulver);
     
  • Regulierung von bewusst zugesetztem Mikroplastik und Entwicklung und Implementierung von Normen und Standards, um für bestimmte Produkte und Materialien die biologische Abbaubarkeit auch unter marinen Bedingungen sicherzustellen.

Runder Tisch Meeresmüll
Der Runde Tisch Meeresmüll steht unter der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz und des Umweltbundesamtes

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Umweltbundesamt und Fraunhofer UMSICHT

06.01.2022

Interdisziplinäre Weiterbildung zur Gestaltung der Energie- und Rohstoffwende

  • Berufsbegleitendes Studium
  • Mit DYNERGY zum »Cross-Industry Manager«

Für die Energie- und Rohstoffwende muss sich die Wirtschaft neu aufstellen: weg von großen stationären Anlagen und fossilen Rohstoffen hin zu kleinen flexiblen Einheiten mit variierenden Einsatzstoffen und der Nutzung von erneuerbaren Energien. Für diesen Wandel brauchen Unternehmen Fachkräfte mit Know-how zur Dynamik von Energie- und Rohstoffsystemen. Einen Weg, diese Expertise auf- und auszubauen, bieten die FernUniversität in Hagen und das Fraunhofer UMSICHT mit dem interdisziplinären Studium zur Dynamik der Sektorenkopplung DYNERGY. Die berufsbegleitende Weiterbildung startet zum Sommersemester 2022, Einschreibungen sind bis zum 1. März möglich.

Das modulare Angebot richtet sich an Fach- und Führungskräfte – insbesondere Planungsverantwortliche, Projektleitende und -mitarbeitende sowie Prozess-, Betriebs-, Versorgungs- und Energieingenieur*innen. Aber auch Berufs- und Quereinsteiger*innen aus Unternehmen, Kommunen, Verbänden oder Behörden mit Interesse an der Energie- und Rohstoffwende können teilnehmen.

  • Berufsbegleitendes Studium
  • Mit DYNERGY zum »Cross-Industry Manager«

Für die Energie- und Rohstoffwende muss sich die Wirtschaft neu aufstellen: weg von großen stationären Anlagen und fossilen Rohstoffen hin zu kleinen flexiblen Einheiten mit variierenden Einsatzstoffen und der Nutzung von erneuerbaren Energien. Für diesen Wandel brauchen Unternehmen Fachkräfte mit Know-how zur Dynamik von Energie- und Rohstoffsystemen. Einen Weg, diese Expertise auf- und auszubauen, bieten die FernUniversität in Hagen und das Fraunhofer UMSICHT mit dem interdisziplinären Studium zur Dynamik der Sektorenkopplung DYNERGY. Die berufsbegleitende Weiterbildung startet zum Sommersemester 2022, Einschreibungen sind bis zum 1. März möglich.

Das modulare Angebot richtet sich an Fach- und Führungskräfte – insbesondere Planungsverantwortliche, Projektleitende und -mitarbeitende sowie Prozess-, Betriebs-, Versorgungs- und Energieingenieur*innen. Aber auch Berufs- und Quereinsteiger*innen aus Unternehmen, Kommunen, Verbänden oder Behörden mit Interesse an der Energie- und Rohstoffwende können teilnehmen.

Im Fokus: Sektorenkopplung und cross-industrielle Verbünde
In drei Modulen erarbeiten sich die Studierenden eine fundierte und anwendungsorientierte Begriffs- und Verständnisbasis zu Sektorenkopplung und cross-industriellen Verbünden. Konkret befassen sie sich mit der Frage, wie sie Energie- und Produktionssysteme für sich verändernde Märkte und Rahmenbedingungen gestalten können – und zwar unabhängig von Prozessen und Branchen. Im Themenbereich »Dynamik von Energie- und Rohstoffsystemen« liegt der Fokus auf dynamischen Vorgängen bei der Kopplung von Energie- und Rohstoffsystemen. Hierbei stehen insbesondere Prinzipien der numerischen Modellierung, Simulation und Optimierung von Energie- und Prozesssystemen auf dem Lehrplan.

Lernen via Selbststudium, Modeling based Learning und Online-Veranstaltungen
Das Lernen erfolgt in erster Linie via Selbststudium: Die Teilnehmenden erhalten ein digitales Skript sowie den Zugang zu einer webbasierten Programmierungsumgebung. Dort können sie im Modeling based Learning die Modellierung relevanter Energie- und Produktionssysteme mit Python anhand praxisrelevanter Beispiele sowohl in Einzel- als auch in Gruppenarbeit üben und vertiefen. Darüber hinaus befassen sie sich die Teilnehmenden mit Digitalisierung in der Verfahrens- und Energietechnik, in dessen Rahmen die Möglichkeit besteht, eigene Erfahrungen mit Sensoren, Datenerfassung und Datennutzung in Modellen zu sammeln.

Abschluss als »Cross-Industry Manager«
Wer sich auf diesem Wege zum »Cross-Industry Manager« qualifiziert, erhält ein Zertifikat mit einem Gesamtumfang von 15 ECTS gemäß § 62 des Hochschulgesetzes Nordrhein-Westfalen. Weitere Details zum Abschluss der Weiterbildung sowie zu Inhalten, Aufbau und Betreuung liefern zwei kostenlose Info-Veranstaltungen am 20. Januar und 17. Februar 2022, jeweils von 17.30 bis 18.30 Uhr (digital). Anmeldungen sind über www.weiterbildung-dynergy.de möglich.

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Fraunhofer UMSICHT

© Recyda GmbH
22.12.2021

Fraunhofer UMSICHT testet Verpackungstool

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.

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.

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Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

(c) Fraunhofer UMSICHT
10.12.2021

Fraunhofer UMSICHT: Studium »infernum« ist Vorbild für nachhaltige Entwicklung

Die Weiterbildung infernum von FernUniversität und Fraunhofer UMSICHT erhielt erneut die nationale Auszeichnung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und der Deutschen UNESCO-Kommission für Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Am 10. Dezember haben das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Deutsche UNESCO-Kommission die Nationale Auszeichnung – Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)im neuen UNESCO-Programm »BNE 2030« vergeben.

Das »Interdisziplinäre Fernstudium Umweltwissenschaften« überzeugte die Jury durch ein beispielhaftes Engagement für BNE und einen besonderen Einsatz für die Globalen Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen.

Damit wurde das Weiterbildungsstudium infernum, gemeinsam angeboten von der FernUniversität in Hagen und Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, zum nunmehr sechsten Mal von der deutschen UNESCO-Kommission und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für sein Engagement im Bereich Bildung für Nachhaltige Entwicklung ausgezeichnet.

Die Weiterbildung infernum von FernUniversität und Fraunhofer UMSICHT erhielt erneut die nationale Auszeichnung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und der Deutschen UNESCO-Kommission für Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Am 10. Dezember haben das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Deutsche UNESCO-Kommission die Nationale Auszeichnung – Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)im neuen UNESCO-Programm »BNE 2030« vergeben.

Das »Interdisziplinäre Fernstudium Umweltwissenschaften« überzeugte die Jury durch ein beispielhaftes Engagement für BNE und einen besonderen Einsatz für die Globalen Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen.

Damit wurde das Weiterbildungsstudium infernum, gemeinsam angeboten von der FernUniversität in Hagen und Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, zum nunmehr sechsten Mal von der deutschen UNESCO-Kommission und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für sein Engagement im Bereich Bildung für Nachhaltige Entwicklung ausgezeichnet.

Andrea Ruyter-Petznek, Leiterin des Referats Bildung in Regionen, Bildung für nachhaltige Entwicklung im Bundesministerium für Bildung und Forschung, und der Generalsekretär der Deutschen UNESCO-Kommission Dr. Roman Luckscheiter zeichneten im Rahmen einer digitalen Auszeichnungsfeier 29 Akteurinnen und Akteure für ihr herausragendes Engagement für Bildung für nachhaltige Entwicklung aus. Die 29 geehrten Initiativen erreichen Menschen mit innovativen Bildungsangeboten, Inhalten und Ideen und befähigen Lernende, aktiv und verantwortungsvoll an der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft mitzuwirken.

Der Studiengang »Interdisziplinäre Fernstudium Umweltwissenschaften – infernum«
Die erfolgreiche und wissenschaftlich fundierte Lösung komplexer Aufgabenstellungen in den Bereichen Umwelt und Nachhaltigkeit setzt eine interdisziplinäre Denk- und Herangehensweise voraus. infernum vermittelt das hierzu notwendige Wissen und befähigt dazu, die „Sprachen“ der unterschiedlichen Disziplinen verstehen zu können. infernum zeichnet sich durch die Interdisziplinarität der Lehrinhalte, die fachliche Breite des Lehrangebotes und die Flexibilität der Organisation aus. Es ist in dieser Form einzigartig in der universitären Weiterbildungslandschaft in Deutschland. Als Fernstudienangebot ermöglicht es eine wissenschaftliche Weiterbildung neben Beruf und Familie. Die Studierenden können sich ihr individuelles Lernprogramm aus einzelnen Modulen zusammenstellen und den Abschluss Master of Science sowie unterschiedliche Zertifikatsabschlüsse erwerben.

Bildung für nachhaltige Entwicklung
Nachhaltige Entwicklung bedeutet, Menschenwürde und Chancengerechtigkeit für alle in einer intakten Umwelt zu verwirklichen. Bildung ist für eine nachhaltige Entwicklung zentral. Sie versetzt Menschen in die Lage, Entscheidungen für die Zukunft zu treffen und abzuschätzen, wie sich eigene Handlungen auf künftige Generationen oder das Leben in anderen Weltregionen auswirken. In der globalen Nachhaltigkeitsagenda 2030 der Vereinten Nationen ist die Umsetzung von BNE als Ziel für die Weltgemeinschaft festgeschrieben. Im Anschluss an das UNESCO-Weltaktionsprogramm Bildung für nachhaltige Entwicklung (2015 – 2019) beteiligt sich Deutschland am UNESCO-Folgeprogramm »BNE 2030«, das eng an die Agenda und ihre 17 globalen Nachhaltigkeitsziel geknüpft ist.

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Fraunhofer UMSICHT

(c) NRW.Energy4Climate
Minister Pinkwart zur Carbon Management Strategie NRW
23.11.2021

Fraunhofer UMSICHT: Carbon Management Strategie NRW

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.

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.
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Fraunhofer UMSICHT

(c) evo
Christian Basler wurde zum neuen Vorstandsvorsitzenden des UMSICHT-Fördervereins gewählt und tritt die Nachfolge von Bernd Homberg an
16.11.2021

UMSICHT-Förderverein unterstützt Forschungsprojekte

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Der UMSICHT-Förderverein ist ein wichtiger Partner des Oberhausener Forschungsinstituts und verfügt über ein großes Netzwerk aus Politik, Wirtschaft und Industrie. Neben der Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis ist die gezielte Nachwuchs- und Projektförderung ein zentrales Anliegen des mittlerweile über 30 Jahre bestehenden Vereins. So werden auf der jährlichen Mitgliederversammlung Menschen ausgezeichnet, die innovative Projekte bearbeiten und besondere Arbeit geleistet haben. In diesem Jahr erhielten die UMSICHT-Forschenden Laura Huwald und Tobias Rieger eine finanzielle Zuwendung von je 10 000 Euro für ihre Forschungsvorhaben. Die beiden Studentinnen Sonja Frerich und Hannah Brenner freuten sich über insgesamt 750 Euro Preisgeld für ihre herausragenden Bachelor- und Masterarbeiten.

Neuartige Brennstoffzellen
Laura Huwald, Abteilung Elektrochemische Energiespeicher, untersucht die »Entwicklung und Charakterisierung kohlenstoffbasierter poröser Transportlagen für Brennstoffzellen«. Dank der Substitution durch kohlenstoffbasierte Materialien kann das neuartige Zellkonzept mittels kostengünstiger und langzeitstabiler Komponenten realisiert werden. Ihre Arbeit bietet die Grundlage zur Initiierung eines Nachfolgeprojekts mit Industriebeteiligung, in dem ein Prototyp des neuartigen Brennstoffzellenkonzepts mit den am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Bipolarplatten realisiert werden soll.

Innovative Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle
Tobias Rieger überprüft im Projekt SubForceH2 das »Chemische Recycling von Kunststoffabfällen zur Substitution fossiler Rohstoffe in der chemischen Industrie und der Erzeugung von Wasserstoff«. Dadurch können z. B. CO2-Emissionen eingespart werden, da der in Kunststoffabfällen gebundene Kohlenstoff nicht durch konventionelle Müllverbrennung freigesetzt, sondern durch die Umsetzung zu chemischen Grundstoffen im Kreislauf gehalten wird. Als Nebenprodukt entsteht zudem Wasserstoff, welcher in zahlreichen industriellen Anwendung benötigt und zur Speicherung von Energie zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Masterarbeit: Kunststoffe in Böden
Im Rahmen ihrer Masterarbeit »Entwicklung, Validierung und Anwendung einer Methode zur Untersuchung von Kunststoffemissionen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen« entwickelte Hannah Brenner eine praxisorientierte Methode, mit der Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufbereitet und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehalts analysiert werden können. Ziel ist die Einschätzung der Belastung von Feldflächen durch Kunststoffemissionen und der anschließende Vergleich mit anderen Habitaten. Dadurch soll eine schnellstmögliche Reduzierung des Mikroplastikeintrags in terrestrische Ökosysteme erreicht werden.

Herausragende Bachelorarbeit
Hauptbestandteil von Sonja Frerichs Bachelorarbeit war es, die mechanische Eignung eines neuartigen, am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Materials für den Einsatz in Brennstoffzellen zu untersuchen. Im Fokus stand die Umformbarkeit von thermoplastbasiertem Folien-BPP (BPP: Blasextrudiertes Polypropylen), um Gasverteilungsstrukturen für Wasserstoff und Sauerstoff einprägen zu können. Die Vermessung der eingeprägten Strukturen wurde unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt.

Source:

Fraunhofer-UMSICHT

Recycling secures raw materials for a climate-neutral Europe © ALBA Group
Newly published: the studie “resources SAVED by recycling”.
06.10.2021

Recycling secures raw materials for a climate-neutral Europe

Recycling is the key factor in achieving the EU climate targets. This is shown by the results of the "resources SAVED by recycling" study published today, which Fraunhofer UMSICHT prepared on behalf of the ALBA Group, one of the ten leading recycling companies worldwide. According to the study, 3.5 million tons of greenhouse gas emissions and 28.8 million tons of primary resources could be saved in 2020 alone. Further potential could be raised, for example, through minimum quotas for the use of recycled raw materials.

Recycling is the key factor in achieving the EU climate targets. This is shown by the results of the "resources SAVED by recycling" study published today, which Fraunhofer UMSICHT prepared on behalf of the ALBA Group, one of the ten leading recycling companies worldwide. According to the study, 3.5 million tons of greenhouse gas emissions and 28.8 million tons of primary resources could be saved in 2020 alone. Further potential could be raised, for example, through minimum quotas for the use of recycled raw materials.

“Fit for 55” thanks to the circular economy: the recycling of raw materials leads to a systematic reduction in the greenhouse gas emissions of our civilisation – and can therefore make a key contribution to achieving the EU climate goals. This is the outcome of the “resources SAVED by recycling” study presented today, which the Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT prepared on behalf of the ALBA Group. Thanks to the closed-loop circulation of 4.8 million tonnes of recyclable materials, the ALBA Group succeeded in preventing some 3.5 million tonnes of climate-damaging greenhouse gas emissions in the year 2020 alone. This amount is equivalent to the emissions from some five million return flights between Frankfurt am Main and Mallorca. At the same time, recycling also secures valuable raw materials for the industry: in 2020, in comparison with primary production, recycling saved 28.8 million tonnes of resources, such as crude oil and iron ore.

“The circular economy is one of the strongest pace-setters on the journey to achieving climate neutrality,” highlights Dr. Axel Schweitzer, CEO of the ALBA Group. “We will only achieve the goal of reducing greenhouse gas emissions by at least 55 per cent throughout Europe by 2030 if we make consistent use of recycled raw materials.” This includes the area of plastics, for example: compared with primary plastics made from crude oil, the use of high-quality recycled plastics achieves a reduction of greenhouse gas emissions of more than 50 per cent. “It is now necessary to lever this potential,” explains Schweitzer. “We are expecting the new Federal Government in Germany to act decisively and push ahead directly with the transition to a circular economy. The environmental benefits of recycling due to its clearly superior CO2 balance should also find reflection in prices. As immediate climate protection measures, clear industry standards for recyclates combined with minimum quotas on the use of recycled raw materials in products and packaging are also urgently necessary. Last but not least, the state sector is also called upon to prioritise resource protection in the area of procurement. Sustainable procurement can ultimately provide a significant boost to the circular economy”.

Plastics, metals, waste electrical (and electronic) equipment, wood, paper, cardboard, cartons or glass: the Fraunhofer UMSICHT has now been researching the specific benefits of recycling for 14 years. Detailed comparisons have also been made of the primary processes and recycling processes for the various material flows. “This means we can precisely quantify the extent to which the recycling activities of the ALBA Group can contribute to reducing the burden on the environment,” explains Dr.-Ing. Markus Hiebel, Director of the Department for Sustainability and Participation at Fraunhofer UMSICHT. Hiebel believes that the greatest savings can be achieved if the entire value chain is aligned consistently with the circular principle: “The transformation towards a genuine circular economy requires completely new thinking. Products should be designed and managed to ensure that they contain recycled raw materials right from the start – which enables them to be recycled appropriately.”

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

 

Fraunhofer UMSICHT: Bionische Mikroplastikfilter in Waschmaschinen (c) Jan Hagenmeyer/Uni Bonn
06.10.2021

Fraunhofer UMSICHT: Bionische Mikroplastikfilter in Waschmaschinen

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.

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.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Fraunhofer UMSICHT: Wie sieht die Vision einer Stadtteilfabrik aus? (c) Fraunhofer UMSICHT
28.09.2021

Fraunhofer UMSICHT: Wie sieht die Vision einer Stadtteilfabrik aus?

Im Rahmen des NRW-Projekts »Labor für urbane Zukunftsfragen und Innovationen (LUZI)« stellt die DEZENTRALE des Fraunhofer UMSICHT im September und Oktober mit vier kostenfreien Online-Veranstaltungen ihr Konzept der Stadtteilfabrik vor. Am 30. September können sich Kreativschaffende, Handwerker*innen und Interessierte aus dem Einzelhandel genauso wie alle Bürger*innen ein erstes Bild von der alternativen und nachhaltigen Lösung im urbanen Raum schaffen und darüber ins Gespräch kommen.

Thematischer Start mit einem Rundumschlag
Das Thema »Vision der Stadtteilfabrik« soll dabei insbesondere auch in all seinen Facetten zur Diskussion anregen und den interdisziplinären Austausch fördern. Von Geschäftsmodellen über Möglichkeiten der Nutzerintegration und Fertigungstechnologien bis hin zu entstehenden Mehrwerten bilden sich viele Fragen, auf die beim Auftakt der Veranstaltungsreihe eine Antwort erarbeitet wird. Angefangen mit dem Grobkonzept, stehen dabei aber auch insbesondere die Schlüsselaktivitäten im Mittelpunkt der Diskussion.

Im Rahmen des NRW-Projekts »Labor für urbane Zukunftsfragen und Innovationen (LUZI)« stellt die DEZENTRALE des Fraunhofer UMSICHT im September und Oktober mit vier kostenfreien Online-Veranstaltungen ihr Konzept der Stadtteilfabrik vor. Am 30. September können sich Kreativschaffende, Handwerker*innen und Interessierte aus dem Einzelhandel genauso wie alle Bürger*innen ein erstes Bild von der alternativen und nachhaltigen Lösung im urbanen Raum schaffen und darüber ins Gespräch kommen.

Thematischer Start mit einem Rundumschlag
Das Thema »Vision der Stadtteilfabrik« soll dabei insbesondere auch in all seinen Facetten zur Diskussion anregen und den interdisziplinären Austausch fördern. Von Geschäftsmodellen über Möglichkeiten der Nutzerintegration und Fertigungstechnologien bis hin zu entstehenden Mehrwerten bilden sich viele Fragen, auf die beim Auftakt der Veranstaltungsreihe eine Antwort erarbeitet wird. Angefangen mit dem Grobkonzept, stehen dabei aber auch insbesondere die Schlüsselaktivitäten im Mittelpunkt der Diskussion.

Zum Projekt
Das Labor für urbane Zukunftsfragen und Innovationen« untersucht transdisziplinär, wie und durch welche Zielgruppen ein Maker Space – eine offene Werkstatt – nachhaltig funktionieren kann. Dazu möchte das Forschungsteam herausfinden, welche Bedingungen es braucht, um soziale, ökologische und kreative Ideen in unternehmerisches Handeln zu überführen sowie Güter herzustellen und Bildungsangebote zu offerieren.

Source:

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Fraunhofer CCPE veröffentlicht Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen (c)CCPE
Positionspapier Recyclingtechnologien für Kunststoffe
22.09.2021

Chemisches Recycling von Kunststoffen

  • 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.

  • 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

 

Source:

Fraunhofer UMSICHT Institutsteil Sulzbach-Rosenberg