Umwelttechnologie und Faserverbundwerkstoffe: Entsorgung und Verwertung von kohlenstofffaserhaltigen Abfällen

Cluster: Trägerverein Umwelttechnologie-Cluster Bayern e.V.
Am Mittleren Moos 48 86167 Augsburg
Ansprechpartnerin:
Laura Jantz
Telefon + 49 821 455 798-24 Telefax +49 821 455 798-10 laura.jantz@umweltcluster.net
www.umweltcluster.net

Kurzbeschreibung: Zentrale Zielstellung des Umweltclusters Bayern ist es, die Innovationskraft und Internationalisierung der Umweltbranche aktiv zu fördern und damit den Wirtschaftsstandort Bayern nachhaltig zu stärken. In den Unternehmen der bayerischen Umweltbranche ist enormes Fachwissen vorhanden, gleichzeitig herrscht die für mittelständische Betriebe charakteristische, hohe Flexibilität und Dynamik. Darüber hinaus bietet Bayern eine exzellente Hochschullandschaft, ergänzt durch eine Vielzahl an außeruniversitärer Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen. Um das bestehende Potential und Synergien zu fördern und zu optimieren bedarf es der verstärkten Zusammenarbeit aller Akteure.

Der Umweltcluster Bayern ist Teil der Cluster-Offensive Bayern, die im Jahr 2006 von der Bayerischen Staatsregierung ins Leben gerufen wurde, um ihre erfolgreichen Programme zur Stärkung der Potenziale in Wirtschaft und Forschung fortzusetzen. Alle bayerischen Industrie- und Handelskammern haben mit dem Trägerverein Umwelttechnologie-Cluster Bayern e.V. als organisatorischen Rahmen für den Umweltcluster Bayern einen eigenen Verein gegründet, den sie als ordentliche Mitglieder tragen und begleiten.

Cluster: MAI Carbon Clustermanagement GmbH
Am Technologiezentrum 5
86159 Augsburg
Ansprechpartner:
Denny Schüppel
Tel: 01773067261
Mail: denny.schueppel@mai-carbon.de

Kurzbeschreibung: MAI Carbon ist einer von fünf Spitzenclustern, die 2012 in der dritten Runde des Spitzencluster-Wettbewerbs zur Förderung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) empfohlen wurden. Der Cluster im Städtedreieck München, Augsburg, Ingolstadt verfolgt das Ziel, die CFK-Technologie bis 2020 zur Großserienfähigkeit zu führen. Damit soll die insbesondere die bayerische Industrie gestärkt und der Innovationvorsprung vieler Unternehmen ausgebaut werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind Sprunginnovationen entlang des kompletten Bauteil-Lebenszyklus erforderlich, d.h. ausgehend vom Faser- und Matrixmaterial über die Fertigung der Bauteile und Produktsysteme bis hin zu schlüssigen Recyclingkonzepten. Dafür hat MAI Carbon zahlreiche F&E-Projekte initiiert, die entlang der gesamten Wertschöpfungskette wirken.

Neben den technologischen Entwicklungen setzt MAI Carbon auch einen Schwerpunkt auf die Themen Aus- und Weiterbildung, sowie Öffentlichkeit. Ab 2017 wird sich MAI Carbon zudem auch um die Internationale Sichtbarkeit des Standortes und der Partner vermehrt kümmern. Dazu ist ein eigenes Projekt geplant.

Insgesamt ist MAI Carbon damit sehr breit aufgestellt und agiert im Sinne des Werkstoffs der Carbon Composites. Dabei werden verschiedene Branchen sowie die gesamte Wertschöpfungskette abgedeckt.

Projekthintergrund:

Ob Flugzeug oder Fahrrad, Auto oder Rollstuhl, im Maschinen- wie im Sportgerätebau – Carbon Composites werden überall eingesetzt, wo es leicht und stabil sein soll. Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) verfügen über ein enormes Leichtbaupotenzial und weisen weitere besondere Eigenschaften auf. Damit ist die Werkstofftechnologie der Carbon Composites ein wichtiger Treiber unterschiedlicher Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie, aber auch des Maschinenbaus, ihre Produkte weiterzuentwickeln und die Marktpräsenz weiter auszubauen. Neben der besseren Performance der Produkte können auch die Umwelteigenschaften verbessert werden, insbesondere im Hinblick auf den Energieverbrauch. Verschiedene Studien gehen deshalb von einem jährlichen Wachstum der CFK-Branche von 13-17% aus.

Für einen Einsatz von CFK in Großserienprodukten bedarf es allerdings noch einer Weiterentwicklung der industriellen Prozesse des Werkstoffs. Dies umfasst verschiedene Bereiche: von den Tools für Konstruktion und Auslegen über die Produktionsverfahren, um die Fasern zu verarbeiten und Bauteile zu erstellen, bis zum Recycling der Produkte nach der Nutzungsphase.

Heute endet die Verantwortung eines Unternehmens oder einer Branche nicht mit dem Verkauf des Produktes. Es müssen auch die Nachhaltigkeit, das Recycling und die Verwertung am Ende des Lebenszyklus berücksichtigt und überzeugende Lösungen präsentiert werden. Für das Recycling bzw. die Verwertung von CFK gibt es bereits erste Ansätze. Am Markt etablierte Verfahren bestehen allerdings noch nicht. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die existierenden Verfahren zu untersuchen und weiterzuentwickeln und ggf. neue zu entwickeln.

Bayern kann hier eine Führungsrolle einnehmen. Dafür ist es notwendig, dass das vorhandene Knowhow im Bereich der Verwertung und des Recyclings mit den Bedarfen und dem Wissen der CFK-Branche zusammengebracht wird.

Zielsetzung:

Das vorliegende Projekt hat zum Ziel, intelligente und nachhaltige Lösungen für die Verwertung und Entsorgung von karbonfaserhaltigen Reststoffen zu identifizieren und weiterzuentwickeln. Es soll dabei eine nachhaltige Basis geschaffen werden, die über die Laufzeit des Projektes hinweg Prozesse in Gang setzt, welche das Recycling von CFK weiterentwickeln und in Bayern verankern. Somit leistet das Vorhaben einen wesentlichen Beitrag dazu, eine wichtige Herausforderung der Zukunft zu bewältigen und den Standort Bayern zu stärken.

Das Projekt verfolgt dabei drei wesentliche Schwerpunkte:

1. Die Kompetenzen und Fragestellungen der Mitglieder und Partner von MAI Carbon und dem Umweltcluster sollen zusammengebracht werden, sodass gemeinsame F&E-Projekte oder sogar marktreife Lösungen entstehen. Die Kompetenzen der einzelnen Partner und Netzwerke sollen ermittelt und so aufbereitet werden, dass diese in Zukunft zu einem schnellen und einfachen Auffinden der geeigneten Problemlösungskompetenzen führt.
2. Mit den politischen Entscheidungsträgern soll die Sachlage sowie die Bedeutung für Industrie und Gesellschaft diskutiert und ggf. notwendige politische Maßnahmen erarbeitet werden.
3. Die Öffentlichkeit soll über die Ergebnisse des Projektes sowie die Chancen und Risiken des Recyclings von Carbon Composites informiert werden.

Zielgruppe:

Das Projekt adressiert insbesondere die Mitglieder und Partner der beiden Cluster. Besonders hervorzuheben sind dabei:

Hersteller von Faserverbundwerkstoffen und deren Halbzeugen. Für diese gilt es zu untersuchen, wie recycelte Fasern in deren Produkten eingesetzt werden können. Zudem sollte schon bei der Produktion die Recyclingfähigkeit beachtet werden. Deshalb ist es wichtig, diese Partner in die Entwicklungen einzubinden, auch wenn diese in der Wertschöpfungskette dem Recycling am fernsten erscheinen.

Anwender und Nutzer von Faserverbundwerkstoffen aus diversen Industrien (Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, Maschinenbau, Umwelttechnologien, etc.). Die Anwender müssen zum einen eingebunden werden, um deren spezifische Anforderungen an das Recycling zu berücksichtigen. Zum anderen herrschen unterschiedliche Rahmenbedingungen vor - in der Luftfahrt etwa wird anders verfahren als in der Automobilindustrie. Gleichzeitig können in der Konstruktion der Produkte wesentliche Stellschrauben für ein späteres Recycling eingestellt werden.

Umwelttechnologieunternehmen insbesondere aus der Abfallwirtschaft. Diese Unternehmen besitzen das Wissen und die Infrastruktur für die Verwertung von Werkstoffen. Um effektiv und schnell Lösungen zu erarbeiten, muss dieses Wissen eingebunden werden.

Betreiber von Anlagen zur Abfallverwertung. Durch das langjährige Knowhow im Betrieb der Anlagen und Kenntnisse der Technologien leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der derzeitigen Schwierigkeit, CFK-Materialien zu verwerten. Da sie letztendlich die Abfälle annehmen und verwerten, ist die Einbindung der Betreiber unabdingbar.

Universitäten und weitere Forschungseinrichtungen bilden in jedem F&E-Thema eine zentrale Stelle, an der Wissen entstehen und zusammengeführt werden kann. Das bestehende Grundlagen- und Spezialwissen der Forschungsinstitutionen soll kombiniert werden mit dem spezifischen Wissen und der Praxiserfahrung der Unternehmen.

Fachverbände können zum einen für die gesamte Branche agieren und die Interessen einer Branche vertreten. Zum anderen können sie Kontakt zu Unternehmen herstellen und so die verschiedenen Partner miteinander verbinden. Sie können damit ggf. die Fachkompetenz der beiden Clustermitglieder ergänzen.

Politische Entscheidungsträger. Gerade im Bereich der Abfallwirtschaft und des Recyclings erfolgen wesentliche Weichenstellungen über die Politik. Der noch fehlende regulatorische Rahmen ist die Basis für einen nachhaltigen Umgang mit neuen Werkstoffen wie den Carbon Composites. Daher sind die politischen Entscheidungsträger immer mit einzubinden.