Es wurde überprüft, ob und wie bei ausgewählten Abfallströmen – vor allem Altreifen und Alttextilien – durch eine verbesserte Erfassung und Verwertung Ressourcenschonungs- und Umweltentlastungspotenziale realisiert werden können. Darüber hinaus wurden auch Sperrmüll, Matratzen, Möbel, Teppiche, Kunstrasen und Windeln betrachtet. Es wurden Maßnahmen abgeleitet, um die Vermeidung, die Vorbereitung zur Wiederverwendung und das Recycling dieser Abfallströme zu verbessern und diese hinsichtlich ökologischer (einschließlich der Schadstoffaspekte) und Ressourcenschonungspotenziale sowie ökonomischer Kriterien bewertet. Die vorgeschlagenen Maßnahmen wurden nach ausgewählten Kriterien priorisiert. Veröffentlicht in Texte | 31/2022.
Im Rahmen der generell durch das KrWG geregelten Produktverantwortung existieren für bestimmte Abfallströme spezielle rechtliche Regelungen zur Erfassung und umweltverträglichen Entsorgung (bspw. für Verpackungen, Batterien, Elektro- und Elektronikaltgeräte, Altfahrzeuge). Diese Regelungen verpflichten die Hersteller, Erfassungssysteme für die Entsorgung der entsprechenden Abfälle einzurichten und bestimmte Verwertungs- und teilweise Erfassungsquoten zu erreichen. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde überprüft, ob und wie bei weiteren Abfallströmen - vor allem Altreifen und Alttextilien - durch eine verbesserte Erfassung und Verwertung Ressourcenschonungs- und Umweltentlastungspotenziale realisiert werden können. Darüber hinaus existieren weitere Abfallströme, bei denen zu vermuten ist, dass die gegenwärtigen Regelungen nicht ausreichen, um das in diesen Abfallströmen innewohnende Recyclingpotenzial auszuschöpfen. Als derartige Abfallströme wurden Sperrmüll, Matratzen, Möbel, Teppiche, Kunstrasen und Windeln identifiziert. Das Vorhaben hat die Abfallströme hinsichtlich der Praxis der Erfassung und Verwertung untersucht, Hemmnisse einer ressourcenschonenden Abfallbewirtschaftung aufgezeigt und Maßnahmen abgeleitet, um die Vermeidung, die Vorbereitung zur Wiederverwendung und das Recycling dieser Abfallströme zu verbessern. Dabei sind in einem ersten Schritt die Stoffströme der benannten Abfallarten hinsichtlich des Aufkommens und der genutzten Entsorgungswege analysiert worden. Hierfür wurden Statistiken und Sekundärquellen gesichtet und Befragungen durchgeführt. In einem zweiten Schritt sind die identifizierten Entsorgungswege hinsichtlich ökologischer, einschließlich der Schadstoffaspekte und Ressourcenschonungspotenziale, sowie ökonomischer Kriterien bewertet worden. Aus dieser Bewertung sind Schlussfolgerungen und Maßnahmen abgeleitet worden, welche die Verwertung der einzelnen Abfallströme im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft verbessern können. Anhand verschiedener Kriterien wurden die Maßnahmen priorisiert. Die Ergebnisse des Vorhabens wurden in drei Fachgesprächen mit den in die einzelnen Abfallströme involvierten Akteuren diskutiert. Quelle: Forschungsbericht
Im Rahmen der generell durch das KrWG geregelten Produktverantwortung existieren für bestimmte Abfallströme spezielle rechtliche Regelungen zur Erfassung und umweltverträglichen Entsorgung (bspw. für Verpackungen, Batterien, Elektro- und Elektronikaltgeräte, Altfahrzeuge). Diese Regelungen verpflichten die Hersteller, Erfassungssysteme für die Entsorgung der entsprechenden Abfälle einzurichten und bestimmte Verwertungs- und teilweise Erfassungsquoten zu erreichen. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde überprüft, ob und wie bei weiteren Abfallströmen - vor allem Altreifen und Alttextilien - durch eine verbesserte Erfassung und Verwertung Ressourcenschonungs- und Umweltentlastungspotenziale realisiert werden können. Darüber hinaus existieren weitere Abfallströme, bei denen zu vermuten ist, dass die gegenwärtigen Regelungen nicht ausreichen, um das in diesen Abfallströmen innewohnende Recyclingpotenzial auszuschöpfen. Als derartige Abfallströme wurden Sperrmüll, Matratzen, Möbel, Teppiche, Kunstrasen und Windeln identifiziert. Das Vorhaben hat die Abfallströme hinsichtlich der Praxis der Erfassung und Verwertung untersucht, Hemmnisse einer ressourcenschonenden Abfallbewirtschaftung aufgezeigt und Maßnahmen abgeleitet, um die Vermeidung, die Vorbereitung zur Wiederverwendung und das Recycling dieser Abfallströme zu verbessern. Dabei sind in einem ersten Schritt die Stoffströme der benannten Abfallarten hinsichtlich des Aufkommens und der genutzten Entsorgungswege analysiert worden. Hierfür wurden Statistiken und Sekundärquellen gesichtet und Befragungen durchgeführt. In einem zweiten Schritt sind die identifizierten Entsorgungswege hinsichtlich ökologischer, einschließlich der Schadstoffaspekte und Ressourcenschonungspotenziale, sowie ökonomischer Kriterien bewertet worden. Aus dieser Bewertung sind Schlussfolgerungen und Maßnahmen abgeleitet worden, welche die Verwertung der einzelnen Abfallströme im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft verbessern können. Anhand verschiedener Kriterien wurden die Maßnahmen priorisiert. Die Ergebnisse des Vorhabens wurden in drei Fachgesprächen mit den in die einzelnen Abfallströme involvierten Akteuren diskutiert. Quelle: Forschungsbericht
Die Rigdon GmbH mit Sitz in Günzburg an der Donau führt Runderneuerung von Reifen für Lastkraftwagen, Busse, Bagger, Flugfeldschlepper sowie für Erdbewegungsmaschinen und landwirtschaftliche Fahrzeuge durch. Das Unternehmen gilt als größter unabhängiger Werksrunderneuerer in Deutschland. Runderneuerte Reifen sind im Vergleich zu Neureifen umweltfreundlicher, da für ihre Herstellung 50 Prozent weniger Energie und zwei Drittel weniger Material benötigt wird. Pro Jahr fallen zwischen 550.000 und 600.000 Tonnen Altreifen in Deutschland an. Die Runderneuerung ist dabei als Vorbereitung zur Wiederverwendung die ökologischste Form der Altreifenverwertung. Bislang erfolgt die Runderneuerung von Pkw-Reifen in einem überwiegend manuellen Prozess. Zu Beginn steht die manuelle Eingangsprüfung, nur stichprobenartig kommt eine maschinelle Prüfung in einer Shearografie-Anlage zum Einsatz. Für das anschließende Abrauen der alten Lauffläche in einer Raumaschine bestehen voreingestellte Rauprogramme, deren Auswahl manuell erfolgt. Da sich die Reifendimensionen trotz gleicher Typangabe der Hersteller erheblich unterscheiden, ist die Wahl des korrekten Rauprogramms besonders wichtig, durch die manuelle Auswahl ist sie jedoch fehleranfällig. Für die Runderneuerung von Pkw-Reifen hat sich das Verfahren der Heißerneuerung durchgesetzt, bei der die Reifen mit dem zukünftigen Profil versehen werden. Mittels eines Extruders wird eine nicht vulkanisierte Gummimischung aufgebracht, die anschließend bei ca. 165 Grad Celsius in speziellen Heizpressen vulkanisiert wird. Abschließend erfolgen die Endkontrolle und das Entfernen überschüssigen Materials und kleiner Grate. Mit dem Investitionsvorhaben beabsichtigt die Rigdon GmbH eine innovative Anlage für die PKW-Reifenrunderneuerung zu errichten, in der das gesamte Handling der Reifen automatisiert erfolgt und damit der stark manuell geprägte Stand der Technik mittels Anlagenautomatisierung weiterentwickelt werden soll. Mit neuartiger Prüftechnik, die für alle behandelten Reifen zum Einsatz kommt, werden zuverlässig Fehler erkannt bzw. vermieden. Ziel ist dabei, qualitativ mit Neureifen gleichwertige Produkte herzustellen. Die vormals manuelle Altreifen-Eingangskontrolle wird durch eine automatische Erfassung von Reifentyp und Größe mit anschließender QR-Code-Vergabe ersetzt. Dieser enthält alle festgestellten Parameter als auch einen digitalisierten Lebenslauf. Es schließt sich die Altreifenprüfung mittels Shearografie und kombinierter Röntgentechnik an. Mittels KI-gestützter Bilderkennung sollen erstmalig neben Schadbildern wie Schichtseparationen in der Altreifenkarkasse auch potentielle Beschädigungen in den metallischen Komponenten geprüft werden, was nach Stand der Technik bislang nicht möglich ist. Die für die Runderneuerung als geeignet sortierten Reifen werden automatisiert in die Rauanlage gegeben. Entsprechend der zuvor erfassten Parameter wählt die Anlage das geeignete Rauprogramm. Anschließend durchlaufen die Reifen die Wulstreinigungsmaschine sowie ein Cementingsystem zum Lösungsauftrag und folgend das Aufbringen des neuen Materials in einer Spezial-Belegmaschine. Die Belegmaschine trägt Silica-Compounds, die in ähnlicher Form auch bei der Neureifenfertigung eingesetzt werden, mittels Multi-Extruder gezielt auf die Karkasse auf. In den Heizpressen, welche mittels Roboter bestückt werden, erfolgt die Vulkanisation für 0,5 Stunden und bei 165 Grad Celsius. Einer Reinigung schließt sich eine Ausgangskontrolle mittels Shearografie und Röntgenprüfanlage an. Positiv geprüfte Reifen werden in das vollautomatisierte Hochregallager weitergeführt. Runderneuerte PKW-Reifen verursachen bei der Produktion 21 Kilogramm CO 2 weniger als ein vergleichbarer Neureifen. Bei der in diesem Vorhaben geplanten Ausbringungsmenge von 300.000 Stück pro Jahr ergäbe dies eine Einsparung von rund 6.300 Tonnen CO 2 pro Jahr. Aufgrund von eingeschränkter Kundenakzeptanz und einem hohen Kostendruck durch preisgünstige Neureifen aus dem asiatischen Raum beträgt die Runderneuerungsrate derzeit weniger als 1 Prozent. Da die geplante Anlage erstmals qualitativ mit Neureifen vergleichbare Produkte herstellt, wird erwartet, die Akzeptanz für runderneuerte Pkw-Reifen zu erhöhen und damit einen wesentlichen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft in der Automobil- bzw. Reifenbranche zu leisten. Nach erfolgreicher Umsetzung kann dieses Vorhaben der gesamten Branche als Demonstrationsvorhaben dienen. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Rigdon GmbH Bundesland: Bayern Laufzeit: seit 2024 Status: Laufend
Autobahnen sind, insbesondere in Europa, nach wie vor Pulsadern der Mobilität und des Güterfernverkehrs. Das europäische Autobahnnetz erstreckt sich über eine Länge von etwa 75.000 Kilometern, was beinahe dem zweifachen Erdumfang entspricht. Seit 1975 hat sich die Anzahl der Autos auf den Straßen Europas nahezu verdoppelt. Der Neubau von Straßen und Brücken sowie deren Instandhaltung stellen eine zentrale Aufgabe dar, um den Verkehr und das wirtschaftliche Wachstum aufrechtzuerhalten. Unser Gute-Praxis-Beispiel des Monats zeigt, wie aus alten Reifen ein Baustoff für den Straßenbau entsteht, der den Straßenbelag sogar langlebiger macht. Warum sind recycelte Altreifen eine Innovation für den Straßenbau? Auf einer Versuchsstrecke in Paderborn wurde 2012 der Straßenbelag erneuert. Dabei kam ein ganz besonderer Asphalt zum Einsatz: Pro 100 Meter Fahrbahn enthält die Straßendecke das Gummi von 80 ausgemusterten Autoreifen. Solche gummihaltigen Asphaltmischungen werden in den USA bereits seit vielen Jahrzehnten genutzt. Langzeitstudien haben nachgewiesen, dass diese strapazierfähiger und langlebiger sind. Gummimehl als Beimischung in Straßenbaubitumen oder Straßenbauasphalten verbessert die Qualität und verlängert die Haltbarkeit von Straßenbelägen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Zum einen sind die Rohstoffpreise für Asphalt und Stoffe zur Asphaltmodifikation in den vergangenen Jahren merklich gestiegen. Zum anderen führt eine minderwertige Qualität des Straßenbelags zu hohen Instandhaltungskosten, wenn regelmäßig Spurrinnen und Risse beseitigt werden müssen. Gummimodifizierter Bitumen bietet noch einen weiteren Vorteil: Gummimehl in offenporigem Asphalt, sogenanntem Flüsterasphalt, reduziert den Verkehrslärm deutlich – laut wissenschaftlichen Studien um ein bis zwei Dezibel. Menschen empfinden bereits eine Reduktion um drei Dezibel als Halbierung des Verkehrsaufkommens. Die Lebensqualität von Straßenanwohnern steigt dadurch spürbar. Welchen Einfluss hat das Recycling der Altreifen auf die Umwelt? Allein in Europa fallen jährlich mehr als 3,6 Millionen Tonnen Altreifen an. Werden sie nicht als Abfall eingestuft, sondern als Wertstoff weiter genutzt, können wertvolle Ressourcen eingespart werden. Das „Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg“ (ifeu) hat die Ökobilanz von Gummiasphalt untersucht. Demzufolge werden pro Tonne eingesetztes Gummimehl bei der Wiederverwertung rund 2,7 Tonnen Kohlendioxid eingespart, die sonst bei der Verbrennung entstehen würden. Die Emissionen von flüchtigen und schwerflüchtigen Verbindungen, darunter Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen, fallen bei einer gummihaltigen Straßendecke geringer aus als bei herkömmlichen, polymermodifizierten Asphaltarten. Darüber hinaus werden bei Regen weniger organische Verbindungen aus der Straßendecke ausgewaschen als aus konventionellem Asphalt. So wird das Grundwasser weniger belastet. Bereits im Frühjahr 2013 hat die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen deshalb gummimodifizierte Bitumen- und Asphaltarten in das deutsche Regelwerk für Straßenbau aufgenommen. Weitere Technologien und Prozesse, die sich bereits in der Praxis als ressourceneffizient bewährt haben, finden Sie in der Datenbank Gute-Praxis-Beispiele .
Das Fraunhofer-Pilotanlagenzentrum für Polymersynthese und -verarbeitung (PAZ) in Schkopau hat seinen Erweiterungsbau am Donnerstag im Beisein von Wissenschaftsminister Prof. Dr. Armin Willingmann in Betrieb genommen. Auf 1.000 Quadratmeter zusätzlicher Fläche geht es künftig unter anderem um die Herstellung von Faserverbund-Bauteilen in Großserie für den automobilen Leichtbau sowie um nachhaltige Reifenanwendungen. Die 11-Millionen-Euro-Investition wurde aus Mitteln der Europäischen Union, des Landes Sachsen-Anhalt sowie der Fraunhofer-Gesellschaft gestemmt. „Die Wirtschaft in Sachsen-Anhalt erlebt mit Blick auf den Wandel hin zur Elektromobilität und nachhaltigem Wirtschaften tiefgreifende Umbrüche. Damit die Unternehmen des Landes die damit einhergehenden Chancen nutzen können, investiert das Land in wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer PAZ“, erklärte Wissenschaftsminister Willingmann. „Unternehmen können in Kooperation mit diesen exzellenten Einrichtungen innovative Produkte entwickeln und dadurch in bewegten Zeiten ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern. Gerade für die Automotive- und Chemieindustrie hat sich das Fraunhofer PAZ zu einem wichtigen Kooperationspartner entwickelt und als erfolgreiche Schnittstelle zwischen exzellenter Forschung und industrieller Anwendung etabliert.“ Schwerpunkt der Forschungseinrichtung ist die Maßstabsübertragung, also das Überführen neuer Ergebnisse und Ideen aus der Forschung in Größenordnungen, die für die Industrie relevant sind. Unternehmen wie Polymerhersteller, Anlagenbauer oder aus der Automobilindustrie werden so bei der Kommerzialisierung neuer Produkte und Herstellungsverfahren unterstützt. Die erweiterten Räumlichkeiten und neu installierten Geräte im Bereich Polymerverarbeitung bieten insbesondere deutlich verbesserte Möglichkeiten für die Herstellung von thermoplastischen Faserverbund-Bauteilen in Großserie. Diese Technologie ist besonders wichtig für den automobilen Leichtbau – je leichter ein Fahrzeug ist, desto weniger Treibstoff verbraucht es oder desto größer ist seine Reichweite in der Elektromobilität. Ein zweiter Schwerpunkt des erweiterten Profils liegt auf innovativen Kautschuktechnologien, die eine Optimierung bei Haftung (Rollwiderstand), Verschleiß und Abrieb (geringere Mikroplastik-Belastung der Umwelt) von Reifen sowie verbesserte Möglichkeiten zur Kreislaufnutzung (Runderneuerung, Recycling) bieten. Dem Automotive-Sektor in Sachsen-Anhalt werden aktuell etwa 270 Unternehmen mit rund 26.000 Beschäftigten zugerechnet.
Sowohl im Wertschöpfungsprozess, d.h. von der Produktion über die Nutzung bis zur Entsorgung, als auch im Produktionsprozess selbst, gibt es technische und operative Möglichkeiten, um eine Kreislaufführung zu installieren. So steht eine Kaskadennutzung für die Nutzung von Rohstoffen und Produkten in aufeinanderfolgenden Schritten. Unter Kaskadennutzung versteht man die Nutzung von Rohstoffen und Produkten in aufeinanderfolgenden Schritten mit jeweils verringerten Anforderungen an die Eigenschaften. Das Ziel ist es, Rohstoffe und Produkte möglichst lange im System zu halten, sodass ein hohes Wertschöpfungsniveau bestehen bleibt. Damit kann das Abfallaufkommen im Betrieb verringert- und die Ressourceneffizienz gesteigert werden. * Lange, U. und Surdyk, K. Ressourceneffizienz in der Wertschöpfungskette. Berlin: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, 06.2018. S. 49. Die Kaskadennutzung selbst stellt zwar keine echte Kreislaufführung dar. Sie kann jedoch sehr gut als unterstützendes Element einer hochwertigen Kreislaufführung dienen. Generell lässt sich die Kaskadennutzung innerhalb eines Betriebes in drei Schritte unterteilen („3R-Prinzip“): Wiederverwendung (Reuse), stoffliche Verwertung (Recycling) und energetische Verwertung (Recovery). * Pehlken, A., Kalverkamp, M. und Wittstock, R. Cascade Use and the Management of Product Lifecycles. Sustainability. 08.2017. S. 10. In der Kreislaufführung von Produkten können auch die „R-Prinzipien“ Repair, Remanufacturing und Refurbishment zum Einsatz kommen. Findet eine mehrmalige stoffliche Verwertung der Rohstoffe statt, spricht man von einer mehrstufigen Kaskadennutzung. * Lange, U. und Surdyk, K. Ressourceneffizienz in der Wertschöpfungskette. Berlin: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, 06.2018. S. 49. © In Anlehnung an: Pehlken, A., Kalverkamp, M. und Wittstock, R. Cascade Use and the Management of Product Lifecycles. Sustainability. 08.2017 In vielen Fällen ist es möglich, den verwendeten Rohstoff restlos zu recyceln. In diesem Fall entfällt der energetische Verwertungsschritt und die mehrstufige Kaskadennutzung wird zum Modell für einen geschlossenen Kreislauf des Rohstoffes. Kaskadennutzung stellt jedoch in der Regel vor allem ein Downcycling dar. Lediglich eine stoffliche Aufbereitung ( Remanufacturing ) am Ende der Kaskaden mit der Option der Verwendung analog zum ursprünglichen Primärrohstoff spiegelt eine echte Kreislaufführung wider. Die thermische Verwertung ist nicht Teil einer Kreislaufführung und sollte möglichst vermieden werden. Auch eine Vermischung, und damit Verunreinigung, von Rohstoffen sollte bestmöglich verhindert werden, um die Kaskadennutzung zu ermöglichen und kein Hindernis bei der Aufarbeitung und Aufbereitung darzustellen, ebenso wie ein ökoeffizientes Recycling zu ermöglichen. Die metallurgische Verwertung von Fahrzeugteilen stellt beispielsweise keine Kaskadennutzung dar, da diese in der Schmelze mit anderen Produkten vermischt werden und somit keine gezielte Schmelze von unterschiedlichen Bestandteilen und Materialien (z. B. zwischen Fahrzeugteilen und anderweitigen Bauteilen, z. B. Computerteilen) vorgenommen wird/vorgesehen ist. * Pehlken, A. und Kalverkamp, M. Kaskadennutzung im Automobil – Realität oder Zukunftsmusik. (Buchverf.) Alexandra Pehlken, Matthias Kalverkamp und u. a. (Hrsg.) Karl J. Thomé-Kozmiensky und Daniel Goldmann. Recycling und Rohstoffe, Band 8. Neuruppin : TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2015, S. 178. Besonders weit verbreitet ist die Kaskadennutzung in der Holzverarbeitung. So können z. B. die Zellulosefasern, die bei der Bearbeitung von Holzplatten anfallen, in einem nächsten Kaskadenschritt zu Taschentüchern verarbeitet werden. Diese werden dann in einem letzten Schritt energetisch verwertet. * Pehlken, A., Kalverkamp, M. und Wittstock, R. Cascade Use and the Management of Product Lifecycles. Sustainability. 08.2017. S. 9 f. Idealerweise sollte ein Weg gefunden werden, um den Kreislauf stofflich zu schließen. In manchen Fällen ist dies jedoch aufgrund technischer oder wirtschaftlicher Kriterien nicht möglich. © In Anlehnung an: Pehlken, A., Kalverkamp, M. und Wittstock, R. Cascade Use and the Management of Product Lifecycles. Sustainability. 08.2017 Allgemein lässt sich sagen, dass der Begriff der Kaskadennutzung im Zusammenhang mit Biomasse am häufigsten fällt. In diesem Bereich gewinnt die Kaskadennutzung zunehmend an Bedeutung, da inzwischen auch Biopolymere in Kunststoffen verwendet werden. Die stoffliche und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe kann jedoch unter Umständen in Nutzungskonkurrenz zu land- und forstwirtschaftlichen Produkten stehen. * VDI-Gesellschaft Materials Engineering. Werkstoffinnovationen für nachhaltige Mobilität und Energieversorgung. Düsseldorf: Verein Deutscher Ingenieure e. V., 04.2014. S. 157. Dementsprechend ist eine nachhaltige und kaskadierende Nutzung von Polymeren unerlässlich für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft. Doch auch, wenn die Kaskadennutzung in erster Linie im Bereich der nachwachsenden Rohstoffe diskutiert wird und abseits davon weniger Aufmerksamkeit findet, ist in anderen Industriezweigen ebenso Potenzial vorhanden. In der Automobilindustrie lassen sich beispielsweise zahlreiche Anwendungsfälle finden. Einer betrifft die Verwertung von Altreifen. Bei der Altreifenverwertung macht die thermische Verwertung als Brennstoff für Zement-Brennöfen zwar den größten Teil aus (keine Kaskadennutzung im eigentlichen Sinne). Der Idee der Kaskadennutzung folgend können die Reifen jedoch nach ihrer Benutzung zuerst zu Granulaten und Gummimehl verarbeitet werden. Diese wiederum können als Zuschlagsstoffe in den Bereichen Industrie, Chemie, Bau, Freizeit und Sport eingesetzt oder auch wieder in Autoteilen (z. B. in der Schallisolierung und Verkleidung) verarbeitet werden. * Pehlken, A. und Kalverkamp, M. Kaskadennutzung im Automobil – Realität oder Zukunftsmusik. (Buchverf.) Alexandra Pehlken, Matthias Kalverkamp und u. a. (Hrsg.) Karl J. Thomé-Kozmiensky und Daniel Goldmann. Recycling und Rohstoffe, Band 8. Neuruppin : TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2015, S. 178 – 180. Es handelt sich in diesem Falle um ein Downcycling, da das Ausgangsmaterial nicht wieder für den gleichen Zweck eingesetzt wird und stetig mit jeder weiteren Kaskade in der Qualität abnimmt. Die Wertschöpfungszeit wird mithilfe dieser Strategie jedoch verlängert und somit werden Primär-Ressourcen geschont. Denkbar ist auch die Runderneuerung (Refurbishment) von alten Autoreifen, solange, bis es technisch nicht mehr möglich ist und sie einer anschließenden Nutzung, z. B. als Reifen für Spielplatzschaukeln oder Ähnliches, dienen können. Am Ende der Kaskadennutzung von Altreifen steht jedoch in der Regel weiterhin die energetische Nutzung in Zementwerken. Das Kaskadenprinzip lässt sich auch auf Wasser übertragen. Spülvorgänge spielen in vielen Bereichen eine wichtige Rolle, unter anderem in der Galvanotechnik, in der am Ende der Warenbearbeitung ein weitgehend von Chemikalien befreites Produkt vorliegen muss. Solche Spülprozesse benötigen (vor allem, wenn es sich um herkömmliche Einfachspülungen handelt) eine erhebliche Menge an Wasser. Eine mögliche Lösung ist die Kaskadenspülung (auch Mehrfachspülung genannt). In dieser fließt das Spülwasser von einem Becken ins nächste. Die zu spülenden Werkstücke werden im Gegenstrom vom letzten Abteil zum ersten bewegt. Dabei kommen sie nacheinander mit zunehmend saubererem Wasser in Berührung. * Mo – Magazin für Oberflächentechnik. Kaskadenspülung. (Online) (Zitat vom: 13.05.2020). © VDI ZRE Es wird zwischen zwei unterschiedlichen Betriebsarten differenziert: kontinuierlich und diskontinuierlich. Wenn das Kaskadensystem kontinuierlich betrieben wird, fließt das Wasser aus jeder Gegenstromspülung kontinuierlich in das erste Reinigungsbecken, das zuvor vom Werkstück passiert wurde, und tritt dann in die Prozesswasseraufbereitung ein. Wenn der Kreislauf geschlossen werden soll, wird das Wasser aus dem ersten Becken über den Konzentrator dem Prozesstank oder Speichertank zur vorübergehenden Speicherung zugeführt. Im Falle eines diskontinuierlichen Betriebs wird bei Erreichen einer bestimmten Konzentration in der Endstufe das Wasser aus jeder Spüle in die vorherige Stufe gepumpt. Zunächst wird dazu der Inhalt des ersten Beckens in den Puffer geleitet. * Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft. Betrieblicher Umweltschutz in der Metallbearbeitung. (Online) (Zitat vom: 13.05.2020). In der Geothermie versteht man unter Kaskadennutzung die Nutzung von geothermischem Dampf oder geothermischer Wärme für eine Folge unterschiedlicher Einsatzbereiche, wobei von einer Kaskade zu den Nächsten niedrigere Temperaturen benötigt werden. * Bundesverband Geothermie. Kaskaden-Nutzung. (Online) (Zitat vom: 13.05.2020). Dieses Prinzip lässt sich gut auf industrielle Abwärme übertragen. © VDI ZRE Vorrangig sollte Energieverlust durch Abwärme vermieden werden (z. B. durch verbesserte Isolation). Ist dies nicht zu erreichen kann eine Kaskadennutzung der Abwärme zum Einsatz kommen. Diese lässt sich in fünf Abschnitte unterteilen. Die erste Stufe ist die prozessinterne Verwendung der Wärme (z. B. zur Unterstützung interner Heizprozesse). Es folgt die innerbetriebliche Nutzung. Die Abwärme kann in jedem Prozess, der Wärme benötigt, genutzt werden. Sie kann mit Wärmepumpen auf höhere Temperaturen (bis zu 90 °C) angehoben oder sogar mit Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen zur Kälteerzeugung genutzt werden. Auch zur Brauchwarmwasserbereitung und -unterstützung kann die Abwärme verwendet werden. Die Abwärme kann bei dem Durchlaufen unterschiedlicher Nutzungsschritte optimiert werden, wenn darauf geachtet wird, die unterschiedlichen Anwendungen geeignet nach Temperatur zu sortieren. Die nächste Stufe ist die innerbetriebliche Verstromung. Wenn bei der Abwärme Temperaturen von über 200 °C zur Verfügung stehen, kann z. B. eine ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) einen Teil der Wärme aufnehmen und mit einem Wirkungsgrad von 15 – 20 % in elektrischen Strom umwandeln (siehe dazu auch den folgenden ZRE-Filmausschnitt ). Die Wärme, die innerbetrieblich nicht verwendet wird, kann in einer nächsten Kaskadenstufe auch außerbetrieblich genutzt werden. So kann z. B. die Abwärme des Betriebs in außerbetrieblichen Gebäuden zur Heizung der Räume oder des Brauchwassers verwendet werden. * Dena_news. Praxiswissen Energiewende: Industrielle Abwärme erfolgreich nutzen. (Online) 2018. (Zitat vom: 13.05.2020).
Das Recycling von Altreifen, von denen weltweit jährlich etwa 1,5 Milliarden anfallen, stellt eine große Herausforderung dar. Aktuell werden nur Metalle zurückgewonnen, wobei keine Materialien direkt für die Reifenproduktion wiederverwendet werden. Da führt dazu, dass das Altreifen-Recycling als End-of-Life-Behandlung betrachtet werden muss. Eine innovative Technologie, die auf Pyrolyse basiert, eröffnet jedoch vielversprechende Möglichkeiten für eine zirkuläre Wirtschaft, da neben Metallen auch andere Produkte wie Rußersatz und Pyrolyseöl zurückgewonnen werden können. Das Fraunhofer Umsicht führte hierfür eine Ökobilanz (LCA) durch, um die Umweltauswirkungen der Pyrolysetechnologie von Pyrum zu analysieren. Der Vergleich erfolgte mit herkömmlichen Entsorgungsmethoden für Altreifen in Deutschland, darunter die Verbrennung in Kraftwerken, Zementwerken oder die stoffliche Verwertung zur Herstellung von Füllmaterial für Kunstrasen. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass das Pyrolyseverfahren, sowie alternative stoffliche Verwertungsverfahren, insbesondere in den Wirkungskategorien Klimawandel und Schonung fossiler Ressourcen Vorteile gegenüber energetischen Verfahren aufweisen. Durch das Pyrum-Pyrolyseverfahren ergibt sich eine netto CO₂-Einsparung von 703 kg CO₂-Äquivalent pro Tonne Altreifen.
Das Projekt "Teilprojekt G, 09117 Chemnitz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH durchgeführt. Die Deponierung von Altreifen ist in der EU bereits seit 2006 verboten. Sowohl die Abfallrahmenrichtlinie (EU) als auch das Kreislaufwirtschaftsgesetz (D), durch Streichung der 'Heizwertklausel' zum 1. Juni 2017, fordern priorisiert eine stoffliche Verwertung von Abfällen. Die thermische Verwertung ist nur mehr unter bestimmten Voraussetzungen zulässig. Dies erzeugt Druck hinsichtlich der Generierung neuer, mengenmäßig relevanter Absatzmärkte für Altreifen, die bisher vor allem verbrannt wurden. Auf deutscher (MVV TB; DIN EN 14041) und europäischer Ebene (EU 1272/2013) erfolgte eine starke präventive Begrenzung des Gehaltes an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Produkten. Davon sind auch weite Teile der Hauptabsatzmärkte für Altreifenrezyklat betroffen. Zwar gelten seit 2010 auch in der Reifenindustrie PAK-Grenzwerte für die eingesetzten Weichmacheröle, jedoch enthält auch der Füll- und Verstärkungsstoff Ruß PAK, deren Gehalt auf EU-Ebene nicht geregelt ist. Altreifen haben daher teilweise einen sehr hohen PAK-Gehalt, sodass deren Verwertung zu Sekundärprodukten durch die Gesetzesänderung nun problematisch wird. Es besteht die Gefahr, dass große Teile der bisherigen Verwertungsmöglichkeiten von Altreifen entfallen. Daher müssen neue, mengenmäßig relevante Absatzmärkte für Altreifenrezyklat generiert werden. Dazu sollen leistungsfähige Werkstoffe, Produkte sowie zugehörige Aufbereitungs- und Verarbeitungstechnologien entwickelt werden. Im ersten Schritt erfolgt eine umfangreiche Analyse des PAK-Gehalts von Altreifen, um statistisch abgesichert, Grenzen der Beimischung von Reifenrezyklaten abzuleiten. Zur Entwicklung neuer Werkstoffe mit Altreifenrezyklat werden Materialsysteme auf Basis von Kautschuk, Thermoplast sowie Polyurethan entwickelt und optimiert. Zielstellung ist die Generierung einer maximalen Bandbreite von Materialeigenschaften, welche für eine Vielzahl divergenter Anwendungsbereiche relevant sind. Ferner wird der Einsatz von Feinmehlen kleiner 500 mym fokussiert. Nur mit derart feinen Partikeln können Werkstoffeigenschaften erreicht werden, die denen von Primärrohstoffen ebenbürtig sind. Im Bereich der Polyurethan-basierten Werkstoffe soll außerdem eine neuartige Mischtechnologie entwickelt werden, denn bisher ist keine geeignete Technologie bekannt, die es erlaubt Gummimehle zu einem hohen Anteil in reaktive Polyurethansysteme einzumischen. Zusammen mit ausgewählten Partnern werden dann erste Referenzbauteile, basierend auf den neuen Werkstoffen, entwickelt. Schließlich erfolgt eine Bewertung der Werkstoffe bzw. Produkte hinsichtlich deren tatsächlicher Gefährdung für Mensch und Umwelt. Anstatt jedoch nur den kaum relevanten PAK-Gehalt zu betrachten, soll die tatsächliche Bioverfügbarkeit der PAK, etwa in Form von Migrationsmessungen, bewertet werden. Zuletzt erfolgt die Konzeption praxisrelevanter Methoden zur Produktionsüberwachung im Hinblick auf die Einhaltung der PAK-Grenzwerte.
Das Projekt "Verwertung von Klaerschlamm durch Pyrolyse in der Wirbelschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Anorganische und Angewandte Chemie durchgeführt. Unter Anwendung der Erkenntnisse, die bisher bei Konstruktion, Bau und Betrieb von Pyrolyseanlagen mit Wirbelschichten unterschiedlicher Groessenordnungen mit verschiedenen Abfallstoffen, wie z.B. Kunststoffabfaellen, Altreifen, nicht-metallische Autoshredderabfaelle gewonnen worden sind, soll in diesem Projekt die umweltfreundliche Verwertung von Klaerschlamm in der indirekt beheizten Wirbelschicht untersucht werden. Dazu sollen an den bestehenden oder umzukonstruierenden Anlagen die Parameter bestimmt werden, die die Konversion entweder in einheizwertreiches Synthesegas bei minimalem Rueckstand (Vergasung) oder in Chemierohstoffe (Verfluessigung) gestatten. Ferner ist vorgesehen, die erzeugten Pyrolysate zu analysieren und zu bilanzieren, sowie Daten ueber die Energiebilanz des Prozesses zu erheben.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 40 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 34 |
| Text | 5 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 8 |
| offen | 33 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 41 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 28 |
| Lebewesen & Lebensräume | 13 |
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