Fraunhofer Cluster of Excellence auf der K 2019: Frischer Wind für die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen

350 Millionen Tonnen Kunststoff wurden 2017 weltweit produziert, rund 65 Millionen Tonnen davon in Europa. Kunststoff ist unverzichtbar für ressourceneffiziente Produkte.

Doch aufgrund unpassender oder ineffizienter Recyclingverfahren wird noch zu viel Plastik verbrannt oder gelangt in die Umwelt. Dort verwittert es langsam und setzt Mikroplastik frei. Das Image des Umweltsünders Kunststoff überschattet den Blick auf das hohe zukunftsfähige Potenzial des Materials.

Die Kunststoffwirtschaft muss zirkulär werden

»Wir wollen die Wertschöpfungskette Kunststoff zirkulär gestalten, weniger fossile Ressourcen entnehmen, Produkte lange nutzen und End-of-Life-Verluste reduzieren«, fasst Prof. Eckhard Weidner, Institutsleiter vom Fraunhofer UMSICHT und Leiter des Fraunhofer Cluster of Excellence »Circular Plastics Economy«, die Motivation der fünf beteiligten Fraunhofer-Institute IAP, ICT, IML, LBF und UMSICHT zusammen.

»Wir wollen die Kunststoffwirtschaft neu aufstellen. Wir geben Impulse für das Umdenken beim Design, bei der Produktion, bei der Nutzung, bei der Entsorgung und beim Recycling von Kunststoffen. Das ist eine systemrelevante Aufgabe. Passgenaue Systemleistungen entwickeln wir im Schulterschluss mit der Kunststoffindustrie sowie den angeschlossenen Konsumgüter- und Handelsunternehmen und der Kreislaufwirtschaft.«

Kindersitze und Transportboxen demonstrieren zirkuläre Produkte

In Europa stellt die Verpackungsindustrie (ca. 40 Prozent) den größten Einsatzbereich für Kunststoffe dar, gefolgt von der Baubranche (ca. 20 Prozent), dem Fahrzeugbau (ca. 10 Prozent) und der Elektronikindustrie (ca. 6 Prozent).

Das Cluster entwickelt zwei Demonstratoren, mit denen Innovationen zur Herstellung und Verarbeitung zirkulärer Produkte für kunststoffintensive Branchen gezeigt werden sollen. Für die Verpackungsbranche wird ein Mehrwegtransportbehälter für den boomenden Online-Handel entwickelt.

Die innovative Versandbox entsteht durch die Wiederverwertung von bereits einmal entsorgtem Plastik (Rezyklat), durch ein effektives Rückführsystem und durch die Möglichkeit, Material in der Umwelt kontrolliert abzubauen.

Ein Autokindersitz demonstriert stellvertretend für weitere Sitzsysteme ein zirkuläres Produkt mit einem Innenleben aus Verpackungsrezyklat, Textilfasern aus nachwachsenden Rohstoffen sowie einem multimodalen und reparaturfreundlichen Design.

Funktionale Werkstoffe, neue Additivsysteme und digitale Prozesse

Im Auftrag der Fraunhofer-Gesellschaft erforschen fünf Fraunhofer-Institute im Rahmen des Fraunhofer Cluster of Excellence »Circular Plastics Economy«, wie die nachhaltige Transformation der gesamten Wertschöpfungskette Kunststoff unter Prinzipien der Circular Economy erfolgen kann. Der Cluster forscht in drei Divisions und sechs Research Departments an systemischen, technischen und sozialen Innovationen.

Mit Kunststoffen aus einem nachhaltigen Ressourcenmix sollen zum Beispiel funktionale und langlebige Werkstoffe entwickelt sowie stoffliche Kreisläufe geschlossen werden. Neue Additivsysteme sorgen zudem für stabile Rezyklate und – falls erforderlich – einen kontrollierten sowie zeitlich gesteuerten Abbau in der Umwelt. Effiziente Sammel- und Transporttechnologien gehen Hand in Hand mit neuen Recyclingverfahren.

Digital abgebildete Prozesse führen zu optimalen Wertschöpfungskreisläufen und durch intelligente Erfassungs-, Sortier- und Recyclingtechnologien können Polymere und auch Monomere gewonnen und in die Produktion zurückgeführt werden. Zudem arbeitet der Cluster an innovativen Methoden zur Etablierung einer effizienten Logistik und zur Produktbewertung nach zirkulären Prinzipien.

Vorteile für die Industrie

»Mit einer cleveren Strategie für zirkuläre Kunststoffprodukte erschließen Industrieunternehmen Potenziale zu Materialeinsparungen, schlankeren Prozessen und fortschrittlichen Recyclingtechnologien«, fasst Dr. Hartmut Pflaum, Geschäftsstellenleiter des Forschungsclusters, die Vorteile einer Zusammenarbeit mit Fraunhofer für die Kunststoffindustrie zusammen. »Auf der Messe wollen wir auf unsere Forschungsarbeit aufmerksam machen und zeigen, wie wir Industriepartner bei der Analyse und Optimierung ihrer Produkte und Prozesse für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft begleiten können.«

Industrieunternehmen der Kunststoffbranche sind auf der K in Düsseldorf vom 16. bis 23. Oktober am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand herzlich zum gemeinsamen Austausch über mögliche Ansätze einer Zusammenarbeit eingeladen. Halle 7, Stand SC1.

Dr.-Ing. Hartmut Pflaum
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