Vom Abfall zum Rohstoff – grüne Moleküle für die Chemie

Eine nachhaltige Gesellschaft, der Verzicht auf fossile Rohstoffe, klimaneutrale Prozesse – diesen Zielen hat sich auch die chemische Industrie verschrieben. Für die Branche bedeutet das eine gewaltige Herausforderung innerhalb der nächsten Jahre und Jahrzehnte. Dieser Strukturwandel kann gelingen, wenn alle Aktivitäten – von der Rohstoffbasis über die Stoffströme und Verfahrenstechnik bis zum Ende des Lebenszyklus eines Produkts – auf das Ziel nachhaltiger Wertschöpfung ausgerichtet sind. Der Schlüssel dafür sind Innovationen.

Das Fraunhofer-Leitprojekt »Waste4Future« leistet für diese Transformation zur Chemie 4.0 einen entscheidenden Beitrag. Sieben Institute der Fraunhofer-Gesellschaft bündeln darin ihre Kompetenzen, um insbesondere die Energie- und Ressourceneffizienz beim Einsatz von Kunststoffen zu erhöhen. Im Leitprojekt werden neue Möglichkeiten für Recycling geschaffen, aus dem hochwertige Ausgangsstoffe entstehen. Die entstehenden Lösungen sollen es ermöglichen, den im Kunststoff enthaltenen Kohlenstoff im Kreislauf zu führen. Statt in Form von CO₂ zur globalen Erwärmung beizutragen oder als Plastikmüll die Umwelt zu belasten, steht er als »grüne« Ressource für die Chemieindustrie bereit.

»Waste4Future« bahnt somit den Weg für eine Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft, in der aus Kunststoffabfällen wertvolle neue Basismoleküle gewonnen und Emissionen weitgehend vermieden werden: Der Abfall von heute wird zur Ressource von morgen und reduziert somit zugleich die Abhängigkeit der Industrie von importierten primären Kohlenstoffressourcen wie Erdöl und Erdgas.

Innerhalb von »Waste4Future« erfolgt durch das Fraunhofer IKTS eine Verfahrens- und Technologieentwicklung für Schlüsselstellen von Pyrolyse- und Gasifizierungstechnologien im Technikums- und Pilotmaßstab zur stofflichen Nutzung von werkstofflich nicht verwertbaren Kunststofffraktionen oder Reststoffen aus der Sortierung. Diese Prozesse werden, aufbauend auf einer intelligenten Steuerung, bilanziert und hinsichtlich der Potenziale ausgewählter Einsatzstoffe für das chemische Recycling bewertet.

Schwerpunkte
 

• Verfahrens- und Technologieentwicklung von Pyrolyse- und Vergasungstechnologien
• Upscaling und Versuche im Pilotmaßstab für die Verwertung von Kunststofffraktionen, die nicht durch stoffliche Verwertungsverfahren recycelt werden können
• Energie- und Massenbilanzen und detaillierte Analyse von gasförmigen, flüssigen und festen Produkten mit instrumentell-analytischen Methoden
• Prozessmodellierung des chemischen Recyclings zur Implementierung in das Bewertungsmodell
• Neuartige Kompatibilisatoren durch Direktsynthese mit CO₂ und Bewertung der Eigenschaftsverbesserung in Abhängigkeit von verschiedenen Strukturparametern der Phasenvermittler