Energie und Rohstoffe – Ressourceneffizienter Umgang mit Rohstoffen

Vor dem Hintergrund knapper und teurer werdender Rohstoffe schaffen wir die Voraussetzungen, die Rohstoffversorgung unserer Industrie langfristig zu sichern und damit eine führende Position in der Hochtechnologie auch zukünftig zu ermöglichen. Dafür erforschen wir innovative Trenn-, Sortier-, Aufbereitungs- und Substitutionsmöglichkeiten und entwickeln Strategien zum nachhaltigen Umgang mit kostbaren Ressourcen.

Energie und Rohstoffe

Referenzprojekte – Ressourceneffizienter Umgang mit Rohstoffen

FutureWood – Nadelholzqualität in Zeiten des Klimawandels

Projektlaufzeit: 1.10.2018 bis 30.9.2022

Der Klimawandel stellt die Forstwirtschaft vor große Herausforderungen. Insbesondere die Versorgung mit qualitativ hochwertigem Nadelholz ist zunehmend problematisch. Im Projekt FutureWood untersuchen wir die erzeugte Rohstoffqualität von verschiedenen Waldbausystemen unter der Berücksichtigung von klimatischen und ökologischen Aspekten. Auf dieser Basis entwerfen wir optimierte Waldbausysteme und Herstellungsverfahren für die Forst- und Holzwirtschaft, um die nachhaltige Produktion von hochwertigen Nadelholzprodukten sicherzustellen.

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»IRVE – Innovative Recycling Verfahren für Elektroschrott«

3.9.2019

Elektroschrott enthält viele Wertstoffe, die für eine Wiederverwertung zurückgewonnen werden sollten. Dazu zählen hochwertige Metalle wie Gold, Kupfer, Tantal und Selten-Erd-Elemente, aber auch hochwertige Kunststoffe. Während einige Metalle wie Gold und Kupfer beispielsweise schon effizient zurückgewonnen werden können, gehen in herkömmlichen Recyclingverfahren noch viele Wertstoffe und rund die Hälfte der enthaltenen gering konzentrierten Metalle verloren. Ein Konsortium, bestehend aus der Technischen Hochschule Aschaffenburg, der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS sowie den Industriepartnern Sesotec und Mairec, hat sich nun im Rahmen des Projekts «IRVE – Innovative Recycling Verfahren für Elektroschrott» zum Ziel gesetzt, neue Prozesse zur effizienten Rückgewinnung wertstoffhaltiger Bauteile aus Elektroschrott zu finden.

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Circular Plastics Economy: Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe

Die beteiligten Fraunhofer-Institute zeigen am Beispiel Kunststoff auf, wie Energie- und Materialströme einer Wertstoffkette in eine zirkuläre Wirtschaftsform überführt werden können. Dazu werden spezielle Systemleistungen mit und für die Kunststoffindustrie einschließlich der an sie angeschlossenen Konsumgüter- und Handelsunternehmen und der Kreislaufwirtschaft entwickelt.

Verbundprojekt Carbon2Chem®

Unter Verwendung erneuerbarer Energie sollen unvermeidbare Kohlendioxid-Emissionen aus der Stahlindustrie perspektivisch fossile Rohstoffe in der chemischen Industrie ersetzen. Hierfür wird ein cross-industrielles Produktionsnetzwerk aus Stahlindustrie, chemischer Industrie und Energiewirtschaft aufgebaut. Bisher energetisch genutzte Prozessgase der Hütte dienen als Ausgangsstoff für die Produktion von synthetischen Kraftstoffen, Kunststoffen und weiteren Basischemikalien. Der modulare Ansatz zur CO2-Nutzung innerhalb cross-industrieller Netzwerke ermöglicht die Verbindung von Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit für große Industriestandorte in Deutschland und anderen Teilen der Welt.

Substitution, Effizienz, Recycling: Ergebnisse des Leitprojekts »Kritikalität Seltener Erden«

Seltene Erden Neodym und Dysprosium

Seltene Erden zählen als Bestandteil vieler Hightech-Produkte zu den strategisch wichtigsten Rohstoffen für die deutsche Industrie. Für einen effizienteren Einsatz dieser wertvollen Elemente haben acht Fraunhofer-Institute in einem nun abgeschlossenen Gemeinschaftsprojekt neue Lösungen entwickelt. Dazu gehören optimierte Fertigungsverfahren, Ansätze für Recycling und neue Materialien, die Seltene Erden ersetzen können. Am Beispiel von Elektromotoren zeigten die Fraunhofer-Experten, dass sich der Bedarf an Seltenen Erden auf ein Fünftel des heutigen Wertes senken lässt.

TaraxagumTM – Reifen aus Löwenzahn

Russischer Löwenzahn
© Fraunhofer IME

Im Projekt »TaraxagumTM« dreht sich alles um den russischen Löwenzahn. Das Besondere an dieser Pflanze: Sein Milchsaft enthält größere Mengen an Kautschuk. Prof. Dirk Prüfer, Professor an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, und sein Team entwickelten den russischen Löwenzahn in Zusammenarbeit mit dem Pflanzenzuchtunternehmen ESKUSA, der Continental Reifen Deutschland GmbH und dem Julius Kühn-Institut innerhalb weniger Jahre von einer Wild- zu einer Nutzpflanze. Seine Verwendung als alternativer Naturkautschuklieferant stand dabei stetig auf den Prüfstand.

Die Produkte, Auto-, LKW- und Fahrradreifen, bestanden den Praxistest. Die Erfolgsstory geht weiter, Ende 2018 weihte Continental das Forschungs- und Versuchslabors »Taraxagum Lab Anklam« ein. Lokal gewonnener Naturkautschuk wird lange Transportwege und so CO2-Emissionen einsparen.

»AutoBatRec2020«: Altbatterien aus E-Fahrzeugen intelligent wiederverwerten – EU fördert Forschung für ressourceneffizientes Recycling von Traktionsbatterien

Elektromobilität, wie wir sie heute kennen, benötigt große Mengen an Traktionsbatterien, allen voran die leistungsfähigen Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Für die Herstellung von Traktionsbatterien werden wertvolle Rohstoffe benötigt, die nach Lebensende der Batterien möglichst im Wertstoffkreislauf erhalten bleiben sollten. Dies erfordert eine geschlossene Recyclingkette inklusive erweiterbarer Logistiklösungen auch für die in naher Zukunft zu erwartenden wachsenden Batteriemengen. Im Anfang des Jahres begonnenen Forschungsprojekt »Automotive Battery Recycling 2020«, gefördert vom EIT RawMaterials mit Mitteln der EU, wird nun daran gearbeitet, ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Wege für das effiziente Recycling von Batterien zu identifizieren und für die industrielle Anwendung aufzuskalieren. Die gesamte Recyclingkette soll so verbessert werden, dass die kostbaren Rohstoffe zurückgewonnen und so für die europäische Industrie gesichert werden.