Leitprojekt

»Waste4Future«: Aus Abfall werden »grüne« Moleküle für die Chemie#

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Eine nachhaltige Gesellschaft mit klimaneutralen Prozessen benötigt erhebliche Anpassungen in den Wertschöpfungsketten, die nur durch Innovationen möglich werden. Sieben Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft bündeln im Leitprojekt »Waste4Future« ihre Kompetenzen, um neue Lösungen für dieses Ziel zu entwickeln, von der Rohstoffbasis über die Stoffströme und Verfahrenstechnik bis zum Ende des Lebenszyklus eines Produkts. Insbesondere wollen sie die Energie- und Ressourceneffizienz beim Einsatz von Kunststoffen erhöhen und somit den Weg ebnen für eine Chemieindustrie, die weniger fossile Rohstoffe benötigt und weniger Emissionen verursacht.

Der Transformation in Richtung des Verzichts auf fossile Rohstoffe 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 Recycling – auf das Ziel nachhaltiger Wertschöpfung ausgerichtet sind. Der Schlüssel dafür sind Innovationen.

Energie- und Ressourceneffizienz beim Einsatz von Kunststoffen

Das Fraunhofer-Leitprojekt »Waste4Future« leistet für diese Transformation zur Chemie 4.0 einen entscheidenden Beitrag. Sieben Einrichtungen 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.

Das bis 2023 laufende Projekt verfolgt in drei Teilprojekten folgende Ziele:

  • Entwicklung eines ganzheitlichen, entropiebasierten Bewertungsmodells, das die bis dato prozessgeführte Recyclingkette zu einer stoffgeführten Kette reorganisiert. Das Maß der Unordnung eines Systems (Entropie) soll also mittels neuer Sensoren erfasst werden. Aus einem großen, stark ungeordneten Gesamtstrom entstehen durch neue Sortierverfahren einzelne Teilströme, die weniger ungeordnet sind. Passend zu deren Zusammensetzung wird anhand des Modells entschieden, welcher Weg des Recyclings für diese spezifische Abfallmenge der technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvollste ist.
  • Entwicklung neuer Lösungen für das werkstoffliche Recycling (mechanisches Recyceln, lösungsmittelbasierte Aufreinigung und Fraktionierung)
  • Entwicklung neuer Lösungen für das chemische Recycling (Solvolyse, Pyrolyse und Gasifizierung)

Zu den Inhalten des Leitprojekts gehört auch die ökonomische Bewertung einer neuen Recyclingprozesskette.

www.waste4future.fraunhofer.de