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K wie Kreislaufwirtschaft

Nachhaltigkeit hat zum Ziel, eine Balance zwischen den Bedürfnissen der Menschen und den Bedürfnissen der Umwelt zu finden. Es geht darum, Ressourcen so zu nutzen, dass sie dauerhaft erhalten bleiben und in Zukunft verfügbar sind. Zentrale Elemente nachhaltigen Wirtschaftens sind daher Ressourcenschonung, Kreislaufwirtschaft und der Einsatz nachwachsender Rohstoffe. Europaweit soll die so genannte Zirkularitätsrate, die einen Richtwert für den Beitrag von Sekundärrohstoffen zum gesamten Rohstoffbedarf setzt, bis 2030 verdoppelt werden. Die aktuelle Zirkularitätsrate in Deutschland beträgt 12 Prozent.

Durch die Umstellung auf eine Kreislaufwirtschaft können insbesondere mittelständische Unternehmen ihre Material- und Energieeffizienz verbessern und den Verbrauch von Ressourcen reduzieren. Dadurch können sie 

  • Kosten senken 
  • ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern 
  • neue Geschäftsfelder erschließen 
  • und gleichzeitig einen positiven Beitrag zur Umwelt leisten.

Die Kreislaufwirtschaft erfordert jedoch eine Veränderung in der Art und Weise, wie Unternehmen produzieren und wie Produkte hergestellt werden. Die Umstellung auf ein nachhaltiges Wirtschaften erfordert eine umfassende Transformation der industriellen Prozesse.

Unsere Showcases geben Einblicke in Forschung, Praxis und Initiativen im Netzwerk der AiF.

Weniger Heizen durch infrarot-reflektierende Möbel

 

    Problem

    • In privaten Haushalten ist das Heizen für einen großen Teil des Energieverbrauchs verantwortlich und damit für den CO2-Ausstoß.

    AiF-Forschungsvereinigung
    Forschungskuratorium Textil e.V. – FKT

    Wirkung

    • Beschichtete Oberflächen von Möbeln, Wohntextilien, Bodenbelägen oder Wand- und Deckenverkleidungen  sollen die mittlere Infrarotstrahlung (MIR) in den Raum reflektieren.
    • Eine solche Reflexion kann durch Mikrostrukturen wie zum Beispiel metallisierte Glaspartikel, Nanodrähte oder optisch aktive Faserstrukturen erfolgen.
    • Es wurden Beschichtungsmatrices entwickelt, die Reflexionsgrade von bis zu 42 Prozent, bei Holzoberflächen sogar von bis zu 80 Prozent erzielt.
    • Dadurch kann in Innenräumen bei hoher thermische Behaglichkeit die eingesetzte Heizenergie deutlich reduziert werden. 

    Beitrag zur Transformation

    • Reduzierung der Heizenergie schont Umwelt und Ressourcen und verbessert den CO2-Fußabdruck jedes Einzelnen.

    Einbindung Mittelstand

    • 13 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, darunter 12 KMU

    Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.

    5 mal mehr – Frischbeton-Recycling

    Bei der Herstellung von Frischbeton können anfallende Restmengen wieder aufbereitet werden und bisher zu fünf Prozent in neuen Beton einfließen. Künftig soll sich dieser Anteil auf 25 Prozent erhöhen! Mehr Information im 4-minütigen Film.

    Problem

    • Bauen ist rohstoff- und energieintensiv, insbesondere die Betonherstellung.
    • Die Baubranche zählt zu den bedeutendsten Wirtschaftszweigen in Deutschland und ihre Produkte wie Gebäude oder Straßen sind unverzichtbar.
    • 2021 wurden rund 54 Mio. m³ Transportbeton in Deutschland produziert, fast 300.000 Wohnungen gebaut; etwa 11.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind in insgesamt 1.900 Transportbetonwerken beschäftigt.

    Wirkung

    • Untersuchungen zur Steigerung des Frischbeton-Recyclings in der Transportbetonindustrie, anfallende Überschussmengen können dem Wertstoffkreislauf durch Recyclinganlagen wieder zugeführt werden.
    • Austauschquoten der wiedergewonnenen Gesteinskörnungen durch IGF-Ergebnisse von bis zu 25 % möglich, bisher nur 5 %

    Beitrag zur Transformation

    • Ressourceneffizienz in der Produktion des wichtigsten Baustoffs der Welt
    • Wiederverwendung verfünffacht, Überarbeitung der nationalen Betonnorm

    Einbindung Mittelstand

    • 7 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, davon 3 KMU

    Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.

    Die Transformation mit Industrieforschung gestalten

    • Die Transformation mit Industrieforschung gestalten Podcast

    Baumaterialien wie Zement oder Beton sollen schnell trocknen und lange halten. Zugleich rücken Ressourceneffizienz, Nachhaltigkeit von Produkten und eine klimafreundliche Kreislaufwirtschaft immer stärker in den Fokus der Baubranche und damit ihrer Forschungsaktivitäten. Thomas Reiche, Geschäftsführer des AiF-Mitglieds FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V., erläutert in einem Podcast, wie im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) an den Baustoffen und Düngemitteln von morgen geforscht wird und damit die Transformation mit Hilfe der Industrieforschung gestaltet werden kann.

    Kreislaufwirtschaftliche Silizium-Nutzung

    Problem

    • Hoher Bedarf an Sand als Rohstoff für Silizium, aber nur begrenzt verfügbar
    • Rückgewinnung von Silizium aus Abfallprodukten der Solarwafer- und Halbleiter-Fertigung und aus ehemaligen Photovolatik (PV)-Modulen nötig

    Wirkung

    • Silizium-Abfall wird in einem Gasphasenreaktor zur Nanomaterial-Synthese in Pulver umgewandelt und im Gasstrom veredelt.
    • Entstandenes Material wird mittels Laser-Strahlschmelzen verarbeitet und elektrisch charakterisiert, um die Wiederverwendbarkeit zu verifizieren.
    • Entwicklungsschritte zur neuen Verwendung in Lithium-Ionen-Batterien, Dioden, Thermoelektrik oder Hochleistungskeramiken.

      Beitrag zur Transformation

      • Wiederverwendung von begrenzten Rohstoffen = Ressourcenerhalt
      • Unterstützung der alternativen Energieproduktion 

        Einbindung Mittelstand

        • KMU aus dem PV-Recycling, Anlagenbau, Materialaufbereitung u.m. können ihr Fertigungs- und Produktportfolio um neue Technologien erweitern
        • 9 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, davon 6 KMU

        Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.

        Technische Fasern aus Biomaterialien

        Der Grundstoff für biotechnologische Fasern wurde weiterentwickelt, um deren erhöhte Festigkeit zu ermöglichen. Herkömmliche, aus fossilen Rohstoffen hergestellte Kunststofffasern könnten damit ersetzt werden. Mehr Information im 4-minütigen Film.
         

            
          Problem

          • Technische Fasern bestehen größtenteils aus auf Erdölbasis hergestellten Polymeren, damit ist ihre künftige Verfügbarkeit begrenzt.
          • Biopolymere aus nachwachsenden Rohstoffen, wie z.B. Polylactid (PLA), sind aufgrund ihrer Eigenschaften für technische Anwendungen bislang nur sehr beschränkt einsetzbar.

              Wirkung

              • Mit Hochleistungs-PLA-Biko-Fasern ist es erstmals gelungen, ein PLA-Blend mit Stereokomplex-Kristallstruktur im Technikumsmaßstab herzustellen. 
              • Die Entwicklung auf einer industrienahen Technikumsanlage erlaubt eine einfache Überführung in den Industriemaßstab. 
              • Die nun ausreichende Materialverfügbarkeit erlaubt die Entwicklung von Fasern mit höheren Festig- und Steifigkeiten.

              Beitrag zur Transformation

              • Ressourcenschonung - Ersatz von erdölbasierten Grundstoffen durch Biopolymere
              • Branchenübergreifende Nutzung von Medizintechnik bis Luft- und Raumfahrt

              Einbindung Mittelstand

              • 9 Unternehmen im Projektbegleitenden Ausschuss, davon 7 KMU

              Das Projekt wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz mit öffentlichen Mitteln unterstützt.

              Bilder / Grafiken: © Canva, © adobe.stock.com