Kreislaufwirtschaft

Perspektiven der Kreislaufwirtschaft

Ob Bauschutt, Altholz, Müllverbrennungsschlacke, kohlefaserverstärkter Verbundwerkstoff oder Elektronikschrott – jedes Jahr fallen weltweit insgesamt mehrere Millionen Tonnen derartiger Abfälle an. Für das Recycling von Verbundwerkstoffen forscht das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP an der Methode der elektrodynamischen Fragmentierung. Das Verfahren beruht auf dem Prinzip, dass ultrakurze (< 500 nsec) Unterwasserimpulse Festkörper selektiv fragmentieren, indem die Blitzentladung bevorzugt durch den Festkörper entlang von Phasengrenzen verläuft und das Verbundmaterial in seine Komponenten zerlegt. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der staub- sowie kontaminationsfreien Zerkleinerung, da im Vergleich zu einer mechanischen Aufbereitung kein Abrieb entsteht.

© Foto Fruanhofer IBP

Molecular Sorting

Beton ist der meistverwendete Baustoff der Welt. Er wird aus Zement, Wasser und einer Mischung aus Gesteinskörnern wie Kies oder Kalksplitt in unterschiedlichen Größen hergestellt. Im Jahr 2010 betrug die Menge des mineralische Bauabfalls insgesamt 186,5 Millionen Tonnen, davon sind 53,1 Millionen Tonnen Bauschutt (das entspricht 28,5 Prozent). Bislang wurde Altbeton unter enormer Staubentwicklung zerschreddert und landet überwiegend als Tragschicht unter der Straße. Mithilfe der elektrodynamischen Fragmentierung hingegen könnten aus Altbeton sowohl hochwertige Gesteinskörnungen für die Produktion von Frischbeton als auch Rohstoffe für die Zementherstellung wiedergewonnen werden.

Großes Potenzial sehen Fraunhofer-Forscher in der Wiederaufarbeitung von Müllverbrennungsschlacke. Von diesem Material fallen weltweit jährlich rund 320 Millionen Tonnen an. Mit der Anwendung der elektrodynamischen Fragmentierung würde man neben der Schonung immer knapper werdender Deponieflächen eine deutlich erhöhte Rückgewinnungsrate von wertvollen Sekundärrohstoffen und Metallen erreichen.

Weitere Anwendungsbereiche ist die Luftfahrtindustrie. Die zunehmende Verbauung von kohlenfaserverstärkten Kunstoffen in Flugzeugen verlange auch nach einer Recyclingtechnologie, um wichtige Ressourcen zu schonen und die wieder gewonnenen Kohlefasern wirtschaftlich in neue Produkte einsetzen zu können. Gleiches gelte auch für Elektronikschrott sowie viele weitere Verbundmaterialien, die bislang entweder gar nicht oder nicht sauber genug aufgetrennt werden können.

Für jedes in Molecular Sorting entwickelte Verfahren erstellen die Wissenschaftler parallel zur Verfahrensentwicklung ein Ökobilanzmodell des Produktsystems Dabei werden die gewonnenen Informationen in mehreren Iterationsschleifen an die Entwickler zurückgeleitet. Am Ende stehen Verfahren, bei denen die ökologische Analyse integraler Bestandteil der Entwicklung ist.