Forcycle
Der weltweit steigende Rohstoffbedarf, Preisdynamiken und Rohstoffverknappung, das Vor?kommen essentieller Rohstoffe in nur wenigen Abbaugebieten sowie Lieferengp?sse durch politisch instabile Exportregionen stellen eine bislang als weitgehend gesichert geglaubte Versorgungslage zunehmend in Frage, erschweren ihre Planbarkeit und werden damit zu ei?nem Risikofaktor für die deutsche Wirtschaft.
Der Wirtschaftsstandort Bayern ist mit seinen High-Tech-Unternehmen in der Automobil?branche, der Elektro- und Elektroniksparte, im Maschinenbau und in der Metall- und Che?mischen Industrie von dieser Entwicklung besonders betroffen. Für den Erhalt der Produkti?vit?t und der Wettbewerbsf?higkeit der bayerischen Unternehmen ist deshalb ein Umdenken und Umsteuern beim Gebrauch und Verwerten von Rohstoffen zwingend erforderlich. Ma??nahmen zur Ressourcenschonung, zur Effizienzsteigerung, zum Recycling und zur Wieder?verwendung von Rohstoffen gewinnen über den Schutz der Umwelt hinaus eine eminente wirtschaftliche Bedeutung.
Das Bayerische Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (StMUV) hat ange?sichts dieser Herausforderungen die F?rderung des Forschungs- und Entwicklungspro?gramms ForCycle – Rohstoffwende Bayern beschlossen und unterstützt das Vorhaben für drei Jahre mit ca. 3 Millionen Euro. Erreicht werden sollen eine Steigerung des Sekund?rroh?stoffanteils und eine Reduzierung beim Verbrauch prim?rer Stoffe in der bayerischen Wirt?schaft. Diese Trendumkehr – weg vom Einsatz fabrikneuer Rohstoffe und hin zum Recycling gebrauchter Materialien mit anschlie?ender Rückführung in den Produktionsprozess – markiert ein grundle?gendes Umdenken im Umgang mit natürlichen Ressourcen. Es ist der Grundstein für eine Rohstoffwende in Bayern.
Das strategische Konzept für ForCycle beruht auf einer Rohstoffbetrachtung, die den gesamten Wertsch?pfungsprozess eines Rohstoffs und seiner Funktionen in den Blick nimmt. Die Fokussierung auf die stoffliche Dimension der Ressourcenstrategie reagiert auf die kaum noch überschaubare Vielzahl der Stoffe und Materialien in den Gebrauchsgütern, bei der selbst Produzenten keine hinreichende Kenntnis mehr über die stoffliche Zusammen?setzung der von ihnen hergestellten Produkte haben. Um Klarheit über die Vorkommen, Reichweiten und über die aktuellen wie prognostizierten Bedarfe der technologisch genutzten Rohstoffe zu erhalten, müssen die Werdeg?nge dieser Rohstoffe nachvollzogen werden. Wo wird der Stoff, in welchen Mengen, in welcher Qualit?t, in welcher Konzentration, unter wel?chen sozialen Bedingungen und politischen Verh?ltnissen abgebaut? Auf welchen gegebenen?falls verschlungenen Lieferwegen? und – aufgrund der internationalen Arbeitsteilung – un?übersichtlichen Produktionswegen gelangt der Rohstoff oder ein Zwischenprodukt nach Deutschland/Bayern zur Ver- bzw. Weiterverarbeitung? Was geschieht mit den Produkten in der Nachnutzungsphase? Enden sie auf einer Mülldeponie oder werden sie einem Recycling?verfahren zugeführt?? Gibt es Dissipationsverluste bereits w?hrend des Produktionsprozesses, im Verlaufe der Nutzung oder durch die Entsorgung, gegebenenfalls durch Ablagerung auf Deponien?
Mit diesem ressourcenstrategischen Ansatz wird die Wertsch?pfung von Stoffen nicht nur auf allen Nutzungs- und Wirkungswegen verfolgt und analysiert, sondern die Kritikalit?t eines speziellen Stoffes kann an unterschiedlichen Schnittstellen der Wertsch?pfungskette bewertet werden. Damit k?nnen für die weitere Nutzung des Stoffes alternative Wege bzw. die Not?wendigkeit der Substitution dieses Stoffes aufgezeigt werden.
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Das ForCycle-Projekt verbindet grundlagenorientierte Forschungen mit neuartigen Technolo?gieentwicklungen und Industriekooperationspartnern. Ein solches Projekt ist ein offener Pro?zess im Hinblick auf die wissenschaftlich-technischen Entwicklungen und gleich?erma?en bezogen auf die Umsetzung von Innovationen durch die Industriepartner. Die ForCycle-Pro?jekte sind Pilotprojekte und sie initiieren wechselseitige Lernprozesse.
Die Zusammenarbeit mit Unternehmen zur finanziellen Unterstützung der Forschungsprojekte ist ein wesentliches Ziel von ForCycle, so dass Erprobung und Anwendung der neuen Verfah?ren und Technologien unmittelbar ineinander greifen k?nnen. Die Einbindung von Unterneh?men zus?tzlich zu den bereits bestehenden Kooperationen wird als fortw?hrender Prozess verstanden und über die gesamte Laufzeit des Verbundes weiter verfolgt.
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Einzelprojekte im Projektverbund:
Prof. Dr. Armin Reller (Universit?t Augsburg, Lehrstuhl für Ressourcenstrategie, Wissenschaftszentrum Umwelt (WZU)): Ressourcenstrategie für die Rohstoffwende Bayern - unter besonderer Berücksichtigung von Sekund?rrohstoffen.
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Prof. Dr. Soraya Heuss-A?bichler (LMU München, Department für Geo- und Umweltwis?senschaften, Sektion Mineralogie, Petrologie & Geochemie): Entwicklung einer Gesamtl??sung zur effektiven Rückgewinnung von Buntmetallen aus Industrieabw?ssern.
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Prof. Dr. Siegfried Horn (Universit?t Augsburg, LS Experimentalphysik, Institut für Physik) in Kooperation mit Prof. Dr. Klaus Drechsler (Fraunhofer Projektgruppe FIL, Augsburg):
Ressourceneffiziente Faser-Matrix-Separation für das Recycling von Carbonfaserstrukturen.
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Prof. Dr. Burkhard K?nig (Universit?t Regensburg, Institut für Organische Chemie):
Niedrig schmelzende Zucker-Harnstoff Gemische zur Extraktion von Metallen und anderen Wertstof?fen.
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Prof. Dr. Werner Kunz (Universit?t Regensburg, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Carl von Carlowitz Center für Nachhaltige Chemie) in Kooperation mit Prof. Dr. Cordt Zollfrank (TUM und Wissenschaftszentrum für Nachwachsende Rohstoffe Straubing, Fachgebiet Biogene Polymere): Neuartige biogene Hybridpolymere aus Zellulose und Chitin.
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Dr. Martin Schlummer (Fraunhofer-Institut IVV, Abteilung Verfahrensentwicklung Polymer-Recycling, Freising):
Recycling von Metallen aus Metall-Kunststoffverbunden und Hybrid?werkstoffen.
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Prof. Dr. Ulrich Teipel (Technische Hochschule Nürnberg, Fakult?t Verfahrenstechnik, Me?chanische Verfahrenstechnik/Partikeltechnologie): Recycling von Kompositbauteilen aus Kunststoffen als Matrixmaterial.
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Prof. Dr. Ulrich Teipel (Technische Hochschule Nürnberg, Fakult?t Verfahrenstechnik, Me?chanische Verfahrenstechnik / Partikeltechnologie): Produktgestaltung mit Sekund?rrohstof?fen in der Baustoff- und Keramikindustrie.
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Prof. Dr. Monika Willert-Porada (Universit?t Bayreuth, LS für Werkstoffverarbeitung):
Auf-Reinigung von Gebrauchs- und Spezial-Gl?sern zur Dissipationslimitierung und Rückgewin?nung von Wertmetallen.
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Literatur
Achzet, B. (2012): Empirische Analyse von preis- und verfügbarkeitsbeeinflussenden Indi?katoren unter Berücksichtigung der Kritikalit?t von Rohstoffen. Hamburg: Disserta Verlag, 2012.
Achzet, B.; Reller, A.; Zepf, V. (2012): University of? Augsburg, Rennie C. BP, Ashfield M. and Simmons J., ON Communication (2011): Materials critical to the energy industry. An introduction. University of Augsburg, supported by BP, 2011.
Reller, A.; Marschall, L.; Mei?ner, S.; Schmidt, C. (2013): Ressourcenstrategie. Eine Einführung in den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Darmstadt: Wissenschaftliche Buchgesellschaft, 2013.
Reller, A.; Zepf, V.; Achzet, B. (2013): The Importance of Rare Metals for Emerging Tech?nologies. In: Factor X. Re-source – Designing the Recycling Society. M. Angrick/A. Burger/H. Lehmann (Hg.) Berlin, Heidelberg: Springer, 203-219, 2013.
Zepf, V. (2013): Rare Earth Elements. A New Approach to the Nexus of Supply, Demand and Use; Exemplified along the Use of Neodymium in Permanent Magnets’. Reihe Springer The?ses. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013.
Internet
Sprecher des Verbunds:
Prof. Dr. Armin Reller, Armin.Reller@wzu.uni-augsburg.de, Tel.: 0821-598-3001
Koordinatorin:
Dr. Julia Fendt, WZU Tel.: 0821-598-3558
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Projektdauer
2014 - 2016