Circular Plastics Economy: Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe

Es ist Zeit für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft

Kunststoffe sind vielseitig: Ihr geringes Gewicht macht sie unersetzlich für ressourceneffiziente Produkte. Die Rohstoffbasis öffnet sich langsam für biogene Quellen. Die Kunststoffproduktion wächst stetig. Fast 350 Millionen Tonnen Kunststoffe werden weltweit pro Jahr produziert.

Doch in der Bevölkerung ist Kunststoff kaum geschätzt, gilt als »Wegwerfartikel«. Zu viele Kunststoffe enden in der Verbrennung oder in Böden und Ozeanen. Rund um den Globus leiten Regierungen und Behörden staatliche Maßnahmen gegen Kunststoffe in der Umwelt ein. Anfang 2018 veröffentlichte die EU ihre Kunststoffstrategie mit weitreichenden Maßnahmen. Umweltverbände und Stakeholder nehmen Kunststoffe in die Liste der großen Umweltsünder auf. Es ist Zeit, zu handeln. Der Werkstoff Kunststoff ist zu wertvoll, um ihm nur einen negativen Stempel aufzudrücken. Die Lösung: Die Kunststoffwirtschaft muss zirkulär werden.

Zirkuläre Kunststoffwirtschaft

Die Grundidee einer zirkulären Kunststoffwirtschaft ist einfach:

  • die Entnahme fossiler Ressourcen und die End-of-Life-Verluste minimieren
  • sowie gleichzeitig eine echte Kreislaufführung von Kunststoff ermöglichen

Der Wandel vom heutigen, weltweit noch weitgehend linearen hin zu einem zirkulären System benötigt systemische, technische und soziale Innovationen und daran angepasste Wertschöpfungsnetzwerke. Diese Transformation ist komplex. Sie erfordert eine Kunststoffwende, die nur mit einem Multi-Stakeholder-Ansatz gelingt – entlang und an den Schnittstellen der Wertschöpfungskette.

Forschungscluster Circular Plastics Economy für eine nachhaltige Kunststoffwende

Fraunhofer Cluster of Excellence

Die Fraunhofer Cluster of Excellence bündeln Kompetenzen von Instituten, um relevante Themen in ihrer ganzen Breite mit wissenschaftlicher Exzellenz zu erforschen.

Der Fraunhofer Cluster of Excellence stellt die Weichen für den Wandel von einer linearen in eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft. Im November 2018 haben die Fraunhofer-Institute UMSICHT (Federführung), IAP, ICT, IML und LBF den Fraunhofer Cluster of Excellence »Circular Plastics Economy« gestartet. Sie entwickeln Systemleistungen für die zirkuläre Kunststoffwirtschaft. Der Forschungscluster läuft fünf Jahre mit dem Ziel der Verstetigung als virtuelles Institut.

Institutsübergreifende Kooperation für zirkuläre Kunststoffwirtschaft

Neu ist, dass im Cluster von Anfang an Wissenschaft mit Business Development verzahnt wird, um marktrelevante Prototypen bereitzustellen. Fraunhofer UMSICHT lädt Stakeholder aus Wirtschaft und Wissenschaft dazu ein, dieses virtuelle Institut für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft mit zu gestalten und im Forschungscluster an Lösungen mitzuarbeiten.

In drei Divisions und sechs Research Departments arbeiten Forscher aus den beteiligten Instituten übergreifend an Fragestellungen entlang der Wertschöpfungskette; angefangen bei Polymeren und Additiven über Logistik und Recycling bis hin zur Prototypenentwicklung und begleitender Geschäftsmodellentwicklung.

Am Fraunhofer IML liegt der Fokus der Forschungsfragen innerhalb des Clusters auf der effizienten Vernetzung vorwärts und rückwärts gerichteter Logistik innerhalb der Wertschöpfungsnetze einer Circular Plastics Economy. Ferner beschäftigen sich Mitarbeiter des IML mit Ansätzen zur Digitalisierung der zirkulären Kunststoffwirtschaft, dem Assessment zirkulärer Produkte und Dienstleistungen sowie Geschäftsmodellen in der Circular Plastics Economy.

Beteiligte Fraunhofer-Institute

  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, Potsdam
    Prof. Dr. Alexander Böker
    www.iap.fraunhofer.de
  • Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal
    Prof. Dr. Peter Elsner
    www.ict.fraunhofer.de
  • Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Dortmund
    Prof. Dr. Uwe Clausen
    www.iml.fraunhofer.de
  • Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt
    Prof. Dr. Tobias Melz
    www.lbf.fraunhofer.de
  • Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen
    Prof. Dr. Eckhard Weidner (Leitung des Clusters)
    www.umsicht.fraunhofer.de

Struktur des Forschungsclusters

Mission

Division »Materials«

Mit Kunststoffen aus einem nachhaltigen Ressourcenmix wollen wir werkstoffliche und biologische Kreisläufe schließen. Dazu nutzen wir zirkuläre Prinzipien. Wo sinnvoll, wird der Abbau des Kunststoffes in der und durch die Natur intensiviert. Freiwerdendes Kohlenstoffdioxid wird über Photosynthese zeitnah im Material gebunden.

Research Departments

  • Circular Polymers
  • Circular Additives and Compounds

Mission

Division »Systems«

Effiziente Sammel- und Transporttechnologien gehen Hand in Hand mit neuen stofflichen Recyclingverfahren, um mehr Kunststoffe in stoffliche Kreisläufe zu bringen. Digital abgebildete Prozesse und Produkte ermöglichen ökologische und ökonomische Echtzeit-Bewertungen zur Gestaltung optimaler Wertschöpfungskreisläufe.

Research Departments

  • Advanced Recycling
  • Circular Logistics and Sustainability

Mission

Division »Business«

Fraunhofer erforscht und gestaltet zirkuläre Wertschöpfungsketten und bietet neue Systemleistungen für Kunststoffe in der Kreislaufwirtschaft über Branchengrenzen hinweg: Von zirkulärem Design und Bauteilauslegung, Recycling und Abbaubarkeit bis zu Prototypenauslegung, Akzeptanzprozessen und Geschäftsmodellen.

Research Departments

  • Application and Demonstration
  • Business and Transformation