Kreislaufwirtschaft Eventkalender & Aktuelles Kulturpreis Bayern Materialflusskongress 2021 - Technik in Bayern
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
NACHRICHTEN AUS TECHNIK, NATURWISSENSCHAFT UND WIRTSCHAFT
03/2021 MAI/JUN
Das Regionalmagazin für und
Kreislaufwirtschaft
Eventkalender & Aktuelles
Kulturpreis Bayern
Materialflusskongress 2021
EDITORIAL
Von linearen
zu zirkulären
Prozessen
Foto: privat
Dr. Dina Barbian
Redaktion TiB
D
ie Länder der Europäischen Union produzieren jährlich verbrannt oder deponiert. Im schlimmsten Fall landet der Müll
mehr als 2,5 Milliarden Tonnen Abfall. Das sind ca. 6 Ton- in unseren Weltmeeren. Jedes Jahr sterben laut Deutsche Um-
nen pro Person. welthilfe e. V. etwa eine Million Seevögel und hunderttausend
Meeressäuger, weil sie die Plastikteile im Meer mit Nahrung ver-
Die Entsorgungspraktiken in den einzelnen EU-Ländern sind wechseln und verenden.
sehr unterschiedlich. Ein Großteil der Abfälle wird immer noch
deponiert. Dass dies nicht sein muss, zeigen die Beispiele in 70 % aller Treibhausgase werden direkt durch die globalen Ma-
den Fachbeiträgen dieses Heftes. Nicht nur das „Up-cycling von terialflüsse (Rohstoffgewinnung, Produktion und Distribution)
Polymeren“, sondern auch die Herstellung chemischer Stoffe in verursacht. Die Kreislaufwirtschaft hat daher das Potenzial, mit
geschlossenen Stoffkreisläufen ist möglich. Biologische Recyc- relativ wenig Aufwand die Klimaziele laut Pariser Klimaschutz-
lingmethoden, die sich noch im Forschungsstadium befinden, abkommen zu erfüllen. Allein eine Verdoppelung des Anteils von
sind sehr vielversprechend. Ein weiteres Verfahren stellt die 8,6 auf 17 % würde reichen, um Klimaneutralität zu erreichen.
Rohstoffrückgewinnung durch Vakuumdestillation dar. Beispie- Auch die Europäische Kommission hat in ihrem „Green Deal“
le zum zirkulären Bauen aus Holland zeigen, dass heute schon den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft als notwendig er-
50 % der Baumaterialien aus Recycling stammen können. achtet. Bereits 2015 wurde dazu ein Maßnahmenpaket verab-
Eine Kreislaufwirtschaft wird begünstigt, wenn Produkte in schiedet. Langfristig können so Arbeitsplätze im Sekundärroh-
ihre Einzelteile zerlegbar sind und Teile schnell ausgetauscht stoffmarkt geschaffen und die Wettbewerbsfähigkeit in Europa
werden können. In diesem Heft sind gleich zwei Beispiele dazu gesteigert werden.
enthalten: Refurbishig von alten IT-Geräten und Remanufactu-
ring von Wasserzählern. Ein neues Gerät zu kaufen geht schnell, Viel Spaß bei der Lektüre!
aber in vielen Fällen lohnt sich ein Gang zu einem Repair-Café,
in dem Hilfe für eine Reparatur angeboten wird.
Laut Circularity Gap Report (CGR) 2021 werden weltweit leider
nur 8,6 % aller Materialien rezykliert. Der Rest wird entweder
Technik in Bayern 03/2021 3
Suchen Sie einen
INHALT
Kreislaufwirtschaft Übersetzer?
Materialien im Kreislauf zu führen, ist HOCHSCHULE UND FORSCHUNG
nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern
auch wirtschaftlich. Beispiele aus
verschiedenen Branchen zeigen, wie
29. Deutscher Materialfluss-Kongress 2021 33
Dirk Kauke, Lehrstuhl fml, Technische Unnivesität München
Kreislaufprozesse innerhalb der Liefer-
ströme und Wertschöpfungsketten Kulturpreis Bayern für Wertstoffhof der Zukunft 38
gestaltet sind. Ralf Kastner, Hochschule München
AKTUELLES
VDI BV München: Fragen an Andreas Wüllner 26
VDI BV München: Mitgliederversammlung 2021 27
VDI BV München + acatech: Predictive Maintenance 28
VDE BV Südbayern: Mitgliederversammlung 2021 29
TiB E-Paper-Probeversand: Bitte ergänzen Sie Ihre E-Mail-Adresse 29
VDI BV Bayern Nordost: Bewegung im BV BNO 30
Abb: Dyneon GmbH
VDE Südbayern Young Professionals: Neuaufstellung 32
Up-Cycling von vollfluorierten
Polymeren, (S.8) VDI Landesverband Bayern: Neuwahl des Vorsitzenden 34
VDI AK UuF München: Wertschöpfung durch Wertschätzung 35
VDI Young Engineers München: Münchener Kreislaufwirtschaft 36
SCHWERPUNKT VDI BV München: Was ist für mich Ingenieurskunst? 37
VDI AK fib München: Home-Schooling und Homeoffice 37
Kreislaufwirtschaft im Überblick 06 VDE: Historische Orte der Elektrotechnik 42
Dina Barbian
VDI BV Bayern Nordost: Cramer-Klett-Preis 2021 verschoben 42
Up-Cycling von vollfluorierten Polymeren 08 VDI BV München: Neufassung der Satzung 44
Klaus Hintzer und Kai Rarisch
Maximale Effizienz durch Verbundproduktion 09
Markus Haider und Norbert Ziegleder
RUBRIKEN
Biokollektoren 12
Franziska Linda Lederer
Veranstaltungskalender 39
Qualifikation
Rohstoffrückgewinnung durch Vakuumdestillation 14 Buchbesprechungen 48 Spezialisierung
Anja Oehler Ausstellungstipp 49
Impressum 49 by-suche.bdue.de
Die Niederlande: Vorreiter des Zirkulären Bauens? 16 Cartoon 50
Mathias Lehner
Vorschau 50
IT-Refurbishing 18
Sina Grimm
Remanufacturing – aus Alt wird Neu!
Jakob Rothmeier
20
S. 09 VDI Landesverband Bayern
VDI Bezirksverein München, Ober- und Niederbayern e.V.
Mehr als eine Verpackung 22 Westendstr. 199, D-80686 München
Caroline Babendererde Tel.: (0 89) 57 91 22 00, Fax: (0 89) 57 91 21 61
www.vdi-sued.de, E-Mail: bv-muenchen@vdi.de
VDI Jahresthema: Zirkuläre Wertschöpfung 23 VDI Bezirksverein Bayern Nordost e.V. Unsere Fachliste Technik
Hans-Jürgen Schäfer c/o Ohm-Hochschule, Keßlerplatz 12, D-90489 Nürnberg
Tel.: (09 11) 55 40 30, Fax: (09 11) 5 19 39 86 gratis für Sie: Bundesver
Konsumierst Du wieder oder reparierst Du jetzt? 24
band der Dol
E-Mail: vdi@th-nuernberg.de Übersetze
2019 | 202
r e. V. – Exp
m
erte
0
Sabrina Bohn
Foto: Wacker
VDE Bayern, Bezirksverein Südbayern e.V. - Qualifizierte Sprachprofis für
Titelbild: Heimeranstraße 37, D-80399 München 200 technische Fachgebiete
Ressourcen im Kreislauf 25 © AdobeStock_67328677 Tel.: (0 89) 91 07 21 10, Fax: (0 89) 91 07 23 09
Der historische Hintergrund von Frank Dittmann Chlormembranelektrolyse Von rendeeplumiat www.vde-suedbayern.de, E-Mail: info@vde-suedbayern.de - Als PDF erhältlich unter FACHLISTE
TECH
Spezialisierte
Übersetzer/
fachliste-technik.bdue.de Dolmetscher/i
nnen für me
4 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 5 oder als Printversion über
service@bdue.de
SCHWERPUNKT SCHWERPUNKT
Definition, Ziele, Ansätze und Nutzenpotenziale
Kreislaufwirtschaft im Überblick
Recycling
S
eit Beginn der Industrialisierung hin zum Gebrauch) durch mehr Recycling einer Generalversammlung im Jahr 2015 Maschinen oder auch Pro- Wieder-Verwerten
herrschen in den Wertschöp- und Wiederverwendung die „Kreisläufe“ die Wichtigkeit einer Kreislaufwirtschaft duktionsstraßen eingesetzt. (Re-manufacturing, Re-furbishing)
fungsketten lineare Prozesse vor, zu schließen. Im Februar 2021 forderte in den 17 Nachhaltigkeitszielen (Sustai- Der nächste Ansatz ist das
Wieder-
die dazu geführt haben, dass anfallende das Parlament schärfere Recyclingziele nable Development Goals) durch das Recycling, gefolgt von der
Verwenden
Abfallstoffe größtenteils entsorgt bzw. sowie verbindliche 2030-Ziele bei der Ziel Nr. 12 hervorgehoben. Dieses Ziel energetischen Verwertung. (Re-use)
deponiert wurden. Dies hat zu einem ho- Verwendung und dem Verbrauch von Ma- widmet sich der Fragestellung, wie mit Unter Recycling wird dabei
hen Umwelt- und Ressourcenverbrauch terialien. Bis 2050 soll in den Mitglieds- knappen Ressourcen umgegangen wer- die stoffliche Wiederverwer-
geführt. In den letzten Jahren sind die staaten eine CO2-neutrale, nachhaltige den soll. Dazu ist ein tiefgreifender Wan- tung und Verarbeitung zu Rohstoff- Rohstoff- Konsum
Produktion
Preise für Primärrohstoffe auf den Welt- und schadstofffreie Kreislaufwirtschaft del vorherrschender Produktions- und einem rezyklierten Rohstoff abbau verarbeitung (Reparieren)
märkten stark geschwankt und oft be- umgesetzt werden. Konsumpraktiken notwendig. Bis 2030 bzw. zu Rohstoffen mit ei-
steht eine Abhängigkeit von nur einem soll das Abfallaufkommen durch Vermei- nem hohen Recycling-Anteil
Deponie
oder wenigen Förderländern, sodass die Das Schließen von Kreisläufen in Wert- dung, Verminderung, Wiederverwertung verstanden. Erst an letzter
Quelle: Institut für Nachhaltigkeit
Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft in schöpfungsketten ist insbesondere für und Wiederverwendung deutlich verrin- Stelle steht die Beseiti-
jedem Fall wirtschaftlich sinnvoll wäre. Europa und auch für Deutschland not- gert werden. gung durch Deponierung.
Die Corona-Krise hat zudem viele Unter- wendig, denn viele Rohstoffe sind als kri- Detaillierte Informationen
Produktlebenszyklus
nehmen mit Lieferengpässen konfron- tisch einzustufen, weil diese entweder in Welche Ansätze der Kreislaufwirtschaft zu den einzelnen Kreislauf-
tiert. Durch die Schaffung einer Kreislauf- Europa nicht vorkommen oder eine gro- gibt es? wirtschaftsstrategien sind © Institut für Nachhaltigkeit
wirtschaft wäre man unabhängiger von ße wirtschaftliche Bedeutung haben. Die Eine Umstellung zu zirkulären Prozessen in Eisenriegler (2020) und Modell der Kreislaufwirtschaft (Circular Economy)
krisenbedingten Lieferschwierigkeiten. weltweit ungleiche Verteilung von Roh- kann durch verschiedene Maßnahmen Kranert (2018) zu finden.
stoffen und die Konzentration der Roh- gelingen. Man unterscheidet entlang der
Was heißt „Kreislaufwirtschaft“? stoffe auf wenige Förderländer führen Produktlebenszykluskette verschiede-
In einer Kreislaufwirtschaft werden Ab- dazu, dass die Versorgung mit Rohstof- ne Ansätze der Kreislaufwirtschaft. Die Nutzen durch eine stoffe, möglichst standardisierte Bau-
fälle (und Abwässer) nicht zurück zur fen unsicherer ist. Seit 2011 gibt die EU Vermeidung von Abfallstoffen sollte hier Umstellung auf eine Kreislaufwirtschaft teilkomponenten, leichte Montage und
Umwelt geleitet, sondern weitergenutzt daher im Abstand von drei Jahren einen an erster Stelle stehen, gefolgt von der Gelingt die ganzheitliche Umstellung ei- Demontage bzw. Austauschbarkeit ein- Literatur
und als Rohstoff erneut innerhalb der Lie- Report zu den importierten kritischen Vorbereitung zur Wiederverwendung (Re- ner Kreislaufwirtschaft, profitiert nicht zelner Bestandteile (Modularität) sowie -Eisenriegler, S. (Hrsg.), Kreislaufwirtschaft in
fer- und Wertschöpfungskette eingesetzt. Rohstoffen heraus. Der letzte Bericht ist use), welche gemeinsam mit dem „Repa- nur die Umwelt davon, sondern in den werkstofflich wiederverwertbare Kompo- der EU – Eine Zwischenbilanz, Wiesbaden 2020.
Dazu gibt es verschiedene Ansätze. Eine aus dem Jahr 2020 (Europäische Kom- rieren“ direkt beim Konsumenten ansetzt. neu entstehenden Kreislaufmärkten wer- nenten. Zudem werden geeignete Infra- -Europäische Kommission, MITTEILUNG DER
KOMMISSION AN DAS EUROPÄISCHE PAR-
Kreislaufwirtschaft dient in erster Linie mission, 2020b). Dies könnte durch ein in der derzeitig poli- den neue Arbeitsplätze geschaffen. Zu strukturen und Geschäftsmodelle benö- LAMENT, DEN RAT, DEN EUROPÄISCHEN
der Müllreduktion, aber auch der konse- tisch geführten Diskussion um ein „Recht diesem Ergebnis kommt die Prognos AG tigt, mittels derer die Stoffe gesammelt WIRTSCHAFTS-UND SOZIALAUSSCHUSS UND
DEN AUSSCHUSS DER REGIONEN, Ein neuer
quenten Vermeidung und adäquaten De- Wenn Rohstoffpreise weiter steigen, auf Reparatur“ noch weiter verstärkt wer- (2020) in ihrem „Statusbericht der deut- und einer Wiederverwertung zugeführt Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft für ein
ponierung von Restmüll. An erster Stelle könnte sich auch das Konzept des Urban den. Bei der Wiederverwendung werden schen Kreislaufwirtschaft 2020“. Darin werden können. Für eine erfolgreiche Um- saubereres und wettbewerbsfähigeres Euro-
sollte die Vermeidung (Zero Waste, „Null Mining oder Landfill Mining (Deponie- Güter beziehungsweise deren Bestandtei- werden wichtige CO2-Einsparpotenziale setzung ist auch eine Veränderung gesell- pa, Brüssel 2020a [Online], (abgerufen am
28.02.2021).
Müll“) stehen, denn Abfall, der erst gar Bergbau) lohnen. Hier geht es darum, alte le so aufbereitet, dass sie für den gleichen (bis zu 50 %) herauskristallisiert, denn schaftlicher Wertvorstellungen, wie z. B. - Europäische Kommission, Studie zur EU-Liste
nicht entsteht, kann die Umwelt nicht ge- Müllhalden und Deponien zurückzubau- Zweck erneut eingesetzt werden kön- die Hälfte der gesamten Treibhausgas- das Leasing und Sharing von Produkten, kritischer Rohstoffe (2020) – Abschlussbe-
richt, Luxemburg 2020b [Online], (abgerufen am
fährden (s. Abb.). en, weil dort wichtige Rohstoffe vermutet nen. Ebenfalls beim Verbraucher setzen emissionen sind auf die Gewinnung von notwendig.
28.02.2021).
werden. Noch ist diese Art von Rohstoff- Second-Hand-Läden, Repair-Cafés und Ressourcen und die Verarbeitung zurück- - Hoferichter, A., Goldrausch auf der Müllhalde,
Ziele einer Kreislaufwirtschaft gewinnung ein Forschungsthema. Bisher Tauschbörsen (Sharing-Economy) an. zuführen. Weitere Einsparpotenziale er- Fazit in: Süddeutsche Zeitung vom 17. September
2014 [Online], URL: https://www.sueddeutsche.
Bereits im Jahr 2015 hat die Europäische wurden Phosphate, wiederverwertbare Weitere Strategien betreffen den Produ- geben sich sowohl bei den Konsumenten Eine Kreislaufwirtschaft bietet sowohl de/wissen/wertvolle-rohstoffe-goldrausch-
Kommission einen Aktionsplan zur Kreis- Kunststoffe und Metalle gefunden, dar- zenten. Dies sind „Re-manufacturing“ und als auch bei den Produzenten (Pauly und ökonomische als auch ökologische auf-der-muellhalde-1.1489806 (abgerufen am
Traufetter, 2016). 28.02.2021).
laufwirtschaft verabschiedet. Im März unter vor allem Eisen, Kupfer und Alumi- „Re-furbishing“ (Überholung und Instand- Nutzenpotenziale. Für eine erfolgreiche
- Kranert, M. (Hrsg.), Einführung in die Kreislauf-
2020 wurde dieser neu aufgelegt (Euro- nium, aber auch Seltene Erden, die aus setzung von Produkten zum Zweck der Eine Umsetzung wichtiger Schritte er- Umsetzung ist das Zusammenspiel wich- wirtschaft, 5. Aufl., Wiesbaden 2018.
päische Kommission, 2020a). Damit soll Autokatalysatoren, Bildschirmen oder Wiederverwendung und -vermarktung). fordert das Zusammenspiel wichtiger tiger Akteure und eine Umgestaltung des - Pauly, C. und Traufetter, G., Der Kreis ist heiß, in:
DER SPIEGEL vom 23.01.2016, S. 38.
in den einzelnen Mitgliedsstaaten der Magneten stammen und heute unter an- Dabei werden Teile eines Altgerätes in ein Akteure (Designer, Konsumenten, Produ- Produktes notwendig. Bisher sind not- - Prognos AG, Statusbericht der deutschen Kreis-
Übergang zu einer kreislauforientierten derem für Mobiltelefone und Flachbild- neues eingesetzt. Eine besondere Form zenten, Staat). Auch an das Produkt wer- wendige Schritte jedoch ausgeblieben. laufwirtschaft 2020, Düsseldorf 2020 [Online],
Wirtschaft unterstützt werden, um inner- schirme gebraucht werden (Hoferichter, stellt das „Retrofit“ bzw. „Reengineering“ den Bedingungen angeknüpft. Dies sind URL: https://statusbericht-kreislaufwirtschaft.
de/wp-content/uploads/2020/11/2020_Status-
halb der Produktlebenszyklen (vom Ab- 2014). dar. Hier werden aufbereitete Anlagen- Langlebigkeit, einfache Reparierbarkeit, Dr. Dina Barbian bericht_mobil.pdf (abgerufen am 28.02.2021).
bau der Rohstoffe über die Produktion bis Auch die Vereinten Nationen haben auf teile oder -komponenten in bestehende möglichst wenige unterschiedliche Werk- Institut für Nachhaltigkeit, Nürnberg
6 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 7
SCHWERPUNKT
Nachhaltiges Verfahren hält wertvolle Rohstoffe im Kreislauf
Up-Cycling von vollfluorierten
Polymeren
E
Photo: WACKER
in innovatives Up-Cycling-Verfah- weltweit erste Pilotanlage zum Recycling Up-Cycling statt Re-Cycling
ren der Dyneon GmbH macht es von vollfluorierten Polymeren in Burgkir- Up-Cycling erweist sich als effizientere Chlormembranelektrolyse der Wacker Chemie AG im Werk Burghausen
möglich, vollfluorierte Polymere chen im Chemiepark Gendorf eröffnet und praxistaugliche Alternative zum Re-
wieder in den Produktionskreislauf zu- – ein Meilenstein auf dem Weg zu einer Cycling. Am Ende des Prozesses stehen
rückzuführen – und sie gänzlich ohne nachhaltigen Produktion in geschlosse- die reinen Ausgangsmaterialien, die zur
Geschlossene Produktionskreisläufe
Maximale Effizienz durch
Qualitätseinbußen weiter zu nutzen. nen Fluorpolymer-Kreisläufen. In Zusam- Polymerisierung und Weiterverarbeitung
Ohne vollfluorierte Polymere wären zahl- menarbeit mit der Fakultät für Ingenieur- zu Fertigteilen genutzt werden können
reiche alltägliche Gebrauchsgegenstän- wissenschaft der Universität Bayreuth und dabei weiterhin über ihre Leistungs-
Verbundproduktion
de nicht möglich, denn sie machen das und InVerTec hat Dyneon ein patentiertes merkmale und Eigenschaften verfügen.
Leben in vielerlei Hinsicht bequemer und Verfahren entwickelt, um wertvolle Roh- Somit kann das Material in der Produk-
sicherer. In Europa werden jedes Jahr stoffe zurückzuführen sowie reine Aus- tion für unterschiedliche Anwendungen
ca. 34.000 Tonnen Polytetrafluorethen gangsmaterialien zu gewinnen. Dieses wieder zum Einsatz kommen – ohne
(PTFE) und PTFE-Compounds verarbeitet. Projekt wurde von der DBU (Deutsche Kompromisse in der Qualität eingehen zu
S
Sowohl bei der Verarbeitung als auch am Bundesstiftung Umwelt) gefördert. Im müssen. eit über 100 Jahren produziert der satz zu nicht integrierten Produktions- sisrohstoff ist dabei Chlorwasserstoff
Ende des Lebenszyklus fallen Abfälle an, Zuge des Umweltinnovationsprogramms Chemiekonzern WACKER im ober- prozessen sind die Kosten pro Nettopro- (HCl). Das farblose, wasserlösliche Gas
welche bislang nur teilweise werkstofflich – gefördert mit Mitteln des Bundesminis- Wegweisende Fluorpolymerherstellung bayerischen Burghausen chemi- duktionsmenge bei geschlossenen Kreis- wird auf vielfältige Weise genutzt. Mit ihm
wiederverwertet werden. Sie müssen ent- teriums für Umwelt, Naturschutz und Die Dyneon GmbH ist einer der führen- sche Grundstoffe und Spezialchemikalien läufen wesentlich niedriger. Außerdem lassen sich aus energiearmen Rohstoffen
weder in einem aufwändigen und kosten- nuklearer Sicherheit – wurde erfolgreich den Fluorpolymerhersteller der Welt und für die chemische und weiterverarbeiten- senken Produktionsverbünde den Ener- reaktive Zwischenprodukte zur Erzeu-
intensiven Verfahren thermisch verwer- die Demonstrationsanlage zur Pyrolyse verantwortet in ihrer Firmenzentrale in de Industrie. Die auf dem Werkgelände gie- und Ressourcenverbrauch, denn sie gung zahlreicher Endprodukte herstellen.
tet oder in speziell dafür eingerichteten von PTFE- und PTFE-Compound-Abfällen Burgkirchen, Bayern, die Entwicklung, angesiedelten Produktionsanlagen bilden nutzen die eingesetzten Rohstoffe besser
Deponien entsorgt werden. gebaut und in Betrieb genommen. In ei- Herstellung und Vermarktung von Fluor- ein eng verzahntes, hochintegriertes Ver- und effizienter. Umweltschutzmaßnah- Der Chlor-/Chlorwasserstoff-Verbund
nem Wirbelschichtreaktor sowie einem polymeren. bundsystem. Auf diese Weise lassen sich men lassen sich in einer Verbundproduk- Die Chlorwasserstoff-Produktion benötigt
Neues Verfahren hält Rohstoffe im Rührbettreaktor werden jeweils hohe Aus- Das Produktportfolio – rund 15.000 Ton- über 3.000 Produkte mit Hilfe einiger we- tion ebenfalls nachhaltiger integrieren. eine große Menge an Energie. Eine wich-
Kreislauf beuten an Tetrafluorethen und Hexafluor nen fluorbasierte Hochleistungskunst- niger Rohstoffe effizient und nachhaltig Der Münchner WACKER-Konzern nutzt tige Aufgabe der Burghauser Verbundpro-
Diese Stoffe stellen jedoch ein erheb- propen (TFE / HFP) erzielt. stoffe, bestehend aus Fluorelastomeren, herstellen. hochintegrierte Stoffkreisläufe in der Pro- duktion ist es deshalb, den Verbrauch von
liches, bislang ungenutztes Potential an Fluorthermoplasten, Polytetrafluorethy- Die Verbundproduktion, also die Herstel- duktion, und das gleich an mehreren Pro- Chlorwasserstoff so weit wie möglich zu
Wertstoffen dar. Um dies nutzbar zu ma- Nachhaltige Ressourcen-Einsparungen len (PTFE) und Kunststoff-Additiven – lung chemischer Stoffe in geschlosse- duktionsstandorten: in Charleston im US- minimieren. Erreicht wird dies mittels ei-
chen, hat Dyneon auf Basis der Pyrolyse Vom Up-Cycling von Polymeren profi- wird über die Vertriebskanäle der Mutter- nen Stoffkreisläufen, ist eine der großen amerikanischen Bundesstaat Tennessee nes geschlossenen Kreislaufs: Während
ein Verfahren entwickelt, mit dem sich tieren alle: Kosten und notwendige Res- gesellschaft 3M in mehr als 50 Ländern Stärken der chemischen Industrie in zur Produktion von Polysilicium für die die chlorhaltigen Zwischenprodukte zu
aus Fluorpolymerabfällen wieder die Mo- sourcen für die Verbrennung oder De- vertrieben. Durch ihre hohe thermische Deutschland. Oberstes Ziel ist es, anfal- Solar- und Halbleiterindustrie, im chine den gewünschten chlorfreien Endproduk-
nomere zurückgewinnen lassen. Bei der ponierung von vollfluorierten Polymeren und chemische Beständigkeit eignen sich lende Nebenprodukte aus einem Produk- sischen Zhangjiagang für die Herstellung ten wie Reinstsilicium oder pyrogene Kie-
Zersetzung der perfluorierten Polymere entfallen, wertvolle Rohstoffe werden die Materialien für zahlreiche Hightech- tionsschritt als Ausgangsmaterial für die von Siliconprodukten und pyrogener Kie- selsäure umgewandelt werden, wird der
werden gasförmige Monomere zurückge- geschont, Energiebedarf und Emissionen, Anwendungen, beispielsweise in der Au- Herstellung weiterer Produkte zu nutzen selsäure sowie im sächsischen Chemie- Chlorwasserstoff und ein Teil der einge-
wonnen, die im nächsten Schritt gereinigt wie zum Beispiel CO2, sinken. Die Umwelt tomobilindustrie, Architektur, Halbleiter und die für die Produktion benötigten werk Nünchritz, das nicht nur Silicon- setzten Energie in Form von Heizdampf
und anschließend wieder der Produktion profitiert somit nachhaltig von dem intel- industrie, den Technologien für Ener- Hilfsstoffe in geschlossenen Kreisläufen dichtstoffe, Siliconöle und -emulsionen zurückgewonnen. Der Chlorwasserstoff
zugeführt werden. Die Qualität wird in kei- ligenten Up-Cycling, das den Weg in eine giespeicherung und Umwandlung (z.B. zu bewegen. fertigt, sondern auch Polysilicium und wird wieder dem Produktionskreislauf
ner Weise beeinträchtigt, daher wird der ökoeffiziente Kreislaufwirtschaft (circular Brennstoffzellen) sowie der Wasserstoff Eine solche Verbundproduktion bietet pyrogene Kieselsäure an Kunden in aller zugeführt und somit erneut genutzt. Ein
Prozess als „Up-Cycling“ bezeichnet. Anla- economy) weist. Dyneon verfügt dazu erzeugung. eine Reihe von Vorteilen. Integrierte Stoff- Welt liefert. derartiges „Chlorwasserstoff-Recycling“
gen in Burgkirchen, die bis zu 500 Tonnen über klar definierte Abläufe, um die Abfall- kreisläufe erleichtern die Rohstoff- und Den größten Produktionsverbund betreibt ist hocheffizient: Es reduziert den Ener
pro Jahr Fluorpolymerabfall aufbereiten ströme gemäß dem deutschen Kreislauf- Weitere Informationen: Energieversorgung der unterschiedlichen das Unternehmen in seinem Stammwerk giebedarf, vermeidet große Mengen
können, sollen dabei helfen, das Konzept wirtschaftsgesetz und EU-Verordnungen www.dyneon.eu/up-cycling Betriebe und die Abwärme eines Produk- im oberbayerischen Burghausen. Nir- an Emissionen und ermöglicht eine
in Zukunft noch weiterzuentwickeln. individuell zu betrachten, einzustufen und tionsprozesses kann auch an anderer gends sonst entstehen so viele Produkte ressourcenschonende Produktionskette.
zu prozessieren. Verarbeiter und Herstel- Dr. Klaus Hintzer und Kai Rarisch Stelle in der Produktion genutzt werden. aus der rund 3.000 Erzeugnisse umfas- Auch Rohstoff- und Energietransporte in
Vom Abfall zum wertvollen Rohstoff ler aus mehreren EU-Ländern beteiligen 3M Advanced Materials Division Solche Synergien senken die spezifischen senden Produktpalette des Chemiekon- die verschiedenen Produktionsbetriebe
Bereits im März 2015 hat Dyneon die sich bereits am Up-Cycling. Dyneon GmbH, Burgkirchen Herstellungskosten deutlich. Im Gegen- zerns. Ein unverzichtbarer Hilfs- und Ba- erübrigen sich dadurch.
8 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 9
SCHWERPUNKT SCHWERPUNKT
ige Zwischenprodu
lorhalt kte
Membranelektrolyse in einer kontrollierten Chlorknallgasreak- Durch die Ausstattung der Chlor-Alkali- Ch
Ausgangspunkt für den HCl-Produktions- tion zu HCl-Gas und konzentrierter Salz- Elektrolyse mit effizienteren Membranen
verbund am Standort Burghausen ist die säure umgesetzt. Der Chlorwasserstoff ist der spezifische Energieaufwand, um Chlorfreie
elektrochemische Steinsalzverarbeitung. wird bedarfsgesteuert für die Herstellung Chlor und daraus Chlorwasserstoff zu er- 14 –18x Endprodukte
Mit Hilfe der Membranelektrolyse wer- weiterer Zwischenprodukte verwendet, zeugen, weiter gesunken. Chlorfreie Wiederverwendung
den in der Sole befindliche Chlorid- und die nach weiteren Prozessschritten zu
Rohstoffe Siloxane
Natrium ionen getrennt: An den Anoden Endprodukten wie Reinstsilicium, Silico- Produktionsverbund Silicone
Methanol Chlorwasserstoff Chlorwasserstoff
entsteht Chlorgas, an den Kathoden nen oder pyrogener Kieselsäure (HDK®) Mit Hilfe des Chlor-HCl-Stoffverbunds Pyrogene Kieselsäure
Wasserstoff. Zusätzlich fällt als Neben- umgewandelt werden. werden unterschiedliche Produktions- Siliciummetall Verbraucher Erzeuger
Polysilicium
produkt Natronlauge an. Die sogenannte Bei diesen Prozessen, aber auch bei der ketten auf der Basis weniger Rohstoffe
Dünnsole fließt zurück in die Salzlöse in mehreren Produktionsanlagen ablau- verknüpft. Alle Produktionsbetriebe, die 93 – 96% Siliciumwafer
station. fenden Hydrolyse wird der Chlorwasser- Chlorwasserstoff benötigen, stehen in un- Chlorwasserstoff
stoff zurückgewonnen und erneut in der mittelbarer Nähe des Chlor-HCl-Betriebs Recycling-Rate
Dieser Prozess ist sehr energieintensiv. Produktion eingesetzt. Dieser ständige und sind über Rohrleitungen direkt an den
Während der Elektrolyse fließen zwischen Kreislauf von Umsetzung und Rückgewin- Verbund angeschlossen. Das reduziert
5.000 und 15.000 Ampère Strom. Allein nung von Chlorwasserstoff ist enorm effi- nicht nur Emissionen, sondern auch die Chlorhaltige Chlorhaltige
Chlor wasserstoff
im Jahr 2020 lag der spezifische Strom- zient und eine wichtige Voraussetzung für Zahl potenziell gefährlicher Transporte Rohstoffe Produkte
verbrauch der Membranelektrolyse in einen verantwortungsvollen Umgang mit auf Straße und Schiene.
Burghausen bei rund 2.400 kWh je Tonne den eingesetzten natürlichen Ressour- Um solche Synergien noch effizienter zu
Chlor – da muss jedes Chloratom opti- cen und mit der aufgewendeten Energie. nutzen, wird dieses Kreislaufsystem stän-
Verluste: 4 – 6%
Chlorwasserstoff
Grafik: WACKER
Abfall Chlorwasserstoff
mal, das heißt so oft wie möglich genutzt Durch den Chlorwasserstoffverbund am dig weiterentwickelt. Seit 2015 wurde an Herstellung Abwasser Verlust-Rate
werden. Standort Burghausen wurden in den letz- mehreren Projekten gearbeitet, um bei
ten Jahren durchschnittlich im Jahr über gleichzeitig deutlich gestiegenen Produk-
Salz
In einem nächsten Schritt wird der elek- 600.000 Tonnen Emissionen von CO2- tionsmengen
trochemisch erzeugte Wasserstoff und Äquivalenten (CO2e) im Vergleich zu einer 1. die Abgasmengen zu den Abgas Produktionsverbund Chlorwasserstoff: In hochkomplexen Stoff- und Energiekreisläufen werden Nebenprodukte und Abwärme in die Produktion zurück-
das Chlorgas bei rund 2.000 Grad Celsius nicht-integrierten Produktion vermieden. wäschern zu reduzieren und Nebenan- geführt und für die weitere Wertschöpfung genutzt
fälle durch Prozessoptimierung im Chlor
silanverbund in Verbindung mit der HDK-
Anlage zu vermeiden, kalien zur Herstellung von Polymerdis- rialien aufbereitet und wiedereingesetzt gesammelt und in der Papierfabrik so be-
2. den Verlust an Chlor um ca. 2.000 Ton- persionen und Dispersionspulvern als werden können. Das betrifft Rohstoffe, handelt, dass die Zellulosefasern wieder
nen pro Jahr zu reduzieren, Bindemittel für die Bau-, Lack-, Kleb- Neben- und Endprodukte ebenso wie bei- genutzt werden können. Auf diese Weise
3. die HCl-Verlustrate auf unter 5 % zu stoff- und Automobilindustrie produ- spielsweise Verpackungsmaterialien. lassen sich hochwertige Trennpapiere,
senken und ziert werden. Als Teil dieses Verbunds Als aktuelles Beispiel sei das Projekt die bisher nicht recycelt werden konnten,
4. die Recycling-Rate von Chlorwasser- ist die Wiedergewinnung von ca. 2.500 „RHYME Bavaria“ genannt (Renewable sinnvoll wiederverwerten.
stoff auf 95 % zu steigern. Tonnen pro Jahr des im sogenannten Hydrogen and Methanol, deutsch: grü- All diese und weitere Ansätze finden sich
Im Jahr 2020 wurde in Burghausen Kreisgas der Vinylacetatanlage befind- ner Wasserstoff und erneuerbares Me- im „SustainaBalance®“-Programm des
die Wiederverwertungsrate eines lichen Ethylens zu nennen. WACKER thanol). Ziel ist es, mittels grünem, also WACKER-Konzerns, das aus den drei Säu-
Chlorwasserstoff-Moleküls von unter 17 hatte hierfür – gemeinsam mit einem aus erneuerbaren Energiequellen wie len „Werte steigern“, „Fußabdruck senken“
auf 17,5 gesteigert. Das bedeutet, dass externen Anbieter – eine speziell für Windkraft oder Solarenergie erzeugtem und „Zusammenarbeit leben“ besteht [1].
ein Chlorwasserstoffmolekül den HCl- diesen Zweck konfektionierte Anlage Wasserstoff Kohlendioxid in Methanol Mehr zur Nachhaltigkeitsstrategie des
Kreislauf 17,5-mal durchläuft, bevor es entwickelt. Auch bei der Herstellung umzuwandeln. Das Unternehmen hat das Unternehmens finden Sie auf:
durch ein neues ersetzt wird. des Schutzkolloids Polyvinylalkohol, ei- für den Standort Burghausen entwickelte www.wacker.com/sustainability.
nem wichtigen Rezepturbestandteil von Projekt bereits zur Förderung bei der EU
Ein Werk – ein Kreislauf Dispersionspulver, werden Essigsäure, eingereicht. Im Erfolgsfall ließe sich das Dr. Markus Haider
Der Chlor-HCl-Verbund ist Teil eines um- Methanol und Methylacetat recycelt. auf diese Weise gewonnene Methanol als Leiter Chemical Services Werk Burghausen,
fassenden Verbundsystems des Stand- CO2-neutraler Rohstoff in der Produktion Wacker Chemie AG
orts Burghausen. Diese Produktionsverbünde sind wesent- einsetzen. Norbert Ziegleder
Weitere Kreislaufsysteme sind liche Elemente einer „Circular Economy“ Bereichsplaner Entsorgungseinheit Werk
der Siliciumverbund, in dem aus Sili- und damit eines europäischen „Green Auch im Verpackungsbereich geht der Burghausen, Wacker Chemie AG
Photo: WACKER
cium, Methanol und Chlorwasserstoff Deals“. In diesem Kontext nimmt WACKER Chemiekonzern neue Wege. Gemeinsam
rund 2.800 Siliconprodukte, pyrogene aber nicht nur Stoffkreisläufe und deren mit einem regionalen Papierhersteller Literatur
Kieselsäure und polykristallines Poly kontinuierliche Optimierung unter die werden seit kurzem Abziehpapiere von
Kilometerlange Rohrbrücken charakterisieren das WACKER-Stammwerk im oberbayerischen Burg- silicium hergestellt werden, sowie Lupe. Gemeinsam mit Partnern entlang Etiketten wiederaufbereitet. Die mit Sili- [1] M
arkus Haider et al., „Wege zu weniger
hausen. Hier betreibt das international agierende Chemieunternehmen seinen größten Verbund- CO2“ in: Nachrichten aus der Chemie,
der Ethylenverbund, mit dessen Hilfe der Wertschöpfungskette wird auch nach contrennmitteln beschichteten Papier- Oktober 2020, S. 30-33
standort
aus Ethylen organische Grundchemi- Möglichkeiten gesucht, wo und wie Mate- folien werden am Standort Burghausen
10 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 11
SCHWERPUNKT SCHWERPUNKT
Die innovative Lösung für das Recycling der Zukunft
Biokollektoren
D
er „European Green Deal“, die na- lekt entwickelt derzeit ein neues, effizi- molekülen nutzt man eine Bibliothek von
tionale „Green Economy“ Initiative entes Recyclingverfahren für Hochtech- Bakteriophagen. Eine solche Bibliothek
und der Schwerpunkt Bioökono- nologiemetalle aus EoLEP. Dabei wird enthält circa eine Milliarde verschiedener
mie für die Implementierung biologischer der „Proof-of-Principle“ am Beispiel der Phagen. Aus dieser Vielfalt finden wir mit
Produkte in technische Abläufe geben Energiesparlampe und dem darin ent- Hilfe des PSD die passenden Phagen für
einen Vorgeschmack auf die Herausfor- haltenen Leuchtpulver erbracht. Dieses unser Zielmaterial. Da Phagen wie alle
derungen, welche durch Politik und Ge- besteht aus Selten-Erd-Element (SEE)- Viren dazu neigen zu mutieren, sind sie
sellschaft derzeit an die Industrie gestellt haltigen Partikeln, welche im Moment nicht für Anwendungen, die stabile und
werden. noch nicht voneinander getrennt und reproduzierbare Eigenschaften voraus-
daher nicht wiederverwendet werden setzen, geeignet. Unser Interesse gilt da-
Der harte Weg zur Kreislaufwirtschaft können. An dieser Stelle kommt die Bio- her nur den bindenden Peptiden. Die in
Hightech-Produkte sollten nicht nur den logie zum Recycling. Unsere biologischen BioKollekt gefundenen Peptide werden
Quelle: HZDR-Forscherin Dr. Franziska Lederer
Lebensalltag ihrer Nutzer erleichtern, Bausteine sind SEE-erkennende Peptide, zunächst mit Hilfe genetischer Methoden
sondern gleichzeitig in ihrer Zusam- also kurze Eiweißketten. Peptide sind aus optimiert und dann in größeren Mengen
mensetzung und Herstellung nachhaltig Aminosäuren aufgebaut, wovon es in der hergestellt. Um die Phagenhülle zu imitie-
und umweltfreundlich sein. Dabei muss Natur mehr als 20 verschiedene gibt. Die ren und damit vergleichbare Bindeeigen-
berücksichtigt werden, dass viele Hoch- unterschiedliche Zusammensetzung der schaften zu ermöglichen, nutzt die Nach-
technologiemetalle bisher wenig oder Peptide bestimmt darüber, ob ein Zielma- wuchsgruppe BioKollekt die Bionik. Dabei
gar nicht recycelt werden. Die Ursachen terial erkannt wird oder nicht. Der Gruppe werden die Peptide auf einer Oberfläche
dafür sind vielfältig. Zum einen liegen BioKollekt ist es gelungen, für die SEE- verankert, um die Biomoleküle ähnlich wie
einzelne Metalle in Elektronik produkten haltigen Partikel des Leuchtpulvers stark auf der Phagenhülle zu präsentieren und Das BioKollekt-Konzept. Nach der erfolgreichen Identifizierung, Optimierung und Herstellung von Peptiden für ein Zielmaterial (A) werden die Peptide
in geringen Konzentrationen und sehr fein bindende Peptide mit Hilfe des Phage damit das Zielmaterial zu binden. Für den auf einem magnetischen Trägermaterial verankert (B). Die entstandenen Biokollektoren sind nun zur spezifischen Interaktion mit dem Zielmaterial in
verteilt vor, was ihre Rückgewinnung bis- Surface Display (PSD) zu finden. Das Ver- aktuellen „Proof-of-Principle“ nutzen wir der Lage (C). Anwendung finden finden die Biokollektoren in magnetischen Trennprozessen (D). Nach der erfolgreichen Bindung der Zielelemente aus
einem Partikelgemisch und der magnetischen Entfernung der beladenen Biokollektoren aus dem Gemisch, werden die Zielelemente vom Biokollektor
her unwirtschaftlich macht. Zum anderen fahren an sich ist bereits lange bekannt. magnetische Kügelchen als Trägermateri-
gelöst (E), um Zielelement und Biokollektor erneut zu verwenden
ist die Zusammensetzung der Elektronik- Der Erfinder dieser Methode erhielt 2018 alien. Die Kombination aus Biomolekülen
produkte in der Regel sehr komplex, was dafür den Chemienobelpreis. Er öffnete und nichtbiologischen Trägermaterialien
die selektive Rückgewinnung bestimmter damit den Weg für die Entwicklung neu- nennen wir Biokollektoren. Sie können
Stoffe kompliziert macht. Die Kosten für er medizinischer Ansätze aber eben auch nun zum Sammeln unserer Zielpartikel
primäre Rohstoffe sind bisher stets nied- für das gezielte Finden von Peptiden für eingesetzt werden und ermöglichen durch SEE-haltigen Zielpartikel, während sie kein neues Umweltproblem durch die Her- Noch sind die Biokollektoren als Proto-
riger als die Kos ten für recycelte Roh- das Recycling von SEE aus Leuchtpulver. die magnetischen Eigenschaften der die anderen Komponenten im Gemisch stellung und Nutzung der Biokollektoren typen in der Erprobung, aber eine erste
stoffe. Existierende Verfahren zur Rück- Trägermaterialien einen Trennprozess. nicht binden. Wird nun ein Magnet in das entstehen und sie selbst sollen wieder- Pilotanlage ist bereits direkt bei einem
gewinnung vieler Hochtechnologie- Phage Surface Display oder die Suche Gemisch gehalten, dann zieht dieser Ma- verwendet werden, um damit die Herstel- Recyclingunternehmen geplant.
metalle aus „End-of-Life“ Elektronik- nach der Nadel im Heuhaufen Innovatives Recycling durch gnet die Biokollektoren zu sich, wodurch lungskosten zu reduzieren. Trennprozes- Wenn sich die Nutzung der Biokollektoren
produkten (EoLEP) werden aus den Woran es in allen bekannten Recycling- Biokollektoren die Biokollektoren mit ihren gebundenen se, welche auf starke Säuren oder Laugen für die Rückgewinnung von Hochtechno-
genannten Gründen heute noch nicht in ansätzen mangelt, ist die selektive Ziel- Das Forscherteam BioKollekt erarbeitet Zielpartikeln aus dem Gemisch entfernt setzen, sollen ebenso vermieden werden, logiemetallen aus Elektronikschrott als
der Recyclingindustrie genutzt. elementbindung. PSD ist der Schlüssel zu neben der Herstellung der Biokollekto- werden. So ist es möglich, mit Hilfe der wie Prozesse, welche viel Energie oder effektiv und umweltfreundlich erweist
dieser Selektivität. ren einen neuen Trennprozess für bisher Biologie Rohstoffe zu recyceln. Wasser verbrauchen. Die BioKollekt-For- und mit diesem Verfahren die Kosten
Biomoleküle als Schlüssel zur Beim PSD arbeitet man mit Viren, welche nicht recycelte Hochtechnologiemetalle scher erarbeiten gerade ein biologisches für primäre Rohstoffe nicht enorm über-
selektiven Rohstoffgewinnung Bakterien infizieren und sich darin ver- der Energiesparlampe. Das BioKollekt- Auch dieser Recyclingansatz muss erst Verfahren zur umweltfreundlichen und kos- stiegen werden, erwarten wir eine Signal-
Recyclingansätze, die auf biologischen mehren. Diese filamentösen Bakteriopha- Konzept von der Biomolekülidentifizie- Einzug in die Recyclingindustrie halten, tengünstigen Herstellung von Peptiden. wirkung auch auf andere Industriezweige
Trennprozessen basieren, sind weltweit gen, kurz Phagen, unterscheiden sich von rung bis zum Trennprozess ist in der Ab- damit recycelte Rohstoffe in einem neu- Die magnetischen Träger wiederum wer- bis hin zum Einsatz im Bergbau.
ein weitestgehend unerforschtes Feld. ihrer natürlichen Verwandtschaft durch bildung illustriert. en Produkt verbaut werden können. Dazu den aus Komponenten hergestellt, welche
Gegenüber traditionellen Recycling- zusätzliche Peptide, die durch genetische Biokollektoren werden in ein Gemisch aus müssen die klaren Vorteile der Methode biologisch abbaubar sind. Die entwickel- Dr. Franziska Linda Lederer
prozessen können solche Ansätze mit Manipulation auf ihrer Hülle produziert verschiedenen Komponenten des Leucht- für die Industrie erkennbar werden. Das ten Trennprozesse sollen außerdem in be- Helmholtz-Zentrum Dresden-
guter Umweltverträglichkeit und Energie werden und die ihnen Eigenschaften zur pulvers der Energiesparlampe gegeben. BioKollekt-Team setzt auf Nachhaltigkeit stehenden Recyclinganlagen umgesetzt Rossendorf, Helmholtz-Institut Freiberg
effizienz punkten. Bindung eines Zielmaterials verleihen. Die Peptide auf der Oberfläche der Biokol- und Umweltfreundlichkeit der Biokollek- werden, um die Investitionskosten für die für Ressourcentechnologie
Die Nachwuchsforschergruppe BioKol- Für die Identifizierung von passenden Bio- lektoren erkennen und binden dabei ihre toren und des Trennprozesses. Es darf Recyclingunternehmen gering zu halten. Nachwuchsforschergruppe BioKollekt
12 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 13
SCHWERPUNKT SCHWERPUNKT
Rohstoffrückgewinnung durch
Vakuumdestillation
D
ie Vakuumdestillation ist ein um- Es zielt darauf, die verwertbaren Bestand-
weltfreundliches Verfahren zur teile aus den Industrieabfällen einer Wie-
Wiedergewinnung von Ressourcen derverwendung zuzuführen und die Men- Abb. 2: Vakuumdestillation in der
VacuDry® Anlage
aus Industrieabfällen. Durch gezielte Füh- ge an tatsächlichen Abfällen, die nach der 1. Einförderung
rung von Vakuum und Wärme lassen sich Behandlung beseitigt werden müssen, 2. Vakuum-Einwellen-Chargen-
diese recyceln und Abfall erheblich redu- auf ein Mindestmaß zu reduzieren. trockner mit Brüdenfilter
Alle Abb.: econ industries services GmbH
zieren. Als Teil des Kreislaufwirtschafts- 3. Thermalölanlage
4. Kondensationseinheit
systems stellt das bayerische Unterneh- Wie funktioniert die Vakuumdestillation mit Vakuumpumpe und
men econ industries seine speziellen zur Rohstoffrückgewinnung? Gasnachbehandlung
Vakuumdestillationsanlagen vor. Mit der Vakuumdestillation können unter- 5. Ausförderung
schiedlichste Abfälle behandelt werden, Abb. 1: Vakuumdestillationsanlage in Aserbaid- 6. Stickstoff-Druckluft-
schan zum Recycling von Bohröl Erzeugungsanlage
In Deutschland fallen jährlich mehrere was die Technologie so vielseitig einsetz- 7. Schaltwarte
hunderttausend Tonnen pastöse und fes bar macht. Das Unternehmen hat bereits
te, gefährliche Abfälle aus der Industrie weltweit schlüsselfertige Anlagen (Abb. 1) lichen Industrieabfälle in einen Einwellen-
an. Diese werden überwiegend verbrannt gebaut, die beispielsweise Öl von Metall- Chargentrockner (2) geführt. Die rotieren-
oder auf Sondermülldeponien ober- oder abfällen entfernen, kontaminierte Böden de Zentralwelle mit Schaufeln gewährleis Als Rückstand im Einwellen-Chargen- EU-Ausland gefahren, um dort thermisch Vakuumdestillationsanlagen sind eine
untertage endgelagert. Die fünfstufige von Quecksilber befreien oder Lösemittel tet eine gründliche Durchmischung und trockner bleibt nach der Verdampfung nur sehr aufwendig in Drehrohröfen verbrannt emissionsarme und umweltfreundliche
Abfallhierarchie des Kreislaufwirtschafts- aus Chemieabfällen rückgewinnen. somit eine effiziente Wärmeübertragung noch der schadstofffreie und getrocknete und/oder deponiert zu werden. Bei einer Technologie, die sich im Ausland etabliert
gesetzes verlangt jedoch, dass die Wie- Die Vakuumdestillation nutzt die auf- auf das Abfallmaterial, um kurze Behand- Feststoff zurück. Je nach Abfallart kön- Behandlung der Industrieabfälle mithilfe hat, und mit der sich auch in Deutschland
derverwendung und das Recycling von grund des Vakuums herabgesenkten Sie- lungszeiten und einen niedrigen Ener nen dies beispielsweise pulverförmige der Vakuumdestillation, sinkt jedoch die Ressourcen aus Abfällen wiedergewin-
Abfällen der an letzter Stelle in der Hierar- depunkte der chemischen Verbindungen, giebedarf zu erzielen. Die Wärme zur Metallrückstände sein, die über ein Aus- anfallende Schadstoffmenge erheblich. nen und viel Raum auf Deponien sparen
chie stehende Verbrennung und Deponie- wodurch diese bei deutlich niedrigeren Verdampfung wird indirekt über ein zirku- tragssystem (5) aus dem Trockner geför- Anstatt den kompletten Abfall zu verbren- ließe. Das Verfahren würde auch in
rung vorzuziehen sind. Temperaturen im Vergleich zu atmosphä- lierendes Öl, das von einer Thermalölan- dert werden. nen oder zu deponieren, fällt nur eine ver- Bayern einen wesentlichen Beitrag zur
Eine umweltfreundlichere und effektivere rischen Bedingungen verdampfen. Durch lage (3) bereitgestellt wird, von Trockner- hältnismäßig geringe, hochkonzentrierte Kreislaufwirtschaft in Form von Wieder-
Möglichkeit diese Abfälle der Wiederver- das Zusammenspiel aus niedrigem Druck mantel und Welle auf das Eintragsmate- Um die Abfälle aufgrund von Brand- und Kondensatmenge an Schadstoffen (z.B. verwendung und Recycling beitragen.
wendung und dem Recycling zuzuordnen, < 50 mbar(abs) und dem Einfluss hoher rial übertragen. Die Energiequelle für die Explosionsschutz sicher zu behandeln, Quecksilber, PFAS, Kohlenwasserstoffe)
bietet das bayerische Unternehmen econ Temperatur von bis zu 360 °C, können so Thermalölanlage kann regenerativ durch wird der Vakuumdestillationsprozess an. Darüber hinaus können lange Trans- Hohes Potential sieht das Unternehmen
industries mit ihren verfahrenstechni- Schadstoffe in die Gasphase überführt Strom oder Biomasse erzeugt werden, in einer inerten Umgebung unter Stick- portwege minimiert werden. hierbei nicht nur bei der VacuDry®
schen Anlagen unter dem Markennamen und zurückgewonnen werden, die einen wodurch das Überträgermedium auf bis stoff gefahren. Der benötigte Stickstoff Aufgrund der besonders dichten Vakuum- Behandlung von Metall- und Chemieab-
VacuDry®. Diese nutzen die Technologie Siedepunkt von bis zu 460 °C unter zu 400 °C erwärmt werden kann und für wird zusammen mit Druckluft in einer systeme werden zudem extrem geringe fällen, sondern auch beim Aufbereiten
der Vakuumdestillation, um Kontaminie- atmosphärischen Bedingungen aufwei- die Aufheizung der zu behandelnden In- gesonderten Stickstoff-Druckluft-Erzeu- Gasvolumenströme von durchschnittlich von Schlämmen und Filterkuchen aus der
rungen oder Schadstoffe gezielt aus in- sen. Der Einfluss des Unterdrucks auf die dustrieabfälle im Trockner zur Verfügung gungsanlage (6) generiert. Für eine ideale < 100 m³/h (bei Normbedingungen) er- industriellen Abwasseraufbereitung.
dustriellen Abfällen, wie beispielsweise Siedetemperatur ausgewählter Stoffe ist steht. Parallel wird das benötigte Vakuum Fahrweise der Anlagen erfolgt die Über- zeugt. Diese werden in der Nachbehand-
Metall- und Chemieabfällen, herauszude- in Tabelle 1 verdeutlicht. im Kondensationsmodul (4) über zwei wachung und Regelung halbautomatisch lung mehrstufig gereinigt und halten alle Anja Oehler, M.Sc. Verfahrensingenieurin
stillieren und somit hochwertige Sekun- leistungsstarke Vakuumpumpen bereit- über eine SPS in einer Schaltwarte (7). Die nationalen und internationalen Emissions- econ industries services GmbH, Starnberg
därrohstoffe zurückzugewinnen. In Abbildung 2 ist das Verfahrensprinzip gestellt. Steuerung beinhaltet alle erforderlichen standards, inklusive der deutschen TA-
Der Vakuumdestillationsprozess ist ein der thermischen Vakuumdestillation Leistungs-, Strom- und Messanzeigen Luft, ein. Literatur
emissionsarmes und besonders energie- einer VacuDry® Anlage dargestellt. Über Nach dem Verdampfen der Stoffe im sowie Sicherheitsverriegelungen. Der im Trockner zurückbleibende, schad-
effizientes, thermisches Trennverfahren. ein Fördersystem (1) werden die gefähr- Trockner passieren diese einen Brüden- stofffreie Feststoff kann beispielsweise [1] VDI-Wärmeatlas, Springer-Verlag Berlin Hei-
delberg, ISBN 3-540-62900-9, 8. Auflage,
filter und werden an einem Rohrbündel- Vakuumdestillation in der Kreislaufwirt- im Fall von Metallrückständen als wert-
1997, Kapitel D.
kondensator kondensiert, wodurch die schaft voller Sekundärrohstoff weiterverwendet [2] The Vapor Pressure of Mercury; M. Huber, A.
Dampfdruck H2O Quecksilber Naphthalen Hexadecan C16H34
verflüssigten Schadstoffe aufgefangen Die VacuDry® Anlagen sind weltweit im werden. Laesecke, D.G. Friend; Industrial & Enginee-
[1] [1] [2] [3] [3] ring Chemistry Research, 2006.
werden. Der verbleibende Gasstrom Einsatz, auch in Deutschland. Bayern ver- Econ industries hat bereits im Ausland [3] DDBST Dortmund Data Bank Software & Se-
1013 mbar(abs) 100 °C 357 °C 217 °C 287 °C
50 mbar(abs) 33 °C ~250 °C 117 °C 181 °C
durchläuft eine nachfolgende Behandlung, fügt allerdings bislang noch über keine dazu beigetragen, natürliche Ressourcen paration Technology GmbH, Saturated Va-
die aus einem weiteren Kondensator und Anlage. Viele Industrieabfälle aus Bay- zu schonen und stattdessen die durch die por Pressure, http://ddbonline.ddbst.com/
AntoineCalculation/AntoineCalculationCGI.
Tabelle 1: Vergleich von Siedetemperaturen in Abhängigkeit des Dampfdrucks einem Aktivkohlefilter besteht und wird an- ern werden stattdessen über lange Wege Vakuumdestillation wiedergewonnenen exe, aufgerufen am 09.02.2021.
schließend an die Umwelt abgegeben. durch Deutschland und zum Teil bis ins Sekundärrohstoffe zu nutzen.
14 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 15
SCHWERPUNKT
Architektur und Bau
Sind die Niederlande Vorreiter
des Zirkulären Bauens?
D
ie Niederlande beschlossen 2016, den Materialbedarf immens. Radikales liche Vorräte unnötig zu strapazieren, die
die Wirtschaft bis 2050 vollstän- Umdenken, neue Geschäftsmodelle und Umwelt zu verschmutzen und das Öko
dig kreislauffähig zu machen. Finanzierungsformen stehen ebenso auf system anzutasten. Bauen auf eine Art,
Foto: © Filip-Dujardin
Auch hier ist die Bauwirtschaft für den der Agenda, wie zwingende gesetzliche die wirtschaftlich ist und zum Wohlbefin-
größten Teil des Müllaufkommens ver- Maßnahmen, um die Kreislauf-Bauwirt- den von Mensch und Tier beiträgt. Hier
antwortlich. Gerade Entwerfer haben nun schaft bis 2050 zu erreichen. Architekten und dort, jetzt und später.“ Wichtiger Teil-
die große Aufgabe, das zu ändern. haben dabei eine zentrale Rolle, da bereits aspekt des zirkulären Bauens ist das ra-
SEL Saal People‘s Pavillion von Overtreders W und bureau SLA
im Entwurf die Weichen gestellt werden, dikal veränderte Mindset. Bauwerke sind
Radikales Umdenken ob ein Bauprojekt zirkulär ist. Schaffen es temporär. Nur einige Tage oder hunderte
Am Anfang dieses Artikels stand die die Niederlande in ihrer bedrängten Lage Jahre: Nach einer gewissen Zeitspanne Gebäude anzumerken, dass seine Bautei- CO2-Bilanz, die die dänische CINARK in architektonische Qualität. Sie werden
Frage „wie das denn mit dem Bauschutt unter dem Meeresspiegel, die nahezu wird ein Gebäude verändert oder abgeris- le komplett wiederverwendbar sind, und ihrer online Materialpyramide aufzeigt. unter optimalen Umständen rasch indu-
recycling in Holland ist“. Obwohl in Hol- vollständige Wiederverwendung von Bau- sen, und dank eines zirkulären Entwurfs dass beim Bau kaum Abfall entstand. Holz ist von sich aus CO2 positiv. Aber der striell vorgefertigt und in wenigen Tagen
land bereits 50 % des verwendeten Bau- material zu ermöglichen? kann das Baumaterial dann wiederver- Die mit Ingenieurbüro IMd entwickelten 2009 vorgestellte Click Brick der Daas aufgestellt. Und, nicht unwichtig: inklusiv
materials aus Recycling kommt, erhöht wendet werden. Es ist nur im Gebäude Details und Bauteilverbindungen sind Backsteinfabrik (heute Wienerberger) aller Nebenkos ten und Steuern kosten
der staatlich projektierte Neubaubedarf Fairness und integrales Denken „zwischengelagert“. ohne Beschädigungen zu lösen. Als drit- zeigt, dass auch ein mineralisches Bau- die kleineren Reihenhäuser 170.000 Euro.
von 1 - 2 Mio. Wohneinheiten bis 2050 Wir denken noch linear. Auf Großbau- tes Beispiel inspiriert das im Rheinhafen material dank cleverer Details zu 100 % Das ist beachtlich, weil in den Niederlan-
stellen ebenso wie im Alltag. Wir kaufen Drei hochaktuelle Vorbildprojekte von Rotterdam von Powerhouse entwor- wiederverwendbar sein kann. „Eine Welt, den momentan die historisch höchsten
neue Dinge und werfen alte weg. Das Re- Mittlerweile gibt es eine respektable Aus- fene Bürogebäude für das Global Center in der die Menschheit Baumaterial ewig Wohnungspreise gemessen werden, mit
Foto: © Sebastian van Damme
parieren eines – oft zusammengeklebten wahl an realisierten Beispielen. „Aber man of Adaptation. Das CO2-neutrale Projekt wiederverwenden kann“ ist das Ziel des Quadratmeterpreisen von bis zu 10.000
– Handys ist unmöglich oder „zahlt sich muss unterscheiden“ sagt Wytze Kuijper von 3.700m2 ist momentan im Bau. Es Architekten Thomas Rau. Er ist einer der Euro für die Covid-19 gebeutelten Käufer.
nicht aus“. Dass es anders geht, beweist von der Plattform Cirkelstad „ob Bau- ruht auf einem Betonponton, aber „die Pioniere des zirkulären Bauens, und hier So werden die Niederlande dann doch Vor-
das holländische Fairphone schon seit material, gewisse Bauteile oder das ge- Konstruktion des Hochbaus aus Holz setzt die 2016 von ihm gegründete reiter, weil Zirkularität als Kostenbremse
2010: dank cleverer Verbindungsdetails samte Gebäude wiederverwendet werden kann einfach auseinandergenommen und Materialbank Madaster an: Baumaterial wirkt: das ist hierzulande das überzeu-
kann man es auseinandernehmen und können.“ Das Beispiel des Bueros Over- wiederverwendet werden. Sie ist bereit wird registriert, wodurch es nicht „anony- gendste Argument!
reparieren. Für die aktuellen niederlän- treders W aus Amsterdam ist am radikals- für die Circular Economy“, sagt Projekt mer“ Abfall werden kann. Diese Identifi-
dischen Wohnbauaufgaben wurde das ten. Durch die relative Außenseiterrolle architekt Paul Sanders. zierbarkeit verbauter Materialien durch Architekt Dipl.-Ing. Mathias Lehner
Beispiel des industriell gefertigten und als Industriedesigner haben sie früh die Ausstellung eines Materialpasses wird Strategischer Stadtentwicklungsberater
nachhaltigen Fairphone bewusst ge- heutige Systematik des Bauens kritisch Bald nur noch zirkuläres Baumaterial? voraussichtlich bis 2022 in den Nieder- Stadt Zaanstad,
wählt. Vereint sucht die niederländische hinterfragt. Als Materialchoreographen Da im Rheindelta der Grundwasserspie- landen gesetzlich vorgeschrieben. Research Director nextcity.nl
Bauwirtschaft nach schnell zu bauender, lehnen sie es ab, Baumaterial wegzuwer- gel oft knapp unter der Erdoberfläche
zirkulärer Architektur. Man stellt integra- fen oder Reste zu produzieren. 2017 rea- liegt, ist Beton vorläufig noch unvermeid- Upscaling Literatur
le Verträge und Entwurfsprozesse auf, lisierten sie den People’s Pavillion, einen bares Baumaterial. Das gilt auch für das Aber „für die große Wohnbauaufgabe ist
- A genda der Transformation zur Kreis-
in denen das Bauen ein geschlossener temporären Saal mit 300m2, der zu 100 % 3.000m² Konferenzgebäude Circl, das viel mehr Standardisierung nötig, wie etwa laufwirtschaft im niederländischen Bau:
Kreislauf ist. Kein linearer Prozess an aus geborgtem Baumaterial bestand. die ABN Amro Bank 2017 in Amsterdam in der Autoindustrie“ sagt Rau 2021 im h t t p s : // c i r c u l a i r e b o u w e c o n o m i e . n l /
wp-content/uploads/2019/07/1821700-01-
dessen Ende Bauschutt übrigbleibt. Dazu wurde der Entwurf abgestimmt auf von Architecten Cie errichten ließ. Aus den Interview mit der Zeitschrift De Architect. Transitie-Agenda-Circulaire-Bouweconomie.
Standardformate. Kein einziges Bauteil zirkulären Ambitionen des Auftraggebers Somit schließt sich der Kreis zum ein- pdf
- Plattform 23. Arbeitsplattform von niederlän-
Gemeinsame Sprache wurde zugesägt, alle Verbindungen durch resultiert ein begrünter und demontabler gangs erwähnten Fairphone. Die brand-
dischen Ministerien, Branchenorganisationen
Um für alle Stakeholder „verständlich zu Spanngurte und Kabelbinder waren wie- Hochbau aus Holz, in dem sogar die ver- neuen, remontablen Konzepte von z.B. im Bau und Experten: https://platformcb23.nl/
machen, was der andere meint“ hat die der spurlos zu lösen. schlissenen Jeans der Bankangestellten Finch Buildings, und die Siedlungen des over-platform-cb-23
- Cirkelstad, das niederländische Experten-
Plattform CB23 das Lexikon Zirkulärer Auch bei dem 2016 vom Delfter Archi- in Akustikplatten verwendet wurden. Das neuen Arbeitsverbundes De Bouwstroom netzwerk für zirkuläres und inklusives Bauen:
Bau publiziert. Circulair bouwen bedeutet tektenbüro Cepezed realisierten Amster- Untergeschoss ist traditionell aus Beton zeigen das. https://www.cirkelstad.nl/
demnach das „Entwickeln, Verwenden damer Stadtgericht sind die Details inno- gegossen. Für 100 % Zirkularität müssen Die Wohnkonzepte Fijn Wonen der Bau- - Die dänische CINARK Materialpyramide mit
CO2 Fußabdruck pro Kubikmeter Baumaterial:
SEL Floating Office Rotterdam von und Wiederverwenden von Gebäuden, vativ. Weder in Akustik, Sicherheit oder also auch mineralische Baustoffe wei- firma Van Wijnen oder Optio von Van https://materialepyramiden.dk/
Powerhouse Company Gebieten und Infrastrukturen ohne natür- Repräsentativität ist dem 5.400m2 großen terentwickelt werden; auch wegen der Wanrooij zum Beispiel haben akzeptable
16 Technik in Bayern 03/2021 Technik in Bayern 03/2021 17
Sie können auch lesen
