Neues Forschungsprojekt nimmt CO2-Bilanz von Leichtbautechnologien in den Blick

2 Forschende betrachten Versuchsergebnisse auf einem Laptop
Im Rahmen des des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) des BMWi beteiligt sich das Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik (IART) am Verbundvorhaben LIKE - Leichtbautechnologien in lebensphasenübergreifenden Kreislaufprodukten der Energiewende.

Ziel des Vorhabens ist es, durch eine lebensphasenübergreifende Produktentwicklung und den Einsatz ressourcenschonender Leichtbautechnologien ausgewählte Komponenten hinsichtlich ihrer CO2 Bilanz zu überarbeiten und in nachhaltige, kreislauffähige Produkte zu transformieren. Im Projekt liegt hierbei der Fokus auf der elektrischen Maschine und einer Hochgeschwindigkeitsschalteinheit für Energieübertragungsnetze. Dabei wird der bestehende Produktentwicklungsprozess um ökologische Aspekte erweitert und die Grundsätze einer Kreislaufwirtschaft bereits in frühen Phasen berücksichtigt.

Der Einsatz neuer Marker-Technologien ermöglicht bestmögliche Sortierung und Wiederverwertung der Bauteile sowie Materialien im Sinne einer Kreislaufwirtschaft. Ein ganzheitlicher und lebensphasenübergreifender Produktentwicklungsprozess mit Fokus auf Ressourceneffizienz durch Leichtbau, ermöglicht die Entwicklung von Produkten mit geringstem ökologischem Fußabdruck.

Projektpartner und Aufgabenbereiche

Abbildung KreislaufwirtschaftInnerhalb des Forschungsvorhabens LiKE kooperieren die Firmen SIEMENS AG, ifu Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH, Polysecure GmbH, MetisMotion GmbH, und THM Recycling Solutions GmbH mit den Forschungseinrichtungen Institut für Leichtbau- und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden, Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik (IART) der TU Bergakademie Freiberg und Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zur Erarbeitung eines neuartigen, ökologisch fokussierten Entwicklungsprozesses für Produkte der Energiewende. Hierzu erfolgt parallel die systematische Entwicklung eines digitalen Zwillings durch konsequente Design-, Simulations-, und Werkstoffprozesse gekoppelt mit Life Cycle Assessment (LCA) Analysen und einer Recycling-fokussierten Konstruktion.

Das Projekt ist in vier Hauptarbeitspakete aufgeteilt. Zur Erfüllung der funktionalen und ökologischen Anforderungen findet im ersten Hauptarbeitspaket „Entwicklung ressourceneffizienter Produkte“ ein lebensphasenübergreifender Entwicklungsprozess für die ausgewählten Komponenten statt. Das zweite Hauptarbeitspaket „Digital vernetzte Konstruktionsmethodik“ stellt die Entwicklungsmethodik für Produkte der Kreislaufwirtschaft, zur Nutzung im ersten Hauptarbeitspaket bereit, wobei eine starke Interaktion zwischen den beiden Arbeitspaketen vorherrscht. Innerhalb des dritten Hauptarbeitspakets „Technologien der Kreislaufwirtschaft“ erfolgt die Bereitstellung neuer Technologien zur Erarbeitung der ökologischen Ziele. Das letzte Hauptarbeitspaket „Validierung und Technologietransfer“ erbringt den Nachweis der Funktionsfähigkeit der Bauteile und Technologien mit dem Zweck der Validierung und des Transfers aller erarbeiteten Ergebnisse und Informationen zwischen den Konsortialpartnern.

An der TU Bergakademie Freiberg übernimmt das IART die Entwicklung der Stoffstromkanalisierung am Ende der Nutzungsphase mit dem Ziel, die Wertschöpfung im Unternehmen zu erhöhen, insbesondere durch Erkennung und Auswahl ökonomisch und ökologisch vorteilhafter Recyclingrouten, welche die Nutzungsdauer von Produkten, Komponenten oder Werkstoffen verlängern. Mit der Entwicklung technischer Grundlagen für die Produktauthentifizierung, in Kombination mit der nötigen Informationsbereitstellung zur Kanalisierung (Detektion, Sortierung) am Lebensende, kann die Entscheidungsfindung für eine geeignete Recyclingroute deutlich verbessert werden. „Hindernisse für die Entwicklung zertifizierter Geschäftsmodelle der angestrebten zirkulären Wirtschaft werden so beseitigt“, sagt Institutsleiter Prof. Holger Lieberwirth.

Das Vorhaben wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) - Programmlinie 2: CO2-Einsparung und CO2-Bindung durch den Einsatz neuer Konstruktionstechniken und Materialien - des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) für drei Jahre bis 2023 gefördert und durch den Projektträger Jülich betreut.

Logo BundeswirtschaftsministeriumProjektkonsortium:

  • Siemens AG (Konsortialführer)
  • ifu Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH
  • Polysecure GmbH
  • MetisMotion GmbH
  • THM Recycling Solutions GmbH
  • Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik der TU Bergakademie Freiberg
  • Institut für Mikrostrukturtechnik des Karlsruher Instituts für Technologie
  • Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden
Fragen beantwortet / Contact: 
Prof. Holger Lieberwirth, Holger.Lieberwirth@iart.tu-freiberg.de