24. 06. 2021
Verfasst von: Alexandra Pehlken

Rohstoffe – von der Kaskade zum Kreislauf

Ein Automechaniker nimmt ein gebrauchtes Bauteil aus dem Regal. — Repariert statt neu – mit gebrauchten Ersatzteilen für Autos lassen sich wertvolle Rohstoffe einsparen.

Derzeit verbrauchen die Industrienationen mehr Naturressourcen, als die Erde regenerieren kann. Sowohl Rohstoffe als auch Energie werden für unsere Enkelinnen und Enkel in dem Maße nicht mehr verfügbar sein. Die EU fokussiert mit dem Green Deal besonders auf die Kreislaufführung von Rohstoffen (Circular Economy) Die Oldenburger Forschungsgruppe Cascade Use hat sich seit 2014 mit der Thematik intensiv befasst und Werkzeuge für Unternehmen und die Öffentlichkeit als Prototypen entwickelt, um Rohstoffe besser schonen und recyceln zu können. Ein Fokus liegt auf der Reparatur und Wartung von Autoteilen.

Das übergeordnete Ziel der Forschungsgruppe Cascade Use ist die langfristige Rohstoffsicherung. Viele Materialien lassen sich technisch wiedergewinnen oder recyceln – und dies meist ökologisch und energetisch verträglich. Eine Entsorgung über den Hausmüll ist daher nicht vertretbar. Um hierfür ein Bewusstsein und Hilfsmittel zu schaffen, haben die Forscherinnen und Forscher ein Kaskadenmodell entwickelt. Im Internet klärt es über den Umgang mit Rohstoffen auf – von der Gewinnung und Beschaffung über alle Lebenszyklusphasen hinweg bis zum Recycling oder zur Entsorgung. Welche Rohstoffe gehen zur Neige? Wie hoch sind die CO₂-Emissionen? Welche Alternativen bieten sich an?

Reparatur statt Neukauf spart wertvolle Rohstoffe

Der Fokus liegt auf den Rohstoffen in elektronischen Bauteilen im Automobilbereich und in der Informations- und Kommunikationstechnologie, zum Beispiel in kleinen Elektromotoren. Vorrangig betrachtete die Forschungsgruppe Metalle, Kunststoffe gehören bisher nicht zur Untersuchung. Das Kaskadenmodell wendet sich an Werkstätten, den Handel von gebrauchten Ersatzteilen sowie an Konsumentinnen und Konsumenten. Mit reparierten Bauteilen vom virtuellen Schrottplatz statt Neuteilen ließen sich wertvolle Rohstoffe erheblich einsparen. Das Modell will Kunden dabei helfen, die Verlässlichkeit und Qualität gebrauchter Teile besser einschätzen zu können. Den Unternehmen hilft es bei der Beurteilung ökologischer und ökonomischer Aspekte.

Die Forschungsgruppe Cascade Use hat für ihre webbasierten Angebote zur Rohstoffnutzung und zu Verwertungsmöglichkeiten haben den Deutschen Rohstoffeffizienzpreis 2018 des Bundeswirtschaftsministeriums erhalten.

Cascade Use hat die Methode auch erfolgreich auf den Bereich professioneller Rechenzentren (Projekt TEMPRO) sowie auf Teilbereiche der erneuerbaren Energien angewendet. Eine innovative Verknüpfung mit der sogenannten Kritikalität der Rohstoffe zeigt auf, welche Rohstoffe derzeit schwer zu gewinnen und zu beschaffen sind. Zum Beispiel steht Platin, das häufig als Katalysator eingesetzt wird, sehr unter Druck. Für ausgediente Katalysatoren gibt es bereits einen Schwarzmarkt und Diebstahl ist an der Tagesordnung. Die Rohstoffkritikalität als Periodensystem der chemischen Elemente ist bereits auf der Projekt-Webseite allgemein verfügbar. Das webbasierte Kaskadenmodell steht seit Ende 2018 als Prototyp bereit und wurde mit dem Deutschen Rohstoffeffizienzpreis 2018 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ausgezeichnet. Damit zeichnet das BMWi herausragende Beispiele rohstoff- und materialeffizienter Produkte, Prozesse oder Dienstleistungen sowie anwendungsorientierte Forschungsergebnisse aus. Derzeit wird noch nach einer Anschlussfinanzierung gesucht, um den Prototyp industriereif zu gestalten.

In einer Animation fliegt ein Vogel über Häuser und Müllcontainer. — Die App Scrappy Bird beschäftigt sich spielerisch mit Recycling. Ein Vogel sucht Müll wie Glas, Metall oder Biomüll und muss ihn in die richtigen Container werfen. Die App ist eine Eigenentwicklung von Cascade Use in Kooperation mit Steinbeis Ressource.

Rohstoffeffizienzpreis und Bildungs-App

Zudem engagieren sich die Oldenburger Forschenden für die Wissensvermittlung an Schulen. Mit der Spieleapp „Scrappy Bird“ erfahren die Kinder spielerisch, welchen Nutzen Recycling für die Umwelt hat und wieviel CO₂ sich dadurch einsparen lässt. Scrappy Bird befindet sich noch in der Entwicklungs- und Testphase, ist aber bereits in einer Beta-Version zum Ausprobieren verfügbar. Das Projekt Cascade Use wurde bis September 2019 im Nachwuchsforschergruppen-Programm des Bundesforschungsministeriums gefördert. Die Arbeiten werden bei OFFIS, dem An-Institut der Universität Oldenburg, im Kompetenzcluster Nachhaltigkeit und Digitalisierung fortgeführt (siehe Beitrag „Ressourcenknappheit“ Link wird gesetzt).