Koordinator
Kai Schlögel (RWTH Aachen / Teer)
Laufzeit
01.05.2020 - 31.10.2023
Projektpartner
RWTH Aachen - Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe (TEER)
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Projektbeirat
Aurubis AG
Carbon-Werke Weißgerber GmbH & Co. KG
C-CON CPP
Cotesa GmbH
CTG Chemisch-Technische Gesellschaft mbH
DK Recycling und Roheisen GmbH
DRT Deutsche Rohstofftechnik GmbH
ELG Carbon Fibre Ltd.
FerroDuo GmbH
Georgsmarienhütte GmbH
Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH
Max Aicher Umwelt GmbH
Neowa GmbH
SGL Carbon GmbH
Teijin Carbon Europe GmbH
Thoenes Dichtungstechnik GmbH
Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung
FEhS – Institut für Bautoff-Forschung e. V.
Verband der Bayerischen Entsorgungsunternehmen
Berufsgenossenschaft Holz und Metall
Stofflich-energetische Verwertung von carbonfaserhaltigen Abfällen in der Pyrometallurgie
Der Einsatz carbonfaserverstärkter Kunststoffe (CFK) hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, womit auch ein Anstieg carbonfaserhaltiger Abfälle einhergeht. Durch eine Behandlung von CFK-Abfällen mittels Pyrolyse können Carbonfasern (CF) freigelegt und recycelt werden. Aus verschiedenen Gründen ist der Einsatz von Rezyklatfasern jedoch aktuell auf wenige sortenreine Faserreste beschränkt. Darüber hinaus werden, z.B. durch die prozessbedingte Verkürzung von einzelnen Fasern, immer auch CF-haltige Reststoffe entstehen, die technisch sowie ökonomisch nicht rezyklierbar sind.
Für die Verwertung dieser Reststoffe kommen thermische Verfahren grundsätzlich in Frage. Aktuelle Untersuchungen zeigen jedoch, dass die Prozessbedingungen (Temperatur, Atmosphäre, Verweilzeit) in Siedlungs- und Sonderabfallverbrennungsanlagen für eine vollständige und sichere Umsetzung der Fasern nicht geeignet sind. Geeignete Bedingungen für einen vollständigen Umsatz von CF liegen hingegen in pyrometallurgischen Prozessen (z.B. der Stahlproduktion) vor.
Ziel des Projekts ist eine umfassende Technologiebewertung von pyrometallurgischen Verfahren hinsichtlich ihrer Eignung für die Verwertung CF-haltiger Reststoffe. Hierbei spielen für die praktische Umsetzung nicht nur die prinzipielle Umsetzbarkeit im thermischen Prozess, sondern hinsichtlich Ökologie und Arbeitssicherheit auch das Handling und die etwaige Emission von lungengängigen WHO-Fasern eine wesentliche Rolle. Durch Etablierung eines Verwertungspfads für CF-haltige Reststoffe in der Pyrometallurgie profitieren potentielle Stakeholder. CF-Hersteller und -Verarbeiter können auch nach einer möglichen Recyclingoption einen gesicherten Entsorgungsweg nachweisen. In der Pyrometallurgie können sich durch Substitution von Primärkohlenstoff durch Reststoffe relevante Einsparpotentiale ergeben. Da für den Einsatz der Abfälle in den Prozessen eine Vorkonditionierung notwendig sein wird, eröffnen sich neue Märkte für aufbereitende Unternehmen.
Abbildung: Abfälle bei der Herstellung und Nutzung von CFK
Die Autoren des jährlichen Marktberichts des Carbon Composites e. V. schätzen eine Bedarfsmenge von etwa 52.500 t CFK im Jahr 2018 für Westeuropa ab. Aus der konservativen Annahme, dass etwa 10 Ma.-% dieser Masse wiederum als Abfall anfallen, ergibt sich eine jährliche Menge an Produktionsabfällen von rund 10.000 t. Zusätzlich ist davon auszugehen, dass sich dieser Anteil in den kommenden Jahren erhöhen und damit die Menge des End-of-Life-Abfalls zunehmen wird.
Der Aufwand für eine Faserrückgewinnung im Rahmen eines Recyclings ist von der Qualität des Abfalls abhängig. Aktuell stellt sich die Situation so dar, dass trockene separat anfallende Carbonfaser Abfälle direkt weiterverarbeitet werden können. Für bereits mit Kunststoff verarbeitete Abfälle gibt es aktuell zwei Pyrolyseanlagen in Europa mit einer Kapazität von etwa 2.000 t/a, die auf Grund fehlender Absatzmärkte nur zum Teil ausgelastet sind. Es besteht daher aktuell ein Bedarf an Behandlungskapazitäten.
21.08.2024
CU
CU Bau
CU Ost
Sommergrillen von CU Ost und CU Bau
04.09.2024
-
05.09.2024
CU
International Composites Summit 2024
09.09.2024
CU
CU Nord
CU Ost
CU West
CU-Reihe "Verbundwerkstoff trifft Anwenderbranche": Einladung zu "Verbundwerkstoff trifft Bootsbau"
10.09.2024
CU
CU Nord
CU Nord Mitgliederversammlung & Stammtisch
11.09.2024
CU
CU Nord
CU Ost
Sitzung der AG "Sustainability"
12.09.2024
CU
CU Bau
CU Ost
CU Innovation Day „Ready to use – Wiedereinsatz von rCF und anderen Rezyklaten in Faserverbunden“
12.09.2024
CU
CU Bau
CU Ost
CU Innovation Day "DAfStB-Richtlinie 'Betonbauteile mit nichtmetallischer Bewehrung' – Erfahrungen aus der Baupraxis am Beispiel Carbonbeton“
16.09.2024
CU
CU BW
CU West
26. Jour Fixe „Neues aus der Verarbeitungstechnik“
18.09.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: From the fibre to the component to reliable structures: overview of current non-destructive testing and monitoring techniques for CFRP
24.09.2024
CU
MAI Carbon
MAI iBIS Korea - Recycling, Upcycling & Sustainability
25.09.2024
-
26.09.2024
Ceramic Composites
CU
CU Bau
MAI Carbon
CU Innovation Day "Sustainable Composites"
02.10.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: SERVO-ELEKTRISCH PRESSEN: hochpräzise, sauber, leise, kostengünstig
08.10.2024
-
10.10.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
AIRTEC 2024
08.10.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Grundlagen Thermoplastische Faser-Kunststoff-Verbunde
09.10.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Thermoanalyse
10.10.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Mechanische Prüfung
15.10.2024
CU
Weiterbildung
Weiterbildung: Basiswissen der Faserverbundfertigung - qualitätsgerechte Fertigung, Schadensvermeidung, Arbeitsschutz
16.10.2024
-
17.10.2024
CU
13. KOMPOZYT EXPO® in Krakau/Polen
16.10.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: XXL-Roboter-Bearbeitung von High-Tech Materialien - Vom Prototypen zur Serienfertigung
21.10.2024
CU
CU BW
CU West
27. Jour Fixe „Neue Verfahren: Composites in der Fahrzeugindustrie“
22.10.2024
-
23.10.2024
CU
CU BW
JEC Forum DACH 2024
23.10.2024
CU
Weiterbildung
Webseminar Wednesday: Comprehensive CFRP Recycling System and its Application
12.11.2024
-
13.11.2024
CU
CU Nord
CU West
CU Innovation Day "Nachhaltige Produktion von Composites – Materialien & Ökoeffizienz"
21.11.2024
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis - Werkstoffe, Konstruktion und Verarbeitung
25.11.2024
CU
CU Bau
Mitgliederversammlung CU Bau
26.11.2024
-
27.11.2024
Ceramic Composites
CU
CU Austria
CU Bau
CU BW
CU Nord
CU Ost
CU Switzerland
CU West
MAI Carbon
6. Ordentliche Mitgliederversammlung des Composites United e.V. & 20-Jahrfeier
28.11.2024
CU
Weiterbildung
Online-Weiterbildung: Faserverbundwerkstoffe in der Praxis – Grundlagen der Mechanik und Modellierung
03.12.2024
CU
MAI Carbon
MAI iBIS Korea - Wasserstoff
12.12.2024
CU
CU Nord
CU Nord-Weihnachtsstammtisch
17.02.2025
CU
CU Nord
CU West
Jour Fixe: "Composites-Slam 2025"
11.03.2025
-
14.03.2025
CU
CU Ost
Additive Fertigung - Wie geht die Reise weiter?
Technologieforum mit Ausstellung und Fachpodium im Rahmen der intec/Z
Bei Fragen, Anregungen und Hinweisen zu unseren Leistungen, der Website oder sonstigen Anliegen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Schreiben Sie uns.
Unser kostenfreier Info-Newsletter informiert monatlich über Neuigkeiten aus dem CU, Veranstaltungen, Stellenangebote unserer Mitglieder und vieles mehr.
Composites United e.V. ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, der die gesamte Wertschöpfungskette für faserbasierten multimaterialen Leichtbau in Deutschland, Österreich und der Schweiz abdeckt. Dazu kommen internationale Vertretungen in Japan, Süd-Korea, China und Indien.