Maßnahme 8.3 Circular Economy

Arbeitspaket (AP)1: Innovationen zur Kreislaufschließung von Sekundärrohstoffen

Ziel des AP 1 ist die Entwicklung technischer Innovationen zur Kreislaufschließung und Nutzung von Sekundärrohstoffen und deren Analyse hinsichtlich der ökonomischen und ökologischen Wirksamkeit gemäß der R-Strategien R9 – R6 (R9 – Recovery, R8 – Recycle, R7 – Repurpose und R6 – Remanufacture)

• Teilprojekt 1.1 Grüner Wasserstoff aus biogenen Reststoffen

ZIEL: Entwicklung eines Verfahrens, um H2-Erzeugung aus organischen Reststoffen zu ermöglichen. Die gewählte Strategie bietet die Möglichkeit, mehr Energie aus biogenen Reststoffen zu gewinnen und gleichzeitig die Flexibilität der Prozessführung zu erhöhen.

• Teilprojekt 1.2 (Mineralische Feinfraktion): Substitution von mineralischen Primärrohstoffen durch aufbereitete, mineralische Feinfraktionen aus Bau- und Abbruchreststoffen 

ZIEL: Gewinnung mineralischer Recycling-Fraktionen (mRF) aus inhomogenen Gemengen und konglomeratartigen Kombinationen von Feinfraktionen mineralischer Bau- und Abbruchreststoffe (R8 – Recycle). Für die gewonnenen Rezyklat-Fraktionen soll die Verwendbarkeit als Ausgangsstoffe mineralisch gebundener Baustoffe geprüft und experimentell untersucht werden.

• Teilprojekt 1.3 (Reststoffe zu Aktivkohle): Einsatz von Aktivkohle aus organischen Reststoffen in einem membranbasierten Hybridverfahren zur Entfernung von Mikroschadstoffe

ZIEL: Erforschung und Modellierung einer Reinigungsstufe für die Entfernung von Mikroschadstoffen aus Wasser durch ein Hybridverfahren. Dieses ermöglicht es, Mikroschadstoffen aus kontaminierten Wässern zu entfernen.

• Teilprojekt 1.4 (Recyclingruß): Einsatz von veredeltem Pyrolysekoks aus verschiedenen Reststoffen als Verstärkungsfüllstoff in Elastomerprodukten

ZIEL: Herstellung und Charakterisierung von Elastomerprodukten mit veredeltem rCB aus verschiedenen Reststoffen (Reifen, Gummiketten, etc.). Die Forschung umfasst einen Vergleich zwischen Industrierußen, veredelten bzw. nicht veredelten rCBs mit den resultierenden Elastomereigenschaften

Arbeitspaket (AP) 2 – Ressourceneffiziente Produkt- und Prozessgestaltung

Die Teilprojekte des AP 2 umfassen neben den konkreten Produkten vor allem die Prozesse entlang der Wertschöpfungskette, die zu deren Produktion notwendig sind sowie die soziale Akzeptanz und/oder den administrativen Rahmen. Hierzu gehört auch die Testung der erzielten Innovationen, vornehmlich im Baubereich, in realen Anwendungen. Auf diese Weise soll eine breite Akzeptanz von Innovationen und eine daraus resultierende hohe Substitutionsbereitschaft von herkömmlichen Materialien und Produkten erreicht werden.

• Teilprojekt 2.1 (Raumwirkung von Recycling- und Reuse-Elementen): Empirische Untersuchung zur Wirkung von Räumen mit Recyclingmaterialien 

ZIEL: Erforschung von Raumwirkung auf Menschen im Kontext des ressourcenschonenden und Zirkulären Bauens im Rahmen einer Erfassung und Verarbeitung biometrischer Daten von Raumnutzer*innen. Ermittlung der Wirkung einer nachhaltigen und kreislauffähigen Architektur sowie von Recycling-, Reuse und Refurbish-Elementen auf den Menschen.

• Teilprojekt 2.2 (Vorausschauende Instandhaltung): Vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance) für Membrananlagen

ZIEL: Erstellung eines Predictive Maintenance Tools für die Vorhersage der Membranalterung in Wasseraufbereitungsanlagen. Eine Wassergewinnung aus Prozesswasserströmen (Filterrückspülwasser, Kläranlagenablaufwasser) und dessen Wiederverwendung kann ein Ansatz zur Erhöhung der Versorgungssicherheit sein. Im Falle des Einsatzes von Membranenfiltrationsanlagen ist die hohe Betriebssicherheit (R4 – Repair) einer der entscheidenden Erfolgsfaktoren.

• Teilprojekt 2.3 (Weiternutzung von Deckenelementen): Ressourcenschonendes, Zirkuläres Bauen mit wiederverwendbaren Deckenelementen 

ZIEL: Entwicklung und experimentelle Validierung des Heraustrennens und Entnehmens von Deckenelementen aus dem Baubestand und die Qualifizierung für die Wiederverwendung in einem geregelten Zulassungsprozess. Die Wiederverwendung von Stahlbetondeckenelementen aus bestehenden Hochbauten stellt ein bislang in der Praxis noch ungenutztes Potential dar, um CO2-Emissionen und Ressourcen beim Neubau von Bauwerken einzusparen.

• Teilprojekt 2.4 (energieautarke Gebäudehülle): Entwicklung von innovativen und performanten Konzepten für Gebäudehüllen 

ZIEL: Erforschung der energetischen Ertüchtigung von Neu- und Altbauten mittels Fassadenelementen aus Recyclingmaterial bzw. recycelfähigem Material, z.B. bei tragenden Komponenten – recyclierte Stähle und R-Beton und bei nichttragenden Komponenten – Steinwolle, Glaswolle, Holzwolle und Holzfasern, Zellulose, Stroh, Hanf. Ein Ansatz ist der Einsatz energieautarker Fassadenmodule mit außenliegender Wandtemperierung.

• Teilprojekt 2.5 (Demonstrator): Entwicklung und Aufbau eines Demonstrators für nachhaltiges, zirkuläres Bauen

ZIEL: Erzeugung von Sichtbarkeit für das Themenfeld Zirkuläres Bauen in der Projektregion Bergisches RheinLand und Sensibilisierung von sowohl Unternehmen als auch Bauherren und Interessierte für dieses Themenfeld. Im/ am Demonstrator werden unter anderem im Rahmen der :brs entwickelte Bauteile, -materialien und Verfahren, die zur Umsetzung von mehr Zirkularität im Themenfeld Bauen beitragen sollen, in realen Anwendungen erprobt und getestet.

• Teilprojekt 2.6 (LCA meets PESTLE): Lebenszyklus von Kunststoffen unter Berücksichtigung des Einsatzes von Sekundärrohstoffen und der Recyclierbarkeit 

ZIEL: Entwicklung einer erweiterten Life-Cycle-Assessment (LCA)-Methodik, die alle Dimensionen der PESTLE-Analyse (politische, ökonomische, sozio-kulturelle, technologische, ökologisch-geografische und rechtliche Einflussfaktoren auf Unternehmen)berücksichtigt. Unterstützung von KMU dabei, den komplexen Wertschöpfungsprozess in Bezug auf Umweltaspekte und Zirkuläre Wertschöpfung ganzheitlich digitalisiert zu erfassen und zu bewerten.