Nachhaltigkeit zu Ende gedacht

Die lange Lebensdauer ist jedoch nur ein Aspekt. Amiblu verfolgt den Weg der Nachhaltigkeit auch in anderen Bereichen konsequent weiter und führt seit mehreren Jahren Lebenszyklusanalysen (LCA) und Cradle-to-Gate-Studien durch, um die Umweltverträglichkeit der Rohstoffe und Fertigungsstufen zu bewerten. So hat Amiblu bereits Ökobilanzen für mehr als 1.200 Produkte in einer umfassenden LCA-Plattform zusammengestellt und veröffentlicht die entsprechenden ISO-standardisierten Umweltproduktdeklarationen (Environmental Product Declarations, kurz EPDs) seit 2021 auf der eigenen Webseite sowie auf den international anerkannten EPD-Plattformen.

Doch auch wenn GFK-Rohre ihr Nutzungsende erst nach etlichen Jahrzehnten erreichen, arbeitet aktuell ein engagiertes Team von Wissenschaftlern im Unternehmen an Recyclingmethoden, um im Sinne von Klimaschutz, Ressourcenschonung und Reduzierung des CO₂-Ausstoßes die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft umzusetzen. Dabei geht es auch um die Frage des Umgangs mit Produktionsabfällen und nachgelagerten Abfallströmen.

Recycling von GFK

Was auf der einen Seite dem Composite-Werkstoff GFK die herausragenden positiven Eigenschaften verleiht, stellt sich in puncto Recycling als Herausforderung dar: Die Glasfasern sind durch chemische und physikalische Prozesse fest mit der Kunststoff-Matrix verbunden. Aktuell gibt es verschiedene Ansätze für das Recycling von glasfaserverstärkten Kunststoffen, die sich je nach Materialzusammensetzung unterscheiden [3].

Neben dem mechanischen Recycling, bei dem das GFK zerkleinert und als Füllstoff in neuen Produkten verwendet wird, wurde in Deutschland bislang vielfach die thermische Verwertung eingesetzt. Hierbei ersetzt das GFK beispielsweise fossile Brennstoffe in Zementwerken. Dieser Prozess stellt allerdings keine optimale Verwertung des hochwertigen Materials dar [4], denn die Rohstoffe aus der Kunststoffmatrix gehen der Kreislaufwirtschaft unwiederbringlich verloren. Zudem ist dieses Verfahren mit hohem organisatorischem, finanziellem und technischem Aufwand verbunden, um die GFK-Abfälle so aufzubereiten, dass sie als Brennstoff genutzt werden können.

Grundlagenforschung für umweltverträglichste Lösung

Das norwegische Projekt „ReCoMFi: Recycling of Composite Materials as Fillers“ (Laufzeit 2021 bis 2026) untersucht die Wiederverwendbarkeit von mechanisch zerkleinertem GFK aus Altprodukten und Produktionsabfällen als Füllstoffkomponente auf mineralischer Basis für neue GFK-Produkte [6]. Amiblu ist dabei eines von fünf teilnehmenden Unternehmen, deren jeweilige Rezyklate mit Blick auf die Verarbeitbarkeit und die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften im finalen GFK-Produkt hin erforscht werden. Dabei wird ebenfalls versucht, die Oberfläche der Rezyklate chemisch zu verändern, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Die Studien im Labor liefern Erkenntnisse für zukünftige Pilotprojekte. Ziel ist es, dass das recycelte Material nicht nur als inerter Füllstoff für neue Materiallösungen dienen soll, sondern auch wertvolle mechanische Eigenschaften aufweist.

Das deutsche Projekt „BladeReUse – Entwicklung einer Methode zur ressourceneinsparenden und CO2-reduzierenden Weiterverwendung von Rotorblättern im Infrastrukturbereich“ unter der Leitung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) (Laufzeit 2023 bis 2026) richtet den Fokus auf die Weiterverwertung von Rotorblattsegmenten aus Windkraftanlagen. Es wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Dabei lotet es mögliche Einsatzfelder aus, wo Faserverbundwerkstoffe für großserientaugliche Produkte im Infrastrukturbereich – beispielsweise in Lärmschutzwänden, beim Baugrubenverbau oder im Küsten- und Gewässerschutz – weiterverwertet werden können. [7]. Die Amiblu Germany GmbH ist einer der offiziellen Forschungspartner des KIT. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die systematische Entwicklung und Untersuchung des gesamten ReUse-Prozesses. Hierzu gehören unter anderem die Entwicklung automatisierter und kostengünstiger Demontageprozesse unter Berücksichtigung der Aspekte des Arbeits- und Umweltschutzes, die Entwicklung von Umformungsverfahren duroplastischer Bauteilabschnitte (Überführung von gekrümmten Rotorblattbereichen in ebene Platten) und die Qualifizierung der „ReUse“-Bauelemente für die Weiterverwendung im Bauwesen, insbesondere auch unter Tragsicherheitsaspekten sowie Vorarbeiten als Basis für die Beantragung von Zulassungen.

Ein weiteres Projekt, an dem sich Amiblu mit der Lieferung von GFK-Produktabfällen beteiligt, wird von der Joulmine GmbH & Co KG, Bremen, betrieben. Ziel des auf das Recycling von Rotorblättern spezialisierten Unternehmens ist es, dass zukünftig alle Bestandteile vollständig recycelt werden [8]. Damit ist nicht nur der Materialkreislauf der einzelnen Komponenten gemeint, sondern auch die Rückgewinnung von Energie. Das Unternehmen betreibt derzeit einen Versuchsreaktor und testet bzw. optimiert seit einigen Jahren ein technisch innovatives Recyclingverfahren. Dabei werden die Materialien zunächst einer Trockenaufbereitung unterzogen und die organischen Bestandteile in ein Synthesegas umgewandelt, aus dem wieder neue primäre Rohstoffe hergestellt werden können, z. B. Wasserstoff oder Olefine als Energieträger.

Produktionsreststoffe als Ressource für Closed-Loop Recycling

Nach der erfolgreichen ersten Implementierung des Verfahrens im Produktionsprozess vor rund zwei Jahren soll es in den kommenden Jahren sukzessive auf weitere Amiblu-Produktionsstätten ausgeweitet werden. So können zukünftig schätzungsweise rund 400 Tonnen Produktionsabfälle pro Jahr wiederverwendet werden. Darüber hinaus können die gesammelten Produktionsreststoffe auch an andere Industriezweige weitergegeben werden. So können sie beispielsweise auch als Füllstoff bei der Herstellung von Kleb- und Dichtstoffen Anwendung finden.

Unabhängig gültige Testergebnisse nach ISO 17025

Entwickelt und erprobt wurde das Verfahren in einer dem Werk angeschlossenen Laborschleuderanlage für Forschung und Entwicklung. In diesem länderübergreifenden Projekt waren von Anfang an sowohl die entsprechenden Fachleute aus Deutschland als auch Experten von Amiblu Technology AS in Norwegen eingebunden, begleitet vom nach ISO 17025akkreditierten und ebenfalls in Norwegen ansässigen Amiblu GFK-Prüflabor. Das GFK-Prüflabor wird jedes Jahr von der nationalen Akkreditierungsstelle in Norwegen neu bewertet. So stellt Amiblu sicher, dass den normativen Anforderungen stets entsprochen wird. Mit der Akkreditierung nach ISO 17025 wird zusätzlich nachgewiesen, dass nach aktuellem Stand der Technik gearbeitet und unabhängig gültige Testergebnisse geliefert werden. Das Prüflabor ist die solide Basis für zukunftsfähige Innovationen bei Amiblu – von der Rohstoffauswahl, über die Produktion bis hin zu Produktentwicklung.

Amiblu treibt Forschung an Rezyklat-Verwendung voran

Ein weiteres Forschungsvorhaben, welches Amiblu intern auf dem Gebiet neuer Recyclingmethoden und Anwendungsbereiche vorantreibt, beschäftigt sich mit dem Einsatz von sogenannten Rezyklaten in der Produktion. Dabei wird untersucht, wie geschreddertes GFK-Material durch Harzbenetzung wieder in den Produktionsablauf eingebracht werden kann, unter der Maßgabe, dass die Material- und Qualitätseigenschaften der Produkte erhalten bleiben. Erste Vorversuche in dieser Richtung konnten bereits erfolgsversprechend abgeschlossen werden, sodass dieses Projekt in den nächsten Jahren mit einem Investitionsvolumen von rund einer halben Millionen Euro intensiv weiter vorangetrieben wird. Verwendet werden zunächst Rezyklate aus Produktionsabfällen beziehungsweise Testrohren, die nicht mehr benötigt werden.

Fazit

Die besonders hohe Langlebigkeit von Composite-Produkten wie GFK hat einen nicht zu unterschätzenden positiven Effekt auf ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtungen. Das gilt insbesondere für GFK-Rohrsysteme, die über viele Generationen hinweg zuverlässig funktionieren und allein dadurch diverse Ressourcen für Reparaturen oder Erneuerungen einsparen. Aufgrund ihrer Materialzusammensetzung ist das Recycling von Composite-Produkten wie GFK am Ende ihres langen Produktlebens ein komplexer Prozess.

Als verantwortungsvolles und zukunftsorientiertes Unternehmen geht Amiblu die alleinige thermische Verwertung im Sinne einer angestrebten Kreislaufwirtschaft nicht weit genug. Neben der aktiven Unterstützung verschiedener Forschungsvorhaben betreibt Amiblu daher auch eigene Forschungs- und Entwicklungsarbeit für neue, innovative Recycling-Methoden.

Die Füllstoffsubstitution durch Produktionsreststoffe wird bereits erfolgreich an einem Standort umgesetzt und soll zukünftig auch bei weiteren Werken angewendet werden. Der nächste Schritt ist die Rückführung von Rezyklaten in den Produktionsprozess. Langfristig sollen im Rahmen dieses Vorhabens neben den produktionstechnischen Fragestellungen auch standardisierte Prozesse entwickelt werden, wie GFK-Abfälle von der Baustelle und auch alte Rohre in den Kreislauf zurückgeführt werden können. Genau dies ist auch ein definiertes Ziel bei Amiblu: die Etablierung eines nachhaltigeren Entsorgungsweges – im Idealfall ohne Abhängigkeiten von externen Partnern – im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft. Bei erfolgreicher Umsetzung wird dies auch anderen Branchen den Weg zum Recycling von GFK-Verbundwerkstoffen z. B. aus der Automobil- und Windenergieindustrie ebnen.

Literatur:
[1] Private Hochschule Göttingen, Webseite »GFK: Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Anwendung – die 5 Schritte im Herstellungsprozess«, https://www.pfh.de/blog/gfk-herstellungsverfahren-eigenschaften-und-anwendung (zuletzt aufgerufen am 26.03.2025).

[2] Fraunhofer Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Webseite: »Compositetechnik«, https://www.igcv.fraunhofer.de/de/forschung/kompetenzen/composites.html (zuletzt aufgerufen am 31.03.2025).

[3] European Composites Industrie Association (EUCIA), Webseite »Sustainability – EuCIA’s perspectives on composites sustainability and circularity, and our initiatives to advance life cycle assessment an end-of-use strategies«, verschiedene Publikationen zum Thema (z. B. »Composites are circular materials« vom 29.04.2025), https://eucia.eu/knowledge-hub/sustainability/ (zuletzt aufgerufen am 21.05.2025).

[4] Fraunhofer Umsicht, Interview mit Dr. rer. Nat. Alexander Hofman (2020): »Dank Pyrolyse auch problematische Kunststoffe im Kreis führen«, Webseite Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy (CCPE), https://www.ccpe.fraunhofer.de/de/aktuelles/newsletter/2020/problematische-kunststoffe.html (zuletzt aufgerufen am 17.04.2025).

[5] Europäischer Rat/ Rat der Europäischen Union, Webseite »Die Kreislaufwirtschaft im Detail«, https://www.consilium.europa.eu/de/policies/the-circular-economy-explained/ (zuletzt aufgerufen am 16.04.2025).

[6] The Research Council of Norway, Projektdatenbank, https://prosjektbanken.forskningsradet.no/project/FORISS/327872 (zuletzt aufgerufen am 16.04.2025).

[7] Karlsruher Institut für Technologie, KIT Stahl- und Leichtbau – Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine, Webseite des Projektes »Entwicklung einer Methode zur ressourceneinsparenden und CO2-reduzierenden Weiterverwendung von Rotorblättern im Infrastrukturbereich (BladeReUse)«, https://stahl.vaka.kit.edu/forschung_2004.php (zuletzt aufgerufen am 16.04.2025).

[8] Joulmine GmbH & Co. KG, Webseite, https://joulmine.com/ (zuletzt aufgerufen am 16.04.2025).