Zielsetzung:
Die Bauwirtschaft steht vor der Herausforderung, nachhaltige und ressourcenschonende Materialien einzusetzen, um den ökologischen Fußabdruck zu verringern und den Anforderungen der Kreislaufwirtschaft gerecht zu werden. Gleichzeitig fallen in der Lebensmittelindustrie große Mengen an biogenen Reststoffen (z. B. Teetreber, Apfel- und Beerentrester) an, die bislang energetisch wenig effizient oder als Abfall entsorgt werden. Ziel des Projekts „BIOMASS-UP“ ist es, ein innovatives Verfahren zu entwickeln und zu validieren, mit dem verschiedene Reststoffbiomassen in hochwertigen, ökologisch vorteilhaften Bau- und Werkstoffplatten verarbeitet werden können. Damit soll ein Beitrag zur Ressourceneffizienz, zur CO2-Reduktion und zur Etablierung einer echten Kreislaufwirtschaft im Bausektor geleistet werden. Des Weiteren schonen wir damit die forstlichen Ressourcen und Wälder, indem wir einen Weg aufzeigen, wie bereits erzeugte Biomasseabfälle zu hochwertigen Werkstoffen für die Baubranche veredelt werden können.
Zielsetzung:
Die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (LiB) in Bereichen wie Elektromobilität, erneuerbare Energien und industriellen Anwendungen führt zu einem erheblichen Wachstum der Produktion. Mit der Errichtung neuer Produktionsstätten, sogenannten Gigafactories, und der dynamischen Entwicklung des Elektrofahrzeugmarktes nimmt auch die Menge an Produktionsabfällen zu. Das Volumen soll bis 2025 weltweit auf über 600.000 Tonnen pro Jahr ansteigen. Deutschland wird voraussichtlich eine führende Rolle in der europäischen Batteriefertigung einnehmen und damit einen wesentlichen Beitrag zu diesen Abfallmengen leisten.
Trotz vorhandener Recyclingtechnologien bestehen bedeutende Defizite und Herausforderungen. Die Rückgewinnung von NE-Metallen wie Kupfer und Aluminium ist kostenintensiv, insbesondere durch steigende Energiepreise. Die Qualität der recycelten Materialien ist häufig unzureichend, da Verunreinigungen sowie geometrische Eigenschaften zu Preisabschlägen bei der Weiterverwertung führen. Ineffiziente Prozesse führen zudem zu Metallverlusten, beispielsweise durch Abbrand in der Schmelze, und verhindern eine optimale Verwertung von Abfällen. Diese Probleme tragen nicht nur zu höheren Kosten bei, sondern erhöhen auch den ökologischen Fußabdruck der Batterieproduktion.
Das geplante Projekt hat das Ziel, die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit des Recyclings von LiB-Abfällen entscheidend zu verbessern. Durch die Optimierung der Prozesskette sollen Metallverluste minimiert und gleichzeitig werden neue Verwertungswege für recycelte Materialien wie Kupfer- und Aluminiumprodukte entwickelt, die in beschichtungs- und schweißtechnischen Anwendungen eingesetzt werden können. Dies ermöglicht die Substitution energieintensiver Pulver und trägt so zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks bei.
Mit diesen Maßnahmen sollen nicht nur wirtschaftliche Vorteile durch höhere Erlöse und reduzierte Kosten erzielt werden, sondern auch die Kreislaufwirtschaft gestärkt und eine ressourcenschonende Verwertung sichergestellt werden.
Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate. So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.