Nachhaltige Materialien, Komponenten und Produkte
Zirkularitäts-Strategien, werterhaltende Prozesse und Technologien
Der Themenschwerpunkt nachhaltige Materialien, Komponenten und Produkte thematisiert die Herausforderungen des Cradle-to-Grave-Prinzips der linearen Wirtschafts- und Produktionsweise. Diese Herausforderungen umfassen unter anderem Ressourcenknappheit und die negativen Umweltauswirkungen, die durch hohes Abfallaufkommen entstehen aber auch Emissionen, die während des Produktionsprozesses entstehen.
Zukunftsvision: Die Circular Economy
Die Circular Economy (Zirkuläre Wirtschaftsweise) bietet eine zukunftsweisende Lösung, um die genannten Herausforderungen zu adressieren. Sie zielt darauf ab, den Ressourceneinsatz zu minimieren sowie durch Recycling und Rückgewinnung von Materialien die Umweltbelastung signifikant zu verringern.
Die zirkuläre Wirtschaftsweise ist insbesondere in Ländern wie Deutschland mit geringen eigenen Rohstoffvorkommen von höchster strategischer Bedeutung. Hersteller können durch geschickte Kreislaufführung ihrer Produkte und entsprechende Geschäftsmodelle ihre Rohstoffversorgung für die Zukunft sichern. Um dies zu erreichen, müssen Materialien und Produkte gezielt optimiert werden. Da bei der Bewertung wirtschaftliche, soziale und ökologische Dimensionen berücksichtigt werden müssen erfordert die die fachliche Bewertung von Ansätzen zur Verbesserung der Kreislauffähigkeit und Ressourceneffizienz multidisziplinäre Analysen und umfangreiche Erfahrung.
In Freiburg sind an den Fraunhofer Instituten und der Universität Freiburg etablierte Kompetenzen in der Produktions- und Materialforschung vorhanden, die den Übergang zur zirkulären Wirtschaftsweise an verschiedenen Stellen unterstützen können:
Schwerpunkte im Leistungszentrum Nachhaltigkeit liegen auf der Erforschung von Zirkularitäts-Strategien, werterhaltender Prozesse und Technologien sowie der Materialentwicklung für zirkuläre Produkte.
Zirkularitäts-Strategien betrachten den gesamten Lebenszyklus eines Rohstoffs, Materials, einer Komponente oder eines Produkts. An der technischen Fakultät der Universität Freiburg und hier insbesondere am INATECH (Institut für nachhaltige technische Systeme) werden grundlegende Methoden und ingenieurwissenschaftliche Vorgehensweisen / Lösungsansätze im Rahmen des Forschungsgebiets Circularity Engineering erforscht, um Zirkularitäts-Strategien in zukünftigen Produktionssystemen etablieren zu können.
Die Entwicklung, Anwendung und Umsetzung von Technologien analog zu den R-Strategien (rethink, reduce, reuse, remanufacturing, refurbish, recycle) sollen dazu beitragen, dass werterhaltende / zirkuläre Prozesse etabliert werden können.
Eine fundamentale Voraussetzung für den Erfolg dieser Ansätze ist die Schaffung einer fundierten Datenbasis. Denn: Nur wer den Lebenszyklus kennt, kann ihn verlängern.
Die Digitalisierung und digitale Technologien fungieren daher als wichtige Enabler für nachhaltige Produktionssysteme und zirkuläre Stoffströme.
Ansprechpartner
Frank Huberth, Fraunhofer IWM
Gruppenleiter Crashsicherheit und Schädigungsmechanik
