Fraunhofer Austria
Das Projekt EPSolutely vereint Akteure entlang der gesamten Wertschöpfungskette
Expandiertes Polystyrol (EPS), auch als Styropor bekannt, ist ein unverzichtbares Material sowohl als Wärmedämmung im Hausbau als auch als leichte, stoßdämpfende und thermisch isolierende Verpackung schwerer und empfindlicher Güter. Das Material ist recyclingfähig, doch werden Studien zufolge nur 26 % bei Bauware bzw. 56 % bei Verpackungen tatsächlich recycelt. Das recycelte EPS wird sehr häufig in anderen Anwendungen, wie z.B. Wärmedämmschüttungen, eingesetzt. Wünschenswert im Sinne der Nachhaltigkeit wäre dagegen eine echte Kreislaufwirtschaft, in der das recycelte EPS in gleichwertiges Rohmaterial umgewandelt und dem Kreislauf erneut zugeführt wird.
Ein ehrgeiziges Projekt unter der Konsortialführung von Fraunhofer Austria ist nun auf bestem Weg, ökonomisch sowie ökologisch funktionierende Konzepte für genau diese Art der Kreislaufwirtschaft zu entwickeln und zu demonstrieren. Das Konsortium, das Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette sowie Interessensvertretungen und Forschungseinrichtungen umfasst, konnte im ersten Projektjahr bereits wichtige Durchbrüche erzielen.
Abbruchmaterial
Muss eine Fassade rückgebaut werden, so stellt sich die erste Herausforderung für die Kreislaufwirtschaft gleich zu Beginn – bei der Aufbereitung des verunreinigten Materials. Das EPS ist nach den Abbrucharbeiten mit Fremdmaterialien wie Putz, Kleber, Armierungsgitter und Dübel vermischt, zudem ist es in den meisten Fällen mit Hexabromcyclododecan (HBCD) versetzt, einem Flammschutzmittel, das in Österreich bis 2015 eingesetzt wurde. Ist HBCD enthalten, gilt ein Zerstörungsgebot – solange EPS damit versetzt ist, darf es nicht wieder in den Kreislauf gebracht werden. Der CreaSolv®-Prozess, der vom Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) entwickelt wurde, ermöglicht die Abtrennung des HBCD in einem lösemittelbasierten Verfahren. Um diesen Prozess allerdings ökonomisch rentabel durchführen zu können, muss das Material zuvor bestmöglich von Verunreinigungen befreit werden.
„Die Kreislaufführung von EPS aus dem Abbruch bzw. Rückbau gilt wegen der Verunreinigungen als äußerst schwierig. Gemeinsam mit unseren Projektpartner haben wir verschiedene Lösungsansätze zur Aufbereitung dieses Materials erarbeitet und experimentell überprüft. Bis jetzt sind alle Ergebnisse äußerst vielversprechend“, erklärt Sebastian Lumetzberger, der das Projekt bei Fraunhofer Austria leitet.
Für die Untersuchungen analysierten die Projektpartner unterschiedlich stark verunreinigtes Material aus zwei verschiedenen Fassaden-Rückbauten – einer manuell und einer maschinell durchgeführt. Um die Bindung zwischen dem EPS und den restlichen Komponenten des Wärmedämmverbundsystems zu lösen, musste das Material zunächst geschreddert werden. Im Experiment zeigte sich, dass auch bei maximal verunreinigtem Material die Zerkleinerung bei sehr gutem Materialaufschluss möglich ist.
Als nächstes galt es, Fremdmaterialien aus der Materialmischung zu entfernen. Dafür kam eine kombinierte Anlage aus Vibrations- und Lufttechnik zum Einsatz – ebenfalls mit großem Erfolg. „Das Auftrennen mit dem Schredder sowie die Sortierung des Materials haben hervorragend funktioniert. Aufgrund dieser Ergebnisse sind wir sehr zuversichtlich, hier gemeinsam mit den Projektpartnern Lösungen zu finden, damit die Aufbereitung des Materials dem Recycling nicht mehr im Weg steht“, erklärt Sebastian Lumetzberger. Nach Abschluss der Untersuchungen wird das aufbereitete Material an das Fraunhofer IVV geschickt, wo der CreaSolv®-Prozess zum Entfernen der verbleibenden Verunreinigungen sowie des HBCD durchgeführt werden wird. Das dadurch gewonnene Polystyrolrezyklat wird in weiteren Schritten von den Projektpartner wieder zu neuen Dämmplatten verarbeitet.
Neue Verpackung
Auch bei sauberen EPS-Verpackungsmaterialien gibt es bereits Erfolge zu vermelden. Weder was die mechanische Belastbarkeit noch was die Optik betrifft, ist bei Verpackungen aus recyceltem EPS (rEPS) eine Beeinträchtigung oder ein Qualitätsverlust gegeben – was eindrucksvoll an der von den Projektpartnern in einem Versuch hergestellten Kühlschrank-Transportverpackung aus 100% rEPS aus EPS-Abfällen der Möbelindustrie zu erkennen ist. Um zukünftig auch verunreinigte EPS-Verpackungen im Kreislauf führen zu können, soll im Rahmen des Projekts außerdem geprüft werden, ob der CreaSolv®-Prozess auch für die Reinigung von EPS-Verpackungsmaterial eingesetzt werden kann.
Die größte Herausforderung beim Recyceln von EPS-Verpackungsmaterial liegt allerdings im großen Volumen– nur 60 kg füllen einen kompletten Kleintransporter. Um es effizient transportieren und einem Recycling zuführen zu können, muss es daher möglichst früh im Prozess kompaktiert werden. Nur wenn diese Herausforderung bewältigt wird, kann das Material überhaupt auf wirtschaftliche Art die recycelnden Unternehmen erreichen.
Abschnitte von der Baustelle
Die geringe Dichte von EPS stellt auch bei der Sammlung von Verschnitten, die beim Anbringen neuer EPS-Platten auf Baustellen anfallen, eine Herausforderung dar. Diese können, sofern sie sauber gesammelt werden, direkt wieder in der EPS-Produktion eingesetzt werden, da sie als Flammschutzmittel polyFR und nicht mehr HBCD enthalten. Dafür dürfen sie allerdings nicht komprimiert werden.
Abhängig von der Gebäudegröße fallen dabei einige wenige bis dutzende Säcke EPS-Abschnitte an. „Hier legen wir besonderen Wert darauf, Lösungen für kleine als auch große Mengen zu finden. Dazu haben wir verschiedene Konzepte, beispielsweise mit direkter Abholung von der Baustelle oder die Sammlung in Hubs, entwickelt“, erklärt Sebastian Lumetzberger. Eingesetzt werden dafür eigens designte Säcke mit QR-Codes, die zu einer Webapplikation zur Initiierung der Abholung führen. Dadurch soll der Aufwand auf der Baustelle gering und die Abholung effizient zu koordinieren sein. Zusätzlich soll durch den Einsatz von RFID-Tags die Nachverfolgbarkeit der Säcke ermöglicht und Transparenz bei den Materialflüssen geschaffen werden.
Effiziente Logistik
Als Logistiker ist Projektleiter Sebastian Lumetzberger aber auch hier zuversichtlich, eine Lösung zu finden: „Wir entwickeln mögliche Konzepte, bewerten diese aus der ökologischen Perspektive und prüfen diese auf ihre Wirtschaftlichkeit, denn die Kreislaufwirtschaft soll sich für die Unternehmen auch lohnen. Ich bin überzeugt, dass es uns gemeinsam mit den Projektpartnern gelingen wird, effiziente und praxistaugliche Lösungen zu finden.“