Plasmabasiertes Recyclingverfahren ebnet Weg zur effizienten Kreislaufwirtschaft für GFK
Im Projekt PLAS4PLAS entwickelt das INP gemeinsam mit Partnern ein innovatives, plasmabasiertes Recyclingverfahren für glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Ziel ist ein emissionsfreier, rückstandsfreier Prozess zur Rückgewinnung von Rohstoffen – als Beitrag zu einer effizienten Kreislaufwirtschaft und nachhaltigen CO₂-Reduktion im Kunststoffsektor.
Thermisches Plasma im Einsatz: Das Verfahren nutzt ein mehrere tausend Grad heißes Arbeitsgas zur Vergasung von Abfällen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK). Dabei entsteht Synthesegas als Rohstoff für neue Kunststoffe.
Foto: INP
Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) entwickelt gemeinsam mit dem Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V. (IUTA) und der TU Bergakademie Freiberg ein innovatives Verfahren zur rückstandsfreien Wiederverwertung glasfaserverstärkter Kunststoffe (GFK). Im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojekts PLAS4PLAS entsteht ein plasmabasiertes Recyclingverfahren, das nicht nur emissionsfrei, sondern auch technisch skalierbar sein soll. Das Projekt ist auf eine Laufzeit bis 2029 angelegt und wird von der VolkswagenStiftung mit 1,37 Mio. € gefördert.
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Recycling von GFK: Eine technologische Herausforderung mit hoher Umweltrelevanz
GFK-Abfälle stellen aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzung aus duroplastischem Kunststoff und Glasfasern eine besondere Herausforderung für die Kreislaufwirtschaft dar. Sie fallen in großen Mengen in Branchen wie Luftfahrt, Automobilbau und Windenergie an und gelten bislang als schwer recycelbar.
„Bisher landen GFK-Abfälle auf Deponien oder werden als Füllstoff oder Brennstoff genutzt – mit negativen Umweltfolgen wie CO2-Emissionen und Schadstofffreisetzung“, erläutert Dr. Diego Gonzalez, Projektleiter am INP. Der dringende Handlungsbedarf für ein nachhaltiges GFK-Recycling liege auf der Hand – sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich.
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Plasmatechnologie als Schlüssel für emissionsfreies Kunststoffrecycling
Das im Projekt PLAS4PLAS entwickelte Verfahren basiert auf einem allothermen Gasifizierungsprozess, bei dem thermisches Plasma als Energiequelle dient. Dabei wird ein Arbeitsgas auf mehrere tausend Grad Celsius erhitzt, das den Kunststoffanteil in seine molekularen Bestandteile aufspaltet. Im Gegensatz zur Verbrennung erfolgt die Energiezufuhr extern, was die gezielte Umwandlung der Polymermatrix in hochwertiges Synthesegas ermöglicht. Dieses lässt sich als Rohstoff für die Produktion neuer Kunststoffe einsetzen und schließt somit einen zentralen Kreislauf im Materiallebenszyklus.
Zudem werden im Projekt die Verwertbarkeit des zurückbleibenden Glasanteils sowie die Rückgewinnung weiterer enthaltenen Elemente geprüft. „Damit wollen wir eine echte Kreislaufwirtschaft schaffen, die den Rohstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen erheblich reduzieren“, so Dr. Gonzalez.
Technische Skalierung und Systemintegration im Fokus
Ein zentrales Ziel von PLAS4PLAS ist die technologische Optimierung und Skalierbarkeit des plasmabasierten Verfahrens. Der Prozess soll sowohl unter ökologischen als auch wirtschaftlichen Kriterien bewertet werden. Daraus werden Grundlagen für den Bau eines großtechnischen GFK-Gasifizierungsreaktors abgeleitet.
Neben der technischen Entwicklung nimmt das Projektteam auch die mittel- und langfristigen Auswirkungen auf industrielle Wertschöpfungsketten in den Blick. Insbesondere Branchen wie Chemieindustrie, GFK-Herstellung und metallverarbeitende Industrie könnten durch die Einführung dieser Technologie profitieren oder sich anpassen müssen.
Gesellschaftliche Akzeptanz als Erfolgsfaktor der Technologieeinführung
Ein weiterer wichtiger Baustein des Projekts ist die Untersuchung der gesellschaftlichen und industriellen Akzeptanz. Dabei analysieren die Forschungspartner, unter welchen Bedingungen eine breite Implementierung des Verfahrens möglich wäre und welche Kommunikationsstrategien gegenüber Stakeholdern, Politik und Öffentlichkeit erforderlich sind.
„Als Institut fühlen wir uns den großen gesellschaftlichen Herausforderungen, insbesondere im Umweltbereich, verpflichtet“, betont Prof. Klaus-Dieter Weltmann, Vorstandsvorsitzender und Wissenschaftlicher Direktor des INP. „Mit Projekten wie PLAS4PLAS wollen wir gezielt zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Zukunft beitragen. Dabei steht für uns die technische Umsetzbarkeit plasmabasierter Verfahren stets im Mittelpunkt.“
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INP: Kompetenzzentrum für Plasmatechnologien im Nachhaltigkeitskontext
Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. (INP) gehört nach eigenen Angaben zu den weltweit führenden Einrichtungen für Niedertemperaturplasmen und deren industrielle Anwendungen. In interdisziplinären Teams entwickelt das Institut praxisnahe Lösungen für Umwelttechnologien, Energieeffizienz, Werkstoffentwicklung und Medizin. Das Projekt PLAS4PLAS ist ein weiterer Meilenstein in der Forschung zur Dekarbonisierung und nachhaltigen Ressourcennutzung durch Plasmatechnologie.
