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Kooperationen mit Forschungsgruppen des Fraunhofer IMW

Schrottbonus Konkret

Studie / 25.11.2021

Schrottbonus Konkret

Weitere Forschungsprojekte

Schrottbonus Konkret

Im Jahr 2019 wurde in einer Studie das Konzept des »Schrottbonus« entwickelt, der die gesellschaftlichen Vorteile durch CO2-Einsparung beim Einsatz des Rohstoffs Schrott im Vergleich zur Herstellung von Stahl aus Erzen in Euro darstellt. Mit der am 25.11.2021 präsentierten Forschungsarbeit »Schrottbonus Konkret« des Fraunhofer IMW im Auftrag der Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungsunternehmen (BDSV) wurde dieses Konzept weiterentwickelt und operationalisiert. Mittels des Schrottbonus lassen sich die substanziellen Beiträge des Rohstoffs Schrott zum Klimaschutz in der Stahlproduktion aufzeigen. Der Schrottbonus ist in den europäischen Preismechanismus zu integrieren, um als Instrument für fairen Wettbewerb in den globalen Wertschöpfungsketten der Stahlherstellung zu wirken.

Entwicklung eines automatisierten Druck-Schmelz-Analysenverfahrens für Kunststoffgemische

Förderplakat zur Entwicklung eines automatisierten Druck-Schmelz-Analyseverfahrens für Kunststoffgemische
© Fraunhofer IMWS

Vorhaben

Entwicklung eines automatisierten Druck-Schmelz-Analysenverfahrens für Kunststoffgemische zur Ableitung qualitativer und quantitativer Aussagen hinsichtlich der Stoffbeschaffenheit und Verarbeitungsfähigkeit (DSV)

Zeitraum

1. November 2019 bis 30. April 2022

Projektziel

Entwicklung eines DSV-Verfahrens zur schnellen, selektiven und quantitativen Bestimmung der Zusammensetzung von unsortierten, sortierten, granulierten und gesinterten Kunststoffabfällen,

daraus Ableitung  der Zuordnung von Kunststoffabfällen zu optimal ausgewählten und eingestellten Recyclingverfahren, gefolgt

von einer Stofffluss- und Wertflusszuordnung

Projektleiter

Priv.-Doz. Dr. Christian Growitsch

Zukunftssicherung der chemischen Industrie unter besonderer Berücksichtigung sich verändernder Rahmenbedingungen

© MEV-Verlag
Die Studie zeigt rohstoffbezogene Handlungsszenarien für die chemische Industrie auf.

Die Abhängigkeit von ausländischen Kohlenstoffquellen ist gerade in der chemischen Industrie in Deutschland weiterhin stark ausgeprägt. Wünschenswert ist es, diese Abhängigkeit sukzessive, vorzugsweise mittels regionaler Quellen, zu reduzieren. Zusätzlich zu berücksichtigen ist, dass der Klimawandel sowie die gesellschaftlich und politisch gewünschte Reduzierung von Treibhausgasemissionen einen veränderten Umgang mit Ressourcen und eine nachhaltige Sicherung der Rohstoffbasis erfordern. Daher wird in dieser Studie die aktuelle Situation der chemischen Industrie in Sachsen-Anhalt analysiert. Dazu wurde eine umfangreiche Unternehmensbefragung durchgeführt, deren Gegenstand vor allem die aktuelle und zukünftige Rohstoffversorgung war. Zusätzlich wurden Einschätzungen zu eigens entwickelten rohstoffbezogenen Handlungsszenarien sowie zu den aktuellen und künftig wünschenswerten Standortbedingungen bzw. den Stärken und Schwächen des Standortes erfragt.

Fraunhofer-Forscher erarbeiten nachhaltiges Wertstoffkreislaufsystem

Welchen Preis kann ich derzeit für das Altpapier erzielen, das in meinem Unternehmen anfällt? Wo wird am meisten für Kunststoffe bezahlt, die recycelt werden können? Wie entwickelt sich der Markt für Metallschrott? Um solche Fragen zu beantworten, untersuchen Forscher des Fraunhofer IMWS Märkte und institutionelle Grundlagen von Wertstoffsammlung, -verwertung und -entsorgung. Die Ergebnisse des Projektes könnten ein wichtiger Baustein werden, um Sekundärrohstoffe effizienter zu nutzen und so die Umwelt zu schützen.

Wertstoff Recycling Kunststoff Altpapier Fraunhofer
© iStock/monticello
Fraunhofer-Forscher erarbeiten Recyclingplattform für Wertstoffe.

In Deutschland werden alleine in den Hauptstoffklassen Papier, Pappe, Kartonage, Metalle, Kunststoffe und Biomasse 53,6 Millionen Tonnen Sekundärrohstoffe pro Jahr mit einem Gesamtwert von mehr als 5 Milliarden Euro verwertet. Das zeigt: Wertstoffe aus Abfällen spielen in wirtschaftlicher, ökologischer und auch gesellschaftlicher Hinsicht eine bedeutende Rolle. Angesichts der angestrebten Transformation von einer umweltschädigenden Durchflusswirtschaft hin zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft ist das effiziente und effektive Recyceln von Wertstoffen erst recht immens wichtig.

In unseren derzeitigen globalen Recycling-Systemen treten zu viele Probleme auf: Die Wertstoffkreisläufe werden schlecht gesteuert, es gibt zu geringe Recyclingquoten sowie eine zum Teil umweltschädigende Entsorgung von Abfällen. Auch die Nachweisführung über die Verwertung von sekundären Rohstoffen ist eine wesentliche Herausforderung. Die Entscheidungs- und Preissetzungsmechanismen für den Verkauf beziehungsweise Kauf von Wertstoffen sind intransparent und statisch. Oftmals sind die Sammler und Entsorger von persönlichen und regionalen Kontakten abhängig, was die transparente Vermarktung der Produkte erschwert und sinnvolle Preisbildungsmechanismen verhindert.

»Im Moment ist der gesamte Prozess der Wertstoffsammlung, -verwertung und -entsorgung noch wenig effizient. Dies könnte man mit innovativen Rückführungs- und Verwertungsansätzen sowie einer effektiveren Gestaltung von Verwertungswegen umgehen – und genau eine solche Lösung wollen wir erarbeiten«, sagt PD Dr. Christian Growitsch, Leiter des Projekts »Wertstoffkreisläufe und Innovative Nutzung von Abfallstoffen« und Direktor am Fraunhofer-Center for Economics of Materials in Halle (Saale).

Den Fraunhofer-Forschern ist das Problem der Nachweisführung über die Verwertung von sekundären Rohstoffen seit längerem bekannt, daher wollen sie auf Basis umfangreicher Analysen von Stoffströmen und -märkten die Digitalisierung der Wertstoffketten im Materials Data Space® vorantreiben. Langfristiges Ziel soll ein geschlossenes System zur Erfassung von Sekundärrohstoff- und Wertstoffströmen sein. Die notwendigen Prozess- und Marktdaten werden innerhalb des Projektes zusammengetragen, kategorisiert und ausgewertet.

Dazu beschäftigen sich die Forscher des Fraunhofer IMWS zunächst mit materialwissenschaftlichen Untersuchungen. »Wir werden ausgewählte Kunststoffklassen wie Polyamid, Polyethylene, Polycarbonat oder Biopolymere miteinander vergleichen und zur Weiterverarbeitung Datenblätter erstellen. Dies erfordert eine differenzierte Analyse von Materialeigenschaften und Stoffströmen, hauptsächlich steht aber die Verwertung von verschiedenen Kunststoffklassen im Vordergrund«, sagt Christina Hampel, Mitarbeitern am Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen. Die Datenblätter beinhalten Angaben zu Rohstoffeigenschaften, Verarbeitungsprozessen, Bauteileigenschaften und zur Sammlung beziehungsweise Rückführung der Kunststoffe in bereits bestehende Materialkreisläufe. Im Vordergrund stehen dabei die Eigenschaften der Materialklasse, die Verarbeitungsprozesse, die Darstellung des Marktvolumens und von Marktprognosen, der Vergleich des Kohlendioxid-Footprints, der Überblick über Wege der Rückgewinnung, Sortierung, Verschmutzung und vieles mehr, um eine nachhaltige, ökologische und ökonomische Rückführungsmatrix zu erstellen.

Altmetall Kreislaufsystem Wertstoffe Fraunhofer CEM
© iStock/joey333
Sekundärrohstoffe effizienter nutzen: Die Rückgewinnung von Altmetallen spart Ressourcen.

Fraunhofer-IMW-Studie empfiehlt vollständige Übernahme des Stahl-Schrottbonus in europäischen Emissionshandel

Konkrete Instrumente für fairen Wettbewerb in den globalen Wertschöpfungsketten der Stahlherstellung | Im Jahr 2019 wurde in einer Studie das Konzept des »Schrottbonus« entwickelt, der die gesellschaftlichen Vorteile durch CO2-Einsparung beim Einsatz des Rohstoffs Schrott im Vergleich zur Herstellung von Stahl aus Erzen in Euro darstellt. Mit der heute präsentierten Forschungsarbeit »Schrottbonus Konkret« des Fraunhofer IMW im Auftrag der Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungsunternehmen (BDSV) wurde dieses Konzept weiterentwickelt und operationalisiert. Mittels des Schrottbonus lassen sich die substanziellen Beiträge des Rohstoffs Schrott zum Klimaschutz in der Stahlproduktion aufzeigen. Der Schrottbonus ist in den europäischen Preismechanismus zu integrieren, um als Instrument für fairen Wettbewerb in den globalen Wertschöpfungsketten der Stahlherstellung zu wirken.

© Fraunhofer IMW
Fraunhofer IMW-Studie: Schrottbonus Konkret

Im Jahr 2019 wurde in einer Studie das Konzept des »Schrottbonus« entwickelt, der die gesellschaftlichen Vorteile durch CO2-Einsparung beim Einsatz des Rohstoffs Schrott im Vergleich zur Herstellung von Stahl aus Erzen in Euro darstellt. Mit der heute präsentierten Forschungsarbeit »Schrottbonus Konkret« des Fraunhofer IMW im Auftrag der Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungsunternehmen (BDSV) wurde dieses Konzept weiterentwickelt und operationalisiert. Mittels des Schrottbonus lassen sich die substanziellen Beiträge des Rohstoffs Schrott zum Klimaschutz in der Stahlproduktion aufzeigen. Der Schrottbonus ist in den europäischen Preismechanismus zu integrieren, um als Instrument für fairen Wettbewerb in den globalen Wertschöpfungsketten der Stahlherstellung zu wirken.

Jede vermiedene Tonne CO2 hilft, das 2-Grad-Ziel mit gesenkten Kosten zu erreichen. Mit den Umweltschutzwirkungen des Schrotteinsatzes sind ökonomische Vorteile verbunden. Die gesellschaftlichen Vorteile, die mit jeder Tonne Stahlschrott verbunden sind, werden als »Schrottbonus« bezeichnet. Dieser liegt zwischen 80 Euro und 213 Euro pro Tonne Kohlenstoffstahlschrott, für Edelstahlschrott beläuft er sich auf 158 Euro bis 502 Euro. Die aktuelle Studie der Forschenden des Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW im Center for Economics of Materials untersucht, inwieweit die europäische Klimapolitik den Schrottbonus in den Preismechanismus integriert.

Sie identifiziert Lücken, die einem fairen Wettbewerb entgegenstehen und schlägt Maßnahmen vor, um diese Lücken zu schließen und Anreize für eine effiziente und klimafreundliche Stahlherstellung zu schaffen. »Für einen fairen Wettbewerb zwischen den Rohstoffen der Stahlherstellung, müssen Marktpreise die gesellschaftlichen Vor- und Nachteile der Rohstoffe widerspiegeln. Daher sollte der Schrottbonus im Preissystem ›internalisiert‹ werden.« sagte der Projektleiter Prof. Dr. Frank Pothen. Jede eingesetzte Tonne Kohlenstoffstahlschrott spart, im Vergleich zur Stahlerzeugung aus Erzen und Koks, 1,67 t CO2 ein. Das Recycling einer Tonne Edelstahlschrott vermeidet 4,3 t CO2. Im Jahr 2018 wurden in Europa etwa 94 Mio. t Schrott eingeschmolzen. Dadurch wurden ca. 157 Mio. t CO2 eingespart. Dies entspricht den jährlichen Emissionen des gesamten privaten und gewerblichen Kraftfahrzeugverkehrs in Frankreich, England und Großbritannien.  

Das Europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS) als zentrales Instrument europäischer Klimapolitik, trägt dazu bei, den Schrottbonus in den Preisen von Rohstoffen und Stahl zu internalisieren. Im EU-ETS bestehen jedoch Lücken, die einer vollständigen Internalisierung des Schrottbonus im Weg stehen und die auch durch die aktuellen Reformvorschläge der Europäischen Kommission nicht geschlossen würden. Bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen Europas gegenüber 1990 um 55 Prozent sinken. Um dieses Ziel zu erreichen, hat die EU-Kommission im Juli 2021 das Maßnahmenpaket »Fit-for-55« vorgeschlagen, das eine Revision des Emissionshandels beinhaltet. Zur Vermeidung von Carbon Leakage (Abwanderung emissionsintensiver Wirtschaftszweige aufgrund weltweit unterschiedlicher CO2-Preise) schlägt die Europäische Kommission einen »Carbon Border Adjustment Mechanism« (CBAM) genannten CO2-Grenzausgleichsmechanismus vor, der die Bepreisung von Treibhausgasemissionen auf ausgewählte importierte Produkte ausdehnt und die kostenlose Zuteilung von Emissionsrechten mittelfristig ersetzen soll. Der CBAM würde die direkten Emissionen der Herstellung von importiertem Stahl mit einem Preis versehen und den Einsatz von Schrott in der Stahlherstellung außerhalb Europas belohnen. Die Reformen des Fit-for-55-Pakets werden voraussichtlich überwiegend zur Mitte der Dekade umgesetzt. Die Einführung des CBAM ist für 2026 geplant. Rohstoffe wie Erze, Kohle und Zwischenprodukte der Stahlherstellung wären aber weiterhin von EU-ETS und CBAM ausgenommen. Dadurch würden Primärrohstoffe gegenüber dem Recyclingrohstoff Schrott bevorzugt. Aus diesem Grund sollten Rohstoffe und Zwischenprodukte der Stahlherstellung sowohl vom EU-ETS als auch vom CBAM erfasst werden.

Mit einer Übergangslösung könnten die positiven ökologischen Wirkungen des Schrotteinsatzes schon jetzt und nicht erst bei einer Überarbeitung des CBAM internalisiert und zusätzliche Anreize zur Schließung von Wertstoffkreisläufen gesetzt werden. Dazu könnte die kostenlose Zuteilung von Emissionsrechten an den Schrotteinsatz gekoppelt werden. Es entstünde ein geldwerter Vorteil des Schrotteinsatzes, dessen Höhe an den CO2-Preis gebunden ist. Die Verknüpfung von kostenloser Zuteilung von Emissionsrechten und Schrotteinsatz wäre ein Übergangsinstrument, bis der CO2-Grenzausgleichsmechanismus seine Wirkung vollständig entfaltet. Alternativ könnte der Schrotteinsatz über eine verpflichtende Schrotteinsatzquote angeregt werden. Im Vergleich zu einem positiven Anreiz für den Schrotteinsatz wäre diese mit einem stärkeren Markteingriff verbunden, könnte den europäischen Stahlsektor belasten und eröffnet die Frage, ob eine verpflichtende Schrotteinsatzquote auch auf importierten Stahl anwendbar wäre.

Am 17.11.2021 hat die Europäische Kommission die Revision der EU-Abfallrahmenrichtlinie veröffentlicht, in der weitreichende Beschränkungen des internationalen Handels mit Schrotten vorgeschlagen werden. »Wir lehnen diese Beschränkungen des internationalen Handels ab, weil dies zu niedrigeren Schrottpreisen innerhalb Europas führt und ein wirtschaftliches Recycling nicht mehr möglich macht. Gleichzeitig steigt das weltweite Schrottaufkommen deutlich. 2030 werden wir die 1-Milliarden-Tonnengrenze durchbrechen. Exporteinschränkungen sind deshalb vollkommen unnötig,« so BDSV Präsident Andreas Schwenter bezugnehmend auf die Fraunhofer-IMW-Studie. »Die Beschränkungen des grenzübergreifenden Schrotthandels führen zu steigenden CO2 -Emissionen und untergraben Klimaschutzbemühungen. Klimaschutz macht nicht an den Grenzen Halt.« so Schwenter weiter.

Ihre Ansprechpartner:
Fraunhofer IMW, Neumarkt 9-19, 04109 Leipzig


Dr. Frank Pothen, Center for Economics of Materials CEM
Telefon 0345 131886-131 | frank.pothen@imw.fraunhofer.de
www.materials-economics.com
https://www.imw.fraunhofer.de/de/forschung/projekteinheit-center-for-economics-of-materials.html
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Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW
Das Fraunhofer IMW blickt auf fünfzehn Jahre angewandte sozioökonomische Forschung und Erfahrung am Standort Leipzig zurück. Rund 230 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 14 Ländern unterstützen Kunden und Partner aus Wirtschaft, Industrie, Politik, Forschung und Gesellschaft dabei, von Globalisierung und Digitalisierung als Motor für Innovation im Strukturwandel und in Transformationsprozessen zu profitieren. Der Nutzen sozioökonomischer und angewandter Forschung für den Menschen, die Dynamik einer wissensbasierten Gesellschaft und die Zukunft industrieller Produktion stehen im Mittelpunkt der internationalen Projekte, Netzwerkaktivitäten und Analysen des Instituts. Das interdisziplinäre Forscherteam begleitet Unternehmen, Organisationen, Institutionen, Länder, Kommunen und Regionen wissenschaftlich fundiert bei strategischen Entscheidungsprozessen. Ursprünglich als Fraunhofer-Zentrum für Mittel- und Osteuropa MOEZ 2006 gegründet, kommt die inhaltliche und strategische Neuausrichtung des nach DIN EN ISO 9001:2015 DNV-GL zertifizierten Instituts seit 2016 im neuen Namen Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW zum Ausdruck. Kompetenzen des Instituts sind Innovationsforschung, Wissens- und Technologietransfer, Regionale Transformation, Technologieökonomik und -management, Unternehmensentwicklung im internationalen Wettbewerb.
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