Wie die Autoindustrie das Kunststoffrecycling annimmt

Dan Carney | 04. August 2023

Die Notwendigkeit, den Verbrauch neuer Ressourcen bei der Herstellung von Kunststoffprodukten zu reduzieren und die letztendliche Entstehung von Kunststoffabfällen bei der Verwendung von Produkten zu reduzieren, treibt das Streben nach recycelten Materialien in der Automobilindustrie voran.

Kunststoffe sind in modernen Fahrzeugen allgegenwärtig und bieten die Möglichkeit einer erheblichen Wiederverwendung von Kunststoffen. Wir haben dies im Fall des Ford Bronco Sport gesehen, dessen Kabelbaumklemmen recycelten Kunststoff aus wiedergewonnenen Fischernetzen verwenden. Ziel ist es, den Einsatz des Materials auf andere Anwendungen wie Motorabdeckungen auszudehnen. Das ultimative Potenzial liegt bei bis zu 700 Pfund. Laut dem Ford-Technikexperten Alper Kiziltas sollen pro Fahrzeug pro Fahrzeug etwa 10 % Kunststoff aus recycelten Materialien hergestellt werden, wobei etwa 10 Prozent davon aus recyceltem Fischernetzmaterial hergestellt werden könnten.

Einige sichtbarere Anwendungen von recyceltem Kunststoff in neuen Automobilteilen finden sich im Innenraum der Autos, wo Verbraucher die Materialien bei jeder Fahrt sehen werden. Audi hat sich mit LyondellBasell, dem weltweit größten Hersteller von Polymerprodukten, zusammengetan, um Kunststoff-Sicherheitsgurtschlossabdeckungen für den Q8 e-tron EV aus Kunststoff herzustellen, der aus Teilen verunfallter Audis gewonnen wurde.

„Im Rahmen des PlasticLoop-Projekts arbeiten wir mit Audi zusammen, um einen innovativen Prozess mit geschlossenem Kreislauf zu etablieren, der Kunststoff-Autoteile für den Einsatz in Neufahrzeugen recycelt“, sagte Erik Licht, LyondellBasell Advanced Polymer Solutions New Business Development Director. „Zum ersten Mal nutzen wir chemisches Recycling, um gemischte Kunststoffabfälle aus der Automobilindustrie zu Kunststoffgranulat für Anwendungen im Automobilinnenraum zu recyceln“, sagte er. „Das Kunststoffgranulat wird dann bei der Produktion der Gurtschlossabdeckungen für den Audi Q8 e-tron verwendet.“

„Wir wollen Sekundärmaterial überall dort einsetzen, wo es technisch möglich, ökologisch machbar und natürlich umweltfreundlich ist“, sagte Philip Eder, Projektleiter für die Beschaffungsstrategie Circular Economy bei Audi. „Recycling ist nicht so einfach, denn wie Sie sich vorstellen können, ist es nicht so einfach, wenn etwas durcheinander ist, es wieder zu trennen.“

Der in Plastikflaschen verwendete Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) ist eine homogenere Quelle für Post-Consumer-Kunststoff, den auch Audi verwendet. Das Unternehmen verwendet dieses PET in Kombination mit Textilresten und aus Produktionsanlagen gewonnenen Stoffkanten, um Kaskade herzustellen, ein neues Stoffmaterial, das die weiche Oberfläche und dreidimensionale Textur von Naturfasermaterialien wie Wolle bietet.

Kaskade kann nicht vollständig aus recycelten Materialien hergestellt werden, das Unternehmen ist jedoch bestrebt, den recycelten Anteil im Materialmix zu maximieren, berichtet Christine Maier von Audi Design. „Wir haben nur so viel neues Polyester und so viele neue Ressourcen verwendet, wie technisch notwendig war“, sagte sie. „Das Ergebnis ist ein Stoff, der an Wolle und Naturfasern erinnert und eine sehr angenehme Haptik hat.“

Recycelte Webkantenmaterialien können zu neuem Stoff verarbeitet und zu Sitzstoffen verwoben werden.

Der wiedergewonnene Webkantenstoff stammt aus einer Fabrik, die Automobilprodukte herstellt, sodass das Material bereits Automobilqualität hat. Audi trennt diese in schwarze und weiße Komponenten und erzeugt daraus eine anthrazitfarbene Mischung, die ohne zusätzliche Farbstoffe auskommt. „Wir verzichten auf einen weiteren chemischen Prozess, der besser für die Umwelt ist“, betonte Maier.

Audi sagte, dass das Unternehmen bestrebt sei, gut sortierte PET-Abfälle von hoher Reinheit zu beschaffen und sie dann zu verarbeiten, um kleinere Verunreinigungen im Filamentprozess zu vermeiden. Dies könnte zu einer Inhomogenität der Fasern führen und den Stoff möglicherweise unattraktiv machen. Ein Vorteil der Verwendung von recyceltem PET besteht darin, dass es reichlich vorhanden ist, was für eine Branche, die immer noch unter Versorgungsproblemen leidet, ein wichtiger Gesichtspunkt ist.

Das Kantenmaterial, PET und neues Polyester ergeben zusammen ein neues Garn, das zur Herstellung des Kaskade-Sitzbezugsstoffs verwendet wird. Das Endprodukt besteht zu 15 Prozent aus Webkantenmaterial, zu 35 Prozent aus PET und zu 50 Prozent aus neuem Polyester. „Wir haben viele Tests durchgeführt, um zu sehen, wie hoch der Webkantenanteil sein kann und der Stoff trotzdem makellos aussieht“, erklärt Maier.

Audi begann mit der Herstellung von Sitzbezügen aus recycelten Materialien für den A3 der vierten Generation. Diese Sitzbezüge bestehen zu bis zu 89 Prozent aus recyceltem Material und verwenden Kunststoff aus 45 1,5-Liter-PET-Plastikflaschen. Hinzu kommen noch 62 PET-Flaschen, die für den Autoteppich recycelt werden.

Die Teppiche und Fußmatten im Audi e-tron GT bestehen aus Econyl – einem Material, das zu 100 Prozent aus recycelten Nylonfasern aus Produktionsabfällen, Stoff- und Teppichresten oder alten Fischernetzen besteht.

Audi erkennt an, dass eine der Hürden auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft darin besteht, dass die Kosten für diese recycelten Materialien höher sind als für Neumaterialien. Der Energieverbrauch im Prozess sei etwa gleich hoch wie bei Neuware, Effizienz sei also kein Hindernis, so das Unternehmen.

Der Automobilzulieferer Faurecia hat sich zum Ziel gesetzt, im gesamten Sitz recycelte Materialien zu verwenden und dafür zu sorgen, dass diese Materialien am Ende der Lebensdauer des Sitzes leichter getrennt werden können, um sie künftig wiederzuverwenden und zu recyceln. „Seat for the Planet“ ist ein Projekt des Unternehmens, das einen Leichtbausitz geschaffen hat, der etwa 15 Prozent leichter ist als ein herkömmlicher Sitz.

Laut Projektleiter Marthin Frétigné besteht es aus zehn Modulen, die jeweils vollständig aus einem einzigen Material bestehen, aus biobasierten oder recycelten Materialien oder aus Materialien, die für das Recycling geeignet sind. Herkömmliche Sitze bestehen aus 100 bis 150 Einzelteilen. Es ist besonders schwierig, das in Sitzkissen verwendete Polyurethan durch etwas Umweltfreundliches zu ersetzen. „Dieses Material hat eine gute Leistung, ist aber sehr schwer zu recyceln“, sagte Frétigné. „Also mussten wir es durch eine technische Lösung namens Auraloop ersetzen, die Hochleistungs-PET in Kombination mit einem neuen Transformationsprozess beinhaltet.“

Auraloop ist Faurecias geplantes Polstermaterial, das aus einer Struktur aus recycelbaren Fasern auf Polyesterbasis besteht. Neben der Recyclingfähigkeit hat Auraloop nach Angaben des Unternehmens den Vorteil, dass es im Herstellungsprozess nur halb so viel Energie verbraucht wie Polyurethan, und das Unternehmen verspricht, dass es noch komfortabler und langlebiger sei. Es wird in Zusammenarbeit mit dem thailändischen Chemieunternehmen Indorama Ventures hergestellt.

„Auraloop wird die derzeit in Autositzen verwendeten Materialien durch innovative und nachhaltige Materialien auf Basis von Polyesterfasern ersetzen, die eine vollständige Recyclingfähigkeit von 100 Prozent bieten“, versprach Nicolas Michot, Director of Technology bei Faurecia Seating. Das Material solle in zwei bis drei Jahren auf den Markt kommen, sagte er.

Neben dem Recycling von Kunststoffmaterialien besteht auch das Potenzial für die Substitution nichtplastischer Komponenten im Automobilinnenraum. Volkswagen experimentiert derzeit mit der Idee, recycelte Papierprodukte als Quelle für Verstärkungsfasern in seinen Kunststoffen zu verwenden. Tatsächlich setzt der Golf Naturfasern in der Kartentasche an den Türverkleidungen des Autos ein.

Ziel sei es, diese Naturfasern durch aus Recyclingpapier gewonnene Fasern zu ersetzen, berichtete Hendrik Mainka, Leiter des neuen Volkswagen Innovation Hub in Knoxville, Tennessee. „Der Nachteil dieser [natürlichen] Materialien besteht darin, dass die Naturfasern, auch wenn sie bereits besser sind, in bestimmten Regionen angebaut werden. Einige kommen aus Indien oder Indonesien. Sie haben eine lange Logistikkette.“

Das Hub-Team von Forschern von Volkswagen und der University of Tennessee entwickelt aus Papier recycelbare Alternativen zu Kunststoffteilen und Folien im Fahrzeuginnenraum.

Vor der Corona-Pandemie war eine solch lange Logistik vielleicht noch erträglich, doch nun wollen produzierende Unternehmen ihre Lieferketten so kurz wie möglich halten. „Die Idee ist, einige dieser Naturfaserbestandteile durch Papier zu ersetzen“, das überall erhältlich ist.

Außerdem sei Recyclingpapier beständiger als Naturfasern, betonte er. „Beim Papier eliminiert man diesen Faktor, weil es hochindustrialisiert ist“, sagte Mainka. Da die Kosten für die Verwendung von Recyclingpapier jedoch je nach Standort sehr unterschiedlich sind, ist dies ein Forschungsgebiet für VW. „Wir haben derzeit einen Doktoranden, der sich mit den Kosten beschäftigt“, sagte er.

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