Ganzheitliche Bewertung und Optimierung der Nachhaltigkeit von Kunststoff-Werkstoffkreisläufen mit Methoden der Digitalisierung (PlasticBond)

Problemstellung
Noch immer wird zu wenig Kunststoff recycelt. Europaweit stehen 60 Mio. Tonnen Produktionskapazität für Kunststoffe gerade 9 Mio. Tonnen Recyclingkapazität gegenüber. Auf EU-Ebene wird im Rahmen des European Green Deal ein Wandel hin zu einer Kreislaufwirtschaft vorangetrieben. Zur Erreichung der europäischen Ziele, wie u. a. der Forderung nach einer Recyclingquote von 50 % im Jahr 2025, muss eine recyclinggerechte Produkt- und Prozessoptimierung forciert werden. Zukünftige Prozesse müssen befähigt werden, auf veränderliche Materialeigenschaften, die durch die Verwendung von Recyclingmaterial entstehen, reagieren zu können. Die digitale Bereitstellung der notwendigen Informationen entlang der Prozesskette garantiert die Wirksamkeit von Entscheidungen in der Designphase sowie prozesstechnischen Optimierungen.

Ziel
Ziel des Forschungsprojektes PlasticBOND ist die Etablierung eines Kooperationsnetzwerks und einer digitalen Nachhaltigkeitsplattform für Akteure aus der Kunststoffindustrie. Die vertrauensgesicherte Bestimmung und kreislaufübergreifende Bewertung der Nachhaltigkeit von Kunststoffprodukten wird so ermöglicht. Basis ist der manipulationsgeschützte Austausch von Prozess- und Materialkenndaten innerhalb des Kooperationsnetzwerks, so dass alle Teilnehmer über die spezifisch benötigten Informationen verfügen. Eine Ökobilanzierung über die gesamte Prozesskette wird damit möglich.

Vorgehensweise
Der Schwerpunkt bei der Ausgestaltung der Plattform liegt einerseits auf der Datenverwaltung (inkl. Datenqualität, -hoheit, -integrität und -sicherheit), andererseits auf der Erhebung der richtigen Daten. Ein weiterer zentraler Punkt ist das Teilen der notwendigen Aggregationsstufen der Prozess-, Energie-, Stoff-, Nutzungs- und Zusammensetzungsdaten verschiedener Beteiligter und Produkte im Kooperationsnetzwerk. Die Nutzung bereits etablierter Standards und der Aufbau noch offener Standards auf Datenformat-/ Schnittstellen- und Plattformebene (GAIA-X) ist hierfür notwendig. Vier plattformbasierte Anwendungsfälle sollen aufzeigen, dass sich Materialien und Inhaltsstoffe zurückverfolgen, der Einfluss schwankender Rezyklateigenschaften auf Verarbeitungsprozesse untersuchen, Produktdesigns optimieren sowie neue Geschäftsmodelle entwickeln lassen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch das gesteigerte Wissen über die Eingangsstoffströme sowie die Ausgangsstoffströme wird die Recyclingfähigkeit der Kunststoffprodukte erhöht und die für eine Kreislaufwirtschaft erforderliche Markttransparenz hergestellt. Eine objektive Bewertung der Nachhaltigkeit von Kunststoffprodukten wird möglich. Die Ökobilanz soll sowohl Prozessbeteiligte als auch Konsumenten in ihren Entscheidungen unterstützen. Um die Nachhaltigkeitsplattform zu erproben, erfolgt die Datenerhebung und -auswertung an Kunststoffverpackungen: Dies lässt sich auf weitere Produkttypen erweitern.

• ARBURG GmbH + Co KG
• Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG
• Carbon Minds GmbH
• Henkel AG & Co. KGaA
• Interzero Circular Solutions Germany GmbH
• Pöppelmann GmbH & Co. KG Kunststoffwerk-Werkzeugbau
• Reifenhäuser Blown Film GmbH & Co. KG
• Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik
• RWTH Aachen