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31. August 2015

Neue Rohstoffe durch CFK-Recycling

Carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) wird als Werkstoff mit hohem Entwicklungspotenzial eingestuft. Bei der Karl Meyer AG in Wischhafen hat man das frühzeitig erkannt und zwei Tochterfirmen gegründet, die CFK recyceln und die entstehenden Carbon-Kurzfaserprodukte vertreiben.

Die Erfolgsgeschichte begann bereits vor rund zehn Jahren mit dem Cluster CFK Valley e.V., in dem unter anderen die Karl Meyer AG, Airbus und Dow Chemical Mitglieder sind. Airbus war damals auf der Suche nach einer nachhaltigen Lösung für die Verwertung der in den Flugzeugen verbauten CFK-Strukturen. Damals ging man in einer Studie von 500 Tonnen CFK-Abfällen in Europa pro Jahr aus – zu wenig für ein tragfähiges Geschäftsmodell. Bei Karl Meyer erkannte man jedoch das Potenzial, wenn es gelänge, die teuren Kohlenstofffasern zurückzugewinnen. Immerhin kostet ein Kilogramm dieses Rohstoffs etwa 20 Euro. „Ausgehend von einem 50-prozentigen Anteil der Kohlenstofffasern in CFK-Bauteilen, hatten wir einen Business Case“, sagt Tim Rademacker, Geschäftsführer der 2007 gegründeten CFK Valley Stade Recycling GmbH & Co. KG, eine 100-prozentige Tochterfirma der Karl Meyer AG. „Allerdings fehlte uns das Know-how zur Rückgewinnung der Kohlenstofffasern.“ Hier kam Dow Chemical ins Spiel, deren Ingenieure eine entsprechende Anlage entwickelten. Die Pilotanlage ging im August 2008 auf dem Werksgelände von Dow in Stade in Betrieb.

Innovativ und preiswürdig

Am 1. Februar 2011 nahm der niedersächsische Ministerpräsident David McAllister die erste Recyclinganlage für CFK-Abfälle am Firmenstammsitz der Karl Meyer AG in Betrieb. Er würdigte die Innovationsfreudigkeit und das Engagement des Familienunternehmens, das mehr als fünf Millionen Euro für die Realisierung des CFK-Recycling-Centers investiert hatte. Rund 1,7 Millionen Euro hatte das Land Niedersachsen aus Landes- und EU-Mitteln zur Verfügung gestellt. Im selben Jahr konnten sich die CFK Stade Recycling GmbH & Co. KG sowie die 2010 gegründete Vertriebsgesellschaft „carboNXT GmbH“ über den „Deutschen Rohstoffeffizienz-Preis 2011“ freuen. Der damalige Bundeswirtschaftsminister Philipp Rösler betonte, dass die ausgezeichneten Unternehmen gezeigt hätten, dass man in Deutschland innovativ an weniger Rohstoffabhängigkeit und an mehr Rohstoffeffizienz arbeite. „Die CFK Valley Stade Recycling hat mit ihrem europaweit einzigartigen Verfahren einen herausragenden Standard gesetzt“, fuhr er fort.

Das Recycling-Verfahren beruht auf einem Pyrolyseprozess, der thermischen Behandlung der CFK-Abfälle unter Sauerstoffausschluss. Zunächst werden die CFK-Abfälle zerkleinert und nach Verarbeitungszustand und Fasertypus sortiert. Während des Pyrolyseprozesses werden die reinen Carbonfasern zurückgewonnen. Das Harz, in dem die Fasern eingebunden sind, wird verdampft. Mit der so gewonnenen Energie wird die Anlage betrieben. Durch das mehrstufige Pyrolyseverfahren werden qualitativ hochwertige Carbon-Kurzfasern zurückgewonnen, deren Zugfestigkeitseigenschaften der einer Neufaser entsprechen. „Sie können in der Leichtbauindustrie als textile Verstärkungskomponente oder in Kunststoffen für Spritzgussanwendungen eingesetzt werden“, sagt Rademacker. „Die Produkte erreichen dabei eine außerordentliche Qualität, sodass sich neue Anwendungsfelder auch außerhalb der Leichtbauindustrie eröffnen. Zum Beispiel kann durch den Einsatz der Carbon-Kurzfasern bei Gehäusebauteilen elektrischer Geräte eine höhere Leitfähigkeit erzielt werden. Auch im Maschinenbau und in der Automobilindustrie erhoffen wir uns neue Anwendungsmöglichkeiten.“

Nicht nur Rohstofflieferant

„Wenn man sich die wachsende Menge von CFK-Abfällen anschaut, könnten wir noch fünf weitere Anlagen bauen. Immerhin geht man mittlerweile schon von acht- bis zehntausend Tonnen pro Jahr allein in Europa aus und der CFK-Markt wächst. Die Wachstumsprognosen haben sich bestätigt und viele Bereiche sind noch gar nicht abgedeckt“, sagt Rademacker. „Im Moment recyceln wir 3.500 Tonnen pro Jahr. Die Schwierigkeit liegt nicht im Recycling, sondern im Absatz des neuen Rohstoffs. Dieser Markt entwickelt sich nur langsam. Viele Anwender kennen unsere Produkte noch nicht oder sind noch nicht davon überzeugt. Dabei können sie wie neue Carbonfasern eingesetzt werden. Carbonfasern sind normalerweise endlos. Für manche Einsatzgebiete werden sie extra gekürzt. Unsere Produkte sind bereits kurz und müssen nicht mehr geschnitten werden. Das spart einen Arbeitsschritt ein. Ansonsten können sie wie neue Rohstoffe eingesetzt werden.“ Rademacker hat aus der Zurückhaltung der Anwender den Schluss gezogen, dass „wir allein den Kreislauf nicht schließen können“. „Wir dürfen nicht nur Rohstofflieferant sein, sondern müssen strategische Allianzen mit den Endanwendern schließen“, fügt er hinzu. „Wir müssen uns die Kompetenz eines Anwenders mit ins Boot holen und gemeinsam Bauteilstrukturen entwickeln.“

Hier finden Sie einen Film über das Recyclingverfahren für CFK.

Tipp: In der September-Ausgabe des Unternehmermagazins „Die News“ finden Sie weitere Artikel zum Thema Kunststoffe.