Bis 2035 sollen nach EU-Vorgaben Neufahrzeuge nahezu vollständig aus recycelten, überarbeiteten, umfunktionierten, reparierten oder wiederverwendeten Teilen stammen und der Verbrauch neuer Rohstoffe für die Pkw-Produktion gegen Null gehen. Das entspricht einer Einsparung von über 1,5 Tonnen Material pro Fahrzeug. Dabei müssen Neufahrzeuge auch künftig alle Anforderungen hinsichtlich der Crashsicherheit erfüllen und den Qualitätsansprüchen der Kunden genügen. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz, zeigt ein Konsortium aus 28 europäischen Partnern, darunter fünf Automobilhersteller, im EU-Projekt ZEvRA nun Wege in eine konsequent ressourcenschonende Produktion auf. Die Partner wollen nach Mitteilung des Fraunhofer IWU auf Basis eines beliebten Serienmodells von Skoda virtuell ein Circular Car Concept entwickeln; zu Demonstrationszecken werden sie ein Fahrzeug mit Teilen aus recycelten Werkstoffen aufbauen, die den Kriterien der Kreislaufwirtschaft entsprechen.
Seit letztem Jahr steht fest, dass ab 2035 in der EU nur noch Neufahrzeuge verkauft werden dürfen, deren Betrieb keine CO2-Emissionen verursacht. Aus heutiger Sicht werden dies überwiegend batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge sein. Damit die Klimabilanz dieser Fahrzeuge stimmt – ihre Produktion ist mit einem deutlich höheren CO2-Ausstoß verbunden als die Herstellung von Autos mit Benzin- oder Dieselantrieb – muss die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet werden: von der Materialbereitstellung und der Herstellung bis zu den Prozessen am Ende des Produktlebens. Zu diesem Zweck wird ZEvRA eine Methodik für zirkuläres Design und eine ganzheitliche Kreislaufbewertung entwickeln. Betrachtet werden die wichtigsten Materialien, die mehr als 84 Prozent im Materialmix eines typischen Elektrofahrzeugs abdecken: Stahl, Aluminium (gewalzt, gegossen und geschäumt), Thermoplastverbundstoffe, Kunststoffe, Glas, Reifen und Seltene Erden. Die erarbeiteten Lösungen werden durch eine Reihe von digitalen Tools unterstützt, um Kreislauffähigkeit, Rückverfolgbarkeit und die virtuelle Integration von Komponenten in ein vollständig reproduzierbares Fahrzeug sicherzustellen. Dank ZEvRA soll der CO2-Fußabdruck pro Fahrzeug künftig um mindestens 25 Prozent sinken.
Aus alt mach neu
Damit das Ziel von Fahrzeugteilen ohne neue Rohstoffe erreichbar bleibt, müssen zahlreiche Materialien ein hundertprozentige Wiederverwendungsquote erfüllen. Dies gilt beispielsweise für Stahl und sämtliche Aluminiumlegierungen bei gewalzten, gegossenen und Aluminiumschaumteilen. Selbst für die Herstellung von neuen Reifen sollen nahezu ausschließlich Sekundärrohstoffe zum Einsatz kommen – auch bei der Lauffläche. Bereits heute ist klar: Zirkuläres Design, also die Berücksichtigung von Wiederaufbereitungskriterien bereits in der Entwicklung neuer Teile, leistet den wichtigsten Beitrag zu einer verträglichen Umwelt- und Klimabilanz.
Allianz für Kreislaufwirtschaft in der europäischen Automobilindustrie
Im EU-Projekt ZEvRA Zero Emission electric vehicles enabled by haRmonised circulArity, (etwa Null-Emissions-Elektrofahrzeuge dank harmonisierter Kreislaufwirtschaft) haben sich Pkw-Hersteller wie Volkswagen, Skoda, Stellantis (u. a. Peugeot, Citroën, Opel) und große Zulieferer (u. a. Faurecia, Continental) ehrgeizigen Nachhaltigkeitszielen verschrieben. Wichtige Erkenntnisse und Ergebnisse des bis Ende 2026 terminierten Projekts können so breit in der Automobilindustrie verankert werden und Wirkung entfalten.
Kernkompetenz Ressourceneffizienz: das Fraunhofer IWU koordiniert ZEvRA
Der Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsleistungen des Chemnitzer Instituts liegt auf der Energie- und Ressourceneffizienz im produzierenden Gewerbe. Im Bereich Kreislaufwirtschaft arbeitet es an den konstruktiven und herstellungsseitigen Voraussetzungen für ein zweites oder drittes Produktleben möglichst vieler Erzeugnisse. Bei ZEvRA bringt das Fraunhofer IWU sein umfangreiches Know-How in Repurposeprozessen für Stahlbauteile, der Nutzung von Aluminiumrezyklaten für Knet-, Guss und Schaumbauteile sowie der konstruktionsbegleitenden Kreislaufbewertung von Bauteilen ein.
- www.iwu.fraunhofer.de
Text zum Titelbild: Das ZEvRA- Projektteam beim Auftakttreffen am Fraunhofer IWU in Chemnitz am 23. Januar 2024 (© Fraunhofer IWU)
