Fraunhofer-GesellschaftStoffstromgeführte Kunststoffsortierung und -fraktionierung für eine ganzheitliche Recyclingstrategie
Das entropiebasierte Bewertungsmodells macht es möglich, den Material- und Stoffstromzustand eines beliebigen ungeordneten Stoffstroms zu beschreiben und dabei innere Ordnungszustände zu berücksichtigen. So kann erfasst werden, welche und wie viele Kunststoffe ein Stoffstrom enthält, einschließlich Materialqualität oder Alterungszustand. Zugleich wird berücksichtigt, wie viel Energie für die einzelnen Recycling-Pfade benötigt wird, wenn man den Stoffstrom aufteilt, und welche Ergebnisse (z.B. Rezyklate) sich dabei erzielen lassen. In Summe ermöglicht das Echtzeit-Aussagen über den voraussichtlichen Recyclingerfolg.
Um diese komplexe Bewertung abbilden und auch Aussagen für heterogene und verunreinigte Kunststoffe möglich zu machen, wurde ein digitaler Zwilling entwickelt, der die Eigenschaften der prozessierten Materialien beinhaltet und eine Interaktionsmöglichkeit zwischen realer und virtueller Welt eröffnet. Die Verknüpfung dieser Daten (Inputmaterialien und Rezyklate) mit ökologischen, ökonomischen und technischen Kriterien wie den Parametern des Verarbeitungsprozesses ermöglicht eine intelligente Zuordnung zu einer passenden Aufbereitungsroute entsprechend der Technologiehierarchie.
Die Substitutionspotenziale von Kunststoffrezyklaten wurden dabei im Consequential Life Cycle Assessment anhand einer neu entwickelten Methodik bewertet. Zudem gelang in den Arbeiten für »Waste4Future« die automatisierte Bewertung von (Recycling-)Prozessketten mit Daten aus heterogenen Quellen wie maschinenlesbaren Datenerfassungsbögen, interner Datenhaltung über SQL-Datenbanken sowie Schnittstellen zu externen Realprozessen über digitale Zwillinge. Mit einem virtuellen Demonstrator haben die Projektpartner die Leistungsfähigkeit und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Modells erprobt und nachgewiesen.