Die Zukunft des Autorecyclings – Wiederverwendung statt Verschrottung

Motivation

Ein PKW hat einen Schaden nach einem Unfall – Diagnose wirtschaftlicher Totalschaden. In anderen Worten: Eine Reparatur lohnt sich nicht mehr, trotz weitgehend funktionierender Komponente. Anschließend wird das Fahrzeug verschrottet oder in den globalen Süden exportiert und dort weitergenutzt. In beiden Fällen gehen essenzielle Materialien und ganze Baugruppen verloren.

In Zeiten von Ressourcenknappheit, steigenden Kosten und unterbrochenen Lieferketten ist es von großer Bedeutung, möglichst viele noch gebrauchsfähige Bauteile und Baugruppen zu identifizieren und diese schnellstmöglich wieder dem Produktionsprozess zuzuführen. An dieser Stelle setzte das Förderprojekt EKODA (Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufarbeitung) an.

Lösung

Damit möglichst wenig bereits eingesetzte Arbeitszeit und Energie verloren geht, werden relevante Bauteile zunächst auf ihren Zustand und Funktion geprüft. Anschließend wird geprüft, inwiefern die Bauteile, oder Bestandteile davon, zur Wiederverwendung geeignet sind. Dagegen werden das Entsorgen und Recyceln der Stoffe und Materialien ausdrücklich nicht angestrebt, sondern nur als Notfalllösung betrachtet. Angestrebt werden andere sogenannte R-Strategien wie die direkte Wiederverwendung oder die Aufarbeitung, das sogenannte Remanufacturing.

Ein wesentliches Element des Projekts EKODA ist die Erstellung eines dynamische Bewertungssystems, das die Eignung der Bauteile zur Wiederverwendung anhand von technologischen, ökonomischen und ökologischen Kennwerten bewertet. Zusätzlich können weitere »weiche« Faktoren wie politische und ethische Aspekte berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird für jedes Bauteil seine Restlebensdauer bestimmt und über das globale Bewertungsmonitoring entschieden, ob es direkt wiederverwendet, aufgearbeitet oder umgearbeitet wird (R-Strategie). Des Weiteren wird eine Demontageprozesskette ausgegeben, die beschreibt, wie und bis zu welcher Tiefe das Bauteil für die bestimmte R-Strategie idealerweise demontiert wird.

Durch Verwendung dieses Systems können Unternehmen ihre Entscheidungen auf einer breiten Basis von Faktoren treffen. Dadurch werden die Kreisläufe von Automobilkomponenten geschlossen und zur Schonung der Umwelt beigetragen. Die Komponenten des PKWs können sowohl in einem weiteren PKW eingesetzt werden oder auch in Anwendungen außerhalb Verwendung finden. Das System soll langfristig als eine Art Marktplatz agieren. Durch das dynamische Bewertungssystem finden dann sowohl Anbieter von Altteilen als auch Nachfrager von aufgearbeiteten Bauteilen zusammen und es findet eine Art matchmaking für die angegebenen Anforderungen statt.

Parallel dazu werden Gestaltungsrichtlinien für Design for Recycling und Design for Remanufacturing in zukünftigen Fahrzeuggenerationen erstellt. Darüber hinaus wird die Ablaufverbesserung der Herstellung unterschiedlicher Komponenten angestrebt, um die Nachhaltigkeit der Produkte schon in der Entstehungsphase zu erhöhen. Diese Maßnahmen tragen zu einer ganzheitlichen methodischen Betrachtung der Produkte vom Entstehungs- bis zum Verwertungszeitpunkt bei.

Um die entwickelten Methoden und Technologien zu demonstrieren, werden während der Projektlaufzeit zwei Anwendungsfälle gemeinsam durch die Partner getestet. Im ersten Anwendungsfall wird ein typisches Hochspannungs-Batteriespeichersystem aus einem PKW demontiert. Der zweite Anwendungsfall befasst sich mit der Wiederverwertung von metallischen PKW-Komponenten. Dabei wird ein Blechbauteil aus der Karosserie und ein massives Bauteil aus den Antriebskomponenten betrachtet. Schlussendlich wird die gesamte Prozesskette dargestellt. Ziel ist es, die adaptiven, teilautomatisierten und KI-gestützten Demontageanwendungen mitsamt aller Teilschritte in einer Demontagezelle zu validieren.

Die Digitalisierung spielt im Förderprojekt EKODA eine zentrale Rolle. Mithilfe der Use Cases werden Digitale Zwillinge der Produkte und Anlagen erstellt, die zur Durchführbarkeit der Aufarbeitungsrouten dienen. Gleichzeitig wird so die Optimierung der Transportketten und Prozessrouten ermöglicht. Aus diesen Ergebnissen soll schließlich ein Wiederverwendungskonzept in Form eines Systembaukastens abgeleitet werden. 

Besonders kleinen und mittleren Unternehmen sollen die Projektergebnisse zugutekommen, um deren Handlungsspielraum zur Kreislauffähigkeit zu erweitern.