Grün unterwegs

Doch der Schwenk zum E-Auto bedeutet mehr als nur ein geändertes Antriebskonzept. Nötig ist ein grundsätzlicher Wandel wie und woraus Auto gebaut werden. Der automobile Leichtbau und die Kreislaufwirtschaft werden zu wichtigen Leitprinzipien: Immer häufiger ersetzen leichte Kunststoffkomponenten schwerere Materialien. Nachhaltigere Werkstoffe gewinnen an Bedeutung.

Konsequenter Leichtbau hilft, die Gewichtszunahme durch die mehrere hundert Kilogramm schweren Traktionsbatterien in Elektrofahrzeugen zumindest teilweise auszugleichen. Das erhöht die Reichweite der Fahrzeuge. Mehr noch: Werden E-Autos von vornherein leichter gebaut, können zum Beispiel Motoren schwächer und Batterien kleiner ausgelegt werden, was wiederum die Ressourcen schont.

Einen besonders großen Beitrag zu künftigen Gewichtseinsparungen könnten sogenannte Sandwichkonstruktionen liefern. Das sind moderne Kohlefaserverbundwerkstoffe mit einem Kern aus besonders leichten Hartschaumstoffen. 

Eine besondere Stärke des Verbundschaumes ROHACRYL liegt in seiner Recyclingfähigkeit. Das Polymerdesign ermöglicht perspektivisch die Bestandteile zurückzugewinnen und somit den Stoffkreislauf zu schließen – eine saubere Lösung am Ende der Lebensdauer.

Dieses Beispiel zeigt, welches Potential Sandwichkonstruktionen bieten, gerade auch, wenn es um große Fahrzeuge wie etwa E-Busse geht. Die schiere Größe des Marktes sorgt indes dafür, dass auch die Optimierung vermeintlich kleiner Bauteile unter dem Strich zu signifikanten Verbesserungen führt. 

Die konsequente Anwendung von Leichtbauprinzipien erfordert jedoch mehr als nur die Optimierung von Werkstoffen. Auch Konstruktionsprozesse müssen angepasst werden. Zum Beispiel in der Fügetechnik. Gerade wo Leichtbau und Ästhetik gefragt sind, bieten moderne Klebelösungen entscheidende Vorteile. Wie sehr sich die Klebetechnik bereits durchgesetzt hat, belegen zwei Zahlen, die der Industrieverband Klebstoffe ermittelt hat: Demnach werden rund 15 bis 18 Kilogramm Klebstoff pro Auto verarbeitet. Insgesamt nutzt die Automobilindustrie etwa neun Prozent der gesamten jährlichen Klebstoffproduktion. 

Dabei ändern sich die Anforderungen an einen Klebstoff je nach konkretem Anwendungsfall: Mal ist hohe Festigkeit gefordert, mal hohe Widerstandskraft gegen aggressive Flüssigkeiten oder permanente UV-Bestrahlung durch Sonnenlicht. Immer mehr rückt auch die Rezyklierbarkeit von geklebten Materialien in den Fokus, etwa indem die Klebung reversibel gestaltet wird. Chemieunternehmen wie Evonik bieten ein breites Portfolio an speziell abgestimmten Additiven, Bindemitteln und weiteren Komponenten. Nur deshalb können Klebstoffe gezielt für den späteren Anwendungsfall optimiert werden. 

Innovative Leichtbauverfahren können den Klimafußabdruck eines Fahrzeuges in der Nutzungsphase maßgeblich verbessern. Der Anspruch, den viele Fahrzeughersteller an sich selbst stellen, ist jedoch längst höher: So hat sich die deutsche Automobilindustrie zum Ziel gesetzt, eine vollständig klimaneutrale Mobilität bis spätestens 2050 zu ermöglichen - im Einklang mit dem Pariser Klimaschutzabkommen.

Ohne Kreislaufwirtschaft dürfte diese Vision kaum Realität werden. Zwar fallen dank alternativer Antriebe CO₂-Emissionen während des Betriebes kaum noch an. Dafür fallen künftig jene Emissionen stärker ins Gewicht, die bei der Rohstoffgewinnung, ihrer Verarbeitung, während der Fahrzeugproduktion und am Ende des Nutzungszyklus entstehen.

Daher ist es unumgänglich, dass Strategien zur CO₂-Reduktion über die Nutzungsphase der Fahrzeuge hinausgehen und alle Wertschöpfungsstufen in den Blick nehmen. Genau das spiegelt sich im Konzept einer Kreislaufwirtschaft wider. 

Autositze müssen komplexe Anforderungen erfüllen. Stabil und robust soll das Gerüst sein, gleichzeitig braucht es eine Lehne, die Halt gibt und vieles mehr. Normalerweise werden daher zahlreiche unterschiedliche Kunststoffe mit weiteren Materialien wie Stahl kombiniert. Diesen Mix für das Recycling wieder aufzutrennen ist aufwendig. Gemeinsam mit Ingenieuren von VESTARO haben die Kunststoffexperten von Evonik daher einen Demonstrator entwickelt, bei dem alle Komponenten eines Autositzes wie harte Schalen, Schaumstoffe, Vliese oder Fasern aus Polyamid 12 gefertigt waren. 

Chemiekonzerne wie Evonik können den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft auf verschiedenen Ebenen vorantreiben. Zum Beispiel, indem sie die eigene Rohstoffbasis ändern: Längst hat das Essener Unternehmen etwa zirkuläre Polyamide im Angebot. Hier werden in einem Massenbilanzansatz alternative Rohstoffe wie Pyrolyse-Öl aus Altreifen oder gebrauchtes Frittenfett verwendet. Im Vergleich zur regulären Produktion eines Standardmaterials verbessert sich der Fußabdruck hier beispielsweise um 70 Prozent. 

Aufgrund der komplexen Wertschöpfungsketten ist es gerade in der Chemieindustrie in der Regel nicht sinnvoll, eine eigene Infrastruktur nur für nachhaltige Rohstoffe zu schaffen. Hier setzt das Bilanzierungsprinzip der Massenbilanz an, das die Einsatzstoffe mit den Ausgangsprodukten von Produktionsprozessen vergleicht. Dies gewährleistet, dass nachhaltige Endprodukte mit der eingekauften Menge an nachhaltigen, also zum Beispiel rezyklierten oder biobasierten Ausgangsstoffen übereinstimmen. Der gesamte Prozess wird von einer unabhängigen Stelle nach den international anerkannten Standards, wie etwa ISCC oder REDCert überprüft und zertifiziert. Durch strenge Buchführung und externe Audits ermöglicht der Massenbilanzansatz somit nachhaltige Produkte in großem Maßstab. Es entstehen kosteneffiziente Lösungen, wobei jedes eingesetzte erneuerbare Molekül rückverfolgt werden kann. 

Eines ist jetzt schon sicher: Leichtbau und Kreislaufwirtschaft werden auch künftig eine wichtige Rolle spielen. Und es sind Chemieunternehmen wie Evonik, die mit innovativen Produkten und Lösungen zu mehr Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit beitragen.