Co2 negatives Bauteil

Die Herstellung von Fahrzeugen verursacht durch Material, Transport sowie der Weiterverarbeitung zum Bauteil Emissionen. Allein die Produktion eines Kleinwagens liegt bereits bei ca. 20 Tonnen CO₂, bezogen auf die Emissionen während der Fahrzeugproduktion und Nutzphase.

Kunststoffe finden eine hohe Verwendung in der Automobilproduktion. Einer der Standardwerkstoffe ist ABS, der bei einer Nutzung von durchschnittlich 13 kg im Fahrzeug Emissionen von ca. 40 kg CO₂ ausstößt.

Die Beimischung von recycelten Kunststoffen kommt oft aufgrund der Geruchsbildung nicht im Innenraum infrage, was dazu führt, dass Bauteile aus neu produzierten Kunststoffen hergestellt werden müssen.

Deshalb ist es wichtig, gleich bei der Materialauswahl Alternativen aufzuzeigen, die bereits CO₂ in sich speichern können. Dabei sollten die Material- sowie Verarbeitungseigenschaften nahezu gleich sein. Ebenfalls spielen Kosten und Gewicht eine Rolle.

Im Anhang dieses Use Cases wird das Potential neuer Materialien aufgezeigt, bereits so früh wie möglich CO₂ einzusparen, um die Emissionen zu senken.

Kunststoffe weisen aufgrund der petrochemischen Basis, aber auch durch die Verarbeitung generell einen CO₂-Fußabdruck auf. Dieser muss zur Erzeugung eines CO₂-speichernden Werkstoffs ausgeglichen werden.

Es gibt bereits verschiedene Ansätze am Markt, CO₂ im Material einzuspeichern, wie Holz, Naturfasern, Pflanzenöle oder Pflanzenkohle etc. Diese Materialien eignen sich prinzipiell zur Einlagerung der Emissionen im Werkstoff.

Oftmals leiden darunter die notwendigen Materialeigenschaften wie Steifigkeit und Zugfestigkeit. Auch die Beimengung von Recyclaten kann den Gesamtfußabdruck senken.

Zusammengefasst wird ein Material gesucht, das ähnliche Materialeigenschaften wie das Ausgangsmaterial aufweisen kann und dabei die Möglichkeit der Beimischung von recyceltem Kunststoff bietet.

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Unsere Partnerfirma Carbonauten hat Materialien entwickelt, die ähnliche Materialeigenschaften wie Neuware aufweisen. Es wird Biomasse genutzt, welche bei der Verrottung das gespeicherte CO₂ in die Atmosphäre abgeben würde. Diese wird zu pflanzenbasiertem Kunststoff verarbeitet, welcher die Emission im Material einschließt.

So kann das neue ABS Material -0,4 CO₂ pro kg Werkstoff speichern und einen negativen Fußabdruck erzeugen.

Es kann sowohl neuer als auch recycelter Kunststoff verwendet werden, denn bei der Produktion werden Gerüche absorbiert, sodass eine Nutzung im Interieur möglich ist, was den Vorteil einer Kreislaufwirtschaft attraktiv macht.

Ebenfalls wird ein Vergleich des CO₂ Abdruckes mithilfe des von EDAG entwickelten *QLCA Tools erstellt, um den CO₂ Abdruck des Ausgangs- sowie neuen Materials darzustellen.

Die Vorteile:

• CO₂-Emissionen werden unter 0 kg gesenkt
• Nutzung von recycelten Kunststoffen
• Ähnliche Materialeigenschaften
• Kreislaufwirtschaft

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Bekämpfung der Klimakrise und Senkung der CO₂-Emissionen fängt bereits bei den verfügbaren Materialien an, die in unserem Alltag Verwendung finden. Heutzutage finden diese immer mehr Einzug in unser Leben, allerdings oftmals nur bei geringen Materialanforderungen oder mit hohen Kosten verbunden.

Kunststoff ist ein Hauptbestandteil von Fahrzeugen, er befindet sich nicht nur im Sichtbereich wie In- und Exterieur, sondern auch versteckt hinter der Verkleidung. Den Einzug von CO₂-reduzierter oder CO₂-negativer Materialien findet bisher nur selten in Form von Bauteilen statt, da Geruchsemissionen im Innenraum als störend empfunden werden könnten und die mechanischen Eigenschaften nicht ausreichend sind.

Dabei wäre die Verwendung von recycelten Kunststoffen wichtig, um die Kreislaufwirtschaft zu fördern und nachhaltig zu agieren. Dabei sollte auch die Geruchsbildung recycelter Kunststoffe verbessert werden, da dies eine Hürde für die Nutzung im Innenbereich darstellt.

Das Ziel ist daher, ein Material zu finden, das bereits CO₂ in sich einschließt und somit mit einer negativen CO₂-Bilanz startet, um den Transport und die Verarbeitung zum Bauteil ausgleichen. Damit sollen nicht nur die CO₂-Emissionen bei Elektrofahrzeugen auf der Straße vermieden werden, sondern auch diejenigen aus der Herstellung.

Bei der Recherche zu verfügbaren Materialien wurde EDAG auf das Material der Firma Carbonauten aufmerksam, welches durch die Verwendung von Biomasse CO₂ einspeichert, das normalerweise nach der Verrottung in die Atmosphäre abgegeben wird. Dabei entsteht Biocarbon, das mit recyceltem oder neuem Kunststoff gemischt wird und dadurch attraktive Materialeigenschaften aufweist. Ebenfalls sollen Gerüche von recycelten Kunststoffen bei der Herstellung neutralisiert werden, was eine Verwendung im Interieur möglich macht.

Entsprechend unseres Use Cases wurde ein Bauteil aus herkömmlichen und eines aus dem CO₂-negativem Werkstoff ABS hergestellt. Dabei wurde mithilfe des QLCA Tools der CO₂-Fußabdruck verfolgt und auf eine durchschnittliche prozentuale Nutzung von ABS / PC-ABS innerhalb eines Fahrzeuges hochgerechnet.

Es konnte gezeigt werden, dass mit dem Austausch von ABS durch den neuen CO₂-negativen Werkstoff die Emissionen durchschnittlich von 40 kg CO₂ auf -5,5 kg CO₂ pro Fahrzeug reduziert werden. Die Kunststoffbauteile werden somit zur Emissionssenke. Bei Verwendung weiterer Materialien, wie PP, können sogar noch mehr Emission bei der Produktion eingespart werden.

Es werden kontinuierlich neue Werkstoffe nach diesem Prinzip entwickelt und in Zukunft werden immer mehr Materialien vorhanden sein, die das Potential aufweisen CO₂ in sich zu speichern und somit die Emissionen in der Produktion von Automobil und anderen Branchen positiv beeinflussen. EDAG zeigt schon heute, dass Bauteile auch CO₂-neutral sein können.