Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe (ReMin)

„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe (ReMin)“ im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung – FONA³“

Einreichungsfrist für Projektskizzen: 30.04.2019

 Eine der mengenmäßig größten Herausforderungen der ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft betrifft das Recycling mineralischer Abfallstoffe. Diese stammen insbesondere aus dem Baubereich, aus metallurgischen Anlagen, aber auch aus der Verbrennung von Abfällen und Ersatzbrennstoffen. Eine hochwertige Nutzung als Sekundärrohstoff ist daher auch vor dem Hintergrund der sich abzeichnenden gesetzlichen Regelungen von erheblicher ökologischer und ökonomischer Bedeutung. Die erweiterte Nutzung hochwertiger Sekundärrohstoffe aus den anfallenden Baurestmassen, aber auch aus Schlacken metallurgischer Anlagen, Stäuben und Aschen aus Müllverbrennungs- und Ersatzbrennstoff-Rostaschen sowie bergbaulichen Rückständen kann einen erheblichen Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen und einen Beitrag zur Erhöhung der Versorgungssicherheit der Bauwirtschaft mit mineralischen Rohstoffen leisten.

Mit einer allein auf die Verwertung mineralischer Stoffströme ausgerichteten Wirtschaftsweise wird man jedoch das Potenzial einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft nicht vollständig ausschöpfen. Vielmehr sind in allen Phasen des Wertschöpfungskreislaufs neue Ansätze zu erforschen, die einen Beitrag zur Erhöhung der Rohstoffproduktivität, z. B. durch die Erhöhung der Lebensdauer von Gebäuden und Bauteilen leisten. Das umfasst u. a. bereits in der Planungsphase den Einsatz von leicht demontierbaren Komponenten, die flexibel an sich ändernde Nutzungsansprüche angepasst werden können oder die Vermeidung bzw. Substitution von Baustoffen, die eine spätere Wiederverwendung oder ein Recycling erschweren.

Gegenstand der Richtlinie ist die Förderung von Verbundvorhaben zur Erforschung und Entwicklung neuer Technologien, Produkte und Prozesse, die einen Beitrag zum Ausbau der Kreislaufwirtschaft in der Bauwirtschaft und zur Schließung mineralischer Stoffkreisläufe leisten.

Im Rahmen der Förderrichtlinie werden sowohl Verbundvorhaben im Bereich der angewandten und industriellen Forschung und Entwicklung (TRL 3-5) als auch die Weiterentwicklung und Umsetzung von Forschungs- und Entwicklungsergebnissen über Pilotvorhaben bis hin zu industrietauglichen Referenzanlagen, Demonstrationsbauwerken oder produktreifen Prototypen (TRL 6-8) gefördert.

Forschungsprojekte müssen mindestens einen der beiden Themenschwerpunkte adressieren

Bauen in der Kreislaufwirtschaft:

• Neue Designkonzepte und innovative Bauprodukte
• Verwertung von mineralischen Stoffströmen: Baurestmassen, bergbauliche Rückstände, Aschen, Stäube, ­Schlacken

 

Bauen in der Kreislaufwirtschaft: Neue Designkonzepte und innovative Bauprodukte

Der Wandel der Bauwirtschaft hin zu einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft bedeutet einen grundlegenden Umbau der derzeitigen Wirtschaftsweise. Dieser Umbau zielt darauf ab, den Wert von Bauwerken, Bauteilen und Baustoffen innerhalb der Wirtschaft so lange wie möglich zu erhalten und möglichst wenig Abfall zu erzeugen, um den Ressourcenverbrauch im Bausektor signifikant zu senken. Die Erhöhung der Recyclingrate allein greift möglicherweise zu kurz.

Neben technischen Lösungen spielen auch neue Geschäftsmodelle sowie digitale Technologien eine wichtige Rolle. So können sich mit dem Übergang zur ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft neue Geschäftsfelder eröffnen.

Es wird erwartet, dass in Sektor übergreifenden Ansätzen alle notwendigen Akteure einschließlich Planer, Baustoffproduzenten, Bauunternehmen, Nutzer, Logistik- und Recyclingunternehmen eingebunden werden.

Beispielhafte Forschungsthemen sind u. a.:

• Weiterentwicklung von Werkzeugen und Datengrundlagen zur belastbaren Bewertung des Umweltprofils und der Ressourceneffizienz von Bauwerken und den darin enthaltenen Materialien und Materialverbünden für den gesamten Lebensweg als Grundlage für Entscheidungen bereits ab der Planungsphase
• Berücksichtigung der Ressourceneffizienz bei der Planung von Bauwerken unter Ausschöpfung der neuen Möglichkeiten der Digitalisierung einschließlich Gebäudeinformationsmodelle, z. B. zur Dokumentation und Identifikation von Komponenten und Materialien und zur Bewertung der eingesetzten Baustoffe und -teile mit Blick auf ihre Wiederverwendung und ihr Recycling
• Vermeidung, Substitution bzw. leichte Abtrennbarkeit von Stoffen, die sich in Kreisläufen anreichern und dadurch das Recycling erschweren können
• Verlängerung der Lebens- und Nutzungsdauer von Bauwerken unter Beachtung der Ressourcen- und Energie­effizienz über den gesamten Lebensweg, z. B. durch leichtere Anpassung von Gebäuden an sich wandelnde Nutzungsansprüche
• Erhöhter Einsatz von gebrauchten Bauteilen bzw. Recyclingbaustoffen
• Steigerung der Wiederverwendungsquote durch Einsatz leicht trennbarer oder recyclingkompatibler Komponenten unter Berücksichtigung ihrer Demontage- und Recyclingfähigkeit
• Ganzheitliche Bewertung neuer Baustoffe, u. a. um Konflikte zwischen Rohstoffeinsparung und Rezyklierbarkeit zu adressieren und so Entscheidungsgrundlagen für Architekten zu schaffen (z. B. Karbonbeton, CFK)
• Identifizierung und Quantifizierung der mineralischen und weiteren Sekundärrohstoffe in Gebäuden und Infrastruktur, Prognose der Stoffströme aus dem Rückbau von Gebäuden und Infrastruktur sowie Ableitung von Strategien und Konzepten zur Identifikation, Separierung und Nutzung der Rohstoffe im Gebäudebestand

Verwertung von mineralischen Stoffströmen: Baurestmassen, bergbauliche Rückstände, Aschen, Stäube, ­Schlacken

Im Idealfall werden im Rahmen einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft aus Reststoffen wieder gleich- oder höherwertige Ausgangsstoffe hergestellt. Für Baurestmassen bedeutet das z. B. die Herstellung von Recycling-Baustoffen mit der gleichen oder höherer Qualität als die Ausgangsstoffe. Vor diesem Hintergrund sollen Beiträge zur ganzheitlichen und hochwertigen ressourceneffizienten Verwertung von mineralischen Stoffströmen aus dem Bauwesen entwickelt werden.

Neben Baurestmassen sind weitere mineralische Stoffströme im Fokus. Dazu zählen Aschen, Stäube, Schlacken und Reststoffe aus der bergmännischen Gewinnung von Primärrohstoffen. Dabei geht es insbesondere um die Fraktionen, die für eine Verwertung im Bausektor geeignet sind.

Den Akteuren der Entsorgungskette sollen Werkzeuge angeboten werden, die die Entscheidung für eine optimale Verwertungsstrategie unterstützen. Dabei sind bereits alle vorgelagerten Prozesse, wie Erfassung, Sortierung und Aufbereitung, auf eine optimale Verwertung auszurichten. Neue Möglichkeiten durch die Digitalisierung (z. B. zur Erkennung, Sortierung und Automatisierung) sollen erschlossen werden. Im Rahmen der Projektvorschläge ist der erwartete Nutzen des vorgeschlagenen Verwertungsweges bezüglich Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz zu belegen. Begleitende Bewertungen, z. B. Ökobilanzierung oder Lebenszykluskostenbetrachtung, sollen die Technologieentwicklungen in die gewünschte Richtung steuern.

Beispielhafte Forschungsthemen sind u. a.:

• Untersuchungen zur Steuerung von thermischen Prozessen in metallurgischen Anlagen, Zementwerken, Verbrennungsanlagen und Baustoff-Herstellungsprozessen, bei denen Hochtemperaturprozesse zum Einsatz kommen, um gezielt bestimmte Stoffe in Schlacke-, Asche- und Staubphasen anzureichern
• Beeinflussung von Schlackensystemen in metallurgischen Prozessen zur gezielten Konzentration später abzutrennender synthetischer Mineralphasen, die eine zusätzliche Metallrückgewinnung und eine Reinigung der Mineralstoffe für den Einsatz in hochwertigen bautechnischen Anwendungen ermöglichen; auch in Kombination mit nachgeschalteten Aufbereitungs- und Verwertungsprozessen
• Entwicklung von kombinierten Prozessen zur Aufbereitung und Konfektionierung mineralischer Stoffströme aus Abfällen, deren Einsatz im Rohmehlbereich von Zementwerken und Aufbereitung der hierbei entstehenden Bypass-Stäube zur Ausschleusung zementkritischer Inhaltsstoffe
• Untersuchungen zur voraussichtlichen Änderung der Zusammensetzung von Filterstäuben aus Müllverbrennungsanlagen, Ersatzbrennstoff-Kraftwerken u. a. thermischen Prozessen und deren Aufbereitung zur Rückgewinnung von Wertstoffen und Abtrennung von Schadstoffen
• Entwicklung von Verfahren und Produkten zur Erzeugung von hochwertigen Baustoffen bzw. Baustoffkomponenten aus entsprechend aufbereiteten mineralischen Abfallfraktionen, die den Anwenderspezifikationen genügen und die Mengen an zu beseitigenden Abfallströmen minimieren; eine schadlose Verwertung und die Vermeidung einer Schadstoffanreicherung im Wertstoffkreislauf sowie eine hohe Qualität der erzeugten Produkte sind sicherzustellen
• Entwicklung von wirtschaftlich tragfähigen Konzepten für die Rückgewinnung von Gips aus Abfällen und Nebenprodukten, u. a. um den erwarteten Rückgang der Gipsmengen aus Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA-Gips) zu begegnen
• Innovative Ansätze zur effizienten Erkennung, selektiven Abtrennung und schadlosen Verwertung von Störstoffen in Bauabfällen, Schlacken, Aschen und Stäuben (z. B. Asbest, Fasern und Kunststoffe, Nanometalle)
• Weiterentwicklung qualifizierter Sortiertechnologien
• Analysieren von Hemmnissen und Rahmenbedingungen (z. B. Genehmigungen, Ausschreibungspraxis)
• Berücksichtigung juristischer Aspekte und Gewährleistungsfragen, Empfehlungen zur Weiterentwicklung des Rechtsrahmens, Handlungsempfehlungen für ökonomische Steuerungsinstrumente und Anreizsysteme
• Schaffung eines Materialkatasters unter Berücksichtigung der Verwendungsmöglichkeiten mineralischer Stoffströme einschließlich thermodynamischer Grundlagen

Vernetzungs- und Transfervorhaben

Es ist darüber hinaus beabsichtigt, ein übergreifendes Vernetzungs- und Transfervorhaben zu fördern, das die Innovationskraft der umsetzungsorientierten Verbundprojekte durch eine gezielte Vernetzung der Verbünde untereinander sowie mit ihrem Umfeld stärken soll. Themenverwandte nationale, europäische und internationale Initiativen sollen berücksichtigt werden.

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungs­einrichtungen, Einrichtungen der Kommunen und Länder sowie Verbände. Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in Deutschland oder dem EWR und der Schweiz genutzt werden. Die Antragstellung durch KMU wird ausdrücklich begrüßt.

Voraussetzung für die Förderung ist das Zusammenwirken von mehreren unabhängigen Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft bzw. Einrichtungen der Kommunen und Länder im Rahmen gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsvorhaben (Verbundvorhaben).

Eine europäische oder internationale Zusammenarbeit wird begrüßt, sofern ein Mehrwert für Deutschland zu erwarten ist.

Die Zuwendungen werden als nicht rückzahlbarer Zuschuss gewährt.

Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten. In der Regel können diese bis zu 50 % bzw. bei Weiterentwicklungs- und Umsetzungsprojekten (TRL 6-8) bis zu 25 % anteilfinanziert werden.

Mit der Abwicklung der Fördermaßnahme hat das BMBF den Projektträger Jülich (PTJ) beauftragt.

Das Antragsverfahren ist zweistufig. Die Projektskizze ist bis spätestens 30. April 2019 einzureichen.