Covestro und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht arbeiten künftig enger beim Hartschaum-Recycling zusammen. Beide Partner haben eine Vereinbarung über Aufbau und Betrieb einer Pilotanlage für die Smart-Pyrolyse von Polyurethan-Hartschaum unterzeichnet. Die Anlage soll eine Jahreskapazität von rund 2.000 Tonnen erreichen und ist für eine Inbetriebnahme im Jahr 2028 vorgesehen.

Ziel des Projekts ist es, Abfälle aus PUR-Hartschaum etwa aus Kühlschränken oder Dämmstoffen aus dem Bauwesen in hochreines Anilin umzuwandeln. Dieser Rohstoff dient anschließend als Ausgangsstoff für die Herstellung von MDI (Methylendiphenyldiisocyanat). Das daraus gewonnene MDI entspricht den Qualitätsanforderungen konventioneller Produkte, weist jedoch einen um bis zu 40 Prozent geringeren CO2-Fußabdruck gegenüber fossil basierten Herstellungswegen auf.

Hartschaum-Recycling im industriellen Maßstab

Mit der neuen Pilotanlage wollen Covestro und Fraunhofer Umsicht die entwickelte Technologie vom Forschungsstadium in Richtung industrieller Anwendung bringen. Dabei fließen die chemische und technologische Expertise des Kunststoffherstellers sowie die verfahrenstechnischen Kompetenzen und Anlagen des Fraunhofer-Instituts zusammen.

„Der Vertrag mit Fraunhofer Umsicht ist ein entscheidender Schritt hin zur Industrialisierung unserer Smart-Pyrolyse-Technologie“, sagt Dr. Markus Dugal, Head of Process Technology bei Covestro. „Diese Partnerschaft verbindet die chemische und technologische Expertise von Covestro mit den verfahrenstechnischen Kompetenzen und Anlagen von Fraunhofer. Gemeinsam werden wir eine Technologie auf Industriemaßstab skalieren, die die chemische Rezyklierbarkeit von End-of-Life Polyurethan-Werkstoffen unter Beweis stellt. Sie könnte grundlegend die Basis verändern, wie wir Rohstoffe für die MDI-Produktion herstellen. Indem wir hochwertige Moleküle aus Abfallströmen zurückgewinnen, machen wir Kreislaufwirtschaft zur Realität und reduzieren gleichzeitig den CO2-Fußabdruck unserer Produkte.“

Die Pilotanlage wird vor allem PUR- und PIR-Dämmstoffe ausgedienter Anwendungen verarbeiten. Hartschaum stellt für das Recycling eine besondere Herausforderung dar, da seine stark vernetzte Molekülstruktur herkömmliche Wiederverwertungsprozesse erschwert. Die Smart-Pyrolyse-Technologie soll diese Struktur gezielt aufbrechen und wertvolle chemische Bausteine zurückgewinnen.

Pilotanlage für chemisches PUR-Hartschaum-Recycling

Fraunhofer Umsicht bringt seine langjährige Erfahrung in der Pyrolyse sowie in chemischen Recyclingprozessen ein. Die vorhandene Infrastruktur des Instituts ermöglicht es, die Technologie unter realistischen Bedingungen zu testen und weiterzuentwickeln. „Dieses Projekt ist das Ergebnis mehrerer Jahre intensiver gemeinsamer Forschung“, so Prof. Dr.-Ing. Manfred Renner, Institutsleiter Fraunhofer Umsicht. „Es passt perfekt zum Auftrag von Fraunhofer, die Lücke zwischen Forschung und industrieller Anwendung zu schließen: Wir zeigen nicht nur die technische Machbarkeit, sondern begleiten aktiv die industrielle Umsetzung.“

Prozessparameter im industriell relevanten Maßstab verbessern

Auch für die Weiterentwicklung der Prozessparameter bietet die Anlage neue Möglichkeiten. Dr. Alexander Hofmann, Leiter Thermochemische Konversionstechnologien bei Fraunhofer Umsicht, ergänzt: „Dem Projekt liegen unsere eigenen Forschungs- und Technologieentwicklungen im chemischen Recycling und in den nachgelagerten Aufreinigungs- und Extraktionsprozessen von Pyrolyseprodukten zugrunde. Die Pilotanlage ermöglicht es uns, Prozessparameter im industriell relevanten Maßstab zu optimieren und ausreichend Material für weitere Verarbeitungstests und die Produktentwicklung bereitzustellen.“

Der Prozess erzeugt Anilin mit einer Reinheit von etwa 99 Prozent. Dieses kann anschließend in der Produktion von recyceltem MDI eingesetzt werden und erfüllt dabei dieselben Qualitätsanforderungen wie herkömmlich hergestelltes Material.

Wachsende Nachfrage nach Lösungen für Hartschaum-Recycling

Der Markt für MDI-basierte Hartschaumanwendungen wächst weiter. In Europa wird erwartet, dass das Marktvolumen von rund 1.400 Kilotonnen im Jahr 2025 auf etwa 1.900 Kilotonnen bis 2035 steigt. Treiber sind vor allem steigende Anforderungen an energieeffiziente Gebäude sowie wachsende Anwendungen in der Kühlgeräteindustrie.

Parallel dazu erhöhen regulatorische Vorgaben und Nachhaltigkeitsziele den Druck auf die Branche, geschlossene Stoffkreisläufe für PUR- und PIR-Hartschaum zu entwickeln. Technologien wie die Smart-Pyrolyse können hier einen wichtigen Beitrag leisten, indem sie Molekülstrukturen aufbrechen und Rohstoffe zurück in den Produktionskreislauf führen.

Erkenntnisgewinn aus Forschung des EU-Projekts „Circular Foam“

Die Entwicklung basiert auf umfangreicher Forschung im Rahmen des EU-Projekts „Circular Foam“, das von Covestro koordiniert wird und an dem Fraunhofer Umsicht sowie 23 weitere Partner aus Europa beteiligt sind. Nach erfolgreichen Versuchen im Labor- und Mini-Pilotmaßstab markiert die geplante Pilotanlage nun den nächsten Schritt auf dem Weg zur kommerziellen Umsetzung von Hartschaum-Recycling.