Carbonfaserhaltige Abfälle

Entsorgungsproblem oder Rohstoffpotenzial?

• Dr.-Ing. Katja Friedrich
• Julia Roscher
• Karin Gruhler
• Dr.-Ing. Georg Schiller

Vor dem Hintergrund steigender Mengen carbonfaserhaltiger Abfälle untersucht dieser Artikel, wie diese recycelt und einer nachhaltigen Wiederverwendung zugeführt werden können. Mithilfe einer Prozesskettenanalyse wird der Recyclingpfad vom Carbonfaserabfall über die Herstellung von Recyclingcarbon(rC)-Fasern, ihre Weiterverarbeitung zu rC-Gelegen bis hin zu deren Anwendung als Bewehrung in Carbonbeton-Bauteilen bilanziert und damit eine Grundlage für zirkuläre sowie branchenübergreifende Nutzungskonzepte geschaffen. Die dabei durchgeführte Materialflussanalyse ermöglicht die transparente Erfassung der eingesetzten, verarbeiteten und ausgeschleusten Materialströme und zeigt Potenziale zur Effizienzsteigerung auf. Im Fall der definierten Carbonfaserrecycling-Prozesskette können 57 % des Carbonfaser(CF)-Abfalls zu rC-Fasern aufbereitet werden; zum Schluss besteht das Endprodukt, das Bewehrungsgelege, zu rund 46 % aus recycelten Carbonfasern. Zudem ergeben sich trotz derzeit noch bestehender Qualitätsverluste bezüglich der statischen Belastbarkeit der rC-Fasern deutliche Ressourceneinsparungen.

In consideration of the increasing volumes of carbon fiber-containing waste, this article examines how such waste can be recycled and sustainably reused. Using a process chain analysis, the recycling pathway is assessed from carbon fiber waste through the production of recycled carbon (rC) fibers, their further processing into rC fabrics, and finally their application as reinforcement in carbon concrete building elements, thereby creating a basis for circular and cross-industry utilization concepts. The material flow analysis carried out in this context enables a transparent recording of the material streams used, processed, and discharged, and reveals potential for improving efficiency. In the case of the defined carbon fiber recycling process chain, 57 % of the carbon fiber (CF) waste can be processed into rC fibers; ultimately, the final product – the reinforcement fabric – consists of approximately 46 % recycled carbon fibers. In addition, despite current quality losses regarding the structural load-bearing capacity of the rC fibers, significant resource savings can still be achieved.