Recycling von Kunststoffen im Auto

Kunststoffe im Auto: Segen im Design, Herausforderung für die EU-Altautoverordnung

Seit den 1960er-Jahren werden Kunststoffe im Automotive-Bereich verbaut. Während Stahl und Aluminium weiterhin wichtige Materialien sind, rangieren Kunststoffe mittlerweile bei einem Anteil an der Gesamtmasse eines Fahrzeugs von durchschnittlich 15 %, was etwa 150-200 kg pro Fahrzeug entsprechen (Quelle: Plastics Europe). Besonders die Gewichtsreduktion, die durch den Einsatz von Kunststoffen wie Polypropylen (PP) ermöglicht wird, trägt dazu bei, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Umweltbilanz zu verbessern.

Mit der EU-Altautoverordnung (ELVR) wird es notwendig, über ein effizientes Recycling von Kunststoffen im Auto nachzudenken. Die Gesetzesvorlage visiert verschiedene Ziele an. Einschneidend wird allerdings die Erhöhung von Recyclingquoten auf, im ersten Schritt, 15 % für bestimmte Bauteilgruppen und Materialien sein. Betrachtet man die Zusammensetzung eines modernen Autos, z. B. den VW ID.4, fällt auf, dass Stahl mit einem Anteil von 50-60 % als Material dominiert (und vor allem noch für die Karosserie gebraucht wird), Kunststoff aber bei 10-20 % rangiert. Die Kunststoffanteile im Auto setzen sich für das Beispiel VW ID.4 wie folgt zusammen (Quellen: VW):

• 63 % Thermoplaste
• 19 % Elastomere
• 9 % Duroplaste
• 5 % Textilien
• 4 % sonstige Kunststoffe

Weshalb Kunststoffe im Auto eine sinnvolle Materialalternative bleiben

Die zu Beginn angesprochene Gewichtsreduktion durch den Verbau leichteren Kunststoffs ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge. Würde man versuchen, die Kunststoffkomponenten durch Aluminium oder Stahl zu ersetzen, würde das Gesamtgewicht der Fahrzeuge erheblich steigen, in Extremfällen um das 1,5-Fache. Nicht-starre Elemente müssten durch Leder, Flachs oder Jute ersetzt werden.

Neben der Belastung durch ein höheres Eigengewicht würden auch wichtige Materialfunktionen verloren gehen. Die Windschutzscheibe würde ohne Kunststoffschicht ihre bruchsicheren Eigenschaften verlieren. Scheinwerfer müssten aus Glas gefertigt werden, was zu erhöhtem Verschleiß und einem höheren Gewicht führen würde.

Ohne Kunststoffe ist die moderne Automobilfertigung aktuell nicht realisierbar. Sie sind nicht nur eine Frage des Gewichts, sondern auch der Sicherheit, der Designfreiheit und der Kosteneffizienz.

Die Herausforderungen der EU ELVR

Da es sich bei der Automobilfertigung um ein Zusammenspiel hochkomplexerer und detailliert regulierter Prozesse handelt, kann jeder rechtliche Eingriff von außen die Branche aus der Balance bringen. Beispielsweise wird an der Einschränkung festgehalten, dass nur PCR-Materialien (Post-Consumer-Recyclate) für die anvisierten Quoten zählen, während PIR (Post-Industrie-Recyclate), also Abfälle aus der Produktion, nicht anerkannt werden.

Diese Vorgehensweise könnte sich zu einer Versorgungskrise entwickeln, da die benötigten PCR-Materialien, insbesondere die in Fahrzeugen verwendeten technischen Kunststoffe, selten auf dem Markt sind und nur kostspielig sortenrein getrennt werden können. Um die Nachhaltigkeit im Sinne des Closed-Loop-Ansatzes weiter zu erhöhen, sollen zusätzlich 20 % der Rezyklate aus Altfahrzeugen stammen. Auch hier entstehen nicht unerhebliche Herausforderungen, da Programme wie beispielsweise die sogenannte Abwrackprämie die Verfügbarkeit von Altfahrzeugen in der EU stark begrenzt haben.

Wie lässt sich Nachhaltigkeit und wirtschaftliche Machbarkeit in Einklang bringen?

Es bleibt abzuwarten, ob die gesteckten Ziele der EU ELVR erreichbar sind, ohne die Wirtschaftlichkeit und die Qualität der Fahrzeuge zu beeinträchtigen. Es bedarf innovativer Lösungen, die sowohl die Verfügbarkeit von PCR-Materialien sicherstellen als auch eine effiziente Rückgewinnung von Material aus Altfahrzeugen ermöglichen.

Rückleuchten sind für das Recycling von Kunststoffen im Auto ein anschauliches Beispiel. Sie bestehen typischerweise aus PMMA (Polymethylmethacrylat), einem transparenten Kunststoff. PMMA-Gussmassen, die durch Extrusion oder Gussprozesse entstehen, weisen eine sehr hohe Viskosität auf, die sie für den üblichen Spritzgussprozess und damit für die Herstellung von Rückleuchten normalerweise ungeeignet macht.

Dank der innovativen Zusammenarbeit der Firmen Pekutherm Kunststoffe GmbH, Sitraplas GmbH und Polytives GmbH konnte für diese Problematik jedoch ein wesentlicher Fortschritt erzielt werden: Es ist nun möglich, spritzgussfähige PMMA-Compounds aus Gussplatten herzustellen, ohne die wertvollen mechanischen Eigenschaften des Materials zu beeinträchtigen. Dies ermöglicht auch die Integration von recyceltem PMMA in Rückleuchten und eröffnet neue Möglichkeiten für die Kreislaufwirtschaft.

Die Zukunft der Automobilkunststoffe

Wie werden sich Kunststoffe im Auto in den kommenden Jahren weiterentwickeln? Einige Trendbewegungen lassen sich recht klar prognostizieren:

• Durch die neue Rechtslage wird das Recycling von Kunststoffen im Auto weiterentwickelt werden.
• Forschung und Entwicklung werden sich auf die Entwicklung noch leichterer, widerstandsfähigerer und nachhaltigerer Kunststoffe konzentrieren.
• Die Automobilindustrie wird verstärkt auf Konzepte der Kreislaufwirtschaft setzen, um Kunststoffe nach ihrer Nutzungsphase wieder in den Produktionskreislauf zurückzuführen.

Dank des TecPart e.V. werden wir weiterhin engmaschig über diesen und andere wichtige Transformationsprozesse in der Branche auf dem Laufenden gehalten. Eine engere Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern, Recyclingunternehmen und Gesetzgebern ist unerlässlich, um die Herausforderungen der Altautoverordnung zu bewältigen und eine nachhaltige Zukunft für die Automobilindustrie zu sichern.