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Kreislaufwirtschaft-Kunststoffrecyclingtechnologien (KuRT)

„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Kunststoffrecyclingtechnologien (KuRT)“

Einreichungsfrist: 30.10.2020

Das Recycling von Kunststoffen steht im Vergleich zu anderen Materialien vor besonderen Herausforderungen, die zur gegenwärtig unbefriedigenden Entsorgungssituation führen, bei der nur ein geringer Anteil des Materials tatsächlich im Kreislauf geführt wird. Gleichzeitig gelangen Kunststoffe in Form von Makro- und Mikroplastik in die Umwelt, wo sie erhebliche Umweltprobleme verursachen. Eine Kreislaufwirtschaft braucht einen intelligenten Umgang mit Kunststoffen, eine deutliche Steigerung der Kreislaufführung und die hochwertige Nutzung von Kunststoffen als Sekundärrohstoff.

Ziel dieser Fördermaßnahme ist die verbesserte Kreislaufführung von Kunststoffen durch intelligente Nutzungskonzepte für Kunststoffe sowie eine verbesserte Logistik und Sammlung und den hochwertigen Einsatz von Kunststoffrezyklaten.

Durch die Entwicklung von intelligenten Nutzungskonzepten sowie die (Weiter-)Entwicklung innovativer Recyclingverfahren soll eine deutliche Steigerung der tatsächlichen Recycling- bzw. Rezyklateinsatzquoten für Kunststoffe ermöglicht werden. Im Rahmen der Fördermaßnahme wird die Weiterentwicklung modellhafter Kreislaufwirtschaftslösungen für wichtige Anwendungsbereiche für Kunststoffe in Richtung einer großtechnischen Umsetzung und praxisreifen Lösung an­gestrebt, z. B. in den Bereichen Verpackungen, Bauprodukte, Elektro- und Elektronikgeräte, Fahrzeuge und Gewerbeabfälle. In Technologiebereichen mit großem industriellen Anwendungspotenzial, die aufgrund des aktuellen Entwicklungsstandes noch nicht großtechnisch umsetzbar sind, soll zumindest die Demonstration der technischen Machbarkeit mit maßgeblicher Beteiligung von Unternehmen erfolgen.

Gegenstand der Richtlinie ist die Förderung von Verbundvorhaben zur Erforschung und Entwicklung neuer Technologien, Produkte und Prozesse, die einen Beitrag zum Ausbau der Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe entlang der oben genannten Ziele leisten. In den Verbundprojekten soll die Zusammenarbeit von Wirtschaft, Wissenschaft und Praxispartnern gefördert werden.

Die Verbundvorhaben im Bereich der angewandten bzw. industriellen Forschung und experimentellen Entwicklung, die sich durch ein hohes wissenschaftlich-technisches Risiko auszeichnen, sollen von den relevanten Akteuren in der Wertschöpfungskette und wissenschaftlichen Einrichtungen gemeinsam getragen werden. Eine interdisziplinäre und systemische Betrachtungsweise im Sinne der Nachhaltigkeit wird erwartet und eine belastbare Bilanzierung des ­Lebenszyklus der neu zu entwickelnden Prozesse bzw. Produkte wird im Rahmen der Projekte vorausgesetzt. Der sozioökonomische Kontext ist zu berücksichtigen.

Die Förderung erfolgt in zwei Phasen. In der ersten Phase („Konzeptphase“, Dauer: bis zu neun Monaten) sollen wirtschaftlich tragfähige Lösungen für wesentliche Anwendungsbereiche von Kunststoffen im Rahmen der Kreislaufwirtschaft ausgearbeitet, die erforderlichen Partner eingebunden und die dafür notwendigen technischen und organisatorischen Entwicklungen vorbereitet werden. Die Förderung in der Konzeptphase erfolgt in Form eines Einzelvorhabens, das durch einen Partner stellvertretend für den geplanten Verbund beantragt wird. Im Anschluss werden aus den vorliegenden Konzepten die besten ausgewählt. Diese erhalten in einer zweiten Phase („Umsetzungsphase“, Dauer: in der Regel drei Jahre, maximal fünf Jahre) eine Förderung zur (gegebenenfalls demonstrativen) groß­technischen Realisierung dieser Konzepte.

Forschungs- und Entwicklungsvorhaben

Grundlegende Herausforderungen für das Recycling von Kunststoffen stellen u. a. die zahlreichen Materialmischungen inkl. Additiven und Füllstoffen, die Qualitätssicherung der Kunststoffrezyklate (aufgrund von Schwankungen der Zusammensetzung der Eingangsstoffe, unerwünschte Störstoffe, Degradation der Polymere etc.) und der im Vergleich zu anderen Werkstoffen relativ geringe Materialwert der Kunststoffe dar.

Vor diesem Hintergrund zielt die Weiterentwicklung auf Recyclingverfahren, die bezüglich der Einsatzstoffe robust und flexibel sind, gute wirtschaftliche Perspektiven haben und hochwertige qualitätsgesicherte Rezyklate bzw. Sekundärrohstoffe bereitstellen. Es werden sowohl werkstoffliche als auch rohstoffliche Verfahren adressiert. Die jeweilige besondere Eignung bzw. ökologische und ökonomische Vorteilhaftigkeit sollen im Konzept dargestellt und im Vorhabensverlauf nachgewiesen werden (Lebenszyklusbetrachtung). Die Möglichkeiten der Digitalisierung zur Ver­netzung, Steuerung und Nachverfolgung von Stoffströmen sollen für das Kunststoffrecycling erschlossen werden. Aspekte der Normung und Standardisierung sollten zur Unterstützung der Ergebnisverwertung und Umsetzung in der industriellen Praxis berücksichtigt werden.

Die Kreislaufwirtschaft zielt darauf ab, den Wert von Produkten und darin enthaltenen Rohstoffen innerhalb der Wirtschaft möglichst lange zu erhalten und möglichst wenig Abfall zu erzeugen. Daher gilt es bereits beim Produktdesign und der Herstellung von Kunststoffprodukten anzusetzen und den gesamten Produktkreislauf zu berücksichtigen, um eine lange und hochwertige Nutzung und ein effizientes Recycling zu ermöglichen. Neben technischen Lösungen spielen auch neue Geschäftsmodelle und digitale Technologien sowie Fragen der Kundenakzeptanz und Nutzer­perspektiven eine wichtige Rolle. So können sich mit dem Übergang zur ressourceneffizienten

Beispielhafte Forschungsthemen im Rahmen eines Förderprojektes, das auf die großtechnische Umsetzung von Kreislaufwirtschafts-Lösungen zielt, sind u. a.:

  • Weiterentwicklung innovativer marktfähiger Verfahren zum chemischen bzw. rohstofflichen Recycling zur Bereitstellung von Ausgangsstoffen für die Chemieindustrie, auch in Kombination mit der Rückgewinnung weiterer Wertstoffe
  • Weiterentwicklung von werkstofflichen und rohstofflichen Verfahren bezüglich Qualität und Reinheit der Rezyklate, Qualitätssicherung, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit der Verfahren, z. B. durch Bündelung von Stoffströmen, intelligente Steuerung, inkl. (Anbindung an bestehende Systeme zur) Sammlung und Erfassung von Post-Consumer- und Produktionsabfällen
  • Innovative Sortierlösungen für Kunststoffabfälle und weitere Ansätze zur Erhöhung der Nutzungseffizienz, der ­Rezyklatqualitäten sowie der Rezyklateinsatzquoten, inkl. der dafür erforderlichen Produktionstechnologien
  • Konzepte, Technologien und industrielle Demonstration für das gemeinsame Recycling von Kunststoffen und werthaltigen anorganischen Additiven
  • Neue Ansätze zur Förderung der Nachfrage nach bzw. des Einsatzes von Post-Consumer-Kunststoffrezyklaten, z. B. Klassifizierungssysteme für die Qualität und entsprechende Anwenderinformationen
  • Design-for-Sustainability-Konzepte (z. B. hinsichtlich Kreislauffähigkeit, Recycling, Nutzenoptimierung) für Kunststoffprodukte in relevanten Anwendungsbereichen, z. B. in den Bereichen Verpackungen, Bauprodukte, Elektro- und Elektronikgeräte, Fahrzeuge (Substitution von recycling-problematischen Zusatzstoffen, Reduktion der Komplexität von Kunststoffabfällen durch Standardisierung von Komponenten bzw. eines modularen Baukastens für leicht zu zerlegende Kunststoffe, Konzepte zur längeren Nutzung von Kunststoffprodukten und -materialien, Ausbau der Kaskadennutzung für bestimmte degradierende Stoffgruppen)

Vorhaben mit einem Schwerpunkt zur (Weiter-)Entwicklung von Biokunststoffen bzw. biotechnologischen Methoden und Verfahren sind im Rahmen der vorliegenden Förderbekanntmachung nicht förderfähig.

Im Rahmen der Fördermaßnahme sollen neben den Verbundprojekten zu oben genannten Themen auch übergreifende Querschnittsfragen bearbeitet werden. Diese können in die Forschungs- und Entwicklungsvorhaben integriert oder in Verbindung mit dem Vernetzungs- und Transfervorhaben bearbeitet werden. Von Interesse sind dabei z. B. folgende Fragestellungen:

  • Systematische Gesamtbetrachtung verschiedener innovativer Verwertungsoptionen für Kunststoffe und Entwicklung einer Roadmap für zukünftige Optionen: Welche Mengen/Fraktionen kommen für mechanische, chemische oder rohstoffliche Recyclingverfahren in Frage? Wie wirken diese in einem Kreislaufsystem optimal zusammen? Welche Rolle spielt die energetische Verwertung in der Kreislaufwirtschaft? Wo liegen die ökologischen und ökonomischen Vorteile oder Grenzen?
  • Fragen der Skalierbarkeit von Technologien und ihre Anbindung an andere Verfahren/Branchen, innovative Geschäftsmodelle und Nutzungskonzepte sowie Technologien zur Anknüpfung an weitere Branchen und Funktionssysteme.
  • Welche Hemmnisse oder Treiber beeinflussen die Umsetzung der optimalen Verfahren und die Marktakzeptanz der Rezyklate?
  • Entwicklung von Handlungsempfehlungen zur Optimierung der politischen Rahmenbedingungen und Abbau der Hemmnisse.

Als Ergebnis der Konzeptphase sollen Technologiekonzepte in Form eines Berichts (maximal 30 Seiten) vorgelegt werden. Diese stellen die Beurteilungsgrundlage für die Auswahl der besten Projekte dar, für die eine anschließende Umsetzungsphase bewilligt wird. Dabei sind insbesondere auch die Neuheit des Lösungsansatzes und der Forschungs- und Entwicklungsbedarf als Voraussetzung für eine BMBF-Förderung näher zu erläutern.

In der Umsetzungsphase erfolgt die Realisierung des entwickelten Technologieansatzes auf einem technisch übertragbaren Niveau. Die dafür notwendigen vorwettbewerblichen Entwicklungsarbeiten sind grundsätzlich förderfähig. Dabei sind die folgenden Aspekte wesentlich:

  1. Kreislaufwirtschaftlicher Ansatz:
    In der Umsetzungsphase ist der ausgewählte Lösungsansatz in den Kontext der gesamten Wertschöpfungskette bzw. der Kreislaufführung (Design, Herstellung, Sammlung, Sortierung, Aufbereitung) einzubinden und entsprechende Partner und Stakeholder zur Umsetzung sind in das Forschungsprojekt zu integrieren.
  2. Technische Umsetzung in tragfähigen Größen:
    Die großtechnische Umsetzung erfolgt für eine Vielzahl entwickelter Recycling-Technologien bisher vor allem aufgrund wirtschaftlicher Unsicherheiten nur zögerlich. Daraus ergibt sich ein hoher Bedarf an der beispielhaften Entwicklung und großtechnischen Umsetzung von Verfahren zum Kunststoffrecycling unter realen Bedingungen für verschiedene Anlagengrößen und -typen und für relevante Massenströme. Ziel ist die Skalierung und Erprobung der entwickelten Technologien in vollständigen, bewertbaren Wertschöpfungsketten mit den beteiligten Unternehmen und die Umsetzungsmöglichkeit in wirtschaftlich tragfähige Größen, wobei gegebenenfalls auch Pilotanlagen gefördert werden können.
  3. Qualität der Kunststoff-Rezyklate:
    Eine wichtige Voraussetzung für die Akzeptanz der Kunststoff-Rezyklate am Markt ist der Nachweis, dass sie kontinuierlich, in ausreichender Menge und in guter Qualität schadstofffrei erzeugt werden können. Je nach Verwendungszweck müssen dabei unterschiedliche Anforderungen erfüllt werden. Die Eigenschaften und damit die Absatzmöglichkeiten der Rezyklate unterscheiden sich je nach Produktart, Herstellungsverfahren und Ausgangsprodukt teilweise deutlich. Die Sicherstellung der Berücksichtigung dieser Anforderungen ist darzustellen bzw. nachzuweisen.
  4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und Bilanzierungen:
    Für die angestrebte Technologieanwendung sind möglichst wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen zum Kunststoff-Recycling umzusetzen. Zur Abschätzung sind hierfür Wirtschaftlichkeitsanalysen und Ökobilanzierungen ­notwendig. Dabei sind etablierte Verfahren wie z. B. Life Cycle Assessment oder Life Cycle Costing zu nutzen. Wesentliche Aspekte sind dabei: Kosteneffizienz, Rückgewinnungspotenzial der Technologie, Einbindung in bestehende Verfahrenstechnik, Qualität der Kunststoff-Rezyklate, regulatorische Anforderungen und Hemmnisse, Energie- und Stoff- bzw. Massenbilanzen, Emissionen, Reststoffe sowie Absatzmöglichkeiten für die Kunststoff-Rezyklate.
  5. Umweltverträglichkeit:
    Die neu entwickelten Verfahren sollen gegenüber der aktuellen Praxis umweltverträglicher sein. (Kunststoff-)Emissionen der künftigen Anlagen in Wasser, Boden und Luft sind auf ein Minimum zu begrenzen. Dazu sind entsprechende Überwachungsverfahren anzuwenden bzw. zu entwickeln.

Begleit- und Vernetzungsvorhaben

Es ist darüber hinaus beabsichtigt, ein übergreifendes Begleit- und Vernetzungsvorhaben zu fördern, das die Innovationskraft der umsetzungsorientierten Verbundprojekte durch eine gezielte Vernetzung der Verbünde untereinander sowie mit ihrem Umfeld stärken soll. Das BMBF geht von einem Eigeninteresse des Zuwendungsempfängers für das Begleit- und Vernetzungsvorhaben an der Aufgabenstellung aus. Dieses Eigeninteresse ist bei der Antragstellung entsprechend darzulegen. Die im Rahmen dieser Bekanntmachung geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekte werden zu einer Kooperation mit dem Begleit- und Vernetzungsvorhaben verpflichtet.

Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, Einrichtungen der Kommunen und Länder sowie Verbände und weitere gesellschaftliche Organisationen. Zum Zeitpunkt der Auszahlung einer gewährten Zuwendung wird das Vorhandensein einer Betriebsstätte oder Niederlassung (Unternehmen) bzw. einer sonstigen Einrichtung, die der Tätigkeit des Zuwendungsempfängers dient in Deutschland verlangt.

Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in Deutschland oder dem EWR1 und der Schweiz genutzt werden. Eine europäische oder internationale Zusammenarbeit wird begrüßt, sofern ein Mehrwert für Deutschland zu erwarten ist. Die Kofinanzierung des entsprechenden Vorhabenteils muss über das Partnerland erfolgen.

Höhe der Zuwendung

Die Zuwendungen werden als nicht rückzahlbarer Zuschuss gewährt. Ausgeschlossen von der Förderung sind Bauinvestitionen und sonstige Investitionen für Demonstrations-Bauwerke bzw. Referenzanlagen, die nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Forschung- und Entwicklungsgegenstand stehen. Förderfähig sind lediglich die Investitionskosten für forschungsintensive Bestandteile, die noch weiterentwickelt und für den erstmaligen Einsatz in der Praxis erprobt werden müssen.

Die Förderquote für Unternehmen beträgt bis zu  50 % der zuwendungsfähigen Kosten.

Für die Konzeptphase wird je ausgewähltem Projektvorschlag zum Kunststoffrecycling ein Vorhaben mit einer ­Fördersumme von bis zu 150 000 Euro für eine Laufzeit von maximal neun Monaten gefördert. Zuwendungen können für projektbezogenen Personal-, Reise- und Sachaufwand verwendet werden.

Die Umsetzungsphase soll sich über einen Zeitraum von in der Regel drei bis maximal fünf Jahren erstrecken. Eine alleinige Bewerbung auf die Umsetzungsphase ohne vorgeschaltete Konzeptphase ist nicht förderfähig. Zuwendungen können für projektbezogenen Personal-, Reise- und Sachaufwand, Unteraufträge, Dienstleistungen sowie für Geräteinvestitionen verwendet werden.

Open Access-Klausel

Wenn der Zuwendungsempfänger seine aus dem Forschungsvorhaben resultierenden Ergebnisse als Beitrag in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht, so soll dies so erfolgen, dass der Öffentlichkeit der unentgeltliche elektronische Zugriff (Open Access) auf den Beitrag möglich ist.

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

Die Förderanträge für die Konzeptphase sowie für das Vernetzungs- und Transfervorhaben sind dem Projektträger bis spätestens 30. Oktober 2020 vom jeweiligen Verbundkoordinator vorzulegen.