Projekte

Erfassung und Optimierung von Kohlenstoffkreisläufen und Klimaauswirkungen der regionalen Abfall- und Reststoffbewirtschaftung, Schließung von regionalen Kohlenstoffkreisläufen durch optimierte Verwertung von Kunststoffabfällen und biogenen Reststoffen

OptiCWaste
Das Recycling fester Abfälle trägt zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen, zum Schutz von menschlicher Gesundheit und Umwelt sowie zur Sicherung der Rohstoffversorgung bei. Kunststoffe und biogene Materialien sind in diesem Zusammenhang von großem Interesse, da sie einen großen Teil der kommunalen, landwirtschaftlichen und industriellen Abfallströme ausmachen und ambitionierte Recycling und Verwertungsziele in Bezug auf diese Abfälle in Europa und Südostasien verfolgt werden. Das Ziel von OptiCWaste ist die Entwicklung einer Entscheidungshilfe für die Einführung von Verwertungs- und Recyclingtechnologien für Kunststoffabfälle und biogene Reststoffe, um Lücken in der Kohlenstoffkreislaufwirtschaft zu schließen und Klimaschutzpotenziale auf kommunaler Ebene in Südostasien und der EU zu nutzen. Basierend auf der Bilanzierung von Kohlenstoffflüssen in Abfällen und Reststoffen werden wirksame Maßnahmen identifiziert und Lösungen in einem systemischen Kontext unter Einbeziehung relevanter Akteure entwickelt. Fallstudien in Deutschland, Thailand und Indonesien dienen dazu, (i) ein flexibles operatives Entscheidungsunterstützungswerkzeug und spezifische Inventardaten zu entwickeln, um klimaoptimale und ressourceneffiziente Verwertungs- und Recyclingsysteme zu identifizieren, (ii) von erfolgreichen Abfallbewirtschaftungspraktiken und dem Vergleich von förderlichen und hemmenden Faktoren zu lernen, (iii) gemeinsam mit wichtigen lokalen Akteuren Fahrpläne für nachhaltige Abfallbewirtschaftungspraktiken zu entwickeln und (iv) Kapazitäten für eine effektive Abfallbewirtschaftung auf regionaler Ebene aufzubauen. Zentrale Projektergebnisse sind ein Materialflussanalyse-basiertes operatives Entscheidungsunterstützungswerkzeug und regionale Strategien für die klimaoptimierte Verwertung kohlenstoffreicher Abfall- und Reststoffströme.


Laufzeit: 10/2025 – 09/2028
Fördergeber: BMFTR - Bundesministerium Forschung, Technologie und Raumfahrt
Projektleitung/-bearbeitung (RMAT):Prof. Dr. David Laner / Malika Arstan M.Sc.

PC-PP-4Pkw: Einsatz von Post-Consumer-Polypropylen-Rezyklat in technisch anspruchsvollen Anwendungen, insbesondere im Pkw-Innenraum

Im Projekt PC-PP-4PKW wird ein neues Recyclingkonzept entwickelt, um Post-Consumer-Polypropylen (PP) aus unterschiedlichen Abfallströmen, etwa aus Leichtverpackungen, Altfahrzeugen, Gewerbeabfällen und Sperrmüll, zu hochwertigen Rezyklaten für den Einsatz in technischen Bauteilen, insbesondere im Automobilinnenraum, aufzubereiten. Dazu werden geeignete Sortier- und Aufbereitungsverfahren erprobt und hinsichtlich der werkstofftechnischen Eigenschaften der Rezyklate optimiert. Auf Basis dieser Untersuchungen entsteht eine Datenbank, die Prozessparameter, Materialeigenschaften und Aufbereitungsdaten verknüpft und als Grundlage für praxisorientierte Handlungsempfehlungen dient. Begleitend werden durch Materialflussanalysen, Ökobilanzen und Kosten-Nutzen-Analysen die Recyclingpotenziale, ökologischen und ökonomischen Auswirkungen des PC-PP-Recyclings bewertet. Ziel ist es, ökologische und wirtschaftlich attraktive Verwertungspfade für PP-Abfälle zu schaffen und den Einsatz von Rezyklaten in hochwertigen Anwendungen zu fördern.
Das Projekt wird gemeinsam von den Fachgebieten Ressourcenmanagement & Abfalltechnik und Kunststofftechnik an der Universität Kassel durchgeführt.

Laufzeit: 11/2025 – 10/2027
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Projektleitung/-bearbeitung (RMAT):Prof. Dr. David Laner

BioLoop – Micro-biologically enhanced material cycle for closing PE and PE-PET multilayer plastic foil Loops

Im Rahmen von BioLoop soll ein neues und umweltoptimales Recyclingschema für das Recycling von Kunststofffolien entwickelt werden. Bei diesem Recyclingverfahren werden Kunststoffpolymere mithilfe von Enzymen in kleinere Stücke (sogenannte Oligomere) zerlegt, gefolgt von einem Prozess, bei dem diese Teile in hochwertige Produkte umgewandelt werden. Die Hauptherausforderungen dieses Forschungsprojekts bestehen darin, die Kunststofffolien auf sehr kleine Partikelgrößen (50 μm) zu zerkleinern, um optimale Ausgangsbedingungen für die Enzyme zu schaffen, Enzyme zu identifizieren, die für den Abbau der Kunststofffolien geeignet sind, und die Enzymabbauprodukte zu neuen hochwertigen Kunststoffprodukten zu verarbeiten. Das neuartige Recyclingsystem wird dazu beitragen, die Recyclingquoten für Kunststofffolien deutlich zu erhöhen, die Treibhausgasemissionen der Kunststoffindustrie zu senken und die Plastikverschmutzung in der Umwelt zu reduzieren. Das Projekt wird durch die Fachgebiete Ressourcenmanagement & Abfalltechnik und Kunststofftechnik an der Universität Kassel in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Mikrobiologie und Biotechnologie an der Universität Hamburg bearbeitet.

Laufzeit: 02/2025 – 01/2029
Fördergeber: VolkswagenStiftung
Projektleitung/-bearbeitung (RMAT):Prof. Dr. David Laner / Lucia Aguirre Molina M.Sc.

WQ.Hessen – Wärmebereitstellung durch Flüsse, Kläranlagen sowie Abfall und Reststoffe in Hessen

Die Studie WQ.Hessen untersucht das Potenzial für die Wärmebereitstellung in hessischen Kommunen durch Fließgewässer, kleinere Kläranlagen sowie Abwärme aus der Abfallverbrennung. Das Fachgebiet Ressourcenmanagement und Abfalltechnik bearbeitet das Teilprojekt zu Wärmebereitstellung durch thermische Abfallbehandlungsanlagen und der Nutzung kommunaler biogener Abfall- und Reststoffe zur Wärmeerzeugung. Das Projekt wird an der Universität Kassel gemeinsam durch die Fachgebiete Solar- und Anlagentechnik, Ressourcenmanagement und Abfalltechnik, Siedlungswasserwirtschaft und Wasserbau und Wasserwirtschaft bearbeitet und durch apl. Prof. Dr. Ulrike Jordan geleitet.

Laufzeit: 09/2024 – 07/2025
Fördergeber: LEA LandesEnergieAgentur Hessen GmbH
Projektleitung/-bearbeitung: Prof. Dr. David Laner / Iveta Vateva M.Sc.

Verbund-Drittmittelprojekt
IMMEC - Integriertes Modell der Materialeffizienz und Umweltauswirkungen von Materialkreisläufen in Gebäuden und Infrastruktur
Die Steigerung der Ressourceneffizienz stellt weltweit eine große Herausforderung dar, um eine nachhaltige Wirtschaft zu ermöglichen. Ein wesentliches Element, um ein hohes Maß an Ressourceneffizienz zu erreichen, ist der Übergang zu einer stärker kreislauforientierten Wirtschaft. Durch die Schaffung von Materialkreisläufen, in denen Abfälle minimiert und in wiederverwertbare Ressourcen umgewandelt werden, kann die Nachfrage nach Primärmaterialien gesenkt und die Gesamtressourcenproduktivität erhöht werden. Eine erhöhte Materialeffizienz geht in der Regel mit geringeren Umweltauswirkungen einher. Es gibt jedoch Schwellenwerte, bei denen eine weitere Steigerung des Recyclings nicht zu einer verbesserten Umweltleistung führt. Herkömmliche Modellrechnungen gehen oft von unendlichen Recyclingkreisläufen ohne Qualitätsverlust aus, was jedoch in der Praxis nicht realistisch ist. Sammlung, Sortierung, Qualität und Reinheit werden dabei fast immer überschätzt. Darüber hinaus können bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Kreislaufwirtschaft für langlebige Produkte potenziell Probleme mit der Behandlung und/oder Wiedereinführung von Schadstoffen auftreten.
Basierend auf den genannten Herausforderungen und den identifizierten Forschungslücken zielt das vorliegende Forschungsvorhaben darauf ab, die folgende Forschungsfrage zu beantworten: Welche potenziellen Nachhaltigkeitsprobleme ergeben sich im Laufe der Zeit durch die zunehmende Wiederverwendung, das Recycling und die Wiederaufbereitung von Materialien, insbesondere von Kunststoffen aus dem Gebäude- und Infrastruktursektor und den darin enthaltenen gefährlichen Stoffen?
Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und in Kooperation mit der SUSTAIN-Gruppe am Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) bearbeitet.

Laufzeit: 05/2022 - 11/2025
Auftraggeber: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V.
Projektleitung/-bearbeitung: Prof. Dr. David Laner / Dr.-Ing. Sarah Schmidt

Verbund-Drittmittelprojekt
TightHybrid - Mediendichte Kunststoff-Metall-Hybridverbunde
Das Ziel des Verbundprojektes ist es Kunststoff-Metall-Hybridwerkstoffe zu erzeugen, die dauerhaft mediendicht und sich für den Einsatz in Automobilkomponenten und Wärmetauschern eignen. Dabei sollen Aspekte der Ressourceneffizienz und der Recyclingfähigkeit bei der Werkstoffentwicklung durch die Beteiligung des Fachgebietes Ressourcenmanagement und Abfalltechnik berücksichtigt werden. Die entsprechenden Aufgaben umfassen die stoffstromanalytische und ökologische Bewertung bestehender Verwertungspfade für die Zielanwendungen sowie Versuche zur Optimierung von Aufbereitungs- und Verwertungsprozessen in Bezug auf die entwickelten Werkstoffe und Bauteile.

Laufzeit: 05/2021 - 10/2023
Auftraggeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Projektträger Jülich
Projektleitung: Prof. Dr. David Laner

Verbund-Drittmittelprojekt
BioRestBrennstoff - Energieeffiziente Nutzung sekundärer biogener Rest- und Abfallstoffe in Biomassefeuerungen durch stufenweise Aufbereitung und Brennstoffkonfektionierung
Das Projekt zielt darauf ab, das Brennstoffeinsatzspektrum von Biomasseheizkraftwerken zu erweitern. Dafür werden für Siebreste aus der Bioabfallbehandlung und spezifische Reststoffströme aus der Grünlandbewirtschaftung unter technischen, ökologischen und ökonomischen Aspekten geeignete Aufbereitungsstrategien entwickelt und angepasst. Die im Zusammenhang mit der thermischen Verwertung biogener Rest- und Abfallstoffe typische Problematik von Verschlackungen ist dabei ein inhaltlicher Schwerpunkt des Projekts, weshalb ein Fokus auf der Untersuchung des Ascheschmelzverhaltens liegt, um biogene Rest- und Abfallstoffe im Gemisch unterschiedlicher Brennstoffe zielgerichtet einsetzen zu können, ohne vermehrte Anlagenschäden zu verursachen. Eine ausformulierte Praxishilfe und Handlungsempfehlungen unter Einbeziehung rechtlicher und technischer Aspekte sollen den Einsatz biogener Rest- und Abfallstoffe für die Mitverbrennung in BMHKWs fördern.

Die BRB-Stoffdatenbank ist ein Ergebnis aus dem vom BMWK geförderten Forschungsprojekt "BioRestBrennstoff" und beinhaltet Analysenergebnisse aus der Laboranalytik der Materialien, der generierten Biorestbrennstoffe aus den Verbrennungsversuchen und der Aschen zur weitergehenden Bewertung des Ascheschmelzverhaltens.


Laufzeit: 03/2021 - 08/2023
Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Projektträger Jülich
Projektleitung/-bearbeitung: Prof. Dr. David Laner / Viktoria Scheff M.Sc.

Verbund-Drittmittelprojekt
HMV-Öko-Beton: Ökologische Optimierung von Betonprodukten durch Nutzung mineralischer Fraktionen von Hausmüllverbrennungs-Rostasche
Das Ziel des Projekts ist es, Hausmüllverbrennungs-Rostaschen (HMV-Aschen) als rezyklierte Gesteinskörnung und Zementersatzstoff für die Herstellung von Betonfertigprodukten einzusetzen, um dadurch hochwertige, qualitätsgesicherte und ökologisch optimale Verwertungswege für HMV-Aschen zu erschließen und den ökologischen Fußabdruck von Beton-produkten zu verringern.

Laufzeit: 09/2021 - 08/2023
Auftraggeber: Gefördert mit Mitteln der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Projektleitung/-bearbeitung: Prof. Dr. David Laner / Iveta Vateva M.Sc.

Drittmittelprojekt
BEgA - CO2-Bilanzrechner für die Entsorgung gewerblicher Abfälle
Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, ein einfaches Berechnungswerkzeug zu entwickeln, dass eine Grobbilanzierung der Treibhausgasemissionen der Entsorgung ausgewählter gewerblicher Abfallströme ermöglicht. Das Berechnungswerkzeug soll modular aufgebaut sein und eine Bilanzierung auf Projektebene sowohl anhand von Durchschnittsdaten als auch, sofern vorhanden, anhand von projektspezifischen Daten ermöglichen.

Laufzeit: 02/2023 - 06/2023
Auftraggeber: EHTW Service GmbH
Projektleitung: Prof. Dr. David Laner

Drittmittelprojekt
AnKaH - Analyse Kasseler Abfallströme
Das Ziel des Vorhabens ist es basierend auf Probenahme- und Sortieranalysen derzeitige Zusammensetzung ausgewählter Haushaltsabfallströme in Kassel zu erheben und darauf aufbauend vorhandene Wertstoffpotenziale zu bestimmen. Durch die Entwicklung eines belastbaren Stoffstrommodells für Haushaltsabfälle werden schließlich Handlungsoptionen entwickelt, die zu einer weiteren Steigerung der Ressourceneffizienz der kommunalen Abfallwirtschaft beitragen können.

Laufzeit: 04/2020 - 06/2022
Auftraggeber: Stadt Kassel/Die Stadtreiniger Kassel
Projektleitung/-bearbeitung: Prof. Dr. David Laner / Dr.-Ing. Sarah Schmidt

Drittmittelprojekt
NaDemo - Nachhaltiges Deponienachsorgemodell für Österreich
Ziel des Projektes ist es Grundlagen für ein Deponienachsorgemodell für Österreich zu erarbeiten, das es im Sinne der Nachhaltigkeit erlaubt die Kosten für die langfristige Betreuung von Deponien zu bestimmen und durch gezielte Maßnahmen zu minimieren. Das Projekt wird unter der Federführung der TU Wien bearbeitet. Das Fachgebiet Ressourcenmanagement und Abfalltechnik wirkt im Rahmen des Projektes bei der Bewertung ausgewählter Fallstudien sowie bei der Entwicklung des Softwaretools zur naturwissenschaftlich-technischen und ökonomischen Bewertung der Deponienachsorge mit.

Laufzeit: 05/2020 - 12/2021
Auftraggeber: Bundesaltlastensanierungsges.m.b.H
Kooperationspartner: Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte und Ressourcenmanagement
Projektleitung: Prof. Dr. David Laner

Drittmittelprojekt
ÖkoBESt - Ökologische Bewertung unterschiedlicher Entsorgungsoptionen für teerhaltigen Straßenaufbruch aus Deutschland
Das Ziel des Projektes ist es anhand der ökobilanziellen Bewertung zentrale Faktoren für die Umweltauswirkungen unterschiedlicher Behandlungsverfahren für teerhaltigen Straßenaufbruch zu identifizieren sowie die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Entsorgungsverfahren zu bewerten. Dabei sollen ökologisch günstigste Entsorgungswege insbesondere auch in Abhängigkeit der örtlichen Randbedingungen (z.B. notwendige Transportaufwendungen) evaluiert werden.

Laufzeit: 05/2021 - 10/2021
Projektleitung: Prof. Dr. David Laner

Drittmittelprojekt
Studie "Finanzielle Machbarkeit von Deponierückbauprojekten im Berliner Umland zur Gewinnung von Grund und Boden, gestützt auf Berechnungen mit dem Tool ONTOL"
Ziel des Projektes war es anhand eines zweistufigen Prozesses potentielle Rückbaustandorte im Berliner Umland zu identifizieren und im Anschluss die Wirtschaftlichkeit und Treibhausgasbilanz potentieller Rückbauprojekte (anhand des Softwarewerkzeuges ONTOL) zu bewerten. Basierend auf den durchgeführten Analysen und Bewertungen konnten aus ursprünglich mehr als 2000 Standorten einige Altablagerungen (< 10) identifiziert werden, die für weitergehende Untersuchungen als Grundlage für die Entwicklung von Rückbauprojekten aus wirtschaftlicher Sicht in Frage kommen.

Laufzeit: 03/2020 - 08/2020
Auftraggeber: Landesamt für Umwelt Brandenburg
Projektleitung: Prof. Dr. David Laner