RIN Modellregion für eine innovative und nachhaltige Stoffstromnutzung

Ein T-Shirt mit Vorleben

Das Bild zeigt Dennis Herzberg, Leiter des RIN "Stoffströme", beim Netzwerken.
Biomassekraftwerke machen aus Abfall eine Ressource. Nach einem ähnlichen Prinzip ließen sich auch alte Schaumstoffmatratzen, Holzspäne und Plastikflaschen wiederverwerten. Das RIN „Stoffströme“ in Düsseldorf will entsprechende Technologien vorantreiben. Geleitet wird es durch den Biotechnologen Dennis Herzberg (Mitte). (Foto: CLIB21)

Seine Vision hat Dennis Herzberg vor Augen, wann immer er sich aus der Plastikflasche auf seinem Schreibtisch ein Glas Wasser eingießt. Irgendwann, sagt er, wird diese Flasche nach ihrem Gebrauch wie selbstverständlich weiterleben; als Faser eines Autositzes etwa oder im Stoff seines T-Shirts.

„Kunststoffe bestehen aus Polymeren, einer bestimmten Anordnung chemischer Makromoleküle. Diese Moleküle lassen sich wiederverwerten, mehrmals sogar, bis sie irgendwann zu Abfall werden“, sagt der Koordinator des Regionalen Innovationsnetzwerkes „Stoffströme“ in Düsseldorf.

Stoffstrommanagement heißt das – und die meisten Menschen haben davon bereits gehört. Biomassekraftwerke sind ein Beispiel dafür. Sie machen aus Abfallprodukten der Landwirtschaft Rohstoffe für die Energiegewinnung. Bringt man das eine und das andere zusammen, entsteht zum gemeinsamen Vorteil ein neuer so genannter Stoffstrom.

Im Industrieland NRW sind solche Stoffströme aber auch deutlich größer denkbar: Die Prozessgase in der Stahlproduktion etwa bestehen aus den gleichen Molekülgruppen, die auch Grundlage für viele Chemikalien und Kunststoffe sind. Dazu gehört etwa Kohlenstoff oder Stickstoff. „Mit dem Gasstrom der Stahlwerke allein in Duisburg könnten wir die komplette Ammoniakproduktion in Deutschland abdecken“, so Herzberg. „Teile dieser Gasströme zu nutzen wäre ein großer Schritt, um Ressourcen zu schonen und den Ausstoß von Treibhausgasen zu verringern.“

Noch allerdings steht ein branchenübergreifendes Stoffstrommanagement am Anfang. Hier ist die Wissenschaft gefordert.

Über das RIN „Stoffströme“

  • Zum Netzwerk gehören als Kernpartner neben dem Biotechnologiecluster CLIB2021 auch die Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft (DGAW) und die EnergieAgentur.NRW. Themenbezogen engagieren sich darüber hinaus Konzerne und KMU sowie Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Zudem steht das RIN in Kontakt zu weiteren regionalen Netzwerken und zivilgesellschaftlichen Organisationen.

    Über das RIN „Stoffströme“

    • Ziel ist ein effizientes Stoffstrommanagement in den Bereichen Land- und Forstwirtschaft, Abfallwirtschaft, Energie und Industrie.

    Über das RIN „Stoffströme“

    • Das RIN arbeitet seit Mitte 2014.

    Das RIN „Stoffströme“ stößt mit seinen Forschungsfragen in diese Lücke. Es wird vom Biotechnologiecluster CLIB2021 zusammen mit der Deutschen Gesellschaft für Abfallwirtschaft und der EnergieAgentur.NRW koordiniert. Gemeinsam wollen die Partnerinnen und Partner…

    • …Stoffströme in NRW genau analysieren: Niemand hat derzeit einen Überblick, welche Stoffe und Stoffströme in NRW überhaupt anfallen. Das ist einmal ein theoretisches Problem: Bestehende Modelle sind entweder so grob, dass sie wichtige Stoffströme ignorieren – oder so detailliert, dass Zusammenhänge hinter einer Unmenge an Daten verschwinden. Fast noch schwieriger ist der Schritt, der auf die Analyse folgt: „Wir wollen Stoffströme, die sich heute größtenteils zufällig ergeben, bewusst neu sortieren. Das wird uns nur gelingen, wenn Menschen aus ganz unterschiedlichen Branchen Ideen dafür entwickeln, was sich wo verwerten lässt“, so Herzberg.
    • …einen gemeinsamen Wissensbestand schaffen: Unterschiedliche Menschen bringen unterschiedliche Kenntnisse mit – und reden dadurch schnell aneinander vorbei. Geht es bei Laboranlagen an den Hochschulen etwa um wenige Liter, rechnet die Industrie die gleichen Prozesse mit Mengen im fünfstelligen Bereich. „Das sind vollkommen unterschiedliche Welten. Der Biotechnologe aus dem Hochschullabor spricht oft eine ganz andere Sprache als der Ingenieur, der eine großtechnische Anlage plant. Hier ist das Risiko groß, vorschnell anzunehmen, dass es keine Schnittmengen gibt“, so Herzberg.
    • …Risiko durch Vertrauen minimieren: Bei den meisten der Prozesse und Technologien, wie sie im RIN angedacht werden, ist der Weg vom Modellversuch im Labor zu einer funktionierenden Industrieanlage besonders weit. „Chemische Reaktionen und besonders biotechnologische Verfahren sind abhängig von ihrer Größe. Upscaling, also der Sprung vom Labor in den Industriemaßstab, verläuft in vielen Zwischenschritten, die jeweils sehr aufwendig sein können“, so Herzberg. Bis eine Anlage im kommerziellen Maßstab arbeitet, braucht es mehrere Pilotanlagen, die einander ablösen, ohne Gewinn abzuwerfen. Kein staatliches Förderprogramm wird dieses Risiko je allein auffangen können. „Hier ist es wichtig, dass sich Menschen gut kennen, ein langfristiges Ziel haben und wissen, dass sie sich über lange Zeit aufeinander verlassen können. Dies kann die privaten Investitionen fördern, die für solche Anlagen notwendig sind.“
    • …industrielle Symbiosen vorantreiben: Bislang haben beispielweise die Stahlindustrie und die Chemiebranche wenig gemeinsam. Beim Klimaschutz bleibt daher jede Industrie innerhalb ihrer eigenen Logik. Stahlwerke etwa haben in der Vergangenheit gewaltige Summen investiert, um die Prozessgase ihrer Produktion für die eigene Energiegewinnung nutzen zu können. Dass sich diese Gase noch als Produkte zwischennutzen lassen, bis sie schließlich in den Kraftwerken landen – das hat niemand bedacht. Herzberg: „Diese Entwicklungen zumindest zu erweitern, ist vielleicht die größte Herausforderung vor der wir stehen.“

    Gewaltige Aufgaben, die sich nach Auffassung von Dennis Herzberg aber meistern lassen. Der Biotechnologe ist gespannt – nicht nur, weil er sich auf die neuen Autositze freut. Schon an der Universität habe er sich zwischen den Disziplinen am wohlsten gefühlt, sagt er. Nach dem Abschluss stieg er bei CLIB2021 ein und beobachtete, wie Netzwerke das Denken ihrer Mitglieder prägen. Ein RIN zum Thema Stoffstrommanagement in NRW – am Ende geht die Idee auf Menschen zurück, die den Horizont ihrer Disziplin verlassen haben. „Keiner von uns kann im Moment abschätzen, wo hinführt, was wir jetzt anstoßen. Aber genau das ist das Spannende daran.“