Erschließung neuer Stoffströme zur Ressourcenschonung in der Papierindustrie

Papier ist ein nachhaltiges, auf nachwachsenden Rohstoffen beruhendes Produkt. Insbesondere die Produktion von Recyclingpapier auf Basis von Altpapier nutzt bereits heute erfolgreich und effizient die etablierten Wertstoffkreisläufe und ist in vielerlei Hinsicht Vorreiter der Kreislaufwirtschaft. Eine Recyclingquote von Verpackungspapieren von über 80 % ist ein deutlicher Beleg hierfür. Dennoch bestehen auch bei der Recyclingpapierproduktion Optimierungspotenziale im Produktions- und Verwertungsprozess. Potenziale bestehen beispielsweise im Bereich der Energieeffizienz, der gesteigerten Nutzung erneuerbarer Energien, der Ausweitung geschlossener Wasserkreisläufe und damit verbunden auch in der Reduktion des CO₂-Ausstosses. In Deutschland verursacht die Papierproduktion einen jährlichen CO₂-Ausstoß von 10,6 Mio. Tonnen und entspricht damit den Emissionen von rund 4,5 Millionen Autos. Ein Großteil des Bedarfs sowie der Emissionen fällt bei der Produktion von Frischfaserpapier an und lässt sich durch eine Erhöhung der Altpapierquote, welche laut dem Verband Deutscher Papierproduzenten mehr als 66 % beträgt, spürbar reduzieren.

Um die Umweltbilanz der Papierproduktion nachhaltig zu verbessern, verfolgt das Forschungsprojekt EnEWA (Energieeinsparung bei der Papierproduktion durch Erschließung der Wertschöpfungsketten Altpapier aus Leichtverpackungen, Restabfall und Gewerbeabfall) den Ansatz, neue Quellen für das umweltfreundliche Altpapierrecycling zu erschließen und nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck forschen der Lehrstuhl für International Production Engineering and Management (IPEM) der Universität Siegen sowie das Institut für Anthropogene Stoffkreisläufe (ANTS) der RWTH Aachen gemeinsam mit den Industriepartnern Tomra Sorting GmbH, STADLER Anlagenbau GmbH und PROPAKMA GmbH sowie dem Papierproduzenten LEIPA Group GmbH an einer Lösung. Das zentrale Element des Forschungsprojektes ist die Untersuchung des Potenzials zur (Rück-)Gewinnung der Papierfasern aus Leichtverpackungsverbunden für die Papierproduktion. Schon heute haben papierbasierte Verpackungen im Fresh Food Sektor einen signifikanten Anteil mit steigender Tendenz. Ab einem Papieranteil von 95 % und mehr dürfen diese Verpackungen nach der Nutzung von den Verbraucher:innen direkt dem Altpapierkreislauf zugeführt werden. Verbundlösungen mit weniger als 95 % Papieranteil gehen dem Kreislauf in Deutschland jedoch leider verloren. Eine Rückgewinnungsmöglichkeit der Fasern aus diesen Leichtverpackungen würde jedoch zur gesteigerten Akzeptanz bei Produzenten und Verbraucher:innen – und damit zu vermehrtem Einsatz dieser umweltfreundlichen Verpackungslösungen – beitragen. Letztendlich die Menge der zur Verfügung stehenden Recyclingfasern durch einen weiteren Stoffstrom zum Nutzen von Umwelt, Mensch und Kreislaufwirtschaft erhöhen. Darüberhinausgehend wird die Nutzbarmachung des vor allem im privaten Umfeld falsch entsorgten Papiers – sogenannte Fehlwürfe – geprüft, um dieses ebenfalls zu neuem Recyclingpapier aufzubereiten.

Im Zuge dessen befassen sich die Projektbeteiligten mit den verschiedenen Phasen der Altpapiersammlung, -gewinnung und -aufbereitung. Nach einer Analyse der zu gewinnenden Altpapiersorten und Altpapierverbunde sowie deren Qualität im Rahmen von Stoffstromanalysen wird im zweiten Projektabschnitt die notwendige Sortiertechnik entwickelt und angepasst.

Die in der Sortierung gewonnenen Altpapier- und Papierverbundsorten durchlaufen zur Gewinnung von Papierfasern sowohl reguläre als auch spezielle Aufbereitungsprozesse im Altpapierrecycling, welche im Projekt durch eine zusätzliche Hygienisierung – zur Vermeidung einer mikrobiologischen Belastung – erweitert werden. Abschließend erfolgt die Überprüfung der Papierqualität durch die LEIPA Group GmbH, um sicherzustellen, dass die bislang hohe Papierqualität erhalten bleibt.

„Wir gehen davon aus, dass etwa 30 % der Fehlwürfe wiederverwendet werden könnten“, erklärt Philipp Nettesheim, Gruppenleiter am IPEM-Lehrstuhl. So lässt sich durch Recycling des gewonnenen Altpapiers der jährliche CO₂-Gesamtausstoß der deutschen Papierindustrie um 2,5 % reduzieren. Im Zuge dessen hat das BMWK unsere Bewerbung im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen für die Energiewende“ mit Unterstützung der EurA AG angenommen und eine Förderung des Vorhabens beschlossen.