Zurück in ein neues Leben

Funktioniert Circular Economy in der Automobilindustrie praktisch ebenso wie theoretisch? Audi wagt den Versuch und testet im Projekt MaterialLoop mit 100 gebrauchten Fahrzeugen, wie möglichst viele Materialkreisläufe bilanziell geschlossen werden können.

16.03.2023 Lesezeit: 4 min

Audi Projekt „MaterialLoop“ im Bereich Kreislaufwirtschaft (Circular Economy)

Bisher nahm der Lebenszyklus eines Fahrzeugs eher ein schroffes Ende. Eine Zeit voller gemeinsamer Reisen und geteilter Erfahrungen, aus denen sich unzählige Geschichten ergaben, endete oftmals in einer Verschrottung, bei der nur ein geringer Anteil der Materialien für die Produktion neuer Fahrzeuge wiederverwendet wurde.

Audi will nun neue Wege gehen und versucht in einem Pilotprojekt mit 100 gebrauchten Fahrzeugen einen möglichst großen Anteil von Materialien wieder in die automobile Wertschöpfungskette einfließen zu lassen. In Zukunft sollen gemeinsam mit Partnerunternehmen immer mehr Materialkreisläufe bilanziell geschlossen werden. Mit dem Projekt MaterialLoop gewinnt Audi eine Vielzahl an neuen Erkenntnissen auf dem Weg zur Umsetzung einer Circular Economy.


Kann die Natur ein Vorbild sein für die Art und Weise, wie ein Automobilunternehmen wirtschaftet? „Ja“, sagt Dennis Christian Meinen überzeugt. Der Experte für Circular Economy der AUDI AG macht eine kurze Pause und fährt dann fort: „Die Natur kennt keinen Abfall, dort gibt es nur Stoffkreisläufe. Audi nimmt sich das zum Vorbild, mit dem Anspruch, immer mehr Kreise entlang der Wertschöpfungskette zu schließen.“

Audi Projekt  „MaterialLoop“ im Bereich Kreislaufwirtschaft (Circular Economy)

Das Pilotprojekt MaterialLoop

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Im Projekt MaterialLoop erprobt Audi mit 15 Projektpartnern einen geschlossenen Kreislauf für Altfahrzeuge. Die Ziele: Erstens möglichst viel Material aus 100 Altfahrzeugen ohne Qualitätsverlust (Vermeidung von Downcycling) zurück in einen automobilen Kreislauf zu führen. Zweitens Erkenntnisse mit Blick auf Design und Konstruktion zu sammeln: Wie und aus welchen Materialien sollen Bauteile in Zukunft konstruiert und gefertigt werden, damit man sie im automobilen Kreislauf halten kann? Nach der Entnahme von Bauteilen, welche sich für den Wiederverkauf als Gebrauchtteil eignen, liegt der Fokus des MaterialLoop-Projektes auf dem Recycling der Materialgruppen Stahl, Aluminium, Kunststoff und Glas.

Kreislaufwirtschaft steht im Gegensatz zum traditionellen linearen Wirtschaftsmodell, das auf große Mengen leicht zugänglicher Rohstoffe sowie auf günstige Energie setzt. Doch die Ressourcen der Erde sind endlich, Energie wird zunehmend kostbarer – der effiziente Einsatz von beidem ist essenziell. Und das nicht nur in wirtschaftlicher Hinsicht: „Es gibt eine smarte Definition von Nachhaltigkeit, nach der wir auch bei Audi streben: Alles, was man für immer machen kann, ist nachhaltig – mit der Betonung auf ‚für immer‘“, sagt Dennis Christian Meinen.

„Wir wollen den Wert von Produkten und Materialien so lange wie möglich erhalten.“

Dennis Christian Meinen, Strategie Nachhaltigkeit / Circular Economy, AUDI AG

„Wir wollen den Wert von Produkten und Materialien so lange wie möglich erhalten.“

Dennis Christian Meinen

Strategie Nachhaltigkeit / Circular Economy, AUDI AG

Dennis Christian Meinen, Strategie Nachhaltigkeit / Circular Economy, AUDI AG

Nährboden für Innovationen

Die Endlichkeit natürlicher Ressourcen ist einer der Faktoren, die die Entwicklung von geschlossenen Kreisläufen zu einem zentralen Nachhaltigkeitsthema für die Markengruppe Progressive machen. Schließlich stecken in jedem neuen Fahrzeug wertvolle Rohstoffe und Bauteile. Die verstärkte Etablierung von Kreisläufen ist nicht mit einem technologischen Rückschritt verbunden. Im Gegenteil: Sie ist eine Chance, technische Innovationen zu fördern und einzufordern. Dennis Christian Meinen erklärt: „Im Kern geht es bei Circular Economy um einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen. Wir wollen den Wert von Produkten und Materialien so lange wie möglich erhalten. Im Fokus stehen dabei Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit und eben auch die Recyclingfähigkeit unserer Produkte.“

Menge der von Audi verarbeiteten Rohstoffe in Fahrzeugen 2022

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Darstellung beruht auf den Produktionszahlen der AUDI AG in 2022 und aktuellen Zerlegestudien einzelner Modelle der jeweiligen Baureihen; rundungsbedingte Abweichungen vorbehalten.
Darstellung beruht auf den Produktionszahlen der AUDI AG in 2022 und aktuellen Zerlegestudien einzelner Modelle der jeweiligen Baureihen; rundungsbedingte Abweichungen vorbehalten.

Der Einsatz von Sekundärmaterialien darf jedoch nicht in Konkurrenz zu hohen Qualitätsansprüchen stehen. Deshalb ist es wichtig, automobile Sekundärmaterialien mit möglichst hoher Qualität zurück in den automobilen Produktionszyklus zu führen. „Heute findet für verschiedene Materialströme aus dem Altfahrzeug noch ein Downcycling statt“, sagt Philipp Eder, Stratege in der Audi Beschaffung. „Das bedeutet: Die qualitativen Eigenschaften eines neuen Produkts aus Recyclingmaterial sind niedriger als die des Ursprungsprodukts. Wenn zum Beispiel aus dem Metall von Altfahrzeugen Baustahl wird und Autoglasscheiben zu Trinkflaschen oder Dämmmaterial verarbeitet werden, dann befinden wir uns in solch einer Abwärtsspirale.“ Deshalb treibt die Audi Beschaffung Projekte voran, um perspektivisch mehr Materialien und Bauteile in einem Kreis führen zu können, der deren gleichbleibende Qualität zum Ziel hat.

 

Beispiele dafür sind der Aluminium Closed Loop sowie der jüngst etablierte PlasticLoop. In der Audi Q8 e-tron Baureihe verbaut das Unternehmen sicherheitsrelevante Bauteile, die erstmals anteilig aus gemischten automobilen Kunststoffabfällen über einen chemischen Recyclingprozess1 hergestellt wurden: die Kunststoffabdeckungen der Gurtschlösser. Die produzierten Bauteile sind ebenso hochwertig wie Neuware und haben dieselben technischen Eigenschaften – und Audi zeigt damit, wie Recycling ohne Qualitätsverlust gelingen kann. Doch die Vier Ringe wollen nicht nur vereinzelt Bauteile aus Kunststoffrezyklaten verwenden: Der vermehrte Einsatz von Sekundärmaterialien, insbesondere Post-Consumer-Rezyklaten2 aus Altfahrzeugen, ist das Ziel.

Audi Q8 e-tron: Stromverbrauch (kombiniert) in kWh/100 km: 25,3–20,1CO₂-Emissionen (kombiniert) in g/km: 0CO₂-Klasse: A

Audi Q8 e-tron: Stromverbrauch (kombiniert) in kWh/100 km: 25,3–20,1CO₂-Emissionen (kombiniert) in g/km: 0CO₂-Klasse: A

„Wenn alle an einem Strang ziehen, dann lassen sich immer mehr Kreisläufe schließen.“

Philipp Eder, Strategie Beschaffung, Nachhaltigkeit Lieferkette, AUDI AG

„Wenn alle an einem Strang ziehen, dann lassen sich immer mehr Kreisläufe schließen.“

Philipp Eder

Strategie Beschaffung / Nachhaltigkeit Lieferkette, AUDI AG

Philipp Eder, Strategie Beschaffung, Nachhaltigkeit Lieferkette, AUDI AG

Auf dem Weg zu nachhaltigen Lösungen

Durch eine erneute automobile Nutzung der Materialien lassen sich wertvolle Primärmaterialien einsparen. Der direkte Zugriff auf die Sekundärmaterialien könnte zudem perspektivisch zu einer verbesserten Versorgungssicherheit beitragen. Auch regulatorische Vorgaben zielen vermehrt darauf ab, zum Beispiel die in der EU aktuell in Revision befindliche End-of-Life-Directive – dies war ein weiterer Grund für die Vier Ringe, im Herbst 2022 das Projekt MaterialLoop zu starten, was sich mit „Materialkreislauf“ übersetzen lässt.

 

Mit insgesamt 100 Fahrzeugen, die am Ende ihres Produktlebenszyklus stehen, wird zusammen mit 15 Partnerunternehmen aus Industrie und Forschung erprobt, wie aus nicht mehr funktionstüchtigen Fahrzeugen Materialquellen für die Produktion neuer Fahrzeuge werden können, bei welchen Wertstoffen noch weiteres Potenzial besteht, welche neuen technischen Verfahren entwickelt werden müssen und was heute schon wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll umsetzbar ist. Zudem werden in dem Projekt wertvolle Informationen für die Konstruktion künftiger Modelle gesammelt.

Zudem werden in dem Projekt wertvolle Informationen für die Konstruktion künftiger Modelle gesammelt. Um die Recyclingfähigkeit der Produkte zu optimieren, spielt auch das „Design for Recycling“ eine entscheidende Rolle. Die Maxime lautet, Bauteile und deren Komponenten so zu gestalten, dass diese am Lebensende im Verwertungsprozess sortenrein getrennt werden können. „Unser Ziel ist es, die Recyclingfähigkeit mit allen technischen Anforderungen an unser Produkt noch besser in Einklang zu bringen. Das ist eine große Herausforderung, bietet uns aber die Chance, das Altfahrzeug als hochwertige Materialressource zu etablieren“, sagt Philipp Renner, der sich innerhalb der Technischen Entwicklung mit Circular-Economy-Themen beschäftigt.

 

Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden gemeinsam mit der Technischen Entwicklung und weiteren Fachbereichen in Leitfäden überführt und sollen so das reyclinggerechte Entwickeln von Bauteilen optimieren. Der Fokus des Projekts MaterialLoop liegt dabei auf den vier Materialgruppen Aluminium, Stahl, Kunststoff und Glas.

„Unser Ziel ist es, die Recyclingfähigkeit mit allen technischen Anforderungen an unser Produkt noch besser in Einklang zu bringen.“

Philipp Renner, Circular Economy, Technische Entwicklung, AUDI AG

„Unser Ziel ist es, die Recyclingfähigkeit mit allen technischen Anforderungen an unser Produkt noch besser in Einklang zu bringen.“

Philipp Renner

Technische Entwicklung / Circular Economy, AUDI AG

Philipp Renner, Circular Economy, Technische Entwicklung, AUDI AG

Technisch machbar – aber auch in der Serienproduktion umsetzbar?

Beim Thema Glas hat Audi bereits im April 2022 die ersten Schritten gewagt: „Gemeinsam mit unseren Projektpartnerunternehmen haben wir einen Prozess entwickelt, der es erlaubt, nicht mehr reparierbares Autoglas erneut für die Produktion neuer Windschutzscheiben zu verwenden“, erläutert Philipp Eder das vorläufige Ergebnis eines weiteren Pilotprojekts von Audi mit drei Partnerunternehmen aus der Autoglasbranche. Die Wiederaufbereitung von beschädigtem Autoglas führt dazu, dass insgesamt weniger Energie und Rohstoffe für die Herstellung neuer Scheiben aufgewendet werden müssen. Schließlich ermöglicht der Einsatz von aufbereitetem Material eine Reduzierung des Bedarfs an Primärmaterialien wie beispielsweise Quarzsand. Im Vergleich zur Herstellung neuen Glases wird bei der Wiederaufbereitung zudem bis zu 30 Prozent weniger Kohlenstoffdioxid emittiert. „Dieser Prozess wird bis ins Jahr 2023 für die Serienproduktion erprobt, um Erfahrungen zu Materialqualität, Stabilität und Kosten zu sammeln. Wenn das Glasrecycling wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll realisiert werden kann, soll dieser Prozess künftig bei der Produktion der Windschutzscheiben für den Audi Q4 e-tron umgesetzt werden“, sagt Philipp Eder.

Die gesamte Industrie ist gefragt

Philipp Eder, Dennis Christian Meinen und Philipp Renner wissen: Viele Prozesse lassen sich nicht von heute auf morgen umstellen. Doch mit Mut zu innovativen Technologien und neuen Anforderungen in der Fahrzeugentwicklung ist es möglich, zahlreiche Materialien und Bauteile in intelligente Kreisläufe zu integrieren – das beweist das Projekt MaterialLoop. Philipp Eder: „Wir haben in den vergangenen Jahren in verschiedenen Circular-Economy-Projekten gelernt, dass wir vom Fachwissen aus unterschiedlichsten Bereichen des Unternehmens und auch aus anderen Branchen profitieren können. Wenn alle Partnerunternehmen an einem Strang ziehen, dann lassen sich immer mehr Kreisläufe schließen.“ Darauf zielt Audi mit dem Projekt MaterialLoop ab – denn das Potenzial der Kreislaufwirtschaft ist noch lange nicht ausgeschöpft.

Recycling von Batterien

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Batterie-Recycling: Volkswagen Salzgitter
Demontage in der Pilotanlage für Batterierecycling in Salzgitter: Die Batteriesysteme werden von allen Anbauteilen befreit und in die einzelnen Module zerlegt.

Nicht ausgepowert

Die Lithium-Ionen-Batterie ist das Herzstück und das größte Bauteil eines Elektroautos. Doch was passiert mit der Batterie, wenn das E-Fahrzeug am Ende seiner Lebenszeit angekommen ist? Eine Entsorgung hat weder ökologisch noch ökonomisch Sinn. Hochvoltbatterien von ausrangierten Elektroautos können auch nach jahrelangem Einsatz auf der Straße weiter sinnvoll genutzt werden. 
 

Audi entwickelt dafür in Kooperation mit dem Volkswagen Konzern ein Vorgehen. Zuerst wird die Hochvoltbatterie auf ihren Funktionszustand („State of Health“) geprüft. Dies geschieht zum Beispiel mit einer von Audi eigens entwickelten Analysesoftware innerhalb weniger Minuten. Je nach noch vorhandener Leistungsfähigkeit, die das Prüfsystem feststellt, kann die Batterie einem von drei möglichen Verwendungszwecken zugeführt werden.
 

Erstens: Remanufacturing. Das bedeutet, dass die Hochvoltbatterie aufgrund ihres Leistungszustands und Materialwerts (bspw. Steuergeräte und Module) wiederaufbereitet und als Austauschteil weiterhin in einem E-Fahrzeug eingesetzt wird.
 

Zweitens: Second Life. Die Hochvoltbatterie hat noch einen mittleren bis guten Leistungszustand und kann dadurch noch jahrelang in einem „zweiten Leben“ außerhalb eines E-Fahrzeugs genutzt werden. Das kann zum Beispiel in einer flexiblen Schnellladesäule, in den Audi Charging Hubs, einem mobilen Laderoboter, einem fahrerlosen Transportsystem, einem Heimstromspeicher oder einem Notstromsicherungssystem der Fall sein. Audi testet aktuell zahlreiche Einsatzzwecke.
 

Drittens: effizientes Recycling. Dies geschieht in Deutschland zum Beispiel in einer Pilotanlage von Volkswagen in Salzgitter. Hier werden nicht mehr nutzbare Hochvoltbatterien, deren Leistungszustand zu niedrig ist, um sie weiterhin im Fahrbetrieb einzusetzen, zuerst einer Vorbehandlung unterzogen (Entladung und Demontage). Anschließend werden die Energiespeichereinheiten (z.B. Modul und/oder Zelle) durch mechanische Verfahren zerkleinert und in einzelne Fraktionen wie Aluminium, Kupfer, Kunststoffe und „Schwarzes Pulver“ sortiert. Das „Schwarze Pulver“ enthält die wertvollen Batterierohstoffe Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sowie Grafit, die durch spezialisierte Partnerunternehmen mit hydrometallurgischen Verfahren sortenrein aufbereitet werden. Danach können sie in weiteren Prozessschritten unter anderem zu neuem Kathodenmaterial verarbeitet werden. 
 

Die PowerCo in Salzgitter ist eine europäische Aktiengesellschaft, in welcher der Volkswagen Konzern seine weltweiten Batterieaktivitäten bündelt. Ziel der PowerCo ist es, Batteriezellen mit einer Recyclingquote von über 90 Prozent als Teil eines Rohstoffkreislaufs (Closed Loop) herzustellen. Die Zellfabrik wird perspektivisch mit einer Jahreskapazität von 40 GWh fertigen – genug für rund 500.000 elektrische Fahrzeuge. Die Fabrik in Salzgitter ist Blaupause und Auftakt für die weltweite Batterieoffensive – mit sechs Zellfabriken in Europa und perspektivisch weiteren in Nordamerika. 

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Willkommen beim Audi Report 2023! Der kombinierte Geschäfts- und Nachhaltigkeitsbericht von Audi führt die Themen Strategie, Finanz sowie Environmental, Social und Governance (ESG) zusammen.

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