{"id":42727,"date":"2023-06-17T08:00:11","date_gmt":"2023-06-17T06:00:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.nimms-rad.de\/news\/?p=42727"},"modified":"2023-06-16T14:55:07","modified_gmt":"2023-06-16T12:55:07","slug":"carbon-recycling-fahrrad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.nimms-rad.de\/news\/carbon-recycling-fahrrad\/","title":{"rendered":"K\u00f6nnen Carbon-Fahrr\u00e4der recycelt werden?: Fahrrad ist nicht immer gleich nachhaltig"},"content":{"rendered":"

Fahrr\u00e4der aus Carbon sind nicht mehr wegzudenken – allerdings stellen sie aus Sicht der Nachhaltigkeit ein Problem dar. Mittlerweile gibt es immerhin Carbonteile, in deren Beschreibung irgendetwas mit Recycling steht. Grund genug, sich das Thema etwas genauer anzuschauen.<\/strong><\/p>\n

[toc]<\/p>\n

Hochwertige Mountainbikes werden heute h\u00e4ufig, ja sogar meist aus Carbon \u2013 richtig w\u00e4re eigentlich kohlenstofffaserverst\u00e4rkter Kunststoff \u2013 hergestellt. Und die meisten von uns wissen: Umweltfreundlich ist das Material nicht. Aber die daraus hergestellten Rahmen sind einerseits bei hoher Steifigkeit und Belastbarkeit sch\u00f6n leicht und andererseits optisch h\u00e4ufig ansprechender gestaltet als Rahmen aus Metall, bei denen die der Zusammenbau aus Profilen, Rohren und Fr\u00e4steilen nicht so sch\u00f6n \u201eaus einem Guss\u201c erscheint.<\/p>\n

Carbon am Fahrrad \u2013 so funktioniert’s<\/h2>\n

Was an Carbon – ich erspare aus Gr\u00fcnden der Leserlichkeit die technisch korrekte Bezeichnung – ist bedenklich? Achtung, die Liste wird jetzt eher lang:<\/p>\n

    \n
  1. Der Verbundwerkstoff besteht aus Fasern (das eigentliche \u201eCarbon\u201c) und Matrix, einem Kunststoff, in dem die Fasern eingebettet sind. Diese Verbindung ist beinahe untrennbar, und genau das macht ein Recycling so schwierig. Dazu sp\u00e4ter mehr.<\/li>\n
  2. Fasern und Matrix basieren auf Erd\u00f6l, und die Produktion ist extrem energieintensiv.<\/li>\n
  3. Bei der Verarbeitung von Epoxidharz entstehen gesundheitssch\u00e4dliche D\u00e4mpfe, Hautkontakt ist zu vermeiden. Und die trockenen, ultrafeinen Carbonfasern sind Lungen-g\u00e4ngig, oder k\u00fcrzer formuliert: Beide Werkstoffe sind eine ziemliche Sauerei.<\/li>\n
  4. Die Fasern werden f\u00fcr die Herstellung von Fahrradteilen in der Regel als Gelege oder Gewebe (genau wie Stoffe) in Meterware angeliefert. Beim Ausschneiden der ben\u00f6tigten Formen entsteht ein Haufen Verschnitt. Ein Fahrradrahmen besteht beispielsweise aus mehreren hundert kleinen St\u00fccken, das garantiert Verschnitt. Der Verschnitt wird in aller Regel nicht recycelt, der Grund daf\u00fcr ist wiederum 1).<\/li>\n
  5. Nicht nur die Herstellung der Fasern ist energieintensiv, auch die Herstellung der aus dem Vollen gefr\u00e4sten Werkzeuge (mindestens eines pro Rahmengr\u00f6\u00dfe, f\u00fcr h\u00f6here St\u00fcckzahlen mehrere) und das Aush\u00e4rten der Rahmen im Ofen verbraucht jede Menge Energie.<\/li>\n
  6. W\u00e4hrend der Verarbeitung fallen jede Menge M\u00fcll an: Von den vielen sinnvollen Masken, Handschuhen bis hin zu Kernen, auf denen die Faserpatches platziert werden – all das bedeutet noch mehr Kunststoff.<\/li>\n
  7. CFK (Carbonfaser-verst\u00e4rkter Kunststoff) hat anisotrope Eigenschaften. Ergebnis sind Teile, die in der Regel ideal auf die \u201erichtige\u201c Belastung ausgelegt sind. Bei den \u201efalschen\u201c Belastungen aber (Sturz, Bremshebel schl\u00e4gt ins Oberrohr \u2026) ist der Werkstoff leider empfindlich und wird dann h\u00e4ufig aus Sicherheitsgr\u00fcnden ausgetauscht.<\/li>\n<\/ol>\n
    \n <\/a>\n \n \"Der\n <\/a>\n
    \n #<\/a>\n Der Verbundwerkstoff besteht aus Kohlenstofffasern und Kunststoff<\/strong> \u2013 die beiden voneinander zu separieren und wieder verwenden zu können, ist quasi unmöglich.\n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

    Einen moralischen Ausweg aus diesem Dilemma bieten inzwischen diverse Hersteller an, die mit „Recycling-Carbon“ oder ehrlicher „Recycling-f\u00e4higem Carbon“ werben. Im gleichen Zug sollen sogar noch bessere Fahreigenschaften erreicht werden. Der heilige Gral sozusagen. Hintergrund ist in den meisten F\u00e4llen die Verwendung eines anderen Kunststoffs als Matrix.<\/p>\n

    Ein Thermoplast hat gegen\u00fcber einem Duroplast (darauf setzen die allermeisten Fahrradrahmen und Komponenten) den unschlagbaren Vorteil, dass er erneut aufgeschmolzen werden kann, um, ganz genau, Recycling zu betreiben. Das macht sich jeder Pullover, der mal eine PET-Flasche war, zunutze. Die Molek\u00fclketten k\u00f6nnen durch Temperatur immer wieder gel\u00f6st werden und verbinden sich beim Abk\u00fchlen in einer neuen Form. Und tats\u00e4chlich sind diese Thermoplast-basierten Verbundwerkstoffe robuster, was beispielsweise Steinschlag angeht, und weisen gute D\u00e4mpfungseigenschaften auf.<\/p>\n

    Doch leider gibt es ein dickes, fettes Aber:<\/strong><\/p>\n

    Woraus besteht eine solche \u201erecyclingf\u00e4hige\u201c-Carbonfelge? Aus \u201eEndlos\u201c Fasern, sprich Fasern mit einigen Zentimetern L\u00e4nge aufw\u00e4rts; und aus dem thermoplastischen Kunststoff. So weit, so gut. Aber: Wie recycelt man nun eine Carbonfelge? Hierzu wird sie geschreddert und die entstandenen Schnipsel werden aufgeschmolzen, bevor sie in eine neue Form injiziert werden. Eine gleichwertige Carbonfelge mit den kurzen, nicht ausgerichteten Faserschnipseln herzustellen, ist unm\u00f6glich. Darf hier von Recycling gesprochen werden? Downcycling trifft es eher. Und anders als Downcountry ist das kein Modell mit Zukunft.<\/p>\n

    Recycling von Carbon<\/h2>\n

    Dennoch sind solche thermoplastischen Faserverbundwerkstoffe nat\u00fcrlich ein Schritt in die richtige Richtung, denn besser schlecht recyceln als gar nicht. Und bevor ihr hier alle schlechte Laune vom Lesen kriegt: Irgendwo am Horizont gibt es ein wenig Hoffnung hinsichtlich des Recyclings von duroplastischem Carbon, denn das Problem ist bekannt und wird angegangen – schlie\u00dflich werden auch viele andere Dinge aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt und stehen vor der gleichen Herausforderung. Bis dahin bleiben zwei mittelm\u00e4\u00dfige Ans\u00e4tze zum Thema Recycling die einzigen Optionen:<\/p>\n

    \n <\/a>\n \n \"Ein\n <\/a>\n
    \n #<\/a>\n Ein Rahmen am Ende seines Lebens<\/strong> \u2013 auf dem Weg in Richtung Pyrolyseofen. Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz\n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

    Pyrolyse<\/strong> und Solvolyse<\/strong>. Bei der Pyrolyse wird das Material unter Ausschluss von Sauerstoff \u201everbrannt\u201c. Die Matrix, also der Kunststoff, verbrennt dabei; es bleiben nur die temperaturbest\u00e4ndigen Fasern \u00fcbrig; also k\u00f6nnen auch nur sie \u201erecycelt\u201c werden. Jetzt k\u00f6nnen sie entweder direkt zu einem – minderwertigen – Garn verarbeitet werden oder als F\u00fcllstoff etwa in Spritzgussgranulat landen.<\/p>\n

    Pyrolyse<\/strong> ist die derzeit einzige, industriell verwendete Methode f\u00fcr das Recycling von Carbon – in Stade steht beispielsweise ein der wenigen solchen Anlagenparks weltweit, der mehr als 1.000 Tonnen Carbon pro Jahr verwertet, oder anders ausgedr\u00fcckt: Genug Kapazit\u00e4t, um eine halbe Millionen Carbonrahmen pro Jahr zu verarbeiten.<\/p>\n

    Realistisch gesehen ist das dann aber doch weder m\u00f6glich noch die Praxis, denn die gro\u00dfe Masse kommt eher durch Produktionsabf\u00e4lle als durch Endprodukte zustande, aber immerhin. Zum Vergleich: Jedes Jahr werden derzeit mehr als 100 Mal so viele Tonnen Carbonfasern produziert!<\/p>\n

    Bei der Solvolyse<\/strong> wird der Matrix-Kunststoff chemisch-thermisch gel\u00f6st und kann – in weiteren Prozessschritten – mehr oder weniger zur\u00fcckgewonnen werden. Die Fasern bleiben sogar in besserer Qualit\u00e4t erhalten, als bei der Pyrolyse. Sie k\u00f6nnen jetzt ebenfalls zu Vliesen oder Garnen verarbeitet werden, die aber leider ebenfalls nicht an die Qualit\u00e4t des Ausgangsmaterials herankommen.<\/p>\n

    \n <\/a>\n \n \"Lack\n <\/a>\n
    \n #<\/a>\n Lack verbrannt, Matrix verbrannt, Kohlenstofffasern bleiben \u00fcbrig.<\/strong> \u2013 Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz\n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

    \"Youtube<\/span>Video: Carbon-Pyrolyse<\/span><\/h2>\n
    \n
    \n
    \n <\/p>\n
    \"YouTube<\/div>\n
    Recycling von carbonfaserverst\u00e4rktem Kunststoff | Ressourceneffizienz<\/div>\n<\/p><\/div>\n
    \n Wir ben\u00f6tigen deine Zustimmung, um den von unserer Redaktion eingebundenen Youtube-Inhalt anzuzeigen. Mit dem Klick auf das Video erkl\u00e4rst du dich damit einverstanden, dass dir externe Inhalte angezeigt werden. Damit k\u00f6nnen personenbezogene Daten an Drittplattformen \u00fcbermittelt werden. Mehr dazu in unseren Datenschutzhinweisen<\/a>.\n <\/div>\n<\/p><\/div>\n<\/div>\n

    Wie heute industriell beim Recycling von Carbon vorgegangen wird, zeigt dieses Video gut.<\/p>\n

    Das Gute: Diese Prozesse sorgen f\u00fcr ein wesentlich geringeres CO\u2082-\u00c4quivalent, als wenn Neufasern hergestellt werden. Au\u00dferdem wird M\u00fcll vermieden. Bis diese Prozesse fl\u00e4chendeckend verwendet werden, ist es aber noch ein weiter Weg. Aktuell werden CFK-Produkte noch nicht einmal einheitlich gekennzeichnet, das hei\u00dft: Das Recycling ist unn\u00f6tig schwierig, weil Faser- und Matrixart nur schwer zu identifizieren sind.<\/p>\n

    \n <\/a>\n \n \"Carbonfaserschnipsel\"\n\n <\/a>\n
    \n #<\/a>\n Carbonfaserschnipsel<\/strong> \u2013 bereit für ein neues Leben als Verstärkungsschnipsel - nur eben nicht mehr so performant wie im ersten Leben. Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz\n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

    Um noch ein wenig Licht am Ende des schwarzen Carbon-Tunnels zu verbreiten: Es wird flei\u00dfig daran geforscht, Kohlenstofffasern statt aus petrochemischen Ausgangsmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Forscher verfolgen den Ansatz, Lignin oder Cellulose als Ausgangsmaterial zu verwenden. Im Laborma\u00dfstab gelingt es beispielsweise am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Polymerforschung, dass die Fasern entlang der Faserrichtung hoch steif und fest sind; auf dem Niveau erd\u00f6lbasierter \u201eHigh-Modulus-Fasern\u201c.<\/p>\n

    Kombiniert mit der richtigen Matrix lie\u00dfen sich damit dann bio-basierte Fahrradrahmen mit \u00e4hnlichem Gewicht und Fahreigenschaften erzielen, wie wir sie gewohnt sind – anschlie\u00dfend aber auch nur so gut oder schlecht recyceln, wie bisher.<\/p>\n

    \n <\/a>\n \n \"Nach\n <\/a>\n
    \n #<\/a>\n Nach dem Ofen ist die Matrix, die die Fasern in Form hielt, verbrannt<\/strong> \u2013 in dieser ganzen Unordnung ist aber klar: zur gleichen Performance wird das nicht wieder zurück geführt werden können. Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz\n <\/figcaption>\n <\/figure><\/div>\n

    Wo also bleiben die Bikes aus Recycling-Carbon? Hochwertige Recycling-Rahmen in Handarbeit will in Zukunft Petit-Breton herstellen – aus Airbus-Produktionsabf\u00e4llen, und nicht aus alten Fahrradrahmen. Und wenn erst einmal Rahmen im Spritzguss hergestellt<\/a>\u00a0werden, k\u00f6nnen die klein geh\u00e4ckselten Carbonfasern doch noch ihren Mehrwert liefern. Aber ich wiederhole mich nur ungern: Echtes Recycling ist das nicht.<\/p>\n

    Fazit<\/h2>\n
    \n \n
    \n

    Dass langsam, aber sicher die ersten \"recyclingf\u00e4higen\" Fahrradprodukte aus Carbon erscheinen, ist sch\u00f6n. Solange aber keine Fahrr\u00e4der aus recyceltem Carbon erscheinen, bedeuten Carbonfahrr\u00e4der den Beginn einer Downcyclinggeschichte. Die nachhaltigste L\u00f6sung (nach dem Verzicht auf Carbon) bleibt deshalb: Carbonprodukte so lange verwenden, wie irgendwie m\u00f6glich. Und wenn etwas kaputtgeht: Carbon reparieren! Das geht \u00fcberraschend gut, wird aber entt\u00e4uschend selten gemacht - von v\u00f6llig zerborstenen, katastrophal gebrochenen F\u00e4llen mal abgesehen.<\/p> <\/div>\n \n \n <\/section>\n \n

    Was haltet ihr von Carbon am Fahrrad?<\/p>\n

    <\/div>
    <\/div>Foto: VDI Zentrum Ressourceneffizienz<\/span>
    <\/div>
    <\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Fahrr\u00e4der aus Carbon sind nicht mehr wegzudenken – allerdings stellen sie aus Sicht der Nachhaltigkeit ein Problem dar. Mittlerweile gibt es immerhin Carbonteile, in deren Beschreibung irgendetwas mit Recycling steht. Grund genug, sich das Thema etwas genauer anzuschauen.<\/p>\n","protected":false},"author":31,"featured_media":42729,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[4086,1],"tags":[2619],"marke":[],"class_list":["post-42727","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-umwelt-klima","category-allgemein","tag-magazin_feature"],"acf":[],"yoast_head":"Carbon-Recycling: Fahrrad ist nicht immer gleich nachhaltig<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Fahrr\u00e4der aus Carbon sind nicht mehr wegzudenken - allerdings stellen sie aus Sicht der Nachhaltigkeit ein Problem dar. 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