SekulaRES

Industrielle Verwertung sekundärer Ressourcen in zirkulären Bauprodukten 

Die nachhaltige Bewirtschaftung urbaner Stoffströme und die kreislaufgerechte Wertschöpfung mittels digitaler Technologien stehen im Fokus der SekulaRES-Forschung. Mineralische Ressourcen aus dem anthropogenen Lager sollen erschlossen, industriell verwertet und wieder in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden. KI‑gestützte Inline‑Analyse und Sortierung, thermisch aktivierte RC-Feinstoffe sowie ökologisch bewertete Prozesse bilden die technische Grundlage für zirkuläre Bauprodukte. 

Ziele

SekulaRES untersucht, wie mineralische Rohstoffe aus urbanen Stoffströmen wie Boden und Steine, Bauschutt, Beton oder Gleisschotter nachhaltig zurückgewonnen und großtechnisch genutzt werden können. Aus der Verknüpfung industrieller Aufbereitungsverfahren mit digitalen Technologien sollen Sekundärrohstoffe mit entsprechender Verfügbarkeit, Homogenität und Qualität entstehen. Das Projekt unterstützt die Ziele der nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie und die Dekarbonisierung der Betonbauweise.

Innovationen

SekulaRES erforscht die Prozesskette zur Erkennung, Sortierung und Verwertung urbaner Stoffströme. Dazu gehören eine sensorgestützte, KI‑basierte Analyse in der Recyclingindustrie, die Aufbereitung sekundärer, tonhaltiger Feinstoffe in der Ziegelindustrie sowie die Ökobilanz zur Bewertung der ökologischen Wirkung. Ziel ist die Praxistauglichkeit der Technologien (TRL ≥ 6).

Drei Schwerpunkte prägen das Vorhaben.

1. Multimodale Sensorik und KI: Optische und spektrale Messverfahren ermöglichen die präzise Erkennung heterogener Stoffströme und steigern die Qualität sortenreiner Fraktionen. Die Messverfahren werden in die Aufbereitungsprozesse der Recyclingwerke integriert.

2. Herstellung von Ausgangsstoffen für die Produktion von Lehmsteinen, Ziegel, Zement oder Beton: Unter anderem sollen tonhaltige Feinfraktionen aus den Recyclingwerken in mechanischen und thermischen Industrieanlagen der Ziegelwerke aufbereitet werden. Nach Calcinierung sollen Versuche auf Zementmahlanlagen durchgeführt werden, um CO₂-reduzierte Zemente bzw. Betonzusatzstoffe herzustellen.

3. Systemische Bewertung: Ökobilanzen sowie Potenzial- und Hemmnisanalysen untersuchen ökologische, regulatorische und wirtschaftliche Aspekte. Aus den Herstellungs- und Anwendungsversuchen leiten sich branchenübergreifende Verwertungs- und Optimierungspotenziale ab. 

Arbeit im Verbund SekulaRES

Die Scherer & Kohl GmbH übernimmt die Aufbereitung der anthropogenen Stoffströme sowie die technische Koordination. Zum Teilprojekt gehören sämtliche Maßnahmen der industriellen Verwertung sowie die Herstellung zirkulärer Produkte. Die MFPA entwickelt Sensorik, Datensätze und Klassifikatoren zur qualitativen Beurteilung der Stoffströme und setzt die Ergebnisse in einem Demonstrator um. Inline-Überwachung, multimodale Analysen und KI-Verfahren sind wesentliche Aspekte. Das IZF untersucht die Eignung der Feinfraktionen zur Herstellung von Lehmsteinen/Ziegeln und calcinierten Tonen. Die Leipfinger‑Bader GmbH übernimmt das industrielle Upscaling der Ergebnisse. Außerdem ist die Untersuchung von Verwertungspotenzialen Schwerpunkt der Teilprojekte. Der VDZ verantwortet die Gesamtkoordination und nimmt Transferaufgaben wahr. Die Durchführung von Mahlversuchen an Sekundärressourcen aus der Recycling- und Ziegelindustrie ist Grundlage der zement‑ und betontechnischen Anwendung. Das ifeu erarbeitet Potenzial‑ und Hemmnisanalysen und führt die ökobilanzielle Gesamtbewertung durch.

Erwartet werden ein funktionsfähiger Demonstrator für die Inline‑Sortierung, zirkuläre Produkte, die als Zementhauptbestandteil oder Betonzusatzstoff genutzt werden können, sowie Pilotchargen von Lehm‑ und Ziegelprodukten. Die systemische Bewertung schafft zudem die Grundlage für ein späteres Zertifizierungsmodul zur Markteinführung. Die Bau‑ und Recyclingwirtschaft profitieren, weil hochwertige Sekundärstoffe Primärmaterialien substituieren und Deponiemengen reduzieren. Politik, Normung und Zertifizierungsstellen erhalten belastbare Grundlagen zur Weiterentwicklung einer zirkulären Bauwirtschaft.