Re-Use und Re-Manufacturing erreichen die Anwendungspraxis

CircuClarity wurde 2022 von Dr. Linda Hildebrand und Dr. Lisa Rammig auf der glasstec initiiert und hat sich seitdem von einer kleinen Impulsveranstaltung zu einem internationalen Netzwerk mit mehr als einhundert Beteiligten entwickelt.

Das Besondere ist die Vernetzung entlang der gesamten Wertschöpfungskette: Fachleute aus Rohstoffversorgung, Floatglasherstellung und -verarbeitung, Fassadenbau und Engineering, Architektur, Projektentwicklung und Wissenschaft bringen ihre jeweiligen Perspektiven zusammen.

Inhaltlich reicht die Arbeit von Energie und Sekundärmaterialien über Rückgewinnungssysteme und „Design for Disassembly“ bis zu Produktentwicklung und Daten – mit dem Ziel des Vorantreibens von Innovationen für mehr Zirkularität in der Glas-, Architektur- und Fassadenbranche. Hier aber widmet sich die Gruppe dem Thema Re-Use und Re-Manufacturing.

Der Status Quo: Hochwertig gefertigtes Isolierglas kann heute Jahrzehnte in Fenstern oder Fassaden überdauern. Wird ein Gebäude abgerissen, endet sein „Produktleben“ bislang leider trotzdem meist an dieser Stelle, weil es als Scherben mit mineralischen Baustoffen vermischt, mit niedrigerem Anspruch recycelt und anschließend für anderweitige Anwendungen, zum Beispiel als Behälterglas oder Dämmstoff eingesetzt wird.

Im günstigeren Fall gelangt es nach dem Rückbau von Gebäuden als Scherben zurück in die Flachglasproduktion. Die Flat-to-flat-Recyclingquoten von Altglas liegen nach Angaben der Studie „Readiness for circularity and climate neutrality in the glass industry“ von Hildebrand und Rammig^[1] bislang jedoch selten über einem Prozent. Statt Gebäude rückzubauen und wie Materialbanken zu nutzen, wird Glas beim Abbruch meist zerstört und mit mineralischen Baustoffen vermischt – dann ist eine hochwertige Rückgewinnung unmöglich.

Dabei ist selbst hochwertiges Recycling nur eine der möglichen Kreislaufstrategien. Die Verwendung von größeren Mengen an Scherben führt zu einer Verringerung der direkten CO2-Emissionen, da Scherben einen Teil der unberührten Rohstoffe ersetzen und im Vergleich zu diesen weniger Energie zum Schmelzen benötigen. Die im Glas bereits enthaltene „graue Energie“, also die Energie, die für dessen Herstellung, Transport, Lagerung, Verkauf etc. insgesamt aufgewendet wurde, also in ihm „enthalten“ ist, geht trotzdem verloren. Sie lässt sich jedoch bewahren, wenn die Scheibe, das Isolierglas oder sogar ganze Fassadenmodule anderenorts weitergenutzt werden.

Hildebrand und Rammig unterscheiden zwischen Re-Use und Re-Manufacturing: Beim Re-Use wird ein Bauteil, nach Prüfung der Eignung, ohne wesentliche Veränderung erneut eingesetzt. Beim Re-Manufacturing werden Produkte zerlegt, Komponenten gereinigt, geprüft und dokumentiert und anschließend mit vorhandenen oder neuen Bestandteilen wieder zu einem funktionsfähigen Produkt zusammengesetzt.

Dass sich dieser Ansatz auch auf Fassadenglas übertragen lässt, zeigt ein in der Studie dokumentiertes Projekt von LMP Engineering und DOW. Gebrauchte Glasscheiben wurden erhalten, geprüft und durch eine Silikonverstärkung zu neuen Fassadenelementen weiterentwickelt.

Dazu Enrico Cutri, DOW: „Für die Wiederverwendung von Fassadenglas reicht es nicht aus, dass es noch intakt aussieht. Wir müssen ihre verbleibende Leistungsfähigkeit bewerten und daraus einen technisch belastbaren neuen Aufbau entwickeln. Unser Beispiel zeigt, dass vorhandenes Glas nicht zwangsläufig zum – wenn auch wertvollen – Rohstoff für die nächste Schmelze werden muss, sondern als Bauteil einen weiteren Lebenszyklus erhalten kann.“

Das Potenzial scheint erheblich: Von Hildebrand und Rammig herangezogene Fallstudien weisen für wiederaufbereitetes Glas gegenüber neuem Glas Treibhausgasminderungen von bis zu 84 Prozent aus^[2]. Gleichzeitig verweisen Untersuchungen an rund 30 Jahre altem Floatglas darauf, dass die Auswirkungen der Nutzung zum Beispiel auf die Biegefestigkeit unter bestimmten Randbedingungen gering sein können. Entscheidend werden damit Prüf- und Bewertungsverfahren, mit denen sich die weitere Verwendbarkeit einer ausgebauten Scheibe zuverlässig nachweisen lässt.

Wie niedrigschwellig Kreislaufführung auch sein kann, zeigt ein zweites in der Studie betrachtetes Beispiel: Beim Projekt St. Oberholz in Berlin wurden gläserne Innenwände im Umbau demontiert, zunächst eingelagert und später, bei einer Büroerweiterung, erneut eingesetzt. Gerade Innenwand- und Trennwandsysteme eignen sich nach Einschätzung der Autorinnen für solche Modelle: Ihre Nutzungszyklen sind häufig kürzer als die technische Lebensdauer der Bauteile, sodass beim Ausbau meist gut erhaltene Produkte zur Verfügung stehen.

Um beispielhafte Projekte vom Einzelfall zum Normalfall zu skalieren, muss sich jedoch mehr ändern als die Konstruktion selbst. Benötigt werden ein selektiver Rückbau, geeignete Logistik- und Rücknahmesysteme sowie Informationen darüber, welches Glas wo verbaut wurde und welche Eigenschaften es besitzt. EPDs, digitale Produkt- und Gebäuderessourcenpässe sowie Materialkataster bieten hierfür eine wichtige Infrastruktur, noch sind diese Datenstrukturen jedoch nicht ausreichend miteinander vernetzt.

Auch das „Design for Disassembly“ erweist sich in der Praxis noch als differenzierter als häufig angenommen. Tests mit dem Rückbau von Fassadensystemen zeigten beispielsweise, dass vermeintlich reversible Schraubverbindungen beim manuellen Rückbau zeitaufwendiger sein können als Silikonverklebungen, wenn für deren Trennung geeignete Werkzeuge eingesetzt werden. Entscheidend ist deshalb nicht allein die Fügetechnik, sondern ob ein Bauteil am Ende seiner ersten Nutzungsphase tatsächlich wirtschaftlich, zerstörungsarm und sortenrein zurückgewonnen werden kann.

Die Studie zeichnet demnach ein differenziertes Bild: Während die vollständige Dekarbonisierung der energieintensiven Floatglasherstellung technologisch zwar mit viel Energie von den großen Flachglasherstellern angegangen wird, aber eine langfristige Aufgabe bleibt, entwickeln sich Sekundärmaterialien, Scherbenrückgewinnung durch eigene Rücknahmesysteme der Industrie sowie Re-Use- und Re-Manufacturing-Konzepte vergleichsweise schnell – viele Ansätze befinden sich bereits am Übergang zu einer dynamischen Kommerzialisierung. Die technische Frage, ob Glas ein zweites Leben haben kann, ist in ersten Projekten bereits beantwortet – die nächste lautet, wie durch frühe Zusammenarbeit in Projekten und gute Vernetzung daraus Alltag in der Glas-, Fassaden- und Abbruchwirtschaft wird.