11.12.2023

Climate Lab und die Revolte der Matratzen – Allianz für Zirkulation im Entstehen

Climate Lab stellt seinen Umsetzungsplan für zirkuläre Matratzen zur beschleunigten Klimawende und Kreislaufwirtschaft vor: Es wird eine Allianz benötigt.
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Matratzen, Allianz, Kreislauf, MATR
(c) Stock.Adobe/Matthew - Eine Matratzen-Allianz soll den Kreislauf anregen.

Jahr für Jahr werden nach wie vor rund eine Million Matratzen in Österreich verbrannt. Damit dies nicht mehr geschieht und sich im Matratzenkosmos einiges ändert, sieht der Umsetzungsplan des Climate Lab die Gründung einer Matratzen-Allianz vor, in der die gesamte Wertschöpfungskette zusammenarbeitet. Vorbild dafür ist unter anderem die Schweiz.

Zur Info: Die Gründung eines eigenen Zentrums für Kreislaufwirtschaft in Österreich war eine von insgesamt 93 Empfehlungen, die der Klimarat ausgearbeitet und Mitte 2022 an die Bundesregierung übergeben hat. Die Empfehlung des Gremiums, das sich aus zufällig ausgewählten Bürger:innen zusammensetzt, ist seit 2022 im eröffneten Climate Lab in der Wiener Spittelau integriert. Das Ziel: „Ressourcenkreisläufe innerhalb und zwischen verschiedenen Branchen zu fördern sowie Wissen und Fähigkeiten in diesem Bereich zu stärken“.

Matratzen bisher nicht kreislauffähig

Ein weiterer wichtiger Schritt in Planung (neben der Allianz) ist die Einführung eines „Extended Producer Responsibility“-Systems. Vereinfacht gesagt übernehmen hierbei Hersteller:innen und Händler:innen Verantwortung für ihre Produkte auch über den Verkauf hinweg – bis zur Sammlung und Wiederaufbereitung, indem sie sich finanziell beteiligen.

Das Climate Lab wurde mit dem Ziel gegründet, schwierige Projekte für die Klimawende beschleunigt in die Umsetzung zu bekommen. Jetzt scheint die erste Welle an Programmen vor dem Abschluss zu stehen, wie es aus der Aussendung heißt. Mit dem Ergebnisbericht zum Programm für zirkuläre Matratzen (im Auftrag des Klimaschutzministeriums) liegt zudem der erste Report samt Umsetzungsplan vor.

Darin heißt es u.a.: „Das Produktdesign des Großteils der aktuell am Markt verfügbaren Matratzen ist nicht an die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft angepasst. Die größten Herausforderungen dabei sind“:

● Eine Vielzahl an unterschiedlichen Materialien (bspw. unterschiedliche Schaumstoffe, Bezüge, Zwischenschichten).
● Multimaterialien sind Differenzierungsmerkmal der Hersteller sowohl im Kern, als auch im Bezug der Matratzen
● Die Verklebung verschiedener Bestandteile (z.B. unterschiedlicher Schaumstoffe)
● Auswahl nicht und ungenügend recyclingfähiger Materialien (z.B. Mischmaterial im Bezug).
● Einsatz von Problemstoffen in der Vergangenheit (z.B. Flammhemmer, spezielle Treibmittel), welche aber durch die vergleichsweise lange Nutzungsdauer von Matratzen erst jetzt im Abfall landen.

„All diese Faktoren erschweren die Kreislaufführung der Matratzen. Das künftige Produktdesign von Matratzen ist also eine große und wichtige Stellschraube, um die Kreislaufführung der verwendeten Materialien zu ermöglichen“, geht es im Bericht weiter. Eine Allianz soll nun diese Probleme lösen.

Alle mit auf der Matratze

„Das Besondere an diesem und auch den folgenden Umsetzungsplänen ist, dass wir alle einbinden, die es für Lösungen braucht. Vom Rohstoffproduzenten über den Handel bis zu Entsorgungsbetrieben, von der Wissenschaft bis zu Behörden waren alle Sektoren eingebunden. Wir wollen dazu beitragen, Sektorengrenzen zu überwinden und das ist uns hier auch gelungen“, sagt Climate Lab-Geschäftsführer Gebhard Ottacher.

Programm-Manager Gregor Pflüger weiß, dass solche Koop-Systeme international mit guten Ergebnissen aufgefallen sind: „In einigen Regionen in Belgien werden bereits mehr als 60 Prozent der Matratzen wieder eingesammelt, Tendenz rasch steigend. In Connecticut (USA) stieg die Recyclingrate von 8,7 Prozent auf beeindruckende 63,5 Prozent“, sagt er.

Positive Matratzenbeispiele aus Wien und Salzburg

Für innovative Lösungen muss man allerdings nicht nur ins Ausland schauen: Das Wiener Startup ‘MATR’ bietet nämlich neben einer kreislauffähigen Matratze auch Servicepakete an, wie z.B. das Mieten von Matratzen. Der Salzburger Hersteller Elastica indes hat mit der Matratze „Loop“ ebenfalls ein zirkuläres Produkt entwickelt, das sich bereits der Öko-Design-Verordnung orientiert.

Die Verlängerung der Lebensdauer von Matratzen sei neben der Kreislauffähigkeit ein weiterer Hebel, um Ressourcen und Energie zu sparen. In Wien betreibt MatWash eine Anlage zur Matratzenreinigung als Alternative zur Entsorgung.

„Weg wurde bereitet“

„Mit diesem Umsetzungsplan haben wir den Unternehmen der Branche den Weg bereitet“, sagt Climate Lab Circularity-Direktorin Helene Pattermann. „Beschreiten müssen sie ihn aber selbst. Nach all den intensiven Gesprächen und all der gemeinsamen Arbeit sind wir zuversichtlich, dass es schon bald zu einer echten Wende in der Matratzenbranche kommt.“

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Strom aus Wind und Sonne braucht Speicher. Für sie entwickelt das Projekt Phoenics neue Batteriezellen. Konzeptbild, mit KI erstellt. | (c) Virtual Vehicle
Strom aus Wind und Sonne braucht Speicher. Für sie entwickelt das Projekt Phoenics neue Batteriezellen. Konzeptbild, mit KI erstellt. | (c) Virtual Vehicle

Wind und Sonne liefern Strom, wann sie wollen, nicht wann ihn jemand braucht. Diese Lücke schließen Batteriespeicher. Sie werden damit zur Schlüsseltechnologie der Energiewende. Genau hier setzt Phoenics an: Ein steirisches Konsortium entwickelt die nächste Generation von Lithium-Ionen-Zellen für stationäre Speicher.

Koordiniert wird das Projekt von der Virtual Vehicle Research GmbH in Graz. Partner sind Varta Innovation, die Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL) und AVL List. Phoenics läuft 36 Monate und kostet 2,9 Millionen Euro. Knapp zwei Millionen davon kommen von der FFG, aus der Ausschreibung „Energieforschung 2024″.

Ein Material, zwei Ziele

Im Zentrum steht ein Kathodenmaterial: Lithium-Mangan-Eisenphosphat, kurz LMFP. Es ist eine Weiterentwicklung des etablierten Lithium-Eisenphosphats (LFP). LFP-Zellen gelten als sicher und robust, und sie kommen ohne kritische Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel aus. LMFP soll zusätzlich bis zu 20 Prozent mehr spezifische Energiedichte liefern. Auf gleichem Bauraum ließe sich damit mehr Energie speichern.

Diesen Materialvorteil will das Konsortium in die fertige Zelle bringen. Die Zielmarken: 20 Prozent mehr Energiedichte, 40 Prozent längere Lebensdauer.

Was noch offen ist

Bis dahin bleiben Fragen. Wie verhält sich das Material über die Lebensdauer, wie altert es, und lässt es sich industriell verarbeiten und skalieren?

Das Konsortium kombiniert deshalb Experiment und Simulation. Die Partner untersuchen das Kathodenmaterial über den gesamten Lebenszyklus, mit Materialcharakterisierung, hochauflösender Bildgebung und KI-gestützter Auswertung. Parallel entstehen physikbasierte und datengetriebene Modelle. Sie bilden das Verhalten der Zelle von der Mikrostruktur bis zum kompletten Speichermodul ab und sollen Entwicklungszyklen verkürzen.

„Die Mikrostruktur von Elektrodenmaterialien beeinflusst maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batteriezellen“, sagt Roland Brunner, Gruppenleiter am MCL.

Ein eigener Schwerpunkt gilt der Sicherheit. Spezielle Testverfahren sollen zeigen, ob LMFP-Zellen den Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit genügen. AVL bringt dafür seine Erfahrung in der elektrochemischen Modellierung ein. Verbinde man physikalische Modelle mit Methoden des maschinellen Lernens, ließen sich kritische Betriebszustände und Sicherheitsaspekte frühzeitig vorhersagen, sagt Roland Wanker, Geschäftsbereichsleiter Advanced Simulation Technologies bei AVL.

Aufbauen statt neu anfangen

Phoenics setzt die Zusammenarbeit aus dem Vorgängerprojekt OpMoSi fort. „Unsere Stärke liegt darin, modernste Simulations- und Analysemethoden mit industrieller Entwicklungskompetenz zu verbinden“, sagt Projektleiter Philip Kargl von Virtual Vehicle.

Varta Innovation steuert die Fertigungsseite bei, von der Materialentwicklung über die Elektrodenfertigung bis zur Zellintegration. Großes Potenzial sehen die Partner vorerst bei stationären Speichern. Langfristig könnten die Ergebnisse auch der Elektromobilität nützen.

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