„Demontageprozesse zu automatisieren und zu skalieren ist eine große Herausforderung”

Herr Schmidt, seit knapp zwei Jahren läuft das Projekt EKODA nun bereits. Wie sieht der aktuelle Zwischenstand aus?

Patrick Alexander Schmidt: In EKODA demontieren wir hochwertige Fahrzeugteile, um Aufbereitungswege auf ihre Eignung für die Kreislaufwirtschaft hin zu überprüfen. Dabei arbeiten wir an mehreren Use-Cases mit jeweils eigenen Fragestellungen. Mit Hilfe von Demonstrationsanwendungen erarbeiten wir Lösungen für eine praxistaugliche, skalierbare Weiter- und Wiederverwendung wichtiger Fahrzeugbauteile. Aktuell bauen wir diese Demonstratoren auf. Eine Anlage zur Zustandserfassung und dem fahrerlosen Transport von Batterien entsteht derzeit in Stuttgart; eine weitere Anlage für Schraubversuche zur Batteriedemontage entsteht in Dresden. In Chemnitz konzentrieren wir uns auf die Demontage von Lenkgetrieben sowie das Entlöten von Steuergeräten. Aktuell demontieren wir händisch eine geladene Batterie, um daraus Erkenntnisse für automatisierte Prozesse zu gewinnen. Noch im Jahr 2025 werden wir die einzelnen Anwendungen am Fraunhofer IWU in Chemnitz zusammenführen.

Welche Erkenntnisse haben Sie seit dem Projektstart gewonnen? Gab es Bereiche, die komplizierter waren als gedacht und umgekehrt?

Patrick Alexander Schmidt: Eine große Herausforderung besteht darin, Demontageprozesse zu automatisieren und zu skalieren. Viele Demontagevorgänge erfordern ein hohes Maß an Flexibilität und großes Geschick. Dies gilt gerade für gebrauchte Bauteile, bei denen sich beispielsweise Schraubverbindungen nicht mehr so gut lösen lassen wie bei einem Neuprodukt. Gar nicht so einfach ist es, gebrauchte Batterien zu beschaffen. Dafür mussten wir mehr Zeit aufwenden als zunächst veranschlagt, sodass wir erst mit Verzögerung die Demontageversuche starten konnten. Die Planungsphase stellte sich insgesamt als anspruchsvoller heraus als gedacht, denn auch die Auswahl geeigneter Bauteile will gut überlegt sein. Schließlich geht es darum, Forschungskapazitäten gezielt auf relevante, also wertvolle Bauteile zu konzentrieren.

Im Projekt EKODA soll ein praxistaugliches Kreislaufkonzept für verschiedene Komponenten erarbeitet werden. Dafür werden Industrieakteure als „assoziierte Partner” frühzeitig eingebunden. Foto: Fraunhofer IWU

Als exemplarische Use-Cases haben Sie zunächst die Traktionsbatterie von E-Autos und metallische (Blech-)Bauteile betrachtet. Was war der Grund für die Wahl dieser Komponenten?

Patrick Alexander Schmidt: Langfristig geht der Trend eindeutig in Richtung Elektromobilität. Daher ist es naheliegend, die Batterie als hochwertige Automobilkomponente in den Blick zu nehmen. Unser Ziel ist es, mit verbesserten Demontage- und Wiederverwendungsstrategien eine Grundlage für die wettbewerbsfähige  Weiterverarbeitung von Batterien am Ende ihres Lebenszyklus‘ auch in Deutschland zu schaffen.

Ergänzend zur Batterie haben wir das Lenkgetriebe gewählt, eine mechanische Komponente, die von heimischen Automobilzulieferern in hohen Stückzahlen hergestellt wird. Optimierungen bei der Demontage führen daher auch bei diesem Bauteil zu erheblichen Skaleneffekten. Selbst kleine Verbesserungen im Aufbereitungsprozess wirken sich positiv auf die Nachhaltigkeit der Produkte und die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen aus.

Die Umsetzbarkeit der von Ihnen ermittelten Ansätze in der Praxis ist ein zentrales Thema. Wie wird dies sichergestellt?

Patrick Alexander Schmidt: Das Konsortium des EKODA-Projekts selbst besteht zu einem großen Teil aus praxisnahen Industriepartnern. Zu den zehn Industriepartnern zählen Anlagenbauer, Spezialisten für Robotertechnik, Integratoren, Engineering-Dienstleister und Softwareunternehmen. Wir haben insgesamt den Blick klar auf die Bedarfe der Industrie gerichtet, zum einen durch den Austausch mit den Industriepartnern und zum anderen durch einen Austausch mit relevanten Stakeholdern, wie OEMs und Automobilzulieferern. Bei der Umsetzung der Demonstratoren geht es nicht nur um die unmittelbare Lösung technischer Herausforderungen, sondern auch um Problemstellungen, die im weiteren Verlauf der Umsetzbarkeit im Industriemaßstab relevant sind. Es geht also immer auch um die Skalierung: Wie gelingt es, größere Mengen bei der Demontage zu beherrschen, wie lassen sich Anlagen geschickt anordnen, damit ein schneller und sinnvoller Prozessfluss in der Fabrik gewährleistet ist?

Mit der frühzeitigen Einbindung von verschiedenen Stakeholdern wollen Sie möglichen „Akzeptanzherausforderungen” begegnen. Wie gestaltet sich diese Einbindung?

Patrick Alexander Schmidt: Im Rahmen einer Umfeldanalyse wollten wir zunächst die wichtigsten Akteure entlang der automobilen Wertschöpfungskette, die bereits erwähnten Stakeholder und wichtige Schnittstellen zu EKODA identifizieren. Im Laufe der ersten Projekthälfte haben wir kontinuierlich potenzielle Akzeptanzfragen, aber auch für uns relevante Fragestellungen an diverse Stakeholder gesammelt. Während einer Interviewstudie konnten diese dann Ihre Sicht auf das Vorhaben, sowie individuelle Hemmnisse und Hebel in Bezug auf die verschiedenen Bereiche des Projekts (wie unter anderem die technologischen Herausforderungen der automatisierten Demontage, Kennwert- und Handelssystem für gebrauchte Teile und Design for Circularity) erläutern. Diese Erkenntnisse bringen wir in unsere Arbeiten ein und werden im nächsten Schritt alle befragten Stakeholder in Form von Workshops an der Weiterentwicklung möglicher Geschäftsmodelle beteiligen.

Sie unterscheiden bei Ihren Partnern zwischen sogenannten „Projektpartnern” und „assoziierten Partnern”. Worin liegen die Unterschiede und welche Form der Unterstützung leisten die Partner?

Patrick Alexander Schmidt: Projektpartner – das sind die beteiligten Fraunhofer-Institute und zahlreiche Industriepartner – ordnen sich entsprechend ihrer Kompetenzen und Interessen im Projektplan ein. Projektpartner sind also direkt an der Entwicklung der Lösungen beteiligt und gestalten diese mit.

Darüber hinaus können Industrieunternehmen ihr Interesse an unserem Vorhaben in Form einer assoziierten Projektpartnerschaft bekunden. Diese Partner unterstützen in Form von Beratung oder stellen Bauteile zur Verfügung, die dann im Projekt untersucht werden. So haben zum Beispiel assoziierte Partner die im Projekt betrachteten Batterien und Lenkgetriebe beschafft oder zur Verfügung gestellt. Im Gegenzug erhalten assoziierte Partner unmittelbaren Zugriff auf unsere Ergebnisse und Erkenntnisse. Im Fall der Lenkgetriebe wird die Lösung direkt auf ein Bauteil eines Partners angepasst, wodurch sich die assoziierte Partnerschaft ebenfalls lohnt.

Ein Teil der Station zur Zustandsüberprüfung und Demontage der Traktionsbatterien – final werden sämtliche Anlagenbestandteile im Fraunhofer IWU in Chemnitz zusammengeführt. Foto: truphysics

Was ist mit Blick auf den planmäßigen Abschluss des Projekts bis September 2025 noch zu tun? Gibt es eine Art Roadmap?

Patrick Alexander Schmidt: Die Phase von Planung und Konzeption ist größtenteils abgeschlossen. Momentan laufen die Aufstellungen und die Inbetriebnahmen der Demonstratoren auf Hochtouren. Wie bereits beschrieben, befinden sich die Teildemonstratoren noch an unterschiedlichen Standorten. Sobald eine Vor-Ort-Inbetriebnahme bei den Industriepartnern abgeschlossen ist, müssen die Anlagenbestandteile für die abschließende Inbetriebnahme nach Chemnitz transportiert werden. Am Fraunhofer IWU werden dann beide Use-Cases vollständig aufgebaut. Gerade bei der Integration mehrerer Systeme kann es zu unvorhergesehenen Problemen kommen, sodass wir für die restliche Projektlaufzeit noch etwas Puffer eingeplant haben. Parallel bereiten wir für die Hannover Messe 2025 einen Messedemonstrator vor. Auf dem Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wird das EKODA-Projekt mit einer Demontageanwendung für Besucherinnen und Besucher erlebbar sein.

Welche Ergebnisse müssten am Ende stehen, um die Projektarbeit als erfolgreich zu bewerten? Ist ein unmittelbarer Transfer der gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis gewährleistet?

Patrick Alexander Schmidt: Die Projektarbeit ist erfolgreich abgeschlossen, wenn unsere Demonstrationsanwendungen praxistaugliche Lösungen für die Aufbereitung der Bauteile aufzeigen. Zu den größten Herausforderungen gehören eine effiziente und automatisierte Demontage von elektrischen und mechanischen Fahrzeugkomponenten, die Zustandserfassung der Batterien und die Möglichkeit der Skalierung. Es geht darum, optimale Verwertungsrouten für Bauteile nach ihrer Nutzungsphase aufzuzeigen. 

Unsere Projektpartner und wir arbeiten direkt mit der Automobilindustrie zusammen, der unsere Erkenntnisse also direkt zugutekommen. Das Fraunhofer IWU wird das aufgebaute Know-how in künftigen Kooperationen und Projekten weiterentwickeln – ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft und regionaler
Industriepartner.