Dr. Dominic Laaf ist Vernetzungsmanager bei der Modellfabrik Papier.
Heute werfen wir einen Blick auf ein Transformationsprojekt der Papierindustrie: die Modellfabrik Papier, ein innovatives Projekt zur nachhaltigen Papierproduktion. Was dahinter steckt und welche Ziele das aktuelle Forschungsvorhaben verfolgt, erklärt uns Vernetzungsmanager Dr. Dominic Laaf im Interview.
Frage: Herzlich willkommen, Herr Laaf. Sie wollen der Papierindustrie helfen, die Klimaziele von morgen zu erreichen. Um welche Papierprodukte geht es dabei?
Dominic Laaf: Ob es die Brötchentüte ist, Hygienepapier oder die Produktverpackung: Papier, Karton und Pappe sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Künftig aber werden innovative, kreislauffähige und (energie)effiziente Lösungen immer dringlicher und die gleichzeitig Einsatzgebiete von Papierprodukten steigen. Trotz, dass die Papierindustrie schon viel tut, um die Papierherstellung zum Beispiel durch die Nutzung erneuerbarer Energien nachhaltiger zu gestalten: Die deutsche Papierproduktion liegt immer noch auf Platz drei beim Energieverbrauch hinter der Metall- und Chemieindustrie und erzeugt knapp 10 Millionen Tonnen an fossilen CO2-Emissionen.
Frage: Und da setzen die Projekte der Modellfabrik Papier an?
Dominic Laaf: Genau. Wir sind als gemeinnützige forschungsbasierte Organisation auf Initiative der Papierindustrie gegründet worden. Inzwischen zählen 24 Unternehmen aus der Papierhersteller- und Zulieferindustrie sowie dem Maschinen- und Anlagenbau zum Gesellschafterkreis. Zusammen mit sieben führenden Forschungsinstituten, die sich neben dem Papieringenieurwesen auch mit weiteren wissenschaftlichen Themengebieten (Energie, Textilien, Kreislaufwirtschaft) beschäftigen, stellen wir uns die Aufgabe, die industrielle Papierproduktion „neu zu denken“ – und dadurch nachhaltiger zu gestalten. Unser Ziel ist es, den Energiebedarf zur Papierherstellung bis 2045 um 80% zu senken und den CO2-Footprint zu verbessern.
Frage: Das klingt enorm. Wo genau setzen Sie an?
Dominic Laaf: Wir betrachten in unserem größeren Forschungsvorhaben den gesamten Herstellungsprozess vom Einsatz der Rohstoffe über die Papierlegung bis zur Aufrollung der Papierbahn, aufgeteilt in vier Forschungsschwerpunkte entlang des Papierherstellungsprozesses. Ziel ist es, im hochautomatisierten Fertigungsprozess mit eng aufeinander abgestimmten Herstellungsstufen disruptive Veränderungen zu erforschen, neue Laborprüfstände und Prototypen/Pilotmaschinen zu bauen und zu validieren sowie Prognosen für eine großtechnische Anlage zu liefern. Alle Aktivitäten zahlen insgesamt auf die Senkung des Energie- und Ressourcenverbrauchs ein.
Visualisierung Modellfabrik Papier von HPP Architekten GmbH
Frage: Zum Beispiel?
Dominic Laaf: Nehmen wir beispielsweise den Anfang des Herstellungsprozesses: Obgleich 80% der Faserrohstoffe in Deutschland aus Altpapier stammen oder Frischfasern benutzt werden, ist Wasser das Mittel der Wahl zum Transport, zur gleichmäßigen Ablage und zur Vermittlung der Bindung der Fasern. Wir wollen sie „maßschneidern“, damit sie später im Prozess, z.B. bei der energieintensiven Trocknung der Papierbahn, weniger Ressourcen verbrauchen. Aber auch in späteren Prozessstufen verfolgen wir verschiedene Ansätze, die Energieeinsparungen ermöglichen können.
Frage: Sie beschäftigen sich also auch mit der Bilanzierung der Umweltauswirkungen?
Dominic Laaf: Am Ende des Tages: Ja. Entscheidend ist nämlich, dass jede etwaige Änderung eines einzelnen Verfahrensschritts die gesamte Prozesskette und damit auch den Energieaufwand in anderen Teilstufen beeinflusst. Daher wird sich einer unserer Forschungsschwerpunkte damit beschäftigen, wie sich bestimmte Veränderungen auf das Gesamtsystem auswirken und mit welchen Effekten für Energieaufwand und Dekarbonisierung zu rechnen sind.
Frage: Noch steckt das Thema Life Cycle Assessment in der Papierindustrie in den Kinderschuhen?
Dominic Laaf: Ja und Nein. So wie der Stand der Technik heutiger Papiermaschinen sehr heterogen ausgeprägt ist, verhält es sich auch mit Umweltdaten und das Thema LCA in der Papierindustrie. Es gibt erfreulicherweise immer mehr Beispiele, wo Nachhaltigkeitsberichte, der Product Carbon Footprint und sonstige Statistiken ohne verbindliche Regulatorik veröffentlicht werden. Wir beschäftigen uns in einem weiteren Forschungsprojekt mit der Entwicklung eines Frameworks für digitale Zwillinge der Papierproduktion. Damit lässt sich eine reale Papierfabrik virtuell erfassen und die Energie- und Stoffströme können bis auf die Teilprozess- und Produktebene simuliert werden. So wird nicht nur der Ist-Zustand einer Anlage visualisiert. Etwaige Veränderungen in der Fahrweise von Papiermaschinen können so bereits vor der Umsetzung getestet und bewertet werden.
Frage: Das klingt nach tief inhaltlicher Forschungsarbeit. Vielen Dank, Herr Laaf, dass Sie uns daraus berichtet haben. Wir wünschen Ihnen und Ihren Forschungspartnern weiterhin viel Erfolg bei diesen wegweisenden Projekten.
Dominic Laaf: Vielen Dank. Es war mir eine Freude, Ihnen einen kleinen Einblick in unsere Arbeit zu geben.
Das Gespräch führte Oliver Weckbrodt.
