Стартиращо предприятие от Линц се позиционира на бъдещия пазар за рециклирани въглеродни влакна. Компоненти от Siemens позволяват да се реализира патентованият метод на обработка, при който големи количества отпадъци се превръщат в ценни суровини.

Дейността на стартиращото предприятие „Carbon Cleanup“ със седалище в Линц се фокусира върху важен въпрос от сферата на екологичната устойчивост и опазването на околната среда: какво да правим с големите количества материал от въглеродни влакна в изделия, които остаряват или които се генерират като отпадъци в производството?

Но какво всъщност представляват въглеродните влакна и какво е тяхното предназначение? Освен че се произвеждат с помощта на химикали и с много голям разход на топлинна енергия, като изходна суровина за тях служат петролни продукти. Въглеродни влакна се използват за подсилване на пластмасите, т.е. за получаването на т. нар. композитни материали, които са много леки и се характеризират с особена здравина. Ето защо те намират широко приложение в производства, където здравината, съчетана с ниско тегло, е от голямо значение. Сред тях са автомобилостроенето, авиацията и космонавтиката.

Големи количества отпадъци от композитни материали

Данните от европейския изследователски проект „ReCreate“, в който участва и „Carbon Cleanup“, показват какви големи количества композитни отпадъци се очакват само в Европа до 2040 г. В сектора на вятърната енергия общото количество отпадъци от роторните лопатки на вятърните турбини е над 200 000 т (включително отпадъците от производството), в сегмента на ветроходните, моторните и електрическите лодки те са 400 000 т, а при самолетите – почти 30 000 т. В доклада се споменават и секторите автомобилостроене, строителство и спортно оборудване.

„Тук се сблъскваме с проблем, характерен за развитите страни, където са необходими интелигентни решения за рециклиране. Не смятам, че е разумно да се депонират материали, които все още могат да се използват за производството на висококачествени продукти. Нещо повече, депонирането на този род материали и без това вече е забранено в много страни – казва съоснователят и главен изпълнителен директор на „Carbon Cleanup“ Йорг Раданич. – Като цяло съм твърд привърженик на преработката и повторното използване на всички материали, които вече сме произвели или сме пуснали в обръщение на тази планета.“

Като стартъп за чисти технологии „Carbon Cleanup“ разработва решение на този проблем от 2020 г. насам. Предприятието произвежда мобилни инсталации за рециклиране на композитни материали с размер на контейнер, които могат да се позиционират директно при клиента. „Вече са правени някои повече или по-малко успешни проби с големи инсталации за рециклиране, но нашата ниша са мобилните, децентрализирани и мрежови системи, които ние наричаме микрофабрики“ – съобщава главният изпълнителен директор. В средата на 2024 г. прототипът бе последван от първата серийно произведена система за рециклиране „Carbon Cleanup Unit #2“ с годишна производителност от 300 тона. Системата е преминала през строги сертификационни процеси, включително за съответствие със стандартите за безопасност на продуктите на TÜV и CE, както и с националните разпоредби за управление на отпадъците. Стартъпът планира да направи още две серийни системи до края на 2024 г., като целта е до 2030 г. да бъдат произведени 100 системи. „В такива случаи, независимо от това дали в даден концерн има много микрофабрики или конвенционални системи, ще е много важно тези системи да бъдат свързани в мрежа и да се управляват интелигентно с помощта на Edge-технология“ – казва Гюнтер Шалмайнер, ръководител на филиала на Siemens в Линц.

© Carbon Cleanup

Екипът на „Carbon Cleanup“ около съоснователя и гл. изп. директор Йорг Раданич (3-ти от дясно на ляво) и техническия директор Якоб Шлосер (4-ти от дясно на ляво)

Вместо да депонират отпадъците, фирма „Carbon Cleanup“ предлага на клиентите си услуга за рециклиране, за която предприятия като австрийския производител на компоненти за самолетостроенето „FACC“ или германския производител на полимери за автомобилостроенето „SGL Carbon“ плащат за извозването на композитните отпадъци толкова, колкото и за другите отпадъци. Друг вид клиенти са компаниите, като например австрийската „KTM“, които използват вече рециклираните материали в производството на своите продукти. „С фирма „KTM“ работим по възможно най-малкия затворен цикъл. Ние рециклираме отпадъците от различни производства в материал, който на свой ред се използва в продукти на „KTM“, като например седалки за мотоциклети“ – казва Йорг Раданич.

Резултатът от рециклирането в системите на „Carbon Cleanup“ са хомогенни смеси от влакна или влакнест пълнител. Те се използват в три продуктови групи. Първо, като материал за 3D принтиране – за лично ползване, както и за много големи 3D принтирани форми, например за крила на самолети. Второ, за леене под налягане в производството на пластмасови компоненти, като например пластини за ски автомати. И на трето място, за ковани въглеродни компоненти – от този материал се изработват например напречните греди в областта на радиатора на някои модели на „Ауди“.

Всичко започна от производството на стомана

Произходът на „Carbon Cleanup“ всъщност се крие в производството на стомана. „Когато работих като консултант, заедно с металургични предприятия проведохме опити да добавим въглерод в стоманата като заместител на кокса. Този проект все още е в действие. Едва по-късно се появи пластмасовият аспект и тогава осъзнахме, че можем да направим много повече с него. След като разбрах, че няма технология за преработка на композитен материал, която да е широко достъпна и да покрива изискванията за безопасност, разработих такъв процес и го патентовах“ – обяснява Йорг Раданич.

© Carbon Cleanup

Компонентите на Siemens, които използва „Carbon Cleanup“, гарантират реализацията на патентования процес на преработка

Патентът е издаден за единствената мобилна, затворена и защитена от прах система за преработка на композитни материали, която автоматично регулира машинните си параметри. Процесът, който се извършва в машините, е сух, механичен процес с възможно най-малък разход на енергия. Патентованото управление на системата се характеризира с цифрово наблюдение и допълнително точно регулиране. „Компонентите на Siemens, които използваме, са предпоставка за реализирането на патента“ – споделя Йорг Раданич. Във всяка машина се използва задвижващ пакет на Siemens. „Централно място заема системата за управление SIMATIC, както и честотните преобразуватели, панел за управление и превключвателите като мрежови компоненти за пренос на данни“ – допълва Клаус Бауман, ръководител на отдел „Индустриални продажби“ за регион Горна Австрия в Siemens.

Особеното в концепцията на „Carbon Cleanup“ се състои в това, че рециклирането се ръководи от целевия резултат. „Разработваме процеса на рециклиране на даден композитен материал веднага след като съдържащото го изделие бъде пуснато в обръщение. Колко струва преработката? Какви усилия са необходими? Каква е стойността на получения рециклиран материал?“ – казва Йорг Раданич. За определяне стойността на рециклираните продукти е разработена система с изкуствен интелект. Тя разпознава визуално суровините, които се подават в машината. „По поръчка на клиенти или в рамките на изследователски проекти ние непрекъснато събираме технологични данни и сега разполагаме със стратегически запас от тях. Това ни дава възможност да преценяваме от кои точно изрезки и бракувани компоненти се нуждаем, за да получим в края на процеса конкретен рециклиран материал със заявените характеристики и да постигнем определена пазарна цена“ – съобщава Якоб Шлосер, технически директор на „Carbon Cleanup“.

Йорг Раданич коментира бъдещото развитие по следния начин: „С нашия процес на преработка ние произвеждаме суровини, които образуват нова група рециклирани материали. Превръщаме отпадъците, които в бъдеще ще са забранени за депониране, във висококачествена суровина.“ А относно пазарните перспективи той добавя: „В момента сме в ранна фаза, както беше преди, когато прохождаше рециклирането на стара хартия. Първо трябва да се развие пазарът на рециклирани влакна. Когато той заработи, ще стане много голям, защото рециклираният материал е много по-евтин от новия и значително намалява въглеродния отпечатък. Друг пазарен двигател ще бъде фактът, че в бъдеще в автомобилния сектор ще се постави изискване за използване на рециклиран материал в определени количества. Също и в самолетостроенето тази група материали все още е много нова и ще придобие значение чак в бъдеще. Очаквам, че най-рано след три години ще сме свидетели на значително увеличение на потока, което не само ще засили нашия бизнес модел, но и ще допринесе значително за опазването на околната среда.“