Gastautor Prof. Dr.-Ing. Sascha Gentes (Karlsruher Institut für Technologie (KIT))

09.06.2017

Innovationspotenzial beim Abbruch und Rückbau

Im Jahr 2012 betrug in Deutschland die Menge an konventionellen Bau- und Abbruchabfällen ca. 200.000 Mio. Tonnen, was einem Anteil von ca. 50 Prozent des gesamten Abfallaufkommens in der Bundesrepublik entspricht. Dabei wird Abfall nochmals unterschieden in gefährlich und nicht gefährlich, wobei sich diese Einstufung in vielerlei Hinsicht (Entsorgungskosten, Genehmigungen, …) auswirkt. Der Abbruch von baulichen und technischen Anlagen bietet, verbunden mit verschiedenen Gesetzen und Regularien wie dem Kreislaufwirtschaftsgesetz und den Vorgaben zu Recyclingquoten, somit ein hohes Forschungspotential im Hinblick auf die Minimierung der zu deponierenden Abfälle.

Dies gilt insbesondere beim Umgang mit „gefährlichen Abfällen“ wie Asbest, Künstlichen Mineralfasern (KMF) oder auch Polychlorierten Biphenylen (PCB). Die Gesetze, Verordnungen und Richtlinien sind extrem umfangreich, teilweise länderspezifisch und unterliegen ständigen Neuerungen und Änderungen. Beispielhaft soll hier die Problematik der bundeslandabhängigen Einstufung hinsichtlich der „gefährlichen Stoffe“ aufgeführt werden: So gilt mit Polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belasteter Boden in Rheinland-Pfalz bereits ab 30 mg/kg PAK nach EPA (Environmental Protection Agency, Amerikanischen Bundesumweltbehörde) als gefährlich, in Baden-Württemberg ab 200 mg/kg PAK nach EPA, in Hessen ab 400 mg/kg PAK nach EPA und in Bayern sogar erst ab 1.000 mg/kg PAK nach EPA.

Es gilt dieses Potenzial zu erkennen, Optimierungsansätze zu erarbeiten und Pilotprojekte gezielt umzusetzen. Themen sind hierbei die maschinelle Trennung der Abfallarten, Optimierungen im Bereich der Umwelteinträge und Belastungen beim Abbruch oder auch die Automatisierung und Fernhantierung.

Das System MAFRO misst selbstständig die radioaktive Belastung von Oberflächen, dekontaminiert und misst erneut für die Freigabe der Oberfläche. (Foto: Patrick Kern, KIT)

Das System MAFRO misst selbstständig die radioaktive Belastung von Oberflächen, dekontaminiert und misst erneut für die Freigabe der Oberfläche. (Foto: Patrick Kern, KIT)

Unsere Forschungstätigkeiten haben daher zum Ziel:

  • den Abbruch von Bauwerken zu standardisieren. Dazu gehört unter anderem die Schadstoffsanierung in Verbindung mit automatisierten Verfahren inklusive der Möglichkeit zur Fernhantierung und Weiterentwicklung der aktuellen Maschinentechnik. So können die Risiken für das ausführende Personal beim Umgang mit Schadstoffen minimiert werden. Weiterhin sollen die Entsorgung und das Recycling unter Beachtung der notwendigen Trennschärfe betrachtet werden.
  • den Abbruch von baulichen und technischen Anlagen zu optimieren, und
  • umweltschonende Abbruchverfahren zu entwickeln.

Rückbau kerntechnischer Bauwerke

Keynote zum Innovationspotenzial von Abbruch und Rückbau

Um das Innovationspotenzial von Abbruch und Rückbau ging es auch in der Keynote von Sascha Gentes beim Rückbau-Forum von Tagesspiegel und EnBW Anfang Juni in Berlin.

Die Stilllegung kerntechnischer Anlagen rückt durch den begrenzten Lebenszyklus, vor allem aber durch den politisch beschlossenen Ausstieg aus der Kernenergie, immer mehr in das öffentliche Interesse. Der komplette Rückbau stellt für die beteiligten Ingenieure ein überaus komplexes Problem mit unzähligen Randbedingungen und Variablen dar, die stets berücksichtigt und in das Vorgehen einfließen müssen. Standardbaumaschinen dienen oft als Grundlage für Rückbauarbeiten, müssen aber bei jeder Anwendung bzw. für jedes Bauteil neu angepasst, weiterentwickelt und mit Zusatzsensoren ausgestattet werden.

Im Forschungsmittelpunkt des Bereichs Rückbau kerntechnischer Bauwerke unserer Professur steht hierbei die Entwicklung praxisbezogener neuer Rückbautechnologien (Pilotprojekte) für offene Problemstellungen samt einer großmaßstäblichen Erprobung. Dabei werden folgende Themen behandelt:

  • Standardisierter Rückbau von kerntechnischen Anlagen
  • Technologien und Verfahren zur Demontage von Stahl, Edelstahl und Stahlbeton
  • Verringerung der Sekundärabfälle
  • Automation und Fernhantierung der Verfahren
  • Leistungsoptimierung bestehender Verfahren
  • Neuentwicklung von Technologien
  • Managementmethoden des Rückbaus
  • Rückholtechnologien für Endlager

Beispielhaft seien an dieser Stelle einige der aktuellen Forschungsprojekte aufgeführt:

  • Magnet-Separation von Korngemischen zur Minimierung von Sekundärabfällen im Rückbau kerntechnischer Anlagen (MASK)
  • Definierter Abtrag hochbewehrter Stahlbetonstrukturen (DefAhS)
  • Entwicklung und Optimierung eines Schlagwerkzeugs zum Abtrag von (kontaminierten) Betonoberflächen (EOS)
  • Forschungsarbeiten zum Rückbau kerntechnischer Anlagen innerhalb der Programmorientierten Förderung III der Helmholtz-Gemeinschaft