Der Recycling-Cluster: Eine Plattform für fortschrittliche Materialkreisläufe und nachhaltige Prozesse

Die Bedeutung des Recyclings als wesentlicher Bestandteil einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft nimmt in der Europäischen Union stetig zu. Unabhängig von diversen ökologischen Vorteilen wie Ressourcenschonung oder der Verringerung von CO₂-Emissionen haben diverse geopolitische Veränderungen sowie neue gesetzliche Rahmenbedingungen den Transformationsdruck in den letzten Jahren in Richtung zirkulärer Prozesse erhöht. So führen in der EU einerseits gestiegene Stromkosten in Verbindung mit einem zumeist signifikant erhöhten Energiebedarf der primären im Vergleich zu sekundären Herstellungsrouten dazu, dass Recyclingverfahren wirtschaftlich attraktiver werden. Zum anderen wird aufgrund der unsicheren Versorgungssituation bei einigen teilweise kritischen Rohstoffen verstärkt nach Prozessen verlangt, die es ermöglichen, bereits in Europa vorhandene Materialien länger im Kreislauf zu halten. Als wichtigste Treiber sind jedoch diverse europäische Verordnungen und Richtlinien zu nennen, welche verbindliche Recyclingraten definieren und die Ziele somit quantifizieren. Dazu zählen beispielsweise die „Waste Framework Directive“ (2008) sowie deren Novelle aus 2018, der „Critical Raw Materials Act“ (2024), die „Packaging and Packaging Waste Regulation“ (2024) sowie der für 2026 geplante „Circular Economy Act“. Auf österreichischer Ebene ist in diesem Zusammenhang besonders die im Jahr 2022 ausgegebene Kreislaufwirtschaftsstrategie zu nennen. Die Themen Kreislaufwirtschaft, Recycling sowie Sekundärrohstoffe stellen darüber hinaus auch wichtige Säulen der im Januar 2026 von der österreichischen Bundesregierung erstmals ausgegebenen Industriestrategie dar. Um die geforderten Maßnahmen nicht nur technologisch, sondern auch wirtschaftlich umzusetzen, bedarf es einer engen Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie. Die Montanuniversität Leoben verfügt in diesem Zusammenhang aufgrund ihrer langjährigen Fokussierung auf die verschiedenen Aspekte des Rohstoffkreislaufs, darunter auch auf das Recycling sowie auf die übergeordneten Bereiche Abfall- und Kreislaufwirtschaft, über zentrales Know-How.

Die Fokussierung auf die Themenschwerpunkte Recycling und Kreislaufwirtschaft an der Montanuniversität Leoben spiegelt sich bereits bei einem Blick auf das Studienangebot wider. So sind bestimmte Teilbereiche der Kreislaufwirtschaft Bestandteil in allen Curricula. Mit der Einführung des Bachelor- und Masterstudiums „Recyclingtechnik“ wurde der Schwerpunkt im Jahr 2013 noch weiter ausgebaut und in den Vordergrund gerückt. Ähnlich gestaltet sich die Situation in der Forschung. Rund um den Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft, der sich mit sämtlichen Aspekten der Kreislaufwirtschaft und somit auch des Recyclings befasst, bearbeiten auch viele andere der insgesamt 42 Lehrstühle an der Montanuniversität Forschungsprojekte mit direktem Bezug zum Themenbereich Recycling.

Mit der Einführung des Exzellenzclusters Recycling werden diese thematisch verwandten Aktivitäten erstmals in einem gemeinsamen Forschungsnetzwerk gebündelt und dieser Kernkompetenzbereich somit noch weiter gestärkt. Dies ermöglicht sowohl eine bessere institutsübergreifende Zusammenarbeit als auch einen umfassenderen Ansatz bei der Lösung von komplexen Problemstellungen. Als Nebeneffekt wird eine effizientere Nutzung von wissenschaftlichen Ressourcen bei gleichzeitiger Schärfung des Forschungsprofils sowie dem Ausbau der Vorreiterrolle auf dem Gebiet der Sekundärrohstoffe garantiert. Der Recycling-Cluster dient künftig als zentrale Anlaufstelle für alle Projekte rund um die Themen Recycling sowie Kreislaufwirtschaft und ermöglicht somit gemeinsam mit den anderen vier Exzellenzclustern Rohstoff, Werkstoff, Energie sowie Wasserstoff/Kohlenstoff eine verbesserte interne und externe Kommunikation. Eine umfassende Projektevaluierung ergab, dass sich von 2021 bis 2025 insgesamt rund 100 Wissenschaftler:innen an den verschiedenen Lehrstühlen der Montanuniversität in über 120 Projekten mit dem Schwerpunkt Recycling beschäftigten. Auch bei der Kick-Off-Veranstaltung (vgl. Abb. 1) des Recycling-Clusters im Oktober 2025 mit 80 Teilnehmer:innen von 22 verschiedenen Lehrstühlen zeigte sich die große Bandbreite recyclingbezogener Projekte in 56 eingereichten Posterbeiträgen sowie sieben Impulsvorträgen.

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Die im Rahmen der initialen Projektevaluierung erhobenen Aktivitäten der verschiedenen Lehrstühle lassen sich grob in die Schwerpunkte „Kreislauf- & Abfallwirtschaft“, „Sekundärrohstoffe“ sowie „Digitale Transformation“ unterteilen. Am größten ist dabei der Bereich der Sekundärrohstoffe, was die langjährige Fokussierung der Montanuniversität auf die Schließung des Rohstoffkreislaufs widerspiegelt. Innerhalb dieses Gebiets ist eine Unterteilung in die Forschungsthemen „Nebenprodukte und Reststoffe“, „Metalle“ „Kunststoffe“, „Baustoffe“ sowie dem zukunftsorientierten Feld der „Abfallströme aus der Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Energie“, wie Lithium-Ionen-Batterien oder Photovoltaik-Modulen, möglich (vgl. Abb. 2).

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Das Konzept der Kreislaufwirtschaft, welches unter anderem die Schonung von Ressourcen umfasst, lässt sich anhand der 10R-Grundsätze beschreiben. Diese betreffen die intelligente Herstellung und Nutzung von Produkten (Refuse, Rethink, Reduce), die Verlängerung der Produktlebensdauer (Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose) sowie die Wiederverwertung der Materialien (Recycle, Recover). Die Abfallwirtschaft nimmt in der Kreislaufwirtschaft eine zentrale Rolle ein, da jedes Produkt auch bei Verlängerung seines Lebenszyklus irgendwann zu Abfall wird und im Zuge dessen einer geordneten Verwertung oder Beseitigung zugeführt werden muss. Sie ist damit der essenzielle Kernbereich der Kreislaufwirtschaft, in dem neben der Herstellung wertvoller Sekundärrohstoffe aus Abfällen, also dem Recycling im klassischen Sinn, auch Aspekte wie Sammlung oder die Entfernung von Störstoffen behandelt werden. Der Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft (AVAW) führt in Zusammenarbeit mit Industrie und Behörden Forschungsprojekte zu Altlasten, Deponietechnik, Umweltmanagement, Ökobilanzierung, Umweltanalytik, Recyclingfähigkeit, Gefahrenanalysen sowie Brandschutz durch und stellt somit eine wichtige Forschungsstelle in den ökologisch und ökonomisch wichtigsten Teilgebieten der Kreislaufwirtschaft dar. Wesentlich sind in diesem Bereich auch die Arbeiten des Lehrstuhls für Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, welche sich im Bereich der Kreislaufwirtschaft beispielsweise mit Lebenszyklusanalysen (LCA) oder CO₂-Fußabdruck-Berechnungen befassen.

Eines der wesentlichen Ziele der österreichischen Kreislaufstrategie ist die Steigerung der Zirkularitätsrate von 12 % im Jahr 2020 laut Eurostat auf 18 % in 2030. Während diesbezüglich ein möglicher Beitrag durch Maßnahmen im Siedlungsabfallbereich auf ca. 0,25 Mio. t/a oder durch verbesserte Umsetzung der oberen Hierarchie der 10R (Reuse, Repair, usw.) auf maximal 0,2 Mio. t/a geschätzt wird, liegt das Potenzial im Bereich der industriellen Nebenprodukte und Reststoffe mit rund 6 Mio. t/a signifikant höher. Aschen, Schlacken, Schlämme oder Stäube fallen bei nahezu allen Prozessen an und sind praktisch nicht vermeidbar. Obwohl sie wertvolle Bestandteile, wie beispielsweise Technologie- und Edelmetalle enthalten, werden sie aktuell hauptsächlich deponiert. Um die Rahmenbedingungen für eine sinnvolle Rückführung dieser Stoffströme zu ermöglichen, benötigt es neben der Anpassung der gesetzlichen Rahmenbedingungen, wie Abfallendeverordnungen und eine umfassende Charakterisierung, eine Kombination aus geeigneten Aufbereitungs- und Recyclingverfahren. An der Montanuniversität Leoben werden diese Themen in vielfältigen Forschungsprojekten adressiert. Darunter fallen diverse Aktivitäten am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie (NEM), wie die Zinkrückgewinnung aus Stahlwerksstäuben oder das elementspezifische Recycling von Rotschlamm. Der Lehrstuhl für Eisen und Stahlmetallurgie (ESM) beschäftigt sich in seiner Forschung unter anderem mit der Optimierung des Sinterbands als betriebsinternes Recyclingaggregat in Stahlwerken sowie mit Schlackenbildnern aus Recyclingmaterial. Des Weiteren forschen der Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung sowie NEM an der Valorisierung von Nebenprodukten der Titanherstellung. Einen innovativen Ansatz verfolgen die Lehrstühle für Geologie und Lagerstättenkunde, Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft sowie NEM mit ihren Forschungsaktivitäten zur Rückgewinnung kritischer Rohstoffe aus historischen Bergbauhalden und Tailings. Diverse weitere Forschungsschwerpunkte im Bereich der Reststoffe finden sich darüber hinaus am Lehrstuhl für Thermoprozesstechnik (TPT), am Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes (VTIU) sowie bei der Arbeitsgruppe „Umweltsanierung und mineralische Abfälle“ (AVAW). Dazu zählen unter anderem die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm (TPT, VTIU), die Herstellung von Ammoniak aus diversen flüssigen Reststoffen (VTIU) oder die Karbonatisierung von Sekundärmaterialien zur CO₂-Speicherung (VTIU). Ein zentrales Element aller Projekte in diesem Bereich bildet eine umfassende Charakterisierung der Reststoffe. Auf diesem Gebiet besitzt das Department für Allgemeine, Analytische und Physikalische Chemie wesentliches Know-How.

Im Unterschied zum Bereich der Nebenprodukte und Reststoffe fokussieren sich die Forschungsschwerpunkte im Bereich des Metallrecyclings neben der klassischen Prozessentwicklung auch auf materialwissenschaftliche Aspekte wie Design, Eigenschaften sowie Toleranz von Metallen und Legierungen im Hinblick auf steigende Recyclinggehalte. Diese Untersuchungen sind essenziell, um auch im Rahmen der zunehmenden Verwendung verschiedener Schrotte als Einsatzmaterial aufgrund gesetzlicher Vorgaben oder Nachhaltigkeitsbestrebungen in den Herstellungsprozessen die Qualitätsanforderungen der Produkte im Vergleich zur Herstellung aus Primärrohstoffen beibehalten zu können. So wird im Rahmen eines von der Europäischen Union finanzierten ERC Consolidator Grants (NEM) daran geforscht, wie durch Recycling eingebrachte Verunreinigungen genutzt werden können, um die mechanischen Eigenschaften komplexerer Sekundäraluminiumlegierungen durch gezielte Beeinflussung der Mikrostruktur zu verbessern. Ähnliche Themen untersuchen der Lehrstuhl für Gießereikunde sowie drei Christian Doppler Labors auf den Lehrstühlen für Metallkunde, ESM und NEM. Ein wesentliches Kriterium und damit auch eine wichtige Kompetenz der Montanuniversität ist in all diesen Projekten das umfassende Know-How zu den primären sowie sekundären Herstellungsprozessen sowie zum Verhalten der einzelnen Elemente von deren Ursprung in den Schrotten oder Erzen über die metallurgischen Prozesse bis hin zu den finalen Produkten.

Der Bereich des Kunststoffrecyclings stellt eine der dynamischsten Forschungsrichtungen innerhalb des Exzellenzclusters Recycling dar. Aufgrund der enormen Materialvielfalt sowie der komplexen Produktzusammensetzungen, besonders bei Verbundsystemen, Multilayer-Folien oder glasfaserverstärkten Kunststoffen, bedarf es innovativer Lösungsansätze in mehreren Bereichen der Wertschöpfungskette. Schwerpunkte liegen an den verschiedenen Lehrstühlen des Departments Kunststofftechnik neben mechanischen Recyclingverfahren auf der Entwicklung von unter anderem biobasierten Polymeren mit stofflicher Rezyklierbarkeit. Darüber hinaus werden mittels interdisziplinärer Zusammenarbeit auch vielschichtige Themen wie das Recycling von Wintersportartikeln (Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung) adressiert. Ähnlich den Forschungsschwerpunkten im Bereich der Metalle befasst sich am Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe ein Christian Doppler Labor mit dem Einfluss von recycelten Polymeren auf die mechanischen Eigenschaften. Ein weiteres wesentliches Forschungsfeld befindet sich am VTIU im Bereich des chemischen Recyclings. Hier wird an der Herstellung von Ersatzbrennstoffen aus verschiedensten Kunststoffabfallfraktionen geforscht, welche für ein mechanisches Recycling nicht mehr zugänglich sind. Darüber hinaus beschäftigen sich mehrere Forschungsprojekte am AVAW mit den Themen Charakterisierung, Recyclingfähigkeit sowie der Sortierung von Kunststoffabfällen.

Der Bereich der Baustoffe zählt mengenmäßig zu den bedeutendsten Stoffströmen in Österreich und ist somit auch ein wichtiger Faktor im Hinblick auf die Zirkularitätsrate. Dennoch werden im Bereich des Bodenaushubs derzeit rund 27 Mio. t/a, wovon 5 Mio. t/a auf Tunnelausbrüche entfallen, beseitigt und damit nicht im Sinne der Kreislaufwirtschaft wiederverwertet. Um dieses Potenzial nachhaltig zu nutzen, bedarf es in erster Linie einer Änderung der gesetzlichen Rahmenbedingungen in Form einer Abfallendeverordnung, welche sich bereits in Vorbereitung befindet, aber auch geeigneter technischer Verfahren. Die Lehrstühle für Subsurface Engineering, Cyber Physical Systems (CPS) und AVAW forschen in diesem Zusammenhang gemeinsam an ganzheitlichen Lösungen. Einen weiteren bedeutenden Stoffstrom stellt Feuerfestausbruch dar, welcher bislang aufgrund von ökonomischen sowie qualitativen Herausforderungen kaum recycelt wurde. Dieser Thematik widmen sich Forschungsaktivitäten an den Lehrstühlen für Gesteinshüttenkunde, AVAW, ESM und NEM. Darüber hinaus gibt es diverse weitere Projekte im Bereich der Baustoffe, wie beispielsweise das Recycling von Mineralwolleabfällen (AVAW, TPT) oder die Konditionierung von ansonsten kaum verwertbaren Reststoffen mit dem Ziel der Herstellung von Zementzuschlagsstoffen (AVAW, TPT).

Ein Forschungsgebiet, das im Zuge der Energiewende immer mehr an Bedeutung gewinnt, stellt die Kreislaufführung der teilweise hochkomplexen Abfallströme aus der Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Energie dar. Zu diesen Stoffen zählen unter anderem Lithium-Ionen-Batterien, Photovoltaikmodule sowie Rotoren aus Carbon- oder Glasfaserkunststoffen. Besonders im Bereich des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien gibt es an der Montanuniversität Leoben bereits seit mehreren Jahren einen starken Forschungsschwerpunkt, der zukünftig noch weiter ausgebaut werden soll. Neben diversen anderen Aktivitäten in diesem Bereich (TPT, AVAW) befasst sich ein neues CD-Labor (NEM) mit innovativen, integrierten Prozessen zur selektiven Rückgewinnung kritischer Metalle wie Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan aus Lithium-Ionen-Batterien mithilfe hydrometallurgischer Verfahren. Weitere aktuelle Themen sind das Recycling von PV-Modulen, die Bewertung der Rezyklierbarkeit verschiedener Batterietypen sowie sicherheitstechnische Lösungen, welche aufgrund zunehmender Brände in abfallwirtschaftlichen Systemen durch Fehlwürfe von Batterien immer wichtiger werden (AVAW).

Wie in vielen anderen Industriebereichen revolutioniert digitale Transformation auch das Recycling durch innovative Technologien wie KI-gestützte, sensorbasierte Sortierung, Sensorik und Datenanalyse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Sie ermöglicht präzisere Stoffstromanalysen, automatisierte Prozesssteuerung sowie optimierte Logistik. Speziell im Bereich der sensorbasierten Sortierung gibt es an der Montanuniversität vielfältige Forschungsaktivitäten (AVAW, CPS). Experimentiert wird dabei mit unterschiedlichsten Stoffströmen, wie unter anderem Metallen, Kunststoffen und Leichtverpackungen, Textilien, Feuerfestmaterial oder biogenen Materialien. Essenziell ist in diesem Zusammenhang das Digital Waste Research Lab (AVAW) als einzigartige Forschungsinfrastruktur, welche die Untersuchung abfallwirtschaftlicher Fragestellungen, unterstützt durch fortschrittliche Sensortechnologien, bis in den Pilotmaßstab von über 1000 t unter realitätsnahen Bedingungen ermöglicht. Parallel dazu wird auch an anderen Themen wie digitalen Zwillingen für Recyclinganlagen oder Robotern zur Unterstützung bei manuellen Sortierprozessen geforscht (CPS).

Der Exzellenzcluster Recycling vereint somit die Kompetenzen der Lehrstühle zu einem zukunftsweisenden Forschungsnetzwerk. Durch die enge Verbindung von Grundlagenforschung, anwendungsorientierten Projekten und digitaler Innovation kann so die Basis für nachhaltige, wirtschaftlich tragfähige Lösungen im Bereich der Sekundärrohstoffe geschaffen werden. Die Montanuniversität Leoben positioniert sich damit als internationaler Vorreiter für die Umsetzung der nationalen und europäischen Ziele im Bereich der Kreislaufwirtschaft.