Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta

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Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta

Technische Universität Hamburg
Umwelttechnik und Energiewirtschaft

Prof. Dr.-Ing. Kerstin Kuchta

Technische Universität Hamburg
Umwelttechnik und Energiewirtschaft

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Auf dem Weltmarkt ist der Kampf um Rohstoffe längst eröffnet: Während Anleger und Spekulanten die daraus resultierende Preissteigerung schätzen, beeinträchtigt dieser Preisanstieg gleichzeitig ganze Produktionen der verarbeitenden Industrie. Diesem Prozess kann die Kreislaufwirtschaft entgegenwirken: Die innovative Weiterentwicklung technischer wie logistischer Recyclingmethoden verändert den Umgang mit kostbaren Rohstoffen nachhaltig. Anhand dieser Branche lässt sich somit unschwer erkennen, dass wirtschaftliche Interessen durchaus mit Nachhaltigkeit und Umweltschutz vereinbar sind – eine Entwicklung, die maßgeblich engagierten Wissenschaftler/innen wie Professorin Kerstin Kuchta, Leiterin der Arbeitsgruppe Abfallressourcenwirtschaft am Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der Technischen Universität Hamburg, zu verdanken ist. Die Arbeitsweise von Professorin Kuchta ist durchweg praktisch orientiert und erstreckt sich beispielsweise von der Beforschung der Rückgewinnung von Rohstoffen über deren Recycling und Veredlung zu Qualitätsgütern bis hin zu Formen der Energiegewinnung aus Biomasse.

Kreislaufwirtschaft: Aufbereitung verborgener Potenziale

Professorin Kuchta bringt Methoden und Ansätze der Verfahrenstechnik, der Automatisierung sowie der Biotechnologie und Chemie zusammen, um aktuellen Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft aus verschiedenen Blickwinkeln begegnen zu können. Fragen, die sich mit Optimierungen von Prozess- und Systemanalysen beschäftigen, stellen sich ihr demnach genauso, wie solche, die sich um lokale oder globale Hindernisse drehen. Dank ihrer interdisziplinären Arbeitsweise identifiziert Professorin Kuchta zum einen bisher verborgene Potenziale und kann zum anderen Stoffe dahingehend aufbereiten, dass sie neu verwertet werden können. So pflanzt sie beispielsweise Algen in urbane Räume, da diese nicht nur CO2 binden, sondern auch als Energie- wie Nahrungsquelle dienen können. Auch Industrieabfällen nimmt sich Professorin Kuchta gezielt an, da diese wertvolle Metalle und Seltene Erden beherbergen, die durch intelligente Prozesse als sekundäre Rohstoffe wiederverwendet werden können. In ihrem vorbildhaften Forschungsschwerpunkt geht es Professorin Kuchta darum, für Länder wie Unternehmen gleichermaßen technische Verfahren und Strategien zu erforschen, damit diese autonomer, nachhaltiger und somit auch umweltschonender agieren können.

Abfallressourcenwirtschaft: eine globale Herausforderung

Die Wiederverwertung von Kunststoffen und Plastikmüll hat sich zu einer der aktuellsten globalen Herausforderungen für die Abfallressourcenwirtschaft entwickelt. Zwar wächst die Akzeptanz von Verbrauchern für Recyclingprodukte genauso wie das Bewusstsein für den Umweltschutz, jedoch gibt es für die Wiederverwertung von Plastikmüll hinsichtlich verfahrens- wie prozesstechnischer Gesichtspunkte noch Nachholbedarf. Auch dieser Aufgabe stellt sich Professorin Kuchta gemeinsam mit nationalen und internationalen Kooperationspartnern und erforscht, wie sich Kunststoffe, Kunststoffgemische, glasfaserverstärkte und karbonfaserverstärkte Kunststoffe etc. besser recyceln lassen könnten. Eines der größten Probleme hierbei liegt zurzeit in der nicht realisierbaren Wiederverwertung vieler Kunststoffarten: Aufgrund individueller Zusammensetzungen wären jeweils eigene Aufbereitungen nötig, die angesichts stets neuer Entwicklungen am Markt geradezu utopisch sind. Ein Ziel von Professorin Kuchta für die nächsten Jahre lautet deshalb, verwendete Kunststoffe als Ressourcen zu betrachten und gleichzeitig nachhaltige Kunststoffverpackungen zu entwickeln, um diese am Markt zu etablieren.

Optimierung von Wertschöpfungsketten: ein interdisziplinäres Vorhaben

Professorin Kuchta, die 2019 zur Vizepräsidentin für Lehre der Technischen Universität Hamburg berufen wurde, möchte mit ihren Forschungsaktivitäten maßgeblich zur Optimierung von Wertschöpfungsketten und der Umweltbilanz beitragen und entwickelt aus diesem Grund Prozesse, die die vollständige Nutzung aller Neben- und Reststoffströme berücksichtigen. Bei ihrer Arbeit verbindet sie seit jeher erfolgreich wissenschaftliche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Interessen. Auch das prädestiniert sie als Ansprechpartnerin, wenn es um die Initiierung anspruchsvoller und komplexer Forschungsvorhaben im Bereich der Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeitskonzipierung geht.

Aktuelle
Forschungsprojekte

ABiRe: Entwicklung und Implementierung einer innovativen aquatischen Bioraffinerie

In dem Projektvorhaben Bioökonomie International 2016: ‚ABiRe: Entwicklung und Implementierung einer innovativen aquatischen Bioraffinerie für die Mikroalge Chlorella sorokiniana sowie die Wasserlinse Lemna minor‘ werden noch bis 2020 innovative Ansätze zur Realisierung einer Bioraffinerie basierend auf Mikroalgen und Wasserlinsen erforscht. Reststoffströme sollen gleichzeitig zur Abwasserbehandlung und Energieproduktion verwendet werden. Um der global stetig ansteigenden Nachfrage an Energie nachkommen zu können, lautet das strategische Ziel, hierfür nachhaltige und umweltschonende Lösungen zu finden. Mit dem Projekt „ABiRe“ soll nun eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, soweit vorangetrieben werden, um diese später zu implementieren und gemeinsam mit russischen Partnern umzusetzen.

Recycling von Metallen aus WEEE, ELV, Industrieabfall

Die Gewinnung von Metallen aus Erzen ist energieintensiv und verursacht insbesondere aufgrund der toxischen Chemikalien hohe Umweltrisiken. Eine alternative Ressource für Metalle (wie Edel- und kritische Metalle) bietet deren Rückgewinnung aus Elektro- und Elektronik-Altgeräten (WEEE/EAG), da deren Menge einer der am schnellsten zunehmenden Abfallströme darstellt. Zugleich ist diese Ressource leicht zugänglich. Daher ist es wichtig, effiziente wie nachhaltige Strategien und Umgebungen für Recyclingmethoden zu entwickeln. Eine große Herausforderung hierbei ist es, die Mineralik ressourcenfokussiert einzusetzen. Vor diesem Hintergrund arbeitet das IUE mit seinen Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft an der Beantwortung verschiedener Fragestellungen im Bereich des Recyclings von Metallen und der Verwendung der Mineralik.

Polymerrecycling

Aufgrund ihrer vielfältigen Materialeigenschaften sind Kunststoffe mannigfaltig einsetzbar. Gleichzeitig geht der zunehmende Gebrauch einher mit steigenden Abfallmengen. Gemäß deutschem und europäischem Recht sollen Verpackungen und ihre Abfälle vermieden, zur Wiederverwendung vorbereitet oder recycelt werden. Dennoch ist die Kreislaufführung in diesem Bereich immer noch schwach ausgeprägt, da entsprechende Prozesse für das Kunststoffrecycling in der Vergangenheit noch nicht entwickelt bzw. nicht angepasst wurden. Auf der anderen Seite werden fast täglich immer neue Kunststoffarten entwickelt. Ziel des Instituts ist es daher, neue Ansätze zu identifizieren, um Methoden und Prozesse zu entwickeln, die die Kreislaufführung von Kunststoffen weiter optimiert, langfristig ausbaut und ertragreicher macht.

CIRCuIT (Circular Construction In Regenerative Cities): Recycling von Baumaterialien in der Bauindustrie

Bis heute wurden viele Techniken, Werkzeuge und Ansätze für die kreisförmige Nutzung von Baustoffen entwickelt und entweder im Labormaßstab oder in Pilotgebäuden in ganz Europa getestet, aber diese ersten Ansätze müssen noch auf höherer Ebene nachgewiesen werden. Aus diesem Grunde haben sich Kopenhagen, Hamburg, die Region Helsinki (Stadt Vantaa) und der Großraum London mit Partnern aus der gesamten Wertschöpfungskette, die an der Bauwirtschaft beteiligt sind, zusammengetan. Die Ergebnisse dieses Zusammenschlusses werden eine direkte Aufnahme in die Wertschöpfungskette haben und Städte in die Lage versetzen, eine kreisförmige Bauwirtschaft zu initiieren. Eine der Hauptziele der Arbeitsgruppe unter Leitung von Professorin Kuchta ist es, mit entsprechenden Partnern aus Bauwirtschaft und öffentlicher Verwaltung eine verlässliche Datenbank zu schaffen und Instrumente für die Stadtplanung einzurichten. Dies beinhaltet die Untersuchung der technischen und wirtschaftlichen Durchführbarkeit des Umlaufs von Bauelementen und Materialien durch mehr als 35% Wiederverwendung von Elementen und Recyclingmaterial bei Neubauten und weniger als 5% Abfall zur Deponierung von Abbruchabfällen.

Zukunftsvision

Professorin Kuchta forciert aktiv das Thema der Kreislaufwirtschaft, damit es global auch zukünftig immer weiter an Bedeutung gewinnt. Neben- und Reststoffströme werden vermehrt berücksichtig, sodass wir alle global nachhaltiger und gesünder leben und wirtschaften können. Dazu zählt u.a. auch das Vorhaben, die Verpackung der Zukunft zu konzipieren und zusammen mit wirtschaftlichen Partnern in die Umsetzung zu bringen.

Schwerpunkte

  • Kreislaufwirtschaft und Abfallressourcenwirtschaft
  • Bioressourcen und Recyclingverfahren
  • Gewinnung von Sekundärrohstoffen
  • Biomining
  • Prozess- und Systemanalysen
  • Deponietechnik
  • (Mikroalgen-) Biotechnologie und Bioraffinerie
  • Kunststoffe, Plastikverpackungen und Polymerforschung

Kooperationen

  • „Aufsichtsrat Batterieeinnahmesystem“
  • ReCreew-Netzwerk – European Network for innovative recovery of rare earth and other Critical metals from electrical and electronic waste, 23 Vertreter aus Europa
  • Zahlreiche internationale Partner aus EU-Projekten
  • Kontakte im Bereich Elektro- und Elektronikabfällen
  • Kontakte zur Abfallindustrie
  • Kontakte zu Erneuerbaren Energien

Interessiert an

  • Stoffcharakterisierung (Quellenanalyse)
  • Prozessentwicklung und -steuerung
  • Analytik von Reststoffen
  • Recyclingfähige Designs (Verpackungsoptimierungen)
  • Lebensmittelindustrie

Professorin Kuchta ist stets an einem Austausch mit Wissenschaft und Wirtschaft interessiert, wenn es um die Themen Abfallwirtschaft, Kreislaufwirtschaft oder Prozessoptimierungen bzw. um gemeinsame Umsetzung innovativer Vorhaben geht.