Die Gießerei als Vorbild der Kreislaufwirtschaft

Gießereien gelten als Paradebeispiel für Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit. Mehr als 90 Prozent aller Gussteile werden durch das Wiedereinschmelzen von Schrott erzeugt, darunter Alt- und Neuschrott aus verschiedenen Quellen. Neben dem Metallkreislauf gelingt auch die Rückführung von Formstoffen: Rund 95 Prozent des zur Formherstellung genutzten Sandes werden durch moderne Aufbereitungsprozesse wiederverwertet und landen in einem geschlossenen Kreislauf. Diese hohe Recyclingquote macht die Gießereiindustrie zu einer der bedeutendsten Säulen der produzierenden Recyclingwirtschaft.

Prozessintegrierter Umweltschutz und Emissionsminderung

Revolution durch anorganische Bindemittel

Ein zentraler Hebel für umweltfreundlichere Produktionsprozesse liegt in der Kern- und Formherstellung. Während in den vergangenen Jahrzehnten organische Bindemittel wie Phenolharze oder PUR-Cold-Box-Systeme dominierten, setzt die Branche zunehmend auf anorganische Alternativen. Diese auf Wasserglas- oder Alkalisilicatbasis entwickelten Systeme setzen bis zu 98 Prozent weniger Schad- und Geruchsstoffe frei und ermöglichen eine nahezu emissionsfreie Fertigung. Erste Gießereien setzen diese Technologie bereits erfolgreich in der Serienfertigung von Bremsscheiben oder komplexen Motorenbauteilen ein. Die Substitution organischer durch anorganische Binder reduziert nicht nur die Belastung für Mitarbeiter und Umwelt, sondern senkt auch Kosten für Luftaufbereitung und Instandhaltung.

Energieeffizienz und Abwärmenutzung

Als energieintensive Branche hat die Gießereiindustrie den sparsamen Umgang mit Ressourcen zum strategischen Ziel erhoben. Viele Betriebe implementieren Energiemanagementsysteme nach DIN EN ISO 50001, um Verbräuche systematisch zu erfassen und zu optimieren. Besonders im Schmelzbetrieb, der den größten Energiebedarf verursacht, zeigen sich erhebliche Einsparpotenziale: Durch optimierte Chargierung von Induktionsöfen lassen sich Leistungseinbrüche vermeiden und Schmelzzeiten verkürzen. Die Wärmerückgewinnung aus Abgasen von Kupolöfen oder Wärmebehandlungsanlagen bietet weitere Möglichkeiten. Die gewonnene thermische Energie kann intern zur Hallenheizung, Warmwasserbereitung oder Trocknung von Formstoffen genutzt werden oder über Thermalölkreisläufe an externe Verbraucher wie benachbarte Unternehmen abgegeben werden.

Strategien zur Klimaneutralität

CO2-Bilanzierung und Transparenz

Angesichts der deutschen Klimaschutzziele – Treibhausgasneutralität bis 2045 – arbeitet die Branche an verbindlichen Standards zur Bilanzierung und Reduktion von Emissionen. Der CO2-Leitfaden des Bundesverbandes der Deutschen Gießerei-Industrie (BDG) schafft hier einheitliche Rahmenbedingungen. Er unterscheidet zwischen Corporate Carbon Footprint (Unternehmensbilanz) und Product Carbon Footprint (Produktbilanz) und definiert die gießereispezifischen Scopes: Direkte Emissionen (Scope 1), indirekte Emissionen aus Energiebezug (Scope 2) sowie sonstige indirekte Emissionen entlang der Wertschöpfungskette (Scope 3). Zukünftig wird die ISO-Norm 14068 einen weltweit gültigen Standard zur Klimaneutralität etablieren.

Erneuerbare Energien und Emissionshandel

Die Integration erneuerbarer Energien ist für Gießereien technisch weitgehend möglich. Neben dem Bezug von Ökostrom mit Herkunftsnachweis oder Power Purchase Agreements (PPAs) eröffnen sich Möglichkeiten durch Photovoltaik-Aufdachanlagen, Bioerdgas/Biomethan zur Substitution von Erdgas sowie oberflächennahe Geothermie zur Beheizung und Kühlung. Für die Elektrifizierung von Prozessen fehlt derzeit noch die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff in ausreichender Menge.

Parallel dazu wirken zwei Emissionshandelssysteme auf die Branche: Der nationale Emissionshandel (nEHS) bepreist seit 2021 Energieträger wie Erdgas, Heizöl und Diesel mit jährlich steigenden Festpreisen, ab 2023 auch Gießereikoks. Der EU-Emissionshandel (EU-ETS) setzt dagegen auf ein marktbasiertes Preissignal, das seit 2018 von 10 Euro auf teilweise fast 100 Euro pro Tonne CO2 gestiegen ist. Die strategische Reihenfolge zur Erreichung von Klimaneutralität folgt dem Prinzip: Vermeidung vor Verminderung vor Kompensation. Verbleibende Emissionen können über den Gold Standard oder den Voluntary Carbon Standard (VCS) kompensiert werden.

Digitale Innovationen für nachhaltige Produktion

3D-Druck und Prozesssimulation

Die Digitalisierung der Produktion trägt wesentlich zur Ressourcenschonung bei. In der Serienfertigung von Sandkernen mittels 3D-Druck entfallen zeit- und energieintensive Prozessschritte wie die Werkzeugfertigung. Speziell für Prototypen und Kleinserien spart diese Technologie erhebliche Mengen an Material und Energie, die sonst für den Bau von Werkzeugen benötigt würden. Moderne Gießereien nutzen zudem Prozesssimulationen, um Formfüllung, Erstarrung und Kühlung virtuell zu optimieren. Dies reduziert Ausschussraten und vermeidet „Trial-and-Error"-Methoden, was sich direkt in geringerem Energie- und Materialeinsatz niederschlägt.

Leichtbau und Materialeffizienz

Innovationen in der Produktentwicklung ermöglichen zunehmend den ökologischen Leichtbau. Durch gießereigerechte Konstruktion und optimierte Speiser lassen sich Gussteile gewichtsreduziert fertigen, was den Materialverbrauch und den nachfolgenden Putzaufwand senkt. Simulationsgestützte Optimierungen der Gießtechnik erhöhen zudem das Ausbringen und vermeiden unnötige Energieverschwendung am Gussteil.

Zertifizierungen und verantwortungsvolles Wirtschaften

Nachhaltiges Handeln manifestiert sich zunehmend in Zertifizierungen und Standards. Neben Umweltmanagementsystemen nach DIN EN ISO 14001 und Energiemanagementsystemen nach DIN EN ISO 50001 etablieren sich Bewertungssysteme wie EcoVadis. Auf Messen wie dem Quartett GIFA, METEC, THERMPROCESS und NEWCAST in Düsseldorf werden diese Leistungen durch das Label ecoMetals hervorgehoben, das Ressourcen- und Energieeffizienz sowie Klimaschutz in den Fokus stellt. Für Kunden und Investoren werden diese Standards zu verlässlichen Indikatoren für verantwortungsvolle Produktion entlang der gesamten Lieferkette.