Carbonfasern stecken in Flugzeugen, Fahrrädern, Windkraftanlagen und vielen Bauteilen moderner Energiesysteme. Die Herstellung beruht meist auf fossilen Rohstoffen. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP will das ändern und baut in Guben eine Pilotanlage auf, in der biobasierte Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen in einen industrienäheren Maßstab überführt werden sollen. Dafür stellen der Bund und das Land Brandenburg 53,3 Millionen Euro bereit. Die Stadt Guben investiert zusätzlich rund 20 Millionen Euro in das Gebäude im Industriepark. Die Inbetriebnahme der Anlagen ist ab Ende 2029 vorgesehen.

Vom Holzbaustein zur Carbonfaser

Im Mittelpunkt stehen Vorläuferfasern, auch Präkursoren genannt. Sie entstehen am Fraunhofer IAP aus biogenen Rohstoffen wie Cellulose oder Lignin aus Holz. Diese Stoffe werden zunächst gelöst und zu Fasern versponnen. Erst in einem weiteren Schritt werden die Vorläuferfasern durch Carbonisierung in Carbonfasern umgewandelt. In Guben soll künftig eine Forschungs- und Pilotinfrastruktur entstehen, mit der sich verschiedenste innovative Vorläuferfasern bis in den Tonnenmaßstab herstellen lassen. Ergänzend baut das Institut eine Laboranlage auf, die die neuen Fasern im Kilogrammmaßstab carbonisiert. So lassen sich Prozesse schneller bewerten, optimieren und mit Mustermengen für industrielle Tests unterfüttern.

Dass das Vorhaben mehr ist als eine frühe Zukunftsidee, zeigt die bisherige Entwicklung am Standort Potsdam. Fraunhofer IAP arbeitet bereits seit Jahren an biobasierten Carbonfasern und beschreibt Cellulose als wichtigen erneuerbaren Ausgangsstoff für Vorläuferfasern. Deren Struktur lässt sich über Spinnverfahren gezielt einstellen. Das ist wichtig, weil sich damit auch Eigenschaften der späteren Carbonfasern beeinflussen lassen [2][3].

Eine Wertschöpfungskette für die Lausitz

Die neue Anlage ist Teil der Carbon Lab Factory Lausitz. Dahinter steht eine länderübergreifende Infrastruktur in Brandenburg und Sachsen, die möglichst viele Schritte der Wertschöpfungskette zusammenführen soll, vom biobasierten Rohstoff bis zum Bauteil für Leichtbauanwendungen. Komplementär zur Gubener Anlage entsteht in der sächsischen Lausitz eine weitere Pilotanlage für die Verarbeitung der Vorläuferfasern zu Carbonfasern im Tonnenmaßstab. Die Technische Universität Chemnitz, die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg und regionale Unternehmen sind eingebunden, um daraus auch Verbundwerkstoffe, Demonstratoren und Prototypen für reale Anwendungen zu entwickeln.

Biobasierte Carbonfasern könnten zukünftig ein bisher stark fossil geprägtes Hochleistungsmaterial auf eine breitere Rohstoffbasis stellen. Zugleich verbindet das Projekt Materialforschung, industrielle Erprobung und Strukturwandel in einer Region, die neue industrielle Perspektiven sucht.

ag