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Über das Projekt
Im Rahmen des Regionale 2010 Projektes :metabolon wurde die Leppe-Deponie zu einem Lehr- und Forschungszentrum der TH Köln weiterentwickelt und das gesamte Gelände für die Öffentlichkeit geöffnet.
Die Forschungsziele der verschiedenen Projekte waren eine Reaktion auf die begrenzten natürlichen Ressourcen und zielten darauf ab, die Abfallwirtschaft in eine Kreislaufwirtschaft zu transformieren, um Rohstoffe möglichst lange im Kreislauf zu halten und deren Wiederverwertung zu fördern.
Die zentrale Aufgabe von :metabolon besteht darin, Ansätze für die Transformation unserer Gesellschaft hin zu einem veränderten Wirtschaftssystem im Sinne einer nachhaltigen Zirkulären Wertschöpfung zu entwickeln. So liegt der Fokus der Forschung nicht nur auf der Entwicklung von technischen Innovationen, sondern auch auf der Analyse der ökonomischen und ökologischen Wirksamkeit derselben. Um dem holistischen Ansatz gerecht zu werden stellen die gesellschaftliche Akzeptanz sowie die Auswirkungen auf den administrativen Rahmen ebenfalls wesentliche Bestandteile der Betrachtung dar.
Unsere Partner
Standort
:metabolon bietet eine Plattform für holistisches Lehren und Forschen in den Themenfeldern Zirkuläre Wertschöpfung und Nachhaltigkeit. Auf dem gesamten Gelände finden sich hochmoderne Forschungsbereiche mit unterschiedlichen, verfahrenstechnischen Anlagen sowie gut ausgestattete Laborräume, die ideale Bedingungen für die Forschung als auch für forschendes Lernen bieten. Neben dem neu-ausgestatteten Schülerlabor finden sich Seminarräume sowie praktische Lernorte, die dabei helfen das theoretische Wissen in greifbare, anwendbare Kenntnisse umzuwandeln.
Forschung
Ziel der Forschung ist die optimale stoffliche und energetische Verwertung von Reststoffen. Hierbei forschen die Wissenschaftler entlang der dargestellten Prozessketten, um praxisnahe Lösungen in enger Kooperation mit der Industrie zu entwickeln, zu optimieren und praktisch zu erproben.
metabolon, 2025
Im Fokus steht hierbei das Schließen von Stoffkreisläufen, so dass Konzepte für eine Nachhaltige Kreislaufwirtschaft entwickelt und gemeinsam mit den industriellen Kooperationspartner umgesetzt werden können. Auf diese Weise werden die Unternehmen Teil der Zirkulären Wertschöpfungskette und tragen so zu einer nachhaltigen Entwicklung unserer Gesellschaft bei.
Auf :metabolon arbeiten Wissenschaftler unterschiedlichster Fachbereiche inter- und transdisziplinär zusammen, wodurch nicht nur Synergien geschaffen werden, sondern die Kombination verschiedener Perspektiven und Methoden ermöglicht die Entstehung neuer Ideen und innovativer Ansätze.
Durch die transdisziplinäre Ausrichtung von :metabolon können holistische Lösungsansätze für die Herausforderungen in der aktuellen Zeit gefunden werden, da auch Akteure außerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft mit einbezogen werden, wie z.B. politische Entscheidungsträger, Industriepartner und die Öffentlichkeit. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die entwickelten Konzepte auch praktische Anwendung finden und gesellschaftlichen Nutzen bringen.
Getragen und begleitet wird die Forschung durch eine starke Einbindung von Nachwuchswissenschaftlern, die auf dem Standort zu ihren Abschlussarbeiten forschen, ihre Praxisarbeiten schreiben, oder als wissenschaftliche Mitarbeitende hier arbeiten.
Lehre
Zirkuläre Wertschöpfung sowie nachhaltige Entwicklung und somit die Betrachtungganzheitlicher Prozessketten sind die zentralen Themen derLehre. Wesentlich ist hierbei eine kritische Bewertung der eingesetztenTechnologien und Maßnahmen, da das Hinterfragen notwendigerHandlungsschritte eine wesentliche Voraussetzung fürdie Ausbildung in nachhaltigen Prozessabläufen darstellt.
Die erworbenen Kompetenzen qualifizieren die Studierenden für verantwortliche Tätigkeiten in einer sich wandelnden Berufswelt (Employability) und befähigen sie zur aktiven Mitgestaltung und nachhaltigen Entwicklung der Gesellschaft (Global Citzienship).
Der Lehr- und Lernort :metabolon hat die Aufgabe didaktische Ansätze zu entwickeln und zu erproben, um diese Erkenntnisse den verschiedenen gesellschaftlichen Akteuren - vom Kindergartenkind über Schüler*innen und Studierende bis hin zu Erwachsenen - zugänglich zu machen.
Lernorte
Auf :metabolon gibt es eine Vielzahl an Seminarräumen undLernorten, die für die unterschiedlichsten Lernformate geeignet sind. Zu den Lernorten zählen ein Schülerlabor,ein Blockhaus mit Informationen zum Thema Holz, das Haus der Kleinen Forscher (Kunststoffe) sowie Tiny Houses, die über nachhaltige Bauweisen informieren.
In Forschungshalle(FoHa) II wurde ein Praktikumsbereich aufgebaut, in dem die Studierenden verschiedene Grundoperationen der Verfahrenstechnik erlernen. Auf diese Weise sollen sie befähigt werden aus den einzelnen Arbeitsschritten eigenständig einen Prozess aufzubauen, der beispielsweise Luftreinigung, Abwasserbehandlung oder Bodenaufbereitung umfasst.
Überdies steht das weitreichende Gelände der ehemaligen Mülldeponie mit seinen industriellen Anlagen (Biogasanlagen, Sickerwasseranlage, Rostascheaufbereitung), dass viele Möglichkeiten des Lehrens und Lernens zu den Themen Müllvermeidung, Nachhaltigkeit und Zirkuläre Wertschöpfung bietet, zur Verfügung. :metabolon bietet somit viel Potenzial fürko-kreatives und forschendes Lernen.
Pilot Bergische Rohstoffschmiede (2021-2023) - Projektsteckbrief
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:metabolon IIb (2017 - 2021) - Projektsteckbrief
| Forschungsprojekt | :metabolon IIb |
| Leitung | Prof. Dr. Christian Wolf (TH Köln) |
| Institut | :metabolon Institute |
| Beteiligte Forscher |
Prof. Dr. Michael Bongards (TH Köln) Prof. Dr. Christian Malek (TH Köln) Prof. Dr. Ramchandra Bhandari (TH Köln) Prof. Dr. Wolfgang Kath-Petersen (TH Köln) Prof. Dr. Astrid Rehorek (TH Köln) Prof. Dr. Christiane Rieker (TH Köln) |
| Projektpartner |
Bergischer Abfallwirtschaftsverband (BAV) RWTH Aachen Universität Duisburg-Essen |
| Fördermittelgeber | Europäische Union, aus den Mittel für regionale Entwicklung (EFRE) |
| Laufzeit | 07/2017 - 12/2021 |
| Abstract |
Der Projektansatz von :metabolon IIb verfolgt das Ziel, das Entsorgungszentrum Leppe zu einem Kompetenz-, Lern- und lnnovationsstandort für Ressourcenwirtschaft und Umwelttechnologien neu auszurichten. Hierbei erforscht und entwickelt die interdisziplinäre Forschungsgemeinschaft, der neben dem BAV und der TH Köln weitere erfahrene Forschungspartnern aus NRW-Hochschulen angehören, die nachhaltige Aufbereitung von Sekundärrohstoffen aus Reststoffen sowie deren kaskadenförmige stoffliche und energetische Verwertung zur Schonung der Primärrohstoffe. Ziel ist die optimale stoffliche Nutzung der Reststoffe, um Ressourcen zu schützen sowie der Gewinn von Energieträgern als Nebenprodukt. Aus Letzteren sollen im Idealfall durch adäquate Nachbehandlungsschritte weitere Wertstoffe gewonnen werden. Nach erfolgreicher Neustrukturierung der ehemaligen Leppe-Deponie zum Lehr- und Kompetenzstandort der TH Köln werden zusätzliche Technikumsanlagen für die Prozessschritte Vergasung und Pyrolyse aufgebaut, die die Erforschung weiterer Verwertungswege ermöglichen. Im Projekt :metabolon IIb liegt der Fokus auf einer Verknüpfung der entwickelten Prozessketten, um zusätzliche Synergien zu erzielen. Die hierbei entstehenden, neuen Verwertungswege werden parallel auf ihre Marktchancen – durch Bilanzierungen – und mit detaillierten Life-Cycle-Analysen (LCA) auf ihre Umweltbelastungen überprüft. Auf diese Weise soll :metabolon IIb die ganzheitliche Betrachtung der kaskadenförmig aufgebauten Verwertungsschritte ermöglichen. Erst durch die Betrachtung der noch offenen, oder bisher nicht erforschten Prozessschritte, können effiziente und praxisgerechte Verwertungslinien für einzelne Stoffe aufgezeigt und bilanziert werden. |
metabolon IIa (2014 - 2015) - Projektsteckbrief
| Forschungsprojekt | :metabolon IIa |
| Leitung |
Prof. Dr. Michael Bongards (TH Köln) |
| Institut |
Institut für Automatisierung und Industrial IT |
| Betreiligte |
Prof. Dr. Dagmar Gaese (TH Köln) Prof. Dr. Ulrich Glinka ((FH Bingen) Prof. Dr.-Ing. H.-G. Ramke (Hochschule Ostwestfalen Lippe) Prof. Dr. Astrid Rehorek (TH Köln) Prof. Dr. Christiane Rieker (TH Köln) |
| Projektpartner |
Bergischer Abfallwirtschaftsverband (BAV) Hochschule Ostwestfalen-Lippe TU Graz |
| Fördermittelgeber |
Europäische Union, über das Ziel 2-Programm EFRE und mit Mitteln des Landes NRW |
| Laufzeit |
05/2014 - 06/2015 |
| Abstract |
Das aktuelle Projekt baut auf den Ergebnissen von :metabolon I auf. Nach erfolgreicher Neustrukturierung der ehemaligen Leppe-Deponie zum Lehr- und Kompetenzstandort der TH Köln, werden im Projekt :metabolon IIa neue Forschungs-arbeiten begonnen. Die Entwicklung innovativer Verfahren zur Erzeugung von Sekundärrohstoffen aus Reststoffen und die Erforschung von deren Nutzung zur nachhaltigen Schonung von Primärrohstoffen stehen weiterhin im Mittelpunkt der Arbeiten. Die Forschungsaktivitäten werden um folgende Bereiche erweitert: HTC (Hydrothermale Karbonisierung), Deponietechnik und dem Schließen von Energiekreisläufen. Das Verfahren der Hydrothermalen Karbonisierung bietet innovative Verwertungswege für Reststoffe an und ergänzt die bereits aufgebauten Prozessketten im Projekt. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung sind Untersuchungen zur Prozessführung der Sickerwasseraufbereitungsanlage auf dem Standort, um eine Verbesserung der Wasserqualität sowie Energieeinsparungen zu erreichen. |
| Erreichte Ziele |
Im Laufe des Projekts :metabolon IIa wurden sowohl die HTC-Anlage als auch eine Siebmaschine erfolgreich aufgebaut und in Betrieb genommen. So fanden im Bereich der Substrataufbereitung intensive Untersuchungen in Bezug auf die Zusammensetzung sowie die optimale Zerkleinerungsmethoden zur weiteren Verwertung statt. In einem weiteren Schritt wurden Verwertungswege von feuchten und trockenen Substrate untersucht, wobei auch die Herstellung von Biokohle mit Hilfe der HTC-Anlage erforscht werden konnte. Im Bereich der Verbrennung wurden Untersuchungen zur Steigerung des Nutzungsgrads von Substraten durchgeführt sowie Bildanalysen zur Optimierung des Verbrennungs-prozesses. Die Ergebnisse der Forschung an der halbtechnischen Forschungssickerwasseranlage konnten auf die industrielle Sickerwasseranlage auf dem :metabolon Gelände übertragen werden und führten zu einer Optimierung der Betriebsweise. |
metabolon I (2009 - 2014) - Projektsteckbrief
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Forschungsprojekt |
:metabolon I |
| Leitung | Prof. Dr. Michael Bongards |
| Institut | Institut für Automatisierung und Industrial IT |
| Beteiligte |
Prof. Dr. Dagmar Gaese (TH Köln) Prof. Dr. Ulrich Glinka ((FH Bingen) Prof. Dr. Narodoslawsky (TU Graz) Prof. Dr. Astrid Rehorek (TH Köln) Prof. Dr. Christiane Rieker (TH Köln) |
| Projektpartner |
Bergischer Abfallwirtschaftsverband (BAV) FH Bingen QUESTOR, Queens University TU Graz |
| Fördermittelgeber | :regionale 2010 (EFRE) mit Mitteln des Landes NRW |
| Laufzeit | 12/2009 - 12/2014 |
| Strukturprogramm |
Das Forschungsprojekt :metabolon ist in der Regionale 2010, dem Strukturförderprogramm des Landes NRW, verankert, welches ab 2010 in der Region Köln-Bonn ausgewählte Programmansätze gefördert hat. :metabolon gehört hierbei in die Projektfamilie der :gärten der technik. Projekte dieser Kategorie stehen für die Förderung von Innovationen an Standorten, die Bestandteil einer gewachsenen Kulturlandschaft sind. Hierbei vereint alle Projekte die zentrale Bedeutung von Forschung und Entwick-lung bei eben dieser innovativen Neuausrichtung. Die :gärten der technik bilden ein Netzwerk, welches die Region Köln/Bonn umspannt und innovative Akzente in ihren jeweiligen Forschungsbereichen setzt. Innerhalb des Netzwerks entstehen wertvolle Synergien und projektübergreifende Effekte, welche mittel- und langfristig zu einem höheren lnnovationsgrad der Region beitragen. |
| Abstract |
Die ehemalige Leppe-Deponie wird zu einem international anerkannten Kompetenzzentrum für Stoffumwandlung (Metabolismus) und standortbezogene Umwelttechnologien und -techniken entwickelt. Die Grundlage der wissenschaft-lichen Forschung bilden verschiedenste Wertschöpfungsketten aus den Bereichen Forst-, Wasser-, Land- und Abfallwirtschaft. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der nachhaltigen Bewirt-schaftung bislang ungenutzter Ressourcen sowie der umwelt-verträglichen Wiedereingliederung von produzierten Rest-stoffen. Der große Vorteil des Kompetenzzentrums liegt in der engen Verknüpfung verschiedener Pilot- und Technikumsanlagen an einem Standort mit industrieller Reststoffverwertung, die eine praktische Erprobung im technischen Maßstab vor Ort er-möglichen. Das somit gewonnene Fachwissen soll in Form von Schulung-en, Seminaren und Veröffentlichungen an die interessierte Fachwelt und auch an die Öffentlichkeit weitergegeben werden. Auf diese Weise entsteht ein internationales Wissens- und Bildungszentrum für Technik und Stoffstrommanagement. |
| Erreichte Ziele |
Das Gelände der ehemaligen Mülldeponie wurde erfolgreich neustrukturiert. Es wurden Bürogebäude für die Forschung und den Wissenstransfer errichtet sowie eine großflächige Forschungshalle (750m2) mit modernen Laboren für Chemie, Physik und Mikrobiologie ausgestattet. So standen zu Beginn des Projekts Planung und Beschaffung der technischen Ausstattung im Vordergrund, wie z.B. eine Mini-Biogasanlage und ein Verbrennungskessel im industriellen Maßstab. Hinzu kamen diverse Geräte und Anlagen für die Substrat-Aufbereitung (Pelletpresse, Mischer, Zerfaserer, Zerspaner, Förderbänder sowie eine kombinierte Zerfaserungs- und Presslinie). Alle aufgeführten Anlagen sind bereits in Betrieb und für die Forschung im Einsatz. In der abschließenden Realisierungsphase befindet sich eine halbtechnische Forschungs-Sickerwasseranlage. Die in der Forschung gewonnen Ergebnisse wurden in wissen-schaftlichen Vorträgen, Publikationen sowie auf Konferenzen und Messen kommuniziert, womit die Basis für ein aktives Forschungsnetzwerk geschaffen wurde. |
