BMW erforscht neue Materialien 

Wie Kreislaufwirtschaft serienreif und wertschöpfend wird

Ein Forschungsprojekt hat bewiesen: Wertschöpfende Kreislaufwirtschaft entsteht nicht erst am Ende des Fahrzeuglebens, sondern in Entwicklung, Einkauf und Design. Für die Branche ist Material längst eine strategische Größe geworden.

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Den Einsatz von exterieurtaglichem Bio-Polycarbonat ohne Hardcoat hat BMW Arbeitsprojektleiter Dr. Martin Schneebauer erfolgreich getestet.

Was ist so spannend an Scheinwerfern und Heckleuchten? Sie sollen funktionieren, dicht bleiben, altern, Prüfungen bestehen und sich unauffällig in ein Fahrzeug einfügen, das viele Jahre genutzt wird. Und gerade deshalb eignen sie sich, um über eine Veränderung zu sprechen, die in der Autoindustrie oft zu groß klingt, bis man sie am einzelnen Teil überprüft.

Im Forschungsprojekt Future Sustainable Car Materials, kurz FSCM, wurde an solchen Bauteilen sichtbar, worum es bei Kreislaufwirtschaft wirklich geht. Nicht um die nachträgliche Frage, was sich am Ende eines Autolebens noch verwerten lässt. Sondern um die frühere, unbequemere Frage: Wie muss ein Fahrzeug entwickelt werden, damit Materialien überhaupt im Kreislauf bleiben können?

Scheinwerfer und Heckleuchten mit Zukunft: weniger Teile, einfache Demontage, biobasierte Materialien.

Dreieinhalb Jahre lang hat die BMW Group als Konsortialführer mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Kunststoffen, Metallen, digitalen Materialdaten und Designprinzipien gearbeitet. Das Projekt zielte weniger auf eine ferne Vision, eher auf seriennahe Lösungen: Instrumententafelträger, Heckleuchten, Verkleidungsteile, Karosseriestrukturen, Türverkleidungen, Materialplattformen. Also auf jene Ebene, auf der Strategien ihre harte Bewährungsprobe haben.

Für Entscheider zum Thema Nachhaltigkeit ist genau das relevant: Die Rohstofffrage wird nicht mehr nur über Einkaufspreise beantwortet, sie entscheidet über CO₂e-Bilanzen, regulatorische Belastbarkeit, Lieferkettenrisiken, Produktkosten und künftige Wertschöpfung.

Entscheidend ist, dass neue Materialien später auch serienfähig sind.“

Martin Derks, BMW

Martin Derks motiviert: Um Klimaneutralität und Zirkularitätsziele zu erreichen, sind weiterführende Entwicklungen nötig.

Warum ist Rezyklat keine einfache Antwort?

Bei den Kunststoffen zeigt FSCM, wie nah Fortschritt und Begrenzung beieinanderliegen. Rezyklate aus Pre- und Post-Consumer-Strömen wurden für größere Bauteilgruppen erprobt, unter anderem für Instrumententafelträger, Heckleuchten und Verkleidungsteile. In ausgewählten Anwendungen konnten deutlich höhere Rezyklatanteile realisiert werden. Das ist ein technischer Fortschritt.

Aber FSCM erzählt eben nicht die einfache Geschichte vom alten Kunststoff, der problemlos zum neuen Bauteil wird. Lichtführende oder stromführende Komponenten, sichtbare Oberflächen und sicherheitsrelevante Funktionen stellen andere Anforderungen. Dort reicht ein guter CO₂e-Wert nicht aus. Das Material muss verarbeitbar sein, stabil bleiben, gleichbleibende Qualität liefern und die Erwartungen an ein Premiumfahrzeug erfüllen.

Martin Derks, Leiter Kunststoffe in der Entwicklung Gesamtfahrzeug der BMW Group und Projektleiter von FSCM, formuliert den Maßstab entsprechend nüchtern: „Entscheidend ist, dass neue Materialien später auch serienfähig sind.“ Der Satz klingt technisch. Strategisch bedeutet er: Nachhaltigkeit erhält erst dann Gewicht, wenn sie Freigabeprozesse, Kostenlogik und Produktionsrealität übersteht.

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Wenn Sicherheit und Zirkularität aufeinandertreffen

Noch anspruchsvoller wird die Frage bei Stahl und Aluminium. Beide Werkstoffe prägen den ökologischen Fußabdruck eines Fahrzeugs. Zugleich sind sie für Struktur, Crashverhalten und Dauerhaltbarkeit zentral. Wer hier Primärmaterial ersetzen oder Material einsparen will, bewegt sich direkt im sicherheitskritischen Kern des Fahrzeugs. Für Experimente bleibt dort kaum Spielraum.

Frontansicht einer schwarzen BMW-Stoßstange mit Kühlergrill auf weißem Hintergrund.
Fokus Stoßfänger: Wie lassen sich Aufbereitungsmethoden zusätzlich aus dem Open-Loop-Kreislauf (Gelber Sack) optimieren?

FSCM untersuchte deshalb zwei Hebel gleichzeitig: effizientere Werkstoff- und Bauteilkonzepte sowie höhere Rezyklatanteile. Demonstratoren für sicherheitsrelevante Karosseriestrukturen zeigen, dass nachhaltigere Metalllösungen möglich sind. Sie zeigen aber auch, wie eng der Spielraum ist. Legierungen, Schrottqualitäten, Prozessfenster, Prüfverfahren und industrielle Skalierung müssen zusammenpassen.

Für C-Level-Entscheider liegt darin eine klare Botschaft: Materialstrategie ist längst mehr als eine technische Unterfunktion. Sie entwickelt sich zu einem festen Bestandteil der Unternehmenssteuerung. Wer Zugang zu geeigneten Sekundärmaterialien, belastbaren Qualitätsdaten und stabilen industriellen Prozessen hat, gewinnt Handlungsspielraum – bei Kosten, CO₂e und Versorgungssicherheit.

Warum beginnt das Recycling lange vor dem Recycling?

Viele Probleme der Kreislaufwirtschaft entstehen nicht am Ende, sondern am Anfang. Ein Bauteil, das aus zu vielen untrennbar verbundenen Materialien besteht, kann später kaum hochwertig verwertet werden. Ein Verbund, der heute funktional bequem ist, kann morgen zum Wertverlust werden. Ein Klebstoff, eine Beschichtung, eine unnötige Materialkombination: Was in der Entwicklung plausibel erscheint, entscheidet Jahre später über Demontage, Sortierung und Wiederverwertung.

Deshalb ist Design for Circularity im FSCM-Projekt weit mehr als ein gestalterisches Begleitprogramm. Es greift früh in die Wertschöpfung ein. Ein Schalensitz-Konzept, ein Holz-Kork-Cockpit und eine neu entwickelte Türverkleidung zeigen, wie sich Material reduzieren, Funktionen integrieren und spätere Trennung bereits in der Entwicklung mitdenken lassen. Die Frage lautet längst nicht mehr nur: Wie gut sieht ein Bauteil aus, wie fühlt es sich an, was kostet es? Sie lautet ebenso: Welche zweite Nutzung ist in seiner ersten Konstruktion bereits angelegt?

Das verändert die Rolle von Design. Es wird nicht schmückender Abschluss, sondern eine Instanz, die über Ressourceneinsatz, Reparierbarkeit, Demontagefähigkeit und Restwert mitentscheidet.

Weshalb braucht Circularity eine Datenbasis?

Der unscheinbarste Teil von FSCM könnte für die Serie besonders wichtig werden: die Digitalisierung. Die Projektpartner entwickelten Ansätze für eine Daten- und Informationsplattform, auf der Materialeigenschaften, Prüfergebnisse und Nachhaltigkeitskriterien gebündelt und vergleichbar gemacht werden können.

Das klingt zunächst nach Prozessarbeit. Tatsächlich geht es um die Qualität von Entscheidungen. Wenn CO₂e-Werte, Rezyklatanteile, mechanische Kennwerte, Einsatzgrenzen und Prüfergebnisse nicht zusammengeführt werden, bleibt Circularity ein Argument, das zu spät in die Entwicklung kommt. Dann konkurriert es mit bereits getroffenen Entscheidungen.

Erst wenn Materialdaten früh verfügbar sind, können Entwicklung, Einkauf, Design und Produktion ihre Entscheidungen auf eine tragfähigere Grundlage stellen. Für große Organisationen ist das ein entscheidender Punkt: Kreislaufwirtschaft braucht gute Materialien – und ebenso gute Entscheidungsarchitekturen.

Wie passt das Forschungsprojekt FSCM in BMWs Nachhaltigkeitsstrategie?

Serientauglich? Holz ersetzt hier Teile der Kunststoffstruktur und ist zugleich Oberfläche der Mittelkonsole.

FSCM ordnet sich in eine Strategie ein, die Kreislauffähigkeit über die gesamte Wertschöpfungskette denkt: vom Design über die Materialauswahl bis zur Nutzung von Sekundärrohstoffen und zur Verringerung der Abhängigkeit von Primärmaterialien. In der Presseinformation werden dafür zentrale Prinzipien genannt: Design for Circularity, die werterhaltende Nutzung von Ressourcen über mehrere Lebenszyklen, hochwertige Rezyklate und funktionierende Recyclingprozesse.

Die Neue Klasse zeigt, dass diese Logik bereits in Richtung Serie wandert. Der neue BMW iX3 50 besteht laut BMW Group zu rund einem Drittel aus sekundären Materialien. Bei Radträgern und Schwenklagern liegt der Sekundärmaterialanteil bei 80 Prozent, bei Aluminiumguss-Felgen bei 70 Prozent.

Solche Zahlen sind keine Dekoration für Nachhaltigkeitsberichte. Sie markieren einen industriellen Übergang: Das Fahrzeug wird nicht nur nach Leistung, Komfort, Software und Effizienz bewertet, sondern zunehmend auch nach der Qualität seiner Materialbiografie.

Was bleibt für OEMs und Zulieferer?

FSCM liefert keine bequeme Formel für das nachhaltige Auto. Es liefert etwas Nützlicheres: Unterscheidungsvermögen. Wo kann Rezyklat heute eingesetzt werden? Wo ist Primärmaterial weiterhin notwendig? Welche Bauteile müssen neu gedacht werden? Welche Daten fehlen? Welche Partnerschaften braucht eine Branche, die Materialien nicht mehr nur einkauft, sondern über Lebenszyklen organisiert?

Für OEMs und Zulieferer heißt das: Kreislaufwirtschaft wird nicht als separates Nachhaltigkeitsthema gewinnen, sondern nur als Teil der industriellen Logik. Sie muss in Entwicklungsprozesse, Materialfreigaben, Einkaufsstrategien und Produktionsentscheidungen hinein. Dort ist sie weniger laut. Aber wirksamer.

Die Heckleuchte bleibt also ein kleines Bauteil. Doch an ihr lässt sich eine große Verschiebung ablesen: Das Auto der Zukunft beginnt nicht erst am Band. Es beginnt bei der Frage, ob sein Material nach dem ersten Leben noch eine zweite Rechnung wert ist.

Das FSCM-Projekt auf einen Blick

Future Sustainable Car Materials (FSCM) war ein dreijähriges, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördertes Forschungsprojekt unter Konsortialführung der BMW Group. Ziel war es, Materiallösungen für den Automobilbau zu entwickeln, die den CO₂e-Fußabdruck senken, Primärrohstoffe ersetzen und Materialkreisläufe besser schließen können. Die vier Arbeitsfelder: Kunststoffe, Metalle, Digitalisierung sowie Design for Circularity standen dabei im Fokus. Untersucht wurden unter anderem

  • Komplexe Kunststoffbauteile wie Stoßfänger, Instrumententafel und Leuchten für den Einsatz von Rezyklate
  • Sicherheitsrelevante Karosserriestrukturen mit recyclingbasierten Stahl- und Aluminiumlösungen
  • Digitale Materialdatenplattform für die Zusammenarbeit in der Lieferkette
  • Neue Designkonzepte wie ein Schalensitz, ein Holz-Kork-Cockpit oder eine kreislauffähig ausgelegte Türverkleidung

Die Besonderheit des Projekts liegt weniger in einzelnen Demonstratoren als in der Nähe zur Serie: Materialien mussten nicht nur ökologisch plausibel, sondern auch technisch belastbar, sicher, qualitätsfähig und wirtschaftlich darstellbar sein.

Zum Konsortium gehörten neben der BMW AG unter anderem Evonik, Mocom, Thyssenkrupp Steel Europe, Constellium, Toray Industries Europe, die Dräxlmaier Group, Forward Engineering, material.one, mehrere Lehrstühle der TU München sowie die Fraunhofer-Institute ICT und WKI. Damit verband FSCM Werkstoffentwicklung, Bauteilauslegung, Digitalisierung, Produktionserfahrung und wissenschaftliche Circular-Economy-Kompetenz in einem industrieübergreifenden Verbund.