Chemisches Recycling

Chemisches Recycling, wie funktioniert es? Wenn man über Recycling spricht, spricht man oft über mechanisches Recycling. Wenn Kunststoffe aus wirtschaftlicher und (umwelt-)technischer Sicht nicht entsprechend den geforderten Standards mechanisch recycelt werden können (z.B. mehrschichtige Aufbauten von Polymeren mit divergierenden Schmelzpunkten), dann kann das chemische Recycling (Wiederverwertung von Rohstoffen) Lösungen bieten. Im folgenden Abschnitt werden konkrete Beispiele für derartige Situationen gegeben.

Beim Chemisches Recycling wird die chemische Struktur von Kunststoffabfällen verändert und auf die ursprünglichen Bausteine (Polymere, Monomere oder Atome) heruntergebrochen, aus denen die Kunststoffe bestehen. Mit diesen Bausteinen können neue Kunststoffe, aber auch Produkte wie Chemikalien oder Kraftstoffe hergestellt werden. Oft werden 4 verschiedene Techniken unterschieden:

• Solvolyse (Auflösen)
• Depolymerisation
• Pyrolyse (Kracken)
• Vergasung

Diese Prozesse spalten Kunststoffabfälle auf, um Synthesegas (Syngas) sowie flüssige und halbflüssige Produkte zu erzeugen. Durch neue Depolymerisationsverfahren können einige Kunststoffarten wieder in Monomere für die Herstellung neuer Kunststoffe umgewandelt werden.

Chemisches Recycling gewinnt derzeit weltweit an Interesse. Große Unternehmen wie BASF, Shell und Sabic investieren darin, Regierungen geben Subventionen, und es wird erwartet, dass das chemische Recycling, genau wie das mechanische Recycling, in Zukunft zunehmen wird.

Derzeit werden nur 20 % aller Kunststoffe recycelt. Durch die Wiederverwertung von Rohstoffen können wesentlich höhere Recyclingziele erreicht werden, wobei das Traumszenario wie folgt aussieht:

• Mechanisches Recycling 40% (für alle Kunststoffe, nicht nur für Verpackungen).
• Chemisches Recycling 15% geschlossener Kreislauf und 25% längerer Kreislauf.
• Biobasierte Kunststoffe 20 %.

Dieser Artikel erörtert die Vor- und Nachteile des chemischen Recyclings von Kunststoffen sowie die Chancen und Herausforderungen dieser relativ neuen Entwicklung.

Vorteile der Chemisches Recycling

Etwa 50 % der Kunststoffverpackungsabfälle aus Haushalten und Unternehmen werden derzeit werkstofflich verwertet. Die derzeitigen Techniken und Anlagen sind nicht in der Lage, alle Arten von Kunststoffverpackungen zu recyceln. Die rohstoffliche Verwertung kann dazu beitragen, dass Kunststoffabfälle nicht in Verbrennungsanlagen oder auf Deponien landen, wenn sie für die werkstoffliche Verwertung nicht geeignet sind. Beispiele für die Vorteile des chemischen Recyclings gegenüber dem mechanischen Recycling sind:

• Zusatzstoffe, Duft- und Farbstoffe können vom Verpackungsmaterial getrennt werden.
• Kombinierte Materialien und Kunststofftypen in einer Verpackung können voneinander getrennt werden.
• Es bietet mehr Möglichkeiten für den Einsatz von Recyclat in Verpackungen im Lebensmittelbereich.
• Beim chemischen Recycling ist ein wesentlich höherer Prozentsatz an Wiederverwertung möglich.
• Langfristig ergibt sich eine hohe CO2-Reduktion.
• Rohstoffliches Recycling kann Kunststoff ein besseres Image verschaffen

Abfallströme für das chemische Recycling

Basierend auf den oben genannten Möglichkeiten des chemischen Recyclings sind die folgenden Kunststoffströme für das chemische Recycling geeignet:

• Sortierte Monoströme, die zu stark verschmutzt oder schwierig mechanisch zu recyceln sind

PVC-Verpackungen und -Laminate, wie z. B. Chipstüten, sind mit herkömmlichen Techniken nur schwer zu verwerten. Andere PET-Verpackungen als Flaschen und Fläschchen, wie z. B. Schalen und Becher, sind ebenfalls schwer mechanisch zu recyceln. Dies liegt daran, dass die verschiedenen Schichten schwer zu trennen sind und unterschiedliche Schmelzpunkte haben. Und bei PET-Schalen ist es oft unmöglich, zwischen Lebensmittel- und Non-Food-Verpackungen zu unterscheiden. Die KIDV schätzt, dass es sich dabei um etwa 30 kt pro Jahr handelt.

• Kunststoff, der während der Sortier- und Recyclingphasen verworfen wird

Die Gesamtmenge an Abfall, die von den Recyclingketten entfernt wird, beträgt etwa 52 kt pro Jahr. Das sind 14 % der Kunststoffverpackungen im Haushalt. Viel größer ist der Anteil an Kunststoffen aus Kommunen, der mit Restmüll vermischt und schließlich verbrannt wird. Dies sind 195 kt (51%). Im Moment ist dies noch nicht für das chemische Recycling verfügbar, aber mit dem Trend zu mehr Nachtrennung und Vorsortierung in Müllverbrennungsanlagen wird ein Teil dieses Stroms schließlich seinen Weg zu den Recyclern finden. Dadurch können auch diese Abfälle chemisch recycelt werden.

• Gemischte Kunststoffströme

Ein großer Teil des nach der Sortierung gesammelten Haushaltskunststoffs landet im Strom der „gemischten Kunststoffe“. Wenn es mechanisch recycelt wird, wird es hauptsächlich zur Herstellung von Bänken, Fliesen und Tischen verwendet. Dies wird auch als minderwertiges Recycling bezeichnet. Durch chemisches Recycling dieser gemischten Ströme könnten hochwertigere Produkte hergestellt werden und diese Prozesse könnten auch bei den CO2-Emissionen besser abschneiden.

• Kunststoffe mit Additiven, Aromastoffen und Farbstoffen

Geruchs- und Farbverbindungen lassen sich durch herkömmliches Waschen oder mechanisches Recycling nicht aus Kunststoffen entfernen. Daher können Verpackungen, die mechanisch recycelt werden, in der Lebensmittelindustrie nicht verwendet werden. Die magnetische Depolymerisation, eine Form des chemischen Recyclings, entfernt Farbstoffe und andere Verunreinigungen. Dies führt zu einem hochwertigen Rohstoff, der dem fossilen Rohstoff für Kunststoffe ebenbürtig ist. Dadurch ist es möglich, Kunststoffverpackungen zu Lebensmittelverpackungen zu recyceln.

Nachteile des chemischen Recycling

Das Recycling von Rohstoffen ist noch nicht weit verbreitet. Viele Unternehmen befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Regulatorische Barrieren hindern Kommunen daran, das Recycling von Chemikalien zu fördern. So liegt beispielsweise nur dann ein Recycling vor, wenn der Output als Rohstoff in der verarbeitenden Industrie wiederverwendet wird, nicht aber, wenn der Output der chemischen Verarbeitung als Energie oder Brennstoff verwendet wird. Darüber hinaus gelten die Sammel- und Sortiergebühren noch nicht für Kunststoffverpackungen, die von einem chemischen Recycler verarbeitet werden. Um eine weitere Entwicklung zu erreichen, ist es wichtig, gleiche Bedingungen für das werkstoffliche Recycling zu schaffen, wo diese Art von Gebühren anfällt.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die für das chemische Recycling benötigten Abfallströme sauberer sein müssen als bisher angenommen. Insbesondere die Technologien mit einer hohen CO2-Reduktionsrate stellen auch höhere Anforderungen an die Qualität der Abfälle. Viele neue chemische Recycling-Initiativen funktionieren perfekt im Labormaßstab mit sauberen Materialien als Input. Praktische Versuche mit kontaminierten und schwer mechanisch zu verwertenden Abfallströmen sind jedoch keineswegs immer erfolgreich. Und die gewünschten saubereren Eingangsströme können leicht an anderer Stelle ihren Ausgang finden.

Techniken wie Vergasung und Pyrolyse stellen weniger strenge Anforderungen an den Einsatz von Abfällen, aber diese Techniken erreichen auch geringere CO2-Reduktionen.

Darüber hinaus ist das chemische Recycling aufgrund der Vorverarbeitung, des Energiebedarfs und der benötigten Chemikalien/Katalysatoren oft kostenintensiv.

Als Hersteller von Kunststoffverpackungen verfolgen wir die Entwicklungen genau und beteiligen uns an den Diskussionen über chemisches Recycling.

Zurzeit kann die KIVO ihre Abfälle – und die von Dritten – nur in unserer REKS-Recyclinganlage mechanisch verwerten. Die KIVO befindet sich jedoch in einem fortgeschrittenen Stadium der Forschung über die Möglichkeiten des Einsatzes von chemischem Recycling. Lesen Sie hier mehr über die Kreislauflösungen, die unsere Recyclinganlage mit sich bringt.

 

Haben Sie nach dem Lesen dieses Artikels noch Fragen?

Dann kontaktieren Sie bitte einen unserer erfahrenen Mitarbeiter über das untenstehende Kontaktformular. Sie erhalten so schnell wie möglich eine Antwort.