Chemisches Recycling

Chemisches Recycling, wie funktioniert das? Wenn Menschen über Recycling sprechen, geht es oft um mechanisches Recycling. Wenn Kunststoffe aus wirtschaftlicher und (umwelt)technischer Sicht verwendet werden (z. B. Mehrschichtstrukturen von Polymeren mit unterschiedlichen Schmelzpunkten) nicht entsprechend den geforderten Standards werkstofflich verwertet werden können, kann das chemische Recycling (Wiederverwertung von Rohstoffen) Lösungen bieten. Das folgende Papier enthält konkrete Beispiele für derartige Situationen.

Beim chemischen Recycling wird die chemische Struktur von Kunststoffabfällen verändert und in die ursprünglichen Bausteine (Polymere, Monomere oder Atome) zerlegt, aus denen die Kunststoffe bestehen. Daraus können neue Kunststoffe sowie Produkte wie Chemikalien oder Kraftstoffe hergestellt werden. Häufig werden vier verschiedene Techniken unterschieden:

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

Diese Verfahren spalten Kunststoffabfälle auf, um Synthesegas (Syngas) sowie flüssige und halbflüssige Produkte zu erzeugen. Neue Depolymerisationsverfahren können einige Kunststoffarten wieder in Monomere umwandeln, um neue Kunststoffe herzustellen.

Chemisches Recycling steht derzeit weltweit im Mittelpunkt des Interesses. Große Unternehmen wie BASF, Shell und Sabic investieren, Regierungen stellen Subventionen zur Verfügung, und es wird erwartet, dass das chemische Recycling ebenso wie das werkstoffliche Recycling in Zukunft erheblich zunehmen wird.

Derzeit werden nur 20% aller Arten von Kunststoffen recycelt. Das chemische Recycling wird dafür sorgen, dass viel höhere Recyclingziele erreicht werden können, wobei das Traumszenario wie folgt aussieht:

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

In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile des chemischen Recyclings von Kunststoffen erörtert und die Chancen und Herausforderungen dieser relativ neuen Entwicklung beleuchtet.

Vorteile des chemischen Recyclings

Etwa 50 Prozent der Kunststoffverpackungsabfälle aus Haushalten und Unternehmen werden derzeit mechanisch recycelt. Die derzeitigen Techniken und Anlagen sind nicht in der Lage, alle Arten von Kunststoffverpackungen zu recyceln. Das chemische Recycling kann dazu beitragen, dass Kunststoffabfälle nicht in Verbrennungsanlagen oder auf Deponien landen, wenn sie für das werkstoffliche Recycling nicht geeignet sind. Beispiele für die Vorteile des chemischen Recyclings gegenüber dem werkstofflichen Recycling sind:

• Zusatzstoffe, Duft- und Farbstoffe können vom Verpackungsmaterial getrennt werden.
• Kombinierte Materialien und Kunststoffe in einer Verpackung können getrennt werden.
• Sie bietet mehr Möglichkeiten für die Verwendung von Rezyklaten in Verpackungen im Lebensmittelsektor.
• Beim chemischen Recycling ist ein wesentlich höherer Prozentsatz an Recycling möglich.
• Langfristig ist eine hohe CO2-Reduktion zu verzeichnen.
• Chemisches Recycling kann Kunststoffen ein besseres Image verschaffen

Abfallströme für das chemische Recycling

Auf der Grundlage der oben genannten Möglichkeiten des chemischen Recyclings sind die folgenden Kunststoffströme für das chemische Recycling geeignet:

• Sortierte Monoströme, die für die werkstoffliche Verwertung zu kontaminiert oder zu schwierig sind

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

• Kunststoff, der beim Sortieren und Recyceln versagt

Die Gesamtabfälle aus Recyclingketten belaufen sich auf etwa 52 kt pro Jahr. Dies entspricht 14% Kunststoffverpackungen aus Haushalten. Noch viel größer ist der Anteil der Kunststoffe aus Kommunen, die mit dem Restmüll vermischt und schließlich verbrannt werden. Dieser beläuft sich auf 195 kt (51%). Gegenwärtig steht diese Menge noch nicht für das chemische Recycling zur Verfügung, aber der Trend zu einer stärkeren Nachtrennung und Vorsortierung in Müllverbrennungsanlagen bedeutet, dass ein Teil dieses Stroms schließlich bei Recyclingunternehmen landen wird. Dies wird es auch ermöglichen, diese Abfälle erneut chemisch zu recyceln.

• Gemischte Kunststoffströme

Ein Großteil der gesammelten Haushaltskunststoffe landet nach der Sortierung im Strom der "Mischkunststoffe". Bei der mechanischen Verwertung werden diese dann 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 Verfahren könnten auch bessere Ergebnisse bei der CO₂-Emissionen.

• Kunststoffe mit Zusatzstoffen, Duft- und Farbstoffen

Herkömmliches Waschen oder mechanisches Recycling kann Gerüche und Farbstoffe nicht aus dem Kunststoff entfernen. Folglich können Verpackungen, die mechanisch recycelt werden, auch nicht in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. Die magnetische Depolymerisation, eine Form des chemischen Recyclings, entfernt Farbstoffe und andere Verunreinigungen. So entsteht ein hochwertiger Rohstoff, der dem fossilen Rohstoff für Kunststoffe entspricht. Dadurch ist es möglich, Kunststoffverpackungen zu Lebensmittelverpackungen zu recyceln.

Nachteile des chemischen Recyclings

Das chemische Recycling ist noch nicht weit verbreitet. Viele Unternehmen befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Aufgrund rechtlicher Hindernisse besteht für die Kommunen kein Anreiz, sich am chemischen Recycling zu beteiligen. Beispielsweise erfolgt Recycling nur dann, wenn der Output als Rohstoff in der verarbeitenden Industrie wiederverwendet wird, und nicht, wenn der Output der chemischen Behandlungsprozesse als Energie oder Brennstoff verwendet wird. Darüber hinaus werden für Kunststoffverpackungen, die von einem chemischen Recycler verarbeitet werden, derzeit keine Sammel- und Sortiergebühren erhoben. Um eine weitere Entwicklung zu erreichen, ist es wichtig, gleiche Bedingungen wie für die werkstoffliche Verwertung zu schaffen, bei der diese Art von Gebühren anfällt.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die für das chemische Recycling erforderlichen Abfallströme noch sauberer sein müssen als bisher angenommen. Insbesondere die Techniken mit hoher CO2-Reduktion stellen auch höhere Anforderungen an die Abfallqualität. Viele neue chemische Recyclinginitiativen funktionieren im Labormaßstab mit sauberen Materialien als Input perfekt. Praktische Versuche mit verunreinigten und schwer mechanisch zu recycelnden Abfallströmen sind jedoch alles andere als erfolgreich. Und die wünschenswerten sauberen Inputströme finden bereits mühelos ihren Abnehmer an anderer Stelle.

Techniken wie Vergasung und Pyrolyse stellen weniger strenge Anforderungen an den Abfalleinsatz, erzielen aber auch geringere CO2-Reduktionen.

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

Als Hersteller von Kunststoffverpackungen verfolgen wir die Entwicklungen aufmerksam und beteiligen uns an Gesprächen über chemisches Recycling.

Die KIVO ist derzeit nur in der Lage, Haare - und Abfälle Dritter - in unserer Recyclinganlage mechanisch zu recyceln. REKS. Die KIVO befindet sich jedoch in einem fortgeschrittenen Stadium der Erkundung der Möglichkeiten, die sich aus dem Einsatz von chemischem Recycling ergeben. Lesen Sie hier mehr über die Kreislauflösungen, die unsere Recyclinganlage bietet.