Chemisch recycling

Chemisch recycling, hoe werkt het? Wanneer er over recycling wordt gesproken gaat het vaak over mechanische recycling. Wanneer kunststoffen vanuit economisch en (milieu)technisch oogpunt (bijv. meerlaags structuren van polymeren met uiteenliggende smeltpunten) niet volgens de vereiste normen mechanisch gerecycled kunnen worden, dan kan chemisch recycling (recycling van grondstoffen) oplossingen bieden. In het volgende stuk worden concrete voorbeelden gegeven van dit soort situaties.

Bij chemische recycling wordt de chemische structuur van kunststofafval veranderd en afgebroken tot de oorspronkelijke bouwstenen (polymeren, monomeren of atomen) waaruit de kunststoffen bestaan. Hiermee kunnen nieuwe kunststoffen worden gemaakt, maar ook producten als chemicaliën of brandstoffen. Vaak worden er 4 verschillende technieken onderscheiden:

• Solvolyse (oplossen)
• Depolymerisatie
• Pyrolyse (kraken)
• Vergassen

Deze processen breken het kunststofafval af om synthesegas (syngas) en vloeibare en half-vloeibare producten te produceren. Door middel van nieuwe depolymerisatieprocessen kunnen sommige soorten kunststoffen terug geconverteerd worden naar monomeren, voor de productie van nieuwe kunststoffen.

Chemisch recycling is wereldwijd in de belangstelling momenteel. Grote partijen zoals BASF, Shell en Sabic doen investeringen, overheden geven subsidies en er wordt verwacht dat chemisch recycling, net als mechanische recycling een flinke toename gaat krijgen in de toekomst.

Momenteel wordt maar 20% van alle soorten plastic gerecycled. Chemische recycling zal er voor zorgen dat veel hogere recycling targets gehaald kunnen worden, waarbij het droomscenario er als volgt uit zou zijn:

• Mechanische recycling 40% (voor alle plastics, niet alleen verpakkingen).
• Chemische Recycling 15% closed loop en 25% longer loop.
• Biobased plastics 20%

In dit artikel worden de voor- en nadelen van chemisch recycling van kunststoffen besproken en gaan we in op de kansen en uitdagingen van deze relatief nieuwe ontwikkeling.

Voordelen van chemisch recycling

Ongeveer 50 procent van het kunststofverpakkingsafval van huishoudens en bedrijven wordt op dit moment mechanisch gerecycled. De huidige technieken en installaties zijn niet in staat om alle soorten kunststofverpakkingen te recyclen. Chemische recycling kan helpen voorkomen dat kunststofafval in verbrandingsovens of op stortplaatsen belandt wanneer het niet geschikt is voor mechanische recycling. Voorbeelden van voordelen van chemische recycling ten opzichte van mechanische recycling zijn:

• Additieven, geur- en kleurstoffen kunnen gescheiden worden van het verpakkingsmateriaal.
• Gecombineerde materialen en kunststofsoorten in één verpakking kunnen van elkaar gescheiden worden.
• Het biedt meer mogelijkheden voor het toepassen van recyclaat in verpakkingen in de voedselsector.
• Met chemisch recyclen is er een veel hogere percentage recyclen mogelijk.
• Op de lange termijn is er een hoge CO2 reductie.
• Chemisch recyclen kan plastic een beter imago geven

Afvalstromen voor chemisch recycling

Op basis van bovengenoemde mogelijkheden die chemische recycling biedt, zijn de volgende kunststofstromen geschikt voor chemische recycling:

• Gesorteerde monostromen die te vervuild zijn of lastig zijn voor mechanische recycling

PVC-verpakkingen en laminaten, zoals chipszakken, zijn moeilijk te recyclen met conventionele technieken. Ook PET-verpakkingen buiten flessen en flacons om, zoals schalen en bekers  zijn moeilijk mechanisch te recyclen. Dit komt bijvoorbeeld doordat verschillende lagen moeilijk gescheiden kunnen worden en verschillende smeltpunten hebben. En bij PET-trays kan er vaak geen onderscheid gemaakt worden tussen food en non-food verpakkingen. Naar schatting van het KIDV gaat dit om zo’n 30 kton per jaar.

• Kunststof dat uitvalt tijdens sorteer- en recyclestappen

De totale uitval uit recyclingketens komt uit op ca. 52 kton per jaar. Dit is 14% van de huishoudelijke kunststof verpakkingen. Veel groter nog is de fractie van kunststof uit gemeenten die vermengd is met restafval en uiteindelijk wordt verbrand. Dit gaat om 195 kton (51%). Op dit moment is dit nog niet beschikbaar voor chemische recycling, maar door de trend naar meer nascheiding en voorsortering bij afvalenergiecentrales zal een deel van deze stroom uiteindelijk ook terechtkomen bij recyclers. Hierdoor kan deze uitval ook weer chemisch gerecycled worden.

• Mixed plasticstromen

Veel van het ingezamelde huishoudelijke plastic komt na sortering terecht in de ‘mix kunststoffen’ stroom. Wanneer dit mechanisch gerecycled wordt, wordt het vervolgens voornamelijk gebruikt om bankjes, tegels en tafels te maken. Dit wordt ook wel laagwaardige recycling genoemd. Door deze gemengde stromen chemisch te recyclen zouden producten van hogere kwaliteit gemaakt kunnen worden en deze processen scoren mogelijk ook beter op CO₂-emissies.

• Kunststoffen met additieven, geur- en kleurstoffen

Door middel van conventioneel wassen of mechanische recycling kunnen geur- en kleurstoffen niet uit kunststof worden verwijderd. Hierdoor kunnen verpakkingen die mechanisch gerecycled zijn ook niet toegepast worden in de voedselindustrie. Door middel van magnetische depolymerisatie, een vorm van chemische recycling, worden kleurstoffen en andere vervuiling verwijderd. Dit leidt tot een hoogwaardige grondstof die gelijk is aan de fossiele grondstof voor kunststoffen. Dit maakt het mogelijk om kunststof verpakkingen te recyclen tot voedselverpakkingen.

Nadelen van chemische recycling

Chemische recycling wordt nog niet op grote schaal toegepast. Veel bedrijven zitten nog in de ontwikkelingsfase. Door barrières in regelgeving worden gemeenten niet geprikkeld om in te zetten op chemische recycling. Er is bijvoorbeeld alleen sprake van recycling wanneer de output opnieuw wordt toegepast als grondstof in de maakindustrie en niet wanneer de output van de chemische verwerkingsprocessen als energie of brandstof wordt ingezet. Daarnaast gelden inzamel- en sorteervergoedingen op dit moment nog niet voor kunststofverpakkingen die worden verwerkt door een chemische recycler. Om verdere ontwikkeling te realiseren is het belangrijk om een gelijk speelveld te creëren met mechanische recycling, waarbij dit soort vergoedingen dus wel gelden.

Een ander nadeel is dat de benodigde afvalstromen voor chemische recycling toch schoner moeten zijn dan van tevoren gedacht. Vooral de technieken met een hoge CO2-reductie stellen ook hogere eisen aan de kwaliteit van het afval. Veel nieuwe chemische recycling initiatieven werken perfect op laboratoriumschaal met schone materialen als input. Praktijktesten met vervuilde en moeilijk mechanisch te recyclen afvalstromen zijn echter lang niet altijd succesvol. En de wenselijke schonere inputstromen weten hun afzetkanaal al moeiteloos ergens anders te vinden.

Technieken als vergassing en pyrolyse stellen minder strenge eisen aan de input van afval, maar deze technieken behalen ook een lagere CO2-reductie.

Verder is chemische recycling vaak kostenintensief door de voorbewerking, de hoeveelheid energie die nodig is en door de benodigde chemicaliën/katalysatoren.

Als producent van plastic verpakkingen houden wij de ontwikkelingen nauwlettend in de gaten en nemen wij deel aan gesprekken rondom chemisch recycling.

KIVO is momenteel alleen nog in staat om haar- en afval van derden – mechanisch te recyclen in onze recyclingfabriek REKS. Wél is KIVO in een ver gevorderd stadium in het onderzoek naar de mogelijkheden rondom het inzetten van chemische recycling. Lees hier meer over de closed-loop oplossingen die onze recyclingfabriek met zich meebrengt.