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Kunststoff-Recycling in der Kreislaufwirtschaft

Kunststoffabfall ist eine wertvolle Ressource
Neues Leben für alten Kunststoff

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Gebrauchter Kunststoff: Richtig sortiert und aufbereitet eine nützliche Ressource in der Zukunft Bild: Matthias Krüttgen – stock.adobe.com
Kunststoffe sind heutzutage unverzichtbar. Sie sind leicht, stabil und resistent. Doch gerade Letzteres stellt auch das Problem des universellen Werkstoffes dar. Viel zu oft enden Kunststoffprodukte als Abfall und sammeln sich in den Weltmeeren als riesige Teppiche. Das muss sich ändern, denn gebrauchter Kunststoff ist in der Zukunft eine wertvolle Ressource.

Kunststoffe sind der Werkstoff unserer Zeit: im Kampf gegen den Klimawandel, für die Entwicklung neuer Mobilitätskonzepte oder um unsere Städte lebenswerter zu machen. Doch um eine wirklich nachhaltige Zukunft zu erreichen und unsere Umwelt langfristig zu schützen, müssen sich unsere Einstellung zum Konsum und unser Verständnis von Abfall ändern. Seit 1970 hat sich der weltweite Ressourcenverbrauch mehr als verdreifacht. Die natürlichen Ressourcen für das gesamte Jahr 2020 waren bereits nach acht Monaten erschöpft. Gleichzeitig geht die Menschheit oft nicht nachhaltig mit den Produkten um. Laut einer wissenschaftlichen Studie wurden nur rund 9 % aller zwischen 1950 und 2015 hergestellten Kunststoffe recycelt – 600 Millionen von 6,3 Milliarden Tonnen.

Produzieren, kurz verbrauchen, entsorgen – dieses Muster hat ausgedient, vor allem bei Kunststoffen. Sie müssen mehr und länger genutzt werden. Und am Ende ihres Lebens sollten sie systematisch und effektiv wiederverwendet und recycelt werden.

Bessere Recyclingsysteme erforderlich

Auf dem Weg zu einer effektiven und ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft bleibt jedoch noch viel zu tun. So müssen zum Beispiel die weltweiten Abfall- und Recyclingsysteme verbessert oder überhaupt erst eingerichtet werden. Derzeit haben etwa zwei Milliarden Menschen – also rund ein Viertel der Weltbevölkerung – keinen Zugang zu einer regelmäßigen Abfallentsorgung. Doch der Wandel kann nur gelingen, wenn alle Marktteilnehmer eng zusammenarbeiten. Die Kunststoffindustrie kann und will dabei eine entscheidende Rolle spielen, zum Beispiel in der Alliance to End Plastic Waste, einem weltweiten Zusammenschluss von Unternehmen, in dem beispielsweise BASF, Covestro und Henkel Mitglied sind.

Als einer der Pioniere der Kreislaufwirtschaft will Covestro das Recycling von Kunststoffen fördern. In mehr als 20 Projekten arbeiten die Experten des Unternehmens an innovativen Technologien, um sie möglichst schnell zur Marktreife zu bringen. Damit soll insbesondere der Carbon Footprint von Produktionsprozessen und Produkten reduziert und ein Beitrag zum Klima- und Umweltschutz geleistet werden. Zugleich will Covestro mit Kunden und Partnern neue zirkuläre Geschäftsmodelle entwickeln.

Der Newcomer: Chemisches Recycling

Matratzen sorgen für einen bequemen Schlaf, doch am Ende ihres Lebens werden sie meist verbrannt oder landen in Deponien – ein Schicksal, das sie mit vielen anderen Kunststoffprodukten teilen. Etwa 15 bis 20 kg beträgt die durchschnittliche Menge an Polyurethanschaum in einer Matratze. Doch es gibt einen Hoffnungsschimmer: das chemische Recycling. Die Technologie steckt zwar noch in den Kinderschuhen, ermöglicht aber die Wiederverwertung solcher Materialien. Beim chemischen Recycling werden Schaumstoffe und andere Kunststoffe in ihre Moleküle und Ausgangsstoffe aufgespalten, um daraus neue Produkte herzustellen.

Für bestimmte Kunststoffe – meist handelt es sich um Verbundwerkstoffe – ist das chemische Recycling sogar die einzig sinnvolle Verwertungsmethode. Es muss daher weiter ausgebaut und gefördert werden. Dazu sind natürlich auch die richtigen politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen notwendig. Ziel muss es sein, das chemische Recycling zu einem festen Bestandteil der Kunststoff-Wertschöpfungskette zu machen – bei allen Vor- und Nachteilen, die diese Technologie mit sich bringt.

Pilotanlage für PU-Schaum-Recycling

Seit Kurzem betreibt Covestro am Standort Leverkusen auch eine Pilotanlage für das Weichschaum-Recycling, um die bisher erzielten positiven Laborergebnisse zu verifizieren. Mit diesem Projekt zum chemischen Recycling von PU-Matratzenschaum ist das Unternehmen dem Ziel eines Recyclingkreislaufs einen bedeutenden Schritt nähergekommen. „Das Projekt ist Teil eines langfristigen strategischen Programms, um Covestro vollständig auf die Kreislaufwirtschaft auszurichten und eine treibende Kraft in der Wertschöpfung zu sein“, sagt Dr. Klaus Schäfer, Chief Technology Officer von Covestro. „Die Entwicklung dieser innovativen Recyclingtechnologie und die Investition in die Pilotanlage sind weitere Meilensteine, um Materialkreisläufe zu schließen. Damit wollen wir fossile Ressourcen in der Produktion ersetzen, den CO2-Fußabdruck unserer Materialien reduzieren und Lösungen für den Umgang mit Kunststoffabfällen schaffen. Zugleich gelingt uns so der Nachweis, dass Polyurethane recycelbar sind.“

Schaumstoff-Recycling der nächsten Stufe

„Unser Ziel ist es, chemische Recyclingprozesse für Post-Consumer-Weichschaumstoffe zu industrialisieren, um letztlich beide Rohstoffe aus dem Recycling von Matratzenschaum zu vermarkten“, erklärt Karin Clauberg, Venture Manager Flexible Foam Chemolysis bei Covestro. „Mit unserer Technologie wollen wir ein hochreines, hochwertiges Recycling-Polyol liefern, das die Kundenspezifikationen erfüllt, und ein recyceltes Toluol-Diamin oder TDA, das sich für die Weiterverarbeitung zu Toluol-Diisocyanat eignet. Dieses Isocyanat, kurz TDI, wird zusammen mit dem Polyol für die Herstellung von Weichschaumstoffen verwendet.“

Darüber hinaus hat Covestro in Zusammenarbeit mit den Unternehmen Recticel und Redwave – einem Geschäftsbereich der Wolfgang Binder GmbH – und als Teil des PUReSmart-Forschungsprojekts eine intelligente Sortierlösung entwickelt, um die verschiedenen PU-Schaumstoffe aus Post-Consumer-Matratzen effizient zu trennen. Die Software nutzt Machine-Learning-Algorithmen für eine korrekte Erkennung der verschiedenen Schaumstofftypen und ermöglicht so einen sauberen Materialeingang für den anschließenden Recyclingprozess. Diese Entwicklung ist ein weiterer Baustein der Digitalisierungsstrategie mit den damit verbundenen neuen Möglichkeiten für die gesamte Chemie- und Kunststoff-Wertschöpfungskette.

Der Klassiker: Mechanisches Recycling hat viel zu bieten

Das mechanische Recycling ist der Klassiker unter den Recyclingmethoden. Prädestiniert hierfür ist zum Beispiel der Kunststoff Polycarbonat. Er ist besonders leicht, bruchsicher, perfekt formbar und ein wahres Multitalent – von Brillengläsern über Scheinwerfer bis hin zu Stadiondächern. Und er hat noch einen weiteren Vorteil: Er ist leicht zu recyceln. Das gebrauchte Produkt wird, nachdem es sortiert, gereinigt und getrennt wurde, zu Granulat zerkleinert. Dieses Granulat wird dann geschmolzen und zu neuem Kunststoff verarbeitet. Viele so hergestellte Produkte sind bereits auf dem Markt, darunter Polycarbonat-Blends für IT-Anwendungen (z. B. Laptop-Gehäuse) mit bis zu 75 % Rezyklatanteil.

In China beispielsweise hat Covestro bereits im Jahr 2000 eine Kooperation mit zwei Unternehmen geschlossen, die sich darauf konzentriert, aus gebrauchten Polycarbonat-Wasserflaschen hochwertige neue Kunststoffteile herzustellen. Der Getränkehersteller Nongfu Spring nimmt die Flaschen zurück und liefert sie an das Recyclingunternehmen Ausell, wo sie zu Granulat verarbeitet werden. Schließlich stellt Covestro Vorprodukte für Elektronik- und Haushaltsgeräte sowie Autoteile her. Ziel ist es, eine Million solcher 19-Liter-Gallonen pro Jahr zu recyceln.

Neue Wege: Produkte für das Recycling gestalten

Mit Schrauben, Dutzenden von Einzelteilen und unterschiedlichen Kunststoffen sind Autoscheinwerfer meist sehr komplex. Das macht es nicht einfach, sie am Ende ihres Lebens zu recyceln. Covestro hat ein Konzept entwickelt, das dies möglich macht – mit nur einem einzigen Kunststofftyp und wenigen Komponenten. Dies ist ein Beispiel für einen neuen Ansatz in der Wirtschaft: Produkte von vornherein für ein bestmögliches Recycling zu gestalten.

Der Musterscheinwerfer ist nicht nur leicht, was zum Beispiel die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht oder den Abgasausstoß in Verbrennerfahrzeugen senkt. Er besteht auch aus deutlich weniger Bauteilen als herkömmliche Modelle. Und er basiert auf nur einem Material: dem leicht recycelbaren Polycarbonat.

Leitfaden für die Elektroindustrie

Auch in anderen Branchen wird mehr und mehr auf die Verwendung von recycelten Materialien in Endprodukten geachtet. Dies gilt zum Beispiel für die Hersteller von Elektro- und Elektronikgeräten sowie Haushaltsgeräten. Für sie hat Covestro beispielsweise das Circular Design Guidebook herausgegeben, eine Broschüre, die in Zusammenarbeit mit dem Beratungsunternehmen Renato lab entwickelt wurde, um Designern und Entwicklern zu helfen, ihre Produkte zirkulärer zu gestalten.

Das Buch zeigt, welche Materialien am besten verwendet werden, um Produkte so ressourceneffizient und nachhaltig wie möglich zu gestalten. Außerdem geht es um zirkuläres Denken in Bezug auf Lieferketten und Geschäftsmodelle sowie die Steigerung der Ressourcenproduktivität.

Fazit

Unternehmen wie Covestro arbeiten mit Hochdruck an Lösungen für das Kunststoffrecycling. Auch wenn viele Prozesse noch in den Kinderschuhen stecken, sind erste Ansätze durchaus erkennbar. Insgesamt wird es allerdings noch sehr großer Anstrengungen bedürfen, bis wir von einer vollständigen Kreislaufwirtschaft sprechen können. Für viele Depolymerisationsprozesse sind beispielsweise enorme Energiemengen nötig, die klimaneutral zur Verfügung gestellt werden müssen. Es macht schließlich wenig Sinn, Erdgas zu verheizen, um Kunststoffe wieder in ihre Ausgangsstoffe aufzuspalten.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: Kunststoffrecycling


Dr. Bernd Rademacher

Redakteur


Kreislaufwirtschaft kontra lineare Wirtschaft: Wiederverwenden statt wegwerfen
Bild: Trueffelpix – stock.adobe.com

Kreislaufwirtschaft: So funktioniert‘s

Die Kreislaufwirtschaft ist ein Schlagwort, das heute aus Unternehmensberichten und Leitbildern nicht mehr wegzudenken ist. Doch was genau ist das eigentlich? In Wahrheit ist die Kreislaufwirtschaft weit mehr als ein Schlagwort – es ist eine Systemphilosophie, bei der wir nichts mehr wirklich wegwerfen. Stattdessen werden Materialien durch Wiederverwendung oder Recycling erhalten, was der Gesellschaft und der Umwelt zugute kommt.

Der beste Weg, die Kreislaufwirtschaft zu verstehen, ist ein Blick auf unser aktuelles Modell, dem die Welt seit der ersten industriellen Revolution folgt: die „lineare Wirtschaft“. Es handelt sich dabei um ein „Nehmen-Herstellen-Entsorgen“-Modell: die Gewinnung von Ressourcen, die zur Herstellung von Gütern verwendet werden, und das anschließende Wegwerfen des Abfallprodukts. Dies ist nicht nur eine Verschwendung natürlicher Ressourcen, sondern beschert uns auch ein großes Abfallproblem und führt zu immer höheren Treibhausgasemissionen.

Kurz gesagt: Die Kreislaufwirtschaft entkoppelt die wirtschaftliche Aktivität vom Ressourcenverbrauch, der dem Planeten schadet, indem bei jedem Schritt Abfall aus dem System entfernt wird. Dabei beginnt die Kreislaufwirtschaft bereits beim Design der Produkte, indem auf ein einfaches Recycling geachtet wird. Es gilt, überflüssige Verpackungen zu reduzieren und den Kunden mehr nachhaltige Optionen zu bieten. Gleichzeitig müssen Produkte leicht zu reparieren bzw. aufzubereiten sein, um ihre Lebensdauer zu verlängern und so Abfall zu reduzieren. Durch die Erfassung aller unserer Abfälle und die Wiederverwertung von so viel wie möglich können wir den Materialwert der Produkte zurückgewinnen und verhindern, dass diese in die Umwelt gelangen. Sobald der Materialwert von Produkten durch Recycling zurückgewonnen wurde, kann dieses Rohmaterial wieder für die Herstellung neuer Produkte verwendet werden, wodurch der Einsatz neuer natürlicher Ressourcen reduziert wird.

Die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft kommt also nicht nur der Umwelt zugute, sondern sichert auch die langfristige wirtschaftliche Lebensfähigkeit und fördert damit unsere Gesellschaft. Experten schätzen, dass die Kreislaufwirtschaft in Europa bis 2030 ein zusätzliches jährliches Wachstum von 0,6 % bringen und die CO2-Emissionen um 48 % reduzieren wird.

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