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07.02.2023 | Werkstoffrecycling | Schwerpunkt | Online-Artikel

Europa ist führend bei Anlagen für chemisches Recycling

verfasst von: Christoph Berger

5 Min. Lesedauer

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Im Rahmen der "Nationalen Kreislauf­wirtschafts­strategie" soll das chemische Recycling als Recycling­option in das Verpackungs­gesetz aufgenommen werde. Zahlreiche Anlagen dazu sind bereits im Einsatz. Hier werden einige Beispiele vorgestellt.

Das chemische Recycling basiert laut den Autoren des Fachbeitrags "Chemisches Recycling von gemischten Kunststoffabfällen als ergänzender Recyclingpfad zur Erhöhung der Recyclingquote" in der Springer-Fachzeitschrift "Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft" auf der Rezyklierung chemischer Bausteine, die durch Kettenspaltung gewonnen und in den folgenden Verarbeitungsschritten wieder chemisch repolymerisiert werden.

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2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

Kunststoffe

Die Verarbeitung von Kunststoffen hat in den vergangenen 80 Jahren eine sehr erfolgreiche Entwicklung genommen. Kunststoffe sind in dieser Zeit zu einem Werkstoff avanciert, der uns heute in fast jeder Lebenssituation begegnet, vom Haushalt über den Beruf bis in Sport und Freizeit.

Die rohstoffliche Verwertung, wie das chemische Recycling auch genannt wird, zielt somit auf die Rückgewinnung der Bausteine des Werkstoffes ab. Die Autoren erklären: "Durch die Einwirkung von Wärme, Katalysatoren, Lösemittel und Wasserstoff sowie in teiloxidativer Atmosphäre werden die Polymerketten in kürzere Kohlenwasserstoffe zerteilt. Somit lassen sich Monomere, petrochemische Grundstoffe und Synthesegas aus Abfallströmen gewinnen, wobei die Einteilung je nach einwirkender Triebkraft zur Kettenspaltung erfolgt." Dabei gibt es eine ganze Reihe von Ansätzen: die Solvolyse und Pyrolyse, das thermokatalytische Cracken und Hydrocracking oder die Gasifizierung.

Gemischte Abfallfraktionen für das chemische Recycling

Vor allem bei Verpackungsabfällen, "die sich aus einem großen Anteil an Polyolefinen zusammensetzen und außerdem aufgrund der kurzen Produktlebensdauer in großen Mengen anfallen", würden sich in gemischten Abfallfraktionen als Einsatzstoff sehr gut für das chemische Recycling eignen, heißt es in dem Fachbeitrag weiter.

Allerdings ist die Technologie nicht unumstritten. In einer im Februar 2022 durch die ecoprog GmbH veröffentlichten Trendstudie schreiben die Analysten, dass die Kritiker vor allem die hohen CO2-Emissionen beim chemischen Recycling bemängeln – sie würden befürchten, dass Abfallströme einer klimagünstigeren werkstofflichen Verwertung entzogen werden, um sie auf diese Weise zu behandeln. 

Im Kapitel "Kunststoffe" des Springer-Fachbuchs "Praxishandbuch der Kreislauf- und Rohstoffwirtschaft" heißt es ebenso, dass die Verfahren für das chemische Recycling grundsätzlich schon seit den 1950er-Jahren bekannt seien, bislang bei den Anteilen in der Kunststoffverwertung aber nur eine sehr untergeordnete Rolle spielen würden. Weiter schreiben die Autoren: "Die Verfahren sind bislang nur unter hohem Energieeinsatz zu betreiben, was sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass es in Deutschland und auch international diverse Projekte gibt, welche das chemische Recycling erfolgreich etablieren möchten und als Alternative zum werkstofflichen Recycling insbesondere für schwer zu recycelnde Kunststoffe."

Boom bei der Planung von Pyrolyse-Anlagen

So hat auch das auf Umwelt- und Energietechnik spezialisierte Beratungsunternehmen ecoprog im Kontext der Studie weltweit rund 20 Anlagen bereits im Betrieb befindliche Anlagen zum chemischen Recycling ausgemacht. Zudem boome die Planung derartiger Anlagen: Weltweit seien Ende 2021 mehr als 90 Projekte in Planung gewesen, ein überwiegender Teil davon in Europa.

Konkrete Beispiele für derartige Anlagen und Projekte liefert ein von PlasticsEurope Deutschland e.V. im Oktober 2022 veröffentlichter Diskussionsbeitrag für eine Kreislaufwirtschaft mit Kunststoffen mit dem Titel "KreislaufwirtschaftPLUS: Handlungsempfehlungen für eine Nationale Kreislaufwirtschaft".

Recycling von Altreifen und Mehrschichtverbundfolien

Erwähnt wird beispielsweise eine Anlage zur Pyrolyse von Altreifen des Unternehmens Pyrum in Dillingen. Dabei wird aus den Altreifen Pyrolyseöl hergestellt, das dann zu neuen chemischen Produkten weiterverarbeitet werden kann. Von Seiten des Unternehmens BASF, das ein Großabnehmer des Pyrolyseöls ist, heißt in einer Mitteilung zur 2020 gestarteten Zusammenarbeit: "Produkte, die aus Pyrolyseöl unter Anwendung eines Massenbilanzansatzes hergestellt werden, haben genau die gleichen Eigenschaften wie Produkte, die mit primären fossilen Ressourcen hergestellt werden. Zusätzlich haben sie einen niedrigeren CO2-Fußabdruck als konventionelle Produkte."

Um das Recycling gemischter und konterminierter Kunststoffabfälle, zum Beispiel Mehrschichtverbundfolien, geht es in dem von Recenso entwickelten CARBOLIQ-Verfahren, das im industriellen Maßstab am Standort des Entsorgungszentrums in Ennigerloh demonstriert wird. Bisher wurden die Folien verbrannt. Nun werden die Abfälle wieder in Öl umgewandelt. Laut Unternehmensangaben ist CARBOLIQ ein einstufiges Verfahren zur Verflüssigung fester Kohlenwasserstoffe, das sich durch die kombinierte Anwendung thermischer, katalytischer und mechanochemischer (tribochemischer) Mechanismen sowie durch seine Anwendbarkeit auf eine große Bandbreite von Einsatzstoffen auszeichnet. Die Prozessenergie wird nur durch Reibung in das System eingebracht.

Umwandlung in neues PET-Rohmaterial

Das Unternehmen Covestro hat gemeinsam mit Partnern eine Technologie für die Chemolyse von Polyurethan-Weichschaumstoffen aus gebrauchten Matratzen entwickelt. Dabei werden die beiden Hauptbestandteile des Schaums, Polyol und Toluylendiamin (TDA), zurückgewonnen. So würden sich ausgediente Matratzenschäume direkt in erneuerte Polyurethan-Bausteine überführen lassen, heißt es.

Um das Upcycling von PET-Kunststoff geht es in einer auf dem Brightlands Chemelot Campus in Geleen, Niederlande, seit 2018 von Ioniqa betriebenen Fabrik. Dort werden PET-Kunststoffabfälle in hochwertiges, reines PET-Rohmaterial umgewandelt, aus dem dann wieder neue Lebensmittelverpackungen hergestellt werden. Der Vorteil: Es wird kein Öl mehr benötigt, um neue PET-Materialien herzustellen. Die mit dem Verfahren aus PET-Abfällen hergestellten PET-Produkte seien identisch mit den aus Erdöl hergestellten – mit der gleichen Qualität, Lebensmittelsicherheit und zu wettbewerbsfähigen Preisen, wie es in einer Unternehmensmitteilung heißt. Im Fachbeitrag "KunststoffRezyklat - Aufkommen und Einsatz erhöhen" der Springer-Fachzeitschrift "Nachhaltige Industrie" geht es ebenfalls um den Produktkreislauf der PET-Flasche.

Wird chemisches Recycling Schlüsseltechnologie?

Ein eigenes Pyrolyse-Verfahren setzt auch die österreichische OMV in einer Pilotanlage in der Raffinerie Schwechat ein. Dort werden Post-Konsumenten- und Post-Industrie-Kunststoffe in synthetisches Rohöl und petrochemisches Rohmaterial umgewandelt. Das Unternehmen Borealis setzt diese Stoffe dann wieder für die Produktion von Neukunststoffen ein. EineKapazität in industriellem Maßstab zu erreichen, ist das erklärte Ziel für 2026.

Laut der ecoprog-Studie ist das chemische Recycling trotz mancher Kritikpunkte eine mögliche Schlüsseltechnologie in der zukünftigen Produktion von Kunststoffen. Auf sie könnten in den kommenden Jahren große Marktanteile entfallen, prognostizieren die Berater. Das Verfahren betreffe vor allem das Geschäftsmodell der chemischen Industrie sowie der Mineralölindustrie, die Kunststoffe produzieren beziehungsweise den aus Erdöl gewonnenen Grundstoff dafür bereitstellen. Entsprechend würden aus diesen Branchen auch jene Unternehmen stammen, die sich derzeit besonders stark im chemischen Recycling engagieren. Hinzu kämen Abfallunternehmen, die entsprechende Materialströme zur Verfügung stellen, sowie Start-ups, deren Gründungsidee sich auf die technische Erprobung des Verfahrens bezögen.

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