Perfekte Ergänzung: mechanisch und chemisch Recyceln

Ein BASF-Mitarbeiter zeigt eine Flasche mit Pyrolyseöl, das mittels chemischen Recycling aus Kunststoffabfällen zurückgewonnen wurde. Foto: BASF

Neueste Erkenntnisse sehen mechanisches und chemisches Recycling nicht als Konkurrenz, sondern vielmehr als perfekte Ergänzung.

Das Schließen der Wertschöpfungsketten ist heute wichtiger denn je, und die Kreislaufwirtschaft mit Kunststoffen mit mechanischem und chemischem Recycling sind dafür essentiell. Ingemar Bühler, Hauptgeschäftsführer Plastics Europe Deutschland, mit einer guten Nachricht in schlimmen Zeiten: „Wir haben mit unserer Branche die Chance, die Produkte klimaneutral zu gestalten. Alle Technologien dazu liegen bereits vor.“ Deutschland kann dabei nach Bühlers Überzeugung eine Schlüsselrolle spielen: „Wir haben die historische Chance, dass die grünen Technologien nicht nur hierzulande eingesetzt, sondern auch in die Welt exportiert werden.“

Ingemar Bühler, Hauptgeschäftsführer Plastics Europe Deutschland: „Wir haben die historische Chance, dass die grünen Technologien nicht nur hierzulande eingesetzt, sondern auch in die Welt exportiert werden.“ Foto: PED

Doch wie sollten die enormen Mengen an Kunststoffabfall, die heute anfallen, am besten im Kreislauf gehalten werden? Mit mechanischem Recyceln oder mit chemischem Recyceln? Um diese Frage mit neuesten Erkenntnissen aus Wissenschaft und Forschung fundiert beantworten zu können, hatte sich Plastics Europe Deutschland - PED - für den Fachpressetag prominente Unterstützung ins Boot geholt.

Chemisches Recyceln benötigt eine mechanische Vorbehandlung

Prof. Dr. Dieter Stapf, Leiter des Instituts für technische Chemie am Karlsruhe Institut für Technologie KIT, machte deutlich: Beim Aufbereiten der Kunststoffabfälle geht es gar nicht um die Frage mechanisch oder chemisch, denn beide Verfahren ergänzen sich nach Worten von Prof. Stapf perfekt. Den besten Effekt kann man nach Worten von Prof. Stapf erreichen, wenn man beide Verfahren kombiniert, schließlich erfordert das chemische Recyceln ohnehin eine mechanische Vorbehandlung. Zudem: „Mechanisches Recycling von hochwertigen Kunststoffen wird immer günstiger sein als chemisches Recycling. Aber alles, was man mechanisch nicht recyceln kann oder was beim mechanischen Recycling übrig bleibt, sollte man chemisch recyclen.“

Warum Prof. Stapf dem Verbrennen von Kunststoffen kritisch gegenübersteht, erklärte der KIT-Wissenschaftler so: „Das Oberthema über allem ist das Schließen des Kohlenstoff-Kreislaufs und in der CO2-Bilanz ist das chemische Recyceln immer besser als das Verbrennen der Kunststoffe.“

Mit Pyrolyse bis zu 75 % des CO2 aus Kunststoff zurückgewinnen

Prof. Dr. Dieter Stapf, Leiter des Instituts für technische Chemie am Karlsruhe Institut für Technologie KIT: Beim Aufbereiten der Kunststoffabfälle geht es gar nicht um die Frage mechanisch oder chemisch, denn beide Verfahren ergänzen sich perfekt. Foto: KIT

Wie Prof. Stapf erklärte, lassen sich heute mit einem guten Pyrolyseprozess rund zwei Drittel des im Kunststoff enthaltenen CO2 zurückgewinnen. Bei Styrol-Kunststoffen – für Prof. Stapf das Beste, was man in eine Pyrolyse geben kann – sogar rund 75 %. Das chemische Recyceln ist deshalb für den KIT-Wissenschaftler die „effizienteste und umweltschonendste Rohstoffquelle, die man sich in Zukunft vorstellen kann.“ Ganz anders sieht es beim Verbrennen aus. Hier werden nur rund 30 % der Energie im Kunststoff genutzt.

Prof. Stapf räumte zudem mit dem Vorurteil eines hohen Energiebedarfs für die Pyrolyse auf. Denn das chemische Recycling erfordert zwar ein hohes Temperaturniveau. Der Energiebedarf zum Betreiben des Prozesses beträgt laut Stapf aber nur etwa 5 % des Heizwerks des aufbereiteten Kunststoffes. Und dafür reicht der Feststoffanteil, der beim chemischen Recycling ohnehin übrig bleibt, locker aus. Der Feststoffanteil enthält zum Beispiel Füllstoffe, Flammschutzmittel oder Farbstoffe, die sich nicht chemisch recyceln lassen.

Großanlagen zum chemischen Recycling müssen erst noch entwickelt werden

Dass das chemische Recyceln trotz all der Vorteile dennoch nicht auf breiter Front eingesetzt wird, hat einen ganz einfachen Grund. Stapf: „Derzeit stehen nur sehr geringe Kapazitäten zur Verfügung, denn die Techniken für ein chemisches Recycling in Großanlagen müssen erst noch entwickelt werden.“ Um die Millionen Tonnen Kunststoffe recyceln zu können, sind deshalb noch enorme Investitionen nötig.

Wie für Prof. Stapf ist auch für Dr. Henning Wilts, Leiter der Abteilung Kreislaufwirtschaft am Wuppertal Institut, das chemische Recyceln eine sehr gute und dringend benötigte Möglichkeit, um die Kunststoffe im Kreislauf zu führen, und kann entscheidend zu einer klimaneutralen Kreislaufwirtschaft beitragen. Denn nach einer OECD-Studie wird die riesige Recyclingwelle erst noch kommen, da derzeit 3 Mrd. t Kunststoffe im Einsatz sind, die irgendwann recycelt werden müssen.

Die Herausforderung wird nach Überzeugung von Wilts dabei die Klärung der Frage sein, wann und in welchen Mengen welche Kunststoffe zu Abfall werden, und wie wir mit den Zuschlagstoffen umgehen, die man nicht im Kreislauf führen darf. Helfen können hier nicht nur der Ausbau der Recyclingkapazitäten, sondern auch die frühzeitige Entwicklung von Standards. Wilts: „Die Effizienz des linearen Systems basiert auf Normen und Standards. Genau die brauchen wir auch für die Kreislaufwirtschaft.“

Drei Wege führen zum Kohlenstoffkreislauf

Für einen Kohlenstoffkreislauf setzt Dr. Alexander Kronimus, Leiter des Bereichs Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft bei Plastics Europe Deutschland, auf drei Wege die sich gegenseitig flankieren. Foto: Plastics Europe

Mit der Umsetzung einer klimaneutralen Kunststoffproduktion beschäftigte sich auch Dr. Alexander Kronimus, Leiter des neuen Bereichs Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft bei PED. Kronimus setzt dabei auf drei Wege für einen Kohlenstoffkreislauf, die sich gegenseitig flankieren:

Erstens das Vermeiden von CO2-Emissionen in die Atmosphäre, zum Beispiel mit mechanischem und chemischem Recycling, mit denen der Kohlenstoff in neue Produkte überführt wird. Zweitens die Verwendung von CO2 aus Biomasse, wobei die Kohlenwasserstoffe aus der Biomasse als Grundlage für neue Basischemikalien genutzt werden, zum Beispiel für CO2-neutrales Methanol. Und drittens die Fixierung von CO2 in Produkten. Beispiel hierfür ist die Nutzung des CO2 in der Atmosphäre als Rohstoff – ein Verfahren, das zwar technisch möglich, aber sehr aufwändig und zudem stromintensiv ist und deshalb nach Überzeugung von Kronimus aus CO2-Sicht auch nur bei der Nutzung von erneuerbaren Energien Sinn macht.

Nachhaltigkeit mit Kunststoffen gibt es nur auf der Kohlenstoffebene

Wie wichtig die Betrachtung aller Prozesse auf der Ebene des Kohlenstoffs ist, verdeutlicht Sabine Nadherny-Borutin, Generalsekretärin von Plastics Europe Austria: „Der Kohlenstoff ist der kleinste gemeinsame Nenner des Lebens und wir werden eine Nachhaltigkeit bei Kunststoffen nur erreichen, wenn wir uns auf der Ebene des Kohlenstoffs bewegen.“ Gleichzeitig ist für Nadherny-Borutin der erste Beitrag zur Schließung des Kohlenstoff-Kreislaufs auch die Schließung des Kunststoff-Kreislaufs.

Nur über Kunststoff nachzudenken macht aber wenig Sinn. Nadherny-Borutin, die auch im breit aufgestellten Bündnis Österreichischer Carbon Cycle Circle ÖCC2 vertreten ist: „Wir sollten nicht über ein Material reden, sondern Kohlenstoff über alle Materialien betrachten. Für eine Vergleichbarkeit müssen wir alle aus unserer Bequemlichkeit heraus kommen und über CO2-Äquivalente reden.“

Eine anspruchsvolle, aber keine unlösbare Aufgabe

Für Nadherny-Borutin zwar eine anspruchsvolle, aber keine unlösbare Aufgabe: „Die Kunststoffbranche hat in den 100 Jahren ihrer Existenz jedes Problem gelöst, das an sie herangetragen wurde. Auch jetzt hat sie wieder in sehr kurzer Zeit gewaltig investiert und auch bereits zahlreiche Lösungen für die Kreislaufwirtschaft erarbeitet.“

gk