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Re-Compounding: Der Weg zur nachhaltigen Kunststoffwiederverwertung
| Ralf J. Dahl
Gastbeitrag von Dipl.-Ing. Ralf J. Dahl in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung (FAZ)
Angesichts wachsender Müllberge in den Weltmeeren wie auch zu Land sucht die Kunststoffindustrie derzeit nach neuen Wegen, die Recyclingfähigkeit von Kunststoffen deutlich zu verbessern. Das langfristige Ziel ist die Schaffung einer Kreislaufwirtschaft, bei der der größte Teil der Kunststoffabfälle hochwertig wiederverwendet werden kann.
Kunststoff ist aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Neben dem Einsatz in Technik, Medizin, Automobil, Haushalt, Infrastruktur, Bau und Freizeit sind besonders Verpackungen zu nennen. Diese landen hierzulande nach Gebrauch meist im gelben Sack und werden innerhalb des DSD (Duales System Deutschland) recycelt. 6 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle fallen jährlich in Deutschland an, in der EU wie auch weltweit mit deutlich steigender Tendenz.
In Deutschland werden zwar über 90 Prozent entweder werkstofflich, energetisch oder rohstofflich verwertet, doch gerade im werkstofflichen Bereich, sprich dem Recycling und der Wiederverwertung von Kunststoffen innerhalb einer Kreislaufwirtschaft, gibt es noch viel Luft nach oben. Das liegt vor allem daran, dass die mittels bisheriger Technologien recycelten Kunststoffe qualitativ nicht an Kunststoffe aus Neuware heranreichen. Dies reduziert die Anwendungsbreite und -tiefe deutlich. Und auch wenn die deutsche Recyclingquote im weltweiten Vergleich sehr ordentlich ist, kann angesichts von Exportgeschäften mit Kunststoff(-abfällen) die Verantwortung langfristig nicht einfach in Drittländer verschoben werden. Außerdem haben die westlichen Länder im globalen Vergleich den mit Abstand höchsten Kunststoffverbrauch pro Kopf. Die Tatsache, dass erste Länder wie China und Thailand, die bisher Hauptabnehmer von europäischen Kunststoffabfällen waren, den Import gestoppt haben, wirkt verschärfend auf die Situation. Zudem werden einschlägige deutsche und europäische Gesetze zur Wiederverwertung von Abfällen den Druck auf Hersteller, Verbraucher und die Entsorgungsbetriebe deutlich erhöhen, nachhaltige und qualitativ hochwertige Aufbereitungssysteme, -prozesse und -technologien zu entwickeln und anzuwenden.
Rezyklaten gehört die Zukunft in der Kunststoffverarbeitung
Bei der bisherigen Verarbeitung von Rezyklaten zu neuen Kunststoffprodukten gibt es grundsätzliche Unterschiede und Schwierigkeitsgrade bei der Weiterverarbeitung aufgrund der Herkunft der Abfälle. Sie stammen in der Regel direkt aus der Produktion, fallen nach der Verwendung von technischen Produkten an oder haben die Form von Verbrauchsmaterialien wie Verpackungen, sog. Post-Consumer-Abfälle. Ausgangspunkt für das Recycling von Kunststoff ist eine gezielte Sammlung und nachfolgend die sortenreine Vorsortierung der Abfallströme, um Kunststoffe derselben Art getrennt verarbeiten zu können. Bisher werden diese Fraktionen zumeist in einfachen Extrusionsverfahren aufgeschmolzen, filtriert und wieder granuliert. Nachteilig bei diesen Verfahren – insbesondere bei Verpackungen – ist allerdings, dass sich die Qualität des Werkstoffs sowohl durch die vorherige Bearbeitung, seinen Lebenszyklus und den Recyclingprozess verschlechtert. Daher sind Rezyklate aus Verpackungen nicht direkt oder nur in Abmischungen für hochwertigere Anwendungen geeignet.
Dieses Problem kann jedoch ein neues Verfahren lösen, mittels dem hochwertige Rezyklate erzeugt werden können. Beim sogenannten Re-Compounding werden die physikalischen, chemischen, optischen und sonstigen Eigenschaften des Rezyklats durch gezielte Zugabe von z.B. weiteren Kunststoffen oder Elastomeren, Zuschlagstoffen wie Füll- oder Verstärkungsstoffen, Pigmenten und Additiven positiv beeinflusst. Dadurch werden die Rezyklate wie Neuware in einem klassischen Compounding-Prozess behandelt. Dieser neue Ansatz verwandelt minderwertige Rezyklate in hochwertige Werkstoffe, die wiederrum flexibel einsatzfähig und anders als bisher, nicht lediglich für anspruchslose Anwendungsfälle wie Blumentöpfe und Transportboxen verwendbar sind. Problematisch bei der Verwendung von post-consumer Verpackungen ist noch der Geruch, da sich die geruchstragenden Stoffe erst oberhalb der Zersetzungstemperatur des Kunststoffs selber zersetzen. Dies bedingt weitere zeit- und energieintensive Materialbehandlungen bzw. neue Verfahren, die teilweise noch in der Entwicklung sind, und schränkt zurzeit noch die Verwendung mancher Post-Consumer-Rezyklate ein.
Verbundfolien bleiben ein Problem
Eine große Herausforderung bleiben Mehrlagen- und Verbundkunststoffe, wie sie häufig bei Verpackungen eingesetzt werden. Verpackungsabfälle sind das Hauptanwendungsgebiet der Recyclingindustrie – neben Post-Production Abfällen, die zum größten Teil sofort wieder in den industriellen Produktionsablauf eingespeist werden, – sowie den Post-Industrial Abfällen. Folien sind die bei Verpackungen am häufigsten verwendete Kunststoffart und können aus bis zu sieben Schichten verschiedener Kunststoffe, Metallfolien und Karton bestehen. Diese sind nur sehr schwer oder gar nicht trennbar miteinander verbunden. Hier stoßen bisherige mechanische Aufbereitungsverfahren an ihre Grenzen und als Kunststoffgemisch sind sie kaum oder gar nicht verwertbar. Derzeit werden neue, teilweise chemische oder lösemittelbasierte Trennverfahren erprobt, deren Kosten-Nutzen-Aufwand noch bewiesen werden muss. Was also tun? Um Post-Consumer- oder Verbundverpackungs-Abfälle zu größeren Teilen recyceln zu können, müsste das Verpackungsdesign zukünftig eine Ersatzlösung für Folien finden oder auf diese verzichten. Denn Kunststoff, der nicht nach Sorten getrennt werden kann, ist kaum wiederverwertbar.
Die derzeitige Situation ließe sich nur durch eine gesetzliche Vorgabe ändern – der Automobilbau zeigt, wie so etwas funktionieren kann. In der Branche herrscht seit einiger Zeit die Vorgabe der kompletten Recyclingfähigkeit des Fahrzeugs – auch sämtlicher eingesetzter Kunststoffe. Seit dem Erlass werden in der Automobilindustrie ausschließlich recyclingfähige Materialien verwendet. Durch dieses positive Beispiel dürfte es nur eine Frage der Zeit sein, bis die Politik auch in anderen Teilen der kunststoffverarbeitenden Industrie die Recyclingfähigkeit politisch durchsetzt. Die Industrie und ihre Akteure sollten also jetzt zügig eine technische Lösung entwickeln, die die Etablierung einer Circular Economy ermöglicht. Neben der Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben muss eine solche Entwicklung aber auch ökonomisch für Erfolg sorgen.
Die großen Kunststoffhersteller wie LyondellBasell oder Borealis – aber auch andere – haben dies erkannt, wie auch die großen Abfallsammler und -sortierer wie Veolia, Suez oder DSD. Sie steigen seit kurzem stark in das Recyclinggeschäft ein. Sie sichern sich entweder einschlägiges Know-how und Compounding-Kapazitäten oder die Versorgung mit Rohstoffen in Form von Rezyklaten – durch Aufkauf oder Kooperationen.
Nun sollte sich auch der Kunststoffmaschinenbau seiner Verantwortung und den Herausforderungen stellen. Ein gemeinsames Vorgehen, unterstützt von den Industrieverbänden (namentlich der VDMA), ist hier im Interesse aller. KraussMaffei, einer der größten Hersteller von Kunststoffmaschinen und Spezialist im Compounding, kooperiert seit kurzem zu diesem Zweck mit zwei großen Maschinenbauern aus Deutschland und Österreich. Die drei Unternehmen treiben nun gemeinsam die Entwicklung einer Circular Economy voran. Deutschland könnte damit einer der weltweiten Schrittmacher auf dem Gebiet komplett recycelbarer Kunststoffe werden.
Quelle: Der Gastbeitrag von Ralf J. Dahl erschien 2018 in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung (FAZ).