Der bvse informiert den Mittelstand über Abfall, Sekundärrohstoffe, Recycling und Entsorgung.

Menu
Sie sind hier:

EuRIC veröffentlicht Position zum Chemikalienrecycling

Am 6.11.2019 hat der europäische Branchendachverband EuRIC (European Recycling Industries' Confederation) seine Position zum Chemischen Recycling veröffentlich.

Der Antrieb zur Veröffentlichung lag, so der Verband, u.a. darin, das Bewusstsein für die Vielfalt der unter den Begriff "chemisches Recycling" fallenden Technologien und die Grenzen dieser Technologien im Hinblick auf die Ziele der Kreislaufwirtschaft zu schärfen.

Nachfolgend finden Sie die zusammengefasste Position von EuRIC:

Chemisches Recycling kann das mechanische Recycling ergänzen, um eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen

Die bekannten Probleme im Zusammenhang mit der Entsorgung von Kunststoffen am Ende der Nutzungsdauer und die jüngere Festlegung höherer Recyclingziele für Kunststoffprodukte begünstigen die Entstehung neuer Technologielösungen zur Rückgewinnung von Materialien und zur Gewinnung von Wertstoffen aus Kunststoffabfällen, wie beispielsweise das Chemische Recycling (CR), das eine Reihe solcher potenzieller Lösungen beschreibt. Als Vertreter der mechanischen Recyclingindustrie ist sich EuRIC einig, dass das chemische Recycling das mechanische Recycling effektiv ergänzen könnte, um eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen, da es eine interessante Lösung wäre, um Kunststoffabfallströme zu behandeln, die derzeit nicht recycelt werden.

Die chemischen Recyclingverfahren stecken noch in den Kinderschuhen und können nicht als die Patentlösung betrachtet werden

EuRIC möchte jedoch betonen, dass das chemische Recycling nicht als die Patentlösung angesehen werden kann. Es umfasst eine Vielzahl verschiedener Technologien, zum Teil in frühen Phasen der industriellen Entwicklung und mit unterschiedlichen Fähigkeiten, komplexe Kunststoffabfälle von Mischpolymertypen zu recyceln. Diese unterschiedlichen Prozesse werden höchstwahrscheinlich durch die gleichen abfallspezifischen Probleme behindert, mit denen das mechanische Recycling konfrontiert ist. Außerdem produzieren einige der als CR bezeichneten Technologien tatsächlich Kraftstoff aus Kunststoffen und erfüllen damit nicht die Definition des Recyclings gemäß der Abfallrahmenrichtlinie.

Der Rechtsrahmen für die Definition von Recyclingaktivitäten muss unverändert bleiben

Da das Wachstum des CR sowohl von einer erfolgreichen technologischen Entwicklung als auch von einem günstigen EU-Rechtsrahmen abhängen wird, betont EuRIC, dass der Rechtsrahmen für Recyclingaktivitäten gleich bleiben und gleiche Wettbewerbsbedingungen zwischen mechanischem und chemischem Recycling ermöglichen muss. So wäre es beispielsweise ungerechtfertigt, bestehende Definitionsgrenzen zwischen Energierückgewinnung und Recycling zu verschieben.

Die Nachfrage nach recycelten Materialien muss steigen, um sowohl dem mechanischen als auch dem chemischen Recycling zu nutzen

Die Probleme, mit denen CR konfrontiert ist, sind für die gesamte Branche gleich, EuRIC unterstützt Lösungen, die das Recycling im Allgemeinen unterstützen könnten, einschließlich der erfahreneren mechanischen Recyclingindustrie, wie beispielsweise die Steigerung der Nachfrage nach recycelten Materialien.

I.    Politischer Kontext, der der Erstellung eines Positionspapiers zugrunde liegt

Auf EU-Ebene wurden neue Recyclingziele festgelegt, die die Entwicklung neuer industrieller Lösungen zur Erfüllung der gesetzlichen Recyclingziele fördern. Die überarbeitete Abfallrahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/98/EG) hat ehrgeizige Ziele für die Vorbereitung auf die Wiederverwendung und das Recycling festgelegt: 55 % sollen bis 2025 erreicht werden, 60 % bis 2030 und 65 % bis 2035. Ebenso führt die überarbeitete Richtlinie über Verpackungen und Verpackungsabfälle ein neues Recyclingziel für Kunststoffverpackungen von 55 % ein, das bis 2030 erreicht werden soll.

Ebenso haben sich auf EU-Ebene private und öffentliche Akteure, die an den Kunststoff-Wertschöpfungsketten beteiligt sind und im Rahmen der Circular Plastics Alliance zusammengeführt wurden, im September 2019 verpflichtet, bis 2025 10 Millionen Tonnen Kunststoffe zu recyceln. Die globale Herausforderung des Kunststoffmülls, insbesondere der Meeresmüll, hat auch das Bewusstsein für die Möglichkeit des Kunststoffrecyclings geschärft.

Als Vertreter der bereits etablierten mechanischen Recyclingindustrie bekennt sich EuRIC zu diesen Zielen und begrüßt die Entwicklung neuer industrieller Lösungen, die im Folgenden als "chemisches Recycling" bezeichnet werden.

II.    Chemisches Recycling ist eine Ergänzung zum mechanischen Recycling

A.    Was ist chemisches Recycling?

Zunächst ist es notwendig, den Begriff "chemisches Recycling" (CR) besser zu definieren, der mehrere Prozesse umfasst (Crippa et al., 2019), einschließlich:
1- lösungsmittelbasierte Extraktion, bei der der Kunststoff gelöst und das Ausgangspolymer extrahiert wird. Es adressiert den reinen Anteil von PVC, PS und Polyolefinen;
2- Depolymerisation, bei der die Bindung zwischen bestimmten Arten von Polymeren durch Wärme unterbrochen werden kann, um zu den Monomerblöcken zurückzukehren, die das Polymer bilden. Es adressiert reine Fraktionen von PET, PU, PA, PLA, PC, PHA und PEF;
3- Rohstoffrecycling, bei dem der Kunststoff in Gegenwart von Sauerstoff (Vergasung) oder ohne Sauerstoff (Pyrolyse) erwärmt wird. Der Kunststoffabfall wird in die verschiedenen Moleküle zurückgeführt und bildet Kohlenwasserstoffketten. Beide Techniken befassen sich mit gemischten Kunststoffen.

11 12 Euric 1




Die Abbildung 1 veranschaulicht die verschiedenen Verfahren des chemischen Recyclings und in welchem Stadium der Kunststoffherstellung diese Verfahren Polymere recyceln.

Angesichts der Vielfalt dieser Prozesse und ihrer unterschiedlichen Positionen auf den Stufen der Polymerproduktion (wie in Abbildung 1 dargestellt) wäre es schwierig, ein einzigartiges Rundheitspotenzial für CR und damit eine einzigartige Position in der Abfallhierarchie zu definieren.

B.    Welche Abfallströme könnten durch das chemische Recycling abgedeckt werden?

Nur etwa 30 % der Kunststoffabfälle werden in der EU zum Recycling gesammelt (Europäische Kommission, 2019), was bedeutet, dass es eine Möglichkeit gibt, große Kunststoffabfallströme zu behandeln, die mit den bestehenden mechanischen Technologien nicht recycelt werden können. Dazu gehören vor allem minderwertige Kunststoffabfälle, die zu stark verschmutzt oder gemischt sind. Durch die Reinigung von Abfallstoffen auf molekularer Ebene könnte CR Additive und Verunreinigungen entfernen und zur Herstellung von lebensmittelechten recycelten Kunststoffen beitragen. Eine Life Cycle Assessment (LCA)-Studie von CE-Delft (Bergsma, 2019) hat ergeben, dass CR eine nachhaltige Alternative für Kunststoffabfälle ist, die nicht durch mechanisches Recycling abgedeckt werden:
- PET-Trays, die einer magnetischen Depolymerisation unterzogen werden;
- gemischte Kunststoffabfälle2, die einer Hydropyrolyse unterzogen werden.

So könnten beispielsweise auch Polyester-Textilfasern chemisch recycelt werden.

Man sollte jedoch beachten, dass in der oben genannten Ökobilanzstudie bei gemischten Kunststoffabfällen das mechanische Recycling und das chemische Recycling verglichen wurden. Es beweist, dass das mechanische Recycling immer noch einen besseren CO2-Fußabdruck hat als CR. Theoretisch, wenn die verschiedenen unter CR verstandenen Prozesse (lösungsmittelbasierte Extraktion, Depolymerisation, Vergasung usw.) in die Abfallhierarchie als solche eingeführt werden sollen, ist klar, dass CR unter dem mechanischen Recycling und über der energetischen Verwertung eingesetzt werden sollte.

III. Chemisches Recycling bedeutet auch wirtschaftliche - technische Herausforderungen.

A.    Das chemische und mechanische Recycling hat tatsächlich spezifische Probleme bei der Abfallverarbeitung.

1.    Geringe Dichte von Abfällen mit geringem Wert zur Sammlung

Wie das mechanische Recycling könnte die Entwicklung von CR durch den geringen Wert der Abfälle behindert werden. Tatsächlich, wie von Crippa et al. (2019) ausgeführt, "ist der Mangel an Anreizen für Chemieproduzenten, geografisch verteilte und relativ kleine Mengen an chemisch recycelten Rohstoffen zu kaufen, ein Hindernis". Da Kunststoffabfälle leicht und geografisch verstreut sind, können sich ihre Transportkosten als unerschwinglich erweisen. Dies könnte eine Herausforderung sein, wenn die CR-Werke große Mengen an Input benötigen, um wirtschaftlich und technisch tragfähig zu sein.

2.    Eine schlechte Qualität des Input-Mixes für Abfälle verschlechtert auch die Qualität des Recycling-Outputs beim Chemikalienrecycling.

Eine schlechte Qualität des Input-Kunststoffgemisches und der verwendeten Prozesse kann auch in der CR zur Bildung von bedenklichen Stoffen (SoC) führen, die weiter gereinigt werden müssen, z.B. Dioxine und PAK, die im Pyrolyseprozess (Crippa et al., 2019), aber auch in der Vergasung (Delavelle und De Caevel, 2015) entstehen.

Auch CR muss sich mit Altstoffen auseinandersetzen. So stand beispielsweise die Vinyloop-Anlage in Ravenna, die Weich-PVC aus Kabeln und Folien durch lösungsmittelbasierte Extraktion recycelt, vor der Frage nach nun eingeschränkten Phthalaten, die wirtschaftlich nicht mehr aus dem Einsatzplastik zu entfernen waren. Das Werk musste im Juni 2018 geschlossen werden.

3.    Das chemische Recycling wird auch mit der Frage nach niedrigen Neuwarenpreisen konfrontiert sein

Das mechanische Recycling steht seit langem vor dem zyklischen Problem der niedrigen Neuwarenpreise und begrenzt die Nachfrage nach recycelten Kunststoffen. Niedrige Ölpreise hängen mit einer geringeren Nachfrage nach recycelten Kunststoffen zusammen, da Kunststoffe billiger aus Rohstoffen herstellbar sind. Dies könnte auch die Profitabilität von CR beeinträchtigen.

Im Falle potenzieller Kunststoff-Großanlagen, in denen Kunststoffabfälle aus der Pyrolyse integriert sind, wurde geschätzt, dass Kunststoffabfälle mit nativen Rohstoffen über einem Rohölpreis von 65-75 US$/Barrel wettbewerbsfähig wären (Hundertmark et al., 2018). In den letzten fünf Jahren lagen die Ölpreise nicht wesentlich über diesem Bereich.

B.     Das chemische Recycling hat noch spezifische Einschränkungen

1.    Der einfachste Weg für das chemische Recycling könnte darin bestehen, Abfall in Brennstoff umzuwandeln, d.h. es nicht zu recyceln

- Pyrolyse und Vergasung sind die am besten geeignete Methode zur Behandlung von gemischten Kunststoffabfällen.

Wie bereits erwähnt, beinhaltet CR verschiedene Prozesse, und bei den meisten dieser Prozesse wird tatsächlich eine homogene Mischung von Kunststoffen benötigt. Tatsächlich sind Rohstoffrecyclingprozesse (Vergasung, Pyrolyse) die wichtigste Methode zur Behandlung von gemischten Kunststoffabfällen. Da Ströme von gemischten Kunststoffabfällen viele Verunreinigungen enthalten (z.B. Pb oder Phthalate in PVC), ist der einfachste Weg, den Wert des entstehenden Kraftstoffs oder Synthesegases zu erhalten, ihn in Kraftstoff umzuwandeln, anstatt in neues Kunststoffmaterial.

Dies könnte ein Problem für einen großen Teil der Kunststoffe sein, die einen CR-Prozess durchlaufen. Polyolefine sind volumenmäßig die am häufigsten verwendeten Polymere und machen insgesamt etwa die Hälfte des Kunststoffbedarfs in den EU-Ländern aus (für PP, PE-LD und PE-HD in Abbildung 2). Polyolefine können nicht depolymerisiert werden, um einen direkt für die Polymerisation geeigneten Rohstoff herzustellen, und erfordern zusätzliche Raffinationsschritte.

11 12 Euric 2 Tabelle


Andere Harze wie PS, PMMA oder Nylon (Delavelle, De Caevel, 2015) oder PET (Crippa et al., 2019) können Depolymerisationsverfahren durchlaufen, die es ermöglichen, das Polymer bildende Monomer zu gewinnen.

- Pyrolyse und Vergasung können auch vorsortierte Abfallströme erfordern.

Aber auch Pyrolyse- und Vergasungsprozesse sind nicht von einer fortgeschrittenen Vorsortierung einzelner Polymermaterialien ausgenommen, um eine Materialrückgewinnung zu ermöglichen. Tatsächlich enthält die Mehrheit der geringwertigen, gemischten Kunststoffabfallströme, die von diesen Verfahren behandelt werden könnten, mehrere Polymertypen; sowohl als Einzelstücke (z.B. PET-Flasche) als auch kombiniert in komplexen mehrschichtigen flexiblen Folien (z.B. laminierte Lebensmittelsoßentaschen). Damit der molekulare Abbauprozess ein Endprodukt - Gas oder Flüssigkeit - liefern kann, das für die Wiederaufbereitung neuer Kunststoffmoleküle geeignet ist, muss auch der Zulaufstrom sorgfältig sortiert werden, um alle Spuren von unerwünschtem Kunststoff zu entfernen: So sollte beispielsweise bei der Pyrolyse PET vorzugsweise aus gemischten PE / PP-Polyolefinströmen sortiert werden.

Darüber hinaus kann bei der Vergasung das Vorhandensein von Verunreinigungen im Synthesegas aus gemischten Kunststoffabfällen herkömmliche Katalysatoren schädigen. Nach dem Vergasungsschritt müssen chemische Bausteine aus Abfällen neben Neuware katalytisch zu Monomeren umgewandelt werden. Katalysatoren sind jedoch für Neuware ausgelegt, nicht für Abfallstoffe (Forsgren, 2019). Verunreinigungen könnten diesen Prozess daher behindern (Delavelle et De Caevel, 2015).

- Das chemische Recycling könnte dann einen Teil des Kunststoffabfallstroms von der Materialrückgewinnung in die Energierückgewinnung umleiten.

Solche gut sortierten Kunststoffströme sind genau das, was für bestehende mechanische Recyclinganlagen benötigt wird. Diese Tatsache schränkt die Auswahl der Abfallströme, die für die CR-Verarbeitungstechnologie geeignet sind, stark ein.

Angesichts all dieser Einschränkungen bei der Behandlung von gemischten Kunststoffen zur Materialrückgewinnung könnten Kunststoff-Kraftstoff-Prozesse der einfachste Weg für durch Pyrolyse oder Vergasung behandelte Abfallkunststoffe sein. Außerdem haben bestehende Pyrolyseprozesse bereits Brennstoff als Ausgangsprodukt neben Naphtha (das zur Herstellung von Sekundärkunststoffen verwendet werden kann) aus Kunststoffabfällen. Naphtha kann bis zu 50 % der Pyrolyseleistung ausmachen und lässt Raum für die Kraftstoffherstellung mit der restlichen Leistung.

Nach dem derzeitigen Rechtsrahmen fallen diese Kunststoff-Kraftstoff-Prozesse jedoch unter die Kategorie der Energierückgewinnung und nicht des stofflichen Recyclings (siehe Abschnitt IV).

2.    Das chemische Recycling hat bisher eine schlechte Erfolgsbilanz bei Prozessen im industriellen Maßstab.

Eines der wenigen industriell ausgereiften CR-Verfahren, das PVC-Recyclingverfahren von Vinyloop, musste 2018 eingestellt werden (Crippa et al., 2019). In Frankreich hatte trotz erheblicher FuE-Aufwendungen kein Pyrolyse- oder Vergasungsprojekt eine reife Entwicklung erreicht (Delavelle et De Caevel, 2015). Tatsächlich sind die Bemühungen um die Errichtung von Großanlagen in den letzten Jahren nicht erfolgreich gewesen.

CR erfordert nicht nur hohe Investitionen in Anlagen, sondern auch die langfristige Sicherung eines signifikanten Rohstoffeinsatzes, sowohl in Bezug auf Preis als auch Menge. In der Recyclingindustrie ist diese langfristige Sichtbarkeit bisher begrenzt, da EPR-Schemata selten Verträge für einen Zeitraum von über 3 Jahren vergeben werden (Forsgren, 2019). Dies wurde von TNO bereits in einem für die Kommission verfassten Bericht über ein Projekt einer großtechnischen Kunststoff-CR-Anlage in Ludwigshafen bestätigt: "Es scheint, dass keine Einigung über eine langfristig gesicherte Abfallversorgung gegen eine Annahmegebühr oder  Behandlungsgebühr erzielt werden konnte, die ausreicht, um die Kosten einer Großanlage zu decken. Insbesondere aufgrund der langen Hypothekenlaufzeiten solcher Industrieanlagen sind langfristige Verpflichtungen unerlässlich, um die finanziellen Risiken für den Investor auf ein vernünftiges Maß zu reduzieren" (TNO, 1999). Die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten beim Aufbau eines großtechnischen Chemikalienrecyclings können dem Ergebnis der umfangreichen Investitionen der chemischen und petrochemischen Industrie in der Tschechischen Republik offensichtlich nicht vorgreifen. Dennoch sollte ein vorsichtiger Ansatz gegenüber möglichen Lösungen bestehen, die CR in Zukunft bieten würde.

Im Vergleich dazu ist das mechanische Recycling eine ausgereifte Industrie mit langjähriger Erfahrung. Die Abbildung 3 veranschaulicht den globalen Anteil des mechanischen Recyclings an der globalen Verteilung der Polymerabfallströme. Wenn ein offensichtlicher Bedarf an mehr Recycling besteht, ist das mechanische Recycling für den überwiegenden Teil des Recycling von Altpolymeren verantwortlich.

11 12 Euric 3 Bild



IV.    Bestehende Einschränkungen des Chemikalienrecyclings implizieren eine Unterstützung durch den politischen Rahmen.

A.    Bestehende Abfallrahmengesetze sollten nicht wesentlich geändert werden.

Das Produkt aus der Vergasung oder Pyrolyse von Polymeren kann als Rohstoff (P2P, Kunststoff zu Kunststoff), aber auch als Kraftstoff (P2F, Kunststoff zu Kraftstoff) verwendet werden. Angesichts der bereits erwähnten, inzwischen ungewissen Profitabilität von CR und der Art einiger CR-Prozesse kann dieses Produkt als Kraftstoff enden. Sowohl der American Chemistry Council als auch Chemical Recycling Europe definieren Waste-to-Fuel-Technologien als Recycling. Verwertungsaktivitäten, die hauptsächlich aus P2F bestehen, sind jedoch nicht als Recycling zu definieren, sondern als Energierückgewinnung in Übereinstimmung mit dem geltenden EU-Abfallrecht und seiner seit langem bestehenden Abfallhierarchie, die sich auf die Umweltauswirkungen der Behandlungsmöglichkeiten stützt.

EuRIC ist nicht einverstanden mit der Einbeziehung der Rückgewinnung alternativer Kraftstoffe in die Recyclingaktivitäten. Die Rückgewinnung von Kraftstoffen ist eindeutig von der Definition der Abfallrahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/98/EG) ausgenommen, wobei Recycling "jede Verwertungsmaßnahme ist, bei der Abfallmaterialien zu Produkten, Materialien oder Stoffen verarbeitet werden, sei es für den ursprünglichen oder anderen Zweck. Sie umfasst die Wiederaufbereitung von organischem Material, nicht aber die Energierückgewinnung und die Wiederaufbereitung zu Materialien, die als Brennstoffe oder für Verfüllungen verwendet werden sollen" (Art. 3.17). In diesem Zusammenhang sollte auf EU-Ebene eine klare Definition von CR festgelegt werden, ohne den bestehenden Rechtsrahmen wesentlich zu ändern.

Darüber hinaus sind P2F-Lösungen auch nicht mit der Entscheidung der Kommission (Entscheidung 2019/1004) über die Regeln für die Berechnung der Recyclingquote vereinbar, in der es heißt, dass recycelte Kunststoffe als "Kunststoffe gemessen werden, die durch Polymere getrennt sind, die vor dem Eintritt in die Pelletierung, Extrusion oder Formgebung keiner weiteren Verarbeitung unterzogen werden. Kunststoffflocken, die vor ihrer Verwendung in einem Endprodukt nicht weiterverarbeitet werden". Dieser Berechnungspunkt darf nicht dahingehend geändert werden, dass er auch die für die Kraftstoffherstellung verwendeten Ausgaben umfasst.

Schließlich gibt es eine unklare Klassifizierung bezüglich der "Co-Verarbeitung" von Kunststoffabfällen. Dieses Verfahren arbeitet sowohl mit Abfall- als auch Endabfall-Ausgangsmaterialien. Wenn die Abfallvorschriften für die gemeinsame Verarbeitung nicht angemessen sind, kann dies zu einer Regelungslücke führen.

B.     Um gleiche Wettbewerbsbedingungen zu gewährleisten, müssen die für das chemische Recycling verfügbaren Mittel denen für das mechanische Recycling entsprechen

Die Technologien des mechanischen Recyclings haben noch großes Potenzial für weitere technische Innovationen und Prozessentwicklungen. Daher sollten Mittel für das mechanische Recycling in dem gleichen Umfang zur Verfügung stehen wie für das chemische Recycling. Tatsächlich muss bei der Vergabe von Fördermitteln für diese neuen Prozesse die tatsächliche prozentuale Massenausbeute des nützlichen Endprodukts genau betrachtet werden, da viele der vorgeschlagenen CR-Methoden bei etwa der Hälfte des Input-Massendurchsatzes Output erzeugen, viel niedriger als vergleichbare mechanische Verwertungsmöglichkeiten.

C.    Gemeinsame Fragen des Recyclings erfordern ähnliche politische Maßnahmen.

Aber auch viele technisch-wirtschaftliche Einschränkungen von CR behindern das Recycling im Allgemeinen. Daher bräuchte CR neben den technologischen Errungenschaften auch einen günstigen regulatorischen Rahmen, um aufzublühen (z.B. Anerkennung der Konzepte von CR und Massenbilanzansatz). Unabhängig von der Technologie (mechanisches oder chemisches Recycling) betont EuRIC daher die Notwendigkeit einer verstärkten Nachfrage nach Endmärkten mit recycelten Kunststoffen aus dem mechanischen und chemischen Recycling. Das Kunststoffrecycling wird durch zyklische (niedrige Preise für recycelte Materialien) und strukturelle (mangelnde Rentabilität) Probleme und die damit verbundenen erheblichen Umweltvorteile beeinflusst, die nicht in den Marktpreisen verinnerlicht werden. Eine höhere Nachfrage (Ziele für recycelte Inhaltsstoffe in Verbindung mit Zusagen der Industrie) würde dazu beitragen, die Marktunsicherheit zu verringern, die zur Risikoreduzierung von Investitionen erforderlich ist.

Quelle, Grafiken und weitere Informationen: www.euric-aisbl.eu

Icon Mitglieder Mitglied werden Presse top

Wir benutzen lediglich technisch notwendige Sessioncookies, die das einwandfreie Funktionieren der Internetseite gewährleisten und die keine personenbezogenen Daten enthalten.