Gut 4,9 Mrd. t Plastikmüll sollen zwischen 1950 und 2015 auf Deponien und in der Umwelt gelandet sein. Um weitere Einträge zu verhindern und das Recycling zu fördern, muss sich etwas ändern.

Kunststoffe können als neue Rohstoffquelle dienen. (Bild: Witthaya - adobe.stock.com)

Der Wandel von der linearen (produzieren, verwenden, entsorgen) zur Kreislaufwirtschaft (produzieren, verwenden, recyceln, reparieren, wiederverwenden) findet tagtäglich statt. Zwar bedeuten mehr Menschen, die mehr konsumieren, auch mehr Abfall. Lösungen dafür liegen jedoch auf der Hand: wann immer es geht Müll vermeiden durch langlebige und mehrfache Verwendung. Es gilt: Abfall, der sich nicht vermeiden lässt, nicht achtlos wegzuwerfen, sondern verantwortungsvoll zu entsorgen, um diesen dann bestenfalls zu recyceln.

Die Kreislaufführung von Rohstoffen trägt maßgeblich zum Klimaschutz bei, da das Aufbereiten dieser Sekundärrohstoffe häufig mit geringeren CO2-Emissionen gelingt, als die Erzeugung neuer Rohstoffe.

Trotz flächendeckender Sammel-, Sortier- und Verwertungsstruktur wird insgesamt noch zu wenig recycelt. Die stoffliche Verwertung von Kunststoffverpackungen ist laut der GVM Recycling Bilanz im Jahr 2020 um 5 %punkte gegenüber dem Vorjahr gestiegen. Die Recyclingquoten liegt insgesamt bei 60,5 %, wenn man den Gesamtmarkt von Kunststoffverpackungen betrachtet. Die Recyclingquote der PET-Flaschen, die am Pfandautomaten zurückgegeben werden betrug 2020 fast 98 %.

Auch andere Materialarten wie Papier und Aluminium zeigen beim Recycling eine aufsteigende Tendenz. So wurden 2020 knapp 81,6 % des Verpackungsabfalls recycelt – das sind 0,2 % mehr als noch 2019.

Sie wollen alles zum Thema Kunststoffrecycling wissen? Klar ist, Nachhaltigkeit hört nicht beim eigentlichen Produkt auf: Es gilt Produkte entsprechend ihrer Materialausprägung wiederzuverwerten und Kreisläufe zu schließen. Doch welche Verfahren beim Recycling von Kunststoffen sind überhaupt im Einsatz? Gibt es Grenzen bei der Wiederverwertung? Und was ist eigentlich Down- und Upcycling? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.

Statt weiterer Verbote braucht es Ziele und konkrete Pläne für das, was Deutschland bei der Wende hin zu mehr Klimaschutz und Nachhaltigkeit erreichen kann und will. Innerhalb der Kunststoffverpackungsindustrie haben die im Circular Economy Action Plan (CEAP) adressierten Themen bereits Priorität, etwa beim Setzen eigener ambitionierter Recyclingziele für 2025: 90 % recycling- oder mehrwegfähige Verpackungen (heute 75 %) sowie 1 Mio. t Rezyklateinsatz in Kunststoffverpackungen in Deutschland (Stand heute 400.000 t).

Der russische Angriffskrieg in der Ukraine hat katastrophale humanitären Folgen. Gleichzeitig hat er auch weitreichende Auswirkungen auf die Hersteller von Kunststoffverpackungen in Deutschland. Mehr dazu hier

Mit dem Leitfaden Eco Design von Kunststoffverpackungen leistet die Industrie einen zusätzlichen Beitrag zur angekündigten Strategie für nachhaltige Produkte.

„Für die Kunststoffindustrie bringt der angestoßene Wandel auch neue Chancen. Wie kein anderes Material werden Kunststoffe schließlich für die klimaneutrale Wirtschaft gebraucht, ob als Rotorblätter von Windenergieanlagen oder als energie- und ressourcensparende Verpackungen für Lebensmittel und andere Produkte“, sagt Dr. Isabell Schmidt, Geschäftsführerin Kreislaufwirtschaft bei der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen. „Wir arbeiten mit Hochdruck am Schließen der Kreisläufe und Neudenken unserer Produkte“, ergänzt sie.

Klar ist auch: Wird das Recycling weiter ausgebaut, lassen sich Stoffströme stärken und Kreisläufe schließen. Es sind Lösungen gefragt, die die Recyclingfähigkeit von Kunststoffen weiter verbessern.

„Wir Kunststofferzeuger sind schon heute ein wichtiger Teil des Transformationsprozesses, der durch den CEAP der EU-Kommission angestoßen wurde“, erklärt Ingemar Bühler, Hauptgeschäftsführer beim Kunststofferzeugerverband Plastics Europe Deutschland. „Die Abkehr vom linearen Verbrauch von Ressourcen ist längst als Ziel bei Politik, Industrie und Gesellschaft angekommen. Unsere Branche treibt das Umdenken hin zu einer Kreislaufwirtschaft, in der wir Ressourcen so lange wie möglich weiter nutzen, auf vielfältige Weise voran.“

Insgesamt lässt sich festhalten, dass die Kunststoffindustrie viel stärker in Richtung zirkulärer Rohstoffe und neuer Materialkreisläufe denkt und investiert. Fast täglich werden Innovationen quer durch die Kunststoff-Wertschöpfungskette vorgestellt. Damit lassen sich mehr Kunststoffabfälle recyceln und alternative Rohstoffe in der Kunststoffproduktion nutzen.

Wichtige Ansätze sind nachhaltiges Produktdesign, verbesserte Abfallsortiertechnologien oder diversifizierte Rohstoffquellen. Heutige Müllsortierverfahren können noch nicht zuverlässig zwischen recycelbaren und nicht recycelbaren Verpackungen unterscheiden. Deshalb dokumentiert R-Cycle Verpackungseigenschaften während der Produktion und stellt diese Daten zur Verbesserung des Sortierprozesses am Ende des Lebenszyklus zur Verfügung.

Zudem spielen die ökologische Gestaltung von Verpackungen und hier besonders das recyclingfähige Design längst eine deutlich größere Rolle als noch vor einigen Jahren.

Das mechanische Recycling ist bereits gut entwickelt, wird allerdings noch nicht konsequent genug angewendet. Zudem lassen sich manche Kunststoffe nach einer mechanischen Verwertung nicht mehr uneingeschränkt für den ursprünglichen Zweck einsetzen, da sich die Molekülketten bei jedem Recyclingkreislauf verkürzen. Mechanisches Recycling ist nicht immer möglich, wie beispielsweise bei gemischten Kunststoffabfällen. Hier bietet sich das chemische Recycling an. Die Kunststoffindustrie forscht in verschiedenen Projekten an neuen Technologien für dieses Verfahren weitet das etablierte mechanische Kunststoffrecycling zur Gewinnung von Sekundärrohstoffen aus.

Neben gesetzlichen Regelungen sind dabei aber vor allem Förderungen besonders wichtig. „Das chemische Recycling könnte in Zukunft eine Lücke in der Kreislaufwirtschaft auch von Kunststoffverpackungen schließen. Nämlich dann, wenn es damit gelingt, stark verschmutzte und vermischte Kunststoffabfälle zu recyceln, die bislang nur energetisch verwertet werden konnten. Das erfordert allerdings noch weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit“, sagt Dr. Isabell Schmidt.

Gleichzeitig spielen bei der Stärkung des Kunststoffrecyclings auch neue Technologien bei der mechanischen Verwertung eine wichtige Rolle. Die Industrie arbeitet intensiv daran, bisher nicht recyclingfähige Verpackungen durch Innovationen immer mehr einer werkstofflichen Wiederverwertung zuzuführen oder dieselbe Schutzfunktion mit anderen Kunststofflösungen, zum Beispiel Monomaterial statt Verbund, zu erreichen.

Neben Innovationen sowie der Verfügbarkeit und Qualität steht die Frage nach der Wirtschaftlichkeit von Recyclingmaterialien zunehmen im Fokus. Denn nur, wenn das Recycling von Kunststoffen ökonomisch attraktiv ist, wird es in der Praxis auch umgesetzt. Daher müssen die regulatorischen Rahmenbedingungen so gestaltet werden, dass der Einsatz von Rezyklaten möglich wird.

Die Kunststoffbranche treibt das Umdenken hin zu einer Kreislaufwirtschaft, in der Ressourcen so lange wie möglich weiter genutzt werden, auf vielfältige Weise voran – und erhöht so auch die Wirtschaftlichkeit.

Kreislauftauglich? – das ist für Bischof + Klein eine Kernfrage bei der Entwicklung flexibler Verpackungen aus Kunststoff. In den vergangenen zwei Jahren hat der Folien- und Verpackungsspezialist mit Stammsitz in Lengerich jeweils mit einer kreislauffähigen Verpackung den Deutschen Verpackungspreis gewonnen.

Die Unternehmensgruppe Uzin Utz, weltweit agierender Komplettanbieter für Bodensysteme, stärkt im Schulterschluss mit der Jokey Group, einem der führenden Hersteller von Kunststoffverpackungen, die Kreislaufwirtschaft durch ihren Beitrag zur nachhaltigen Verpackung. Jokey beliefert das im Donautal sitzende Unternehmen bereits seit über 20 Jahren. In dieser Zeit hat sich der Anteil von Altkunststoffen in den gelieferten Gebinden auf beinahe 100 % erhöht.

Auch bei Elektro- und Elektronikprodukten oder in der Autoindustrie ist Kreislaufwirtschaft mit Kunststoff im Kommen: Wasserflaschen, die in Blends für Laptops, Drucker oder Ladestationen umgewandelt werden, Gehäuseteile von Handbohrern komplett aus Kunststofrezyklat, Closed-Loop-Technologien für Stoßfänger und Instrumententafeln im Automobil. All das gelingt nur mit dem Know-how der kunststofferzeugenden Industrie.

So wird die Weiterentwicklung der Kreislaufwirtschaft mit dem Ziel, Kohlenstoffkreisläufe weitestgehend zu schließen, in den kommenden Jahren sicherlich erhebliche zusätzliche Investitionen und Innovationen der Wirtschaft weltweit mobilisieren.

Neben dem mechanischen Recycling von Kunststoffen gibt es auch zahlreiche ergänzende Verfahren. (Bild: Visual Generation - stock.adobe.com)

Was steckt hinter enzymatischem Recycling?Beim enzymatische Recycling kombiniert das französischen Unternehmens Carbios, Clermont-Limagne, Enzymologie und Kunststoffverarbeitung. Das Verfahren zielt auf das Zersetzen von Kunststoffen durch Enzyme ab, sodass Kunststoffabfälle unendlich oft recycelt werden können. Forscher des Unternehmens haben auf einer Mülldeponie zahlreiche Mikroorganismen untersucht und Enzyme entdeckt, die Enzyme zum Abbau von PET entwickelt haben. Die Technologie arbeitet mit relativ milden Reaktionsbedingungen hinsichtlich Druck und Temperatur. Im September 2021 soll eine Demonstrationsanlage in Betrieb gehen. (Bild: alterfalter - fotolia)

Was bietet das neuartige Closed-Loop Recycling von polyethylenartigen Materialien für Vorteile?Chemiker der Universität Konstanz um Prof. Dr. Stefan Mecking haben ein energiesparendes Verfahren für das chemische Recycling von polyethylenartigen Kunststoffen entwickelt. Die Technologie verwendet die „Sollbruchstellen“ auf molekularer Ebene, um die Polymerketten des Polyethylens aufzutrennen und in ihre molekularen Grundbausteine zu zerlegen. Die kristalline Struktur sowie die Materialeigenschaften bleiben unbeeinflusst. Die Forscher sehen diese Klasse von Kunststoffen als gut geeignet für den 3D-Druck. Das neue Verfahren arbeitet bei lediglich rund 120 °C, ist deutlich energiesparender als etablierte Methoden und besitzt eine Rückgewinnungsquote von rund 96 % des Ausgangsstoffes. Die Versuche wurden an Polyethylen auf Pflanzenölbasis durchgeführt. Die Chemiker zeigten auch das chemische Recycling von Gemischen aus anderen typischen Kunststoffabfällen. Die Eigenschaften der hier gewonnenen Materialien sind denen der Ausgangsmaterialien ebenbürtig. Die Forschungsergebnisse wurden am 17. Februar 2021 im Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht. (Bild: AG Mecking, Universität Konstanz)

Was ist Chemcycling?BASF, Ludwigshafen, hat das Chemcycling-Projekt ins Leben gerufen, um mit Partnern entlang der Wertschöpfungskette im industriellen Maßstab hochwertige Produkte aus chemisch recycelten Kunststoffabfällen herzustellen. In dem thermomechanischen Prozess der Pyrolyse werden Kunststoffabfälle in Pyrolyseöl umgewandelt. Dieses wird bei der BASF ins Produktionsnetzwerk eingespeist und dadurch fossile Rohstoffe eingespart. Die hergestellten Produkte besitzen genau die gleichen Eigenschaften wie Erzeugnisse aus fossilen Rohstoffen. (Bild: BASF)

Was ist die iCycle-Plattform?Das Fraunhofer Umsicht, Sulzbach-Rosenberg, arbeitet ebenfalls mit der Pyrolyseverfahren. Die Forscher haben für den Betrieb der Anlage neuartige Wärmetauschertechnologien entwickelt, die eine hohe Energieeffizienz sowie eine sehr gute Wärmeübertragung auf das eingebrachte Material ermöglichen. Der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten liegt auf problematischen, stark verunreinigten oder schadstoffbelasteten Kunststoffen und schwer recyclierbaren Verbundmaterialien sowie dem Aufbereiten und Reinigen von Pyrolyseölen. Anlagen sind im Demonstrationsmaßstab verfügbar. (Bild: Fraunhofer Umsicht)

Was ist der Upcycling-Prozess?Die 3M Tochter Dyneon, Burgkirchen, bezeichnet den Pyrolyseprozess von Fluorpolymeren als Upcycling-Prozess und gewinnt jährlich aus bis zu 500 t Fluorpolymerabfällen neuen Kunststoff. (Bild: 3M)

Was ist das OMV Reoil Projekt?OMV, Schwechat, widmet sich im Projekt Reoil ebenfalls dem chemischen Recycling von Kunststoffen. In der Pilotanlage der Raffinerie in Österreich werden die Kunststoffabfälle zu synthetischem Rohöl recycelt, indem sie verdampft und durch chemische Prozesse wieder zu kleineren Ketten zusammengeführt werden. An diesem Industriestandort, der einer der größten Kunststoff-Produktionsstandorte Europas ist, sitzt Borealis, die mit petrochemischen Rohstoffen beliefert wird. Die beiden Unternehmen wollen gemeinsam das chemische Recycling von Post-Consumer-Kunststoffen voranbringen. Die Verarbeitungskapazität der Pilotanlage liegt bei 100 kg/h was 100 l synthetischem Rohöl entspricht. Dieses wird im Sinne der Kreislaufwirtschaft entweder zu Rohmaterial für die Kunststoffindustrie oder zu Kraftstoff weiterverarbeitet. (Bild: OMV)

Was ist der Creasolv-Prozess?Das Fraunhofer IVV, Freising, hat den dreistufigen Creasolv-Prozess entwickelt. Die Wahl des geeigneten Lösemittels bestimmt, welches Polymer aus dem geschredderten Kunststoffabfall gelöst und wiederverwertet werden soll. Um eine hohe Reinheit zu erzielen, wird die erhaltene Lösung weiter aufgereinigt. Im dritten Schritt wird der isolierte Kunststoff ausgefällt und beispielsweise zu Granulat verarbeitet. In Reinheit und Qualität entspricht der zurückgewonnene Kunststoff Neuware. Dies ist wichtig für eine reale Kreislaufwirtschaft. Eine industrielle Pilotanlage ist in Betrieb. (Bild: Fraunhofer IVV)

Was steckt hinter dem ResolVe-Verfahren?Das ResolVe-Verfahren (chemisches Recycling von Polystyrol) wird von Ineos Styrolution, Frankfurt, Neue Materialien Bayreuth, Bayreuth, dem Institut für Aufbereitung und Recycling (I.A.R.) und dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen, Aachen, in einem vom BMBF geförderten Projekt entwickelt. In dem Projekt dienen Verpackungsabfälle aus dem Gelben Sack als Ausgangsware. Über Reinigungs-, Sortier- und Zerkleinerungsprozesse werden daraus sortenreine Polystyrol-Flakes gewonnen. In einem Doppelschneckenextruder erfolgt daraufhin die thermische Degradation des Polystyrols in ein Kondensat aus Monomeren und Oligomeren sowie flüchtige Spaltprodukte. Nach fraktionierender Destillation der Styrolmonomere aus dem Kondensat wurden diese zum Herstellen von neuem PS wiedereingesetzt. (Bild: IKV)

Was ist die Thermal Anaerobic Conversion-Technologie?Plastic Energy, London, Großbritannien, verwendet die patentierte Thermal Anaerobic Conversion (TAC)-Technologie zum Umwandeln von Altkunststoffen. Unter Ausschluss von Sauerstoff werden LDPE, HDPE, PS und PP erhitzt, geschmolzen bis die Polymermoleküle zu einem reichhaltigen gesättigten Kohlenwasserstoffdampf zerfallen. Die kondensierbaren Gase werden in Kohlenwasserstoffprodukte umgewandelt, während die nicht kondensierbaren Gase separat gesammelt und verbrannt werden. Der entstehende Kohlenwasserstoffdampf wird nach Molekulargewichten in Rohdiesel, Leichtöl und synthetische Gaskomponenten getrennt. Naphta und Diesel werden gelagert und an die petrochemische Industrie verkauft, die sie wieder in neuen Kunststoff umwandelt. Zum Beispiel führt Sabic das Pyrolyseöl seiner Produktionskette zu und stellt daraus unter anderem PP-Produkte für sein Trucircle-Sortiment her. Das hergestellte PP-Polymer ist unter dem International Sustainability and Carbon Certification (ISCC PLUS) Schema, welches einen Massenbilanzansatz verwendet, zertifiziert und bestätigt. (Bild: Greiner)

Was ist Newcycling? APK, Merseburg, hat die lösemittelbasierte Newcycling-Technologie entwickelt, mit der aus zerkleinerten, gemischten Kunststoffabfällen und Mehrschichtverpackungen sortenreine Kunststoffe herausgelöst werden. Auch hier werden die Polymerketten sortenrein gelöst und nach Wiedergewinnung des Lösemittels granuliert. Die Eigenschaften der gewonnenen Kunststoffe sind ähnlich Neuware. Die vorindustrielle Pilotanlage wurde in eine Industrieanlage hochskaliert, die pro Jahr circa 8.000 t Newcycling-Rezyklat herstellen kann. (Bild: APK)

Was steckt hinter der Catalytischen Tribochemischen Conversion?Carboliq, Remscheid, ein Tochterunternehmen von Recenso, Remscheid, hat die Catalytische Tribochemische Conversion (CTC), ein einstufiges Verfahren zum Verflüssigen fester Kohlenwasserstoffe, entwickelt. Bei dem Verfahren werden thermische, katalytische und mechanochemische (tribochemische) Mechanismen kombiniert. Ein Standardmodul kann bis zu 400 l gemischte Kunststoffabfälle pro Stunde umwandeln. Die benötigte Prozessenergie wird durch Reibung erzeugt. Der CTC-Prozess findet bei Atmosphärendruck und einer Temperatur unter 400 °C statt. Die Ölausbeute ist hoch, die Menge an entstehenden Gasen eher gering. Prozessrückstände werden extern thermisch verwertet. Das entstehende Öl ist gemäß REACH als Produkt registriert, sodass der End-of-Line-Waste-Status abgesichert ist und das Produktöl in Anlagen, die nicht dem Abfallregime unterliegen, verarbeitet werden kann. Eine Pilotanlage ist auf dem Gelände des Entsorgungszentrums in Ennigerloh in Betrieb. (Bild: Recenso)

Was ist Wastx Plastic?Biofabrik Technologies, Dresden, hat das modulare Wastx Plastic System entwickelt, durch das Kunststoffabfälle denzentral unter Ausschluss von Sauerstoff in synthetisches Rohöl umgesetzt werden. Dieses Öl dient als Basis für Rezyklate. Laut Hersteller wird aus 1 kg Plastikmüll 1 kg Recyclingöl. Eine Anlage, die in einem Container untergebracht ist, kann laut Hersteller dort, wo der Plastikmüll gesammelt wird betrieben werden und bis zu 1.000 kg Kunststoffabfälle pro Tag verarbeiten. (Bild: Biofabrik)

Plaxx - was verbirgt sich hinter diesem Namen?Am Ende des Depolymerisationsprozesses von Recycling Technologies, Swindon, Großbritannien, steht das schwefelarme Kohlenwasserstoffprodukt namens Plaxx. Plaxx kann als Ausgangsmaterial für das Herstellen neuer Polymere und Wachse verwendet werden, wodurch Rohstoffe aus fossilen Brennstoffen ersetzt und Kunststoffe in die Kreislaufwirtschaft überführt werden. Diese Technologie bietet eine Alternative zum Deponieren und Verbrennen von Restkunststoffen und steigert die Recyclingrate für gemischte Kunststoffe von 30 %, die mit der bestehenden mechanischen Aufbereitung erreicht wird, auf 90 % mit diesen Technologien in Kombination. (Bild: Recycling Technologies)

Was ist unter dem Covestro-Chemolyse-Verfahren zu verstehen?Das von Covestro, Leverkusen, entwickelte Verfahren Covestro-Chemolyse ermöglicht die Rückgewinnung der beiden Hauptkomponenten von Polyurethan. Neben dem Polyol kann auch das Vorprodukt des Isocyanats zurückgewonnen werden. Der Rohstoffhersteller betreibt eine Pilotanlage für das stoffliche Recycling von Weichschaum. Mit dieser sollen die positiven Laborergebnisse verifiziert und Produkte sowie Anwendungen im kleinen Industriemaßstab entwickelt werden. Ziel ist es, mit chemischen Recyclingprozessen den Wertstoffkreislauf von Post-Consumer-Weichschaumstoffen zu schließen, indem hochreines, hochwertiges Recycling-Polyol und Toluol-Diamin (TDA) zurückgewonnen werden. TDA soll zu Toluol-Diisocyanat (TDI) weiterverarbeitet werden. (Bild: Covestro)

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