Ist chemisches Recycling eine Wunderwaffe oder ein Bleiballon?

May 28, 2023

Bruce Adams | 21. Dezember 2022

Ist chemisches Recycling die Antwort auf das Bestreben der Kunststoffindustrie, eine Kreislaufwirtschaft zu schaffen, oder ein epischer Unsinn?

Die Technologie hat in den letzten Jahren Investitionen in Milliardenhöhe angezogen, sodass ihre kommerzielle Dynamik zunimmt. Kritiker des chemischen Recyclings weisen jedoch auf mehrere Marktversagen hin und bezweifeln, dass es wirtschaftlich sinnvoll sein kann.

Chemisches Recycling geht weit über die bekannteren und bewährten Methoden des mechanischen Recyclings hinaus. ISO definiert chemisches Recycling als „Umwandlung in Monomer oder Produktion neuer Rohstoffe durch Veränderung der chemischen Struktur von Kunststoffabfällen durch Cracken, Vergasung oder Depolymerisation, ausgenommen Energierückgewinnung und Verbrennung.“

Die von der European Coalition for Chemical Recycling formulierte Definition ist spezifischer, aber im Allgemeinen auffallend ähnlich: „Chemisches Recycling wandelt Polymerabfälle um, indem es seine chemische Struktur verändert, um Stoffe zu produzieren, die als Produkte oder als Rohstoffe für die Herstellung von Produkten verwendet werden.“ Von den Produkten sind solche ausgenommen, die als Brennstoffe oder Mittel zur Energieerzeugung verwendet werden.“

Ein neuer Marktbericht von IDTechEx mit dem Titel „Chemical Recycling and Dissolution of Plastics 2023-2033“ prognostiziert, dass Unternehmen, die Pyrolyse und Depolymerisation einsetzen, bis 2033 mehr als 20 Millionen Tonnen pro Jahr recyceln werden. Während diese Prognose Befürworter der Technologie ermutigt, weisen Kritiker darauf hin dass, selbst wenn diese Prognose wahr werden sollte – ein großes Wenn –, die Welt jedes Jahr etwa 400 Millionen Tonnen Plastikmüll produziert, sodass chemisches Recycling keine alleinige Lösung für das globale Abfallproblem ist.

Warum investieren so viele globale Unternehmen Milliarden von Dollar in verschiedene langfristige chemische Recyclingtechnologien? Die Motivation kommt von Unternehmen aus der Konsumgüterbranche und dem Handel, die erkennen, dass ihr Geschäftsmodell maßgeblich zum globalen Plastikproblem beiträgt und dass die Verbraucher aufmerksam sind. Sie haben sich verpflichtet, ihre Verpackungen zu reduzieren und zu recyceln.

Ihr Handeln wird von den Medien und der Öffentlichkeit beeinflusst. Laut Richard Collins, Forschungsdirektor für Nordamerika bei IDTechEx, glauben rund 71 % der US-amerikanischen Öffentlichkeit, dass das Land seine Abhängigkeit von Kunststoff reduzieren muss. Marken befürchten, dass die Kaufentscheidungen der Verbraucher durch das Nachhaltigkeitsprofil der Produktverpackung beeinflusst werden könnten.

Unternehmen, die in chemisches Recycling investieren, würden auch von Regierungen und NGOs beeinflusst, sagte Collins. Beispiele hierfür sind das nationale Recyclingziel der US-Umweltschutzbehörde EPA, die nationale Recyclingquote bis 2030 auf 50 % zu steigern, und ähnliche Ziele in verschiedenen europäischen Ländern. NGOs wie Ocean Cleanup, Alliance to End Plastic Waste und Greenpeace spielen eine Schlüsselrolle dabei, Unternehmen zur Rechenschaft zu ziehen und Einfluss auf Regierungen zu nehmen.

Mehrere Unternehmen hätten im letzten Jahr Milliardeninvestitionen in chemische Recyclingprojekte angekündigt, sagte Collins. Diese Projekte werden häufig von großen Unternehmen mit großen finanziellen Mitteln unterstützt, wie etwa Dow, Honeywell, Eastman, Sumitomo, Toyo, Braskem und LG Chem, um nur einige aktuelle Akteure zu nennen. Sie arbeiten oft mit weniger bekannten Unternehmen zusammen, die sich auf Recycling oder chemische Verarbeitung spezialisiert haben, und geben diesen aufstrebenden Unternehmen die starke finanzielle Unterstützung, die sie für die Entwicklung von Technologien und den Bau moderner Recyclinganlagen benötigen.

Ein Unternehmen, das sich selbst finanziert, ist Eastman, das im Januar 2022 bekannt gab, dass es bis zu 1 Milliarde US-Dollar in eine molekulare Recyclinganlage in der Normandie, Frankreich, investieren wird, um derzeit jährlich bis zu 160.000 Tonnen schwer zu recycelnden Kunststoffabfall zu recyceln wird verbrannt. Das mehrstufige Projekt umfasst Einheiten zur Vorbereitung der gemischten Abfälle für die Verarbeitung, eine Methanolyse-Einheit zur Depolymerisierung der Abfälle und Polymerlinien zur Herstellung verschiedener erstklassiger Materialien für Spezial-, Verpackungs- und Textilmaterialien. Die Anlage und ein zugehöriges Innovationszentrum sollen bis 2025 in Betrieb gehen. Molekulares Recycling ist eine Form des chemischen Recyclings.

Eastman sagte, sein Projekt habe die Unterstützung mehrerer globaler Marken erhalten, die sein Engagement für die Lösung des weltweiten Plastikmüllproblems teilen und molekulares Recycling als zentrales Instrument zur Verwirklichung der Kreislaufwirtschaft betrachten. Zu den Unternehmen, die Berichten zufolge Absichtserklärungen für mehrjährige Lieferverträge unterzeichnet haben, gehören Procter & Gamble, Estee Lauder und L'Oreal.

Der Methanolyseprozess, den Eastman anwendet, sei speziell darauf ausgelegt, nur PET zu depolymerisieren, erklärte das Unternehmen gegenüber PlasticsToday. Wenn andere Kunststoffmaterialien vorhanden sind, werden diese entfernt und der Kohlenstofferneuerungstechnologie zugeführt, die alle Arten von Kunststoff außer PVC recyceln kann, so das Unternehmen.

Im September gab Eastman eine langfristige Liefervereinbarung mit Interzero bekannt, die dem Werk in Frankreich bis zu 20.000 Tonnen schwer zu recycelnder PET-Haushaltsverpackungsabfälle pro Jahr liefern wird.

Zusätzlich zum milliardenschweren Werk in Frankreich plant Eastman, 250 Millionen US-Dollar in eine Molekularrecyclinganlage in Kingsport, TN, und 600 bis 800 Millionen US-Dollar in eine zweite US-Anlage an einem noch festzulegenden Standort zu investieren. Das Werk in Kingsport wird schwer zu recycelnde Polyesterabfälle recyceln, und mehr als 75 % des jährlichen Rohstoffbedarfs sind vertraglich vereinbart oder werden ausgehandelt, teilte das Unternehmen PlasticsToday mit.

Agilyx Corp., eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der in Oslo ansässigen Agilyx AS, konzentriert sich auf das Recycling von Polystyrol in ihrem Regenyx-Joint-Venture-Betrieb für chemisches Recycling in Tigard, Oregon. Das Abfallpolystyrol wird in ein „neuwertiges Styrolmonomeröl“ umgewandelt, sagte Tim Stedman, CEO von Agilyx, gegenüber PlasticsToday. „Wir prüfen jedoch derzeit verschiedene Projekte für gemischte Kunststoffabfälle für Kunden und diese würden das produzieren, was wir als synthetisches Agilyx-Rohöl (ASCO) bezeichnen, das für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, einschließlich der Kreislaufproduktion von Polyolefinen.“

Schon früh in der Geschichte der Anlage war sie für die Verarbeitung gemischter Kunststoffabfälle ausgelegt. Aber im Jahr 2018 beschloss Agilyx, sich an diesem Standort auf das zirkuläre Recycling von Polystyrol zu Styrolmonomer zu konzentrieren, sagte Stedman. „Während der Kernpyrolysereaktor derselbe blieb, wurde die andere Ausrüstung geändert, um den unterschiedlichen Eigenschaften des produzierten Materials Rechnung zu tragen.“

Laut Randy Pogue, Präsident und CEO von AmSty, dem größten Polystyrolproduzenten in Amerika, ist Polystyrol ein ideales Material für das Recycling. „Polystyrolprodukte können nicht nur Nachhaltigkeitsvorteile bieten, wenn weniger Material benötigt wird – ein Polystyrolschaumbecher besteht zu 95 % aus Luft – sondern Polystyrol ist auch besonders vorteilhaft für fortgeschrittenes Recycling, da es mithilfe von „Entpacken“ wieder in seine ursprüngliche flüssige Form, das Styrolmonomer, zurückverwandelt werden kann 40 % weniger Energie als andere Polymere“, sagte Pogue in einem Artikel in PlasticsToday vom 21. April 2021. AmSty und Agilyx gründeten 2019 das Joint Venture Regenyx LLC in Tigard.

Trotz dieser Investitionen von Unternehmen mit großen finanziellen Mitteln, staatlichen Auflagen und dem Druck der Öffentlichkeit, das Recycling zu intensivieren, gibt es viele Skeptiker, wenn es um chemisches Recycling geht. Sie verweisen auf zahlreiche Misserfolge in der Vergangenheit und auf die extreme Schwierigkeit, gemischt genutzte Kunststoffe chemisch zu recyceln.

Eine dieser Skeptikerinnen ist Clare Goldsberry, eine langjährige Journalistin für die Kunststoffbranche bei PlasticsToday, die kürzlich in den Ruhestand ging.

„Viele Unternehmen, die dies vorantreiben, wollen von Plastik auf Plastik umsteigen. Das ist für die meisten Kunststoffe der Klassen 1 bis 7 nicht möglich“, sagte Goldsberry. „Polypropylen lässt sich leicht recyceln. Beim fortschrittlichen chemischen Recycling müssen sie jedoch die Massen der vermischten Kunststoffe sortieren. Trennung ist ein schrecklicher Job. Es kostet Zeit, Geld und Arbeitskraft, das alles zu klären. Aus diesem Grund haben einige Städte ihre Recyclingprogramme eingestellt. Nachdem sie das gesammelte Material sortiert hatten, landete das meiste davon auf der Mülldeponie, weil das Plastik verunreinigt oder nicht recycelbar war.“

Cleveland war beispielsweise einer der großen Märkte, der sein Recyclingprogramm am Straßenrand mehrere Jahre lang einstellte, als der Markt für recycelte Kunststoffe versiegte. Die Kosten für das Sammeln und Sortieren überstiegen die Einnahmen, die durch den Verkauf von Kunststoffabfällen erzielt werden konnten. Auch andere Kommunen haben das Recycling am Straßenrand eingestellt.

„Normales Recycling ist schon schwierig genug, aber chemisches Recycling verursacht noch mehr Probleme“, sagte Goldsberry.

Während ihrer Tätigkeit in der Kunststoffindustrie sei sie auf viele Ankündigungen fortgeschrittener Recyclingprojekte gestoßen, die nach etwa einem Jahr verstummten, sagte sie. „Wenn sie durch fortschrittliches chemisches Recycling neue Kunststoffe aus gemischten Kunststoffabfällen herstellen würden, würden sie dies wirklich fördern.“

Sie sagte, die Verbrennung von Kunststoffen als Treibstoff sei eine effizientere und einfachere Lösung für das globale Plastikmüllproblem.

„Wenn man Kunststoffe in Treibstoff umwandelt, muss man das in großen Mengen tun“, sagte sie. „Man kann Kraftstoff aus gemischten Kunststoffen herstellen, die nicht sortiert werden müssen, und es besteht eine große Nachfrage nach Kraftstoff.“

Und so geht die Debatte weiter. Ob chemisches Recycling einen sinnvollen Beitrag zum Rahmen einer Kreislaufwirtschaft leisten kann oder nicht, ist eine Frage, die auf die eine oder andere Weise beantwortet werden kann, aber es wird Zeit brauchen.

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