Fortgeschrittene chemische Technologie verwandelt nicht wiederverwertbare Kunststoffabfälle in wertvolle Chemikalien
Jedes Jahr fallen in Europa rund 18,5 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an, von denen etwa 70 % aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht recycelt werden. Stattdessen landet ein erheblicher Teil entweder auf einer Deponie (27 %) oder wird verbrannt (42 %). Dies wirkt sich negativ auf die Umwelt aus und untergräbt die gesellschaftlichen Ansichten über die Abfallwirtschaft, die Verbraucherindustrie und die politischen Bemühungen. Ziel des EU-finanzierten Projekts iCAREPLAST war es, diese drängenden Probleme der Kunststoffabfallwirtschaft in Europa anzugehen und eine kostengünstige und energieeffiziente Lösung für das chemische Recycling und die Verwertung dieser Abfälle zu bieten. Durch die Kombination von Pyrolyse, katalytischer Behandlung und Membrantechnologien hat iCAREPLAST dazu beigetragen, nicht recycelte Kunststoffabfälle in wertvolle Chemikalien wie z. B. Aromaten umzuwandeln, die für die Herstellung von Polymeren in Neuware entscheidend sind. „Unser innovativer Ansatz verringert die Umweltauswirkungen von Kunststoffabfällen, indem wir sie von Deponien und Verbrennungsanlagen fernhalten. Er trägt auch zur wirtschaftlichen Nachhaltigkeit bei, da er die Möglichkeit bietet, durch den Verkauf von Nebenprodukten wie Holzkohle, CO2 und verschiedenen Kohlenwasserstoffen Einkommen zu erzielen“, betont Projektkoordinator José M. Serra vom spanischen Nationalen Forschungsrat (CSIC).
Innovative Recyclingtechnologie nähert sich der Marktreife
Im Zentrum der Projektaktivitäten stand die Validierung kritischer Technologien in verschiedenen Phasen: von der Vorbehandlung von Kunststoffabfällen über die Pyrolyse und katalytische Behandlung bis hin zur molekularen Membrantrennung. Ein großer Teil der Aktivitäten war der Entwicklung fortgeschrittener KI-Kontrollsysteme für die einzelnen Verarbeitungseinheiten und den gesamten Anlagenbetrieb gewidmet. „Ein bemerkenswerter Meilenstein wurde mit der Herstellung, Installation und Erprobung spezieller Prozesseinheiten in einer industriellen Umgebung in den Anlagen von Urbaser unter Verwendung von tatsächlichem Kunststoffabfall erreicht“, erklärt Laura Almar, Mitglied des Teams des CSIC. Diese Praxistests waren bedeutsam für die Validierung der Skalierbarkeit und Realisierbarkeit der entwickelten Technologien. Eine weitere wichtige Errungenschaft war die Entwicklung eines Verbrennungssystems. Dieser neuartige Brennstoffzellenstapel auf der Basis von Festoxidzellen produziert nicht nur reinen Sauerstoff für die Oxidation von Pyrolysegasen, sondern erzeugt ebenso Strom und einen hochreinen CO2-Strom. Es wurden eine gründliche technisch-wirtschaftliche Analyse und eine Okobilanz erstellt, die wertvolle Informationen über die Marktakzeptanz und die wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit des iCAREPLAST-Verfahrens bereitstellen. Außerdem entwickelten die Projektmitglieder ein Instrument zur Integration von Indikatoren der ganzheitlichen Bilanzierung in die Echtzeit-Prozesssteuerung, was eine genauere Überwachung und Optimierung von Nachhaltigkeits- und Produktivitätsindikatoren unterstützt.
Den bisherigen Methoden des Kunststoffrecyclings Lebewohl sagen
Almar weist darauf hin, dass „im Gegensatz zum herkömmlichen mechanischen Recycling, das mit Verunreinigungen und wirtschaftlichen Problemen zu kämpfen hat, iCAREPLAST durch den Einsatz innovativer thermochemischer Verfahren wie Pyrolyse und katalytische Umwandlung eine Vorreiterrolle spielt“. Dieser Ansatz trägt dazu bei, nicht recycelte Kunststoffabfälle in hochwertige Chemikalien umzuwandeln und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck so gering wie möglich zu halten. iCAREPLAST hat sich zum Ziel gesetzt, den Materialkreislauf zu schließen, indem Abfälle effizient in wertvolle Produkte verwandelt werden. Durch die Integration von Technologien zur CO2-Abscheidung wird die Umweltverträglichkeit weiter verbessert, was eine bemerkenswerte Abkehr von bestehenden Verfahren zur Energierückgewinnung darstellt. Das Projektteam verspricht eine Steigerung der Ausbeute an Pyrolyseflüssigkeit um 12 % und eine Senkung des Energiebedarfs um 45 %. Es wird erwartet, dass die Initiative das Aufkommen von Kunststoffresten um 95 % reduziert, was den wirtschaftlichen Ertrag um bis zu 200 % steigern könnte. Zudem verspricht es eine erhebliche Senkung der Treibhausgasemissionen um 58 bis 76 %, die unter Berücksichtigung der Substitution von Sekundärerzeugnissen sogar unter den Netto-Nullwert fallen kann. Serra kommentiert: „iCAREPLAST verbessert nicht nur die wirtschaftliche Rentabilität des Kunststoffrecyclings, sondern verringert auch die Abhängigkeit von fossilen Primärressourcen und unterstützt die europäischen Ziele für das Abfallrecycling. Durch ihre Bildungsaktivitäten trägt sie außerdem zur Verbreitung von Wissen und zur Förderung von Talenten bei.“
Schlüsselbegriffe
iCAREPLAST, Kunststoffabfälle, Recycling, Pyrolyse, Chemikalien, chemische Technologie, Prozessindustrie, Energieeffizienz