Wie man aus schmutzigem Plastikmüll neue Wertstoffe gewinnen kann

Recyceltes PET


Traumhafte Aussichten oder doch nur ein Traum? Forschende und Fachleute aus der Industrie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich auch verschmutztes, unsortiertes PET zu 97 Prozent wiederverwerten lässt. Dabei sind allerdings noch ein paar wichtige Fragen offen.

Plastik ist nicht gleich Plastik. Eine der am häufigsten produzierten Kunststoffverbindungen ist Polyethylenterephthalat (PET), von dem pro Jahr über 80 Millionen Tonnen weltweit erzeugt werden, also 80.000.000.000 Kilogramm. Es wird unter anderem zur Herstellung von Kunststoffflaschen, Folien und Polyesterfasern verwendet. Die beiden Bausteine von PET, Terephthalsäure (70 Prozent) und Monoethylenglykol (30 Prozent), gewinnt man in der Regel aus Erdöl. Von der produzierten Menge werden aktuell nur etwa 10 Prozent recycelt, davon wiederum nur etwa zwei Prozent werterhaltend – z.B. Flasche zu Flasche. Der Rest vergeht unrühmlich: 14 Prozent des PET-Aufkommens werden verbrannt, 40 Prozent landen auf der Deponie und 32 Prozent in der Umwelt, 4 Prozent gehen in den Prozessen verloren. Diese Zahlen gelten weltweit; in Deutschland existiert ein Rücknahmesystem für PET-Flaschen. Dies ermöglicht es, dass hierzulande weit über 90 Prozent der PET-Einwegflaschen stofflich verwertet werden. Etwa ein Drittel des recycelten PET-Materials wird dazu verwendet, neue Flaschen herzustellen. Dass PET-Flaschen für neue Verpackungen mit Lebensmittelkontakt eingesetzt werden können, ist übrigens die absolute Ausnahme: So gut wie alles, was im gelben Sack landet, kann nur für andere Anwendungen recycelt werden (z.B. Putzmittelverpackungen oder Müllbeutel).

PET kann also bereits wunderbar recycelt werden – aber nur, wenn reiner PET-Abfall das Ausgangsmaterial ist. Häufig wird PET jedoch für viele andere Verpackungen, für Textilien und weitere Produkte eingesetzt, bei Verpackungen gerne in Kunststoffgemischen – die nach aktuellem Stand der Praxis nicht recyclingfähig sind. Hier setzt das Verfahren an, das Forschende und Fachleute aus der Industrie im Projekt revolPET gemeinsam entwickelt haben. Das Ziel: PET aus Multilayer- und Mischkunststoffen, egal wie dreckig oder ob Etiketten darauf kleben, vollständig in einen Kreislauf zu überführen. Das Verfahren soll dabei ökologisch und ökonomisch nachhaltig sein und eine sinnvolle Ergänzung zu bisherigen, etablierten Systemen darstellen. Erste Ergebnisse wurden am 5. Juli 2021 bei einem von der Forschungsinitiative „Plastik in der Umwelt“ veranstalteten Webinar vorgestellt (ein Factsheet als pdf zum Download gibt es hier).

Bei dem Recyclingverfahren, das Casten Eichert von der am Projekt beteiligten RITTEC Umwelttechnik GmbH vorstellte, werden die chemischen Verbindungen bzw. Monomere, die die Grundbausteine von PET bilden, wieder gelöst. Dafür unterzieht man den PET-Plastikmüll einer chemischen Depolymerisation. Bei dem kontinuierlichen Verfahren, das Eichert und sein Team entwickelt haben, wird Plastikmüll in die PET-Grundbausteine Monoethylenglykol und Terephthalsäure umgewandelt. Der Clou dabei: Es können alle Formen von PET-Abfall umgewandelt werden, ob Flasche, Verpackung oder Textilien. Andere Wertstoffe, wie z. B. PE, PP oder PA, passieren den Prozess unverändert, man kann sie also weiteren Recyclingverfahren zuführen. Die gewonnenen Monomere haben die Qualität von Neuware und können zu hochwertigen PET-Produkten verarbeitet werden. Dieser Prozess ist dabei beliebig oft wiederholbar, weil immer wieder der Grundstoff hergestellt wird und somit kein Qualitätsverlust stattfindet, wie Carsten Eichert erläuterte. Das Verfahren hat bereits Preise gewonnen, darunter den Deutschen Nachhaltigkeitspreis „Next Economy Award 2021“.

Der Durchsatz an PET-Abfällen in der Versuchsanlage, die bei revolPET® zum Einsatz kommt, beträgt 14 Kilogramm PET pro Stunde. Das sei bei weitem noch nicht wirtschaftlich, räumte Carsten Eichert bei seiner Präsentation ein, man arbeite aber daran, die Technologie weiterzuentwickeln. In einem Skalierungsversuch habe man pro Stunde bereits etwa 200 Kilogramm PET verarbeiten können.

Nicht unerwähnt bleiben soll an dieser Stelle, dass chemisches Recycling jüngst massiv unter Beschuss genommen wurde: Umweltverbände sehen die energie-intensiven Verfahren, insbesondere der Pyrolyse, sehr kritisch. Es ist jedoch bei chemischen Recyclingverfahren zu differenzieren: Das Monomer-Recycling des revolPET®-Prozesses unterscheidet sich grundlegend von pyrolytischen Verfahren. Die neue Technologie löst lediglich die Esterverbindungen, bei milden Temperaturen und ohne zusätzlichen Druck. Es wird kein Öl oder Gas produziert, sondern es entstehen Rohstoffe, die vornehmlich der Produktion von neuem PET dienen.

Die Frage, wie die Ökobilanz des Verfahrens aussieht, war entsprechend auch Teil des revolPET-Projekts und wird von einem Team der TU Braunschweig untersucht. Mandy Paschetag stellte einige Zwischenergebnisse vor. Bei der Prozessökobilanzierung werden alle In- und Outputs berücksichtigt. Beispiele für Inputs sind etwa Betriebsstoffe und Energie, für Outputs Reststoffe und Emissionen. Da das im Projekt entwickelte Verfahren sich aktuell noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, sei die wirtschaftliche Tragfähigkeit noch nicht nachgewiesen, betonte die Wissenschaftlerin. So fehlten unter anderem Daten zu den optimalen Betriebspunkten der einzelnen Anlageteile . Und auch über die Skalierungseffekte – was also passiert, wenn man das Verfahren im Industriemaßstab einsetzt – wisse man noch zu wenig. Ein Vergleich mit der fossil basierten Erzeugung von PET zeige aber, dass das Verfahren CO2-Äquivalente in großem Umfang einsparen kann. Der Prozess auf dem aktuellen, frühen Entwicklungsstand ist bereits in der Kategorie Klimaänderung (Treibhausgasemissionen oder CO2-Äquivalente) knapp 10 Prozent besser als die Bereitstellung von Monomeren über die fossile Route. Die fortschreitende Entwicklung werde erhebliche Einsparpotenziale mit sich bringen, betonte Mandy Paschetag: Bis die Marktreife erreicht sei, könne dies bis zu 80 Prozent gegenüber der Produktion aus fossilen Energieträgern betragen.

Fazit: Ein Verfahren wie revolPET® kann ein wichtiger Baustein sein, um Wertstoffe zurückzugewinnen und länger im Kreislauf zu halten. Aber es ist, auch wenn sein wirtschaftlich und ökologisch sinnvoller Einsatz realisiert wird, nur eine Teillösung des Grundproblems, dass zu viele der produzierten Kunststoffe vorprogrammierter Abfall sind: Gleichzeitig brauchen wir Maßnahmen, um die große Menge des globalen Plastikmülls zu reduzieren – und zwar, bevor er überhaupt entsteht.

Artikelfoto: © RITTEC Umwelttechnik/borowiakziehe, Mathias Mensch

Veröffentlicht von

Mandy Hinzmann ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Ecologic Institut. Sie forscht zu Strategien für eine kreislauffähige Wirtschaft und grünen Innovationen. Berge an Plastikmüll sieht sie vor allem als Ressourcenverschwendung. Aktuell koordiniert sie auch das Citizen-Science-Projekt "Plastic Pirates - Go Europe". Dabei motiviert es sie zu sehen, wie engagiert Jugendliche sich dafür einsetzen, dass weniger Plastikmüll in der Umwelt endet.   

7 Kommentare

  1. Survival of the Fittest ist bei Kunststoffen das ethisch Richtige
    Kunststoffsorten, die einfach und ökonomisch rezykliert und damit wiederverwendet werden können sollten in Zukunft vor anderen Kunstoffen bevorzugt werden im Sinne eines hier auch ethisch vertretbaren „Überleben lassen nur der am besten Angepassten“, denn Kunststoffe sollten an die Bedürfnisse einer Kreislaufwirtschaft angepasst sein und Kunststoffe, die das nicht sind, sollten am Weiterexistieren gehindert werden.

  2. Chemisch betrachtet besteht PET nur aus Gas, dessen Moleküle polymerisiert sind.
    Es gibt zwei Verfahren dieses Polyethylen herzustellen das Hochdruckverfahren und das Niederdruckverfahren. Bekannt sind die Kunststoffe Lupolen von der Basf, das Lu steht für Ludwigshafen , und Hostalen von der ehemaligen Firma Hoechst.
    Diese Vorgänge rückgängig zu machen ist einfach und nur die Tatsache, dass die Herstellung von neuem PET preisgünstiger ist als das Recyclen ist Schuld , dass PET nicht zu 100 % receyclet wird.
    Also nichts Neues.
    Hier wird wieder von der Tatsache abgelenkt, dass die problematischen Kunststoffe weder verboten noch receyclet werden. PVC ist immer noch bei Küchengeräten in Deutschland im Gebrauch in Schweden z.B. verboten.

  3. Die Vision einer Welt ohne Verpackungen
    Zitat aus obigem Beitrag:

    Aber es ist, auch wenn sein wirtschaftlich und ökologisch sinnvoller Einsatz realisiert wird, nur eine Teillösung des Grundproblems, dass zu viele der produzierten Kunststoffe vorprogrammierter Abfall sind: Gleichzeitig brauchen wir Maßnahmen, um die große Menge des globalen Plastikmülls zu reduzieren – und zwar, bevor er überhaupt entsteht.

    In Zukunft ist folgendes Szenario denkbar: Ich benötige 1 Liter Spülmittel, 200 Gramm Lauch, 1 Kotelett und 5 Liter Coca Cola.
    Ich bestelle alles online bei der Lieferkette „Amazon-ZeroWaste“ und erhalte alles frisch in Gefässe abgefüllt, die in meinem Besitz sind und die zum Mehrfachgebrauch bestimmt sind. Beispiel: Meine nachfüllbaren Flaschen für Coca-Cola werden, wenn sie leer sind vom online-Dienst wieder abgeholt und später irgendwann für mich erneut abgefüllt.
    Vorteile: Kein unnötiger Abfall mehr
    Nachteile: Hohe Automatisierung nötig, damit es billig ist. Bevorzugt spezialisierte Online-Lieferketten.

  4. Martin Holzherr,
    kontrollierte Lieferketten, die lassen sich in der EU verwirklichen. In Afrika eher nicht.

    Das Besondere an diesem Thema ist , dass sich PE jetzt aus CO² herstellen lässt mit Kupfer als Katalysator. Wie genau, das wird nicht verraten. Das Verfahren wird großtechnisch auch noch nicht angewandt, wahrscheinlich sind die Kosten noch zu hoch.
    Vielleicht will die Petrochemie so ihr Image verbessern.

  5. @Mikroplastik ist auch noch ein Problem

    Angesichts dessen, dass in vielen Ländern das Plastik in der Umwelt landet, sollte es wenigstens so gut biologisch abbaubar sein, dass das daraus entstehende Mikroplastik innerhalb von Monaten abgebaut wird. Hierbei kommt es wohl auch auf Kleidung an, beim Waschen geht schon reichlich Mikroplastik ins Abwasser.

    Auf jedem Fall müssten nur noch Plastiksorten produziert werden, die sich gut verbrennen lassen, eventuell auch recyclingfähig sind, aber eben auch kein ewig stabiles Mikroplastik bilden können. Die Recyclingfähigkeit ist jetzt nicht das wichtigste, scheint mir. Eine Thermische Verwertung in Verbrennungsanlagen ist schon besser als nichts.

    Wenn in fernerer Zukunft kein ÖL und Gas mehr verwendet werden soll, kann man auch mittels Pyrolyse und überschüssigem Ökostrom aus dem Plastik synthetische Kraftstoffe herstellen, wofür es dann wohl auch einen Markt geben würde. Neues Plastik könnte man dann wiederum z.B. aus dem CO2 herstellen, das in Biogasanlagen neben Methan als Nebenprodukt anfällt.

    Vielleicht kommt man schon mit dem Recycling vorwärts, wenn man sich einfach auf nur wenige verschiedene Kunststoffe konzentriert, und nur noch diese herstellt und in Umlauf bringt. Dann wäre ein Sortieren wohl wesentlich einfacher, und mit den richtigen Plastiksorten wäre eventuell auch eine Wiederverwendung möglich.

    Hier müsste man mal international auch öffentlich finanziert daran forschen, und wenn man die richtigen Sorten gefunden hat, dann alles andere weltweit verbieten.

    • Lieber Tobias Jeckenburger,
      ich gebe Ihnen recht, dass Mikroplastik in der Tat ein Problem ist. Bislang allerdings haben so deklarierte biologisch abbaubare Kunststoffe uns hier nicht viel weiter gebracht. Oftmals sind diese nur in Kompostieranlagen unter bestimmten Temperaturen biologisch abbaubar. Viele Kompostieranlagen erreichen diese Temperaturen im normalen Betrieb jedoch nicht – und der Komposthaufen im Garten erst recht nicht. Auch in der Natur bleiben dann kleine Teilchen dieser Kunststoffe sehr lange bestehen und bereiten die gleichen Probleme wie konventionelle Kunststoffe. Sicher könnten zukünftig in einigen Bereichen bessere biologisch abbaubare Kunststoffe sinnvoll sein. Wichtig ist aber, die Gesamtmenge an produzierten Plastik und vor allen Dingen den Plastikeintrag in die Umwelt zu verringern – egal ob biologisch abbaubar oder nicht.

      Kritisch sehe ich Ihre Aussage, es müssten “nur noch Plastiksorten produziert werden, die sich gut verbrennen lassen”. Zum einen führt die Verbrennung von Plastikmüll zu CO2-Ausstößen, zum anderen ist das eine enorme Verschwendung an wertvollen Ressourcen. Damit meine ich nicht nur die Ausgangsstoffe für die Plastikproduktion, sondern auch die benötigte Energie, um immer wieder neues Plastik herzustellen und immer wieder altes Plastik zu verbrennen. Auch wenn dabei ein Teil der Energie zurückgewonnen werden kann, ist es keine optimale Lösung.

    • @Tobias Jeckenburger (Zitat): „ Die Recyclingfähigkeit ist jetzt nicht das wichtigste, scheint mir.„
      Absolut richtig. Das Wichtigste ist vielmehr: Kein Plastikabfall mehr in der Umwelt, auch nicht in den Gewässern. Denn weltweit gibt es Jahr für Jahr mehr Plastik in der Umwelt und im Meer. Plastik ist ein fester Begleiter des weltweiten Warenkonsums, aber kaum ein Schwellen- oder Entwicklungsland hat eine flächendeckende, funktionierende Abfallentsorgung.

      Kunststoffrecycling ist die Zukunft. Nur können wir nicht 20 Jahren warten. Denn: Bis sich eine Plastikinnovation wie ein neuer besser recyclebarer Kunststoff weltweit durchsetzt vergehen mindestens 20 Jahre. Zulange um in der Zwischenzeit nichts zu tun.

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