Aus der Branche

Bis 2030 sollen in der EU 55 % der Kunststoffverpackungen werterhaltend recycelt werden. Inwieweit sich Rezyklate dabei für die Herstellung hochwertiger Verpackungsprodukte eignen und wann die Umstellung auf Recyclingkunststoffe für KMU wirtschaftlich sinnvoll ist, darüber informiert das VDI Zentrum Ressourceneffizienz im Rahmen einer neuen Studie.

Die Verwendung von Kunststoffen geht mit hohen Aufwänden an Primärressourcen bei der Werkstoffherstellung einher. Kunststoffrecycling stellt daher einen Schwerpunkt der politischen und regulatorischen Bestrebungen dar, um eine weitgehende stoffliche Verwertung von Kunststoffabfällen bis 2030 zu etablieren.
 
Um die Wiedereinsatzquote recycelter Kunststoffabfälle im Verpackungssektor zu erhöhen und Kunststoffkreisläufe nachhaltig zu schließen, braucht es Rezyklate, die u. a. mit Blick auf die gebotene Qualität eine möglichst geringe Schwankungsbreite aufweisen. Zugleich müssen die Preise für Rezyklate konkurrenzfähig gegenüber sogenannten virgin plastics (Kunststoffneuware) sein.

Hier setzt die neue Studie „Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands – Einsatz von rezyklierten Kunststoffen in Verpackungsmaterialien“ des VDI ZRE an. Sie bietet einen praxisrelevanten Überblick zu Aspekten der Nutzung von Kunststoffrezyklaten für die Herstellung hochwertiger Verpackungsprodukte – auch für Anwendungsbereiche mit hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit und mechanische Eigenschaften.
 
Ein Beitrag zur Ressourcenschonung und zum Klimaschutz
Die ökologisch-ökonomische Bewertungsstudie, die in Zusammenarbeit mit Forschenden des Öko-Institut e. V. und der Institut cyclos-HTP GmbH ausgearbeitet wurde, richtet sich insbesondere an kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der kunststoffverarbeitenden Industrie, die den Einstieg in die Verwendung von Rezyklaten erwägen. Die Studie beinhaltet zum einen eine ökobilanzielle Vergleichsrechnung nach den VDI-Richtlinien 4800 Blatt 1 und 2 sowie eine Sensitivitätsanalyse. Zum anderen liefert sie einen Kostenvergleich für die zwei gegenübergestellten kunststoffbasierten Verpackungsvarianten und gibt Empfehlungen zur Evaluierung.

Aus ökologischer Sicht zeigt sich, dass das Treibhausgaspotenzial des Produkts aus rezykliertem Polypropylen (PP) um 25 % geringer ausfällt als das der Produktvariante aus PP-Neuware. Aus ökonomischer Sicht hat der Einkaufspreis den größten Einfluss an den gesamten spezifischen Betriebskosten. Zum Zeitpunkt der Erhebung beliefen sie sich auf 54 % für die Produktvariante aus recyceltem PP und auf 62 % für das Produkt aus primärem PP.

Die Studie „Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands – Einsatz von rezyklierten Kunststoffen in Verpackungsmaterialien“ des VDI ZRE wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) erarbeitet und kann kostenfrei heruntergeladen werden.

• DITF beteiligt sich am internationalen Konsortium zum Kunststoffrecycling ‚WhiteCycle‘

Ein Konsortium aus 16 öffentlichen und privatwirtschaftlichen Organisationen hat sich unter dem Namen ‚WhiteCycle‘ zusammengeschlossen, um ein umfassendes und geschlossenes Recyclingsystem für Plastikabfälle zu etablieren. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden als Teil des Konsortiums ihren Beitrag mit einem neuen Syntheseverfahren zur Verarbeitung von recycelten Kunststoffen leisten.

Unter Leitung der Michelin Group Frankreich konstituierte sich das Konsortium ‚WhiteCycle‘ Anfang Juli 2022. Ziel der europäischen Initiative ist es, einen Wirtschaftskreislauf zu etablieren, um inhomogene Textilabfälle aus verschiedenen Materialien aufzubereiten und daraus neue, hochwertige Produkte herzustellen. Dieses Vorhaben soll dazu beitragen, die von der Europäischen Union gesteckten Ziele bei der Reduktion von CO₂-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Komplex aufgebaute, textilhaltige PET-Abfälle wie Reifen, Schläuche oder mehrlagige Verbundtextilien aus dem Bekleidungsbereich sind bisher schwer oder gar nicht recycelbar. Unter dem WhiteCycle-Netzwerk werden mehrere Projekte und Forschungsansätze zusammengeführt, die sich des Problems annehmen und neue Lösungsansätze liefern sollen.

Die DITF werden ein bestehendes PET-Syntheseverfahren an neuartige recycelte Monomere anpassen. Das zu bewältigende Problem besteht in den Verunreinigungen im Ausgangsmaterial, die durch dessen inhomogene Zusammensetzung bedingt sind.

Zusammen mit dem Projektpartner Kordsa Teknik Textil A.S. (Türkei) entwickeln die DITF neue Syntheserezepte. Sie haben zum Ziel, mögliche Nachteile abzustellen, die durch verbleibende Verunreinigung der Monomere zustande kommen. Denn trotz einer Reinigung der Monomere vor deren Weiterverarbeitung können nicht alle Verunreinigungen entfernt werden. Die Ansätze, die dabei verfolgt werden, sind anspruchsvoll. So müssen Art und Menge der verwendeten Zusatzstoffe spezifisch angepasst werden. Dazu gehören Katalysatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungs- und Kupplungsmittel sowie Kettenverlängerer. Auf diese Weise ist es möglich, die negativen Auswirkungen von unbekannten Verunreinigungen zu vermeiden. Damit verbessern sich die Materialeigenschaften der wiederverwerteten Kunststoffe, da sie langfristig thermisch stabilisiert werden, was wiederum in einer Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften resultiert. Das modifizierte Verfahren soll es ermöglichen, dass recyceltes PET (r-PET) die gleichen Eigenschaften wie virgin PET aufweist.

Die Konsortialpartner verfolgen andere Ansätze, um eine verbesserte Recyclingrate und hochwertigere r-PET-Produkte zu erzeugen: Optimierte Sortiertechnologien für die sortenreine Trennung von Abfällen gehören ebenso dazu wie eine enzymbasierte Behandlung von Kunststoffen, um sie auf nachhaltigem Weg in Monomere aufzuspalten. Letztlich wird auch die hochqualitative Fertigung neuer Produkte aus den recycelten Kunststoffen dazu beitragen, den Rohstoffkreislauf zu schließen.