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• Fraunhofer CCPE veröffentlicht Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE hat ein Positionspapier zum Stand von Wissenschaft und Technik von Recyclingtechnologien für Kunststoffe vorgelegt. Der Schwerpunkt liegt auf chemischen Recyclingverfahren. Eine Marktanalyse zeigt aktuelle Industrieaktivitäten, außerdem werden die Fraunhofer-Kompetenzen im Kunststoff-Recycling im Überblick dargestellt.

Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Rund 30 Fraunhofer Institute und Einrichtungen befassen sich mit dem Recycling und der Aufbereitung von Kunststoffen. Übersicht aktueller Initiativen zur Demonstration und Kommerzialisierung von chemischen Recyclingverfahren.

Das Positionspapier gibt einen Überblick über werk- und rohstoffliche (chemische) Aufbereitungstechnologien für Kunststoffe, die sich derzeit in der Entwicklung befinden und noch nicht zum Stand der Technik zählen. Insbesondere werden sogenannte chemische Recyclingverfahren eingeordnet. Beleuchtet werden dabei der technische Entwicklungsstand der Verfahren, deren Vor- und Nachteile, die regulatorischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen, die ökonomische Machbarkeit sowie Potenziale für den Umwelt- und Klimaschutz. Eine Marktübersicht zeigt darüber hinaus, welche Projekte seitens der Industrie im Bereich chemischer Recyclingverfahren derzeit laufen, welche Abfallstoffe behandelt werden und welche Anlagenkapazität vorhanden bzw. geplant ist.

Prof. Matthias Franke, Leiter des Institutsteils Sulzbach-Rosenberg von Fraunhofer UMSICHT, entwickelt vor allem pyrolysebasierte Recycling­technologien. Er fasst die Ergebnisse zusammen: »Die Nachfrage nach hochwertigen Kunststoffrezyklaten nimmt derzeit zu. Hintergrund sind einerseits die Selbstverpflichtungen der Hersteller, andererseits die Vorgaben der Europäischen Union zum Rezyklateinsatz. Mit Rezyklateinsatzquoten und steigenden CO2-Preisen wird die Wettbewerbsfähigkeit von Rezyklaten gegenüber Primärware gestärkt, und die Abhängigkeit vom Rohölpreis aufgehoben. Dies schafft Investitionssicherheit für das Recycling. Neuartige Recyclingtechnologien sind nach unserer Einschätzung technisch in der Lage, die zusätzliche Nachfrage nach hochqualitativen Rezyklaten zu bedienen. Entwicklungs­bedarf gibt es vor allem noch bei komplexen Abfällen wie zum Beispiel Verbundmaterialien. Auch eine ökologische Gesamtbewertung der Verfahren steht noch aus.«

Ausgehend vom derzeitigen Entwicklungsstand schätzen die Fraunhofer Forschenden die Potenziale von alternativen Recyclingtechnologien insgesamt positiv ein, wenn Sie als Ergänzung zu etablierten werkstofflichen Verfahren eingesetzt werden. Sie seien technisch mach- und beherrschbar, sie könnten dazu beitragen, die Kreislaufführung von Kunststoffen zu verbessern und hochqualitative Sekundärrohstoffe für die Industrie bereit zu stellen. Vor allem die rohstofflichen / chemischen Verfahren könnten ein ergänzender Baustein für höherwertiges Kunststoff-Recycling sein besonders bei bisher schwer behandelbaren Abfallströmen.

Die Positionen des Fraunhofer CCPE im Einzelnen:

• Werkstoffliche Verfahren sind für sortenreine Kunststofffraktionen (Thermoplaste) die beste Wahl.
• Mit zunehmender Heterogenität, Verschmutzung oder Kontamination von Kunststoffabfällen kommt das werkstoffliche Recycling an seine Grenzen. Füll-, Stör- und Schadstoffe können in Sortier-, Wasch- und Extrusionsanlagen oft nicht vollständig ausgeschleust werden. Bestimmte Kunststoffsorten sind werkstofflich kaum verwertbar.
• Um eine Steigerung der Kreislaufführung von Kunststoffen zu erreichen, ist eine Ergänzung der werkstofflichen Verfahren durch alternative Prozesse und Prozess-Kombinationen erforderlich.
• Da chemische Recyclingverfahren ebenfalls in der Lage sind, Sekundärrohstoffe für die Kunststoffproduktion bereitzustellen, sollte die werkstoffliche Verwertungs­quote im Bereich der Verpackungskunststoffe durch eine technologieoffene Recyclingquote ersetzt werden. Dies würde technische Innovationen im mengenmäßig dominanten Recycling von Verpackungen fördern.
• Eine gesamtökologische Betrachtung von Recyclingverfahren oder Verfahrens­kombinationen für spezifische Altkunststoffe muss noch erbracht werden.
• Eine teilweise Substitution von erdölbasierten Basischemikalien durch chemische Rezyklate bspw. auf Basis von Kunststoffabfällen erscheint technologisch möglich.

Im Positionspapier stellt Fraunhofer CCPE eine Forschungsagenda vor:

1. Analyse von kunststoffhaltigen Abfällen verbessern
2. Transparenz über ökonomische und ökologische Auswirkungen durch Langzeitbetrieb herstellen
3. Dynamische Bewertungsmodelle für die Abfallbehandlung entwickeln
4. Recyclingtechnologien koppeln
5. Automatisierte, KI-basierte gestufte Recyclingverfahren erforschen
6. Rezyklate und Zwischenprodukte aus den Recyclingprozessen optimieren

Einblicke in das Verbundprojekt Carbon2Chem®

Welchen Beitrag leistet Forschung zum Klimaschutz? Und wie kann diese Arbeit besser von der Gesellschaft wahrgenommen werden? Diese Fragen stehen im Zentrum des Online-Workshops »Every day for future: Wie sich Forschung für den Klimaschutz engagiert – am Beispiel von Carbon2Chem®« am 29. Juni von 14:00 - 17:00 Uhr. Die Teilnahme ist kostenlos.

Anmeldungen sind unter https://s.fhg.de/a4S möglich.

Im Verbundprojekt Carbon2Chem® arbeiten 19 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft an Lösungen, um unvermeidbares CO₂, das z. B. bei der Produktion von Stahl entsteht, in Rohstoffe für die chemische Industrie umzuwandeln. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, die Koordination liegt in den Händen des Fraunhofer UMSICHT, des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI-CEC) und der thyssenkrupp AG. Im Rahmen des Workshops gewähren Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des MPI-CEC Einblicke in die gemeinsame Arbeit im Carbon2Chem®-Labor am Standort Oberhausen.

Am Anfang steht eine Keynote von Prof. Görge Deerberg. Der stellv. Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT und einer von drei Projektkoordinatoren, nimmt die Teilnehmenden mit auf eine Reise von den Carbon2Chem®-Anfängen über aktuelle Arbeiten bis zu den für 2026 angestrebten Zielen. Es folgen kurze Vorträge und Filmbeiträge von Wissenschaftler*innen. Sie berichten über ihren Forschungsalltag und gehen dabei auch auf Herausforderungen ein, denen sie sich stellen müssen. Die Themen umfassen die Nutzung von Gasen und die Bedeutung von Katalysatoren ebenso wie die Frage, was mit dem CO₂ passiert, wenn es zu einem nutzbaren Rohstoff geworden ist.

Abschließend hält Prof. Harald Welzer von FUTURZWEI. Stiftung Zukunftsfähigkeit einen Impulsvortrag und diskutiert mit Prof. Görge Deerberg, wie Forschung zum Klimaschutz von der Gesellschaft besser wahrgenommen werden kann. Dabei spielen auch Fragen und Anregungen aus dem Teilnehmendenkreis eine Rolle, die während des Workshops via Chat eingehen.